JP4508535B2 - Safety tire and core for safety tire - Google Patents
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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およびこの安全タイヤに供する中子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の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、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４などに記載されている。これらに提案されたタイヤは、主に農耕用タイヤ、ラリー用タイヤ、二輪車用タイヤおよび自転車タイヤなど特殊な、または小型のタイヤに限定されるものである。従って、乗用車用タイヤやトラックおよびバス用タイヤなど、とりわけ転がり抵抗や乗り心地性を重視するタイヤへの適用は未知数であった。そしていずれの発泡体も発泡倍率が低いために、気泡を有する発泡体のわりには重量が大きく、振動乗り心地性や燃費の悪化を避けられない上、その独立気泡内部は大気圧であるため、従来タイヤの高圧空気の代替とするには機能的に不十分であった。
【００１１】
さらに、特許文献５には、発泡体充填材を内周部に挿入したパンクレスタイヤが開示されているが、気泡内圧が大気圧に極めて近いことによる不利に加え、発泡体がウレタン系であるために、ウレタン基の分子間水素結合に起因するエネルギーロスが大きく、自己発熱性が高い。よって、ウレタン発泡体をタイヤ内に充填した場合、タイヤ転動時のくり返し変形により、発泡体が発熱し大幅に耐久性が低下する。また、気泡を独立して形成するのが難しい素材を用いているため、気泡が連通しやすくて気体を保持することが難しく、所望のタイヤ内圧（荷重支持能力又はたわみ抑制能力、以下同様）を得られない不利がある。
【００１２】
さらにまた、特許文献６には、独立気泡を主体とする多気泡体の外周をゴムや合成樹脂等の厚さ０．５〜３ｍｍの外包皮膜で一体的に包被密封した膨張圧力気泡体の多数をタイヤ内に充填し、該タイヤを規定内圧に保持した、パンクレスタイヤが提案されている。この技術は、発泡体の気泡内気圧を常圧より高くするために、膨張圧力気泡体となる独立気泡体形成配合原料中の発泡剤配合量をタイヤ内容積に対して、少なくとも同等以上の発生ガスが発生する発泡剤配合量に設定しており、これによって通常の少なくとも空気入りタイヤと同様の性能を目指している。
【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】
【特許文献１】
特開平６−１２７２０７号公報
【特許文献２】
特開平６−１８３２２６号公報
【特許文献３】
特開平７−１８６６１０号公報
【特許文献４】
特開平８−３３２８０５号公報
【特許文献５】
特許第２９８７０７６号公報
【特許文献６】
特開昭４８−４７００２号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、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について提案することを目的とする。
【００１８】
【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）タイヤをリムに装着し、該タイヤとリムとで区画されたタイヤの内部に、中空リング状の隔壁を介してリムに沿って周方向に延びる室を区画し、該室内に発泡性組成物を配置した安全タイヤであって、前記隔壁は、発泡性組成物を封入する隔壁本体部分と、リムと接するベース部分とが、異なる素材からなることを特徴とする安全タイヤ。
【００１９】
（２）上記（１）において、隔壁は、熱可塑性樹脂組成物であることを特徴とする安全タイヤ。
【００２０】
（３）タイヤをリムに装着し、該タイヤとリムとで区画されたタイヤの内部に、中空リング状の隔壁を介してリムに沿って周方向に延びる室を区画し、該室内に発泡性組成物を配置した安全タイヤであって、前記隔壁は、熱可塑性樹脂組成物による外層と弾性体による内層とからなるラミネート構造であることを特徴とする安全タイヤ。
【００２２】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかにおいて、隔壁の内部が、周方向に並ぶ４個以上の室に仕切られたことを特徴とする安全タイヤ。
【００２３】
（５）上記（１）ないし（４）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。
【００２４】
（６）上記（５）において、粒子の連続相が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とする安全タイヤ。
【００２５】
（７）上記（５）または（６）において、粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする安全タイヤ。
【００２６】
（８）上記（５）または（６）において、粒子の連続相がアクリル系重合体から成り、該アクリル系重合体は、メチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする安全タイヤ。
【００２７】
（９）上記（５）または（６）において、粒子の連続相が塩化ビニリデン系重合体から成り、該塩化ビニリデン系重合体は、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体および塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする安全タイヤ。
【００２８】
（１０）上記（５）ないし（９）のいずれかにおいて、粒子の内部に、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（Ｉ）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２---- （Ｉ）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種の気体を有することを特徴とする安全タイヤ。
【００２９】
（１１）タイヤとそのリムとで区画されたタイヤの内部に、該リムに沿って配置され、タイヤパンク時に荷重支持機能を発揮する、中空リング体の内部に発泡性組成物を配置した中子であって、該中空リング体は、リムと接する側のベース部分に、リムのフランジ高さ以上の深さで径方向外側に窪むドロップ部を有することを特徴とする安全タイヤ用中子。
【００３０】
（１２） 上記（１１）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用中子。
【００３２】
【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をリム２に装着し、該タイヤ１とリム２とで区画されたタイヤ１の内部に、中空リング状の隔壁３を介してリム２に沿って周方向に延びる室４を区画し、該室４内に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる、発泡性組成物５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乗用車用タイヤであり、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部に、その半径方向外側へ順にベルトおよびトレッドを配置して成る。
【００３３】
なお、図において、符号６は、隔壁３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３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６が必要になる。このドロップ部６は、図１に示すように、リムのフランジ高さｈ以上の深さｄで径方向外側に窪むことが好ましい。
【００３４】
ただし、上記のドロップ部６は、通常リムに組み付ける際に必要となるものであって、一部の特殊リムにこの発明を適用する際には、ドロップ部を必要としない場合もある。例えば図２に示すような、車両装着時の内側と外側とで内径の異なる特殊リム２Ａ、すなわちリムの底部に窪みを持たないタイプのホイールに、この発明に従う中空リング体を適用する際は、この中空リング体がドロップ部を有する必要はない。
【００３５】
また、隔壁３は、熱可塑性樹脂組成物による外層３ａと弾性体からなる内層３ｂとからなるラミネート構造であることが好ましい。この隔壁３を、リム２のリムベースに沿って配置することによって、タイヤ１内面と接触しない配置とする。仮に、大きな入力をタイヤが受けた場合でも、隔壁３が上記の配置である上、それ自体が柔軟であるため、大きな衝撃を受けることなく、通常使用時に乗り心地が阻害されることはない。なお、隔壁３で区画された室４の外側には、窒素や空気などの気体を充填して内圧を付与する。
【００３６】
ここで、上記発泡性組成物５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５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。
【００３７】
この発泡性組成物５を室４内部に配置したタイヤが、図３（ａ）に示すように、受傷Ｋすると、まずタイヤ１内部で気体が担っていた内圧が徐々に、または急激に減少する。すると、図３（ａ）に示すように、タイヤ１が撓み、その結果、タイヤ内面と隔壁３外面とが接触し始める。このとき、タイヤ内面と隔壁３外面との間の周長差により双方が擦れ合い、その際の摩擦熱による発熱現象が起きる。この発熱によって、隔壁３、特に隔壁がラミネート構造である場合の熱可塑性樹脂組成物による外層３ａが、その溶融点を超えると、一気に流動性を増すことになる。同時に、隔壁３内部に閉じ込められていた発泡性組成物５も、その体積膨張温度を超えた段階で、隔壁を押し広げる向きに作用する。加えて、車重によって変形する隔壁内部では、発泡性組成物同士も擦れ合いを起こし、その自己発熱作用が体積膨張現象を加速する。
【００３８】
ここで、隔壁３の内層３ｂを形成する弾性体は、上記の発熱レベルにおいて、その物性を大きく損なうことはない。よって、発熱により隔壁の外層が溶融しても、発泡性組成物そのものおよび、その発泡圧を隔壁外部に漏洩させることなく、隔壁を拡張させることが可能となる。従って、サイドカットなどの、特に大きな受傷があった場合でも、上記弾性体の内層３ｂが存在するため、内部からの発泡性組成物の噴出を抑え、図３（ｂ）に示すように、隔壁３はタイヤ１内面に接するまで拡張可能となり、タイヤの内圧が完全に消失した状況からでも内圧の補填が行える。
【００３９】
以上の現象により、一旦は低下あるいは消失したタイヤの内圧が、発泡性組成物の発泡圧によって、再度補填され、車重を支持するに足るタイヤ内圧を得る結果となる。かように、パンクに陥ったタイヤのカーカス及びベルト等のタイヤ骨格部に張力が付与される結果、タイヤ受傷後も健全な走行が可能となる。
【００４０】
なお、隔壁３の外層３ａを構成する熱可塑性樹脂の、熱による物性変化を適切に制御することによって、上記した隔壁内層の機能を外層３ａに併せ持たせることも可能である。つまり、適切な隔壁材料の選定により、図４に示すように、内層を省略した単一層による隔壁３によって、上記のラミネート構造と同様の機能を得ることも可能である。
【００４１】
さらに、図５に示すように、隔壁３は、発泡性組成物を封入する隔壁本体３０ａと、リム２と接するベース部３０ｂとを組み合わせて構成し、その素材を異ならせることによって、隔壁本体３０ａおよびベース部３０ｂのそれぞれに適した性能を与えることもできる。かように、隔壁３を分割構造とすれば、各部品毎の成形も可能となるため、隔壁の成形を簡素化するのにも役立てることができる。
例えば、隔壁本体３０ａには、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、熱可塑性ポリウレタンが適している。そして、ベース部３０ｂには、ナイロン、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアセタールなどの他、天然ゴムやブチルゴム加硫物等のゴム弾性体も適用可能である。また、上記ゴム弾性体は、スチールワイヤを埋め込んだ、ビード補強構造を適用してもよい。
【００４２】
ここで、隔壁３の外層３ａが溶融を開始する温度、並びに発泡性組成物が体積膨張を開始する温度は、通常使用時の温度範囲をこえた温度域に設定する必要があり、具体的には、タイヤの種類や使用条件などによって適宜選択すればよい。
例えば、サマータイヤはウインタータイヤに比較して使用温度域が高いため、発泡開始温度は高く設定することが好ましい。
【００４３】
更に、タイヤに異物が刺さったまま走行する場合を想定してみる。この発明の安全タイヤが釘等の異物を刺したまま走行すると、異物の大きさによっては、これが隔壁３まで達する場合もあり、隔壁３を破損する可能性がある。隔壁３が破損されると、隔壁３内部に封入された発泡性組成物は、その損傷部から隔壁３外に漏れ出し、上述のような発熱・膨張作用が得られず、ひいては、荷重支持能力を消失する可能性がある。かような事態に対しては、図５に示すように、隔壁３内部を周方向に仕切り複室化することによって、破損による発泡性組成物の漏洩を最小限に食い止め、安全タイヤの基本性能を確保することが好ましい。
【００４４】
複室化するに当たっては、４室以上２０室以下の範囲に収めることが好適である。つまり、３室以下と少ないと、一箇所の損傷から漏洩する発泡性組成物量が多くなり、基本性能の維持が困難となるためである。また、各室間の仕切り壁の重量は総重量に加算されるため、２０室をこえると安全タイヤの重量アップが無視できなくなり、燃費の悪化などを引き起こし、得策とは言えないからである。
【００４５】
なお、タイヤ１、隔壁３部分およびホィールのリム２を所定の状態に配置した後に、隔壁３内部へ発泡性組成物を充填する事も可能だが、その組み込み作業の簡素化を図る為には、予め発泡性組成物を充填した（隔壁となる）中空リング状の中子を、リム組みと同時に装着する事が好ましい。
【００４６】
ここで、隔壁３は熱可塑性樹脂組成物と弾性体とからなっているため、常温においてもある程度の伸縮性を保持している。従って、その形状を適切に設計すること（例えば、上記ドロップ部６を設けること）により、特殊な装置や治具を用いることなく、タイヤのリム組みと同時にホィールへ組み込むことが可能となる。言うまでも無く、ホィール径やリム幅毎にその形状が設計されるべきであるが、この発明を適応するにあたり特殊なタイヤやホィールを用意する必要は無く、市販タイヤ、市販ホイールをそのまま転用可能である。なお、隔壁となる中子をリムに組み付けるには、上記ドロップ部６を介して機械的にリムベースに固定するか、あるいは接着剤を用いることも可能である。
【００４７】
さらに、後述する図８や図１０に示すような、機械的な剛性によって車重を支える従来の中子とは異なり、内部に封入した発泡性組成物の発泡圧を用いて車重を支える為、隔壁そのものを強靭な構造体とする必要は無く、その構成部材が樹脂であるという利点も加わり重量が軽く、よって省燃費化が期待できる。かように、軽量化されたシステムの採用は、常用走行時の乗り心地性及び操縦性に影響を与えるユニフォーミティーヘの悪影響を排除することも可能となり、通常の空気入りタイヤとほぼ同等の常用走行性能を発揮することができる。
【００４８】
ここで、隔壁内には酸素が存在しないことが好ましい。すなわち、発泡性組成物が摩擦により静電気を帯びる可能性が有り、しかも炭素数３〜８程度のガスを加圧下で液化封入した樹脂を発泡性組成物として用いた場合には、この樹脂の外側に上記ガスが漏れ出た場合に、スパークにより発火する危険があるからである。よって、発泡性組成物内の封入ガスや隔壁内のガスに、フルオロ化ガスや窒素などの不活性ガスを用いることが好ましい。
【００４９】
次に、発泡性組成物としては、熱分解性発泡剤単体、重合体と発泡剤とを配合してなるもの、とりわけ発泡剤を重合体による連続相とする粒子中に封入したもの、または重合体中に発泡剤を分散させたものが有利に適合する。すなわち、発泡性組成物として熱分解性発泡剤のみを用いると、発泡後には弾性体内に気体が充満した、在来のチューブ入りタイヤと何ら変わらない態様となるのに対し、重合体と発泡剤の組み合わせによる発泡組成物を用いると、重合体による連続相と気泡、好ましくは独立気泡とからなる複合体とすることができる。
【００５０】
ここに、粒子の連続相は、ガス透過性の低い材質によること、具体的には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ）およびポリスチレン／ポリエチレン共重合体（ＰＳ／ＰＥ）のいずれか少なくとも１種から成ることが、肝要である。これらの材料は、いずれもタイヤ内で比較的容易に発泡させることができ、タイヤ変形による入力に対して柔軟性を有するため、この発明に特に有効である。
【００５１】
とりわけ、粒子の連続相には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれかを適用することが好ましい。さらに、アクリロニトリル系重合体としては、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種、アクリル系重合体としては、メチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ）、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＭＡＮ）およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ／ＭＡＮ）から選ばれた少なくとも１種、そして塩化ビニリデン系重合体としては、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種がそれぞれ有利に適合する。これらの材料は、いずれもガス透過係数が小さくて気体の透過性が低いために、独立気泡内の気体が外部に漏れることはなく、独立気泡内の気圧を保持することができる。
【００５２】
また、粒子の独立気泡を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（Ｉ）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２---- （Ｉ）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。また、タイヤ内に充填する気体は、空気でも良いが、上記粒子中の気体がフルオロ化物でない場合には、安全性の面から酸素を含まない気体、たとえば窒素や不活性ガス等が好ましい。
【００５３】
尚、独立気泡を有する粒子とする方法は特に限定されないが、発泡剤を用いることが好ましい。この発泡剤としては、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤のほか、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどを挙げることができる。
特に、熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡性樹脂粒子の反応を適宜制御することによって得た粒子は気泡内に窒素を有するものとなる。
【００５４】
さらに、粒子を形成する上記樹脂連続相重合の際、高圧下でプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等を液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法もあり、これによりプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等のガス成分を液体状態で上記樹脂連続相にて封じ込めた発泡性の樹脂粒子を得ることができ、これをもってタイヤ内に充填し、加熱により粒子とした場合は、気泡内にプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタンが封入される。なお、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタン、の異性体としては、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、メチルヘキサン類、ジメチルペンタン類、トリメチルブタン、メチルヘプタン類、ジメチルヘキサン類およびトリメチルペンタン類等を挙げることができる。
【００５５】
なお、上記の重合の際、上述したように、モノマーとガスとの量比や、液化ガスの加熱発泡条件を適宜に調節することによって、粒子の粒径並びに膜厚を制御することができる。
【００５６】
特に、タイヤ受傷後の内圧付与手段とする場合は、重合体による達続相と独立気泡とからなる複合体を、隔壁内に生成させることが好ましい。かような複合体は、個々の気泡が樹脂膜で囲まれて孤立している、独立気泡を有するものであり、発泡性組成物の体積を増加させる原動力としての内包ガスを効率良く保持できるため、タイヤに残留した釘などにより隔壁が傷ついた場合にも、内包ガスが隔壁外に散逸する事を防ぐことができる。
【００５７】
さて、発泡性組成物の体積膨張作用により内圧補填を受けたタイヤがさらに外傷を受けると、外傷近傍の弾性体層の一部が損傷して、発泡性組成物あるいは／及び、その内包ガスの一部がタイヤ外部に散逸する可能性がある。しかし、この現象は、極めて微小な領域で内圧低下が起こるにすぎないため、その損傷によってタイヤがケース張力を失うことはなく、従来の空気入りタイヤにおけるパンク状態に陥ることはない。
【００５８】
さらに、発泡性組成物が粉粒体の場合、粉粒体の圧密作用により外傷が封止されてしまうため、タイヤ機能を損なうほど発泡性組成物を消失することはあり得ない。この弾性体の破損を考慮した場合、発泡性組成物内に封入された気体が外部へ漏れないこと、換言すると、発泡性組成物のシェルを構成する連続相が、気体を透過し難い性質であることが肝要である。
【００５９】
ここで、隔壁の外層には、熱可塑性樹脂を用いる。何故なら、パンク時の発熱により溶融する事によって、隔壁内部で発生する高圧ガスをタイヤ内圧として用いることが可能となるからである。具体的には、ポリプロピレンやスチレン共重合体、熱可塑性ナイロンおよび熱可塑性ウレタンなどの、特定の温度で軟化する樹脂ならば、適用可能である。
【００６０】
さらに、形状面では、ホイールに組み込む際にホイールフランジを落とし込む、上記ドロップ部６を有している事が重要である。また、通常の空気充填の阻害とならないように、バルブからタイヤ内部に通じる、空気の流路を確保する必要がある。
【００６１】
また、隔壁の内層を形成する弾性体としては、例えば、天然ゴム、イソプレン・イソブチレン共重合体のハロゲン化物およびイソブチレン・パラメチルステレン共重合体のハロゲン化物からなる、加硫物並びに混合物が挙げられ、その他、熱可塑性ウレタンなどのゴム以外の弾性体も適用可能である。
【００６２】
なぜなら、ナイロン樹脂を連続相とすることによって、耐ガス透過性が極めて良好になる結果、内包ガス保持機能を強化でき、柔軟性に富み、かつ耐熱性及び耐久性に優れた弾性体が得られるからである。つまり、発泡性組成物の連続のガス透過性が高い場合でも、弾性体のガス透過性が低ければ、内包ガスが隔壁外に漏れ出ることは少なくなり、タイヤの内圧を保持するのに有利である。
【００６３】
なお、上記した例では、隔壁３を外層および内層からなる積層構造のものを示しているが、隔壁を従来のチューブのように５０質量％以上のブチルゴムを含むゴム組成物の単層構造とすることも可能である。しかしながら、上記した種々の作用を期待する場合は、ラミネート構造とすることが有利である。
特に、タイヤが受傷して内圧が下がるとビードがリムから外れ易いが、ラモネート構造の中子を配置することによって、この内圧低下時のリムからのタイヤの脱落を防ぐことができ、有利である。
【００６４】
なお、隔壁となる中子は、中空リング体の内部に発泡性組成物を充填後に、その充填口を融着などの手段で塞ぐことでの作製できる。この発泡性組成物の充填の際、高圧気体を併せて充填することも可能である。
【００６５】
【実施例】
１９５／６０Ｒ１５の乗用車用タイヤ（市販品）を６．０Ｊ×１５のリムに装着したタイヤ車輪について、表１に示す種々の仕様の下に試作した。この発明に従う例１〜３では、表１に示す所定量の発泡性組成物を、予め中空リング体内に充填して安全タイヤ用中子を作製し、タイヤをリムに組み込む際に該中子をタイヤ内部のリムに沿って配置して製品とした。また、比較として、図７に示す通常のタイヤの他、従来技術に従う各種の中子１０ａ〜１０ｃ（図８〜１０参照）を設置した安全タイヤを試作した。
【００６６】
【表１】
次に、各試作タイヤのそれぞれについて、２０００ｃｃクラスの前輪駆動乗用車に装着して、４名乗車相当の荷重を付加して、次に示す評価を行った。
まず、試験車両の４輪に試作タイヤを装着して、テストコースを走行してテストドラバー２名による、乗り心地性のフィーリング評価を行った。評価は、１０点満点で行い、テストドラバー２名の平均値を採用した。この数値が大きいほど乗り心地性に優れることを示している。
【００６８】
また、試験車両の４輪に試作タイヤを装着した後、径３ｍｍ及び長さ４ｃｍの釘をタイヤトレッド部に貫通させて抜き取り、その後、タイヤ内圧が大気圧まで低下したことを確認してから、テストコースを９０ｋｍ／ｈで走行させた。この走行を最長２００ｋｍまで実施し、走行可能距離を測定した。なお、判定基準は、走行距離２００ｋｍを完走とした。これらの調査結果を、表２に示す。
【００６９】
【表２】
さらに、試験車両の右前輪に試作タイヤを装着し、車両進行方向に対して９０°の角度をもって路面に設置した、幅５cm、高さ５cmおよび長さ５０cmの金属製段差モデルを、６０ｋｍ／ｈで乗り越す試験を、内圧を所定値から段階的に低減して繰り返し行った。この試験は、車両のサスペンションに取り付けた加速度センサーによって、ばね下に加わる衝撃を測定して評価した。つまり、この衝撃値が大きいほど、中子とタイヤ内面との接触が厳しい状態にあることを示していて、タイヤ内圧を保持するために最も重要な役割を果たす、インナーライナー層の損傷だけでなく、中子の破壊、ホイールの変形および車体足廻りの変形など、不具合の発生率が高くなることを示唆している。この評価結果を、表３に示す。
【００７１】
【表３】
【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】 この発明に従う安全タイヤにおける受傷時の挙動を示す図である。
【図４】 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５】 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６】 この発明における隔壁内の複室化を示す図である。
【図７】 通常タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図８】 在来手法による安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図９】 在来手法による安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【図１０】 在来手法による安全タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
１ タイヤ
２ リム
３ 隔壁
４ 室
５ 発泡組成物
６ ドロップ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety tire that enables normal traveling even after being injured, and a core used for the safety tire.
[0002]
[Prior art]
In a pneumatic tire, for example, a tire for a passenger car, air is contained inside the tire under a pressure of about 150 kPa to 250 kPa, and a tension is generated in a tire frame such as a carcass and a belt of the tire. The tire can be deformed and restored in response to the input to the tire. In other words, by maintaining the tire internal pressure within a predetermined range, a constant tension is generated in the tire skeleton to provide a load support function and to increase rigidity, such as driving, braking and turning performance, The basic performance necessary for running the vehicle is given.
[0003]
By the way, when the tire held at the predetermined internal pressure is damaged, air leaks to the outside through the external damage and the tire internal pressure is reduced to the atmospheric pressure, so that a so-called puncture state occurs. The tension that has been made is almost lost. As a result, the load support function and the driving, braking, and turning performance obtained by applying a predetermined internal pressure to the tire are also lost. As a result, the vehicle equipped with the tire cannot run.
[0004]
Therefore, many proposals have been made on so-called safety tires that can travel even in a puncture state. For example, as pneumatic safety tires and rim assemblies for automobiles, there are various types such as those having a double wall structure, those having a load support device disposed in the tire, and those having reinforced tire side portions. Proposed. Among these proposals, the technology that is actually used is a tire in which a side reinforcing layer made of a relatively hard rubber is provided on the inner surface from the shoulder portion to the bead portion around the sidewall portion of the tire. Yes, this type of tire is mainly applied as a so-called run-flat tire having an aspect ratio of 60% or less.
[0005]
However, the method of adding the side reinforcement layer increases the tire weight by 30% to 40% and increases the longitudinal spring constant of the tire, so that the rolling resistance is greatly deteriorated and the ride comfort during normal driving before puncture is increased. There is a disadvantage that leads to a decline. Therefore, it is a technology that is still poor in versatility because it adversely affects performance, fuel consumption, and environment during normal driving.
[0006]
On the other hand, for pneumatic tires with a high tire cross-section and a flatness ratio of 60% or more, internal support such as a core is provided on the rim to avoid heat generation at the sidewalls due to relatively high speed and long distance running. Run-flat tires that are structured to support the load during puncture by fixing the body are mainly applied.
[0007]
However, the tire cannot withstand the repeated local stress generated between the tire and the internal support during the run-flat after puncture, and as a result, the travel distance after puncture is limited to about 100 to 200 km. It was. In addition, the work of assembling the tire to the rim after the internal support is arranged inside the tire is also troublesome and takes a long time. In this regard, there has been proposed a contrivance that makes it easy to insert the internal support by providing a difference in the rim diameter between the one end side and the other end side in the width direction of the rim, but a sufficient effect has not been obtained.
[0008]
In order to extend the mileage after puncture of a run flat tire with an internal support, it is effective to add a skeletal material to make the tire structure thicker. Adopting this method is impractical because the rolling resistance and ride comfort at times deteriorate.
[0009]
Further, these safety tires according to the prior art can exhibit a certain degree of running ability after puncture on a road surface having a somewhat high friction coefficient such as a normal asphalt road surface or an uneven road surface. However, on road surfaces with a low coefficient of friction represented by icy roads and snowy roads in winter, if the punctured tire is not a driving wheel but a free wheel, a major drawback is exposed. That is, in the state before the puncture, the tire is naturally less bent and maintains a shape close to a circle, so when the vehicle starts to move due to the driving force generated from the driving wheels at the start, Start rolling. However, in the state after puncture, the tire is greatly bent, and the shape deviates from the circular shape. An idle wheel is a wheel in which the wheel cannot roll by itself, that is, a wheel that cannot produce a driving force. Therefore, the rolling of the idle wheel depends on the motion of the vehicle and the friction coefficient of the road surface. Therefore, on a road surface with a low friction coefficient, even if the vehicle starts to move, the road surface friction coefficient is low. It will move with the vehicle while being dragged. The reason is that the ground pressure distribution in the ground tread becomes extremely non-uniform with a large deformation as compared with a relatively uniform state before puncture. Such a situation occurs not only when starting but also when braking. Therefore, “driving force adjustment function (traction control system)” that complements safe driving on road surfaces with a low coefficient of friction, which is a pre-installed function, and “braking force adjustment that avoids tire lock during braking” Not only does the function (anti-lock brake system) not fully perform, but there is also a risk of malfunctioning and the vehicle becoming uncontrollable. In particular, in a vehicle in which the front wheels are idle and steered wheels and the rear wheels are drive wheels, it goes without saying that if the front wheels are punctured, the steering performance is extremely lowered and the vehicle becomes extremely dangerous.
[0010]
Further, a tire in which an internal cavity of an assembly of a tire and a rim to be attached to the tire is filled with a foam having closed cells is described in
[0011]
Furthermore,
[0012]
Furthermore,
[0013]
In the above technique, in order to prevent the dissipation of the gas in the bubbles in the expansion pressure bubble body, it is encapsulated and sealed integrally with an outer envelope film, but what is exemplified as the material of this outer envelope film is an automobile tube or Only materials such as the tube forming formulation.
That is, envelop sealing is performed with a soft elastic envelope film mainly composed of butyl rubber having low nitrogen gas permeability used for tire tubes and the like, and many of these are filled in the tire. As a manufacturing method, an unvulcanized tire tube is used as a soft elastic envelope film, an unvulcanized closed cell forming compound raw material is used as an expansion pressure foam, and a large number of these are placed inside a tire and rim assembly. The foam-filled tire is obtained by foaming by heating. Normal pressure air inside the tire due to the expansion of the foam is naturally exhausted from an exhaust hole formed in the rim.
[0014]
Here, since the internal pressure of the tire for passenger cars is generally set to about 150 to 250 kPa at room temperature, in order to produce the above foam-filled tire, the vulcanization molding is heated (about 140 ° C.). In the state, it is estimated from the gas state equation that the absolute pressure is about 1.5 times the internal pressure. However, at such a pressure level, it cannot be avoided that a blown occurs due to insufficient vulcanization pressure. In order to avoid this blown phenomenon, it is necessary to increase the blending amount of the foaming agent to increase the pressure generated by foaming or to increase the heating temperature. However, the method of increasing the blending amount of the foaming agent has been difficult to replace the conventional pneumatic tire because the internal pressure at room temperature greatly exceeds 300 kPa due to the increase in the blending amount of the foaming agent. Further, the method of increasing the heating temperature causes a problem in durability during long-term use because damage to the tire due to thermal aging is increased and the durability of the tire is greatly deteriorated. On the other hand, inside the tire and rim assembly, a large number of expansion pressure bubbles encased in a soft elastic envelope film are arranged, but friction between the soft elastic envelope films generated by the blown, tire inner surface and rim inner surface There are significant problems in terms of durability, such as friction with From the above, it can be said that the above-mentioned problem is a major drawback resulting from the arrangement of a large number of divided expansion pressure bubbles, unlike the shape of the expansion pressure bubbles having an integral donut shape. In addition, although the exhaust small hole opened in the rim is effective for naturally exhausting normal pressure air inside the tire due to the expansion of the expansion pressure bubble body, the exhaust gas bubble in the expansion pressure bubble body Therefore, it cannot withstand long-term use.
[0015]
In addition, as a soft elastic envelope film, a composition mainly composed of butyl rubber, such as a tire tube, that has a low nitrogen gas permeability is used. But butyl rubber completes the reaction because the vulcanization reaction rate is extremely slow. For this purpose, a large heating time is required at a temperature of about 140 ° C. This means that the crosslink density of the soft elastic envelope film is insufficient, and it goes without saying that the soft elastic envelope film is peeled off. Further, the extension of the heating time further increases the damage to the tire due to the above-mentioned heat aging, and therefore a decrease in durability is unavoidable and cannot be said to be a good measure.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-6-127207
[Patent Document 2]
JP-A-6-183226
[Patent Document 3]
JP-A-7-186610
[Patent Document 4]
JP-A-8-332805
[Patent Document 5]
Japanese Patent No. 2987076
[Patent Document 6]
JP-A-48-47002
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, an object of the present invention is to propose a safety tire that allows stable running even after tire damage without sacrificing rolling resistance and riding comfort during normal running.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A tire is mounted on a rim, a chamber extending in the circumferential direction along the rim is defined through a hollow ring-shaped partition wall inside the tire partitioned by the tire and the rim, and foam is formed in the chamber Place the composition In the safety tire, the partition wall includes a partition wall body portion enclosing the foamable composition and a base portion in contact with the rim made of different materials. A safety tire characterized by that.
[0019]
(2) In (1) above, The partition wall is a thermoplastic resin composition. A safety tire characterized by that.
[0020]
(3) A tire is mounted on a rim, a chamber extending in the circumferential direction along the rim is defined inside the tire partitioned by the tire and the rim through a hollow ring-shaped partition wall, and a foamable composition is placed in the chamber The safety tire is arranged, and the partition wall is a laminate structure including an outer layer made of a thermoplastic resin composition and an inner layer made of an elastic body. The safety tire characterized by being.
[0022]
( 4 ) Above (1) to ( 3 ), The inside of the partition wall is partitioned into four or more chambers arranged in the circumferential direction.
[0023]
( 5 ) Above (1) to ( 4 ), The foamable composition comprises particles encapsulating a foaming agent.
[0024]
( 6 )the above( 5 ), The continuous phase of the particles comprises at least one of a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile polymer, an acrylic polymer, and a vinylidene chloride polymer.
[0025]
( 7 )the above( 5 ) Or ( 6 ), The continuous phase of the particles consists of an acrylonitrile polymer, which is an acrylonitrile polymer, an acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, an acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer and an acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate 3 A safety tire characterized by being at least one selected from an original copolymer.
[0026]
( 8 )the above( 5 ) Or ( 6 ), The continuous phase of the particles comprises an acrylic polymer, which is a methyl methacrylate resin, a methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer, a methyl methacrylate / methacrylonitrile copolymer, and a methyl methacrylate / acrylonitrile / methacrylonitrile. A safety tire characterized by being at least one selected from terpolymers.
[0027]
( 9 )the above( 5 ) Or ( 6 ), The continuous phase of the particles consists of a vinylidene chloride polymer, which is a vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer, a vinylidene chloride / methyl methacrylate copolymer, a vinylidene chloride / methacrylonitrile copolymer, Selected from vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer and vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer And at least one kind of safety tire.
[0028]
( 10 )the above( 5 ) Or ( 9 ), Nitrogen, air, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and fluorinated products thereof, alicyclic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and Fluorides and the following general formula (I):
R 1 -O-R 2 ---- (I)
(R in the formula 1 And R 2 Are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be replaced by fluorine atoms). A safety tire comprising at least one gas selected from the group.
[0029]
( 11 ) A core in which a foamable composition is disposed inside a hollow ring body, which is disposed along the rim inside a tire partitioned by a tire and its rim, and exhibits a load supporting function during tire puncture. The hollow ring body has a drop portion that is recessed outward in the radial direction at a depth equal to or higher than the flange height of the rim at the base portion on the side in contact with the rim. A core for a safety tire.
[0030]
( 12 ) the above( 11 ), The foamable composition comprises particles encapsulating a foaming agent.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the safety tire which this invention makes object is demonstrated based on FIG. 1 which shows the cross section in the width direction.
That is, the safety tire shown in FIG. 1 has a
[0033]
In the figure,
[0034]
However, the drop part above 6 Is normally required when assembled to a rim, and when applying the present invention to some special rims, there is a case where a drop portion is not required. For example, when the hollow ring body according to the present invention is applied to a special rim 2A having a different inner diameter between the inner side and the outer side when the vehicle is mounted, as shown in FIG. 2, that is, a type of wheel having no depression at the bottom of the rim, This hollow ring body drops Part There is no need to have.
[0035]
Moreover, it is preferable that the
[0036]
Here, the
[0037]
When the tire in which the
[0038]
Here, the elastic body forming the
[0039]
Due to the above phenomenon, the internal pressure of the tire once lowered or disappeared is replenished by the foaming pressure of the foamable composition, resulting in a tire internal pressure sufficient to support the vehicle weight. In this way, as a result of the tension being applied to the tire skeleton such as the carcass and belt of the punctured tire, sound running is possible even after the tire is damaged.
[0040]
The
[0041]
Further, as shown in FIG. 5, the
For example, high density polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethyl methacrylate, polystyrene, and thermoplastic polyurethane are suitable for the
[0042]
Here, the temperature at which the
For example, since the use temperature range of summer tires is higher than that of winter tires, it is preferable to set the foaming start temperature high.
[0043]
Further, assume that the vehicle travels with a foreign object stuck in the tire. When the safety tire of the present invention travels with a foreign object such as a nail pierced, it may reach the
[0044]
In order to make a multi-chamber, it is preferable to fit in the range of 4 to 20 rooms. That is, if the number of chambers is as small as three or less, the amount of the foamable composition that leaks from damage at one location increases, and it becomes difficult to maintain basic performance. In addition, since the weight of the partition wall between the rooms is added to the total weight, if the number of rooms exceeds 20, the increase in the weight of the safety tire cannot be ignored, resulting in deterioration of fuel consumption and the like.
[0045]
In addition, it is possible to fill the
[0046]
Here, since the
[0047]
Further, unlike conventional cores that support the vehicle weight by mechanical rigidity as shown in FIGS. 8 and 10 to be described later, in order to support the vehicle weight by using the foaming pressure of the foamable composition enclosed inside. The partition wall itself does not need to be a tough structure, and has the advantage that its constituent member is a resin. In this way, the adoption of a lighter system also eliminates the negative effects of uniformity that affect ride comfort and handling during regular driving, and is almost equivalent to ordinary pneumatic tires. Driving performance can be demonstrated.
[0048]
Here, it is preferable that oxygen does not exist in the partition wall. That is, the foamable composition may be charged with static electricity due to friction, and when a resin in which a gas having 3 to 8 carbon atoms is liquefied and sealed under pressure is used as the foamable composition, This is because if the gas leaks, there is a risk of ignition by sparks. Therefore, it is preferable to use an inert gas such as a fluorinated gas or nitrogen as the sealing gas in the foamable composition or the gas in the partition walls.
[0049]
Next, as the foamable composition, a thermally decomposable foaming agent alone, a composition in which a polymer and a foaming agent are blended, especially a composition in which a foaming agent is encapsulated in particles having a continuous phase by a polymer, A foaming agent dispersed in the coalesced is advantageously suitable. That is, when only a thermally decomposable foaming agent is used as the foamable composition, the foam is filled with a gas in the elastic body, and is not different from a conventional tube tire, whereas the polymer and the foaming agent are used. When a foamed composition comprising a combination of the above is used, a composite composed of a continuous phase of polymer and air bubbles, preferably closed cells can be obtained.
[0050]
Here, the continuous phase of the particles depends on the material having low gas permeability, specifically, polyvinyl alcohol resin, acrylonitrile copolymer, acrylic copolymer, vinylidene chloride copolymer, acrylonitrile / styrene resin. It is important to be composed of at least one of (AS), polyethylene resin (PE), polypropylene resin (PP), polyester resin (PET), and polystyrene / polyethylene copolymer (PS / PE). All of these materials are particularly effective in the present invention because they can be foamed relatively easily in the tire and have flexibility with respect to input due to tire deformation.
[0051]
In particular, it is preferable to apply any one of a polyvinyl alcohol resin, an acrylonitrile polymer, an acrylic polymer, and a vinylidene chloride polymer to the continuous phase of the particles. Further, the acrylonitrile-based polymer includes at least one selected from an acrylonitrile polymer, an acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, an acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, and an acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate terpolymer, an acrylic Examples of the polymer include methyl methacrylate resin (MMA), methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer (MMA / AN), methyl methacrylate / methacrylonitrile copolymer (MMA / MAN), and methyl methacrylate / acrylonitrile / methacrylonitrile ternary copolymer. At least one selected from polymers (MMA / AN / MAN), and vinylidene chloride-based polymers include vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer , Vinylidene chloride / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile copolymer, vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer Advantageously, at least one selected from a polymer, a vinylidene chloride / acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate copolymer, respectively, is advantageously compatible. Since all of these materials have a low gas permeability coefficient and low gas permeability, the gas in the closed cell does not leak to the outside, and the atmospheric pressure in the closed cell can be maintained.
[0052]
Examples of the gas constituting the closed cells of the particles include nitrogen, air, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and fluorinated products thereof, and alicyclic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms. And its fluorinated products, and the following general formula (I):
R 1 -O-R 2 ---- (I)
(R in the formula 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). There is at least one selected from the group. The gas filled in the tire may be air, but when the gas in the particles is not a fluorinated product, a gas containing no oxygen, such as nitrogen or an inert gas, is preferable from the viewpoint of safety.
[0053]
The method for obtaining particles having closed cells is not particularly limited, but a foaming agent is preferably used. Examples of the foaming agent include a high-pressure compressed gas and a liquefied gas, in addition to a thermally decomposable foaming agent that generates gas by thermal decomposition.
In particular, many thermally decomposable foaming agents are characterized by generating nitrogen, and the particles obtained by appropriately controlling the reaction of the foamable resin particles by these have nitrogen in the bubbles.
[0054]
Furthermore, during the resin continuous phase polymerization to form particles, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, etc. are liquefied and reacted under high pressure. There is also a technique of emulsion polymerization while dispersing in a solvent, which allows gas components such as propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane to be in a liquid state The foamable resin particles encapsulated in the resin continuous phase can be obtained, and when this is filled in the tire and heated to form particles, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane is contained in the bubbles. , Cyclopropane, Robutan, cyclopentane, cyclohexane and cycloheptane and cyclooctane are enclosed. The isomers of butane, pentane, hexane, heptane and octane are isobutane, isopentane, neopentane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, methylhexanes, dimethylpentanes, trimethylbutane and methylheptanes. And dimethylhexanes and trimethylpentanes.
[0055]
In the above polymerization, as described above, the particle size and film thickness of the particles can be controlled by appropriately adjusting the quantity ratio between the monomer and the gas and the heating and foaming conditions of the liquefied gas.
[0056]
In particular, in the case where the internal pressure is applied after the tire is damaged, it is preferable that a composite composed of a continuous phase of the polymer and closed cells is generated in the partition wall. Such a composite has closed cells in which individual bubbles are isolated by being surrounded by a resin film, and can effectively hold the inclusion gas as a driving force for increasing the volume of the foamable composition. Even when the partition wall is damaged by a nail or the like remaining on the tire, it is possible to prevent the contained gas from escaping outside the partition wall.
[0057]
Now, when a tire that has been subjected to internal pressure compensation due to the volume expansion effect of the foamable composition is further damaged, a part of the elastic layer near the wound is damaged, and the foamable composition and / or the gas contained therein is damaged. Some may dissipate outside the tire. However, since this phenomenon only causes a decrease in internal pressure in a very small region, the damage does not cause the tire to lose its case tension, and it does not fall into a puncture state in a conventional pneumatic tire.
[0058]
Further, when the foamable composition is a granular material, the wound is sealed by the compaction action of the granular material, and therefore the foamable composition cannot be lost so as to impair the tire function. In consideration of the breakage of the elastic body, the gas enclosed in the foamable composition does not leak to the outside. In other words, the continuous phase constituting the shell of the foamable composition is difficult to permeate the gas. It is important to be.
[0059]
Here, a thermoplastic resin is used for the outer layer of the partition wall. This is because high-pressure gas generated inside the partition wall can be used as tire internal pressure by melting due to heat generated during puncture. Specifically, any resin that softens at a specific temperature, such as polypropylene, styrene copolymer, thermoplastic nylon, and thermoplastic urethane, is applicable.
[0060]
Furthermore, in terms of shape, it is important to have the
[0061]
Examples of the elastic body forming the inner layer of the partition wall include vulcanizates and mixtures of natural rubber, isoprene / isobutylene copolymer halides and isobutylene / paramethylsterene copolymer halides. In addition, elastic bodies other than rubber such as thermoplastic urethane are also applicable.
[0062]
This is because, by using nylon resin as a continuous phase, the gas permeation resistance becomes extremely good. As a result, the inclusion gas retention function can be enhanced, and an elastic body that is rich in flexibility and excellent in heat resistance and durability can be obtained. Because. That is, even when the continuous gas permeability of the foamable composition is high, if the gas permeability of the elastic body is low, the inclusion gas is less likely to leak out of the partition wall, which is advantageous for maintaining the internal pressure of the tire. is there.
[0063]
In the above example, the
In particular, if the tire is damaged and the internal pressure decreases, the bead is likely to come off the rim. However, by arranging the core of the lamonate structure, it is possible to prevent the tire from falling off the rim when the internal pressure is lowered. .
[0064]
In addition, the core used as a partition can be produced by filling the foamable composition in the hollow ring body and then closing the filling port by means such as fusion. When filling the foamable composition, it is also possible to fill with a high-pressure gas.
[0065]
【Example】
Tire tires on which 195 / 60R15 passenger car tires (commercially available) were mounted on a 6.0 J × 15 rim were prototyped under various specifications shown in Table 1. Examples 1 to 1 according to the
[0066]
[Table 1]
Next, each prototype tire was mounted on a 2000 cc class front wheel drive passenger car, applied with a load equivalent to four passengers, and evaluated as follows.
First, trial tires were mounted on the four wheels of the test vehicle, and the test feeling was evaluated by two test drivers on the test course. Evaluation was performed with a maximum of 10 points, and the average value of two test drivers was adopted. A larger value indicates better ride comfort.
[0068]
In addition, after mounting the prototype tire on the four wheels of the test vehicle, a nail having a diameter of 3 mm and a length of 4 cm was pulled through the tire tread portion, and after confirming that the tire internal pressure had decreased to atmospheric pressure, The test course was run at 90 km / h. This travel was performed up to 200 km and the travelable distance was measured. Note that the criterion was that the mileage was 200 km. Table 2 shows the results of these investigations.
[0069]
[Table 2]
Furthermore, a metal step model having a width of 5 cm, a height of 5 cm and a length of 50 cm, which is mounted on the road surface with a prototype tire mounted on the right front wheel of the test vehicle and at an angle of 90 ° with respect to the traveling direction of the vehicle, is 60 km / h. The test of overcoming was repeated by reducing the internal pressure stepwise from a predetermined value. This test was evaluated by measuring the unsprung impact by an acceleration sensor attached to the vehicle suspension. In other words, the higher the impact value, the more severe the contact between the core and the inner surface of the tire is, and not only the damage to the inner liner layer, which plays the most important role in maintaining the tire internal pressure. This suggests that the occurrence rate of defects such as destruction of the core, deformation of the wheel, and deformation of the vehicle body suspension is increased. The evaluation results are shown in Table 3.
[0071]
[Table 3]
【The invention's effect】
According to the present invention, a safety tire that enables stable running even in a tire damage state without sacrificing rolling resistance and riding comfort during normal running before tire damage can be efficiently and economically obtained. Can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view in the tire width direction showing a safety tire according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view in the tire width direction showing another safety tire according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the behavior at the time of damage in the safety tire according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view in the tire width direction showing another safety tire according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view in the tire width direction showing another safety tire according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the formation of multiple chambers in the partition wall according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view in the tire width direction showing a normal tire.
FIG. 8 is a sectional view in the tire width direction showing a safety tire according to a conventional method.
FIG. 9 is a sectional view in the tire width direction showing a safety tire according to a conventional method.
FIG. 10 is a sectional view in the tire width direction showing a safety tire according to a conventional method.
[Explanation of symbols]
1 tire
2 rims
3 Bulkhead
4 rooms
5 Foam composition
6 Drop part
Claims (12)
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２---- （Ｉ）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種の気体を有することを特徴とする安全タイヤ。In any one of Claims 5 thru | or 9 , inside a particle | grain, nitrogen, air, a C2-C8 linear and branched aliphatic hydrocarbon and its fluorinated product, C2-C8 alicyclic Hydrocarbons and their fluorinated products and the following general formula (I):
R 1 —O—R 2 ---- (I)
(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) A safety tire having at least one gas selected from the group consisting of ether compounds represented by:
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