JP4166515B2

JP4166515B2 - 安全タイヤの製造方法

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Publication number: JP4166515B2
Application number: JP2002174457A
Authority: JP
Inventors: 光司大谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP2004017436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外傷を受けた後も通常の走行を可能とする安全タイヤの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、例えば乗用車用タイヤにおいては、タイヤ内部にゲージ圧で１５０ｋＰａから２５０ｋＰａ程度の圧力下に空気を封じ込めて、タイヤのカーカスおよびベルト等のタイヤ骨格部に張力を発生させ、この張力によって、タイヤへの入力に対してタイヤの変形並びにその復元を可能としている。すなわち、タイヤの内圧が所定の範囲に保持されることによって、タイヤの骨格に一定の張力を発生させて、荷重支持機能を付与するとともに、剛性を高めて、駆動、制動および旋回性能などの、車両の走行に必要な基本性能を付与している。
【０００３】
ところで、この所定の内圧に保持されたタイヤが外傷を受けると、この外傷を介して空気が外部に漏れ出してタイヤ内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態となるため、タイヤ骨格部に発生させていた張力はほとんど失われることになる。すると、タイヤに所定の内圧が付与されることによって得られる、荷重支持機能や、駆動、制動および旋回性能も失われる結果、そのタイヤを装着した車両は走行不能に陥るのである。
【０００４】
そこで、パンク状態においても走行を可能とする、いわゆる安全タイヤについて多くの提案がなされている。例えば、自動車用の空気入り安全タイヤ及びリム組立体としては、二重壁構造を有するもの、タイヤ内に荷重支持装置を配設したもの、タイヤサイド部を補強したものなど種々のタイプのものが提案されている。これらの提案の内、実際に使用されている技術としては、タイヤのサイドウォール部を中心にショルダー部からビ−ド部にかけての内面に比較的硬質のゴムからなるサイド補強層を設けたタイヤがあり、この種のタイヤは主にへん平比が６０％以下の、いわゆるランフラットタイヤとして適用されている。
【０００５】
しかし、サイド補強層を追加する手法は、タイヤ重量を３０％から４０％も増加してタイヤの縦ばね定数を上昇するため、転がり抵抗の大幅な悪化とパンク前の通常走行時の乗り心地性低下をまねく不利がある。従って、通常走行時の性能、燃費および環境に悪い影響を与えることから、未だ汎用性に乏しい技術である。
【０００６】
一方、タイヤ断面高さの高い、へん平比が６０％以上の空気入りタイヤにおいては、比較的高速かつ長距離の走行によるサイドウォール部の発熱を避けるために、リムに中子などの内部支持体を固定してパンク時の荷重を支持する構造とした、ランフラットタイヤが主に適用されている。
【０００７】
しかし、パンク後のランフラット時にタイヤと内部支持体との間で発生する、局所的な繰り返し応力にタイヤが耐えることができずに、結果としてパンク後の走行距離は１００ｋｍから２００ｋｍ程度に限定されていた。加えて、内部支持体をタイヤ内部に配置してからタイヤをリムに組み付ける作業は、煩雑で長時間を要することも問題であった。この点、リムの幅方向一端側と他端側とのリム径に差を設けて、内部支持体を挿入し易くした工夫も提案されているが、十分な効果は得られていない。
【０００８】
なお、内部支持体をそなえるランフラットタイヤのパンク後走行距離を延ばすには、骨格材を追加してタイヤ構造をより重厚にすることが有効であるが、骨格材を追加した分、通常使用時の転がり抵抗や乗り心地性が悪化するため、この手法を採用することは現実的ではない。
【０００９】
さらに、これらの従来技術の安全タイヤは、通常のアスファルト路面や、不整地路面等の摩擦係数がある程度高い路面では、パンク後の走行能力をある程度発揮できる。しかしながら、冬期の氷路や雪路に代表される摩擦係数の低い路面では、パンクしたタイヤが駆動輪ではなく遊輪であった場合、大きな欠点を露呈することとなる。すなわち、パンク前の状態では、当然タイヤの撓みが小さく、円に近い形状を保っているため、発進時に駆動輪から発生する駆動力によって車両が動き始めたとき、車両の動きに伴って遊輪が転動を始める。ところが、パンク後の状態では、タイヤの撓みが大きく、円形状からは逸脱した形状となる。遊輪は、ホイールが自ら転動できない、すなわち駆動力を出せない車輪であるため、遊輪の転動は、車両の動きと路面の摩擦係数に依存する事となる。よって摩擦係数の低い路面では、車両が動き始めても、路面の摩擦係数が低いために、パンクにより大きく撓んで円形状から逸脱したタイヤは、接地踏面内で大きな滑りを発生し、転動することなく引きずられながら車両と共に移動することとなる。その理由は、接地踏面内での接地圧力分布が、パンク前の比較的均一な状態に比して、大きな撓み変形と共に極端に不均一になるからである。このような状況は、発進時のみではなく、制動時にも発生する。よって、あらかじめ車両に搭載された機能である摩擦係数の低い路面で安全な走行を補完するための「駆動力調整機能（トラクションコントロールシステム）」や、制動時のタイヤロックを回避する「制動力調整機能（アンチロックブレーキシステム）」などが充分に発揮しないばかりか、誤作動を起こし、車両が制御不能に陥る危険性をはらんでいるのである。特に、前輪が遊輪かつ操舵輪であり、後輪が駆動輪である車両においては、前輪がパンクすると操舵性が極端に低下し、大変危険な状態に陥る事は言うまでもない。
【００１０】
また、タイヤとこれに組付けるリムとの組立体の内部空洞へ独立気泡を有する発泡体を充填したタイヤが、例えば特開平６−１２７２０７号公報、特開平６−１８３２２６号公報、特開平７−１８６６１０号公報および特開平８−３３２８０５号公報などに記載されている。これらに提案されたタイヤは、主に農耕用タイヤ、ラリー用タイヤ、二輪車用タイヤおよび自転車タイヤなど特殊な、または小型のタイヤに限定されるものである。従って、乗用車用タイヤやトラックおよびバス用タイヤなど、とりわけ転がり抵抗や乗り心地性を重視するタイヤへの適用は未知数であった。そしていずれの発泡体も発泡倍率が低いために、気泡を有する発泡体のわりには重量が大きく、振動乗り心地性や燃費の悪化を避けられない上、その独立気泡内部は大気圧であるため、従来タイヤの高圧空気の代替とするには機能的に不十分であった。
【００１１】
さらに、特許第２９８７０７６号公報には、発泡体充填材を内周部に挿入したパンクレスタイヤが開示されているが、気泡内圧が大気圧に極めて近いことによる不利に加え、発泡体がウレタン系であるために、ウレタン基の分子間水素結合に起因するエネルギーロスが大きく、自己発熱性が高い。よって、ウレタン発泡体をタイヤ内に充填した場合、タイヤ転動時のくり返し変形により、発泡体が発熱し大幅に耐久性が低下する。また、気泡を独立して形成するのが難しい素材を用いているため、気泡が連通しやすくて気体を保持することが難しく、所望のタイヤ内圧（荷重支持能力又はたわみ抑制能力、以下同様）を得られない不利がある。
【００１２】
さらにまた、特開昭４８−４７００２号公報には、独立気泡を主体とする多気泡体の外周をゴムや合成樹脂等の厚さ０．５〜３ｍｍの外包皮膜で一体的に包被密封した膨張圧力気泡体の多数をタイヤ内に充填し、該タイヤを規定内圧に保持した、パンクレスタイヤが提案されている。この技術は、発泡体の気泡内気圧を常圧より高くするために、膨張圧力気泡体となる独立気泡体形成配合原料中の発泡剤配合量をタイヤ内容積に対して、少なくとも同等以上の発生ガスが発生する発泡剤配合量に設定しており、これによって通常の少なくとも空気入りタイヤと同様の性能を目指している。
【００１３】
上記技術では、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸を防ぐために、外包皮膜で一体的に包被密封しているが、この外包皮膜の材料として例示されているものは、自動車用チューブまたは該チューブ形成用配合物のような材料のみである。つまり、タイヤチューブ等に用いられる、窒素ガス透過性の低いブチルラバーを主体とした軟質弾性外包皮膜にて包被密封を施し、これらの多数をタイヤ内に充填している。製法としては、軟質弾性外包皮膜として未加硫のタイヤチューブを、膨張圧力気泡体として未加硫の独立気泡体形成配合原料を用い、これらの多数をタイヤとリムの組立体の内部に配置後、加熱により発泡させ、発泡体充填タイヤを得ている。発泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気は、リムに開けられた排気小孔から自然排気される。
【００１４】
ここで、乗用車用タイヤの内圧は、一般的に常温における１５０〜２５０ｋＰａ程度に設定されるため、上記の発泡体充填タイヤを製造するには、その加硫成形の加熱時（１４０℃程度）の状態において、絶対圧で上記内圧の約１．５倍程度になっているものと、気体の状態方程式から推定される。ところが、この程度の圧力レベルでは、加硫圧力不足をまねいてブローンが発生するのを避けることは出来ない。このブローン現象を回避するためには、発泡剤配合量を大幅に増加して発泡による発生圧力を高めたり、加熱温度を高める必要がある。しかしながら、発泡剤配合量を増加する手法は、発泡剤配合量の増加により常温時の内圧が３００ｋＰａを大きく超えてしまうため、従来の空気入りタイヤの代替品とするのは困難であった。また、加熱温度を高める手法は、熱老化によるタイヤのダメージが大きくなってタイヤの耐久性を大幅に悪化させるため、長期使用における耐久性に問題が生じる。一方、タイヤおよびリム組立体の内部には、軟質弾性外包皮膜に包まれた膨張圧力気泡体が多数配置されているが、上記ブローンが発生した軟質弾性外包皮膜同士の摩擦、タイヤ内面およびリム内面との摩擦等、耐久性面での問題が大きい。以上から上記の問題は、膨張圧力気泡体の形状が一体的なドーナツ形状をとるのとは異なり、分割された多数の膨張圧力気泡体を配置することに起因する大きな欠点とも言える。また、リムに開けられた排気小孔は、膨張圧力気泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気を自然排気するためには有効であるものの、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸経路となってしまうため、長期間の使用に耐えうるものではない。
【００１５】
さらに、軟質弾性外包皮膜として、タイヤチューブ等の、窒素ガス透過性が小さいブチルラバーを主体とした配合組成物を用いているが、ブチルラバーは加硫反応速度が極めて遅いために、反応を完結させるためには、１４０℃程度の温度では多大なる加熱時間を必要とする。このことは、軟質弾性外包皮膜の架橋密度不足を意味し、軟質弾性外包皮膜の剥離発生の一要因になることはいうまでもない。また、加熱時間の延長は、前述した熱老化によるタイヤのダメージを更に大きくするため、耐久性の低下を避けられず、得策とはいえない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
かような技術的背景の下、通常走行時における転がり抵抗および乗り心地性を犠牲にすることなしに、タイヤ受傷後にあっても安定した走行が可能となる安全タイヤの提供が希求されていたのである。
そこで、この発明は、上記の要求を満足する安全タイヤの提供を可能とする、安全タイヤの新規な製造方法について提案することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1)タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部に発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、適用リム装着後のタイヤに管を介して連結し、該タイヤの内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器からタイヤ内部へ移送し、タイヤの内部に発泡性組成物を配置し、その後タイヤの内圧を低下させてから前記管をタイヤから外すことを特徴とする安全タイヤの製造方法。
【００１８】
(２)タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部を、さらに複数室に分割すると共に、その少なくとも一室に、発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、適用リム装着後のタイヤの発泡性組成物を配置する室に管を介して連結し、該室の内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器からタイヤ内部の室への移送し、室内部に発泡性組成物を配置し、その後タイヤの内圧を低下させてから前記管をタイヤから外すことを特徴とする安全タイヤの製造方法。
（３）上記（１）または（２）において、前記管の分岐に設けたフィルターおよび圧力封止弁を介して、タイヤの内圧を低下させることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
【００１９】
(４)タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部を、さらに複数室に分割すると共に、その少なくとも一室に、発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、中空リング体に管を介して連結し、該中空リング体の内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器から中空リング体へ移送し、中空リング体内部に発泡性組成物を配置し、その後中空リング体の内圧を低下させてから前記管を中空リング体から外し、該中空リング体を適用リム装着前のタイヤ内部に組み込んだのち、タイヤを適用リムに装着することを特徴とする安全タイヤの製造方法。
（５）上記（４）において、前記管の分岐に設けたフィルターおよび圧力封止弁を介して、中空リング体の内圧を低下させることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
【００２０】
(６) 上記（１）ないし（５）のいずれかにおいて、差圧が１００ｋＰａ以上であることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
【００２１】
・上記（１）ないし（６）のいずれかにおいて、発泡性組成物は、発泡剤を封入した粒子から成ることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、この発明が対象とする安全タイヤについて、その幅方向断面を示す図１及び図２に基づいて説明する。
すなわち、図１の安全タイヤは、タイヤ１を適用リム２に装着し、該タイヤ１と適用リム２とで区画されたタイヤ１の内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる、発泡性組成物３を配置して成る。なお、タイヤ１は、各種自動車用タイヤ、例えば乗用車用タイヤなどの一般に従うものであれば、特に構造を限定する必要はない。例えば、図示のタイヤは一般的な自動車用タイヤであり、１対のビード部４間でトロイド状に延びるカーカス５のクラウン部に、その半径方向外側へ順にベルト６およびトレッド７を配置して成る。なお、図において、符号８はインナーライナー層および９は発泡性組成物３周囲の空隙である。
【００２３】
上記発泡性組成物３は、略球形状の樹脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、例えば径が１０μｍから５００μｍ程度の中空体、あるいは独立気泡による小部屋の多数を含む海綿状構造体である。すなわち、該発泡性組成物３は、外部と連通せずに密閉された独立気泡を内包する粒子であり、該独立気泡の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。この粒子が独立気泡を有することは、該粒子が独立気泡を密閉状態で内包する樹脂製の殻を有することである。上記の樹脂による連続相とは、この樹脂製の殻を構成する成分組成上の連続相を指す。
【００２４】
この発泡性組成物３を内部に配置したタイヤが受傷すると、発泡性組成物３とともにタイヤに車両によって指定される内圧を付与していた発泡性組成物３相互間の空隙９に存在する気体がタイヤの外側に漏れ出る結果、タイヤとリムとの組立体の内圧はタイヤの外側と同程度の圧力に低下する。そして、この内圧低下の過程において、次の事がタイヤ内で起こっている。
【００２５】
まず、タイヤが受傷し内圧が低下し始めると、発泡性組成物３が受傷部を封止し、急激な内圧低下を抑制する。その一方、タイヤ内圧の低下に伴いタイヤの撓み量は増加し、タイヤとリムとの組立体の内容積が減少する事によって、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した発泡性組成物３の総体積に近づいてくる。さらにタイヤ内圧が低下すると、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した発泡性組成物３の総体積とほぼ同等の状態にまで減少する。この状態からは、発泡性組成物３そのものが直接的に荷重を負担することとなり、その後の走行に必要な最低限のタイヤ撓み量を保持することとなる。一方、上記の車両によって指定される内圧（以下、車両指定内圧という）下で存在していた発泡性組成物３の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記の車両指定内圧に準じた圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子総体積を保持したままタイヤとリムとの組立体内に存在する事となる。よって、さらにタイヤが転動する事により、発泡性組成物３そのものが直接的に荷重を負担しつつ粒子同士が摩擦を引き起こし自己発熱するために、タイヤとリムとの組立体内の粒子の温度が急上昇する。すると、発泡性組成物３の熱膨張開始温度を越え、発泡性組成物３の独立気泡中の気泡内圧力が車両指定内圧に準じた圧力であるのに加え、発泡性組成物３温度の急上昇によりさらに気泡内圧力が上昇しているために、発泡性組成物３が一気に体積膨張しタイヤ内圧を受傷前に近い状態まで復活させる事ができるのである。
【００２６】
上記の状態は、発泡性組成物３が直接的に荷重を負担することで走行に必要な最低限のタイヤ内圧を与えている状態である。この状態でのタイヤの撓みは比較的小さく、従来技術による安全タイヤに比して円形状を保つ事ができ、よって接地踏面内の接地圧力分布が比較的均一な状態を保つ事ができるために、例えばスタッドレスタイヤなどの冬期路面走行を主体としたタイヤに、上記の発泡性組成物３中空粒子を充填した本発明のタイヤにあっては、タイヤ受傷後であってもスタッドレスタイヤのもつ基本的な性能を低下させる事はない。すなわち、氷雪路等での摩擦係数の低い路面にあっても、駆動性、制動性、旋回性などの操縦性能を悪化させることが少なく、走行不能に陥る事はない。
【００２７】
以上の効果は、タイヤの内側に発泡性組成物３を配置することにより得られるから、タイヤ構造自体を規制する必要はなく、汎用のタイヤ、そして汎用のリムを活用して、新たに安全タイヤを提供できる。
【００２８】
また、図２に示す安全タイヤは、タイヤ１を適用リム２に装着し、該タイヤ１と適用リム２とで区画されたタイヤ１の内部を複数室、図示例ではそれぞれタイヤ１の周方向に連続する2つの室１ａおよび１ｂに分割し、これら室の少なくとも一室、図示例で室１ａに空気や窒素などの気体を充填すると共に、残りの少なくとも一室、図示例で室１ｂに、上記した発泡性組成物３を配置して成る。
【００２９】
なお、タイヤ１の室１ａおよび１ｂを区画する隔壁９には、通常のチューブと同じブチルゴムの一層構造でもよいが、図３にしめすように、隔壁９を熱可塑性樹脂組成物による外層９ａと、ゴム弾性体からなる内層９ｂとからなるラミネート構造とすることも可能である。ここで、図３における、符号10は、隔壁９部分をリム２周りに組み付ける際に、該リムのフランジを落とし込むための凹所からなるドロップ部である。すなわち、隔壁９部分を後述のように中空リング体としてタイヤ１内部に組み込む際、リム径よりも小径とした中空リング体を用いて、中空リング体そのものがリムを締め付けることによって、リムに中空リング体を固定している。従って、リムベースより大径のフランジを中空リング体が通過するためのドロップ部10が必要になるのである。
【００３０】
この図２または図３に示す安全タイヤは、受傷すると室１ａ内の気体が外部へ散逸するものの、この気体の散逸後に生じた圧力差によって発泡性組成物３が膨張する結果、限定された距離を走行可能とするに足る内圧、つまりたわみ抑制能力並びに荷重支持機能を複合体が発現することができるため、ランフラットタイヤとして十分な性能を有するものとなる。
【００３１】
以上の構成を有する安全タイヤは、この発明の方法に従って製造することができる。すなわち、リム装着後のタイヤの内部または隔壁で区画した室内に発泡性組成物を直接配置するか、または図２および図３の例では発泡性組成物を内部に配置した中空リング体（すなわち隔壁）を、リム装着前のタイヤの内部に設置することにより得られる。
【００３２】
ここで、発泡性組成物を、リム装着後のタイヤ内部、あるいは中空リング体の内部に充填するには、ダイヤフラムポンプ等を用いた圧入充填法が選択されるのが通例である。しかしながら、特に発泡性組成物が流動性の劣る粉粒体の場合に、かような手法を用いると、配管内において発泡性組成物が圧密現象を引き起し、発泡性組成物の移送が行えなくなるという問題が発生する。この圧密現象は、発泡性組成物の移送系において固気比、すなわち移送される流体に含まれる固体成分Ｖ_Ｓ（リットル）と気体成分Ｖ_Ｇ（リットル）との比Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｇが上昇するために発生するものである。これを回避するためには、予め固気比を極めて低くしておくことが有効であるが、固気比の低下は、言い換えるなら移送効率が極端に低下することを示している。従って、生産性を著しく阻害するため、この手法を採用することは難しい。
【００３３】
一方、固気比を変化させない移送手法としては、吸引充填法が挙げられる。吸引充填法は、タイヤの内部、あるいは中空リング体の内部に通ずる開口部を複数箇所に設け、一方の開口部より内部の空気を吸引し、その空気の流れに乗じて、他方の開口部より発泡性組成物の充填を行うものである。この手法の場合、固気比一定のまま充填が行えるため、圧密現象を回避することが可能である。しかしながら、複数箇所の開口部を必要とすることから、特に安全タイヤへの適用に特殊な専用ホイールの使用が前提となり、実現性に乏しい。
【００３４】
そこで、発明者は、固気比の変化に着目し、開口部が一箇所でありながら発泡性組成物を圧密させることなく充填する方法について鋭意研究した結果、生産性をも向上させ得る、この発明の方法を導くに到ったのである。
【００３５】
次に、この発明の基本原理を、リム装着後のタイヤの内部に発泡性組成物を充填する場合を例に説明する。
すなわち、図４に示すように、リム２に装着されたタイヤ１と、発泡性組成物11が充填された耐圧容器12とを管13によって連結し、タイヤの内圧に比して耐圧容器12の内圧を高く設定しておく。このとき、管13の中間にボールバルブなどの圧力封止弁14を設置し、両者間の圧力差が平衡に達しないようにしておく。次いで、圧力封止弁14を開放すると、耐圧容器12の内圧とタイヤの内圧との差（以下、差圧という）によって、耐圧容器12内の高圧気体がタイヤ１内へと流れ込み、その気流に乗せて発泡性組成物11を移送し、タイヤ１の内部に発泡性組成物11を配置する。
【００３６】
なお、管13からの分岐に設けたフィルター15および圧力封止弁16は、発泡性組成物11を充填完了後にタイヤ内圧を低下する際に用いる。つまり、所定量の発泡性組成物11がタイヤ１内部に配置された後、圧力封止弁14を閉じることによって、発泡性組成物11の移送が完了する。この時点では、タイヤ１内部の圧力は高いため、管13をタイヤ１から取り外すことができない。そこで、フィルター15に通じる圧力封止弁16を開放することにより、タイヤ１内部に配置された発泡性組成物11を漏洩させることなく、タイヤ内圧を大気圧にまで低下させることが可能となる。
【００３７】
ここで、圧密の支配因子である固気比を詳細に考察してみる。移送中は、耐圧容器12〜タイヤ１間に圧力勾配が発生している。従って、移送中の気体は、タイヤに近づくにつれ圧力が減少し、同時にその体積を増加させてゆくことになる。一方、発泡性組成物11の連続相、つまり樹脂製の殻は、常温（Ｔ_ｇ：ガラス転移点以下）においてはガラス状態であるため、周囲の圧力変動に呼応して体積変化を生じることはない。たとえ、その内部に高圧ガスを封入していたとしても、発泡性組成物11の体積変化は極めて微小で、実質的にその変化が固気比に影響を与えることはないため、タイヤに近づくほど気体成分のリッチな、つまり固気比の小さな状態となる。最終的には、圧力平衡に達した時点で発泡性組成物11の移送は停止するが、上記の基本原理により、この発明の手法は、開口部が一箇所であっても圧密が発生せず、良好な充填効率を発揮することができる。更に、従来の充填手法よりも、非常に速い移送速度を得ることが可能となる。
【００３８】
また、この発泡性組成物の移送時の差圧は、１００ｋＰａ以上であることが好ましい。なぜなら、耐圧容器12からタイヤ内部への発泡性組成物の移送速度は、耐圧容器12およびタイヤの差圧に依存するため、この差圧が１００ｋＰａ以下では移送効率の低下が著しい上、前述の基本原理から明らかなように、圧密を回避するためには固気比を低下せしめる必要が有るが、圧力差が１００ｋＰａ以下では充分な圧力勾配が得られない為、固気比の低下が不十分で圧密を引き起しやすい。
【００３９】
以上の説明では、リム装着後のタイヤ内部に発泡性組成物を移送して配置する例を示したが、先に図２または図３に示したタイヤ内部の複数室の少なくとも一室に発泡性組成物を移送して配置する場合は、当該室に、発泡性組成物11が充填された耐圧容器12を管13によって連結し、上記したように差圧による発泡性組成物11の移送を行えばよい。あるいは、発泡性組成物11を配置する室を区画している隔壁を、中空リング体で構成し、この中空リング体の内部に予め、上記と同様の手法で発泡性組成物11を充填してから、この中空リング体を、リム装着前のタイヤ内に組み込み、その後リムにタイヤを装着することによっても、安全タイヤの製造が実現できる。
【００４０】
【実施例】
図４に示したところに従って、内容積５０リットルの耐圧容器12下部に設けられた排出口12ａと、５．５Ｊ−１３のリムに装着後の１７５／７０Ｒ１３の乗用車用タイヤのタイヤバルブとを耐圧ホース（管）13にて連結した。このとき、タイヤバルブのコアは取り除いておいた。なお、耐圧ホース13の中間部にはボールバルブ（圧力封止弁）14を設置し耐圧容器12およびタイヤ１間を分断し、さらにタイヤ側の耐圧ホース13は途中で分岐しており、一方はタイヤ１のバルブに、他方はフィルター15を経由した後、ボールバルブ（圧力封止弁）16にて封止されている。
【００４１】
ここで、耐圧容器12内に、発泡性組成物としてアクゾノーベル社製の発泡中空バルーン（商標名：エクスパンセル０９２ＤＥ１２０）を４００ｇ充填した後、タンク内を絶対圧で５００ｋＰａまで加圧したが、耐圧ホースの中間部に挿入したボールバルブ14により発泡中空バルーンがタイヤ１内に流入することはない。このときのタイヤ内圧は大気圧（１００ｋＰａ）である。その後、ボールバルブ14を開放し、耐圧容器12内の発泡中空バルーンをタイヤ内に移送して配置した。
【００４２】
発泡中空バルーン４００ｇが全てタイヤ内への移送が完了した後、ボールバルブ13を閉め、次いでボールバルフ16を開放した。ここで、ボールバルブ16を開放すると、タイヤ内の高圧エアーは漏洩するが、ボールバルブ16以前に設置されたフィルター15により、発泡中空バルーンがタイヤ外に出てくることはない。この操作により、タイヤ内の圧力が大気圧にまで戻った後、タイヤバルブから耐圧ホース13を抜き、バルブコアを装着すれば、安全タイヤがえられる。
以上の工程において、発泡中空バルーン４００ｇがタイヤ内に移送されるのに要する時間を測定し、充填性の評価メジャーとした。
【００４３】
また、比較として、前述と同様にリム装着後のタイヤにおいてタイヤバルブを一個増設し、合計二個のタイヤバルブＢ１およびＢ２を用いて吸引充填法を行った。すなわち、図５に示すように、発泡中空バルーンがタイヤ内に残留するように、一方のタイヤバルブＢ１にはフィルターを装着した。他方のタイヤバルブＢ２はホース13に連結されており、発泡中空バルーン11：４００ｇが満たされた耐圧容器12に導入されている。ここで、吸引ポンプを用いて、タイヤバルブＢ１からタイヤ内のエアーを吸引し、発泡中空バルーン４００ｇ全てがタイヤ内に移送されるのに要する時間を測定した。ここで用いた吸引ポンプは、真空機工株式会社製、ＭＩＮＩＶＡＣＰＤ−１３６である。
【００４４】
さらに、比較として、前述と同様にリム装着後のタイヤにおいて、タイヤバルブを一個増設し、合計二個のタイヤバルブを用いて充填法を行った。すなわち、図５に示す圧入充填の際に、高圧化するタイヤ内圧を逃がしつつ、発泡中空バルーンがタイヤ内に残留するように、一方のタイヤバルブＢ１にはフィルターを装着した。他方のタイヤバルブＢ２はホース13に連結されており、発泡中空バルーン11：４００ｇが満たされた耐圧容器12に導入されている。そして、ホース13中間部にダイヤフラムポンプＰが設置されており、このダイヤフラムポンプＰを用いて、発泡中空バルーン４００ｇ全てがタイヤ内に移送されるのに要する時間を測定した。ここでダイヤフラムポンプは、株式会社タクミナ製、エアクッションポンプＤＬ２５−ＳＬ−ＧＧ−Ｘである。
【００４５】
なお、各充填法に用いた耐圧ホースは、試験条件統一の為、内径１０ｍｍのウレタンホースに限定した。各充填法に用いたタイヤバルブは、特殊なものではなく、一般に市販されている通常のタイヤバルブを用いた。
【００４６】
また、図４に示した差圧充填法に用いた耐圧容器は、具体的には図７に示すとおりである。すなわち、耐圧容器12は、例えば図7に示すように、第１タンク12ａ及び第２タンク12ｂから構成し、第１タンク12ａから所定量に計量した発泡性組成物を第２タンク12ｂに移送し、この第２タンク12ｂから正確な量の発泡性組成物をタイヤ１に充填することが可能である。この場合、第１タンク12ａは大量の材料をストックしておくため大型であるので、精密な計量には適さないが、第２タンク12ｂに計量機能を持たせるとよい。すなわち、予め所定の重量を計量して第２タンク12ｂに移送し、タイヤに充填して減った重量を測定することにより、正確な充填量を導き出すことができる。例えば、第２タンク12ｂを天秤20の上に置き、その状態で充填することによって、計量に併せた充填が実現する。
【００４７】
上記の３種類の充填方法について、タイヤバルブを通常のものから特殊な形状のものに変更して上記と同様の充填試験を行って評価した。ここで用いた特殊バルブとは、バルブ内径を６mmまで拡大したものである。通常バルブおよび特殊バルブを用いた時の充填性評価結果を、表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
同様に、タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５、リムサイズを６・５ＪＪ−１３にまで拡大し、充填バルーン量を６００ｇとした時の充填性評価結果を、表２に示す。
【００５０】
【表２】

【００５１】
表１と同じタイヤおよびリムを用いて、充填される発泡性組成物を、松本油脂製薬株式会社製の発泡中空バルーン（商標：マツモト・マイクロスフェアーＦ８０ＥＤ）３００ｇに変更して充填した時の充填性評価結果を、表３に示す。
【００５２】
【表３】

【００５３】
【発明の効果】
この発明によって、タイヤ受傷前の通常走行時における転がり抵抗および乗り心地性を犠牲にすることなしに、タイヤ受傷状態にあっても安定した走行を可能とした安全タイヤを、効率良くかつ経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図２】この発明に従う別の安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図３】この発明に従う他の安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図４】この発明に従う安全タイヤの製造方法を示す図である。
【図５】在来手法による安全タイヤの製造方法を示す図である。
【図６】在来手法による安全タイヤの製造方法を示す図である。
【図７】耐圧容器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２リム
１ａ室
１ｂ室
３発泡性組成物
４ビードコア
５カーカス
６ベルト
７トレッド
８インナーライナー層
１１発泡性組成物
１２耐圧容器

Claims

タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部に発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、適用リム装着後のタイヤに管を介して連結し、該タイヤの内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器からタイヤ内部へ移送し、タイヤの内部に発泡性組成物を配置し、その後タイヤの内圧を低下させてから前記管をタイヤから外すことを特徴とする安全タイヤの製造方法。
タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部を、さらに複数室に分割すると共に、その少なくとも一室に、発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、適用リム装着後のタイヤの発泡性組成物を配置する室に管を介して連結し、該室の内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器からタイヤ内部の室へ移送し、室内部に発泡性組成物を配置し、その後タイヤの内圧を低下させてから前記管をタイヤから外すことを特徴とする安全タイヤの製造方法。
請求項１または２において、前記管の分岐に設けたフィルターおよび圧力封止弁を介して、タイヤの内圧を低下させることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
タイヤを適用リムに装着し、該タイヤと適用リムとで区画されたタイヤの内部を、さらに複数室に分割すると共に、その少なくとも一室に、発泡性組成物を配置した、安全タイヤを製造するに当たり、該発泡性組成物が充填された耐圧容器を、中空リング体に管を介して連結し、該中空リング体の内圧に比して耐圧容器の内圧を高くして、その差圧をもって発泡性組成物を耐圧容器から中空リング体へ移送し、中空リング体内部に発泡性組成物を配置し、その後中空リング体の内圧を低下させてから前記管を中空リング体から外し、該中空リング体を適用リム装着前のタイヤ内部に組み込んだのち、タイヤを適用リムに装着することを特徴とする安全タイヤの製造方法。
請求項４において、前記管の分岐に設けたフィルターおよび圧力封止弁を介して、中空リング体の内圧を低下させることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、差圧が１００ｋＰａ以上であることを特徴とする安全タイヤの製造方法。
請求項１ないし６のいずれかにおいて、発泡性組成物は、発泡剤を封入した粒子から成ることを特徴とする安全タイヤの製造方法。