JP2006168478A

JP2006168478A - タイヤ粒子集合体

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Publication number: JP2006168478A
Application number: JP2004361945A
Authority: JP
Inventors: Takashi Maekita; 高志前北; Masahiro Katayama; 昌宏片山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】本発明は、バットレス部の摩耗耐久性を向上させることによってバーストの発生を抑制し、パンク後においても安定した走行を得ることができるタイヤ粒子集合体を提供する。
【解決手段】少なくともサイドウォール部を有するタイヤと、タイヤとリムとによって区画されるタイヤ気室に、大気圧を超える高圧気体とともに充填される複数の中空粒子との集合体であるタイヤ粒子集合体であって、タイヤは、サイドウォール部を構成するゴムよりもｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδ部を、トレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部に有し、中空粒子は、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状であり、タイヤ気室の内圧が低下した場合に、所定の温度(Ｔｓ２)に達することにより膨張する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくともサイドウォール部を有するタイヤと、タイヤとリムとによって区画されるタイヤ気室に、大気圧を超える高圧気体とともに充填される複数の中空粒子との集合体であるタイヤ粒子集合体に関する。

従来、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、サイドウォール部に補強ゴムを備えたランフラットタイヤや、荷重を支えるためのサポートリングをタイヤ内部に備えた空気入りタイヤなどが知られている。

しかしながら、上記のようなサイドウォール部に補強ゴムを備えたランフラットタイヤや、荷重を支えるためのサポートリングをタイヤ内部に備えた空気入りタイヤなどは、パンクし難くしたり、パンクした際の内圧低下の速度を遅らせることは可能であるが、受傷部を修復するものではないため、パンク後において通常の走行を行うことは困難である。

そのため、大気圧よりも高圧に保持された独立気泡を有する粒子がタイヤ気室内に挿填された空気入りタイヤが提案されている(例えば、特許文献１)。このような大気圧よりも高圧に保持された独立気泡を有する粒子がタイヤ気室内に挿填された空気入りタイヤは、タイヤがパンクした際に、受傷部を該粒子によって塞ぐことができる。
特開２００３−１１８３３２号公報

しかしながら、上記のように粒子が受傷部を塞ぐ際、該受傷部が大きい等、完全に受傷部を封止するまでに通常よりも長い時間を有してしまう場合には、その間に該タイヤの圧力が低下し続けることにより撓みが進行し、トレッド部分に比べて摩耗耐久性が低いトレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部が接地してしまうことがあった。そして、そのまま走行が続けられると、中空粒子が受傷部を封止する前にバーストが発生してしまい、該中空粒子が受傷部を塞ぐという効力を発揮することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を鑑み、バットレス部の摩耗耐久性を向上させることによってバーストの発生を抑制し、パンク後においても安定した走行を得ることができるタイヤ粒子集合体を提供することを課題とする。

発明者らは、上記の状況を解決すべく鋭意検討した結果、受傷によってタイヤ気室の気体が漏れた際に、サイドウォール部の摩耗耐久性を向上させることによってバーストの発生を抑制し、パンク後においても安定した走行を得ることが必要であることを見出し、本発明を完成するに至った。

まず、本発明の第１の特徴は、少なくともサイドウォール部を有するタイヤと、タイヤとリムとによって区画されるタイヤ気室に、大気圧を超える高圧気体とともに充填される複数の中空粒子との集合体であるタイヤ粒子集合体であって、タイヤは、サイドウォール部を構成するゴムよりもｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδゴム部を、トレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部に有し、中空粒子は、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状であり、タイヤ気室の内圧が低下した場合に、所定の温度(Ｔｓ２)に達することにより膨張することを要旨とする。

かかる特徴によれば、中空粒子が、タイヤ気室の内圧が低下した場合に、所定の温度(Ｔｓ２)に達することにより膨張するため、パンク時において、確実に内圧復活機能を発揮することができる。

ここで、受傷後のタイヤの内圧復活機能とは、タイヤ気室における内圧が、大気圧まで低下した状態(パンク状態)において、中空粒子が膨張することにより、タイヤ気室に充填された高圧気体を圧縮することとなるため、タイヤ気室の内圧を復活させることができる機能である。

また、ここで、所定の温度(Ｔｓ２)とは、樹脂のガラス転移温度(Ｔｓ２)に相当する再膨張開始温度である。

また、中空粒子が略球形状であるため、走行時に遠心力によって該中空粒子がタイヤ気室内の壁面等に当たり、該中空粒子が破損することを防ぐことができる。これにより、受傷後において、該中空粒子が確実に内圧復活機能を発揮することができる。

また、トレッド部分に比べて摩耗耐久性が低いバットレス部に、大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδゴム部が配置されているため、パンク時においてタイヤが撓み、バットレス部が接地した場合においても、バーストの発生を抑制することができる。

すなわち、タイヤ気室内に中空粒子を有するタイヤのバットレス部に大ｔａｎδゴム部が配置されているため、パンク時においてタイヤが撓んだ際に、中空粒子が膨張する前にバーストが発生することを抑制し、中空粒子の内圧復活機能を発揮させることができ、パンク後においても安定した走行を得ることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、大ｔａｎδゴム部のtanδは、０．２０３よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴又は第２の特徴に係り、大ｔａｎδゴム部は、幅が５〜５０ｍｍ、厚さが０．１〜１０ｍｍの層形状であり、バットレス部における少なくともトレッド接地端に隣接して配置されていることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第３の特徴に係り、大ｔａｎδゴム部は、幅が５〜３０ｍｍ、高さ０．５〜２０ｍｍの突起形状であり、トレッド接地端からタイヤ幅方向外側に２０〜４０ｍｍの範囲内に備えられることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第４の特徴に係り、下記一般式(Ｉ)
中空粒子の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室容積値）×１００ …（Ｉ）
によって算出される中空粒子の充填率は、５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下であり、粒子体積値は、タイヤ気室に充填される全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ³）であり、タイヤ気室容積値は、タイヤ気室に空気のみを充填して使用内圧（ｋＰａ）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した際の充填空気排出量（ｃｍ³）を用いて、下記一般式(II)
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧） …（II）
から求めた値（ｃｍ³）であることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第５の特徴に係り、中空粒子の内圧である中空部圧力は、タイヤ気室の内圧の７０％以上であることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第６の特徴に係り、所定の温度(Ｔｓ２)は、９０〜２００℃であることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第７の特徴に係り、タイヤ気室に充填された複数の中空粒子である中空粒子群の平均粒径は、４０〜２００μｍであり、タイヤ気室に充填された中空粒子群の平均真比重は、０．０１〜０．０６(ｇ／ｃｍ^３)であることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第８の特徴に係り、中空粒子の内部にある気体は、窒素、空気、炭素数２〜８の直鎖状あるいは分岐状の脂肪族炭化水素及びそのフルオロ化物、炭素数２〜８の脂環式炭化水素及びそのフルオロ化物、そして下記一般式(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１〜５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種の気体であることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第９の特徴に係り、中空粒子の連続相は、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少なくとも１種からなることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第１０の特徴に係り、中空粒子の連続相は、アクリロニトリル系重合体からなり、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、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体の少なくとも１種であることを要旨とする。

本発明の第１２の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第１１の特徴に係り、タイヤ圧力センサーによるタイヤ気室の圧力の直接測定方式に基づいて、タイヤ気室における内圧の低下を警報する第１タイヤ圧力低下警報機能を備えることを要旨とする。

本発明の第１３の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第１２の特徴に係り、車輪速度センサーにより検知される車輪速度に基づいて、タイヤ気室における内圧低下を警報する第２タイヤ圧力低下警報機能を備えることを要旨とする。

本発明の第１４の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第１３の特徴に係り、タイヤ気室内における大気圧下での平均嵩比重が、中空粒子の平均真比重よりも大きく、中空粒子と混在してタイヤ気室に充填される多数の発泡体を備えることを要旨とする。

本発明の第１５の特徴は、本発明の第１４の特徴に係り、発泡体は、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状又は１辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり、平均嵩比重が０．０６〜０．３(ｇ／ｃｃ)であり、独立気泡又は連通気泡を有するものであることを要旨とする。

本発明によれば、バットレス部の摩耗耐久性を向上させることによってバーストの発生を抑制し、パンク後においても安定した走行を得ることができるタイヤ粒子集合体を提供することができる。

(タイヤ粒子集合体の構成)
次に、本発明に係るタイヤ粒子集合体の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本実施形態におけるタイヤ粒子集合体１００である。図１に示すように、タイヤ粒子集合体１００は、少なくともサイドウォール部７を有するタイヤ１と、タイヤ１とリム２とによって区画されたタイヤ気室３に、大気圧を超える高圧気体とともに充填された複数の中空粒子４との集合体である。

タイヤ１は、ビードコア５ａ及びビードフィラー５ｂを含む１対のビード部５を有している。具体的には、ビード部５を構成するビードコア５ａには、スチールコードなどが用いられる。

タイヤ１は、ビードコア５ａの周りで、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返されたカーカス層６を有している。

タイヤ１は、タイヤ走行中において最も屈曲が激しい部分であり、カーカス層を保護するためのサイドウォール部７を有している。

カーカス層６のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー８が設けられている。また、カーカス層６のタイヤ径方向外側には、ベルト層９が配置されている。さらに、ベルト層９のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド部１０が配置されている。

トレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部Ｂには、サイドウォール部７を構成するゴムよりもｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδゴム部１６が配置されている。ここで、タイヤ最大幅位置付近とは、タイヤ最大幅位置から±１０ｍｍの範囲内である。なお、大ｔａｎδゴム部１６の詳細については、後述する。

リム２には、中空粒子４をタイヤ気室３で堰き止め、かつ気体のみをタイヤ気室外に通過可能とするバルブ１２が配置されている。図２に示すように、このバルブ１２は、所定の繊維(例えば、不織布)で構成されているフィルター１３を備えている。

このようなタイヤ用バルブ１２を取り付けることによって、常用走行におけるタイヤ気室３の内圧の自然低下に対し、中空粒子４を漏洩させることなく気体補充作業を行うことができ、簡便にタイヤ気室３の内圧をメンテナンスすることができる。また、本発明のタイヤ粒子集合体１００を製造する際、１つのバルブ１２のみにて中空粒子４をタイヤ気室３に充填することが可能となるため、１つのバルブ穴しか持たない汎用リムをそのまま使用することができる。

中空粒子４は、タイヤ１とリム２とによって区画されたタイヤ気室３に、大気圧を超える高圧気体とともに充填されている。なお、中空粒子４の詳細については、後述する。

ここで、タイヤ１は、各種自動車用タイヤ、トラックやバス用のタイヤ等、例えば乗用車用のタイヤなどの一般に従うタイヤであれば、特に構造を限定する必要はない。

ところで、タイヤ気室３の内圧が低下しながら走行する(いわゆる、パンク状態で走行する)と、後述する中空粒子４の機構により内圧が復活するため、状況によっては運転者がパンクしたことに気が付かない場合がある。また、タイヤ１は外傷を受けてパンクしているため、そのまま走行を続けるとタイヤ１が故障してしまう恐れがあり大変危険である。

そのため、運転者にパンクしたことを警報(報知)する機能として、以下のようなものがあげられる。図３は、本実施形態におけるタイヤ粒子集合体１００を示す断面図である。

図３に示すように、バルブ１２の近傍には、タイヤ圧力センサー１４が配置されている。

このタイヤ圧力センサー１４は、タイヤ気室３の内圧の直接測定方式に基づいて、タイヤ気室３における内圧の低下を警報するものである。

具体的には、図４に示すように、タイヤ圧力センサー１４は、タイヤ気室３の内圧の直接測定方式に基づいて、タイヤ気室３における内圧が低下(いわゆる、パンク)したことを検知した場合、車輌５０の受信部５０ａに、パンクしたことに関するデータを送信する。

車輌５０の受信部５０ａが、パンクしたことに関するデータを受信したことにより、警報部５０ｂを介して運転者に警報(報知)することができる。

なお、本実施形態において、パンクしたことを運転者に警報(報知)する機能として、タイヤ圧力センサー１４のみに限定されるものではなく、車輪速度センサーが用いられていてもよい。

例えば、図４に示すように、アンチロックブレーキシステムにおける車輪速度センサー１５は、検知した車輪速度に基づいて、パンクしたことを検知した場合、警報部５０ｂを介して運転者に警報(報知)する。また、アンチロックブレーキシステムにおける車輪速度センサー１５に限定されるものではなく、アンチロックブレーキシステムにおける車輪速度センサー１５とは別の車輪速度センサーが用いられてもよい。

なお、本実施形態において、タイヤ圧力センサー１４が用いられて運転者に警報することができる機能は、第１タイヤ圧力低下警報機能を構成し、アンチロックブレーキシステムにおける車輪速度センサー１５が用いられて運転者に警報することができる機能は、第２タイヤ圧力低下警報機能を構成する。

(大ｔａｎδゴム部の構成)
次に、上述した大ｔａｎδゴム部１６の構成について説明する。

大ｔａｎδゴム部１６は、サイドウォール部を構成するゴムよりもｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる部材である。なお、大ｔａｎδゴム部のｔａｎδは、０．２０３よりも大きいことが好ましい。大ｔａｎδゴム部のｔａｎδが、０．２０３よりも大きいため、該大ｔａｎδゴム部１６が配置されている部分の摩耗耐久性を向上させることができる。

なお、ｔａｎδの測定方法は、３０℃、初期荷重２ｋｇｆ／ｃｍ^２、１％動歪、５０Ｈｚの条件にて測定した値である。

大ｔａｎδゴム部１６は、幅が５〜５０ｍｍ、厚さが０．１〜１０ｍｍの層形状(以下において、大ｔａｎδ層部１６ａ)であり、バットレス部Ｂにおける少なくともトレッド接地端に隣接して配置されていることが好ましい。これにより、タイヤ１が受傷し、中空部圧力の低下に伴ってタイヤ１が撓むことによって、バットレス部Ｂにおいて最初に接地するトレッド接地端の耐磨耗性を向上させることができ、バーストの発生を抑制することができる。また、ｔａｎδが大きいゴムをサイドウォール部全域に設けることにより、モジュラスが高くなり、乗り心地が低下する場合があるが、本発明のように、幅が５〜５０ｍｍ、厚さが０．１〜１０ｍｍである大ｔａｎδ層部１６ａを、タイヤ最大幅付近を避けたバットレス部Ｂの一部にのみ配置するため、乗り心地を低下させることなく、トレッド接地端の摩耗耐久性を向上させることができる。

また、大ｔａｎδゴム部１６は、図３に示すように、幅が５〜３０ｍｍ、高さ０．５〜２０ｍｍの突起形状(以下において、大ｔａｎδ突起部１６ｂ)であり、トレッド接地端からタイヤ幅方向外側に２０〜４０ｍｍの範囲内に備えられることが好ましい。これにより、中空部圧力の低下に伴ってタイヤ１が撓んだ場合であっても、大ｔａｎδ突起部１６ｂが接地するため、バットレス部Ｂが接地することを抑制し、バーストの発生を抑制することができる。

（中空粒子の構成）
次に、上述した中空粒子の構成について説明する。

中空粒子４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、中空粒子４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、独立気泡の数は単数であってもよく、複数であってもよい。

本実施形態では、この『中空粒子群の独立気泡内部』を略称して『中空部』と表現する。また、この中空粒子４が独立気泡を有することは、中空粒子４が独立気泡を密閉状態で内包するための『樹脂製の殻』を有することを指す。さらに、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については後述する。

この中空粒子４の複数個（多数個）である中空粒子群は、高圧気体とともにタイヤ気室３の内側に充填されることによって、通常の使用条件下ではタイヤの『使用内圧』を部分的に担うとともに、タイヤが外傷を受けた（以下、受傷）時には、タイヤ気室３の失った内圧を復活（回復）させる機能を発現する源となる。この『内圧復活機能』については後述する。

ここで、『使用内圧』とは、『自動車メーカーが各車輌毎に指定した、装着位置ごとのタイヤ気室圧力値（ゲージ圧力値）』を指す。

さて、従来の空気入りタイヤは、タイヤ気室３の内圧が大気圧まで低下した状態で走行すると、荷重によりタイヤ１が大きく撓み、タイヤ１のトレッド部１０よりも摩耗耐久性が低いトレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部Ｂが接地するため、バーストが発生することがあり、該タイヤ１のタイヤ気室３に中空粒子を備えていても、該バーストによって該中空粒子が放出され、該中空粒子の効果を発揮することができないという問題があった。

そこで、本実施形態では、外傷によってタイヤ気室３の気体が漏れ出た際に、バーストの発生を抑制し、その後の走行に必要な最低限のタイヤ気室３の内圧を適正に与え、失った内圧を復活させることを主目的としている。よって、本実施形態では、タイヤ１とリム２とによって区画されたタイヤ気室３を圧力容器と捉えている。

すなわち、パンクにより傷ついてしまったタイヤ気室３の受傷部を、該タイヤがバーストする前にタイヤ気室３に充填された中空粒子群により暫定的に封止した上で、中空粒子４を機能させて失った圧力を復活することによって、この目的を達成しようとするものである。

タイヤ気室３の内圧が大気圧にまで低下したとしても、バットレス部Ｂにｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδゴム部を配置しておくことによって最低限の撓み量を維持し、バーストの発生を抑制しつつ、早期に失った内圧を復活させる機能（後述する内圧復活機能）を発揮させることによって、圧力容器として機能させることが肝要である。

より具体的には、タイヤ気室３に充填される中空粒子４について、下記式（Ｉ）
中空粒子４の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室３容積値）×１００ …（Ｉ）
によって算出される中空粒子４の充填率が、５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。

ここで、粒子体積値は、タイヤ気室３に充填された中空粒子群の大気圧下での合計体積と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ³）であり、以下の方法で算出できる。

まず、中空粒子４の大気圧下での平均嵩比重を求める。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。最初に、大気圧下でメスシリンダーに中空粒子４を量りとり、超音波水溶液中にて振動を与え、中空粒子４間のパッキングが安定した状態にて、中空粒子４の総体積（粒子周囲の空隙体積を含む）と中空粒子４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する。すなわち、中空粒子４の大気圧下での平均嵩比重は、
中空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。

次に、タイヤ気室３に充填された中空粒子４の総重量を測定し、上述した中空粒子４の大気圧下での平均嵩比重で割ることによって、タイヤ１の内部に充填された『粒子体積』を算出することができる。すなわち、
粒子体積＝（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）
である。

なお、容積が既知の容器に粒子を量り取りながらタイヤ気室３に充填する方法でも所望の粒子体積の中空粒子４をタイヤ１内に充填することができる。

また、タイヤ気室容積値は、タイヤ１とリム２とによって区画されたタイヤ気室３に空気のみを充填して使用内圧（ｋＰａ）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した際の充填空気排出量（ｃｍ³）を用いて、次式（II）から求めた値（ｃｍ³）である。

タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧） …（II）
なお式（II）において使用内圧はゲージ内圧（ｋＰａ）を、大気圧値は気圧計による絶対値（ｋＰａ）を用いる。すなわち、大気圧は、ゲージ圧では０［ｋＰａ］で表されるが、大気圧値自体は日々刻々と変動するものであるため、その時点での気圧計から観測される絶対値を用いる。よって例えばある時の大気圧が１０１３ｈＰａであった場合は、大気圧絶対値として１０１．３ｋＰａを式（II）に用いる。

次に、上記した中空粒子４の充填率を５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下とする理由について、常用使用からパンク状態となった場合の態様へと順に説明する。

まず、タイヤ気室３に中空粒子４が多数充填され、さらにタイヤ気室３に高圧気体が充填されて、タイヤ気室３の内圧を使用内圧とする場合から説明する。

本実施形態では、タイヤ気室３に中空粒子４が充填された後、中空粒子４の周囲の空隙部１１、言い換えればタイヤ気室３の内圧が、装着車輌指定内圧等の所望の使用内圧となるように、空気や窒素等の高圧気体を充填することが肝要である。

タイヤ気室３に中空粒子４が充填され、さらに気体が充填されてタイヤ気室３の内圧を所望の内圧に設定すると、当初、中空粒子の中空部圧力（独立気泡内の内圧）がタイヤ気室３の内圧より小さいために、粒子は体積減少する。この時点での中空粒子４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（いわゆる、つぶれたラグビーボールのような形状）となっている。

この中空粒子４の形状が扁平化して歪んだ状態のまま車輌の走行が開始すると、中空粒子４は、球形状の場合と比べて、当該中空粒子４同士の衝突やタイヤ１およびリム２内面との衝突により、破壊しやすくなる。すなわち、中空粒子４が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。

一方、扁平化して歪んだ中空粒子４は、その中空部圧力とタイヤ気室３の内圧との差により体積減少した状態であるわけだが、一定期間にわたりタイヤ気室３（粒子周囲の空隙部１１）の内圧を保ち続けることによって、中空粒子４の中空部圧力、言い換えれば、中空粒子４の独立気泡内の内圧を、タイヤ気室３の内圧程度に高めることができる。すなわち、扁平化した中空粒子４は変形させられているため、そ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、扁平化した中空粒子４の中空部圧力は、タイヤ気室３の内圧よりも低いことから、その内圧差を解消するために、タイヤ気室３の気体の分子が樹脂による連続相の殻を通過して粒子の中空部内に浸透する。さらに、中空粒子４の中空部は独立気泡であり、その中の気体は発泡剤に起因するガスで満たされているため、タイヤ気室３（粒子周囲の空隙部１１）の気体とは異なる場合がある。この場合は、上述の単なる内圧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までタイヤ気室３の高圧気体が粒子中空部内へ浸透していく。

このように、タイヤ気室３の高圧気体は、時間とともに中空粒子４の中空部内へ浸透していくため、この中空部内に浸透した分だけ、タイヤ気室３の内圧が低下することとなる。よって、中空粒子４の中空部内に浸透した分を補うために、高圧気体を充填した上で所望の内圧をかけ続けることにより、所望の使用内圧に調整した、本実施形態のタイヤを得ることができる。

中空粒子４の中空部内の内圧は、タイヤ気室３（中空粒子４の周囲の空隙部１１）の内圧に近づきながら、一旦減少した粒子体積を復活していき、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復活していく。この形状を復活していく過程の中で、中空粒子４の中空部内の内圧がタイヤ気室３の内圧に対して少なくとも７０％にまで増加することにより、粒子形状は扁平化した状態から略球形へ復活することができ、これによって上述した中空粒子４の耐久性を保証することができる。

このように、中空粒子４のまわりに高圧気体が介在することとなり、通常走行時に中空粒子４が負担する荷重を無視できるほど軽減できる。また、上述の粒子体積を復活した中空粒子４においては、粒子形状が略球形に復活するため、タイヤ転動時の繰り返し変形に伴って、中空粒子４に加わる疲労や破壊も大幅に低減できる。この結果、中空粒子４の耐久性が損なわれることはない。中空粒子４の耐久性が損なわれない範囲は、タイヤ気室３の内圧が、装着される車輌指定内圧等の所望する高圧下環境のなかで、中空粒子４が体積を復活しながら中空部圧力が増加する過程において、中空粒子４の中空部圧力がタイヤ気室３の内圧の７０％以上であることが好ましい。さらには、８０％以上、９０％以上、そして１００％以上と高く設定することが推奨される。

ここで、中空粒子４の中空部圧力がタイヤ気室３の内圧に対して少なくとも７０％以上である状態とするには、中空粒子４周囲の空隙気体の圧力を、少なくとも装着される車輌指定内圧等の所望するタイヤ気室３の内圧に対して７０％以上まで高めた状態で保持され、この圧力をかけ続けたまま適切な時間を経過させればよい。あるいは、中空粒子４がタイヤ１とは別の圧力容器内に充填され、中空粒子４の周囲の空隙１１の内圧を少なくともタイヤ気室３の内圧に対して７０％以上まで高めた状態で保持し、この圧力をかけ続けたまま圧力容器内にて適切な時間保持したうえで、中空粒子４の中空部圧力が増加した状態の中空粒子４をその周囲の気体とともにタイヤ気室３に充填することによっても、所望のタイヤ粒子集合体１００を得ることができる。

なお、上述の適切な保持時間は、中空粒子４の殻の部分、すなわち中空粒子の連続相に対する空隙気体の透過性と、粒子中空部内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。

以上の中空粒子４における機構、形状、体積の変化過程に則り、タイヤ気室３（中空粒子４の周囲の空隙１１）に充填される気体の種類と圧力とを適宜に選択、そして調節することによって、中空粒子４の中空部圧力を所望の範囲に設定できる。

以上のように、中空粒子４の中空部圧力をタイヤ気室３の内圧の７０％以上とした中空粒子４が、タイヤ気室３に充填されることにより、タイヤ気室３の内圧が大気圧となった状態から走行した時に、少なくとも一定距離の走行を可能とするタイヤ気室の内圧まで、タイヤ気室３の内圧を復活させることを実現する必要がある。

次に、上述したタイヤ気室３の失った内圧を復活させる機能（いわゆる、『内圧復活機能』）について説明する。

上述した中空粒子群がタイヤ気室３に充填されたタイヤ粒子集合体１００では、タイヤ１が受傷すると、中空粒子４の周囲の空隙１１に存在するタイヤ気室３の高圧気体がタイヤ１の外側に漏れ出る結果、タイヤ気室３の内圧は大気圧と同程度の内圧にまで低下する。そして、このタイヤ気室３の内圧低下の過程において、以下のことがタイヤ気室３で起こっている。

まず、タイヤ１が外傷を受け、タイヤ気室３の内圧が低下し始めると、多数の中空粒子４が、外傷を受けたタイヤ部分である受傷部を封止し、急激なタイヤ気室３の内圧の低下を抑制する。

ここで、本実施形態では、中空粒子４の中空部圧力が、少なくとも常用走行使用時車輌指定タイヤの内圧の７０％以上と規定しているが、受傷部の封止能力は中空部圧力に依存する。すなわち、中空部圧力が７０％以上であれば略球形状を保つことが出来ることを上述したが、略球形状を保つことによって良好な流動性と弾力性を発現できるため、中空部内圧が低い場合に比べて、受傷部の封止限界が大幅に向上する。

また、タイヤ気室３の内圧の低下に伴いタイヤ１の撓み量は増加し、タイヤ気室容積が減少する。さらに、タイヤ気室３の内圧が低下するとタイヤが大きく撓み、タイヤ気室３の温度はタイヤ１自身の発熱によって上昇し始める。

一方、上述の使用内圧下で存在していた中空粒子４の中空部圧力（独立気泡中の気泡内圧力）は、受傷後も使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室３に存在することとなる。よって、さらにタイヤが転動することにより、タイヤ気室３の温度上昇に伴って中空粒子温度が上昇する。

そして、中空粒子温度が、再膨張開始温度（Ｔｓ２：樹脂のガラス転移温度に相当する）を超えると、中空粒子４の殻は軟化し始める。このとき、中空粒子４の中空部内圧力が使用内圧に準じた高い圧力であるのに加え、中空粒子温度の上昇によりさらに中空部内圧力が上昇しているために、中空粒子４が体積膨張し、中空粒子４の周囲の空隙１１にある気体を圧縮することになるため、タイヤ気室３の内圧を復活（回復）させることができるのである。

すなわち、中空粒子４は、タイヤ気室３の内圧が低下した(いわゆる、タイヤが外傷を受けた)場合に、再膨張開始温度『Ｔｓ２』に達することにより再膨張(拡張)するものである。なお、本実施形態において、再膨張開始温度『Ｔｓ２』は、所定の温度であることを示す。

また、タイヤ気室３の内圧を復活させるには、中空部内圧力が使用内圧の少なくとも７０％である中空粒子４を、５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下の充填率の下にタイヤ気室内に充填しておくことが肝要である。その理由を、以下に示す。

中空粒子４の充填率が５ｖｏｌ％よりも小さいと、受傷部の封止は問題なく行えるが、中空粒子４の絶対量が不足しているために、充分な復活内圧を得ることが難しくなる。一方、中空粒子の充填率が８０ｖｏｌ％を超えると、タイヤによっては常用時の高速走行での粒子摩擦による発熱のために、中空粒子４の再膨張開始温度（Ｔｓ２）を超えて膨張してしまい、本実施形態の主たる機能である内圧復活機能が常用走行中に失われる可能性がある。

また、内圧復活機能を確実に発現させるためには、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、内圧復活機能により得られた内圧がその後の走行に一時的にしか貢献できないために、タイヤの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。

中空粒子４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１が外傷を受けた受傷部から中空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。このように、中空粒子１による受傷部の封止機能は、本実施形態の内圧復活機能を支える必須機能である。

以上のように、タイヤ１とリム２とにより区画されたタイヤ気室３に中空粒子４が充填されると、パンク後の内圧低下に伴うタイヤ気室容積の減少とタイヤ１の撓み量の増大により、タイヤ気室３の温度上昇に伴う中空粒子４の温度上昇によって、中空粒子４の膨張による内圧復活を果たし、受傷後における安全走行を実現できる。

ところで、タイヤ粒子集合体１００における中空粒子４間の摩擦は、常用走行下においても、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、発生した熱が外気へ放熱されるため、中空粒子４の温度が再膨張開始温度(Ｔｓ２)未満の範囲で均衝している。

しかしながら、１５０ｋｍ／ｈを超える高速度領域において、さらには外気の温度循環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わりに外気への放熱が不足する状態となり、中空粒子４の温度が著しく上昇してしまう。このような状況が長時間続くと、中空粒子４の温度が再膨張開始温度（Ｔｓ２）を上回ることによって、中空粒子が膨張してしまい、その結果、前述したパンク時の『内圧復活機能を実現することができない（損失する）こと』がある。

すなわち、タイヤ１は高速で回転することにより、速度に応じた遠心力を発生している。タイヤ気室３に充填された中空粒子群も同様の遠心力を受けている。この遠心力は、中空粒子４の重量に比例かつ速度の２乗に比例し、タイヤ１の半径に反比例する。さらに、タイヤ１に荷重を負担させることにより一定の撓みを生じており、路面と接地している領域は、路面と平行な面の状態となっているため、この接地領域は曲率を持たずに、遠心力がほぼゼロとなる。

これにより、荷重を負担しつつ回転するタイヤ粒子集合体１００における中空粒子４は、路面と接地していない非接地領域おいて、上述のように遠心力を受ける。また、中空粒子４は、その一方で接地領域に入った瞬間に遠心力が抜けるといった『遠心力の変動が繰り返された状態』に置かれるのである。

従って、タイヤ気室３に充填された中空粒子群としては、粒子重量を極力抑えることが好ましい。すなわち、中空粒子４の平均真比重としては、出来るだけ小さいものを選択することが好ましい。

中空粒子４の充填率が８０ｖｏｌ％を超えると、タイヤによっては常用時の高速走行での粒子摩擦による発熱のために、中空粒子４の再膨張開始温度（Ｔｓ２）を超えて膨張してしまい、本実施形態の主たる機能である内圧復活機能が失われる可能性があるため好ましくない。よって、中空粒子充填率の好ましい範囲は、５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下であり、さらには、７０ｖｏｌ％以下、６０ｖｏｌ％以下、そして５０ｖｏｌ％以下である。

また、中空粒子の平均粒径について、好ましい範囲は、４０〜２００μｍの範囲である。該中空粒子の平均粒径が４０μｍを下回ると、上述の真比重分布が広がり大真比重粒子群の小真比重粒子群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より耐発熱性が悪化するため、好ましくない。一方、該中空粒子の平均粒径が２００μｍを上回ると、常用走行下での粒子同士が衝突している状況や、パンク(受傷)によりタイヤ気室３の内圧が大気圧となったときの走行(いわゆる、パンク状態)にて中空粒子群が直接的に荷重を支える状況において、大粒径側の粒子から選択的に破壊してしまい、所望する受傷後における走行性能を得られなくなる不利が生ずるおそれがあるため好ましくない。

さらに、中空粒子４の平均真比重は、０．０１〜０．０６ｇ／ｃｃの範囲が好ましい。すなわち、０．０１ｇ／ｃｃよりも小さいと、常用走行下での中空粒子４の耐久性が低下し、常用使用中に『内圧復活機能』が失われることがある。一方、０．０６ｇ／ｃｃを超えると、常用高速走行における遠心力変動入力が大きくなって、発熱量が大きくなるため好ましくない。

ところで発明者らは、中空粒子４の発熱の実態についても鋭意検討し、中空粒子４の更なる耐熱耐久性の向上を達成した。

さて、中空粒子４はその原料である『膨張性樹脂粒子』を加熱膨張することにより得られ、この膨張性樹脂粒子には膨張開始温度『Ｔｓ１』が存在する。更に、加熱膨張によって得られた中空粒子４が再度加熱されると、中空粒子４は更なる膨張を開始し、ここに中空粒子の再膨張開始温度『Ｔｓ２』が存在する。

発明者らは、これまで多くの膨張性樹脂粒子から中空粒子４を製造し検討を重ねてきた結果、膨張開始温度『Ｔｓ１』を耐熱耐久性の指標としてきたが、耐熱耐久性の指標としては再膨張開始温度『Ｔｓ２』が適切であることを見出すに到った。

まず、膨張性樹脂粒子を膨張（加熱膨張）させる場合における膨張挙動を観察した。膨張性樹脂粒子は膨張する前の段階にあるため、中空粒子４の状態と比較して、粒径が極端に小さく、樹脂製の殻部の厚さが極端に厚い。よって、マイクロカプセルとしての剛性が高い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で樹脂製の殻部の連続相がガラス転移点を越えても、更なる加熱により殻部がある程度柔らかくなるまでは、内部ガスの膨張力が殻部の剛性にうち勝つことが出来ない。よって、膨張開始温度『Ｔｓ１』は実際の殻部のガラス転移点よりも高い値を示す。

一方で、中空粒子を再度膨張（再加熱膨張）させる場合では、中空粒子４の殻部の厚さが極端に薄く、中空体としての剛性が低い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で殻部の連続相がガラス転移点を越えると同時に膨張を開始するため、再膨張開始温度『Ｔｓ２』は、膨張開始温度『Ｔｓ１』より低い位置づけとなる。

本実施形態では、膨張性樹脂粒子の膨張特性を活用するのではなく、いったん膨張させた中空粒子４の更なる膨張特性を活用するものであるため、耐熱性（耐久性）を議論するには、従来の膨張開始温度『Ｔｓ１』ではなく、再膨張開始温度『Ｔｓ２』を指標とすべきである。

また、中空粒子４の再膨張開始温度『Ｔｓ２』が９０℃〜２００℃であることが肝要である。なぜなら、中空粒子４の再膨張開始温度『Ｔｓ２』が９０℃よりも低いと、選択したタイヤサイズによっては、そのタイヤの保証速度に到達する以前に、中空粒子４が再膨張を開始する場合があるからである。

一方、中空粒子４の再膨張開始温度『Ｔｓ２』が２００℃を超えると、受傷後におけるランフラット走行において、中空粒子４の摩擦発熱に起因する急激な温度上昇が起こっても、再膨張開始温度『Ｔｓ２』に達することが出来ない場合があり、よって目的とする『内圧復活機能』を十分に発現させることが出来なくなる場合がある。

このため、再膨張開始温度『Ｔｓ２』の範囲は９０℃〜２００℃であり、好ましくは１１０℃〜２００℃、更に好ましくは１３０℃〜２００℃であり、もっとも好ましくは１６０〜２００℃の範囲である。

以上のように、上述した上限値および下限値に従う際、再膨張開始温度『Ｔｓ２』を有する中空粒子４が充填されることにより、内圧復活機能を確実に発現させるとともに、高速度走行での耐熱耐久性を向上させることで、常用走行時の『内圧復活機能保持』が達成される。

次に、中空粒子の内部にある気体は、窒素、空気、炭素数２〜８の直鎖状あるいは分岐状の脂肪族炭化水素及びそのフルオロ化物、炭素数２〜８の脂環式炭化水素及びそのフルオロ化物、そして下記一般式(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１〜５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種の気体であることが好ましい。

また、タイヤ気室３に充填される気体は空気でも良いが、中空粒子４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であってもよい。

なお、独立気泡を有する中空粒子４を得る方法は特に限定されないが、発泡剤を用いて『膨張性樹脂粒子』を得、これを加熱膨張させる方法が一般的である。この発泡剤としては、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用する手法、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤を活用する手法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、これらによる発泡によって得られる膨張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主に窒素を有するものとなる。

この熱分解性発泡剤としては溶くに限定されないが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を好適に挙げることができる。

以下、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用して中空粒子４となる『膨張性樹脂粒子』を得る手法を説明する。

中空粒子４を形成する樹脂による連続相を重合する際、炭素数２〜８の直鎖状あるいは分岐状の脂肪族炭化水素及びそのフルオロ化物、炭素数２〜８の脂環式炭化水素及びそのフルオロ化物、そして上述した一般式（III）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種を発泡剤として高圧下で液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法である。

これにより上記に示されるガス成分を液体状態の発泡剤として、上述した樹脂連続相にて封じ込めた『膨張性樹脂粒子』を得ることができ、これを加熱膨張させることによって、所望の中空粒子４を得ることができる。

また、『膨張性樹脂粒子』の表面に、シリカ粒子等のアンチブロッキング剤、カーボンブラック微粉、帯電防止剤、界面活性剤、油剤等をコーティングした上で加熱膨張させることにより、目的の中空粒子を得ることができる。

本実施形態の効果をさらに高める工夫としては以下の手法が挙げられる。すなわち、上述の中空粒子４に加え、『膨張性樹脂粒子』を一部添加することである。これにより、タイヤの受傷後の本実施形態による内圧復活機能をさらに早期に実現させることができる。

しかしながら、共存する中空粒子４の耐久性を低下させる要因となるために以下の範囲での適用が好ましい。両者の相反する特性をうまく活用しうる範囲として、タイヤ気室３に充填された全粒子重量に対する『膨張性樹脂粒子』の含有率を４０ｍａｓｓ％以下、さらには含有率を３０ｍａｓｓ％以下、２０ｍａｓｓ％以下、そして１０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。

また、受傷によりタイヤ気室３の内圧が低下した状態において、中空粒子４によって必要最低限の内圧を付与するには、中空粒子４の中空部内に所定圧力で封入された気体が、粒子外部へ漏れでないこと、換言すると、中空粒子の殻の部分に相当する樹脂による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、連続相を構成する樹脂は、ガス透過性の低い材質によること、具体的には、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。これらの材質は、タイヤ変形による入力に対して中空粒子としての柔軟性を有するため、本実施形態に特に有効である。

また、中空粒子４の連続相には、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。さらに詳しくは、重合体を構成するモノマーが、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、メタクリル酸、塩化ビニリデンから選択される重合体であり、好ましくはアクリロニトリル／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、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元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が透過し難いために、中空粒子の中空部内の気体が外部に漏れ難く、中空部内圧力を適切に保持することができる。

さらに、中空粒子４の連続相は、３０℃におけるガス透過係数が３００×１０^-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・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／ｃｍ²・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／ｃｍ²・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のガス透過係数は３００×１０^-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・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／ｃｍ²・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とした。ただし、このバ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／ｃｍ²・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは２×１０^-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とすることが推奨される。

ここで、本実施形態に従って、タイヤ気室３に中空粒子４が充填されるにあたり、タイヤ１が外傷を受けた際の受傷部の封止機能を高めるために、平均嵩比重が中空粒子の平均真比重よりも大きい発泡体の多数を中空粒子群に混在させる手段が有効である。

具体的には、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状または一辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり独立または連通気泡を有し、平均嵩比重が０．０６〜０．３ｇ／ｃｃであり、かつ粒子の平均真比重よりも大きい嵩比重値である発泡体の多数を加えることにより、内圧復活機能させる期間（タイミング）が早まり、タイヤの受傷後の走行能力を増大させることが可能である。

すなわち、中空粒子４は略球形状であるために流動性が高く、よってタイヤ用バルブ１３等の内径の小さい導入口からタイヤ気室３の内部に、容易に充填することができる。その一方、タイヤの受傷時に、受傷部からタイヤの外側へ中空粒子４がタイヤ気室３の高圧気体とともに吹き出ようとして、受傷部の内面に集まることになる。

しかしながら、受傷部の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、受傷部から入り込んだ中空粒子４は、経路の途上行く手を阻まれる結果、多数の中空粒子４が受傷部の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、中空粒子４そのものの漏洩はないが、中空粒子４の周囲の空隙１１にある気体が徐々に漏洩する状態を指す。

その際、受傷部の外傷の形や大きさによっては、中空粒子のみによる暫定的封止が不完全な場合がある。このような場合において、上述した発泡体の多数を加えておくことにより、次のように封止のレベルを向上させることができる。

すなわち、転動中のタイヤ気室３においては、速度に応じた遠心力が発生しており、その遠心力下において嵩比重の大きい発泡体はタイヤ１のインナーライナー８側へ、そして真比重の小さい中空粒子４は、発泡体より回転中心に近い側へ夫々偏在する。

この状態においては、もし中空粒子４のみでは封止できない程の大きさの外傷を受けたとしても、タイヤ１の内面に配置されたインナーライナー８の近傍に、発泡体が多数偏在しているため、発泡体がタイヤ１の外部へ吹き出ようとして、受傷部の内面にいち早く密着することによって、受傷部を封止することとなり、極めて有効である。

特に、発泡体が連通気泡を持つ熱可塑性ウレタンによる発泡体の場合、圧縮性が高く、タイヤの受傷の形状に密着しやすいことと、結果的に大きな受傷部を発泡体により極めて複雑かつ微細化できることによって、その複雑・微細化された気体の散逸流路を中空粒子４にて封止するに最も適した様態へ変化させることが出来るため、大変有効な手段となる。

(本実施形態に係るタイヤ粒子集合体の作用・効果)
本発明のタイヤ粒子集合体によると、中空粒子が、少なくともタイヤ気室の内圧が低下した場合に、所定の温度(Ｔｓ２)に達することにより膨張するため、パンク時において、確実に内圧復活機能を発揮することができる。

本発明の実施形態に係るタイヤ粒子集合体の実施例について、以下詳細に説明する。

本発明の幅が１０ｍｍ、高さが５ｍｍの大ｔａｎδ突起部１６ｂが、トレッド接地端から２０ｍｍ以内のバレット部に配置されたタイヤ粒子集合体(実施例１)を製造し、大ｔａｎδ突起部１６ｂの接地状況を調査した。また、比較として、大ｔａｎδ突起部１６ｂが、トレッド接地端から２０ｍｍ以上、４０ｍｍ未満の位置に配置されたタイヤ粒子集合体(実施例２)と、大ｔａｎδ突起部１６ｂが、トレッド接地端から４０ｍｍ以上、タイヤ最大幅位置付近の範囲内に配置されたタイヤ粒子集合体(実施例３)とを製造し、同一条件の下で調査した。

また、使用された大ｔａｎδゴムは、ｔａｎδが０．２０７であった。さらに、使用されたタイヤのサイズは、２２５／４５Ｒ１７であり、リムのサイズは、８Ｊ×１７インチであった。

＜突起部の接地状況＞
内圧０ｋＰａ、時速８０ｋｍ、荷重４５０ｋｇｆという条件下において、異なる位置に大ｔａｎδ突起部１６ｂが配置された上記実施例１、実施例２及び実施例３を走行させ、突起部の接地状況を調査した。

表１の結果より、実施例１は、パンク時においてタイヤが撓み、大ｔａｎδ突起部１６ｂが接地したことに比較し、実施例２は、路面によっては通常時においても接地してしまうことがあり、実施例３は、パンク時においても接地しないことがあった。

これにより、幅が５〜３０ｍｍ、高さが０．５〜２０ｍｍの大ｔａｎδ突起部１６ｂが、タイヤ気室内に中空粒子４を備えるタイヤ１のトレッド接地端からタイヤ幅方向外側に２０〜４０ｍｍの範囲内に備えられることによって、パンク時に該大ｔａｎδ突起部１６ｂが接地するため、中空粒子４が膨張する前にバーストすることを抑制することができることが分かった。

本発明の実施形態に係るタイヤ粒子集合体を示すタイヤ幅方向断面図である。本発明の実施形態に係るタイヤ粒子集合体に充填される中空粒子及び気体の充填に併用するフィルターを備えたタイヤ用バルブの一例を示す図である。本発明の実施形態に係るタイヤ気室の圧力の低下を警報する装置を搭載したタイヤ粒子集合体の一例を示すタイヤ幅方向断面図である。本発明の実施形態に係るタイヤ気室の圧力の低下を警報する装置と車輌とを示すブロック図である。

符号の説明

１…タイヤ
２…リム
３…タイヤ気室
４…中空粒子
５…ビード部
５ａ…ビードコア
５ｂ…ビードフィラー
６…カーカス層
７…サイドウォール部
８…インナーライナー
９…ベルト層
１０…トレッド部
１１…中空粒子の周囲の空隙
１２…バルブ
１３…フィルター
１４…タイヤ圧力センサー
１５…車輌速度センサー
１６…大ｔａｎδゴム部
１６ａ…大ｔａｎδ層部
１６ｂ…大ｔａｎδ突起部
５０…車輌
５０ａ…受信部
５０ｂ…警報部

Claims

少なくともサイドウォール部を有するタイヤと、前記タイヤとリムとによって区画されるタイヤ気室に、大気圧を超える高圧気体とともに充填される複数の中空粒子との集合体であるタイヤ粒子集合体であって、
前記タイヤは、前記サイドウォール部を構成するゴムよりもｔａｎδが大きい大ｔａｎδゴムからなる大ｔａｎδゴム部を、トレッド接地端からタイヤ最大幅位置付近までのバットレス部に有し、
前記中空粒子は、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状であり、前記タイヤ気室の内圧が低下した場合に、所定の温度(Ｔｓ２)に達することにより膨張することを特徴とするタイヤ粒子集合体。
前記大ｔａｎδゴム部のｔａｎδは、０．２０３よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ粒子集合体。
前記大ｔａｎδゴム部は、幅が５〜５０ｍｍ、厚さが０．１〜１０ｍｍの層形状であり、バットレス部における少なくともトレッド接地端に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ粒子集合体。
前記大ｔａｎδゴム部は、幅が５〜３０ｍｍ、高さ０．５〜２０ｍｍの突起形状であり、トレッド接地端からタイヤ幅方向外側に２０〜４０ｍｍの範囲内に備えられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
下記一般式(Ｉ)
中空粒子の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室容積値）×１００ …（Ｉ）
によって算出される前記中空粒子の充填率は、５ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下であり、
前記粒子体積値は、前記タイヤ気室に充填される全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ³）であり、
タイヤ気室容積値は、前記タイヤ気室に空気のみを充填して使用内圧（ｋＰａ）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した際の充填空気排出量（ｃｍ³）を用いて、下記一般式(II)
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧） …（II）
から求めた値（ｃｍ³）であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記中空粒子の内圧である中空部圧力は、前記タイヤ気室の内圧の７０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記所定の温度(Ｔｓ２)は、９０〜２００℃であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記タイヤ気室に充填された複数の前記中空粒子である中空粒子群の平均粒径は、４０〜２００μｍであり、
前記タイヤ気室に充填された前記中空粒子群の平均真比重は、０．０１〜０．０６(ｇ／ｃｍ^３)であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記中空粒子の内部にある気体は、窒素、空気、炭素数２〜８の直鎖状あるいは分岐状の脂肪族炭化水素及びそのフルオロ化物、炭素数２〜８の脂環式炭化水素及びそのフルオロ化物、そして下記一般式(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１〜５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始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種の気体であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記中空粒子の連続相は、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少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記中空粒子の連続相は、アクリロニトリル系重合体からなり、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、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
タイヤ圧力センサーによる前記タイヤ気室の圧力の直接測定方式に基づいて、前記タイヤ気室における内圧の低下を警報する第１タイヤ圧力低下警報機能を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
車輪速度センサーにより検知される車輪速度に基づいて、前記タイヤ気室における内圧低下を警報する第２タイヤ圧力低下警報機能を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記タイヤ気室内における大気圧下での平均嵩比重が前記中空粒子の平均真比重よりも大きく、前記中空粒子と混在して前記タイヤ気室に充填される多数の発泡体を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のタイヤ粒子集合体。
前記発泡体は、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状又は１辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり、平均嵩比重が０．０６〜０．３(ｇ／ｃｃ)であり、独立気泡又は連通気泡を有するものであることを特徴とする請求項１４に記載のタイヤ粒子集合体。