JP2004255981A

JP2004255981A - Assembly of tire and rim, and particles filled into assembly

Info

Publication number: JP2004255981A
Application number: JP2003047971A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Teratani; 裕之寺谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an assembly of a tire and a rim, which offers the function of enabling a vehicle to run a necessary distance safely when the inner pressure of the tire decreases due to an injury on the tire, and retains the function under every normal traveling condition ranging from a low-speed traveling to high-speed traveling. <P>SOLUTION: The tire is fitted on the rim to demarcate the tire interior with the tire and rim. Inside the tire interior, a number of approximately globular particles, each consisting of a resin continuous phase and an independent air bubble, are arranged to satisfy a prescribed filling volume. When the inner pressure of the assembly is adjusted to a level specified by the vehicle specification, the volume of the particles is 70% or more of that of the particles under an ambient pressure, and the particles arranged inside the tire have distributed true specific gravity and a true specific gravity index of 1.5 or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外傷を受けた後も通常の走行を可能とするタイヤとリムとの組立体、特にタイヤ受傷後の走行における耐久性および乗り心地性に共に優れ、かつ安全性を高めた、タイヤとリムとの組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、例えば乗用車用タイヤにおいては、タイヤ内部にゲージ圧で１５０ｋＰａから２５０ｋＰａ程度の圧力下に空気を封じ込めて、タイヤのカーカスおよびベルト等のタイヤ骨格部に張力を発生させ、この張力によって、タイヤへの入力に対してタイヤの変形並びにその復元を可能としている。すなわち、タイヤの内圧が所定の範囲に保持されることによって、タイヤの骨格に一定の張力を発生させて、荷重支持機能を付与するとともに、剛性を高めて、駆動、制動および旋回性能などの、車両の走行に必要な基本性能を付与している。
【０００３】
ところで、この所定の内圧に保持されたタイヤが外傷を受けると、この外傷を介して空気が外部に漏れ出してタイヤ内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態となるため、タイヤ骨格部に発生させていた張力はほとんど失われることになる。すると、タイヤに所定の内圧が付与されることによって得られる、荷重支持機能や、駆動、制動および旋回性能も失われる結果、そのタイヤを装着した車両は走行不能に陥るのである。
【０００４】
そこで、パンク状態においても走行を可能とする、いわゆる安全タイヤについて多くの提案がなされている。例えば、自動車用の空気入り安全タイヤ及びリム組立体としては、二重壁構造を有するもの、タイヤ内に荷重支持装置を配設したもの、タイヤサイド部を補強したものなど種々のタイプのものが提案されている。これらの提案の内、実際に使用されている技術としては、タイヤのサイドウォール部を中心にショルダー部からビ−ド部にかけての内面に比較的硬質のゴムからなるサイド補強層を設けたタイヤがあり、この種のタイヤは主にへん平比が６０％以下の、いわゆるランフラットタイヤとして適用されている。
【０００５】
しかし、サイド補強層を追加する手法は、タイヤ重量を３０％から４０％も増加してタイヤの縦ばね定数を上昇するため、転がり抵抗の大幅な悪化とパンク前の通常走行時の乗り心地性低下をまねく不利がある。従って、通常走行時の性能、燃費および環境に悪い影響を与えることから、未だ汎用性に乏しい技術である。
【０００６】
一方、タイヤ断面高さの高い、へん平比が６０％以上の空気入りタイヤにおいては、比較的高速かつ長距離の走行によるサイドウォール部の発熱を避けるために、リムに中子などの内部支持体を固定してパンク時の荷重を支持する構造とした、ランフラットタイヤが主に適用されている。
【０００７】
しかし、パンク後のランフラット時にタイヤと内部支持体との間で発生する、局所的な繰り返し応力にタイヤが耐えることができずに、結果としてパンク後の走行距離は１００〜２００ｋｍ程度に限定されていた。加えて、内部支持体をタイヤ内部に配置してからタイヤをリムに組み付ける作業は、煩雑で長時間を要することも問題であった。この点、リムの幅方向一端側と他端側とのリム径に差を設けて、内部支持体を挿入し易くした工夫も提案されているが、特殊な専用機器を必要とし、きわめて汎用性に乏しい。またタイヤ／ホイールおよび内部支持体のトータル重量を３０〜４０％も増加させてしまうため、車両の足回り部品に入る振動入力が大きくなり、車両自体の耐久性を損なう不利がある。
【０００８】
なお、内部支持体をそなえるランフラットタイヤのパンク後走行距離を延ばすには、骨格材を追加してタイヤ構造をより重厚にすることが有効であるが、骨格材を追加した分、通常使用時の転がり抵抗や乗り心地性が悪化するため、この手法を採用することは現実的ではない。
【０００９】
さらに、これら従来の安全タイヤは、通常のアスファルト路面や不整地路面等の、摩擦係数がある程度高い路面では、パンク後の走行能力をある程度発揮できる。しかしながら、冬期の氷路や雪路に代表される摩擦係数の低い路面では、駆動輪ではなく遊輪のタイヤがパンクした場合、大きな欠点を露呈することとなる。すなわち、パンク前の状態では、当然タイヤの撓みが小さく、円に近い形状を保っているため、発進時に駆動輪から発生する駆動力によって車両が動き始めたとき、車両の動きに伴って遊輪が転動を始める。ところが、パンク後の状態では、タイヤの撓みが大きく、円形状から逸脱した形状となる。遊輪は、ホイールが自ら転動できない、すなわち駆動力を出せない車輪であるため、遊輪の転動は、車両の動きと路面の摩擦係数に依存する事となる。よって摩擦係数の低い路面では、車両が動き始めても、路面の摩擦係数が低いために、パンクにより大きく撓んで円形状から逸脱した遊輪のタイヤは、接地踏面内で大きな滑りを発生し、転動することなく引きずられながら車両と共に移動することとなる。その理由は、接地踏面内での接地圧力分布が、パンク前の比較的均一な状態に比して、大きな撓み変形と共に極端に不均一になることと、接地面積が大幅に低下するからである。
【００１０】
このような状況は、発進時のみではなく、制動時にも発生する。よって、あらかじめ車両に搭載された機能である摩擦係数の低い路面で安全な走行を補完するための「駆動力調整機能（トラクションコントロールシステム）」や、制動時のタイヤロックを回避する「制動力調整機能（アンチロックブレーキシステム）」などが充分に発揮されないばかりか、誤作動を起こし、車両が制御不能に陥る危険性をはらんでいるのである。
【００１１】
特に、前輪が遊輪かつ操舵輪であり、後輪が駆動輪である車両においては、遊輪である前輪がパンクすると操舵性が極端に低下し、大変危険な状態に陥る事は言うまでもない。
【００１２】
また、タイヤとこれに組付けるリムとの組立体の内部空洞へ独立気泡を有する発泡体を充填したタイヤが、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４などに記載されている。これらに提案されたタイヤは、主に農耕用タイヤ、ラリー用タイヤ、二輪車用タイヤおよび自転車タイヤなど特殊な、または小型のタイヤに限定されるものである。従って、乗用車用タイヤやトラックおよびバス用タイヤなど、とりわけ転がり抵抗や乗り心地性を重視するタイヤへの適用は未知数であった。そしていずれの発泡体も発泡倍率が低いために、気泡を有する発泡体のわりには重量が大きく、振動乗り心地性や燃費の悪化を避けられない上、その独立気泡内部は大気圧であるため、従来タイヤの高圧空気の代替とするには機能的に不十分であった。
【００１３】
さらに、特許文献５には、発泡体充填材を内周部に挿入したパンクレスタイヤが開示されているが、気泡内圧が大気圧に極めて近いことによる不利に加え、発泡体がウレタン系であるために、ウレタン基の分子間水素結合に起因するエネルギーロスが大きく、自己発熱性が高い。よって、ウレタン発泡体をタイヤ内に充填した場合、タイヤ転動時のくり返し変形により、発泡体が発熱し大幅に耐久性が低下する。また、気泡を独立して形成するのが難しい素材を用いているため、気泡が連通しやすくて気体を保持することが難しく、所望のタイヤ内圧（荷重支持能力又はたわみ抑制能力、以下同様）を得られない不利がある。
【００１４】
さらにまた、特許文献６には、独立気泡を主体とする多気泡体の外周をゴムや合成樹脂等の厚さ０．５〜３ｍｍの外包皮膜で一体的に包被密封した膨張圧力気泡体の多数をタイヤ内に充填し、該タイヤを規定内圧に保持した、パンクレスタイヤが提案されている。この技術は、発泡体の気泡内気圧を常圧より高くするために、膨張圧力気泡体となる独立気泡体形成配合原料中の発泡剤配合量をタイヤ内容積に対して、少なくとも同等以上の発生ガスが発生する発泡剤配合量に設定しており、これによって通常の少なくとも空気入りタイヤと同様の性能を目指している。
【００１５】
上記技術では、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸を防ぐために、外包皮膜で一体的に包被密封しているが、この外包皮膜の材料として例示されているものは、自動車用チューブまたは該チューブ形成用配合物のような材料のみである。つまり、タイヤチューブ等に用いられる、窒素ガス透過性の低いブチルラバーを主体とした軟質弾性外包皮膜にて包被密封を施し、これらの多数をタイヤ内に充填している。製法としては、軟質弾性外包皮膜として未加硫のタイヤチューブを、膨張圧力気泡体として未加硫の独立気泡体形成配合原料を用い、これらの多数をタイヤ／リム組立体の内部に配置後、加熱により発泡させ、発泡体充填タイヤを得ている。発泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気は、リムに開けられた排気小孔から自然排気される。
【００１６】
ここで、乗用車用タイヤの内圧は、一般的に常温における１５０〜２５０ｋＰａ程度に設定されるため、上記の発泡体充填タイヤを製造するには、その加硫成形の加熱時（１４０℃程度）の状態において、絶対圧で上記内圧の約１．５倍程度になっているものと、気体の状態方程式からは推定される。ところが、この程度の圧力レベルでは、加硫圧力不足をまねいてブローンが発生するのを避けることは出来ない。このブローン現象を回避するためには、発泡剤配合量を大幅に増加して発泡による発生圧力を高めたり、加熱温度を高める必要がある。
【００１７】
しかしながら、発泡剤配合量を増加する手法は、発泡剤配合量の増加により常温時の内圧が３００ｋＰａを大きく超えてしまうため、従来の空気入りタイヤの代替品とするのは困難であった。また、加熱温度を高める手法は、熱老化によるタイヤのダメージが大きくなってタイヤの耐久性を大幅に悪化させるため、長期使用における耐久性に問題が生じる。一方、タイヤおよびリム組立て体の内部には、軟質弾性外包皮膜に包まれた膨張圧力気泡体が多数配置されているが、上記ブローンが発生した軟質弾性外包皮膜同士の摩擦、タイヤ内面およびリム内面との摩擦等、耐久性面での問題が大きい。以上から上記の問題は、膨張圧力気泡体の形状が一体的なドーナツ形状をとるのとは異なり、分割された多数の膨張圧力気泡体を配置することに起因する、大きな欠点とも言える。また、リムに開けられた排気小孔は、膨張圧力気泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気を自然排気するためには有効であるものの、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸経路となってしまうため、長期間の使用に耐えうるものではない。
【００１８】
さらに、軟質弾性外包皮膜として、タイヤチューブ等の、窒素ガス透過性が小さいブチルラバーを主体とした配合組成物を用いているが、ブチルラバーは加硫反応速度が極めて遅いために、反応を完結させるためには、１４０℃程度の温度では多大なる加熱時間を必要とする。このことは、軟質弾性外包皮膜の架橋密度不足を意味し、軟質弾性外包皮膜の剥離発生の一要因になることはいうまでもない。また、加熱時間の延長は、前述した熱老化によるタイヤのダメージを更に大きくするため、耐久性の低下を避けられず、得策とはいえない。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−１２７２０７号公報
【特許文献２】
特開平６−１８３２２６号公報、
【特許文献３】
特開平７−１８６６１０号公報
【特許文献４】
特開平８−３３２８０５号公報
【特許文献５】
特許第２９８７０７６号公報
【特許文献６】
特開昭４８−４７００２号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、タイヤ受傷後のタイヤ内圧低下時に必要とされる距離を安定して走行し得る機能を発現し、しかもこの機能を低速から高速のあらゆる通常走行条件下において確実に保持する、タイヤとリムとの組立体について提供することを目的とする。
【００２１】
また、この発明の別の目的は、タイヤが新品時から磨耗等による末期までの使用期間中、上記タイヤ受傷後の性能を確実に発揮することを保証できる上記タイヤとリムとの組立体内部に充填する粒子群について提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、外傷によってタイヤ内の気体が漏れ出た際に、その後の走行に必要な最低限のタイヤ内圧を適正に与えること、そして通常走行下におけるタイヤ内温度を抑制することの両立が必要かつ有効であることを見出し、この発明を完成するに到った。
【００２３】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）タイヤをリムに装着し、該タイヤとリムとで区画されたタイヤの内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状の粒子の多数を、下記１の上限値および下限値に従う充填体積量の下に配置し、タイヤとリムとの組立体を下記１における、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の７０％以上であり、タイヤ内に配置した粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記１
充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積。
充填体積量の下限値：内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積。
ただし、粒子の充填体積量とは、タイヤとリムとの組立体内部に充填した全粒子の大気圧下での合計体積を指し、粒子周囲の空隙体積を含むものとする。
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ …… （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
なお、粒子群における大真比重部の特定については、後段で詳しく説明する。
【００２４】
（２）上記（１）において、真比重指数が１．３以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２５】
（３）上記（１）または（２）において、真比重指数が１．１以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２６】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかにおいて、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００ …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００２７】
（５）上記（４）において、粒子群における小径粒子の存在比率が１５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２８】
（６）上記（４）または（５）において、粒子群における小径粒子の存在比率が５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２９】
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかにおいて、粒子群の平均粒子径が８０μｍから１５０μｍの範囲にあり、かつ粒子群の平均真比重が０．００５〜０．０３５ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３０】
（８）上記（７）において、粒子群の平均真比重が０．００８〜０．０２０ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３１】
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の８０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３２】
（１０）上記（１）ないし（９）のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の９０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３３】
（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれかにおいて、粒子の気泡内圧力が、車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３４】
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれかにおいて、粒子の連続相が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３５】
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３６】
（１４）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリル系重合体から成り、該アクリル系重合体は、メチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３７】
（１５）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相が塩化ビニリデン系重合体から成り、該塩化ビニリデン系重合体は、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体および塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３８】
（１６）上記（１）ないし（１５）のいずれかにおいて、粒子の気泡内に、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（ＩＩＩ）：
Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２ −−−− （ＩＩＩ）
（式中のＲ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種の気体を有することを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３９】
（１７）上記（１）ないし（１６）のいずれかにおいて、タイヤの内周面にインナーライナー層を有し、該インナーライナー層の３０℃におけるガス透過係数が２０×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００４０】
（１８）上記（１）ないし（１７）のいずれかにおいて、さらにアンチロックブレーキシステムの車輪速度センサーによる車輪速度検知に基づくタイヤ内圧低下警報機能および圧力センサーによるタイヤ内圧の直接測定方式に基づくタイヤ内圧低下警報機能のいずれか一方または両方をそなえるタイヤとリムとの組立体。
【００４１】
（１９）上記（１）ないし（１８）のいずれかにおいて、さらに大気圧下での平均嵩比重が粒子のそれよりも大きい発泡体の多数を、粒子群に混在して配置したことを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００４２】
（２０）上記（１９）において、発泡体は、径が１〜１５ｍｍおよび大気圧下での平均嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｃｃであり、独立気泡または連通気泡を有するものであることを特徴とするタイヤとリムの組立体。
【００４３】
（２１）下記１の樹脂（Ａ）と、下記の熱分解性発泡剤（Ｂ）および下記の発泡剤（Ｃ）のいずれか一方または両方とを含有する発泡性組成物を加熱膨張させて得られる、粒子群であって、該粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であり、粒子の気泡内圧力が車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記１
（Ａ）ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体から選ばれた少なくとも１種
（Ｂ）ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、パラトルエンスルフォニルヒドラジンおよびその誘導体、そしてオキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジンから選ばれた少なくとも１種
（Ｃ）炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（ＩＩ）：
Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２−−−− （ＩＩ）
（式中のＲ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物から選ばれた少なくとも１種
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ …… （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
【００４４】
（２２）上記（２１）において、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００ …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００４５】
ここで、本文中で記載する内圧とは、特に記載しない場合はゲージ圧（ゲージに示される圧力）を指す。すなわち、大気圧は、ゲージ圧で０［ｋＰａ］で表され、ゲージ圧０［ｋＰａ］＝絶対圧１００［ｋＰａ］、なる関係を持つ。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に従うタイヤとリムとの組立体について、その幅方向断面を示す図１に基づいて説明する。
すなわち、図示のタイヤとリムとの組立体は、タイヤ１をリム２に装着し、該タイヤ１とリム２とで区画されたタイヤ１の内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる、略球形状の粒子３の多数を配置して成る。なお、タイヤ１は、各種自動車用タイヤ、例えば乗用車用タイヤなどの一般に従うものであれば、特に構造を限定する必要はない。例えば、図示のタイヤは一般的な自動車用タイヤであり、１対のビードコア４間でトロイド状に延びるカーカス５のクラウン部に、その半径方向外側へ順にベルト６およびトレッド７を配置して成る。
【００４７】
同様に、リムは、汎用の適用リムが推奨されるが、これに限らず、例えばタイヤの赤道面を挟んで対をなすビード部の径が一方と他方とで異なる、非対称構造のタイヤとリムとの組立体における、リング状中子付きの特殊リムも適用可能である。なお、かようなタイヤとリムとの組立体の内部に、パンク時の荷重支持体となる上記中子は、そのままでもよいが、この発明の適用によって、省略が可能である。すなわち、この発明は、タイヤとリムとの組立体の全てにおいて適用可能な技術である。
なお、図において、符号８はインナーライナー層、符号９は粒子周囲の空隙である。
【００４８】
上記粒子３は、略球形状の樹脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、例えば粒径が１０μｍ〜５００μｍ程度の範囲で粒径分布を持った中空体、あるいは独立気泡による小部屋の多数を含む海綿状構造体である。すなわち、該粒子３は、外部と連通せずに密閉された独立気泡を内包する粒子であり、該独立気泡の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。この粒子が独立気泡を有することは、該粒子が独立気泡を密閉状態で内包する樹脂製の殻を有することである。上記の樹脂による連続相とは、この樹脂製の殻を構成する成分組成上の連続相を指す。なお、この樹脂製の殻の組成は後述のとおりである。
【００４９】
この粒子３の多数個を、下記の上限値および下限値に従う充填体積量の下に、タイヤ内部に配置することによって、タイヤの内圧を部分的に担うと共に、タイヤ受傷時に必要となる必要最低限の内圧が確保される。
記
充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積。
充填体積量の下限値：内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積。
ここで、粒子の充填体積量とは、タイヤとリムとの組立体内部に充填した全粒子の大気圧下での合計体積を指し、粒子周囲の空隙体積を含むものとする。
【００５０】
なお、タイヤ内部に配置した全粒子の大気圧下での合計体積は、以下の方法で算出する。まず、該粒子の大気圧下での平均嵩比重を求める。その方法は、例えば大気圧下にて既知体積であるものの重量を測定することにより算出する。ここでは、大気圧下でメスシリンダーに粒子を量りとり、超音波水浴中にて振動を与え、粒子間のパッキングが安定した状態にて、粒子の総体積（粒子周囲の空隙体積を含む）と粒子の総重量とを測定することによって、上記大気圧下での平均嵩比重を算出した。すなわち、粒子の大気圧下での平均嵩比重は、
粒子の大気圧下での平均嵩比重＝粒子の総重量／粒子の総体積
である。
【００５１】
次に、タイヤに充填した粒子の総重量を測定し、前記にて算出した該粒子の大気圧下での平均嵩比重で割ることによって、タイヤ内部に配置した全粒子の大気圧下での合計体積を算出することができる。すなわち、
タイヤ内部に配置した全粒子の大気圧下での合計体積＝タイヤに充填した粒子の総重量／粒子の大気圧下での平均嵩比重
【００５２】
また、タイヤとリムとの組立体の内容積は、タイヤとリムとによって閉ざされた容積にて定義される。よって、タイヤにリムを組み付けた後、その内部に水等の比重が既知な非圧縮性流体を充填し、その重量増加分からタイヤとリムとの組立体の内容積を求めた。
【００５３】
さて、上記粒子３の多数個を、上記の充填体積量の下にタイヤ１の内側に配置したタイヤとリムとの組立体にあっては、該タイヤが受傷すると、粒子３とともにタイヤに車両によって指定される内圧（以下、車両指定内圧という）を付与していた、粒子３相互間の空隙９に存在する気体がタイヤの外側に漏れ出る結果、タイヤとリムとの組立体の空隙内圧は大気圧と同程度の圧力にまで低下する。そして、この内圧低下の過程において、次の事がタイヤ内で起こっている。
【００５４】
まず、タイヤが受傷し内圧が低下し始めると、粒子が受傷部を封止し、急激な内圧低下を抑制する。その一方、タイヤ内圧の低下に伴いタイヤの撓み量は増加し、タイヤとリムとの組立体の内容積が減少する事によって、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した粒子の総体積に近づいてくる。さらにタイヤ内圧が低下すると、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した粒子の総体積とほぼ同等の状態にまで減少する。この状態からは、粒子そのものが直接的に荷重を負担することとなり、その後の走行に必要な最低限のタイヤ撓み量を保持することとなる。一方、上記の車両指定内圧下で存在していた粒子の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記の車両指定内圧に準じた圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子総体積を保持したままタイヤとリムとの組立体内に存在する事となる。よって、さらにタイヤが転動する事により、粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ粒子同士が摩擦を引き起こし自己発熱するために、タイヤとリムとの組立体内の粒子の温度が急上昇する。すると、粒子の連続相を形成する樹脂の熱膨張開始温度（該樹脂のガラス転移温度に相当する）を越えるために該粒子の樹脂製の殻は軟化し始める。このとき、粒子の独立気泡中の気泡内圧力が車両指定内圧に準じた圧力であるのに加え、粒子温度の急上昇によりさらに気泡内圧力が上昇しているために、粒子が一気に体積膨張しタイヤ内圧を受傷前に近い状態まで復活させる事ができるのである。
【００５５】
上記の状態は、粒子が直接的に荷重を負担することで走行に必要な最低限のタイヤ内圧を与えている状態である。この状態でのタイヤの撓みは比較的小さく、従来技術による安全タイヤに比して円形状を保つ事ができ、よって接地踏面内の接地圧力分布が比較的均一な状態を保つ事ができるために、例えばスタッドレスタイヤなどの冬期路面走行を主体としたタイヤに、上記の中空粒子を充填した本発明のタイヤとリムとの組立体にあっては、タイヤ受傷後であってもスタッドレスタイヤのもつ基本的な性能を低下させる事はない。すなわち、氷雪路等での摩擦係数の低い路面にあっても、駆動性、制動性、旋回性などの操縦性能を悪化させることが少なく、走行不能に陥る事はない。
【００５６】
以上の効果は、タイヤの内側に所定の充填体積量の下に粒子を配置することにより得られるから、タイヤ構造自体を規制する必要はなく、汎用のタイヤ、そして汎用のリムを活用して、新たに安全タイヤ及びリム組立体を提供できる。
【００５７】
次に、「粒子の充填体積量の上限値を、充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積」と規定した理由を説明する。この発明では、上述した発現機構によりタイヤ内圧を復活させる。よって、上記した上限値を越える体積の粒子を充填すると、タイヤ受傷前の指定内圧での走行中に粒子同士の摩擦が発生する可能性があり、この摩擦により転がり抵抗を増大させる可能性がある。このことは省燃費の観点から好ましくない。
【００５８】
また、「充填体積量の下限値を、内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積」と規定した理由を説明する。すなわち、この発明では上述した発現機構によりタイヤ内圧を復活させる。よって、上記した下限値に満たない体積の粒子を充填すると、タイヤ内圧が大気圧まで低下しても粒子そのものが直接的に荷重を負担できず、粒子同士の摩擦が引き起こされ難いために、結果としてタイヤ内圧の復活を保証できないのである。
【００５９】
以上のように、上記した上限値および下限値に従う充填体積量の下に該粒子を充填することにより、内圧復活機能を確実に発現させることができ、これをもって、タイヤ受傷後の一定距離を安全に走行することが達成される。
なお、粒子の充填体積量の上限値は、その車両の走行条件や、乗車人員、荷物積載量等による使用方法や条件により車両の各軸荷重に適宜対応させれば良い。すなわち、乗車人員や荷物積載量が日々変動する使用状況下においては、上記懸念を鑑み、粒子体積の上限値を下げる事が好ましい。すなわち、車両の各軸にかかる荷重の１．２倍、より好ましくは１．５倍、さらに好ましくは２．０倍の荷重下におけるタイヤとリムの組立体のもつ内容積とする事が好ましい。
【００６０】
同様に、粒子の充填体積量の下限値は、以下の理由により好ましい範囲を説明できる。すなわち、タイヤ受傷により内圧が低下し始めた際、上限値に近い充填体積量では、すぐに粒子同士の摩擦が発生し内圧復活する。この状況では、左右輪の車輪速度差が大きくないことや、タイヤ内圧センサーでの直接測定での圧力低下量が大きくないために、タイヤ受傷による内圧低下検知感度が下がり、危険情報をドライバーに適切に知らせる事が出来なくなる恐れがある。一方、該下限値に近い充填体積量では、タイヤ受傷により内圧が低下する際、ある程度大きな内圧低下により撓み量が大きくなるとともにタイヤ内容積も大きく減少し、その後に粒子同士の摩擦が発生し内圧復活に至る事となる。この状況下では、一旦タイヤ内圧が大きく減少するためカーカス等のタイヤ骨格部材の張力も大きく低下する。よって、ごくわずかの時間であるが、内圧が復活するまでの間の低内圧（＝低張力）状態において、リムにフィットしていたタイヤのビード部が、リムから外れてしまう懸念がある。よって、このような懸念を回避するためにも、該下限値は高いほうが好ましい。具体的には、該下限値が、該車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重下において、タイヤ内圧を大気圧としたときの内容積、好ましくはタイヤ内圧を指定内圧の１０％としたときの内容積、さらに好ましくは３０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは５０％としたときの内容積である。
【００６１】
この発明では、所定の充填体積量の下に粒子をタイヤ内部に配置した後、該粒子周囲の空隙部の圧力が車両指定内圧となるように、空気や窒素等の気体を充填することが肝要である。すなわち、気体を充填し空隙部の圧力を車両指定内圧に設定すると、粒子の内部圧力が空隙部の圧力より小さいために、粒子は体積減少する。この時点での粒子の形状は、略球形状ではなく、球形状から扁平化して歪んだ形状となっている。この粒子形状が扁平化して歪んだ状態のまま走行を開始すると、球形状の場合と比べて粒子同士の衝突や、タイヤおよびリム内面との衝突により、粒子が破壊しやすくなる。すなわち、扁平化して歪んだ形状では、衝突による入力を均一に分散させることができず、耐久性面で大きな不利をもたらすことになる。
【００６２】
一方、扁平化して歪んだ粒子は、その内部圧力と空隙部の圧力との差により体積減少したのち、一定期間粒子周囲の空隙部の圧力を保つことによって、粒子の内部圧力、言い換えれば該粒子内の独立気泡の内部圧力を、空隙部の圧力程度に高めることができる。すなわち、扁平化した粒子は変形させられているため、粒子の殻の部分には元の略球形状に戻ろうとする力が働いている。また、扁平化した粒子中の気体圧力は、空隙気体の圧力よりも低いことから、その圧力差を解消するために、空隙部の気体が粒子内に浸透する。さらに、粒子内の独立気泡中の気体は、発泡剤に起因するガスであるため、空隙部の気体とは異なる場合があり、この場合は、上述した空隙部の気体の粒子内への浸透が、上述の単なる圧力差だけではなく、気体の分圧差に従いながら、その分圧差を解消する方向に気体が浸透していく。
かように、粒子内の独立気泡の気泡圧力は、粒子周囲の空隙圧力に近づきながら、一旦減少した粒子体積を回復していき、粒子形状は扁平化されて歪んだ形状から元の略球形状へと回復していく。
以上の機構と粒子の形状、体積の変化過程に則り、タイヤ内部の空隙部に充填する気体の種類と圧力とを適宜に調節することによって、粒子内の独立気泡の気泡圧力を所定の範囲に設定できる。
【００６３】
上記の手法によって粒子内の独立気泡の気泡内圧力を大気圧以上の高い圧力に設定すれば、タイヤ受傷後の上述した内圧復活機能を確実に発現させることができる。また、粒子のまわりに高圧気体が介することになり、通常走行時に粒子が負担する荷重を無視できるほど軽減できるのはもちろんのこと、上述の粒子体積を回復した粒子においては、粒子形状が略球形となるため、タイヤ転動時の繰り返し変形に伴って粒子に加わる疲労や破壊も大幅に低減できる結果、粒子の耐久性が損なわれることはない。粒子の耐久性が損なわれない範囲は、所望の車両指定内圧等の高圧下環境のなかで粒子が体積を回復する過程において、大気圧下での粒子体積を基準として、その少なくとも７０％の体積までは回復することが肝要であり、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上の体積まで回復するとよい。
【００６４】
ここで、車両指定内圧下での粒子体積を大気圧での粒子体積の７０％以上とするには、上述のように、粒子周囲の空隙圧力を高めた状態に保持したまま適切な時間を経過させれば、粒子体積の回復を図ることができる。あるいは、粒子をタイヤとは別の圧力容器内に充填し、空隙圧力を高く設定した状態において、該圧力容器内に適切な時間保管しておき、体積を回復した状態の粒子を、その周囲の雰囲気と共に、タイヤに充填することによっても、粒子体積を所望の比率に調整することができる。
【００６５】
なお、適切な時間は、粒子の殻の部分、すなわち粒子の連続相に対する空隙気体の透過性と、粒子内の気泡中の気体と空隙気体との分圧差とを考慮して、設定すればよい。
【００６６】
また、上述した内圧復活機能を確実に発現させるためには、該内圧復活機能が発現する前に、受傷部を確実に封止する事が肝要である。すなわち、受傷部の封止が不完全であると、復活したはずの内圧が受傷部から漏洩してしまう結果、内圧復活により得られた内圧がその後の走行能力に一時的にしか貢献できないために、受傷後の走行性能を保証できなくなる恐れがあるからである。該粒子は、中空構造による低比重かつ弾力性に富んだ粒子であるために、タイヤが受傷し受傷部から粒子周囲の空隙気体が漏洩し始めると、空隙気体の漏洩による流れに乗って即座に受傷部に密集し、受傷部の傷口を瞬時に封止する。以上述べたように、該粒子による受傷部の封止機能は、この発明の内圧復活機能を支える必須機能である。
【００６７】
以上述べたように、この発明に従う粒子を充填したタイヤとリムとの組立体は、パンク後の内圧低下に伴うタイヤ内容積の減少により、粒子間の摩擦を引き起こし急激な温度上昇とともに内圧復活を果たし、パンク後の走行を実現できる。
ところで、タイヤとリムとの組立体における粒子間の摩擦は、通常走行下においても、微小ではあるが発生している。しかし、走行速度が１００ｋｍ／ｈ以下の領域では、発生した摩擦熱自体が小さく、走行による外気への放熱によって、その収支が保たれている。
【００６８】
しかしながら、１５０ｋｍ／ｈを越える高速度領域において、さらには外気の温度環境が著しく高い酷暑環境下においては、発生する摩擦熱が増加する割りに外気への放熱が不足する状態となり、該粒子の温度環境が著しく悪化することがある。こういった状況が長時間続くと、粒子の温度が粒子の持つ熱膨張開始温度を上回ることによって該粒子が膨張してしまい、その結果、前述したパンク時の内圧復活機能を損失することがある。
【００６９】
発明者らは、この問題を解決すべく鋭意検討したところ、タイヤ内に充填した粒子群の高速走行下での粒子間摩擦発熱を抑制することを可能とする手段を見出すに到った。
さて、一般に、タイヤ内の粒子群は真比重の分布を持っており、粒子一粒一粒が同一の真比重値を持つわけではない。その理由のひとつとして、粒子一粒中に占める発泡剤となる成分の割合が、粒子間で均一ではないことが挙げられる。また、もうひとつの理由として、加熱発泡時の熱履歴の不均一性があげられる。発泡前の粒子一粒一粒が加熱発泡により膨張して空粒子となる過程において、加熱時の熱履歴が不均一であると、十分に熱履歴を受け膨張した粒子と、受けた熱履歴が少ないために膨張を途中で停止してしまった粒子が共存することになるからである。
【００７０】
よって、十分に膨張した粒子は真比重が小さく、その逆に膨張を途中で停止した粒子は真比重が大きい成分となる。このように真比重分布を持った粒子群を、タイヤとリムとの組立体内に配置した場合、通常内圧の走行下では、速度に応じた遠心力を受けることとなる。このとき、真比重の大きい粒子は、真比重の小さい粒子に比して、タイヤ内でより大きい遠心力を受ける。よって、タイヤとリムとの組立体内のホイール内面側近傍には、真比重の小さい粒子群が存在し、回転中心から離れるに従って徐々に真比重の大きい粒子群が存在することとなる。そして、トレッド下のインナーライナー面側には、もっとも真比重の大きい粒子群が存在することとなり、粒子群は、ホイール内面側からトレッド下のインナーライナー面側に向かって（タイヤ回転半径方向外側に向かって）真比重的に傾斜を持つに到る。
【００７１】
また、タイヤは荷重を負担することにより一定の撓みを生じており、接地している領域は、路面と平行な面の状態となっており、接地領域は曲率を持たない。よって、荷重を負担しつつ回転するタイヤとリムとの組立体内における粒子は、非接地領域では上述のように遠心力によって真比重に応じた位置に振り分けられながら、その一方で接地領域に入った瞬間遠心力が抜けるといった『繰り返し入力変動下』に置かれるのである。
【００７２】
上述の『繰り返し入力変動下』に置かれているなかで、真比重の小さい粒子群に対して真比重の大きい粒子群は、接地領域での入力変動下で大きな慣性力を発生する。よって大きな真比重を有する粒子群は、共存する“より小さい真比重を有する粒子群”を掻き分けるように動き回るため、小真比重粒子と大真比重粒子との相対的な慣性力の差に起因する運動エネルギーの差が、余分な粒子間摩擦熱を発生させる結果、粒子全体の発熱性を悪化させることとなる。すなわち、粒子の発熱要因は、大真比重粒子群の小真比重粒子に対する相対的な慣性力差とその運動による摩擦発熱にあるのである。
【００７３】
従って、その摩擦発熱抑制のために、第１に、上述の相対的な慣性力差を小さくする手段として、粒子の持つ真比重分布幅を狭くすることである。例えば、ある平均真比重を持つ粒子に対し、大真比重側と小真比重側から同体積率だけ除去することで、平均真比重は変わらずとも、真比重分布幅を狭くすることができるため、上述の相対的な慣性力の差を抑制することが可能となり、粒子群全体の発熱を抑制することができる。
【００７４】
第２に、発熱源である大比重粒子群だけを直接除去することで真比重分布を狭くしながら、平均真比重をも小さくすることで、相対的な慣性力の差だけではなく、慣性力のレベル自体を抑制することにより、さらに粒子群全体の発熱を抑制することができる。
【００７５】
すなわち、下記の式（Ｉ）に示す、粒子群（全粒子）における真比重指数を１．５以下に規制することが、高速走行下や酷暑環境下での粒子の摩擦発熱を大幅に抑制するのに有効となるのである。なぜなら、真比重指数が１．５を越えると、前述の発熱機構から小真比重粒子と大真比重粒子との相対的な慣性力の差が大きくなるに伴い、それに起因する運動エネルギーの差が大きくなることで、余分な粒子間摩擦熱を発生させる結果、粒子全体の発熱性を悪化させることとなるからである。すなわち、粒子の発熱要因は、大真比重粒子群の小真比重粒子に対する相対的な慣性力差とその運動による摩擦発熱にあるため、上述の真比重指数をより小さくすることが好ましい。
この真比重指数は、好ましくは１．３以下、より好ましくは１．１以下である。
記
真比重指数＝ρｓ／ρｔ …… （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
【００７６】
なお、粒子の真比重の計測法は、次に示す通りである。
［平均真比重の計測法］
粒子の平均真比重値（上式中ρｓ、ρｔ等）は、イソプロパノールを用いた、常法である液置換法（アルキメデス法）により測定するのが一般的であり、この発明においても、この常法に従うこととした。
まず、粒子全体の平均真比重ρｔは、容器中で対象となる粒子群を良く攪拌し、全体を均一にしてからサンプリングし、常法により測定してρｔを求めた。
【００７７】
一方、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重ρｓについては、以下の手法により分画したものを常法により測定した。例えば、内径５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ以上、底部に開閉コックの付いたアクリル樹脂の容器を２つ準備し、片方の容器の上部から粒子を２００ｍｍ程度の高さまで流し込む。次に、超音波水浴中にて該容器を鉛直に立てたまま１０分間、振動を与える。加振の手段は、超音波振動に限定されるものではなく、圧縮空気の圧力を利用した一般のバイブレーター等でもよい。振動を与えることで粒子群のパッキングが安定し、容器内の粒子の高さが安定したら、鉛直のまま底部の開閉コックを開け、もう一方の容器の上側に流し込みながら移し変えを行う。移し変えが終わったら、同様に該容器を鉛直に立てたまま１０分間、振動を与える。このように加振と移し変えを最低３回繰り返し行った後、粒子の高さを測定し、容器の底から４分の１の高さまでの粒子を底部の開閉コックから取り出すことで、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を、簡便に取り出すことが可能である。
【００７８】
また、一般に用いられる機械選別法としては、気流選別法を用いることが出来、比重分級式気流選別装置または遠心分級式気流選別装置が適する。これらの機械選別法によって、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を取り出すことが可能である。
この分画により取り出した粒子を『大真比重部の粒子群』と定義する。この大真比重部の粒子群を容器中で良く攪拌し、全体を均一にしてからサンプリングし、常法により測定してρｓを求めた。
【００７９】
以上の手順で求めたρｔおよびρｓをもって、上記式（Ｉ）により真比重指数を算出することができるが、真比重による粒子の分画手法は、上述した方法に何ら限定されるものではない。
【００８０】
なお、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を大真比重部の粒子群としたのは、以下の理由による。まず、体積分率が２５％を越えると、真比重の小さい成分の混入率が上昇するため、分画により得られた粒子群の真比重値がばらつき、数値の安定性が欠けるため好ましくない。一方、体積分率が２５％より小さい範囲、たとえば１０％とすると、極端に大真比重である成分が含まれている場合にそのサンプルの特徴をつかむことは出来ても、体積分率として小さいために粒子全体に及ぼす影響も小さく、判断基準として好ましくない。従って、粒子全体に影響を及ぼす体積分率と真比重値の安定性との面から、分画する体積分率を２５％として大真比重部の粒子群と定義した。
【００８１】
上述のように、気流選別装置による分画法や、鉛直に立てた容器を用いて真比重に分布を持った粒子群を加振と移し変えにより、粒子間の真比重差に基づく分画が可能であり、この発明では、これらの手段を真比重調整の手段としても活用できる。すなわち、上述の方法では、真比重の小さい側からの分画も可能であるため、真比重の小さい側から分画した粒子を『小真比重部の粒子群』と定義し、大真比重部の粒子群を除去したのち、さらに小真比重部の粒子群を除去しながら、所望の真比重指数となるように、平均真比重の調整を行うことが可能である。
【００８２】
また、この発明では、タイヤ内に充填した粒子群の高速走行下での粒子間摩擦発熱を抑制する手段として、上記の粒子群の真比重指数を調整することに加えて、以下に示す、粒子群の径分布を調整することによって、さらなる改良を期待することができる。
【００８３】
さて、タイヤ内の粒子群は粒径分布を持っており、その分布幅は１０μｍ〜５００μｍ程度である。また、粒子径ごとの粒子個数に着眼すると、大径から小径になるにつれ、粒子の存在個数は極端に増大していた。タイヤとリムとの組立体内における粒子の摩擦発熱は、粒子間の接触接点数に起因しており、よって小径粒子群は、大径粒子群に比べて接触接点数が格段に多いといえる。以上のことから、小径粒子群は、粒径分布を持った粒子群のなかで、発熱源の役割をしていると言え、よってその摩擦発熱抑制手段として、小径粒子群を除くことを見出したのである。
【００８４】
すなわち、下記の式（ＩＩ）に示すように、粒子群（全粒子）の平均粒子径値に対し、その７０％以下の径を有する粒子を小径粒子として、この小径粒子の総体積が粒子群の総体積に占める比率を、粒子群における小径粒子の存在比率とし、この存在比率を規制することとした。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００ …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００８５】
なお、平均粒子径および粒子径分布の計測法は、次に示す通りである。
機器：ＳｙｍｐａｔｅｃＧｍｂｈ社製レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳシステム
測定条件：２Ｓ−１００ｍｓ／ＤＲＹ
分散圧２．００ｂａｒ、送り：５０．００％、回転：６０．００％
形状係数：１．００
上記の条件にて測定し、以下の測定値を採用する。
すなわち、体積基準平均粒径を、この発明の平均粒子径値（Ｄ５０値）とする。また、体積基準頻度分布を測定し、上記Ｄ５０値の７０％に相当する径から０μｍまでの区間の体積基準累積値をもって、この発明の小径粒子の存在比率値とする。
【００８６】
前記測定法によって得られた粒子の粒子径分布から、小径粒子の存在比率が２０％以下となるまで小径粒子を除くことによって、高速走行下や酷暑環境下での粒子の摩擦発熱を大幅に抑制することが可能である。この小径粒子の存在比率は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは５％以下である。
【００８７】
ここで、小径粒子の存在比率が少ない粒子群を得る方法としては、いくつかの方法があるが、代表的なものについて以下に述べる。
例えば、発泡させた粒子を篩に通し、篩の目開きの大きさによって分級する方法、特に篩による分級の効率を上げるために湿式篩にて分級し小径粒子を除く方法がある。また、発泡性樹脂粒子を発泡前にあらかじめ分級し小径粒子を取り除いたうえで加熱発泡させる方法もある。さらには、発泡性樹脂粒子を重合する際に、原料となるモノマー類と液化したガス成分等を高速予備攪拌したり、重合槽内での攪拌速度を上げる等の手法で、重合される粒子の直径を均一化させつつ重合させることができ、発泡性樹脂粒子の粒径を所望の粒径範囲に揃えた上で、得られた発泡性樹脂粒子を加熱発泡させるといった方法もある。
【００８８】
上述した二つの手段は、タイヤとリムとの組立体内にて発生する、粒子の摩擦発熱に対し、異なった発熱要因に対応した手段である。そこで、両手段を重ねて用いることで足し合わせによる効果を期待したが、驚くべきことに大幅な相乗効果を発揮するに到ったのである。次に、この効果を確認するに到った実験結果について述べる。
【００８９】
まず、粒径に分布を持った粒子群を、前記測定法によって得られた粒子群の粒子径分布から、小径粒子の存在比率が２０％以下となるまで小径粒子を除くことを実施した。具体的には、粒子を篩に通し、篩の目開きの大きさによって分級する方法であり、特に篩による分級の効率を上げるために湿式篩にて分級し小径粒子を除いた。
上記にて得られた粒子は、粒径の分布が狭くなったものの、真比重的には分布をもっている。そこで、まず全体の平均真比重ρｔを上述の常法により求め、上述した分画法により、粒子間の真比重差に基づく大小の真比重をもった粒子群を分離させた上で、平均真比重と真比重指数とを所望のレベルに調整した。
【００９０】
以上の二つの手段を経て得られた粒子群は、驚くべき効果を発現したが、その理由として以下の事項が明確になっている。すなわち、粒径に分布を持つ粒子は、真比重的にも分布を持っている。しかし、小径粒子を除去することにより粒径分布を狭くしたからといって真比重分布が必ずしも狭くなるわけではない。すなわち、粒子は粒子径として分布幅を持つわけだが、小径粒子群の中でもある幅の真比重分布幅をもっており、大径粒子群の中においても同様のことが言えるのである。
【００９１】
従って、粒径分布を狭くすることにより実現できる『小径粒子群をできるだけ除き粒子間の接触接点数をできるだけ減らすこと』と、真比重分布を狭くすることにより実現できる『大比重粒子群除去による相対的慣性力差の低減と、平均真比重の低減による慣性力レベルの抑制』とは、独立の関係にあるため、両手段の併用によって大きな効果が発揮されたと言える。
【００９２】
ここで、この発明に従ってタイヤ内部に粒子を配置するに当り、タイヤが損傷した際のタイヤ受傷部の封止機能を高めるために、さらに大気圧下での平均嵩比重が粒子のそれよりも大きい発泡体の多数を、粒子群に混在して配置することによって、内圧復活機能の発現期間を延ばし、タイヤ受傷後の走行能力を増大させることが可能である。この発泡体としては、例えば球状または直方体状のいずれでもよく、径すなわち球状では直径が、また直方体では一辺が、それぞれ１〜１５ｍｍおよび大気圧下での平均嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｃｃであり、独立気泡または連通気泡を有するものであることが好ましい。
【００９３】
すなわち、該粒子は略球形状であるために流動性が高く、よってタイヤバルブ等の内径の小さい導入口からタイヤとリムとの組立体内部に、容易に充填することができる。その一方、タイヤが受傷したとき、該受傷部からタイヤの外側へ該粒子が吹き出ようとして受傷部内面に集まることになる。しかしながら、受傷部内面からタイヤ外周面までの受傷経路は直線ではなく複雑に入り組んだ形状を呈するため、タイヤ内面傷口から入り込んだ該粒子は、該経路の途上行く手を阻まれる結果、多数の粒子が受傷部内面に圧縮状態で集合することになり、受傷部が暫定的に封止される。ここで、暫定的に封止とは、粒子そのものの漏洩はないが、粒子周囲の空隙気体が徐々に漏洩する状態を指す。
【００９４】
その際、受傷部の傷の形や大きさによっては、粒子のみによる暫定的封止に多少の時間を要する場合がある。このような場合において、上述した発泡体の多数を粒子群に混ぜることによって、次に示すように、瞬時に暫定的封止を達成することができる。
【００９５】
すなわち、タイヤとリムとの組立体内においては、走行速度に応じた遠心力が発生しており、その遠心力下で嵩比重の大きい発泡体はタイヤのインナーライナー側へ、そして嵩比重の小さい粒子は発泡体よりはタイヤ回転中心に近い側へ、各々偏在する。この状態においては、もし粒子のみでは暫定的封止に多少の時間を要する傷を受けたとしても、タイヤ内面のインナーライナー面近傍に、発泡体が多数偏在しているため、発泡体がタイヤ外側に吹き出ようとして、受傷部の傷口内面に密着することによって、いち早く受傷部を封止する事となり、きわめて有効である。
【００９６】
特に、発泡体が連通気泡を持つ、例えば熱可塑性ウレタンによる発泡体の場合、圧縮性が高くて傷口の形状に追従しやすいことと、結果的に大きな傷口を発泡体の連通気泡により極めて複雑化できることとによって、その複雑かつ微細化された気体の散逸流路を粒子にて封止するに最も適した、様態へ転換させることができるため、大変有効な手段となる。
【００９７】
また、タイヤの受傷後の低内圧状態において、粒子によって必要最低限の内圧を付与するには、粒子の独立気泡内に所定圧力で封入された気体が、粒子外部へ漏れ出ないこと、換言すると、粒子において独立気泡の連続相が気体を透過し難い性質を有することが、肝要である。すなわち、独立気泡のマトリックスとなる粒子の連続相は、ガス透過性の低い材質によること、具体的には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ）およびポリスチレン／ポリエチレン共重合体（ＰＳ／ＰＥ）のいずれか少なくとも１種から成ることが、肝要である。これらの材料は、いずれもタイヤ内で比較的容易に発泡させることができ、タイヤ変形による入力に対して柔軟性を有するため、この発明に特に有効である。
【００９８】
とりわけ、粒子の連続相には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれかを適用することが好ましい。さらに、アクリロニトリル系重合体としては、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種、アクリル系重合体としては、メチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ）、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＭＡＮ）およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ／ＭＡＮ）から選ばれた少なくとも１種、そして塩化ビニリデン系重合体としては、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種がそれぞれ有利に適合する。これらの材料は、いずれもガス透過係数が小さくて気体の透過性が低いために、独立気泡内の気体が外部に漏れることはなく、独立気泡内の気圧を保持することができる。
【００９９】
さらに、粒子の連続相は、３０℃におけるガス透過係数が３００×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、好ましくは３０℃におけるガス透過係数が２０×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは３０℃におけるガス透過係数が２×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることが、推奨される。なぜなら、通常の空気入りタイヤにおけるインナーライナー層のガス透過係数は３００×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下のレベルにあって十分な内圧保持機能を有している実績を鑑み、粒子の連続相についても、３０℃におけるガス透過係数を３００×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とした。ただし、このガス透過係数のレベルでは、３〜６カ月に１度程度の内圧補充が必要であるから、そのメンテナンス性の点からも、２０×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは２×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とすることが推奨される。
【０１００】
また、粒子の独立気泡を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（ＩＩ）：
Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２−−−− （ＩＩ）
（式中のＲ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。また、タイヤ内に充填する気体は、空気でも良いが、上記粒子中の気体がフルオロ化物でない場合には、安全性の面から酸素を含まない気体、たとえば窒素や不活性ガス等が好ましい。
【０１０１】
尚、独立気泡を有する粒子とする方法は特に限定されないが、発泡剤を用いることが好ましい。この発泡剤としては、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤のほか、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどを挙げることができる。
特に、熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡性樹脂粒子の反応を適宜制御することによって得た粒子は気泡内に窒素を有するものとなる。
【０１０２】
さらに、粒子を形成する上記樹脂連続相重合の際、高圧下でプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等を液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法もあり、これによりプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等のガス成分を液体状態で上記樹脂連続相にて封じ込めた発泡性の樹脂粒子を得ることができ、これをもってタイヤ内に充填し、加熱により粒子とした場合は、気泡内にプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタンが封入される。なお、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタン、の異性体としては、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、メチルヘキサン類、ジメチルペンタン類、トリメチルブタン、メチルヘプタン類、ジメチルヘキサン類およびトリメチルペンタン類等を挙げることができる。
【０１０３】
また、前記発泡性樹脂粒子の表面に、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、界面活性剤、油剤等を塗布したものを、タイヤ内にて加熱発泡させることにより、目的のタイヤを得ることができる。更に、前記発泡性樹脂粒子をあらかじめ加熱発泡させ、略球形状の粒子とし、これをタイヤとリム組立体内に充填することによっても、目的のタイヤを得ることができる。
【０１０４】
一方、タイヤは、その内周面にインナーライナー層を有するのが通例であるが、該インナーライナー層が、融点１７０〜２３０℃のナイロン樹脂と、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物を含むエラストマー成分をゲル化率５０〜９５％に動的加硫した熱可塑性エラストマー組成物とからなることが、好ましい。なぜなら、従来のブチルゴムを主体とするインナーライナー層と異なり、ナイロン樹脂を連続相とすることによって、ガス透過性が極めて低くなる結果、インナーライナー層の機能を強化できるからである。一方、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物を含むエラストマー成分をゲル化率５０〜９５％に動的加硫した熱可塑性エラストマー組成物とすることによって、柔軟性に富み、かつ耐熱性および耐久性に優れたインナーライナー層が得られる。そして、以上の特徴をインナーライナー層が有することにより、粒子の独立気泡内の気体が気泡内に止まり続けることを容易とする環境を創出できるのである。
【０１０５】
なお、ゲル化率とは、２軸混練り後のペレット化した配合物をウォーターバス中で８時間アセトンにてソックスレー抽出し、その残渣をさらに８時間ｎ−ヘキサンにてソックスレー抽出することによって、未加硫のエラストマー成分を溶媒で抽出し、アセトンおよびｎ−ヘキサン抽出物の溶媒乾燥後重量を測定し、下記の式にて算出した値である。
記
ゲル化率（％）＝〔全配合物の重量−｛（アセトン抽出量＋ｎ−ヘキサン抽出量）−ステアリン酸量｝〕／全配合物の重量×１００
【０１０６】
さらに、インナーライナー層は、３０℃におけるガス透過係数が２０×１０^−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることが好ましい。なぜなら、粒子から何らかの理由により気泡内のガスが漏出するような場合にあっても、インナーライナー層のガス透過性が十分に低ければ、粒子中の気泡内のガスがタイヤの外側に漏れ出ることは少なくなり、タイヤの内圧を保持するのに有利であるからである。つまり、インナーライナー層のガス透過性は、そのタイヤの圧力容器としての圧力保持性を直接的に決定する要因となるのである。勿論、粒子を形成する連続相のガス透過性が低いことが基本であり、その上でインナーライナー層にガス透過性の低いものを用いることが理想的である。
【０１０７】
以上の効果は、タイヤの内側に粒子を配置することにより得られるから、タイヤ構造自体を規制する必要はなく、汎用のタイヤ、そして汎用のリムを活用して、新たにタイヤとリムとの組立体を提供できる。
【０１０８】
【実施例】
実施例１
図１に示した構造のタイヤに、表１に示す種々の仕様の粒子を同表に示すように適用し、サイズ１７５／７０Ｒ１３のタイヤをサイズ５Ｊ×１３のリムに組み込んだ乗用車用タイヤとリムとの組立体を試作した。ここで、タイヤ１は、当該タイヤ種およびサイズの一般的構造に従うものである。
【０１０９】
なお、表１における、粒子の連続相を構成する組成物の種類は表２に示すとおりである。この表２に示す発泡性樹脂粒子を加熱して発泡させることによって粒子とし、得られた粒子群の平均真比重ρｔ、大真比重部の平均真比重ρｓを計測後、大真比重部および小真比重部を適宜除きながら、所望の真比重指数になるように、平均真比重値を調製した。真比重の調製前後の粒子の詳細について、表３に示した。表３の粒子を表１に示す体積充填量の下でタイヤとリムとの組立体内部に配置した。同様に、インナーライナー層のゴム種は表４に、タイヤとリムとの組立体の内容積と負荷荷重との関係を表５に、それぞれ示した。
【０１１０】
次に、前記乗用車タイヤとリムとの組立体に、窒素ガスを充填し内圧を２００ｋＰａに調整した。そして、あらかじめ後述の調査法に基づき粒子体積回復挙動を調査の上、目的の粒子体積回復率となるに相当する放置時間を算出し、室温にて内圧を保ち粒子体積を回復させながら評価タイヤの調製を行った。
【０１１１】
まず、得られた評価タイヤを用いて、高速発熱ドラム試験を実施した。
すなわち、試験環境温度３８℃に設定したドラム試験機に、評価タイヤを取り付け、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．９２ｋＮおよび速度５０ｋｍ／ｈにて走行を開始し、５分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈづつ上昇させながら、タイヤとリムとの組立体内の粒子温度および内圧の変化を計測した。なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、内圧をモニターする内圧センサーおよび粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、温度データの信号を、一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験室内に設置した受信機にて受信しながら内圧および粒子温度の変化を計測した。ここでは、粒子の温度が１００℃に到達した時の走行速度が高いほど、粒子の摩擦発熱が抑制できていることを示している。
【０１１２】
また、得られた評価タイヤについて、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．５３ｋＮおよび速度９０ｋｍ／ｈで距離５００００ｋｍにわたるドラム走行を実施し、走行による履歴を加えた。
【０１１３】
その後、１５００ｃｃクラスの乗用車を４名乗車相当の積載量に設定後、評価タイヤを左前輪に装着し、この車両の左前輪での軸重量を測定した。左前輪の軸重量は３．９２ｋＮであった。次に、直径５．０ｍｍ、長さ５０ｍｍの釘４本を評価タイヤのトレッド表面からタイヤ内部に向けて踏み抜き、タイヤ内圧が大気圧にまで低下するのを確認した後、９０ｋｍ／ｈの速度でテストコースの周回路を走行させ、タイヤとリムとの組立体内の温度と粒子周囲の空隙圧力とを連続的に計測し、内圧復活機能の発現状況を調査した。
【０１１４】
なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、内圧をモニターする内圧センサーと該粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、温度データの信号を一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験車両内部に設置した受信機にて受信しながら内圧と該粒子温度の変化を計測し、最大３００ｋｍの走行を実施した。
これらの調査結果を表１に併記する。
【０１１５】
ここで、粒子の熱膨張開始温度の測定、タイヤとリムとの組立体の内容積の測定および粒子体積の回復挙動の調査の各方法は、次のとおりである。
〔粒子の熱膨張開始温度測定法〕
表２における熱膨張開始温度は、以下に示す条件にて膨張変位量を測定し、その変位量の立ち上がり時の温度とした。
機器：ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ７Ｓｅｒｉｅｓ
（ＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ）
測定条件：昇温速度１０℃／ｍｉｎ、測定開始温度２５℃、測定終了温度２００℃、
測定物理量：加熱による膨張変位量を測定。
この発明に用いた粒子の熱膨張開始温度の測定結果を表２に示す。
【０１１６】
〔タイヤとリムの組立体の内容積の測定方法〕
タイヤとリムの組立体の内容積測定法を、以下に示す手順によって説明する。
手順１−１：タイヤとリムの組立体に荷重がかからない状態を保持したまま、水などの比重が既知な非圧縮性流体を大気圧充填し、充填後の重量測定によってタイヤとリムの組立体の初期内容積Ｖ_０（リットル）を得る。
以上の手順により、タイヤ内圧が大気圧で無負荷状態におけるタイヤとリムの組立体内容積を決定した。
【０１１７】
手順２−１：タイヤとリムの組立体に荷重がかからない状態を保持したまま、常温の空気を充填し、所定内圧Ｐ_２を得る。この時、内圧によりタイヤは拡張し、所定内圧時の内容積Ｖ_２は、初期内容積Ｖ_０よりも増加する。
【０１１８】
手順２−２：タイヤバルブを開放し、排出される空気の大気圧下での体積Ｖ_１を積算流量計にて測定する。この時、内圧によりＶ_２まで拡張していたタイヤは、初期内容積Ｖ_０まで戻ることになる。なお、積算流量計には、品川精機製ＤＣＤＲＹガスメーターＤＣ−２Ｃ、インテリジェントカウンターＳＳＦを用いた。
【０１１９】
手順２−３：Ｐ_１×（Ｖ_０＋Ｖ_１）＝Ｐ_２×Ｖ_２・・・・・式（１）
式（１）に則り、所定内圧時のタイヤ内容積Ｖ_２を求める。
ここで、Ｖ_０＝タイヤとリムの組立体の初期内容積（リットル）
Ｐ_１＝大気圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ_１＝大気圧下での空気体積（リットル）
Ｐ_２＝所定内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ_２＝所定内圧に設定され無荷重時のタイヤとリムの組立体の内容積（リットル）
以上の手順により、各内圧における無負荷時タイヤとリムの組立体内容積を決定した。
【０１２０】
手順３−１：タイヤとリムの組立体に荷重がかからない状態を保持したまま、常温の空気を充填し、所定内圧Ｐ_２を得る。
手順３−２：タイヤとリムの組立体を所定荷重にて路面等に押し付け、内圧Ｐ_３を圧力センサにて測定する。この荷重負荷によりタイヤが撓むため、負荷状態のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ_３は、無負荷状態のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ_２よりも減少する。その内容積減少作用により、負荷状態のタイヤ内圧Ｐ_３は、無負荷状態のタイヤ内圧Ｐ_２よりも増加する。なお、圧力センサには、コパル電子（株）製のアンプ内臓型圧力トランジューサＰＡ−４００−３５２Ｇを用いた。
【０１２１】
手順３−３：Ｐ_２×Ｖ_２＝Ｐ_３×Ｖ_３・・・・・式（２）
手順２−１〜３にて求めた無負荷状態の所定内圧時のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ_２及び式（２）に則り、所定荷重時のタイヤとリムの組立体内容積Ｖ_３を求める。
ここで、Ｐ_２＝所定内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ_２＝所定内圧に設定されたタイヤの、無荷重時のタイヤとリムの組立体の内容積（リットル）
Ｐ_３＝所定内圧に設定されたタイヤに、所定荷重をかけた時のタイヤ内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ_３＝所定内圧に設定されたタイヤに、所定荷重をかけた時のタイヤとリムの組立体の内容積（リットル）
【０１２２】
以上の手順により、各内圧における負荷時タイヤとリムとの組立体内容積を決定した。上記手順による、各内圧、各荷重下でのタイヤとリムの組立体の内容積測定結果を、表５に示す。
【０１２３】
〔高圧下での粒子総体積の回復挙動測定〕
内容積が１０リットルの透明なアクリル樹脂製の円筒型耐圧容器を準備し、該容器に超音波水浴等で振動を与えながら、この発明の粒子を容器内が一杯になるまで装入する。次いで、大気圧下で容器内側の高さ、つまり粒子で満たされた部分の容器高さ（以下、容器高さとする）を測定した後、該容器と窒素ボンベとを繋ぎ、車両指定内圧に相当する圧力になるまで窒素ガスを充填する。圧力が高まるにつれて容器内の粒子は体積減少して粒子の充填高さが低下する。容器内圧が目標圧力に達したら、超音波水浴等で容器に５分間の振動を与えた後、５分間静置する。そして、容器内の粒子充填高さが安定したところで、その高さ（以下、粒子充填高さとする）を測定し、上記の容器高さに対する粒子充填高さの百分率値を算出する。すなわち、
粒子体積回復率（％）
＝（車両指定圧力下での粒子体積／大気圧下の粒子体積）×１００
＝（設定圧力下での容器内の粒子充填高さ／容器高さ）×１００
【０１２４】
次に、上記の圧力を付与したまま、一定時間置きに、上記粒子充填高さを測り、上記の式による粒子体積回復率の経時変化を記録しておき、体積回復による粒子充填高さが変化しなくなるまで、該測定を継続する。
以上の測定結果を基に、目標とする体積回復率となるまでの時間を割り出し、粒子を充填したタイヤとリムとの組立体に車両指定内圧の窒素ガスを充填した上で、割り出した回復時間に従って、粒子総体積の回復処置を施した。
【０１２５】
なお、平均粒子径の計測法と、平均真比重の計測法および真比重指数の調整法は、上述の通りである。
【０１２６】
【表１】

【０１２７】
【表２】

【０１２８】
【表３】

【０１２９】
【表４】

【０１３０】
【表５】

【０１３１】
実施例２
図１に示した構造のタイヤに、表６に示す種々の仕様の粒子を同表に示すように適用し、サイズ１９５／４５ＺＲ１６のタイヤをサイズ７．０Ｊ×１６のリムに組み込んだ乗用車用タイヤとリムとの組立体を試作した。ここで、タイヤ１は、当該タイヤ種およびサイズの一般的構造に従うものである。
【０１３２】
なお、表６における、粒子の連続相を構成する組成物の種類は上記した表２に示すとおりであり、この表２に示す発泡性樹脂粒子を加熱して発泡させることによって粒子とした。次に、前述した方法により粒子群の平均真比重ρｔを求めるとともに、やはり前述の手法にて大真比重部の粒子群を分画してρｓを求めた。その後、大真比重粒子群および小真比重粒子群を適宜除去しながら、真比重による成分分離と平均真比重の調整とを行って、所望の『真比重指数』を満たす粒子群を得た。
【０１３３】
次に、得られた粒子について、前述した方法により平均粒子径（Ｄ５０値）と粒子径分布とを測定した。この中で、小径粒子の存在比率が高いものについては、平均粒子径（Ｄ５０値）の７０％に相当する目開きの篩を選択し、得られた粒子を湿式篩に通すことによって、小径粒子の存在比率を所望のレベルに調整し、所望の『真比重指数』と所望の『小径粒子の存在比率』とを満たす粒子群を得た。また、上述の真比重指数だけを所望のレベルに調整した粒子群を比較対象として準備した。
【０１３４】
かくして得られた粒子の内容を表７に示す。これら表７の粒子を表６に示す体積充填量の下でタイヤとリムとの組立体内部に配置した。また、インナーライナー層のゴム種は上記の表４に、タイヤとリムとの組立体の内容積と負荷荷重との関係を表８に、それぞれ示した。
【０１３５】
次に、前記乗用車タイヤとリムとの組立体に、窒素ガスを充填し内圧を２００ｋＰａに調整した。そして、あらかじめ前述の調査法に基づき粒子体積回復挙動を調査の上、目的の粒子体積回復率となるに相当する放置時間を算出し、室温にて内圧を保ち粒子体積を回復させながら評価タイヤの調製を行った。
【０１３６】
まず、得られた評価タイヤを用いて、高速発熱ドラム試験を実施した。
すなわち、試験環境温度３８℃に設定したドラム試験機に、評価タイヤを取り付け、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．９２ｋＮおよび速度５０ｋｍ／ｈにて走行を開始し、５分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈづつ上昇させながら、タイヤとリムとの組立体内の粒子温度および内圧の変化を計測した。なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、内圧をモニターする内圧センサーおよび粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、温度データの信号を、一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験室内に設置した受信機にて受信しながら内圧および粒子温度の変化を計測した。ここでは、粒子の温度が１００℃に到達した時の走行速度が高いほど、粒子の摩擦発熱が抑制できていることを示している。
【０１３７】
また、得られた評価タイヤについて、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．５３ｋＮおよび速度９０ｋｍ／ｈで距離５００００ｋｍにわたるドラム走行を実施し、走行による履歴を加えた。
【０１３８】
その後、１５００ｃｃクラスの乗用車を４名乗車相当の積載量に設定後、評価タイヤを左前輪に装着し、この車両の左前輪での軸重量を測定した。左前輪の軸重量は３．９２ｋＮであった。次に、直径５．０ｍｍ、長さ５０ｍｍの釘４本を評価タイヤのトレッド表面からタイヤ内部に向けて踏み抜き、タイヤ内圧が大気圧にまで低下するのを確認した後、９０ｋｍ／ｈの速度でテストコースの周回路を走行させ、タイヤとリムとの組立体内の温度と粒子周囲の空隙圧力とを連続的に計測し、内圧復活機能の発現状況を調査した。
【０１３９】
なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、内圧をモニターする内圧センサーと該粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、温度データの信号を一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験車両内部に設置した受信機にて受信しながら内圧と該粒子温度の変化を計測し、最大３００ｋｍの走行を実施した。
これらの調査結果を表６に併記する。
【０１４０】
ここで、粒子の熱膨張開始温度の測定、タイヤとリムとの組立体の内容積の測定および粒子体積の回復挙動の調査の各方法は、上述のとおりである。
【０１４１】
【表６】

【０１４２】
【表７】

【０１４３】
【表８】

【０１４４】
【発明の効果】
この発明によれば、タイヤ受傷後のタイヤ内圧低下時にあっても必要とされる距離を安定して走行し得る機能を発現し、通常走行下において低速から高速のあらゆる走行条件下においても上記機能を確実に保持するタイヤとリムとの組立体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤとリムとの組立体を示すタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２リム
３粒子
４ビードコア
５カーカス
６ベルト
７トレッド
８インナーライナー層
９空隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembly of a tire and a rim that enables normal running even after being injured, and in particular, a tire that is excellent in both durability and ride comfort in running after being injured and has enhanced safety. And a rim assembly.
[0002]
[Prior art]
In a pneumatic tire, for example, a tire for a passenger car, air is sealed under a pressure of about 150 kPa to about 250 kPa with a gauge pressure inside the tire, and a tension is generated in a tire skeleton such as a carcass and a belt of the tire. Deformation of the tire and its restoration are possible in response to the input to the tire. That is, by maintaining the internal pressure of the tire in a predetermined range, by generating a constant tension in the skeleton of the tire, to impart a load supporting function, to increase the rigidity, such as driving, braking and turning performance, It provides the basic performance required for running the vehicle.
[0003]
By the way, when the tire held at the predetermined internal pressure is damaged, air leaks out to the outside through the wound and the tire internal pressure decreases to the atmospheric pressure, resulting in a so-called puncture state. Most of the tension that had been applied will be lost. Then, the load supporting function and the driving, braking, and turning performances obtained by applying a predetermined internal pressure to the tires are also lost, so that the vehicle equipped with the tires cannot run.
[0004]
Therefore, many proposals have been made on so-called safety tires that enable running even in a punctured state. For example, various types of pneumatic safety tires and rim assemblies for automobiles include those having a double wall structure, those having a load supporting device disposed in the tire, and those having reinforced tire side portions. Proposed. Among these proposals, the technology actually used is a tire provided with a side reinforcing layer made of a relatively hard rubber on an inner surface from a shoulder portion to a bead portion around a sidewall portion of the tire. This type of tire is mainly used as a so-called run-flat tire having an aspect ratio of 60% or less.
[0005]
However, the method of adding a side reinforcing layer increases the tire's longitudinal spring constant by increasing the tire weight by 30% to 40%, so that the rolling resistance is significantly deteriorated and the riding comfort during normal running before puncturing. There is a disadvantage that leads to a decline. Therefore, it has a bad influence on the performance, fuel consumption and environment during normal running, and is therefore a technology that is still poor in versatility.
[0006]
On the other hand, in the case of a pneumatic tire having a high tire cross section and an aspect ratio of 60% or more, the rim is internally supported by a core or the like in order to avoid heat generation in the sidewall portion due to relatively high speed and long distance running. Run flat tires having a structure in which a body is fixed and a load at the time of puncturing is supported are mainly applied.
[0007]
However, the tire cannot withstand local repeated stress generated between the tire and the internal support during run flat after puncture, and as a result, the mileage after puncture is limited to about 100 to 200 km. I was In addition, the work of assembling the tire to the rim after disposing the internal support inside the tire has been a problem in that it is complicated and takes a long time. In this regard, there has been proposed a method in which a difference in rim diameter between the one end side and the other end side in the width direction of the rim is provided so that the internal support can be easily inserted. Poor. In addition, since the total weight of the tire / wheel and the internal support is increased by as much as 30 to 40%, the vibration input to the underbody parts of the vehicle is increased, and the durability of the vehicle itself is impaired.
[0008]
In order to extend the running distance after a puncture of a run flat tire having an internal support, it is effective to add a skeleton material to make the tire structure heavier, but the added skeleton material is used during normal use. It is not realistic to adopt this method because the rolling resistance and ride comfort of the vehicle deteriorate.
[0009]
Furthermore, these conventional safety tires can exhibit a certain level of running ability after puncturing on a road surface having a relatively high friction coefficient, such as a normal asphalt road surface or uneven road surface. However, on a road surface having a low coefficient of friction, such as an icy road or a snowy road in winter, when a tire of a free wheel, not a drive wheel, is punctured, a serious defect is exposed. In other words, in the state before the puncture, the deflection of the tires is naturally small and the shape close to a circle is maintained, so that when the vehicle starts to move due to the driving force generated from the driving wheels at the time of starting, the free wheels are moved with the movement of the vehicle. Start rolling. However, in the state after the puncture, the tire is largely bent and has a shape deviating from a circular shape. Since the idle wheel is a wheel that cannot roll itself, that is, cannot generate a driving force, the rolling of the idle wheel depends on the movement of the vehicle and the coefficient of friction of the road surface. Therefore, even if the vehicle starts to move on a road surface with a low friction coefficient, the tires of the idle wheels that have largely deflected due to puncture and deviated from the circular shape due to the low friction coefficient of the road surface will cause a large slip on the ground contact tread and rolling. The vehicle will move with the vehicle without being dragged. The reason for this is that the contact pressure distribution in the contact tread is extremely non-uniform with a large bending deformation, and the contact area is significantly reduced, as compared to a relatively uniform state before puncturing. .
[0010]
Such a situation occurs not only at the time of starting but also at the time of braking. Therefore, a "driving force adjustment function (traction control system)" to supplement safe driving on a road surface with a low coefficient of friction, which is a function installed in the vehicle in advance, and "braking force adjustment to avoid tire lock during braking" Not only is the function (anti-lock brake system), etc. not fully exhibited, but there is also a risk of malfunction and the vehicle falling out of control.
[0011]
In particular, in a vehicle in which the front wheels are idle wheels and steered wheels, and the rear wheels are drive wheels, when the front wheels, which are idle wheels, are punctured, the steerability is extremely reduced, and it goes without saying that the vehicle is in a very dangerous state.
[0012]
Further, tires in which a foam having closed cells is filled into an internal cavity of an assembly of a tire and a rim to be attached to the tire are described in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like. I have. These proposed tires are mainly limited to special or small tires such as agricultural tires, rally tires, motorcycle tires and bicycle tires. Therefore, its application to tires for passenger cars, tires for trucks and buses, and particularly to tires that emphasize rolling resistance and ride comfort is unknown. And since all foams have a low expansion ratio, the weight is large in place of the foam having bubbles, and it is inevitable that the vibration ride comfort and fuel consumption deteriorate, and the inside of the closed cells is at atmospheric pressure, Conventionally, it was not functionally sufficient to substitute high pressure air for tires.
[0013]
Further, Patent Literature 5 discloses a puncture-free tire in which a foam filler is inserted into an inner peripheral portion. However, in addition to a disadvantage caused by an internal pressure of a cell being extremely close to atmospheric pressure, a foam is urethane-based. In addition, energy loss due to intermolecular hydrogen bonding of urethane groups is large, and self-heating is high. Therefore, when the urethane foam is filled in the tire, the foam generates heat due to the repeated deformation during rolling of the tire, and the durability is greatly reduced. In addition, since a material that is difficult to form air bubbles independently is used, air bubbles are easily communicated and it is difficult to retain gas, and a desired tire internal pressure (load supporting ability or deflection suppressing ability, the same applies hereinafter). There are disadvantages that cannot be obtained.
[0014]
Furthermore, Patent Document 6 discloses an expanded pressure foam body in which the outer periphery of a multi-bubble body mainly composed of closed cells is integrally wrapped and sealed with a 0.5 to 3 mm thick outer coating film of rubber or synthetic resin. A puncture-less tire has been proposed in which a large number are filled in a tire and the tire is maintained at a specified internal pressure. In this technology, in order to make the pressure inside the cells of the foam higher than the normal pressure, the amount of the foaming agent in the raw material for forming the closed cells to be expanded pressure bubbles is at least equal to or greater than the tire volume. The compounding amount of the foaming agent that generates gas is set, thereby aiming at the same performance as at least a normal pneumatic tire.
[0015]
In the above-mentioned technology, in order to prevent the gas inside the bubbles in the inflated pressure foam from being dissipated, the envelope is integrally sealed with an outer coating, but the material of the outer coating is exemplified by an automobile tube or Only materials such as the tube forming compound. In other words, the wrap is sealed with a soft elastic outer coating mainly composed of butyl rubber having low nitrogen gas permeability used for a tire tube or the like, and many of these are filled in the tire. As a manufacturing method, an unvulcanized tire tube is used as a soft elastic outer covering film, and an unvulcanized closed cell forming compound material is used as an inflation pressure foam. After disposing a large number of these inside the tire / rim assembly, Foaming is performed by heating to obtain a foam-filled tire. The normal pressure air inside the tire due to the expansion of the foam is naturally exhausted from the exhaust holes formed in the rim.
[0016]
Here, since the internal pressure of a passenger car tire is generally set to about 150 to 250 kPa at room temperature, the above-mentioned foam-filled tire is manufactured at the time of heating during vulcanization molding (about 140 ° C.). It is estimated from the gas state equation that the absolute pressure is about 1.5 times the internal pressure in the state. However, at such a pressure level, it is not possible to avoid the occurrence of blown air resulting from insufficient vulcanization pressure. In order to avoid this blown phenomenon, it is necessary to greatly increase the amount of the foaming agent to increase the pressure generated by foaming and to increase the heating temperature.
[0017]
However, in the method of increasing the amount of the foaming agent, the internal pressure at room temperature greatly exceeds 300 kPa due to the increase in the amount of the foaming agent. Therefore, it has been difficult to use the method as a substitute for a conventional pneumatic tire. In addition, the method of increasing the heating temperature causes a problem in durability over a long period of use because the tire is greatly damaged due to thermal aging and the durability of the tire is greatly deteriorated. On the other hand, inside the tire and the rim assembly, a large number of inflated pressure bubbles wrapped in the soft elastic outer coating are arranged, but the friction between the soft elastic outer coatings in which the blown occurs, the inner surface of the tire and the inner surface of the rim. There is a great problem in terms of durability, such as friction with the material. From the above, it can be said that the above problem is a major drawback caused by arranging a large number of divided expansion pressure bubbles, unlike the case where the shape of the expansion pressure bubbles takes an integral donut shape. In addition, although the exhaust holes formed in the rim are effective for naturally exhausting the normal pressure air inside the tire due to the expansion of the inflation pressure foam, the exhaust holes and the gas passages in the inflation pressure bubble are dissipated. Therefore, it cannot be used for a long time.
[0018]
Furthermore, as the soft elastic outer coating film, a compound composition mainly composed of butyl rubber having low nitrogen gas permeability, such as a tire tube, is used, but butyl rubber has a very low vulcanization reaction rate, so the reaction is completed. To do so, a large heating time is required at a temperature of about 140 ° C. This means that the cross-linking density of the soft elastic outer coating film is insufficient, and it is needless to say that the soft elastic outer coating film is one of the causes of peeling. Further, the extension of the heating time further increases the damage of the tire due to the heat aging described above.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-6-127207
[Patent Document 2]
JP-A-6-183226,
[Patent Document 3]
JP-A-7-186610
[Patent Document 4]
JP-A-8-332805
[Patent Document 5]
Japanese Patent No. 2987076
[Patent Document 6]
JP-A-48-47002
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention expresses a function that can stably run the distance required when the tire internal pressure is reduced after the tire is damaged, and reliably retains this function under all normal running conditions from low speed to high speed. It is an object to provide an assembly of a tire and a rim.
[0021]
Further, another object of the present invention is to provide a tire and a rim assembly which can guarantee that the tire reliably exhibits performance after the tire is damaged during use from the time of a new article to the end of life due to wear and the like. It is to provide a group of particles to be filled.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, when gas in the tire leaked due to injury, to properly give the minimum tire pressure necessary for subsequent traveling, and usually The present inventors have found that it is necessary and effective to suppress the temperature inside the tire during running, and have completed the present invention.
[0023]
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) A tire is mounted on a rim, and a large number of substantially spherical particles composed of a continuous phase of resin and closed cells are provided inside the tire defined by the tire and the rim by the following upper and lower limits of 1 Placed below the filling volume according to the value, the volume of the particles when the tire and rim assembly is adjusted to the internal pressure specified by the vehicle in 1 below is 70% of the volume under atmospheric pressure of the particles. % Or more, the particle group arranged in the tire has a distribution of true specific gravity, and the true specific gravity index defined by the following formula (I) in 2 is 1.5 or less. Assembly with rim.
Note 1
Upper limit of filling volume: A tire and rim assembly adjusted to the internal pressure specified by the vehicle on which the tire and rim assembly is mounted is mounted on the vehicle, and a load applied to each axis of the vehicle is applied. The internal volume of the assembly when it was performed.
Lower limit of filling volume: An assembly of a tire and a rim whose internal pressure is set to the atmospheric pressure is mounted on the vehicle, and a load of 2.0 times the load applied to each axis of the vehicle at the upper limit is applied to the tire and the rim. The internal volume of this assembly when loaded on it.
However, the charged volume of particles refers to the total volume under atmospheric pressure of all the particles filled in the assembly of the tire and the rim, and includes the void volume around the particles.
Note 2
True specific gravity index = ρs / ρt (I)
ρs: average true specific gravity of a particle group fractionated within a range of 25% by volume from the side of the true specific gravity of all the particles arranged in the tire
ρt: average true specific gravity of all particles arranged in the tire
The specification of the true true specific gravity portion in the particle group will be described in detail later.
[0024]
(2) An assembly of a tire and a rim according to the above (1), wherein the true specific gravity index is 1.3 or less.
[0025]
(3) An assembly of a tire and a rim according to (1) or (2), wherein the true specific gravity index is 1.1 or less.
[0026]
(4) In any one of the above (1) to (3), the particle group further has a particle size distribution, and the abundance ratio of small particles in the particle group defined by the following formula (II) is 20%. An assembly of a tire and a rim, characterized in that:
Record
Existence ratio of small diameter particles (%) = (Vs / Vt) × 100 (II)
Vs: total volume of small-diameter particles that are 70% or less of the average diameter of all particles arranged in the tire
Vt: total volume of all particles arranged in the tire
[0027]
(5) The assembly of a tire and a rim according to the above (4), wherein the abundance ratio of the small-diameter particles in the particle group is 15% or less.
[0028]
(6) The tire and rim assembly according to (4) or (5), wherein the abundance ratio of small-diameter particles in the particle group is 5% or less.
[0029]
(7) In any one of the above (1) to (6), the average particle diameter of the particle group is in the range of 80 μm to 150 μm, and the average true specific gravity of the particle group is in the range of 0.005 to 0.035 g / cc. An assembly of a tire and a rim, characterized in that:
[0030]
(8) The assembly of a tire and a rim according to the above (7), wherein the average true specific gravity of the particle group is in the range of 0.008 to 0.020 g / cc.
[0031]
(9) In any one of the above (1) to (8), the volume of the particles when adjusted to the internal pressure specified by the vehicle is 80% or more of the volume under atmospheric pressure of the particles. An assembly of a tire and a rim.
[0032]
(10) In any one of the above (1) to (9), the volume of the particles when adjusted to the internal pressure specified by the vehicle is 90% or more of the volume under atmospheric pressure of the particles. An assembly of a tire and a rim.
[0033]
(11) An assembly of a tire and a rim according to any one of the above (1) to (10), wherein the pressure in the bubbles of the particles is equal to or higher than the internal pressure specified by the vehicle.
[0034]
(12) In any one of the above (1) to (11), the continuous phase of the particles comprises at least one of a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile polymer, an acrylic polymer and a vinylidene chloride polymer. An assembly of a tire and a rim.
[0035]
(13) In any one of the above (1) to (12), the continuous phase of the particles is composed of an acrylonitrile-based polymer, and the acrylonitrile-based polymer is an acrylonitrile polymer, an acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, acrylonitrile / methyl An assembly of a tire and a rim, wherein the assembly is at least one selected from a methacrylate copolymer and an acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate terpolymer.
[0036]
(14) In any one of the above (1) to (12), the continuous phase of the particles is composed of an acrylic polymer, and the acrylic polymer is a methyl methacrylate resin, a methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer, a methyl methacrylate / An assembly of a tire and a rim, which is at least one selected from a methacrylonitrile copolymer and a terpolymer of methyl methacrylate / acrylonitrile / methacrylonitrile.
[0037]
(15) In any one of the above (1) to (12), the continuous phase of the particles comprises a vinylidene chloride-based polymer, wherein the vinylidene chloride-based polymer is a vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer, a vinylidene chloride / methyl methacrylate. Copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer and vinylidene chloride / An assembly of a tire and a rim, which is at least one member selected from acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer.
[0038]
(16) In any one of the above (1) to (15), nitrogen, air, a linear or branched aliphatic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms, a fluorinated product thereof, and carbon number in the bubbles of the particles. 2 to 8 cycloaliphatic hydrocarbons and fluorinated compounds thereof, and the following general formula (III):
R ¹ -OR ² −−−− (III)
(R in the formula ¹ And R ² Are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms. A tire / rim assembly comprising at least one gas selected from the group.
[0039]
(17) In any one of the above (1) to (16), the tire has an inner liner layer on the inner peripheral surface, and the inner liner layer has a gas permeability coefficient of 20 × 10 at 30 ° C. ^-12 (Cc · cm / cm ² (S · cmHg) or less, an assembly of a tire and a rim.
[0040]
(18) In any one of the above (1) to (17), a tire internal pressure drop warning function based on wheel speed detection by a wheel speed sensor of an anti-lock brake system and a tire internal pressure based on a direct measurement method of tire internal pressure by a pressure sensor. An assembly of a tire and a rim that provides one or both of the low alarm functions.
[0041]
(19) In any one of the above (1) to (18), a large number of foams whose average bulk specific gravity under atmospheric pressure is larger than that of particles are arranged in a mixture of particles. Tire and rim assembly.
[0042]
(20) In the above (19), the foam has a diameter of 1 to 15 mm, an average bulk specific gravity under atmospheric pressure of 0.05 to 0.3 g / cc, and has closed cells or open cells. An assembly of a tire and a rim, characterized in that:
[0043]
(21) A foamable composition containing the following resin (A) and any one or both of the following thermally decomposable foaming agent (B) and the following foaming agent (C) is obtained by heat expansion. A particle group having a distribution of true specific gravity, a true specific gravity index defined by the following formula (I) in 1.5 below 1.5, and A particle group filled in an assembly of a tire and a rim, wherein the internal pressure is equal to or higher than the internal pressure specified by
Note 1
(A) at least one selected from a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile polymer, an acrylic polymer and a vinylidene chloride polymer
(B) at least one selected from dinitrosopentamethylenetetramine, azodicarbonamide, paratoluenesulfonylhydrazine and derivatives thereof, and oxybisbenzenesulfonylhydrazine
(C) a linear or branched aliphatic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms and a fluorinated product thereof, an alicyclic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms and a fluorinated product thereof, and the following general formula (II):
R ¹ -OR ² −−−− (II)
(R in the formula ¹ And R ² Are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms. At least one
Note 2
True specific gravity index = ρs / ρt (I)
ρs: average true specific gravity of a particle group fractionated within a range of 25% by volume from the side of the true specific gravity of all the particles arranged in the tire
ρt: average true specific gravity of all particles arranged in the tire
[0044]
(22) In the above (21), the particle group further has a particle size distribution, and the abundance ratio of small-diameter particles in the particle group defined by the following formula (II) is 20% or less. Particles that fill the tire and rim assembly.
Record
Existence ratio of small diameter particles (%) = (Vs / Vt) × 100 (II)
Vs: total volume of small-diameter particles that are 70% or less of the average diameter of all particles arranged in the tire
Vt: total volume of all particles arranged in the tire
[0045]
Here, the internal pressure described in the text refers to a gauge pressure (a pressure indicated on a gauge) unless otherwise specified. That is, the atmospheric pressure is represented by a gauge pressure of 0 [kPa], and has a relationship of gauge pressure 0 [kPa] = absolute pressure 100 [kPa].
[0046]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an assembly of a tire and a rim according to the present invention will be described with reference to FIG.
That is, the illustrated tire and rim assembly includes the tire 1 mounted on the rim 2 and a continuous phase of resin and closed cells inside the tire 1 partitioned by the tire 1 and the rim 2. A large number of substantially spherical particles 3 are arranged. In addition, the structure of the tire 1 is not particularly limited as long as the tire 1 generally follows various kinds of automobile tires, for example, passenger car tires. For example, the illustrated tire is a general automobile tire, and a belt 6 and a tread 7 are arranged on a crown portion of a carcass 5 extending in a toroidal shape between a pair of bead cores 4 in a radially outward direction.
[0047]
Similarly, as the rim, a general-purpose applicable rim is recommended, but is not limited to this.For example, a tire and a rim having an asymmetric structure in which the diameter of a pair of bead portions sandwiching the equatorial plane of the tire is different between one and the other. A special rim with a ring-shaped core in the above assembly is also applicable. The core, which serves as a load support at the time of puncturing, may be left as it is inside the assembly of the tire and the rim, but can be omitted by applying the present invention. That is, the present invention is a technique applicable to all the tire and rim assemblies.
In the drawing, reference numeral 8 denotes an inner liner layer, and reference numeral 9 denotes a void around the particle.
[0048]
The particles 3 have closed cells surrounded by a continuous phase of a substantially spherical resin, for example, a hollow body having a particle size distribution in the range of about 10 μm to 500 μm, or a large number of small chambers formed by closed cells. And a spongy structure containing: That is, the particles 3 are particles containing closed cells which are not communicated with the outside and are sealed, and the number of the closed cells may be singular or plural. The fact that the particles have closed cells means that the particles have a resin shell enclosing the closed cells in a sealed state. The continuous phase of the resin described above refers to a continuous phase on the component composition constituting the resin shell. The composition of the resin shell is as described below.
[0049]
By arranging a large number of the particles 3 inside the tire under a filling volume according to the following upper limit value and lower limit value, the particles 3 partially bear the internal pressure of the tire, and the minimum necessary amount required when the tire is damaged. Internal pressure is secured.
Record
Upper limit of filling volume: A tire and rim assembly adjusted to the internal pressure specified by the vehicle on which the tire and rim assembly is mounted is mounted on the vehicle, and a load applied to each axis of the vehicle is applied. The internal volume of the assembly when it was performed.
Lower limit of filling volume: An assembly of a tire and a rim whose internal pressure is set to the atmospheric pressure is mounted on the vehicle, and a load of 2.0 times the load applied to each axis of the vehicle at the upper limit is applied to the tire and the rim. The internal volume of this assembly when loaded on it.
Here, the particle filling volume refers to the total volume of all the particles filled in the tire and rim assembly under the atmospheric pressure, and includes the void volume around the particles.
[0050]
The total volume under the atmospheric pressure of all the particles arranged inside the tire is calculated by the following method. First, the average bulk specific gravity of the particles under atmospheric pressure is determined. The method is calculated, for example, by measuring the weight of a known volume under atmospheric pressure. Here, the particles are weighed into a measuring cylinder under atmospheric pressure, vibrated in an ultrasonic water bath, and the total volume of the particles (including the void volume around the particles) is determined while the packing between the particles is stable. By measuring the total weight of the particles, the average bulk specific gravity under the above atmospheric pressure was calculated. That is, the average bulk specific gravity of the particles under atmospheric pressure is
Average bulk specific gravity of particles under atmospheric pressure = total weight of particles / total volume of particles
It is.
[0051]
Next, by measuring the total weight of the particles filled in the tire, and dividing by the average bulk specific gravity under atmospheric pressure of the particles calculated above, the total under the atmospheric pressure of all the particles arranged inside the tire The volume can be calculated. That is,
Total volume of all particles arranged inside the tire under atmospheric pressure = total weight of particles filled in tire / average bulk specific gravity of particles under atmospheric pressure
[0052]
Further, the inner volume of the assembly of the tire and the rim is defined by the volume closed by the tire and the rim. Therefore, after assembling the rim to the tire, the inside thereof was filled with an incompressible fluid having a known specific gravity, such as water, and the inner volume of the assembly of the tire and the rim was determined from the weight increase.
[0053]
Now, in an assembly of a tire and a rim in which a large number of the particles 3 are arranged inside the tire 1 under the above-described filling volume, when the tire is damaged, the tire is attached to the tire together with the particles 3 by a vehicle. As a result of the gas existing in the gap 9 between the particles 3 leaking out of the tire, which has given the designated internal pressure (hereinafter, referred to as the vehicle designated internal pressure), the gap internal pressure of the tire-rim assembly is large. The pressure drops to the same level as the atmospheric pressure. In the process of the internal pressure drop, the following occurs in the tire.
[0054]
First, when the tire is damaged and the internal pressure starts to decrease, the particles seal the damaged part and suppress a sharp decrease in the internal pressure. On the other hand, the amount of deflection of the tire increases with a decrease in the tire internal pressure, and the internal volume of the tire-rim assembly decreases. Approaching. When the tire pressure further decreases, the internal volume of the tire / rim assembly decreases to a state substantially equal to the total volume of the filled particles. From this state, the particles themselves bear the load directly, and maintain the minimum amount of tire deflection required for subsequent traveling. On the other hand, the pressure in the bubbles in the closed cells of the particles that existed under the vehicle-specified internal pressure is maintained at a pressure according to the vehicle-specified internal pressure even after the injury, in other words, the total volume of the particles before the injury. Is present in the assembly of the tire and the rim while maintaining the same. Therefore, further rolling of the tire causes the particles themselves to directly bear the load while causing friction between the particles and self-heating, so that the temperature of the particles in the assembly of the tire and the rim rapidly rises. Then, the resin shell of the particles starts to soften because the temperature exceeds the thermal expansion start temperature of the resin forming the continuous phase of the particles (corresponding to the glass transition temperature of the resin). At this time, since the pressure inside the bubbles in the closed cells of the particles is the pressure according to the vehicle-specified internal pressure and the pressure inside the bubbles further rises due to the rapid rise in the temperature of the particles, the particles expand at a stretch and the tires expand. The internal pressure can be restored to a state close to that before the injury.
[0055]
The above state is a state in which the particles bear the load directly to give the minimum tire pressure necessary for traveling. The deflection of the tire in this state is relatively small, and the tire can maintain a circular shape as compared with the safety tire according to the related art, so that the contact pressure distribution in the contact tread can be kept relatively uniform. For example, in an assembly of a tire and a rim of the present invention in which the above-mentioned hollow particles are filled into a tire mainly used for running on a winter road such as a studless tire, even if the tire is damaged, the basic properties of the studless tire are It does not lower the overall performance. That is, even on a road surface having a low friction coefficient such as an icy road, the driving performance, the braking performance, the turning performance and the like are hardly degraded, and the vehicle does not run.
[0056]
The above effects are obtained by arranging particles under a predetermined filling volume inside the tire, so it is not necessary to regulate the tire structure itself, using a general-purpose tire, and a general-purpose rim, A new safety tire and rim assembly can be provided.
[0057]
Next, "the upper limit of the filling volume of the particles, the upper limit of the filling volume: the assembly of the tire and the rim adjusted to the internal pressure specified by the vehicle to which the assembly of the tire and the rim is attached is referred to as The reason for defining the inner volume of the assembly when mounted on a vehicle and a load applied to each shaft of the vehicle is applied will be described. In the present invention, the tire internal pressure is restored by the above-described expression mechanism. Therefore, when particles having a volume exceeding the upper limit described above are filled, friction between the particles may occur during traveling at the specified internal pressure before the tire is damaged, and the friction may increase the rolling resistance. . This is not preferable from the viewpoint of fuel saving.
[0058]
In addition, "the lower limit of the filling volume, the assembly of the tire and the rim with the internal pressure set to atmospheric pressure is mounted on the vehicle, and the load is 2.0 times the load applied to each axis of the vehicle at the upper limit. Is described as "the internal volume of the tire / rim assembly when it is loaded on the assembly". That is, in the present invention, the tire internal pressure is restored by the above-described expression mechanism. Therefore, when filling particles having a volume less than the lower limit described above, even if the tire internal pressure is reduced to atmospheric pressure, the particles themselves cannot directly bear the load, and friction between the particles is unlikely to be caused. As a result, it is not possible to guarantee a revival of tire pressure.
[0059]
As described above, by filling the particles under a filling volume according to the above upper limit and lower limit, the internal pressure revival function can be reliably exhibited, and thereby, a certain distance after the tire is damaged can be safely achieved. Traveling is achieved.
The upper limit of the volume of the filled particles may be appropriately adjusted to each axle load of the vehicle depending on the running conditions of the vehicle, the usage method and conditions based on the number of occupants, the load of the load, and the like. That is, in a use situation in which the number of passengers and the load capacity of the baggage fluctuate daily, it is preferable to reduce the upper limit of the particle volume in view of the above-mentioned concerns. That is, it is preferable that the inner volume of the tire and rim assembly be 1.2 times, more preferably 1.5 times, and still more preferably 2.0 times the load applied to each axle of the vehicle.
[0060]
Similarly, the lower limit of the filling volume of particles can explain a preferable range for the following reason. In other words, when the internal pressure starts to decrease due to tire damage, if the filling volume is close to the upper limit, friction between particles is immediately generated and the internal pressure is restored. In this situation, since the difference in wheel speed between the left and right wheels is not large and the amount of pressure drop by direct measurement with the tire internal pressure sensor is not large, the sensitivity of detection of internal pressure drop due to tire damage is reduced, and danger information is appropriate for the driver. May not be able to inform. On the other hand, when the internal pressure is reduced due to tire damage, the internal pressure decreases to a certain extent, and the amount of flexure increases and the internal volume of the tire decreases significantly. It will lead to resurrection. Under this condition, the tension of the tire frame member such as a carcass is also greatly reduced since the tire internal pressure is once greatly reduced. Therefore, for a very short time, there is a concern that the bead portion of the tire fitted to the rim may come off the rim in a low internal pressure (= low tension) state until the internal pressure is restored. Therefore, in order to avoid such a concern, the lower limit is preferably higher. Specifically, when the lower limit value is 2.0 times the load applied to each axle of the vehicle, the internal volume when the tire internal pressure is the atmospheric pressure, preferably the tire internal pressure is 10% of the specified internal pressure. Is more preferably 30%, more preferably 40%, and most preferably 50%.
[0061]
In the present invention, it is important to arrange the particles inside the tire under a predetermined filling volume, and then fill the gas such as air or nitrogen such that the pressure in the void around the particles becomes the vehicle-specified internal pressure. It is. That is, when the gas is filled and the pressure in the gap is set to the vehicle-specified internal pressure, the volume of the particles decreases because the internal pressure of the particles is lower than the pressure in the gap. The shape of the particles at this point is not a substantially spherical shape but a flattened and distorted shape from the spherical shape. If the vehicle starts traveling with the particle shape flattened and distorted, the particles are more likely to break due to collision between the particles and collision with the tire and the inner surface of the rim as compared with the case of the spherical shape. That is, in the case of a flattened and distorted shape, the input due to the collision cannot be distributed uniformly, which brings a great disadvantage in durability.
[0062]
On the other hand, the flattened and distorted particles are reduced in volume due to the difference between the internal pressure and the pressure in the voids, and then maintain the pressure in the voids around the particles for a certain period of time, whereby the internal pressure of the particles, in other words The internal pressure of the closed cells inside can be increased to about the pressure of the gap. That is, since the flattened particles are deformed, a force acting to return to the original substantially spherical shape acts on the shell portion of the particles. In addition, since the gas pressure in the flattened particles is lower than the pressure of the gap gas, the gas in the gap penetrates into the particles to eliminate the pressure difference. Further, since the gas in the closed cells in the particles is a gas derived from the foaming agent, the gas in the void may be different from the gas in the void, and in this case, the gas in the void may penetrate into the particles. The gas permeates in a direction to eliminate the partial pressure difference while following the partial pressure difference of the gas in addition to the simple pressure difference described above.
As described above, the bubble pressure of the closed cells in the particles approaches the gap pressure around the particles and recovers the once reduced particle volume, and the particle shape is reduced from the flattened and distorted shape to the original substantially spherical shape. To recover.
In accordance with the above mechanism and the shape of the particles, the process of changing the volume, by appropriately adjusting the type and pressure of the gas to be filled into the voids inside the tire, the bubble pressure of the closed cells in the particles is set within a predetermined range. Can be set.
[0063]
If the pressure in the closed cells within the particles is set to a pressure higher than the atmospheric pressure by the above-described method, the above-described function of regenerating the internal pressure after the tire is damaged can be reliably exhibited. In addition, the high-pressure gas passes around the particles, so that the load borne by the particles during normal traveling can be reduced to a negligible degree, and the particles having the above-mentioned particle volume recovered have a substantially spherical shape. Therefore, fatigue and destruction applied to the particles due to repeated deformation during rolling of the tire can be significantly reduced, so that the durability of the particles is not impaired. The range in which the durability of the particles is not impaired is that at least 70% of the volume based on the particle volume under atmospheric pressure in the process of recovering the volume in a high-pressure environment such as a desired vehicle-designated internal pressure. It is essential to recover up to a volume of up to 80%, more preferably up to 90%.
[0064]
Here, in order to make the particle volume at 70% or more of the particle volume at the atmospheric pressure under the vehicle-specified internal pressure, as described above, an appropriate time elapses while maintaining the air gap pressure around the particles high. By doing so, it is possible to recover the particle volume. Alternatively, the particles are filled in a pressure vessel different from the tire, and in a state where the air gap pressure is set high, the particles are stored in the pressure vessel for an appropriate time, and the particles in a state where the volume has been recovered are surrounded by the surroundings. By filling the tire together with the atmosphere, the particle volume can be adjusted to a desired ratio.
[0065]
The appropriate time may be set in consideration of the shell portion of the particles, that is, the permeability of the void gas to the continuous phase of the particles, and the partial pressure difference between the gas in the bubbles in the particles and the void gas. .
[0066]
Further, in order to surely realize the above-mentioned internal pressure restoring function, it is important to securely seal the damaged part before the internal pressure restoring function is realized. In other words, if sealing of the damaged part is incomplete, the internal pressure that should have recovered will leak from the damaged part, and the internal pressure obtained by the internal pressure recovery can only temporarily contribute to the running ability thereafter. This is because running performance after injury may not be guaranteed. Since the particles are particles having a low specific gravity and a high elasticity due to the hollow structure, when the tire is damaged and the gap gas around the particles starts to leak from the damaged portion, it immediately rides on the flow due to the gap gas leak. It concentrates on the damaged part and instantly seals the wound at the damaged part. As described above, the function of sealing the damaged part by the particles is an essential function that supports the internal pressure recovery function of the present invention.
[0067]
As described above, the assembly of the tire and the rim filled with the particles according to the present invention causes the friction between the particles due to the decrease in the inner volume of the tire due to the decrease in the internal pressure after the puncture, causing a rapid rise in the temperature and the resumption of the internal pressure. As a result, driving after puncturing can be realized.
By the way, the friction between the particles in the assembly of the tire and the rim is generated although it is very small even under normal running. However, in the region where the traveling speed is 100 km / h or less, the generated frictional heat itself is small, and the balance is maintained by the heat radiation to the outside air during traveling.
[0068]
However, in a high-speed region exceeding 150 km / h, and further, in a very hot environment where the temperature environment of the outside air is extremely high, the amount of frictional heat generated is increased, but heat dissipation to the outside air is insufficient, and the temperature of the particles is reduced. The environment may deteriorate significantly. When such a situation continues for a long time, the particles expand due to the temperature of the particles exceeding the thermal expansion start temperature of the particles, and as a result, the internal pressure recovery function during puncturing described above may be lost. .
[0069]
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve this problem, and have come to find a means for suppressing frictional heat generation between particles during high-speed running of a particle group filled in a tire.
In general, a particle group in a tire has a distribution of true specific gravity, and each particle does not necessarily have the same true specific gravity value. One of the reasons is that the proportion of the component serving as a foaming agent in one particle is not uniform among the particles. Another reason is the non-uniformity of the heat history at the time of heating and foaming. In the process in which each particle before foaming expands by heating and foaming to become empty particles, if the heat history at the time of heating is not uniform, the particles that have received a sufficient heat history and expanded, the heat history received This is because particles whose expansion has been stopped halfway due to a small amount coexist.
[0070]
Therefore, particles that have sufficiently expanded have a low true specific gravity, and conversely, particles that have stopped expanding midway have a high true specific gravity. When particles having a true specific gravity distribution are arranged in an assembly of a tire and a rim as described above, a centrifugal force corresponding to the speed is usually applied under running at an internal pressure. At this time, the particles having a large true specific gravity receive a larger centrifugal force in the tire than the particles having a small true specific gravity. Therefore, particles having a small true specific gravity exist near the wheel inner surface side in the assembly of the tire and the rim, and particles having a large true specific gravity gradually exist as the distance from the rotation center increases. On the inner liner surface side under the tread, there is a particle group having the largest true specific gravity, and the particle group moves from the wheel inner surface side toward the inner liner surface side under the tread (outward in the tire rotation radial direction). (Towards) a gradient with a true specific gravity.
[0071]
In addition, the tire undergoes a certain amount of flexure by receiving a load, and the grounded area is in a state parallel to the road surface, and the grounded area has no curvature. Therefore, the particles in the assembly of the tire and the rim that rotates while bearing the load, while being sorted to the position corresponding to the true specific gravity by the centrifugal force in the non-contact region as described above, while entering the contact region. It is placed under "repeated input fluctuation" such as instantaneous centrifugal force coming off.
[0072]
Among the above-mentioned “under repeated input fluctuation”, a particle group having a large true specific gravity with respect to a particle group having a small true specific gravity generates a large inertial force under an input fluctuation in a contact region. Therefore, the particles having a large true specific gravity move around in such a way as to push the coexisting “particles having a smaller true specific gravity”, and this is caused by the difference in the relative inertial force between the small true specific gravity particles and the large true specific gravity particles. The resulting difference in kinetic energy generates extra interparticle frictional heat, thereby deteriorating the heat generation of the entire particle. That is, the heat generation factors of the particles are due to the relative inertial force difference between the large true specific gravity particles and the small true specific gravity particles and the frictional heat generated by the motion.
[0073]
Therefore, in order to suppress the frictional heat generation, first, as a means for reducing the above-described relative inertial force difference, the width of the true specific gravity distribution of the particles is reduced. For example, for particles with a certain average true specific gravity, by removing the same volume fraction from the true true specific gravity side and the small true specific gravity side, even if the average true specific gravity does not change, it is possible to narrow the true specific gravity distribution width In addition, it is possible to suppress the difference in the relative inertial force described above, and it is possible to suppress the heat generation of the entire particle group.
[0074]
Second, by directly removing only the large specific gravity particles, which are the heat source, the true specific gravity distribution is narrowed and the average true specific gravity is also reduced, so that not only the difference in relative inertial force but also the inertial force is reduced. The heat generation of the entire particle group can be further suppressed by suppressing the level itself.
[0075]
That is, regulating the true specific gravity index of the particle group (all particles) shown in the following formula (I) to 1.5 or less significantly suppresses frictional heat generation of the particles under high-speed running or in a very hot environment. It is effective for. Because, when the true specific gravity index exceeds 1.5, the difference in the relative inertial force between the small true specific gravity particles and the large true specific gravity particles increases due to the above-described heat generation mechanism, and the difference in the kinetic energy caused by the difference increases. The reason for this is that when the size is increased, excessive interparticle frictional heat is generated, and as a result, the heat generation of the entire particles is deteriorated. That is, since the heat generation of the particles is caused by the relative inertial force difference of the large true specific gravity particles with respect to the small true specific gravity particles and frictional heat generated by the movement thereof, it is preferable to make the true specific gravity index smaller.
This true specific gravity index is preferably 1.3 or less, more preferably 1.1 or less.
Record
True specific gravity index = ρs / ρt (I)
ρs: average true specific gravity of a particle group fractionated within a range of 25% by volume from the side of the true specific gravity of all the particles arranged in the tire
ρt: average true specific gravity of all particles arranged in the tire
[0076]
The method for measuring the true specific gravity of the particles is as follows.
[Measurement method of average true specific gravity]
The average true specific gravity value of the particles (ρs, ρt, etc. in the above formula) is generally measured by a conventional liquid displacement method (Archimedes method) using isopropanol. We decided to follow the law.
First, the average true specific gravity ρt of the whole particles was determined by thoroughly stirring the target particle group in a container, making the whole uniform, sampling, and measuring by an ordinary method to obtain ρt.
[0077]
On the other hand, the average true specific gravity ρs of the particle group fractionated in the range of the volume fraction of 25% from the side having the higher true specific gravity was measured by a conventional method after fractionation by the following method. For example, two acrylic resin containers having an inner diameter of 50 mm, a length of 1000 mm or more, and an open / close cock on the bottom are prepared, and particles are poured from the upper portion of one of the containers to a height of about 200 mm. Next, the container is vibrated for 10 minutes in an ultrasonic water bath while the container is set upright. The means for applying the vibration is not limited to the ultrasonic vibration, but may be a general vibrator using the pressure of the compressed air. When the particle group is stabilized by applying the vibration and the height of the particles in the container is stabilized, the opening / closing cock at the bottom is opened in a vertical position, and the transfer is performed while pouring the liquid into the upper side of the other container. After the transfer is completed, the container is similarly vibrated for 10 minutes while being kept upright. After repeating the vibration and the transfer at least three times in this manner, the height of the particles is measured, and the particles from the bottom of the container to a quarter of the height are taken out from the opening / closing cock at the bottom, thereby obtaining a true specific gravity. Particles can be easily extracted from the fraction having a larger volume fraction in the range of 25% by volume.
[0078]
In addition, as a generally used mechanical sorting method, an airflow sorting method can be used, and a specific gravity classification type airflow separation device or a centrifugal classification type airflow selection device is suitable. By these mechanical sorting methods, it is possible to extract a particle group fractionated in the range of 25% by volume from the side with the higher true specific gravity.
The particles taken out by this fractionation are defined as "particles of the specific gravity part of the true truth". The particle group of the specific gravity part was thoroughly stirred in a vessel to make the whole uniform, sampled, and measured by a conventional method to obtain ρs.
[0079]
The true specific gravity index can be calculated by the above equation (I) using ρt and ρs obtained by the above procedure, but the method of fractionating particles by true specific gravity is not limited to the above-described method.
[0080]
The particle group fractionated in the range of the volume fraction of 25% from the side with the higher true specific gravity was regarded as the particle group of the true true specific gravity part for the following reason. First, when the volume fraction exceeds 25%, the mixing ratio of a component having a small true specific gravity increases, so that the true specific gravity value of the particle group obtained by fractionation varies, and the numerical value lacks stability, which is not preferable. On the other hand, if the volume fraction is in a range smaller than 25%, for example, 10%, when a component having an extremely large true specific gravity is included, the characteristics of the sample can be grasped, but the volume fraction is small. Therefore, the influence on the whole particles is small, which is not preferable as a criterion. Therefore, from the viewpoint of the volume fraction that affects the whole particles and the stability of the true specific gravity value, the volume fraction to be fractionated is defined as 25% and defined as a particle group of the true true specific gravity part.
[0081]
As described above, fractionation based on the true specific gravity difference between particles can be achieved by fractionation using an airflow separation device, or by exciting and transferring particles having a distribution of true specific gravity using a vertical container. It is possible, and in the present invention, these means can also be used as means for adjusting the true specific gravity. That is, in the above-described method, since the fractionation from the side with the lower true specific gravity is also possible, the particles fractionated from the side with the lower true specific gravity are defined as “particles of the small true specific gravity part”, and the large true specific gravity part is defined. After removing the particle group of the above, it is possible to adjust the average true specific gravity so as to obtain a desired true specific gravity index while further removing the particles of the small true specific gravity part.
[0082]
In addition, in the present invention, in addition to adjusting the true specific gravity index of the above-described particle group, as a means for suppressing frictional heat generation between particles under high-speed traveling of the particle group filled in the tire, the following, particles, Further improvement can be expected by adjusting the group diameter distribution.
[0083]
Now, the particle group in the tire has a particle size distribution, and the distribution width is about 10 μm to 500 μm. In addition, focusing on the number of particles for each particle diameter, the number of existing particles was extremely increased as the diameter decreased from a large diameter. The frictional heating of the particles in the assembly of the tire and the rim is caused by the number of contact points between the particles. Therefore, it can be said that the small-diameter particle group has significantly more contact points than the large-diameter particle group. From the above, it can be said that the small-diameter particle group plays a role of a heat source in the particle group having a particle size distribution, and therefore, it has been found that the small-diameter particle group is excluded as a frictional heat generation suppressing means. It is.
[0084]
That is, as shown in the following formula (II), particles having a diameter of 70% or less of the average particle diameter value of the particle group (all particles) are regarded as small particles, and the total volume of the small particles is Is defined as the abundance ratio of the small-diameter particles in the particle group, and this abundance ratio is regulated.
Record
Existence ratio of small diameter particles (%) = (Vs / Vt) × 100 (II)
Vs: total volume of small-diameter particles that are 70% or less of the average diameter of all particles arranged in the tire
Vt: total volume of all particles arranged in the tire
[0085]
The measuring methods of the average particle diameter and the particle diameter distribution are as follows.
Equipment: Laser diffraction particle size distribution analyzer HELOS & RODOS system manufactured by Sympatec Gmbh
Measurement condition: 2S-100ms / DRY
Dispersion pressure 2.00 bar, feed: 50.00%, rotation: 60.00%
Shape factor: 1.00
The measurement is performed under the above conditions, and the following measured values are adopted.
That is, the volume-based average particle size is defined as the average particle size value (D50 value) of the present invention. In addition, the volume-based frequency distribution is measured, and the volume-based cumulative value of the section from the diameter corresponding to 70% of the D50 value to 0 μm is defined as the abundance value of the small-diameter particles of the present invention.
[0086]
From the particle size distribution of the particles obtained by the above measuring method, by removing the small particles until the abundance ratio of the small particles becomes 20% or less, the frictional heat generation of the particles under high-speed running or in a very hot environment is significantly suppressed. It is possible to do. The existing ratio of the small-diameter particles is preferably 15% or less, more preferably 5% or less.
[0087]
Here, there are several methods for obtaining a particle group having a small abundance of small-diameter particles.
For example, there is a method in which the foamed particles are passed through a sieve and classified according to the size of the openings of the sieve, in particular, a method in which the particles are classified with a wet sieve to remove small-diameter particles in order to increase the efficiency of classification by the sieve. Also, there is a method of classifying foamable resin particles in advance before foaming, removing small-diameter particles, and then foaming by heating. Furthermore, when polymerizing the expandable resin particles, the monomers to be raw materials and the liquefied gas components and the like are preliminarily stirred at a high speed, or the stirring speed in the polymerization tank is increased by a technique such as increasing the stirring speed. There is also a method in which polymerization can be performed while making the diameter uniform, the particle size of the expandable resin particles is adjusted to a desired particle size range, and the obtained expandable resin particles are heated and foamed.
[0088]
The above two means are means for coping with different heat generation factors for frictional heating of particles generated in the tire / rim assembly. Thus, the combined effect of the two means was expected, but surprisingly, a significant synergistic effect was achieved. Next, experimental results for confirming this effect will be described.
[0089]
First, particles having a distribution in particle diameter were removed from the particle diameter distribution of the particles obtained by the above-described measurement method until small particles were present in an amount of 20% or less. Specifically, it is a method in which particles are passed through a sieve and classified according to the size of the openings of the sieve. In particular, in order to increase the efficiency of classification by the sieve, the particles are classified by a wet sieve to remove small-diameter particles.
The particles obtained as described above have a distribution in terms of true specific gravity, although the distribution of the particle diameters is narrow. Therefore, first, the average true specific gravity ρt of the whole is obtained by the above-described ordinary method, and the particles having large and small true specific gravities based on the true specific gravity difference between the particles are separated by the above-described fractionation method. The specific gravity and the true specific gravity index were adjusted to desired levels.
[0090]
The particle group obtained through the above two means exhibited a surprising effect, for which the following matters have been clarified. That is, particles having a distribution in particle diameter also have a distribution in true specific gravity. However, narrowing the particle size distribution by removing small-diameter particles does not necessarily narrow the true specific gravity distribution. That is, particles have a distribution width as a particle diameter, but have a certain specific gravity distribution width in a small particle group, and the same can be said for a large particle group.
[0091]
Therefore, “reducing the number of contact points between particles as much as possible by removing the small-diameter particles as much as possible” that can be realized by narrowing the particle size distribution, and “relatively removing large specific gravity particles” that can be realized by narrowing the true specific gravity distribution The reduction of the difference between the dynamic inertia force and the suppression of the inertia force level by reducing the average true specific gravity "are independent, and it can be said that a great effect was exhibited by the combined use of both means.
[0092]
Here, in arranging the particles inside the tire according to the present invention, in order to enhance the sealing function of the tire damaged portion when the tire is damaged, the average bulk specific gravity under atmospheric pressure is larger than that of the particles. By arranging a large number of foams in a group of particles, it is possible to prolong the period of exhibiting the internal pressure restoring function and increase the running ability after tire damage. The foam may be, for example, any of a sphere or a rectangular parallelepiped. The diameter, that is, the diameter of a sphere, and the side of a rectangular parallelepiped, each have an average bulk specific gravity of 1 to 15 mm and an atmospheric pressure of 0.05 to 0.3 g. / Cc, and preferably have closed cells or open cells.
[0093]
That is, since the particles have a substantially spherical shape, they have high fluidity, and therefore can be easily filled into the tire / rim assembly through an inlet having a small inner diameter such as a tire valve. On the other hand, when the tire is damaged, the particles tend to blow out of the tire from the damaged portion and collect on the inner surface of the damaged portion. However, since the damaged path from the inner surface of the damaged portion to the outer peripheral surface of the tire has a complicated and intricate shape rather than a straight line, the particles that have entered through the wound on the inner surface of the tire are blocked as a result of moving along the path, resulting in many particles. As a result, the damaged portion gathers on the inner surface of the damaged portion in a compressed state, and the damaged portion is provisionally sealed. Here, tentatively sealing refers to a state in which the particles themselves do not leak, but the void gas around the particles gradually leaks.
[0094]
At that time, depending on the shape and size of the wound at the damaged portion, it may take some time for the temporary sealing with only the particles. In such a case, provisional sealing can be achieved instantaneously by mixing a large number of the above-described foams into the particle group, as shown below.
[0095]
That is, in the assembly of the tire and the rim, a centrifugal force corresponding to the running speed is generated, and under the centrifugal force, the foam having a large bulk specific gravity moves toward the inner liner side of the tire and the particles having a small bulk specific gravity. Are unevenly distributed on the side closer to the tire rotation center than the foam. In this state, even if the particles alone are damaged due to temporary sealing, some foams are unevenly distributed near the inner liner surface on the inner surface of the tire. In this case, the wounded part is brought into close contact with the inner surface of the wound at the wounded part, whereby the wounded part is quickly sealed, which is very effective.
[0096]
In particular, in the case of a foam having open cells, for example, a foam made of thermoplastic urethane, the compressibility is high and it is easy to follow the shape of the wound, and as a result, a large wound is extremely complicated by the open cells of the foam. By being able to do so, it is possible to convert the complicated and finely dissipated flow path of gas into a state most suitable for sealing with particles, which is a very effective means.
[0097]
In addition, in the low internal pressure state after the tire is damaged, in order to apply the minimum necessary internal pressure by the particles, the gas sealed at a predetermined pressure in the closed cells of the particles does not leak out of the particles, in other words. It is important that the continuous phase of the closed cells in the particles has a property that the gas does not easily permeate. That is, the continuous phase of the particles serving as a matrix of closed cells is made of a material having low gas permeability, specifically, a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile copolymer, an acrylic copolymer, and a vinylidene chloride copolymer. It is essential that the resin be made of at least one of acrylonitrile / styrene resin (AS), polyethylene resin (PE), polypropylene resin (PP), polyester resin (PET) and polystyrene / polyethylene copolymer (PS / PE). It is. Any of these materials can be foamed relatively easily in a tire and has flexibility against input due to tire deformation, and is therefore particularly effective for the present invention.
[0098]
In particular, it is preferable to apply any of a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile-based polymer, an acrylic polymer, and a vinylidene chloride-based polymer to the continuous phase of the particles. Further, the acrylonitrile-based polymer includes at least one selected from acrylonitrile polymer, acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, and acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate terpolymer; Examples of the polymer include methyl methacrylate resin (MMA), methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer (MMA / AN), methyl methacrylate / methacrylonitrile copolymer (MMA / MAN), and methyl methacrylate / acrylonitrile / methacrylonitrile terpolymer. At least one selected from polymers (MMA / AN / MAN); and vinylidene chloride-based polymers include vinylidene chloride / acrylonitrile copolymers. , Vinylidene chloride / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile / methyl methacrylate Polymers, at least one selected from vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, are each advantageously suitable. Each of these materials has a small gas permeability coefficient and low gas permeability, so that the gas in the closed cells does not leak to the outside and the pressure in the closed cells can be maintained.
[0099]
Furthermore, the continuous phase of the particles has a gas permeability coefficient of 300 × 10 3 at 30 ° C. ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less, preferably a gas permeability coefficient at 30 ° C. of 20 × 10 ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less, more preferably a gas permeability coefficient of 2 × 10 at 30 ° C. ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less is recommended. This is because the gas permeability coefficient of the inner liner layer in a normal pneumatic tire is 300 × 10 ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less, in view of the record of having a sufficient internal pressure holding function at a level of not more than 300 × 10 3 at a gas permeation coefficient at 30 ° C. ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less. However, at this level of the gas permeability coefficient, the internal pressure needs to be replenished about once every 3 to 6 months. ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less, more preferably 2 × 10 ^-12 (Cc · cm / cm ² ・ S · cmHg) or less is recommended.
[0100]
Examples of the gas constituting the closed cells of the particles include nitrogen, air, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and fluorinated products thereof, and alicyclic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms. And its fluorinated product, and the following general formula (II):
R ¹ -OR ² −−−− (II)
(R in the formula ¹ And R ² Are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms. At least one selected from the group is included. The gas to be filled into the tire may be air, but when the gas in the particles is not a fluorinated substance, a gas containing no oxygen, such as nitrogen or an inert gas, is preferable from the viewpoint of safety.
[0101]
The method for forming particles having closed cells is not particularly limited, but it is preferable to use a foaming agent. Examples of the foaming agent include a high-pressure compressed gas and a liquefied gas, in addition to a thermally decomposable foaming agent that generates a gas by thermal decomposition.
In particular, many thermally decomposable foaming agents have a feature of generating nitrogen, and particles obtained by appropriately controlling the reaction of the foamable resin particles with these have nitrogen in bubbles.
[0102]
Furthermore, during the above resin continuous phase polymerization to form particles, under high pressure propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane and the like are liquefied and reacted. There is also a method of emulsion polymerization while dispersing in a solvent, which allows gas components such as propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane to be in a liquid state. In the case where foamable resin particles sealed in the resin continuous phase can be obtained, and filled into a tire with the resulting resin particles to form particles by heating, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane , Cyclopropane, Robutan, cyclopentane, cyclohexane and cycloheptane and cyclooctane are enclosed. The isomers of butane, pentane, hexane, heptane and octane include isobutane, isopentane, neopentane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, methylhexanes, dimethylpentanes, trimethylbutane, methylheptanes , Dimethylhexanes and trimethylpentanes.
[0103]
Further, a target tire can be obtained by subjecting the surface of the expandable resin particles to which an anti-blocking agent, an antistatic agent, a surfactant, an oil agent and the like have been applied to be heated and foamed in the tire. Furthermore, the target tire can also be obtained by preliminarily heating and foaming the expandable resin particles to form substantially spherical particles, and filling the particles in the tire and rim assembly.
[0104]
On the other hand, the tire usually has an inner liner layer on the inner peripheral surface thereof, and the inner liner layer contains a nylon resin having a melting point of 170 to 230 ° C and a halide of an isobutylene paramethylstyrene copolymer. It is preferable to use a thermoplastic elastomer composition obtained by dynamically vulcanizing an elastomer component to a gelation ratio of 50 to 95%. This is because, unlike the conventional inner liner layer mainly composed of butyl rubber, by using a nylon resin as the continuous phase, the gas permeability becomes extremely low, so that the function of the inner liner layer can be enhanced. On the other hand, by forming the elastomer component containing a halide of isobutylene paramethylstyrene copolymer into a thermoplastic elastomer composition dynamically vulcanized to a gelation ratio of 50 to 95%, it is rich in flexibility, heat resistance and durability. An inner liner layer having excellent properties is obtained. Then, by providing the inner liner layer with the above characteristics, it is possible to create an environment that makes it easier for the gas in the closed cells of the particles to remain in the cells.
[0105]
The gelation ratio was determined by soxhlet-extracting the pelletized composition after biaxial kneading with acetone in a water bath for 8 hours, and further extracting the residue with n-hexane for 8 hours. The unvulcanized elastomer component was extracted with a solvent, the acetone and n-hexane extracts were dried, and the weight was measured.
Record
Gelation ratio (%) = [weight of all formulations-{(extracted amount of acetone + extracted amount of n-hexane) -amount of stearic acid}] / weight of all formulations × 100
[0106]
Further, the inner liner layer has a gas permeability coefficient at 30 ° C. of 20 × 10 ^-12 (Cc · cm / cm ² S · cmHg) or less. This is because even if the gas in the bubbles leaks from the particles for some reason, if the gas permeability of the inner liner layer is sufficiently low, the gas in the bubbles in the particles leaks out of the tire. Is reduced, which is advantageous for maintaining the internal pressure of the tire. That is, the gas permeability of the inner liner layer is a factor that directly determines the pressure retention of the tire as a pressure vessel. Of course, it is fundamental that the gas permeability of the continuous phase forming the particles is low, and it is ideal to use an inner liner layer having a low gas permeability.
[0107]
The above effects can be obtained by arranging the particles inside the tire, so there is no need to regulate the tire structure itself. Can provide 3D.
[0108]
【Example】
Example 1
Passenger car tires and rims in which particles of various specifications shown in Table 1 are applied to a tire having the structure shown in FIG. 1 as shown in the same table and a tire of size 175 / 70R13 is incorporated in a rim of size 5J × 13. A prototype of the assembly was manufactured. Here, the tire 1 conforms to the general structure of the type and size of the tire.
[0109]
In addition, the kind of the composition which comprises the continuous phase of a particle in Table 1 is as showing in Table 2. The expandable resin particles shown in Table 2 are heated to expand the particles to form particles. After measuring the average true specific gravity ρt of the obtained particle group and the average true specific gravity ρs of the true true specific gravity part, the true true specific gravity part and the small true specific gravity part are measured. The average true specific gravity value was adjusted so as to obtain a desired true specific gravity index while appropriately removing the true specific gravity part. Table 3 shows details of the particles before and after preparation of the true specific gravity. The particles of Table 3 were placed inside the tire and rim assembly under the volume loadings shown in Table 1. Similarly, Table 4 shows the rubber type of the inner liner layer, and Table 5 shows the relationship between the inner volume and the applied load of the tire / rim assembly.
[0110]
Next, the assembly of the passenger car tire and the rim was filled with nitrogen gas to adjust the internal pressure to 200 kPa. Then, after previously examining the particle volume recovery behavior based on the investigation method described later, calculate the standing time corresponding to the intended particle volume recovery rate, and maintain the internal pressure at room temperature to recover the particle volume while maintaining the internal pressure. Preparation was performed.
[0111]
First, a high-speed heat generation drum test was performed using the obtained evaluation tires.
That is, the evaluation tires were mounted on a drum tester set at a test environment temperature of 38 ° C., running started at an internal pressure of 200 kpa, a load of 3.92 kN, and a speed of 50 km / h, and the speed was increased by 10 km / h every 5 minutes. As it was raised, changes in particle temperature and internal pressure within the tire and rim assembly were measured. The inner surface of the rim of the tire and rim assembly to be evaluated incorporates an internal pressure sensor that monitors the internal pressure and a thermocouple that measures the temperature of the particles, and the signals of the measured internal pressure data and temperature data are generally used. Radio waves were transmitted using a telemeter, and changes in the internal pressure and the particle temperature were measured while receiving with a receiver installed in the test room. Here, it is shown that the higher the traveling speed when the temperature of the particles reaches 100 ° C., the more the frictional heat generation of the particles can be suppressed.
[0112]
Further, the obtained evaluation tire was subjected to drum running over a distance of 50,000 km at an internal pressure of 200 kpa, a load load of 3.53 kN and a speed of 90 km / h, and a history of the running was added.
[0113]
Then, after setting a 1500 cc class passenger car to a loading capacity equivalent to four passengers, the evaluation tire was mounted on the left front wheel, and the axle weight of the left front wheel of this vehicle was measured. The shaft weight of the left front wheel was 3.92 kN. Next, four nails having a diameter of 5.0 mm and a length of 50 mm were stepped from the tread surface of the evaluation tire toward the inside of the tire, and after confirming that the tire internal pressure was reduced to the atmospheric pressure, at a speed of 90 km / h. The circuit in the test course was run, and the temperature inside the assembly of the tire and the rim and the air gap pressure around the particles were continuously measured to investigate the state of the internal pressure recovery function.
[0114]
An internal pressure sensor for monitoring the internal pressure and a thermocouple for measuring the temperature of the particles are incorporated on the inner surface of the rim of the assembly of the tire and the rim to be evaluated. Radio waves were transmitted using a telemeter, and changes in the internal pressure and the particle temperature were measured while receiving the signals at a receiver installed inside the test vehicle, and the vehicle traveled at a maximum of 300 km.
Table 1 shows the results of these surveys.
[0115]
Here, the methods of measuring the thermal expansion start temperature of the particles, measuring the internal volume of the assembly of the tire and the rim, and investigating the recovery behavior of the particle volume are as follows.
(Measurement method of thermal expansion onset temperature of particles)
The thermal expansion start temperature in Table 2 was obtained by measuring the amount of expansion displacement under the following conditions, and was taken as the temperature at the time of the rise of the amount of displacement.
Equipment: PERKIN-ELMER 7Series
(Thermal Analysis System)
Measurement conditions: heating rate 10 ° C / min, measurement start temperature 25 ° C, measurement end temperature 200 ° C,
Measurement physical quantity: Measures the amount of expansion displacement due to heating.
Table 2 shows the measurement results of the thermal expansion onset temperature of the particles used in the present invention.
[0116]
[Method of measuring inner volume of tire and rim assembly]
The method for measuring the inner volume of the tire / rim assembly will be described in accordance with the following procedure.
Procedure 1-1: An incompressible fluid having a known specific gravity, such as water, is charged at atmospheric pressure while maintaining a state where no load is applied to the tire / rim assembly, and the tire / rim assembly is measured by weight measurement after the filling. Initial volume V of ₀ (Liters).
By the above procedure, the internal volume of the tire and the rim when the tire internal pressure was atmospheric pressure and no load was applied was determined.
[0117]
Step 2-1: While maintaining a state in which no load is applied to the tire and rim assembly, air at room temperature is filled, and a predetermined internal pressure P ₂ Get. At this time, the tire expands due to the internal pressure, and the internal volume V at the predetermined internal pressure is increased. ₂ Is the initial internal volume V ₀ To increase more.
[0118]
Procedure 2-2: Opening the tire valve, and the volume V of the discharged air under atmospheric pressure ₁ Is measured with an integrating flow meter. At this time, V ₂ The tire which had been expanded to ₀ Will return to. The integrating flow meter used was a DC DRY gas meter DC-2C manufactured by Shinagawa Seiki and an intelligent counter SSF.
[0119]
Step 2-3: P ₁ × (V ₀ + V ₁ ) = P ₂ × V ₂ ..... Equation (1)
According to the formula (1), the tire internal volume V at a predetermined internal pressure ₂ Ask for.
Where V ₀ = Initial volume of tire and rim assembly (liters)
P ₁ = Atmospheric pressure (absolute pressure: kPa)
V ₁ = Air volume under atmospheric pressure (liter)
P ₂ = Predetermined internal pressure (absolute pressure: kPa)
V ₂ = Internal volume of the tire and rim assembly when no load is set at the specified internal pressure (liters)
By the above procedure, the volume of the no-load tire and rim assembly at each internal pressure was determined.
[0120]
Step 3-1: While maintaining a state in which no load is applied to the tire and rim assembly, air at room temperature is filled, and a predetermined internal pressure P ₂ Get.
Step 3-2: Press the tire / rim assembly against a road surface or the like with a predetermined load, and press the inner pressure P ₃ Is measured with a pressure sensor. Since the tire bends due to this load, the internal volume V of the tire-rim assembly in the loaded state ₃ Is the internal volume V of the unloaded tire and rim assembly ₂ Less than. Due to the inner volume reducing action, the tire pressure P ₃ Is the tire pressure P without load ₂ To increase more. The pressure sensor used was a pressure transducer PA-400-352G with a built-in amplifier manufactured by Copal Electronics Co., Ltd.
[0121]
Step 3-3: P ₂ × V ₂ = P ₃ × V ₃ ..... Formula (2)
The internal volume V of the tire and rim assembly at a predetermined internal pressure in a no-load state obtained in steps 2-1 to 3 ₂ And according to equation (2), the volume V in the tire and rim assembly under a predetermined load. ₃ Ask for.
Where P ₂ = Predetermined internal pressure (absolute pressure: kPa)
V ₂ = Internal volume of the tire and rim assembly when no load is applied to a tire set to a specified internal pressure (liters)
P ₃ = Tire internal pressure when a predetermined load is applied to a tire set to a predetermined internal pressure (absolute pressure: kPa)
V ₃ = Internal volume (liter) of the tire and rim assembly when a predetermined load is applied to a tire set to a predetermined internal pressure
[0122]
By the above procedure, the internal volume of the loaded tire and rim at each internal pressure was determined. Table 5 shows the results of measuring the internal volume of the assembly of the tire and the rim under each internal pressure and each load according to the above procedure.
[0123]
(Measurement of recovery behavior of total volume of particles under high pressure)
A cylindrical pressure-resistant container made of a transparent acrylic resin having an internal volume of 10 liters is prepared, and the particles of the present invention are charged until the inside of the container becomes full while vibrating the container with an ultrasonic water bath or the like. Next, after measuring the height of the inside of the container under atmospheric pressure, that is, the height of the container filled with particles (hereinafter referred to as the container height), the container is connected to a nitrogen cylinder, and corresponds to the vehicle-designated internal pressure. Fill with nitrogen gas until the pressure reaches As the pressure increases, the volume of the particles in the container decreases and the packing height of the particles decreases. When the internal pressure of the container reaches the target pressure, the container is vibrated for 5 minutes in an ultrasonic water bath or the like, and then left still for 5 minutes. Then, when the particle filling height in the container is stabilized, the height (hereinafter referred to as the particle filling height) is measured, and the percentage value of the particle filling height with respect to the container height is calculated. That is,
Particle volume recovery rate (%)
= (Particle volume under specified vehicle pressure / Particle volume under atmospheric pressure) x 100
= (Particle filling height in container under set pressure / Container height) × 100
[0124]
Next, while the pressure is applied, the particle filling height is measured at regular intervals, and the change over time in the particle volume recovery rate according to the above equation is recorded. The measurement is continued until no more.
Based on the above measurement results, the time to reach the target volume recovery rate was calculated, and the recovery time calculated after filling the tire-rim assembly filled with particles with nitrogen gas at the vehicle-specified internal pressure. The particles were subjected to a recovery treatment of the total volume of the particles according to the above.
[0125]
The method for measuring the average particle diameter, the method for measuring the average true specific gravity, and the method for adjusting the true specific gravity index are as described above.
[0126]
[Table 1]

[0127]
[Table 2]

[0128]
[Table 3]

[0129]
[Table 4]

[0130]
[Table 5]

[0131]
Example 2
Particles of various specifications shown in Table 6 are applied to the tire having the structure shown in FIG. 1 as shown in the table, and a tire of size 195 / 45ZR16 is mounted on a rim of size 7.0J × 16 for a passenger car tire. And a rim assembly. Here, the tire 1 conforms to the general structure of the type and size of the tire.
[0132]
The types of the compositions constituting the continuous phase of the particles in Table 6 are as shown in Table 2 above, and the expandable resin particles shown in Table 2 were heated to expand the particles to obtain particles. Next, the average true specific gravity ρt of the particle group was obtained by the above-described method, and ρs was obtained by fractionating the particle group of the large true specific gravity portion by the above-described method. Then, while appropriately removing the large true specific gravity particle group and the small true specific gravity particle group, component separation based on the true specific gravity and adjustment of the average true specific gravity were performed to obtain a particle group satisfying a desired “true specific gravity index”.
[0133]
Next, the average particle diameter (D50 value) and the particle diameter distribution of the obtained particles were measured by the method described above. Among them, for those having a high abundance ratio of small-diameter particles, a sieve having an opening corresponding to 70% of the average particle diameter (D50 value) is selected, and the obtained particles are passed through a wet sieve to obtain small-diameter particles. Was adjusted to a desired level to obtain a particle group satisfying a desired “true specific gravity index” and a desired “small-diameter particle existence ratio”. Further, a particle group in which only the above-described true specific gravity index was adjusted to a desired level was prepared as a comparison target.
[0134]
Table 7 shows the contents of the particles thus obtained. These particles of Table 7 were placed inside the tire and rim assembly under the volume loadings shown in Table 6. Table 4 shows the rubber type of the inner liner layer, and Table 8 shows the relationship between the internal volume of the assembly of the tire and the rim and the applied load.
[0135]
Next, the assembly of the passenger car tire and the rim was filled with nitrogen gas to adjust the internal pressure to 200 kPa. Then, after previously examining the particle volume recovery behavior based on the above-described investigation method, a leaving time corresponding to a target particle volume recovery rate is calculated, and while maintaining the internal pressure at room temperature to recover the particle volume, the evaluation tire is evaluated. Preparations were made.
[0136]
First, a high-speed heat generation drum test was performed using the obtained evaluation tires.
That is, the evaluation tires were mounted on a drum tester set at a test environment temperature of 38 ° C., running started at an internal pressure of 200 kpa, a load of 3.92 kN, and a speed of 50 km / h, and the speed was increased by 10 km / h every 5 minutes. As it was raised, changes in particle temperature and internal pressure within the tire and rim assembly were measured. The inner surface of the rim of the tire and rim assembly to be evaluated incorporates an internal pressure sensor that monitors the internal pressure and a thermocouple that measures the temperature of the particles, and the signals of the measured internal pressure data and temperature data are generally used. Radio waves were transmitted using a telemeter, and changes in the internal pressure and the particle temperature were measured while receiving with a receiver installed in the test room. Here, it is shown that the higher the traveling speed when the temperature of the particles reaches 100 ° C., the more the frictional heat generation of the particles can be suppressed.
[0137]
Further, the obtained evaluation tire was subjected to drum running over a distance of 50,000 km at an internal pressure of 200 kpa, a load load of 3.53 kN and a speed of 90 km / h, and a history of the running was added.
[0138]
Then, after setting a 1500 cc class passenger car to a loading capacity equivalent to four passengers, the evaluation tire was mounted on the left front wheel, and the axle weight of the left front wheel of this vehicle was measured. The shaft weight of the left front wheel was 3.92 kN. Next, four nails having a diameter of 5.0 mm and a length of 50 mm were stepped from the tread surface of the evaluation tire toward the inside of the tire, and after confirming that the tire internal pressure was reduced to the atmospheric pressure, at a speed of 90 km / h. The circuit in the test course was run, and the temperature inside the assembly of the tire and the rim and the air gap pressure around the particles were continuously measured to investigate the state of the internal pressure recovery function.
[0139]
An internal pressure sensor for monitoring the internal pressure and a thermocouple for measuring the temperature of the particles are incorporated on the inner surface of the rim of the assembly of the tire and the rim to be evaluated. Radio waves were transmitted using a telemeter, and changes in the internal pressure and the particle temperature were measured while receiving the signals at a receiver installed inside the test vehicle, and the vehicle traveled at a maximum of 300 km.
Table 6 shows the results of these surveys.
[0140]
Here, the methods of measuring the thermal expansion start temperature of the particles, measuring the internal volume of the assembly of the tire and the rim, and investigating the recovery behavior of the particle volume are as described above.
[0141]
[Table 6]

[0142]
[Table 7]

[0143]
[Table 8]

[0144]
【The invention's effect】
According to the present invention, a function capable of stably running a required distance even when the tire internal pressure is reduced after a tire is damaged is exhibited, and the above function is provided under all running conditions from low speed to high speed under normal running. And a tire and rim assembly that reliably holds the tire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view in the tire width direction showing an assembly of a tire and a rim according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 tire
2 rims
3 particles
4 Bead core
5 Carcass
6 belt
7 Tread
8 Inner liner layer
9 void

Claims

A tire is mounted on a rim, and a large number of substantially spherical particles composed of a continuous phase and closed cells made of a resin are filled in the tire defined by the tire and the rim in accordance with the following upper limit value and lower limit value of 1. When the volume of the particles when the assembly of the tire and the rim is adjusted to the internal pressure specified by the vehicle in the following item 1 is 70% or more of the volume under the atmospheric pressure, The particle group disposed in the tire has a distribution of true specific gravity, and a true specific gravity index defined by the following formula (I) in the following 2 is 1.5 or less. Assembly.
Note 1
Upper limit of filling volume: A tire and rim assembly adjusted to the internal pressure specified by the vehicle on which the tire and rim assembly is mounted is mounted on the vehicle, and a load applied to each axis of the vehicle is applied. The internal volume of the assembly when it was performed.
Lower limit of filling volume: An assembly of a tire and a rim whose internal pressure is set to the atmospheric pressure is mounted on the vehicle, and a load of 2.0 times the load applied to each axis of the vehicle at the upper limit is applied to the tire and the rim. The internal volume of this assembly when loaded on it.
However, the charged volume of particles refers to the total volume under atmospheric pressure of all the particles filled in the assembly of the tire and the rim, and includes the void volume around the particles.
Note 2
True specific gravity index = ρs / ρt (I)
ρs: average true specific gravity of a group of particles fractionated within a range of 25% by volume fraction from the side where the true specific gravity of all the particles arranged in the tire is large ρt: average true specific gravity of the particles arranged in the tire

The tire / rim assembly according to claim 1, wherein the true specific gravity index is 1.3 or less.

The tire / rim assembly according to claim 1 or 2, wherein the true specific gravity index is 1.1 or less.

The particle group according to any one of claims 1 to 3, wherein the particle group further has a particle size distribution, and the abundance ratio of small particles in the particle group defined by the following formula (II) is 20% or less. An assembly of a tire and a rim.
Existence ratio (%) of the small-sized particles = (Vs / Vt) × 100 (II)
Vs: Total volume of small-diameter particles that are 70% or less of the average diameter of all particles arranged in the tire Vt: Total volume of all particles arranged in the tire

5. The tire and rim assembly according to claim 4, wherein the abundance ratio of the small diameter particles in the particle group is 15% or less.

The tire and rim assembly according to claim 4 or 5, wherein the abundance ratio of small-diameter particles in the particle group is 5% or less.

7. The method according to claim 1, wherein the average particle diameter of the particle group is in a range of 80 μm to 150 μm, and the average true specific gravity ρt of the particle group is in a range of 0.005 to 0.035 g / cc. An assembly of a tire and a rim.

The tire / rim assembly according to claim 7, wherein the average true specific gravity ρt of the particles is in the range of 0.008 to 0.020 g / cc.

The tire and the rim according to any one of claims 1 to 8, wherein the volume of the particles when adjusted to the internal pressure specified by the vehicle is 80% or more of the volume under atmospheric pressure of the particles. Assembly.

The tire and the rim according to any one of claims 1 to 9, wherein the volume of the particles when adjusted to the internal pressure specified by the vehicle is 90% or more of the volume of the particles under atmospheric pressure. Assembly.

The tire and rim assembly according to any one of claims 1 to 10, wherein the pressure in the bubbles of the particles is equal to or higher than the internal pressure specified by the vehicle.

The tire according to any one of claims 1 to 11, wherein the continuous phase of the particles comprises at least one of a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile-based polymer, an acrylic polymer, and a vinylidene chloride-based polymer. Assembly with rim.

13. The method according to claim 1, wherein the continuous phase of the particles comprises an acrylonitrile-based polymer, wherein the acrylonitrile-based polymer is an acrylonitrile polymer, an acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, an acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, and acrylonitrile. An assembly of a tire and a rim, wherein the assembly is at least one member selected from a terpolymer of / methacrylonitrile / methyl methacrylate.

13. The method according to claim 1, wherein the continuous phase of the particles comprises an acrylic polymer, which is a methyl methacrylate resin, a methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer, a methyl methacrylate / methacrylonitrile copolymer, and An assembly of a tire and a rim, which is at least one member selected from methyl methacrylate / acrylonitrile / methacrylonitrile terpolymer.

13. The particle according to claim 1, wherein the continuous phase of the particles comprises a vinylidene chloride-based polymer, wherein the vinylidene chloride-based polymer is a vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer, a vinylidene chloride / methyl methacrylate copolymer, a vinylidene chloride. / Methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer and vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile / An assembly of a tire and a rim, wherein the assembly is at least one selected from methacrylate copolymers.

The method according to any one of claims 1 to 15, wherein nitrogen, air, a linear or branched aliphatic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms and a fluorinated product thereof, and an alicyclic ring having 2 to 8 carbon atoms are contained in the bubbles of the particles. Formula hydrocarbons and their fluorides, and the following general formula (III):
R ¹ -OR ^2- (III)
(R ¹ and R ² in the formula are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms) An assembly of a tire and a rim comprising at least one gas selected from the group consisting of an ether compound represented by the formula:

The tire according to any one of claims 1 to 16, further comprising an inner liner layer on the inner peripheral surface of the tire, wherein the inner liner layer has a gas permeability coefficient at 30 ° C of 20 × 10 ⁻¹² (cc · cm / cm ² · s ·). cmHg) or less, an assembly of a tire and a rim.

18. The anti-lock braking system according to claim 1, further comprising: a tire internal pressure drop warning function based on wheel speed detection by a wheel speed sensor of the anti-lock brake system; Tire and rim assembly with one or both.

The tire and the rim according to any one of claims 1 to 18, wherein a large number of foams having an average bulk specific gravity under atmospheric pressure larger than that of the particles are arranged in a group of particles. Assembly.

20. The foam according to claim 19, wherein the foam has a diameter of 1 to 15 mm, an average bulk specific gravity under atmospheric pressure of 0.05 to 0.3 g / cc, and has closed cells or open cells. Tire and rim assembly.

Particles obtained by thermally expanding a foamable composition containing the following resin (A) and one or both of the following thermally decomposable foaming agent (B) and the following foaming agent (C): A particle group having a distribution of true specific gravity, a true specific gravity index defined by the formula (I) in the following item 2 being 1.5 or less, and a pressure in the bubble of the particles specified by the vehicle. A particle group filled in an assembly of a tire and a rim, wherein the internal pressure is not less than an internal pressure.
Note 1
(A) at least one selected from polyvinyl alcohol resin, acrylonitrile-based polymer, acrylic polymer and vinylidene chloride-based polymer (B) dinitrosopentamethylenetetramine, azodicarbonamide, paratoluenesulfonylhydrazine and derivatives thereof, And at least one (C) linear or branched aliphatic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms selected from oxybisbenzenesulfonylhydrazine and a fluorinated product thereof, an alicyclic hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms, and The fluorinated product, and the following general formula (II):
R ¹ -O-R ² ---- (II)
(R ¹ and R ² in the formula are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of a hydrogen atom of the hydrocarbon group may be replaced with a fluorine atom) At least one kind selected from ether compounds represented by
True specific gravity index = ρs / ρt (I)
ρs: average true specific gravity of a group of particles fractionated within a range of 25% by volume fraction from the side with the highest true specific gravity of all particles arranged in the tire ρt: average true specific gravity of all particles arranged in the tire

The tire and the rim according to claim 21, wherein the particle group further has a particle size distribution, and the abundance ratio of the small particle in the particle group is 20% or less as defined by the following formula (II). The particle group to be filled in the assembly.
Existence ratio (%) of the small-sized particles = (Vs / Vt) × 100 (II)
Vs: Total volume of small-diameter particles that are 70% or less of the average diameter of all particles arranged in the tire Vt: Total volume of all particles arranged in the tire