JP2006192962A - Safety tire - Google Patents

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Manabu Yanagisawa
学 柳沢
Kishito Fujita
己思人 藤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safety tire capable of making continuous stable and safe running in the period from a drop of the internal pressure of a tire air chamber caused by flat tire etc. to the recovery of the internal air pressure established on the basis of a volume increase of hollow particles. <P>SOLUTION: The tire 1 equipped with a rim guard 10 and having a flatness ranging between 30-50% is set on a rim 2, and a number of hollow particles 13 consisting of a continuous phase made of resin and independent bubbles surrounded thereby and able to make thermal expansion are encapsulated by pressure in a tire air chamber 3 bounded by the rim 2 and the tire 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、タイヤが外傷等を受けることによってパンクして、充填内圧が漏出した状態となってなお、必要とされる距離の、安全な継続走行を可能とするべく、タイヤと適用リムとで区画されるタイヤ気室内へ、熱膨張可能な中空粒子を加圧下で封入してなる安全タイヤに関するものである。   In the present invention, the tire and the applied rim can be punctured due to trauma or the like, and the internal pressure of the tire is leaked. The present invention relates to a safety tire in which hollow particles capable of thermal expansion are enclosed under pressure into a tire chamber to be partitioned.

タイヤの、リムへの装着姿勢の下で、タイヤとリムとで区画された空間内へ、樹脂による連続相と、大気圧より高圧に保持された独立気泡とからなる気泡含有粒子を多数個封入してなる安全タイヤは、たとえば、出願人の先の提案に係る特許文献1に記載されている。   A large number of bubble-containing particles consisting of a continuous phase made of resin and closed cells held at a pressure higher than atmospheric pressure are enclosed in a space defined by the tire and the rim under the mounting posture of the tire on the rim. The safety tire formed is described in, for example, Patent Document 1 related to the applicant's previous proposal.

この安全タイヤでは、タイヤが受傷して内圧が低下し始めると、気泡含有粒子が受傷部を封止して急激な内圧低下を抑制する一方で、タイヤ内圧の低下に伴ってタイヤの撓み量が増加してタイヤ内容積が減少することにより、気泡含有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内圧を保持することとなるとし、また、受傷前のタイヤ内圧下で存在していた気泡含有粒子の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記タイヤ内圧に準じた圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の気泡含有粒子総体積を保持したままタイヤ内に存在することになるので、タイヤがさらに転動することによって、気泡含有粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ気泡含有粒子同士が摩擦を引き起こして自己発熱し、これにより、タイヤ内の気泡含有粒子温度が急上昇して、該温度が気泡含有粒子の連続相を形成する樹脂の軟化温度を超えると、気泡含有粒子の独立気泡中の気泡内圧が受傷前のタイヤ内圧に準じた圧力であるのに加え、前記気泡含有粒子温度の急上昇によりさらに気泡内圧が上昇するため、気泡含有粒子が一気に体積膨張し、タイヤ内圧は受傷前の状態に近い圧力まで復活することになるとする。
特開2003−118312号公報
In this safety tire, when the tire is damaged and the internal pressure begins to decrease, the bubble-containing particles seal the damaged portion and suppress a rapid decrease in the internal pressure, while the amount of deflection of the tire increases with a decrease in the tire internal pressure. By increasing the tire internal volume and reducing the internal volume of the tire, the bubble-containing particles themselves will bear the load directly, and will maintain the minimum tire internal pressure necessary for the subsequent driving. The pressure inside the closed cells of the bubble-containing particles that existed under the tire internal pressure remains the same as the above-mentioned tire pressure even after the damage, in other words, maintains the total volume of the bubble-containing particles before the damage. Therefore, when the tire rolls further, the bubble-containing particles themselves bear a load while the bubble-containing particles cause friction and self-heat. As a result, when the temperature of the bubble-containing particles in the tire rises rapidly, and the temperature exceeds the softening temperature of the resin forming the continuous phase of the bubble-containing particles, the bubble internal pressure in the closed cells of the bubble-containing particles causes the tire before being damaged. In addition to the pressure according to the internal pressure, the bubble internal pressure further increases due to the rapid increase in the temperature of the bubble-containing particles, so that the bubble-containing particles expand at once, and the tire internal pressure is restored to a pressure close to that before the injury. Suppose that
JP 2003-118312 A

しかるに、このような従来技術にあっては、タイヤ内圧の低下の開始から、気泡含有粒子が、摩擦発熱に基く熱膨張によって体積増加して、タイヤ内圧を復活させるに到るまでの間に比較的長い時間を要することになり、この場合とくに、気泡含有粒子が相互に摩擦接触するほどにタイヤ内圧が低下した後、それらの気泡含有粒子が熱膨張を開始するまでの間等には、タイヤ内圧が著しく低い状態となって、安全タイヤの圧潰変形量が大きくなるため、タイヤのパンク下での安定した継続走行を行い得なくなるおそれがあり、このことは、タイヤ内圧の漏出速度が低速であって、気泡含有粒子が熱膨張するに到るまでの相互の摩擦時間、ひいては、それらが体積増加するまでの時間がとくに長くなる場合に一層重大であった。   However, in such a conventional technology, comparison is made between the start of the decrease in the tire internal pressure and the time when the bubble-containing particles increase in volume due to thermal expansion based on frictional heat generation and the tire internal pressure is restored. In this case, in particular, after the internal pressure of the tire decreases so that the bubble-containing particles are in frictional contact with each other, until the bubble-containing particles start thermal expansion, Since the internal pressure becomes extremely low and the amount of deformation of the safety tire increases, there is a risk that stable continuous running under tire puncture may not be possible, which means that the leak speed of the tire internal pressure is low. Thus, the mutual friction time until the bubble-containing particles reached thermal expansion, and thus the time until they increase in volume, was particularly serious.

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤのパンク等によるタイヤ気室内圧の低下から、タイヤ気室内に充填配置した、気泡含有粒子をも含む中空粒子の体積増加に基いて、そのタイヤ気室内圧を復活させるに到るまでの間の、タイヤ、直接的にはタイヤサイド部の不測の撓み変形を抑制することにより、安定にして安全な継続走行を可能にした安全タイヤを提供するにある。   The object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to reduce the pressure in the tire chamber due to tire punctures, etc. Based on the increase in the volume of the hollow particles including the bubble-containing particles that are filled, the tires, and directly the tire side part, are inadvertently deformed until the tire air pressure is restored. It is to provide a safety tire that can be stably and safely continued by restraining.

この発明に係る安全タイヤは、リムガードを具える、偏平率が30〜50%の範囲のタイヤを適用リムに装着し、この適用リムとタイヤとで区画されるタイヤ気室内に、樹脂よりなる、一もしくは複数の小部屋を含む連続相と、それに囲まれた一もしくは複数の独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子の多数個を加圧下で封入してなるものである。   The safety tire according to the present invention is provided with a tire having a rim guard and a flatness ratio in the range of 30 to 50% on an applied rim, and is made of resin in a tire chamber partitioned by the applied rim and the tire. A large number of thermally expandable hollow particles composed of a continuous phase including one or a plurality of small chambers and one or a plurality of closed cells surrounded by the continuous phase are sealed under pressure.

ここで、リムガードとは、タイヤのサイド部に形成されてリムおよびタイヤそれ自身を縁石その他から保護するべく機能するサイド凸部もしくは凸条をいうものとし、また適用リムとは、タイヤサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいうものとする。   Here, the rim guard means a side convex portion or ridge formed on the side portion of the tire and functioning to protect the rim and the tire itself from curbstones and the like, and the applicable rim depends on the tire size. The rim specified in the following standards.

この規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIAITION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganizationのSTANDAS MANUAL”であり、日本では日本自動車協会の“JATMA YEAR BOOK”である。   This standard is determined by an industrial standard effective in the region where tires are produced or used. For example, “THE TIRE AND RIM ASSOCIAITION INC. YEAR BOOK” in the United States, and “THE” in Europe. The “STANDAS MANUAL” of the European Tire and Rim Technical Organization, and the “JATMA YEAR BOOK” of the Japan Automobile Association in Japan.

また、ここで、「加圧下で」とは、タイヤの使用内圧の作用状態にあることをいい、その使用内圧とは、自動車メーカーが車両毎に指定した、装着位置ごとのタイヤ気室内圧(ゲージ圧)を指すものとする。   Here, “under pressure” means that the tire is in the applied state of the internal pressure of the tire, and the internal pressure of the tire is the pressure in the tire chamber (for each mounting position specified by the vehicle manufacturer for each vehicle) Gauge pressure).

このような安全タイヤにおいて、好ましくは、タイヤ断面高さを100mm以下とする。
ここにおけるタイヤ断面高さは、タイヤの外径とリム径との差の1/2の寸法をいうものとし、上記の外径とは、タイヤを適用リムに装着して規定の空気圧としたときの無負荷状態のタイヤ外径をいうものとする。
In such a safety tire, the tire cross-sectional height is preferably set to 100 mm or less.
The tire cross-section height here means a dimension that is 1/2 of the difference between the outer diameter of the tire and the rim diameter, and the above-mentioned outer diameter means that the tire is mounted on the applicable rim and has a prescribed air pressure. The tire outer diameter in a no-load state.

そしてさらに、「規定の空気圧」とは、上記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、この場合、最大負荷能力とは、上記の規定でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。
なお、ここにおける空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換できることはもちろんである。
Furthermore, the “specified air pressure” means the air pressure defined in accordance with the maximum load capacity in the above-mentioned standard, and in this case, the maximum load capacity is permitted to be applied to the tire according to the above-mentioned regulations. The maximum mass that can be measured.
Of course, the air here can be replaced with an inert gas such as nitrogen gas.

そしてまた好ましくは、タイヤの、少なくともサイド部の内面に、横断面形状が三日月状をなす。最大厚みが2〜7mmの範囲の補強ゴムを配設する。   And preferably, the cross-sectional shape forms a crescent shape at least on the inner surface of the side portion of the tire. A reinforcing rubber having a maximum thickness in the range of 2 to 7 mm is disposed.

なお、ここにおいてより好ましくは、中空粒子の、タイヤ気室内への、下記式(I)に従う充填率を5Vol%以上80Vol%以下、好適には10Vol%以上とし、中空粒子の中空部圧内を、タイヤの使用内圧の70%以上とするとともに、中空粒子の膨張開始温度(Ts2)を90〜200℃、より好ましくは、110℃〜200℃の範囲とする。   Here, more preferably, the filling rate of the hollow particles into the tire chamber according to the following formula (I) is 5 Vol% or more and 80 Vol% or less, preferably 10 Vol% or more, and the inside of the hollow part pressure of the hollow particles is The internal pressure of the tire is set to 70% or more, and the expansion start temperature (Ts2) of the hollow particles is set to 90 to 200 ° C, more preferably 110 to 200 ° C.


中空粒子の充填率=(粒子体積値/タイヤ気室容積値)×100・・・・・・(I)
ここで、
粒子体積値:タイヤ気室に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子間の空隙体積との合計量(cm
タイヤ気室容積値:タイヤとリムとの組立体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(cm)を用いて、次式(II)から求めた値(cm
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圧値(kPa)を、大気圧値は気圧計による絶対値(kPa)を用いる。
ここでの「中空部」とは、中空粒子の、一もしくは複数の独立気泡の内部をいうものとする。
Filling ratio of hollow particles = (particle volume value / tire chamber volume value) × 100 (I)
here,
Particle volume value: The total amount of the total volume of all hollow particles arranged in the tire chamber under atmospheric pressure and the void volume between the particles (cm 3 )
Tire chamber volume value: After filling the tire and rim assembly with only air and adjusting it to the internal pressure (kPa), the amount of air discharged when the internal air is discharged until the internal pressure reaches atmospheric pressure ( cm 3 ), the value obtained from the following formula (II) (cm 3 )
Tire chamber volume value = (filled air discharge) / (internal pressure / atmospheric pressure) (II)
In the formula (II), the internal pressure used is a gauge pressure value (kPa), and the atmospheric pressure value is an absolute value (kPa) obtained by a barometer.
Here, the “hollow part” refers to the inside of one or a plurality of closed cells of a hollow particle.

そしてさらに好ましくは、タイヤ気室内への充填気体の、30℃の大気圧下での水蒸気含有率を70%以下に調整する。   More preferably, the water vapor content of the filling gas into the tire chamber under an atmospheric pressure of 30 ° C. is adjusted to 70% or less.

この発明に係る安全タイヤでは、タイヤの偏平率を30〜50%の範囲として、タイヤ断面幅に対する断面高さの比率を小さくすることで、定常状態のタイヤそれ自身に、高い路面グリップ力の他、高い応答性。制動性能等のすぐれた連動性能を発揮させることができる。   In the safety tire according to the present invention, the flatness of the tire is in the range of 30 to 50%, and the ratio of the cross-sectional height to the cross-sectional width of the tire is reduced, so that the steady-state tire itself has a high road surface grip force. High responsiveness. Excellent interlocking performance such as braking performance can be exhibited.

しかもここでは、タイヤ気室内に充填した中空粒子が、とくにはロードノイズの大きな路面上での定常走行時の、タイヤ気室内の空洞共鳴音を大きく低減させるべくも機能することから、定常走行時の静粛性が一段と向上することになる。   Moreover, since the hollow particles filled in the tire chamber function to greatly reduce the cavity resonance sound in the tire chamber, especially during steady running on a road surface with large road noise, The quietness of this will be further improved.

すなわち、タイヤは、それを、開放した気柱管と仮定すると、以下の式で表わされる固有周波数を有し、この場合、波長λは、(D−R)π/2で表わされることになり、

f=V/λ=2V/(D−R)π
f:タイヤ気室内固有周波数[Hz]
V:音速[m/s]
λ:波長[m]
D:タイヤ外径[m]
R:リム径[m]

タイヤは、その固有周波数f≒250Hz付近に固有の共鳴音(空洞共鳴音)があり、路面の荒れたロードノイズ路等を走行すると路面からの振動で空洞共鳴音が励起されピーク感を持ち、これが静粛性を損ねている。
しかしながら、中空粒子を封入したタイヤでは、中空粒子が封入される事により、空気の量そのものを減らす事が出来、また中空粒子によって、波長が分散され、周波数も分散する事から、ピークが出にくくなり空洞共鳴音が飛躍的に低減することになる。
That is, assuming that it is an open air column tube, the tire has a natural frequency expressed by the following formula, and in this case, the wavelength λ is expressed by (D−R) π / 2. ,

f = V / λ = 2V / (D−R) π
f: Tire chamber natural frequency [Hz]
V: Sound velocity [m / s]
λ: Wavelength [m]
D: Tire outer diameter [m]
R: Rim diameter [m]

The tire has a specific resonance sound (cavity resonance sound) in the vicinity of its natural frequency f≈250 Hz, and when traveling on a road noise road with rough road surface, the cavity resonance sound is excited by vibration from the road surface and has a peak feeling. This impairs silence.
However, in tires encapsulating hollow particles, the amount of air itself can be reduced by enclosing the hollow particles, and the wavelength is dispersed and the frequency is dispersed by the hollow particles. That is, the cavity resonance sound is drastically reduced.

この一方で、タイヤがカット傷等の外傷を受けてパンクした場合には、はじめに、タイヤ気室内の中空粒子が、その傷内へ入り込んで、傷口を閉塞して、気室内圧の急激な低下を抑制する。
その後は、気室内圧の低下に伴うタイヤの撓み変形量の増加の下で、中空粒子は、相互に摩擦して自己発熱し、これに基く、樹脂連続相の軟化および中空部圧力の増加によって体積膨張して、タイヤ気室内圧を、少なくともタイヤのサイド部が接地しなくなるタイヤ気室圧力まで復活させる。これがため、この安全タイヤを装着した車両は、必要とされる距離を十分安全に継続走行することができる。
On the other hand, when the tire is punctured due to an injury such as a cut wound, first, hollow particles in the tire chamber enter the wound, block the wound, and the air chamber pressure rapidly decreases. Suppress.
Thereafter, the hollow particles rub against each other and self-heat under the increase in the amount of deformation of the tire as the pressure inside the air chamber decreases. Based on this, the softening of the resin continuous phase and the increase in the pressure of the hollow part cause the hollow particles to self-heat. Volume expansion causes the tire air chamber pressure to be restored to at least the tire air chamber pressure at which the side portion of the tire does not touch the ground. For this reason, a vehicle equipped with this safety tire can continue to travel sufficiently safely over the required distance.

しかもかかるタイヤでは、タイヤの偏平率を30〜50%として、タイヤサイド部の高さを抑え、そのサイド部の剛性増加をもたらすとともに、そのサイド部に形成したリムガードを、リムのフランジ部に接触させて荷重の支持に寄与させ、併せて、そのリムガードを、サイド部の撓み変形を抑制する補強リブとしても機能させることにより、タイヤ気室内圧が、たとえば、大気圧の近くまで低下した後、その気室内圧が、中空粒子の体積増加に基いて復活されるまでの間等における、安全タイヤの圧潰変形を有効に抑制することができ、これがため、タイヤ気室内圧が、それの最低値近くの値となってから、十分に復活するまでの間にあっても、安全タイヤの、安定にて安全な継続走行を十分に担保することが可能となる。   Moreover, in such a tire, the tire flatness is set to 30 to 50%, the height of the tire side portion is suppressed, the rigidity of the side portion is increased, and the rim guard formed on the side portion is brought into contact with the flange portion of the rim. By allowing the rim guard to function as a reinforcing rib that suppresses the deformation of the side portion, the tire air pressure is reduced to near atmospheric pressure, for example. It is possible to effectively suppress the crushing deformation of the safety tire until the air pressure is restored based on the increase in the volume of the hollow particles. For this reason, the tire air pressure is the lowest value. Even if the value is close to the time when it is fully restored, it is possible to sufficiently ensure the stable and safe continuous running of the safety tire.

これはすなわち、タイヤの偏平率が55%以上では、タイヤの断面高さが高くなって、タイヤ気室内圧の漏出に対し、サイド部、ひいては、タイヤ自体が圧潰変形し易くなる一方で、偏平率が25%以下のタイヤは、断面高さが低くなりすぎて、現実質的には製造困難であることによるものである。   That is, when the tire flatness ratio is 55% or more, the tire has a high cross-sectional height, and the side portion, and thus the tire itself is easily crushed and deformed against the leakage of the pressure in the tire chamber. This is because a tire having a rate of 25% or less has a cross-sectional height that is too low to be practically difficult to manufacture.

そして、タイヤのパンクの後の、タイヤ気室内圧が復活するまでの間の、安全タイヤの走行安定性は、タイヤの断面高さを、たとえば、215/45 R17、215/45 R18、245/40R 18および245/35 R19等のサイズのタイヤのように100mm以下としてタイヤサイド部の、撓み変形に対する剛性を一層高めることでより確実なものとすることができる。
この一方で、タイヤ断面高さ100mmを越えるものとしたときは、タイヤ気室内圧の低速漏出等に対し、圧潰変形が発生し易くなるうれいがある。
The running stability of the safety tire after the tire puncture until the tire air pressure is restored is determined by the tire cross-sectional height, for example, 215/45 R17, 215/45 R18, 245 / It can be made more reliable by further increasing the rigidity of the tire side portion with respect to the bending deformation by setting it to 100 mm or less like tires of sizes such as 40R 18 and 245/35 R19.
On the other hand, when the tire cross-section height exceeds 100 mm, crushing deformation tends to occur easily due to low-speed leakage of the tire chamber pressure.

ところで、安全タイヤのこの走行安定性は、上述したところに代えてもしくは加えて、タイヤサイド部の内面に、横断面形状が三日月状をなす、最大厚みが2〜7mmの範囲の補強ゴムを配置して、その補強ゴムに荷重を負担させる場合にさらに向上させることができ、この場合は、たとえタイヤ内圧の、低速での漏出が生じても、そのタイヤ内圧の減増のいかんにかかわらず、常に安定した継続走行を担保することが可能となす。   By the way, instead of or in addition to the above-described driving stability of the safety tire, a reinforcing rubber having a maximum thickness of 2 to 7 mm and a crescent cross-sectional shape is arranged on the inner surface of the tire side portion. Thus, when the load is applied to the reinforcing rubber, it can be further improved. In this case, even if the tire internal pressure leaks at a low speed, regardless of whether the tire internal pressure decreases or not, It will be possible to guarantee stable continuous driving at all times.

ここで、補強ゴムの最大厚みを2mm未満としたときは、タイヤサイド部の潰れ易さが否めず、一方、7mmを越える厚みとしたときは、タイヤの定常状態の下での、タイヤの上下剛性が高くなりすぎて、乗心地が悪化する他、タイヤ質量が大きくなって、転がり抵抗が大きくなる不利がある。   Here, when the maximum thickness of the reinforcing rubber is less than 2 mm, the tire side portions cannot be easily crushed. On the other hand, when the thickness exceeds 7 mm, the upper and lower sides of the tire under the steady state of the tire There are disadvantages that the rigidity becomes too high and the riding comfort deteriorates, and that the tire mass increases and the rolling resistance increases.

かかるタイヤにおいて、タイヤ気室内への中空粒子の充填率を5Vol%以上80Vol%以下とした場合には、中空粒子による受傷部の閉塞をより適正に行うとともに、パンク時の内圧復活機能を所期した通りに発揮させることができる。   In such a tire, when the filling rate of the hollow particles into the tire chamber is 5 vol% or more and 80 vol% or less, the damaged portion is more appropriately closed by the hollow particles, and the function of restoring the internal pressure at the time of puncture is expected. It can be demonstrated as you did.

またここで、中空粒子の中空部の圧力を、タイヤの使用内圧の70%以上とした場合には、パンクによって、タイヤ気室内圧が大気圧まで低下してなお、中空粒子の、上述したような内圧復活機能の下で、そのタイヤ気室内圧を、タイヤのサイド部が接地しなくなる以上に高めることができる。   Further, here, when the pressure of the hollow part of the hollow particle is set to 70% or more of the use internal pressure of the tire, the pressure in the tire chamber is reduced to the atmospheric pressure due to the puncture, and the hollow particle has the above-described pressure. Under the function of restoring the internal pressure, the tire air pressure can be increased more than the side portion of the tire does not touch the ground.

そしてさらに、タイヤ気室内への充填気体、たとえば、空気、窒素ガスその他の不活性ガス等の、30℃の大気圧下での水蒸気含有率を70%以下としたときは、中空粒子の、タイヤ気室内での円滑なる流動性を担保して、中空粒子に、所期した通りの内圧復活機能をより十分に発揮させることができる。   Furthermore, when the water vapor content at 30 ° C. under atmospheric pressure, such as air, nitrogen gas, or other inert gas, into the tire chamber is 70% or less, hollow tires The smooth fluidity in the air chamber is ensured, and the hollow particle can exhibit the function of restoring the internal pressure as expected.

図1はこの発明の対象となるタイヤ・リム組立体を例示する横断面図であり、図示のこの組立体は、タイヤ1を適用リム2に組付けて、タイヤ1とリム2とで区画されるタイヤ気室3内に規定の内圧を充填してなる。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a tire / rim assembly that is an object of the present invention. This illustrated assembly is divided into a tire 1 and a rim 2 by assembling the tire 1 to an application rim 2. The tire air chamber 3 is filled with a specified internal pressure.

ここにおけるタイヤ1は、ビードコア4を配置した一対のビード部5間にトロイド状に延びる、少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカス6を具えるとともに、そのカーカス6のクラウン域の外周側に配設した、少なくとも一層のベルト層からなるベルト7および、ベルト7のさらに外周側に配設されて踏面を形成するトレッド8を具えてなり、カーカス6のそれぞれの側部部分は、ビードコア4の周りで、タイヤ半径方向の内側から外側に巻き返して固定してなる。   The tire 1 here includes a carcass 6 composed of at least one carcass ply extending in a toroidal shape between a pair of bead portions 5 on which bead cores 4 are disposed, and is disposed on the outer peripheral side of the crown region of the carcass 6. The belt 7 is composed of at least one belt layer, and the tread 8 is disposed on the outer peripheral side of the belt 7 to form a tread. Each side portion of the carcass 6 is provided around the bead core 4. It is fixed by rolling back from the inside in the tire radial direction to the outside.

またここでは、タイヤの断面幅Wに対する断面高さSHの比率として定義することのできるタイヤの偏平率を、たとえば、サイズが225/45 R17、235/45 R17、255/40 R17および245/35 R19等のタイヤのように、30〜50%の範囲とし、さらには、少なくとも一方、図では両方のサイドウォール9の、タイヤ最大幅の近傍位置に、タイヤそれ自身およびリム2を縁石その他から保護するための、たとえば、横断面形状が三角山形状をなす、一条の円環状突条により構成したリムガード10を設ける。
ここでより好ましくは、タイヤ断面高さSHを100mm以下の高さとする。
Also here, the flatness of the tire, which can be defined as the ratio of the cross-sectional height SH to the cross-sectional width W of the tire, for example, the sizes 225/45 R17, 235/45 R17, 255/40 R17 and 245/35 Like tires such as R19, the range is 30 to 50%, and at least one of the side walls 9 in the figure protects the tire itself and the rim 2 from curbstones and the like in the vicinity of the maximum tire width. For example, a rim guard 10 constituted by a single annular protrusion having a triangular mountain shape in cross section is provided.
More preferably, the tire cross-section height SH is set to a height of 100 mm or less.

そしてまた好ましくは、タイヤの、少なくともサイドウォール9の内面に、たとえば、インナーライナとカーカス6との間に位置して、横断面形状が三日月状をなす、最大厚みが2〜7mmの範囲の補強ゴム11をこれも円環状に配設する。
なお、図1中12は、適用リム2のバルブ取付口に装着した給排気バルブを示す。
Further preferably, the tire is reinforced at least on the inner surface of the sidewall 9, for example, between the inner liner and the carcass 6 and having a crescent cross-sectional shape and a maximum thickness in the range of 2 to 7 mm. The rubber 11 is also arranged in an annular shape.
In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a supply / exhaust valve attached to the valve mounting port of the applicable rim 2.

以上このようなタイヤ・リム組立体を用いたこの発明に係る安全タイヤは、図2に幅方向断面図で示すように、タイヤ気室3内に、樹脂よりなる連続相と、独立気泡からなる熱膨張可能な中空粒子13の多数個を加圧下で充填配置してなる。
図中14は、中空粒子13の間に存在する空隙を示す。
As described above, the safety tire according to the present invention using such a tire / rim assembly includes a continuous phase made of resin and closed cells in the tire chamber 3, as shown in a cross-sectional view in the width direction in FIG. A large number of hollow particles 13 that can be thermally expanded are filled and arranged under pressure.
In the figure, reference numeral 14 denotes a void existing between the hollow particles 13.

この中空粒子13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、たとえば粒径が10μm〜500μm程度の範囲の粒径分布を持つ中空体、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よりなる。すなわち、中空粒子13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、その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。なお、この明細書では、中空粒子の、一もしくは複数の独立気泡の内部を『中空部』と表現する。   This hollow particle 13 has 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 small chamber of closed cells. It consists of a spongy structure containing many. That is, the hollow particles 13 are particles that enclose closed closed cells that do not communicate with the outside, and the number of closed cells may be singular or plural. In this specification, the inside of one or a plurality of closed cells of a hollow particle is expressed as a “hollow part”.

また、中空粒子13が独立気泡を有することは、その粒子が独立気泡を密閉状態で内包するための『樹脂製の殻』を有することを指し、さらに、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する。   The hollow particles 13 having closed cells indicate that the particles have a “resin shell” for enclosing the closed cells in a sealed state. Further, the continuous phase of the resin is the “resin”. It refers to the “continuous phase on the composition of the components that make up the shell”. The composition of the resin shell will be described later.

中空粒子13の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内3の内側に充填配置することによって、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共に、タイヤ1の受傷時には、タイヤ気室3内の失った圧力を復活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。   The hollow particle group, which is a large number of the hollow particles 13, is filled and arranged inside the tire chamber 3 together with the high-pressure gas, so that it partially bears the internal pressure of the tire under normal use conditions, and the tire 1 is damaged. Sometimes, it becomes a source for expressing the function of restoring the pressure lost in the tire chamber 3. This “internal pressure restoration function” will be described later.

さて、上述したようなタイヤ・リム組立体のタイヤ1は、偏平率が30〜50%と小さく、また、リムガードを具えているとはいえ、タイヤ気室圧力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、そのサイドウォール9が路面に接地するおそれがあり、それ故に、サイドウォール9の路面との摩擦と、繰り返しの屈曲変形とに起因した発熱によって骨格をなすカーカス6が疲労し、そして、サイドウォール9の摩擦傷が最終的にタイヤ気室内まで貫通することで破壊に到るうれいもある。   Now, the tire 1 of the tire / rim assembly as described above has a small flatness ratio of 30 to 50% and runs with the tire chamber pressure lowered to atmospheric pressure even though it has a rim guard. Then, the tire 1 may be greatly bent by the load, and the side wall 9 may be in contact with the road surface. Therefore, the carcass forming a skeleton by heat generated due to friction with the road surface of the side wall 9 and repeated bending deformation. 6 is fatigued, and the frictional scratches on the sidewall 9 eventually penetrate into the tire chamber, leading to destruction.

そこで、この発明に係る安全タイヤは、外傷によってタイヤ気室3内の気体が漏れ出た際に、傷口を閉塞した上で、失った圧力を回復させて、その後の走行に必要な最低限のタイヤ気室圧力を適正に与えて、タイヤ1の、上述したような故障破壊を防ぐことを主目的とする。   Therefore, when the gas in the tire chamber 3 leaks due to an external injury, the safety tire according to the present invention closes the wound, recovers the lost pressure, and is the minimum necessary for the subsequent traveling. The main purpose is to prevent the failure destruction of the tire 1 as described above by properly applying the tire chamber pressure.

すなわち、タイヤ気室圧力が大気圧まで低下したとしても、中空粒子13に上述の機能を早期に発揮させることによって、タイヤ1が上述したような破壊に至ることを回避することが重要であり、そのためには、中空粒子13を適正に充填して所期した通りに機能させることによって、タイヤ気室3内の圧力を、『少なくともタイヤのサイドウォール9が接地しなくなる圧力またはインナーライナ面同士が接触しなくなる圧力』まで復活させることが肝要である。   That is, even if the tire chamber pressure is reduced to atmospheric pressure, it is important to prevent the tire 1 from being destroyed as described above by causing the hollow particles 13 to exhibit the above-described function early. For this purpose, by appropriately filling the hollow particles 13 and causing them to function as expected, the pressure in the tire chamber 3 can be reduced to “at least the pressure at which the tire sidewall 9 does not contact the ground or the inner liner surfaces. It is important to restore the pressure until it stops touching.

この場合、タイヤ気室3に配置する中空粒子14は、下記式(I)に従う充填率を5Vol%以上80Vol%以下とすることが好ましい。   In this case, it is preferable that the hollow particles 14 disposed in the tire chamber 3 have a filling rate according to the following formula (I) of 5 Vol% or more and 80 Vol% or less.


中空粒子の充填率=(粒子体積値/タイヤ気室容積値)×100・・・・・・(I)
ここで、粒子体積値は、タイヤ気室3に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子間の空隙体積との合計量(cm)である。
また、タイヤ気室容積値は、タイヤ1とリム2との組立体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(cm)を用いて、次式(II)から求めた値(cm)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)
Filling ratio of hollow particles = (particle volume value / tire chamber volume value) × 100 (I)
Here, the particle volume value is the total amount (cm 3 ) of the total volume of all the hollow particles arranged in the tire chamber 3 under the atmospheric pressure and the void volume between the particles.
Further, the tire chamber volume value is obtained when the assembly of the tire 1 and the rim 2 is filled with only air and adjusted to the working internal pressure (kPa), and then the filled air is discharged until the internal pressure becomes atmospheric pressure. It is a value (cm 3 ) obtained from the following formula (II) using the charged air discharge amount (cm 3 ).
Tire chamber volume value = (filled air discharge) / (internal pressure / atmospheric pressure) (II)

なお、式(II)において使用内圧はゲージ圧値(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0[kPa]で表されるが、大気圧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。ここで『使用内圧』とは、前述したように、『自動車メーカーが各車両毎に指定した、装着位置ごとのタイヤ気室圧力値(ゲージ圧力値)』を指す。
In the formula (II), the internal pressure used is a gauge pressure value (kPa), and the atmospheric pressure value is an absolute value (kPa) obtained by a barometer. That is, the atmospheric pressure is represented by 0 [kPa] as a gauge pressure, but since the atmospheric pressure itself fluctuates every day, the absolute value observed from the barometer at that time is used.
Therefore, for example, when the atmospheric pressure at a certain time is 1013 hPa, 101.3 kPa is used as the absolute value of atmospheric pressure in the formula (II). Here, “in-use pressure” refers to “a tire chamber pressure value (gauge pressure value) for each mounting position specified by an automobile manufacturer for each vehicle” as described above.

さらに、中空粒子13の中空部内の圧力は、タイヤ気室の圧力(通常は使用内圧)の少なくとも70%とすることにより、粒子形状が略球形に保たれて粒子の耐久性が保証されるため、中空粒子の中空部内圧力を使用内圧の70%以上とすることが好ましい。   Furthermore, by setting the pressure in the hollow portion of the hollow particles 13 to at least 70% of the pressure in the tire chamber (usually the use internal pressure), the particle shape is maintained in a substantially spherical shape and the durability of the particles is guaranteed. It is preferable that the pressure inside the hollow part of the hollow particles is 70% or more of the working internal pressure.

このように、中空粒子13の中空部内の圧力を所望のタイヤ気室内の圧力に対して70%以上とした中空粒子を、タイヤ気室3内に所定の充填率で配置することにより、たとえば、タイヤ気室3の内圧が大気圧となった状態(つまりパンク状態)で走行した時に、少なくとも、タイヤのサイドウォール9が接地しなくなる、またはインナーライナ面同士が接触しなくなるタイヤ気室圧力まで、タイヤ気室3の圧力を回復させることができる。
以下に、そのタイヤ気室内圧の復活機能を説明する。
Thus, by disposing the hollow particles having a pressure in the hollow portion of the hollow particles 13 of 70% or more with respect to the pressure in the desired tire chamber in the tire chamber 3 at a predetermined filling rate, for example, When traveling in a state where the internal pressure of the tire chamber 3 is atmospheric pressure (that is, a puncture state), at least the tire chamber pressure until the tire sidewall 9 does not come into contact with each other, or the inner liner surfaces do not come into contact with each other, The pressure in the tire chamber 3 can be recovered.
Below, the restoration | recovery function of the tire air chamber pressure is demonstrated.

すなわち、上述した中空粒子群をタイヤ気室内に配置したタイヤ1とリム2との組立体よりなる安全タイヤにあっては、タイヤ1が受傷すると、中空粒子相互間の空隙14に存在するタイヤ気室内の高圧気体がタイヤの外側に漏れ出し、これにより、高圧気体の流出に共連れされた中空粒子13の多数個が受傷部を閉塞して、気室圧力の急激な低下を抑制する。
つまり、受傷部の傷口はタイヤ気室3内の気体が漏れ出る流路となるが、中空粒子13は、その流路内に『圧密』状態で入り込んで多数の粒子13によって流路を詰まらせることができる。
That is, in the safety tire formed by the assembly of the tire 1 and the rim 2 in which the above-described hollow particle group is arranged in the tire chamber, when the tire 1 is damaged, the tire air that exists in the gap 14 between the hollow particles is present. The high-pressure gas in the room leaks to the outside of the tire, whereby a large number of hollow particles 13 that are accompanied by the outflow of the high-pressure gas block the damaged part, and suppress a rapid drop in the pressure in the air chamber.
In other words, the wound of the damaged part becomes a flow path through which the gas in the tire chamber 3 leaks, but the hollow particles 13 enter the flow path in a “consolidated” state and clog the flow path with a large number of particles 13. be able to.

そしてさらに、後述する内圧復活機能によって、タイヤ気室3内の圧力が、たとえば大気圧から増圧されると、タイヤ骨格としてのカーカス6に張力が与えられることにより、傷口の内径は絞り込まれるように減少していくので、傷口内に圧密状態で入り込んだ中空粒子群には、タイヤ気室3内の増圧により、タイヤ側から絞り込まれるように圧縮力が働く。   Further, when the pressure in the tire chamber 3 is increased from, for example, atmospheric pressure by an internal pressure restoration function described later, the tension is applied to the carcass 6 as the tire skeleton so that the inner diameter of the wound is narrowed. Therefore, a compressive force acts on the hollow particle group that has entered the wound in a compacted state so as to be squeezed from the tire side due to the pressure increase in the tire chamber 3.

この場合、中空粒子13は、中空部圧力が高いため、その圧縮力に対して、中空部圧力に基く反力を発生して圧密の度合いを高めることができ、より大きな内径の傷口においても、タイヤ気室3内の気体がほとんど漏れ出さない程度まで傷口を閉塞することができる。
したがって、パンクの原因となった傷口は、瞬時にかつ確実に中空粒子13によって塞がれることになる。
In this case, since the hollow particle 13 has a high hollow part pressure, a reaction force based on the hollow part pressure can be generated against the compressive force to increase the degree of consolidation, and even at a wound with a larger inner diameter, The wound can be closed to such an extent that the gas in the tire chamber 3 hardly leaks.
Therefore, the wound that caused the puncture is instantly and reliably blocked by the hollow particles 13.

この一方で、気室圧力の低下に伴って、タイヤ1の圧潰変形量、いいかえればサイドウォール9を含むタイヤサイド部の撓み変形量が増加して、タイヤ気室容積が減少すると、サイド部の大きな撓みに起因して、タイヤ気室内に配置した中空粒子13は、それの充填率との関連の下で、タイヤ内面とリム内面との間に挟まれながら、圧縮とせん断の入力を受けることになる。これによれば、中空粒子同士が摩擦して自己発熱するために、タイヤ気室3内の中空粒子13の温度が急上昇し、この温度が、中空粒子13の殻部である連続相を形成する樹脂の熱膨張開始温度Ts2(該樹脂のガラス転移温度に相当する)を超えると、該粒子の殻は軟化し始める。   On the other hand, as the air chamber pressure decreases, the amount of crushing deformation of the tire 1, in other words, the amount of flexural deformation of the tire side portion including the sidewall 9 increases, and the tire air chamber volume decreases. Due to the large deflection, the hollow particles 13 arranged in the tire chamber receive compression and shear inputs while being sandwiched between the tire inner surface and the rim inner surface in relation to the filling rate. become. According to this, since the hollow particles rub against each other and self-heat, the temperature of the hollow particles 13 in the tire chamber 3 rises rapidly, and this temperature forms a continuous phase that is the shell of the hollow particles 13. When the thermal expansion start temperature Ts2 of the resin (corresponding to the glass transition temperature of the resin) is exceeded, the shell of the particles starts to soften.

このとき、中空粒子13の中空内部の圧力が使用内圧に準じた高い圧力であることに加え、中空粒子温度の急上昇により中空部内圧力がさらに上昇するために、中空粒子13が一気に容積膨張して粒子周囲の空隙気体を圧縮する事になり、これにより、タイヤ気室3の圧力を、少なくともタイヤのサイドウォール9が接地しなくなるタイヤ気室圧力まで回復させる事ができ、結果として、安全タイヤ、ひいては、それを装着した車両は、必要とされる距離を安全に継続走行することが可能となる。   At this time, in addition to the pressure inside the hollow particles 13 being a high pressure corresponding to the working internal pressure, the hollow portion 13 is further expanded in volume at a stroke because the pressure inside the hollow portion further increases due to a sudden rise in the temperature of the hollow particles. By compressing the void gas around the particles, the pressure of the tire chamber 3 can be recovered to at least the tire chamber pressure at which the tire sidewall 9 is not grounded. As a result, the safety tire, As a result, a vehicle equipped with the vehicle can continuously travel safely over a required distance.

このように、中空粒子13の中空部内の圧力を大気圧以上の高い圧力に設定すれば、内圧復活機能を発現させることができるも、サイドウォール9が接地しないタイヤ内圧までタイヤ気室3の圧力を復活させるには、前述の中空部内の圧力が使用内圧の70%以上である中空粒子13を、5Vol%以上80Vol%以下の充填率の下にタイヤ気室内に配置しておくことが好適である。   Thus, if the pressure in the hollow part of the hollow particles 13 is set to a pressure higher than the atmospheric pressure, the function of restoring the internal pressure can be exhibited, but the pressure in the tire chamber 3 can be increased to the tire internal pressure at which the sidewall 9 does not contact the ground. In order to restore the above, it is preferable that the hollow particles 13 in which the pressure in the hollow portion is 70% or more of the use internal pressure be arranged in the tire chamber under a filling rate of 5 Vol% or more and 80 Vol% or less. is there.

すなわち、中空粒子13の充填率が5Vol%未満であると、受傷部の閉塞は問題なく行えるものの、中空粒子13の絶対量が不足して、サイドウォール9が接地しない、またはインナーライナ面同士が接触しなくなる圧力レベルまでの充分な復活圧力を得る事が難しくなることがある。一方、その充填率が80Vol%を超えると、常用時の高速走行での粒子摩擦による発熱のために、タイヤがパンク等する前に、中空粒子13が膨張開始温度Ts2を超えて膨張してしまうおそれがあり、これによって、タイヤ1のパンク時の内圧復活機能が失われることがある。   That is, if the filling rate of the hollow particles 13 is less than 5 Vol%, the wounded portion can be closed without any problem, but the absolute amount of the hollow particles 13 is insufficient and the side walls 9 are not grounded or the inner liner surfaces are It may be difficult to obtain a sufficient resurrection pressure up to the pressure level at which it does not touch. On the other hand, if the filling rate exceeds 80 Vol%, the hollow particles 13 will expand beyond the expansion start temperature Ts2 before the tire is punctured due to heat generated by particle friction during high-speed running during normal use. There is a fear that the function of restoring the internal pressure when the tire 1 is punctured may be lost.

ところで、このような内圧復活機能を確実に発現させるためには、その機能の発現に先だって、受傷部を確実に閉塞する事が必要になる。すなわち、受傷部の閉塞が不完全であると、復活したはずの圧力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圧力がその後の安全走行に一時的にしか貢献できなくなって、受傷後の走行性能を保証できなくなる。   By the way, in order to reliably develop such an internal pressure restoration function, it is necessary to reliably close the wounded part before the function is manifested. That is, if the wounded part is not completely closed, the pressure that should have been restored leaks from the wounded part, and the pressure obtained by the internal pressure restoration function can only temporarily contribute to safe driving thereafter. The driving performance after injury will not be guaranteed.

中空粒子13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、タイヤが受傷してその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閉塞する。従って、中空粒子13による受傷部の閉塞機能は、安全タイヤの内圧復活機能を支える必須機能である。   Since the hollow particles 13 are particles having a low specific gravity and high elasticity due to the hollow structure, when the tire is damaged and void gas around the hollow particles starts to leak from the damaged portion, the flow is caused by leakage of the void gas. It gets on the wounded area immediately after riding, and the wound of the wounded area is instantly closed. Therefore, the function of closing the damaged part by the hollow particles 13 is an essential function that supports the function of restoring the internal pressure of the safety tire.

以上述べたように、中空粒子13を充填した安全タイヤは、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撓み量の増大により、中空粒子間の摩擦を引き起こすことで中空粒子13の急激な温度上昇とともに中空粒子の膨張による内圧復活を果たし、パンク後の安全走行を実現できる。   As described above, the safety tire filled with the hollow particles 13 causes the friction between the hollow particles 13 by causing friction between the hollow particles due to a decrease in the tire chamber volume and an increase in the amount of tire deflection due to a decrease in the internal pressure after puncture. Along with rapid temperature rise, the internal pressure is restored by expansion of the hollow particles, and safe driving after puncture can be realized.

ここで、中空粒子13の中空部内圧を所望のタイヤ気室内圧に対して70%以上とした中空粒子を、タイヤ気室内に所定の充填率で配置するためには、タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に中空粒子13の多数を収容した耐圧容器から、タイヤ気室に中空粒子並びに高圧気体を充填することが有効である。   Here, in order to dispose the hollow particles whose hollow part internal pressure of the hollow particles 13 is 70% or more with respect to a desired tire air pressure, in the tire air chamber at a predetermined filling rate, It is effective to fill the tire air chamber with the hollow particles and the high-pressure gas from a pressure-resistant container containing a large number of the hollow particles 13 in the high-pressure gas.

この場合、耐圧容器内に中空粒子13および高圧気体を収容することの異義は以下の通りである。
中空粒子13は耐圧容器の内部に高圧気体とともに収容されることになるが、耐圧容器内に高圧気体とともに収容した当初は、中空粒子13の中空部内の圧力(独立気泡内の圧力)は大気圧とほぼ等しく、容器内の圧力より小さいために、粒子の体積は減少する。この時点での中空粒子13の形状は略球形状ではなく、球形状から偏平化して歪んだ形状となっている。
In this case, the different meanings of accommodating the hollow particles 13 and the high-pressure gas in the pressure vessel are as follows.
The hollow particles 13 are accommodated together with the high-pressure gas in the pressure-resistant container. When initially accommodated with the high-pressure gas in the pressure-resistant container, the pressure in the hollow portion of the hollow particles 13 (pressure in the closed cell) is atmospheric pressure. And the volume of the particles is reduced because it is less than the pressure in the container. The shape of the hollow particles 13 at this time is not a substantially spherical shape, but is a flattened shape distorted from a spherical shape.

粒子形状が偏平化して歪んだままの状態で中空粒子13をタイヤ気室に充填すると、それの中空部内の圧力(独立気泡内の圧力)が大気圧とほぼ等しい状態にあるために、タイヤ1が受傷することによって形成されて、中空粒子13が入り込むことで閉塞される傷口の大きさが小さいものだけに限定されることになり、また、中空粒子13がタイヤ外部に噴出することはないにしても、中空粒子13が偏平化して歪んだ形状であるためにミクロな通路が多く発生し、よってタイヤ気室内の気体が漏洩することがある。   When the hollow particles 13 are filled in the tire chamber in a state where the particle shape is flattened and distorted, the pressure in the hollow portion (pressure in the closed cell) is almost equal to the atmospheric pressure, so that the tire 1 It is limited to the small size of the wound that is formed by the wound and is blocked by the hollow particles 13 entering, and the hollow particles 13 are not ejected to the outside of the tire. However, since the hollow particles 13 are flattened and distorted, a lot of micro passages are generated, and thus the gas in the tire chamber may leak.

加えて、その後の走行により、中空粒子13は、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破壊しやすくなる。
すなわち、中空粒子13が偏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、耐久性の面で大きな不利をもたらすことになる。
In addition, the hollow particles 13 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, when the hollow particles 13 are flattened and distorted, the input due to the collision cannot be uniformly dispersed, resulting in a great disadvantage in terms of durability.

この一方で、偏平化して歪んだ中空粒子13は、その中空部内の圧力と容器内の圧力との差により、当初は体積減少した状態にあるも、一定期間にわたって耐圧容器等の内圧に晒し続けることによって、中空粒子13の中空部内の圧力、言い換えれば粒子内の独立気泡内の圧力を、耐圧容器の圧力程度に高めることができる。
すなわち、偏平化した中空粒子13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、偏平化した中空粒子13の中空部内の圧力が、耐圧容器内圧力よりも低くなる傾向にあることから、その圧力差を解消するために、耐圧容器内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ことになる。
On the other hand, the flattened and distorted hollow particles 13 are initially exposed to the internal pressure of the pressure vessel or the like for a certain period of time, although they are initially in a reduced volume due to the difference between the pressure in the hollow portion and the pressure in the vessel. By this, the pressure in the hollow part of the hollow particle 13, in other words, the pressure in the closed cell in the particle can be increased to the pressure of the pressure vessel.
That is, a force to return to the original substantially spherical shape acts on the shell portion of the flattened hollow particle 13, and the pressure in the hollow portion of the flattened hollow particle 13 tends to be lower than the pressure in the pressure vessel. Therefore, in order to eliminate the pressure difference, gas molecules in the pressure vessel pass through the shell of the continuous phase made of resin and permeate into the hollow portion of the particle.

また、中空粒子13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、耐圧容器内(粒子間空隙部)の気体とは異なる場合があり、この場合は、上述したような単なる圧力差だけでなく、気体の分圧差に従いながら、その分圧差を解消するまで耐圧容器内の高圧気体が粒子中空部内へ浸透していく。   Moreover, since the hollow part of the hollow particle 13 is a closed cell and the gas in it is filled with the gas resulting from a foaming agent, it may differ from the gas in a pressure-resistant container (interparticle space | gap part), In this case, not only the simple pressure difference as described above but also the high-pressure gas in the pressure-resistant container permeates into the particle hollow portion until the partial pressure difference is eliminated while following the partial pressure difference of the gas.

このように耐圧容器内の高圧気体は、時間の経過と共に中空粒子13の中空部内へ浸透していくため、その中空粒子内に浸透した分だけ、耐圧容器内の圧力が低下することとなる。
よって、中空粒子13の中空部内に浸透した分を補うために、高圧気体を補充した上で所望の圧力をかけ続けることにより、中空部内圧を所要の圧力に調整した中空粒子を簡易に得ることができる。
As described above, the high-pressure gas in the pressure vessel penetrates into the hollow portion of the hollow particle 13 with the passage of time, so that the pressure in the pressure vessel decreases by the amount permeated into the hollow particle.
Therefore, in order to compensate for the amount of the hollow particles 13 that have permeated into the hollow portion, a hollow particle in which the internal pressure of the hollow portion is adjusted to a required pressure can be easily obtained by replenishing the high pressure gas and then applying a desired pressure. Can do.

中空粒子13の中空部内の圧力は、以上のようにして耐圧容器内(粒子間空隙部)の圧力に近づくことになり、これにより、中空粒子13は、一旦減少した粒子体積を回復して、偏平化されて歪んだ粒子形状から元の略球形状へと回復することになる。この形状回復過程で、中空粒子13の中空部内圧が耐圧容器の内圧力に対して70%以上まで増加することにより、粒子形状は偏平化した状態から略球形へ十分に回復することができ、これによって上述した中空粒子13の耐久性を保証することが出来る。   The pressure in the hollow part of the hollow particle 13 approaches the pressure in the pressure vessel (interparticle void part) as described above, whereby the hollow particle 13 recovers the once reduced particle volume, The flattened and distorted particle shape is restored to the original substantially spherical shape. In this shape recovery process, the hollow part internal pressure of the hollow particles 13 is increased to 70% or more with respect to the internal pressure of the pressure vessel, so that the particle shape can sufficiently recover from a flattened state to a substantially spherical shape, Thereby, the durability of the hollow particles 13 described above can be ensured.

従って、中空粒子13をタイヤ1とは別の耐圧容器内に配置し、粒子間の空隙圧力を所望のタイヤ気室内の使用圧力以上まで高めた状態に保持し、この圧力をかけ続けたまま該耐圧容器内にて適当時間保管したうえで、中空部内の圧力が増加した状態の中空粒子13をその周囲の雰囲気と共にタイヤ気室内に供給することにより、中空粒子13は粒子体積を回復して、粒子形状を略球状に回復しているため、中空粒子を充填後のタイヤの、転動時の繰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、中空粒子の耐久性が損なわれることはない。   Accordingly, the hollow particles 13 are placed in a pressure vessel separate from the tire 1, and the void pressure between the particles is maintained at a level higher than the desired working pressure in the tire chamber, and the pressure is kept applied while the pressure is kept applied. By storing the hollow particles 13 in a state where the pressure in the hollow portion has increased in the pressure chamber and supplying the hollow particles 13 together with the surrounding atmosphere into the tire chamber, the hollow particles 13 recover the particle volume, Since the particle shape has been restored to a substantially spherical shape, fatigue and breakage applied to the particles due to repeated deformation during rolling of the tire after filling the hollow particles can be greatly reduced, and the durability of the hollow particles is impaired. There is nothing.

なお、中空粒子13の耐久性が損なわれない好適範囲は、タイヤ気室3内の圧力が、装着する車両指定内圧等の所望する高圧環境のなかで、中空粒子13の中空部の圧力が所望のタイヤ気室内圧に対して少なくとも70%であり、より好ましくは、80%以上さらには90%以上であり、そして、100%以上と高く設定することがとくに推奨される。   The preferred range in which the durability of the hollow particles 13 is not impaired is that the pressure in the hollow portion of the hollow particles 13 is desired in the high pressure environment in which the pressure in the tire chamber 3 is desired, such as the vehicle designated internal pressure to be mounted. It is particularly recommended that the pressure is at least 70%, more preferably 80% or more, further 90% or more, and 100% or more.

ここで、中空粒子13の、耐圧容器内への適切な保持時間は、中空粒子の殻の部分、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、設定することができる。   Here, the appropriate holding time of the hollow particles 13 in the pressure vessel is determined by the permeability of the void gas to the shell portion of the hollow particles, that is, the continuous phase of the particles, and the separation between the gas in the particle hollow portion and the void gas. It can be set in consideration of the pressure difference.

以上に述べたような、粒子形状および体積の変化過程に則り、耐圧容器内(粒子周囲の空隙部)に充填する気体の種類と圧力とを適宜に選択し、調節することによって、中空粒子の中空部内の圧力を所望の範囲に設定することができる。   In accordance with the change process of the particle shape and volume as described above, the type and pressure of the gas filled in the pressure vessel (the void around the particle) are appropriately selected and adjusted, so that the hollow particles The pressure in the hollow portion can be set to a desired range.

耐圧容器内でこのようにして調整された中空粒子13は、タイヤ気室3内へ供給された段階で、その中空部内の圧力(独立気泡中の気泡内圧力)が、タイヤ気室3内の使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室内に存在することになる結果として、安全タイヤに所要の、上記の内圧復活機能を十分に発揮することができる。   When the hollow particles 13 thus adjusted in the pressure vessel are supplied into the tire chamber 3, the pressure in the hollow portion (the pressure in the bubbles in the closed cells) is increased in the tire chamber 3. While maintaining a high pressure in accordance with the working internal pressure, in other words, it is present in the tire chamber while maintaining the particle volume and the hollow portion pressure, the above-mentioned internal pressure restoration function required for the safety tire is sufficiently obtained. Can be demonstrated.

なお、このような内圧復活機能を有する安全タイヤを得る手段は、上記手法に限定されるものではなく、耐圧容器を用いずに、タイヤ・リム組立体のタイヤ気室を耐圧容器の代替とすることによっても同様の安全タイヤを得ることができる。   The means for obtaining such a safety tire having the function of restoring the internal pressure is not limited to the above method, and the tire air chamber of the tire / rim assembly is replaced with the pressure vessel without using the pressure vessel. A similar safety tire can also be obtained.

さらにまた、上述したような安全タイヤを得るにあたり、タイヤ気室内に充填する高圧気体は、30℃の大気圧下での水蒸気含有率を70%以下に調整することが好適である。
中空粒子13を充填した安全タイヤの転動中は、該タイヤ内の中空粒子13は転動に伴う遠心力によりタイヤクラウン部の内面側で層を形成する。そして、この中空粒子群の層内では、中空粒子同士の摩擦発熱により中空粒子温度が上昇するが、一方で中空粒子13の活発な移動とリム内面側空隙に存在する気体の冷却効果とによって、その熱収支が保たれる結果、中空粒子13の温度は、その膨張開始温度Ts2以下の範囲で安定することになる。
Furthermore, in obtaining the safety tire as described above, it is preferable that the high-pressure gas filled in the tire chamber is adjusted to have a water vapor content of 70% or less under an atmospheric pressure of 30 ° C.
During rolling of the safety tire filled with the hollow particles 13, the hollow particles 13 in the tire form a layer on the inner surface side of the tire crown due to the centrifugal force accompanying the rolling. And in this hollow particle group layer, the hollow particle temperature rises due to frictional heat generation between the hollow particles, on the other hand, due to the active movement of the hollow particles 13 and the cooling effect of the gas present in the rim inner surface side gap, As a result of maintaining the heat balance, the temperature of the hollow particles 13 is stabilized within the range of the expansion start temperature Ts2 or less.

しかしながら、中空粒子群が存在するタイヤ気室内において、その雰囲気気体の温度が高い場合は、中空粒子13の特徴である優れた流動性が低下して、中空粒子13が凝集することがある。
すると、定常走行でのタイヤ転動中に、中空粒子13の相互移動が妨げられる結果、中空粒子同士の摩擦発熱が、限定された領域で生じることになり、加えて、中空粒子13の移動の抑制に伴って冷却能が低下するため、中空粒子群の層内に部分的な蓄熱領域が発生する。この部分的な蓄熱領域では、中空粒子13の膨張開始温度Ts2を超えて膨張する粒子が散発し、中空粒子13の総体積の増加をまねく。これは、空隙体積の減少を意味しており、中空粒子13の相互移動はさらに制約されて冷却能の低下を加速することになり、最悪の場合は、上記蓄熱領域が発生する初期段階でタイヤ気室内の中空粒子温度が一気に上昇し、全中空粒子が膨張開始温度Ts2を超えてしまう結果、タイヤがパンク状態に到った後の内圧復活機能を喪失する場合もある。
However, when the temperature of the atmospheric gas is high in the tire chamber in which the hollow particle group exists, the excellent fluidity that is a characteristic of the hollow particle 13 is lowered, and the hollow particle 13 may be aggregated.
Then, during tire rolling in steady running, the mutual movement of the hollow particles 13 is hindered. As a result, frictional heat generation between the hollow particles occurs in a limited region, and in addition, the movement of the hollow particles 13 Since the cooling capacity decreases with the suppression, a partial heat storage region is generated in the layer of the hollow particle group. In this partial heat storage region, particles that expand beyond the expansion start temperature Ts2 of the hollow particles 13 are scattered, leading to an increase in the total volume of the hollow particles 13. This means that the void volume is reduced, and the mutual movement of the hollow particles 13 is further restricted to accelerate the decrease in cooling capacity. In the worst case, the tire is in the initial stage where the heat storage region is generated. As a result of the hollow particle temperature in the air chamber rising all at once and the total hollow particles exceeding the expansion start temperature Ts2, the function of restoring the internal pressure after the tire has reached the puncture state may be lost.

このような事態を回避するには、定常走行中におけるタイヤ気室内温度が30℃〜70℃程度であることから、その温度域の加減である30℃における水蒸気含有率を、70%以下に調整することが重要である。   In order to avoid such a situation, the tire chamber temperature during steady running is about 30 ° C. to 70 ° C., so the water vapor content at 30 ° C., which is the temperature range, is adjusted to 70% or less. It is important to.

ところで、中空粒子13はその原料である『膨張性樹脂粒子』、すなわちガス成分を液体状態の発泡剤として樹脂に封じ込めた粒子を加熱膨張させ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。
このような加熱膨張によって得られた中空粒子13を、室温から再度加熱すると、その中空粒子13は更なる膨張を開始し、ここに中空粒子の膨張開始温度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を製造し検討を重ねてきた結果、Ts1を膨張特性の指標としてきたが、中空粒子の膨張特性の指標としてはTs2が適切であることを見出すに到った。
By the way, the hollow particles 13 are obtained by heating and expanding the “expandable resin particles” as a raw material, that is, particles encapsulated in a resin using a gas component as a liquid foaming agent. There is a temperature Ts1.
When the hollow particles 13 obtained by such heat expansion are heated again from room temperature, the hollow particles 13 start to expand further, and the expansion start temperature Ts2 of the hollow particles is present here. As a result of producing hollow particles from many expandable resin particles and studying them, the inventors have used Ts1 as an index of expansion characteristics. However, Ts2 is appropriate as an index of expansion characteristics of hollow particles. I came to find out.

すなわち、膨張性樹脂粒子を過熱膨張させる場合における膨張挙動を観察したところ、膨張性樹脂は膨張する前の段階にあるため、中空粒子13の状態に比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ため、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、内部ガスの拡張力が殻部の剛性にうち勝つことができない。よって、Ts1は実際の殻部のガラス転移点よりも高い値を示す。   That is, when the expansion behavior in the case where the expandable resin particles are overheated is observed, the expandable resin is in a stage before expansion, and therefore the particle size is extremely small compared to the state of the hollow particles 13 and is made of resin. Since the thickness of the shell portion is extremely thick, the rigidity as a microcapsule is high. Therefore, even if the continuous phase of the resin shell exceeds the glass transition point in the process of thermal expansion, the expansion force of the internal gas must overcome the rigidity of the shell until the shell is softened to some extent by further heating. I can't. Therefore, Ts1 shows a value higher than the glass transition point of the actual shell.

この一方で、中空粒子13を加熱膨張させる場合には、中空粒子13の殻部の厚さが薄く、中空体としての剛性が低い状態にある。したがって、中空粒子13の加熱膨張の過程では、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、Ts2はTs1より低い位置づけとなる。   On the other hand, when the hollow particles 13 are heated and expanded, the thickness of the shell of the hollow particles 13 is thin, and the rigidity of the hollow body is low. Therefore, in the process of heating and expanding the hollow particles 13, since the continuous phase of the shell part exceeds the glass transition point and starts to expand, Ts2 is positioned lower than Ts1.

そこで、この安全タイヤでは、膨張性樹脂粒径を一旦膨張させてなる中空粒子13の更なる膨張特性を活用する。   Therefore, in this safety tire, the further expansion characteristic of the hollow particles 13 obtained by once expanding the expandable resin particle diameter is utilized.

そこで、この安全タイヤでは、膨張性樹脂粒子を一旦膨張させてなる中空粒子13の更なる膨張特性を活用する。
この場合、中空粒子13のTs2は、90℃以上200℃以下、なかでも110℃以上200℃以下、とくには130℃以上200℃以下であることが好ましい。
すなわち、中空粒子13のTs2が90℃未満では、定常走行時のタイヤ気室内の温度環境下にて膨張するおそれがあるからであり、一方200℃を超えると、パンク受傷後のランフラット走行において、中空粒子13の摩擦発熱に起因する急激な温度上昇が起こっても、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。
Therefore, in this safety tire, further expansion characteristics of the hollow particles 13 obtained by once expanding the expandable resin particles are utilized.
In this case, Ts2 of the hollow particles 13 is preferably 90 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, particularly 110 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, particularly 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
That is, if Ts2 of the hollow particles 13 is less than 90 ° C., there is a risk of expansion in the temperature environment of the tire chamber during steady running, whereas if it exceeds 200 ° C., in the run flat running after puncture damage. Even if the temperature rises due to frictional heat generation of the hollow particles 13, Ts2 may not be reached, and the intended “internal pressure restoration function” may not be fully developed. is there.

次に、中空粒子13の中空部(独立気泡)を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数が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、炭素数が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)

−O−R・・・・・・(III)

(式中のRおよびR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。
Next, the gas constituting the hollow portion (closed cell) of the hollow particle 13 includes nitrogen, air, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms, fluorinated products thereof, and carbon numbers. 2 to 8 alicyclic hydrocarbons and fluorinated products thereof, and the following general formula (III)

R 1 —O—R 2 (III)

(Wherein R 1 and R 2 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms) And at least one selected from the group consisting of ether compounds.

ところで、タイヤ気室3ない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。   By the way, the gas filled in the tire chamber 3 may be air, but when the gas in the particles is not a fluorinated product, a gas not containing oxygen, such as nitrogen or an inert gas, is preferable from the viewpoint of safety. .

なお、独立気泡を有する中空粒子13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』を作製し、これを過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。
The method for obtaining the hollow particles 13 having closed cells is not particularly limited, but a general method is to produce “expandable resin particles” using a foaming agent and to overheat them.
Examples of the foaming agent include a method utilizing vapor pressure such as high-pressure compressed gas and liquefied gas, and a method utilizing a thermally decomposable foaming agent that generates gas by thermal decomposition.

後者の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抑制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特に限定されないが、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。   Many of the latter thermally decomposable foaming agents are characterized by generating nitrogen, and the particles obtained by appropriately suppressing the reaction of the expandable resin particles obtained by foaming by these have mainly nitrogen in the bubbles. It will be a thing. Although it does not specifically limit as this thermally decomposable foaming agent, Dinitroso pentamethylene tetramine, azodicarbonamide, para-toluene sulfonyl hydrazine and its derivative (s), and oxybisbenzene sulfonyl hydrazine can be mentioned suitably.

次に、前者の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となる『膨張性樹脂粒子』を得る手法を説明する。
中空粒子を形成する前記樹脂による連続相を重合する際、炭素数が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、炭素数が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(IV)

−O−R・・・・・・(IV)

(式中のRおよびR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種を発泡剤として高圧下で液化させ、反応溶媒の中に分散させつつ、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前述の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事によって、所望の中空粒子13を得る事ができる。
Next, a technique for obtaining “expandable resin particles” that become hollow particles by utilizing the vapor pressure of the former high-pressure compressed gas and liquefied gas will be described.
When polymerizing a continuous phase of the resin forming the hollow particles, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and fluorinated products thereof, alicyclic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms And its fluorinated compounds, and the following general formula (IV)

R 1 —O—R 2 (IV)

(Wherein R 1 and R 2 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms) In this method, at least one selected from the group consisting of ether compounds represented by the following formula is liquefied under high pressure as a blowing agent and dispersed in a reaction solvent, followed by emulsion polymerization. As a result, it is possible to obtain “expandable resin particles” in which the gas components shown above are contained in the above-mentioned resin continuous phase as a foaming agent in a liquid state, and by heating and expanding the particles, desired hollow particles 13 are obtained. I can get it.

また、前記『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分、帯電防止剤、海面活性剤等をコーティングした上で過熱膨張させることによって目的の中空粒子を得ることもできる。   In addition, the surface of the “expandable resin particles” is coated with an anti-blocking agent such as silica particles, carbon black derivative, antistatic agent, sea surface active agent, and the like to obtain the desired hollow particles by overheating. You can also.

ここで、受傷によりタイヤ気室内力が低下した状態において、該中空粒子13によって必要最小限の内圧を付与するためには、中空粒子13の中空部内に所定圧力で封入された気体が、粒子外部へ漏れ出ないこと、換言すると、中空粒子13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重要である。   Here, in order to apply the necessary minimum internal pressure by the hollow particles 13 in a state where the tire chamber force is reduced due to the damage, the gas sealed in the hollow part of the hollow particles 13 at a predetermined pressure In other words, it is important that the continuous phase of the resin corresponding to the shell portion of the hollow particle 13 has a property that gas is difficult to permeate.

すなわち、連続相を構成する樹脂は、ガスバリア性の高い材質によること、具体的には、アクリロニトリル系重合体、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種からなることが好ましい。これらの材料は、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、安全タイヤに適用して特に有効である。   That is, the resin constituting the continuous phase is made of a material having a high gas barrier property, specifically, it may be composed of at least one of an acrylonitrile polymer, an acrylic copolymer, and a vinylidene chloride copolymer. preferable. These materials are particularly effective when applied to safety tires because they have flexibility as hollow particles with respect to input due to tire deformation.

とりわけ、中空粒子13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13の中空部内の気体が外部に漏れ難く、中空部内の圧力を適切に保持することができる。   In particular, it is preferable to apply any one of an acrylonitrile polymer, an acrylic polymer, and a vinylidene chloride polymer to the continuous phase of the hollow particles 13. More specifically, the polymer constituting the polymer is a polymer selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, methacrylic acid, and vinylidene chloride, preferably an acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate terpolymer, Each of at least one selected from acrylonitrile / methacrylonitrile / methacrylic acid terpolymer is advantageously suitable. Since these materials all have a small gas permeability coefficient and are difficult for gas to permeate, the gas in the hollow portion of the hollow particle 13 is difficult to leak to the outside, and the pressure in the hollow portion can be appropriately maintained.

さらに、中空粒子13の連続相は、30℃におけるガス透過係数が300×10−12(cc・cm/cm・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・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・s・cmHg)以下であることが推奨される。
すなわち、通常の空気入りタイヤにおけるインナーライナ層のガス透過係数は300×10−12(cc・cm/cm・s・cmHg)以下のレベルであって十分な内圧保持機能を有している実状を鑑み、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・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・s・cmHg)以下、さらに好ましくは2×10−12(cc・cm/cm・s・cmHg)以下とすることが推奨される。
Further, the continuous phase of the hollow particles 13 has a gas permeability coefficient at 30 ° C. of 300 × 10 −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 at 30 ° C. of 2 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less is recommended.
That is, the gas permeability coefficient of the inner liner layer in a normal pneumatic tire is a level of 300 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less and has a sufficient internal pressure holding function. In view of the above, the gas permeation coefficient at 30 ° C. of the continuous phase of the particles was set to 300 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less. However, at this gas permeation coefficient level, internal pressure replenishment of about once every 3 to 6 months is necessary. From the standpoint of maintainability, 20 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less, more preferably 2 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less is recommended.

タイヤサイズおよびタイヤ断面高さをパラメータとするとともに、中空粒子の、タイヤ気室内への充填の有無および、充填率を変化させた、実施例タイヤおよび従来タイヤのそれぞれにつき、タイヤ気室内圧の低速漏出時の初期操縦性および、パンク状態の下でのランフラット走行距離を、定常走行時の乗心地性および静粛性とともに、実車走行に基いて求めたところ表1に示す結果を得た。   The tire pressure and the tire cross-section height were used as parameters, and the low pressure of the tire air pressure was measured for each of the example tire and the conventional tire in which the hollow particles were filled in the tire air chamber and the filling rate was changed. The initial maneuverability at the time of leakage and the run-flat mileage under puncture conditions were determined based on actual vehicle travel, along with riding comfort and quietness during steady travel, and the results shown in Table 1 were obtained.

Figure 2006192962

表1に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、従来タイヤに比し、乗心地の低下なしに、各種の性能を有利に向上させることができ、なかでも、中空粒子の充填率が高いほど静粛性、ランフラット走行性を高め得ることが解かる。
Figure 2006192962

According to the results shown in Table 1, all of the example tires can advantageously improve various performances without a decrease in riding comfort as compared with the conventional tires. It can be seen that the higher the value, the higher the quietness and the run-flat driving performance.

この発明の対象となるタイヤ・リム組立体を内圧の充填状態で例示する幅方向断面図である。1 is a cross-sectional view in the width direction illustrating a tire / rim assembly as an object of the present invention in a state of being filled with internal pressure. この発明に係る安全タイヤを例示する幅方向断面図である。1 is a cross-sectional view in the width direction illustrating a safety tire according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤ
2 適用リム
3 タイヤ気室
4 ビードコア
5 ビード部
6 カーカス
7 ベルト
8 トレッド
9 サイドウォール
10 リムガード
11 補強ゴム
12 給排気バルブ
13 中空粒子
14 空隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Applicable rim 3 Tire air chamber 4 Bead core 5 Bead part 6 Carcass 7 Belt 8 Tread 9 Side wall 10 Rim guard 11 Reinforcement rubber 12 Supply / exhaust valve 13 Hollow particle 14 Cavity

Claims (5)

リムガードを具える、偏平率が30〜50%の範囲のタイヤを適用リムに装着し、この適用リムとタイヤとで区画されるタイヤ気室内に、樹脂よりなる連続相と、それに囲まれた独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子の多数個を加圧下で封入してなる安全タイヤ。   A tire having a rim guard with a flatness ratio in the range of 30 to 50% is mounted on the applied rim, and a continuous phase made of resin is provided in the tire chamber partitioned by the applied rim and the tire, and the independent is surrounded by it. A safety tire in which a large number of thermally expandable hollow particles composed of bubbles are sealed under pressure. タイヤ断面高さを100mm以下としてなる請求項1に記載の安全タイヤ。   The safety tire according to claim 1, wherein the tire cross-sectional height is 100 mm or less. タイヤの、少なくともサイド部の内面に、横断面形状が三日月状をなす、最大厚みが2〜7mmの範囲の補強ゴムを配設してなる請求項1もしくは2に記載の安全タイヤ。   The safety tire according to claim 1 or 2, wherein a reinforcing rubber having a crescent cross-sectional shape and a maximum thickness of 2 to 7 mm is disposed on at least an inner surface of a side portion of the tire. 中空粒子の、タイヤ気室内への、下記式(I)に従う充填率を5Vol%以上80Vol%以下とし、中空粒子の中空部圧内を、タイヤの使用内圧の70%以上とするとともに、中空粒子の膨張開始温度(Ts2)を90〜200℃の範囲としてなる請求項1〜3のいずれかに記載の安全タイヤ。

中空粒子の充填率=(粒子体積値/タイヤ気室容積値)×100・・・・・・(I)
ここで、
粒子体積値:タイヤ気室に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子間の空隙体積との合計量(cm
タイヤ気室容積値:タイヤとリムとの組立体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(cm)を用いて、次式(II)から求めた値(cm
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圧値(kPa)を、大気圧値は気圧計による絶対値(kPa)を用いる。
The filling rate of the hollow particles into the tire chamber according to the following formula (I) is set to 5 Vol% or more and 80 Vol% or less, and the hollow portion pressure inside the hollow particles is set to 70% or more of the use internal pressure of the tire. The safety tire according to any one of claims 1 to 3, which has an expansion start temperature (Ts2) of 90 to 200 ° C.
Filling ratio of hollow particles = (particle volume value / tire chamber volume value) × 100 (I)
here,
Particle volume value: The total amount of the total volume of all hollow particles arranged in the tire chamber under atmospheric pressure and the void volume between the particles (cm 3 )
Tire chamber volume value: After filling the tire and rim assembly with only air and adjusting it to the internal pressure (kPa), the amount of air discharged when the internal air is discharged until the internal pressure reaches atmospheric pressure ( cm 3 ), the value obtained from the following formula (II) (cm 3 )
Tire chamber volume value = (filled air discharge) / (internal pressure / atmospheric pressure) (II)
In the formula (II), the internal pressure used is a gauge pressure value (kPa), and the atmospheric pressure value is an absolute value (kPa) obtained by a barometer.
タイヤ気室内への充填気体の、30℃の大気圧下での水蒸気含有率を70%以下に調整してなる請求項1〜4のいずれかに記載の安全タイヤ。   The safety tire according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas content in the tire chamber is adjusted to a water vapor content of 70% or less under an atmospheric pressure of 30 ° C.
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