JP2009090744A - Assembly body of tire and rim - Google Patents
Assembly body of tire and rim Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009090744A JP2009090744A JP2007261412A JP2007261412A JP2009090744A JP 2009090744 A JP2009090744 A JP 2009090744A JP 2007261412 A JP2007261412 A JP 2007261412A JP 2007261412 A JP2007261412 A JP 2007261412A JP 2009090744 A JP2009090744 A JP 2009090744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tire
- pressure
- hollow particles
- hollow
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、外傷を受けた後のパンク状態から例えばタイヤの修理を行うことが出来る場所までの最低限の移動を、安全かつ確実に実現するタイヤとリムとの組立体に関する。特に、汎用のタイヤと汎用のリムとの組み合わせにて実現でき、タイヤ受傷前の常用走行における耐久性、乗り心地性、省燃費性および汎用性に優れ、かつ生産性を犠牲にせずに低コストでパンク時の走行安全性を提供できる、タイヤとリムとの組立体に関するものである。 The present invention relates to an assembly of a tire and a rim that safely and reliably realizes a minimum movement from a punctured state after being damaged to a place where, for example, a tire can be repaired. In particular, it can be realized by combining a general-purpose tire and a general-purpose rim, and is excellent in durability, ride comfort, fuel saving and versatility in regular running before tire damage, and at low cost without sacrificing productivity. The present invention relates to an assembly of a tire and a rim that can provide driving safety during puncture.
タイヤをリムに装着し、該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中空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 safety tire in which a tire is mounted on a rim, and a large number of hollow particles composed 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. Is described, for example, in 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、気泡含有粒子と称する中空粒子が受傷部を封止し、急激な内圧低下が抑制される一方で、タイヤ内圧の低下に伴いタイヤの撓み量が増加し、タイヤ内容積が減少することによって、中空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になる。また、受傷前のタイヤ内圧下で存在していた中空粒子の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記の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ため、タイヤがさらに転動することによって、中空粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ中空粒子同士が摩擦を引き起して自己発熱し、これにより、タイヤ内の粒子温度が急上昇して、該温度が中空粒子の連続相を形成する樹脂の軟化温度を超えると、中空粒子の独立気泡中の気泡内圧力が受傷前のタイヤ内圧に準じた圧力であるのに加え、前記粒子温度の急上昇によりさらに気泡内圧力が上昇するため、中空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ものである。
上記した中空粒子の径は10μｍ〜500μｍ程度と極めて小さく、また中空であるために比重も小さいことから、その取り扱いが難しい。例えば、特許文献１に記載があるように、気体とともにタイヤ内に供給するなどの工夫を必要としている。ところで、上述したように、中空粒子は、タイヤの受傷部を封止する機能を有することが特徴の１つである。この封止機能は、釘などによる***に対して有効であるが、サイドカットに代表される大きな傷をタイヤが受けた場合は、中空粒子による封止が及ばずに、この傷口からタイヤの外側に向けて中空粒子が連続的に多量に噴出することになる。 The diameter of the hollow particles described above is as extremely small as about 10 μm to 500 μm, and since it is hollow, its specific gravity is also small, so its handling is difficult. For example, as described in Patent Document 1, it is necessary to devise such as supplying the tire together with the gas. By the way, as described above, the hollow particles have a function of sealing the damaged part of the tire. This sealing function is effective for small holes such as nails, but when the tire receives a large flaw typified by a side cut, it does not seal with the hollow particles, and the outside of the tire is removed from this flaw. A large amount of hollow particles are continuously ejected toward the surface.
そこで、本発明は、タイヤ気室内に中空粒子を充填したタイヤとリムとの組立体において、タイヤが大きく受傷した際に、該タイヤ内に充填した中空粒子が傷口から噴出するのを防止するための手段について提案するものである。 Therefore, the present invention is to prevent the hollow particles filled in the tire from being ejected from the wound when the tire is greatly damaged in the tire / rim assembly in which the tire chamber is filled with the hollow particles. This is a proposal.
すなわち、本発明の要旨は、次の通りである。
（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気室に、熱膨張が可能な樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を配置し、さらに該タイヤ気室に大気圧を超える高圧気体を充填したタイヤとリムとの組立体であって、前記タイヤ気室における中空粒子の充填率が20vol％以上80 vol％以下であり、さらにタイヤ気室内に充填した中空粒子の総体積に対して0.30vol％以上1.5vol％以下の液体を添加してなることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A tire is mounted on a rim, and a large number of hollow particles composed of a continuous phase and closed cells made of a resin capable of thermal expansion are disposed in a tire chamber partitioned by the tire and the rim, and the tire An assembly of a tire and a rim filled with a high-pressure gas exceeding atmospheric pressure in the air chamber, and the filling rate of hollow particles in the tire air chamber is 20 vol% or more and 80 vol% or less, and further the tire air chamber is filled An assembly of a tire and a rim, wherein a liquid of 0.30 vol% to 1.5 vol% is added to the total volume of the hollow particles.
（２）前記液体はシリコンオイルまたは水である前記（１）に記載のタイヤとリムとの組立体。 (2) The tire / rim assembly according to (1), wherein the liquid is silicon oil or water.
なお、本文中で記載するタイヤ気室の圧力とは、特に記載しない場合はゲージ圧（ゲージに示される圧力）を指す。 Note that the pressure in the tire chamber described in the text refers to gauge pressure (pressure indicated on the gauge) unless otherwise specified.
本発明によれば、タイヤ受傷後のタイヤ気室圧力低下時にあっても必要とされる距離を安定して走行し得る機能を発現し、通常走行下の低速から高速のより広い走行速度条件下においても、上記機能を確実に保持するタイヤとリムとの組立体を提供することができる。 According to the present invention, a function capable of stably traveling the required distance even when the tire chamber pressure is reduced after the tire is damaged is expressed, and the vehicle travels under a wider traveling speed condition from a low speed to a high speed under normal traveling. In this case, it is possible to provide an assembly of a tire and a rim that reliably holds the above function.
以上の効果は、主にタイヤ気室内に配置された中空粒子に負うところであり、この中空粒子とともに液体をタイヤ気室内に添加すれば、該液体を介して中空粒子相互が付着する力が強くなるため、タイヤが稀に受ける大きな傷から中空粒子がタイヤ外側に噴出するのを防ぐことができる。 The above effect is mainly borne by the hollow particles arranged in the tire chamber. If a liquid is added to the tire chamber together with the hollow particles, the force of adhering the hollow particles to each other through the liquid becomes strong. Therefore, it is possible to prevent the hollow particles from being ejected to the outside of the tire from a large scratch that the tire rarely receives.
図１は、本発明で対象とするタイヤとリムとの組立体を例示する幅方向断面図である。図示のタイヤとリムとの組立体は、タイヤ１をリム２に装着し、該タイヤ１とリム２とで区画されたタイヤ気室３内に、樹脂よりなる連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子４の多数を、加圧下で充填配置してなる。なお、タイヤ１は、規格に従う各種自動車用タイヤ、たとえば、トラックやバス用タイヤ、乗用車用タイヤ等であれば、特に構造を限定する必要はない。すなわち、この発明はタイヤとリムとの組立体になるすべての安全タイヤに適用できる技術であり、図示のタイヤは、１対のビードコア５間でトロイド状に延びるカーカス６のクラウン部に、その半径方向外側へ順にベルト７およびトレッド８を配設してなる一般的な自動車用タイヤである。図において、符号９は、タイヤ気室３に対して気体を給排するバルブを、１０はインナーライナー層をそれぞれ示し、１１はサイド部を、そして１２は、中空粒子４の周囲の空隙をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view in the width direction illustrating an assembly of a tire and a rim that is a subject of the present invention. In the illustrated tire and rim assembly, a tire 1 is mounted on a rim 2, and a heat composed of a continuous phase made of resin and closed cells is contained in a
上記中空粒子４は、略球形状の樹脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、たとえば粒径が10μｍ〜500μｍ程度の範囲で粒径分布を持った中空体、あるいは、独立気泡による小部屋の多数を含む海綿状構造体である。すなわち、該中空粒子４は、外部と連通せずに密閉された独立気泡を内包する粒子であり、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。この明細書では、この『中空粒子群の独立気泡内部』を総称して『中空部』と表現する。また、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のとおりである。
The
この中空粒子４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。ここで、『使用内圧』とは、『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。
The hollow particle group, which is a large number of the
さて、近年の車両の高性能化や高速化の実態を鑑みたとき、タイヤ気室内に配置した中空粒子が所期した機能を発揮することが肝要であり、そのためには、中空粒子の耐久性をさらに向上することが求められている。そこで、発明者らは中空粒子の耐久性、具体的には耐熱性に関して、中空粒子の発熱の実態について鋭意検討し、中空粒子の更なる耐久性（耐熱性）の向上を達成した。まず、中空粒子はその原料である『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することにより得られ、この膨張性樹脂粒子には膨張開始温度Ｔｓ１が存在する。更に、この加熱膨張によって得られた中空粒子を室温から再度加熱すると、中空粒子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。 Now, considering the recent high performance and speeding up of vehicles, it is important that the hollow particles placed in the tire chamber perform their intended functions. There is a demand for further improvement. Accordingly, the inventors have intensively studied the actual state of heat generation of the hollow particles with respect to the durability of the hollow particles, specifically the heat resistance, and achieved further improvement of the durability (heat resistance) of the hollow particles. First, hollow particles are obtained by heating and expanding “expandable resin particles” as raw materials, that is, particles encapsulated in a resin using a gas component as a foaming agent in a liquid state. Ts1 exists. Further, when the hollow particles obtained by this thermal expansion are heated again from room temperature, the hollow particles start to expand further, and there exists the expansion start temperature Ts2 of the hollow particles.
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を耐熱性の指標としてきたが、耐熱性の指標としてはＴｓ２が適切であることを見出すに到った。まず、膨張性樹脂粒子を加熱膨張させる場合における膨張挙動を観察した。膨張性樹脂粒子は膨張する前の段階にあるため、中空粒子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。よって、マイクロカプセルとしての剛性が高い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で樹脂製の殻部の連続相がガラス転移点を超えても、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出来ない。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。 The inventors have produced hollow particles from many expandable resin particles, and as a result of studying them, Ts1 has been used as an index of heat resistance, but Ts2 is found to be appropriate as an index of heat resistance. It reached. First, the expansion behavior was observed when the expandable resin particles were heated and expanded. Since the expandable resin particles are in a stage before expansion, the particle diameter is extremely small as compared with the state of the hollow particles, and the thickness of the resin shell is extremely thick. Therefore, the microcapsule has a high rigidity. 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 overcomes 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.
一方で、中空粒子を再度加熱膨張させる場合では、中空粒子の殻部の厚さが極端に薄く、中空体としての剛性が低い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で殻部の連続相がガラス転移点を超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。本発明では、膨張性樹脂粒子の膨張特性を活用するのではなく、一旦膨張させた中空粒子の更なる膨張特性を活用するものであるため、耐熱性を議論するには、従来のＴｓ１ではなくＴｓ２を指標とすべきである。 On the other hand, when the hollow particles are heated and expanded again, the thickness of the shell of the hollow particles is extremely thin and the rigidity as the hollow body is low. Therefore, since the continuous phase of the shell exceeds the glass transition point in the process of thermal expansion, expansion starts at the same time, so Ts2 is positioned lower than Ts1. In the present invention, since the expansion characteristics of the hollow particles once expanded are utilized instead of utilizing the expansion characteristics of the expandable resin particles, it is not the conventional Ts1 to discuss the heat resistance. Ts2 should be used as an index.
そして、中空粒子のＴｓ２は、90℃以上200℃以下であることが肝要である。なぜなら、中空粒子のＴｓ２が90℃未満では、選択したタイヤサイズによっては、そのタイヤの保証速度に到達する以前に、中空粒子が再膨張を開始する場合があるからである。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、中空粒子の摩擦発熱に起因する急激な温度上昇が起こっても、膨張開始温度Ｔｓ２に達することが出来ない場合があり、よって目的とする『内圧復活機能』を十分に発現させることが出来なくなる場合がある。 And it is important that Ts2 of a hollow particle is 90 degreeC or more and 200 degrees C or less. This is because if Ts2 of the hollow particles is less than 90 ° C., depending on the selected tire size, the hollow particles may start to re-inflate before reaching the guaranteed speed of the tire. On the other hand, if the temperature exceeds 200 ° C., the expansion start temperature Ts2 may not be reached even if the temperature rises due to the frictional heat generation of the hollow particles in the run flat running after puncture damage. In some cases, the “internal pressure restoration function” cannot be fully developed.
よって、Ｔｓ２の範囲は90℃以上200℃以下に設定することが好ましく、更に好ましくは130℃以上200℃以下、そして150℃以上200℃以下であり、もっとも好ましいのは160℃以上200℃以下の範囲である。 Therefore, the range of Ts2 is preferably set to 90 ° C or higher and 200 ° C or lower, more preferably 130 ° C or higher and 200 ° C or lower, and 150 ° C or higher and 200 ° C or lower, most preferably 160 ° C or higher and 200 ° C or lower. It is a range.
以上のように、上記した上限値および下限値に従う膨張開始温度Ｔｓ２を有する中空粒子をタイヤ気室内に配置することにより、内圧復活機能を確実に発現させることはもとより、高速度走行での耐熱性を向上させる事によって、常用走行時の『内圧復活機能保持』が達成される。 As described above, by disposing the hollow particles having the expansion start temperature Ts2 in accordance with the above upper limit value and the lower limit value in the tire chamber, the function of restoring the internal pressure is surely exhibited, and the heat resistance at high speed running is also achieved. By improving the "internal pressure revival function" during regular running is achieved.
次に、上述のように耐久性を向上した中空粒子をタイヤ気室内に配置したタイヤとリムの組立体が安全タイヤとして機能するための基本的要件を述べる。従来の空気入りタイヤは、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、荷重によりタイヤが大きく撓み、そのサイド部が路面に接地してしまうため、路面との摩擦と繰り返し屈曲変形とによる発熱によって骨格のカーカス材が疲労し、サイド部の磨耗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。 Next, basic requirements for the tire / rim assembly in which the hollow particles having improved durability as described above are arranged in the tire chamber to function as a safety tire will be described. When a conventional pneumatic tire is driven in a state where the tire chamber pressure is reduced to atmospheric pressure, the tire bends greatly due to the load, and the side portion of the tire touches the road surface, so friction with the road surface and repeated bending deformation The carcass material of the skeleton is fatigued due to the heat generated by, and the abrasion damage on the side part finally penetrates into the tire chamber, leading to destruction.
そこで、本発明では、外傷によってタイヤ気室内の気体が漏れ出た際に、その後の走行に必要な最低限のタイヤ気室圧力を適正に与え、失った圧力を回復させることを主目的としている。よって本発明では、タイヤとリムの組立体を圧力容器と捉えている。すなわち、パンクにより傷ついてしまった圧力容器の傷口を、タイヤ気室内に配置した中空粒子群により暫定的に封止した上で、中空粒子を機能させて失った圧力を回復することによって、この目的を達成しようとするものである。従って、従来の空気入りタイヤのように、パンク後の走行自体がタイヤ、すなわち圧力容器を故障破壊に導くような事があってはならない。 Therefore, the main object of the present invention is to properly apply the minimum tire chamber pressure necessary for the subsequent travel and recover the lost pressure when gas in the tire chamber leaks due to trauma. . Therefore, in the present invention, the tire and rim assembly is regarded as a pressure vessel. That is, the purpose of this object is to recover the pressure lost by functioning the hollow particles after temporarily sealing the wound of the pressure vessel damaged by the puncture with the hollow particle group arranged in the tire chamber. Is to achieve. Therefore, like a conventional pneumatic tire, running after puncture should not lead to failure of the tire, that is, the pressure vessel.
すなわち、タイヤ気室圧力が大気圧にまで低下したとしても、早期に上述の機能を発揮させることによって、前述のタイヤ破壊に至ることを回避し、圧力容器として機能させることが重要であり、そのために、タイヤ気室内の圧力を『少なくともタイヤのサイド部が接地しなくなる圧力』まで復活させることが肝要である。 That is, even if the pressure of the tire chamber is reduced to atmospheric pressure, it is important to prevent the tire from being destroyed and to function as a pressure vessel by demonstrating the above functions at an early stage. In addition, it is important to restore the pressure in the tire chamber to “at least the pressure at which the side portion of the tire does not touch the ground”.
より具体的には、タイヤ気室に配置する中空粒子について、下記式（Ｉ）に従う中空粒子の充填率を20 vol％以上80 vol％以下とする。
記
中空粒子の充填率（％）＝（中空粒子体積値／タイヤ気室容積値）×100 ---（Ｉ）
ここで、中空粒子体積値は、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周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ３）であり、以下の方法で算出できる。
まず、該中空粒子の大気圧下での平均嵩比重を求める。その方法は、例えば大気圧下にて既知体積であるものの重量を測定することにより算出する。最初に、大気圧下でメスシリンダーに粒子を量りとり、超音波水浴中にて振動を与え、中空粒子間のパッキングが安定した状態にて、中空粒子の総体積（粒子周囲の空隙体積を含む）と中空粒子の総重量とを測定することによって、上記大気圧下での平均嵩比重を算出する。すなわち、中空粒子の大気圧下での平均嵩比重は、
中空粒子の大気圧下での平均嵩比重＝（中空粒子の総重量）／（中空粒子の総体積）
である。
More specifically, with respect to the hollow particles arranged in the tire chamber, the filling rate of the hollow particles according to the following formula (I) is set to 20 vol% or more and 80 vol% or less.
Filling rate of hollow particles (%) = (hollow particle volume value / tire chamber volume value) x 100 --- (I)
Here, the volume value of the hollow particles is the total amount (cm 3 ) of the total volume of all the hollow particles arranged in the tire chamber under atmospheric pressure and the void volume around the particles, and can be calculated by the following method.
First, the average bulk specific gravity of the hollow particles under atmospheric pressure is determined. The method is calculated, for example, by measuring the weight of a known volume under atmospheric pressure. First, particles are weighed into a graduated cylinder under atmospheric pressure, and are vibrated in an ultrasonic water bath. With the packing between the hollow particles being stable, the total volume of the hollow particles (including the void volume around the particles) ) And the total weight of the hollow particles, the average bulk specific gravity under the atmospheric pressure is calculated. That is, the average bulk specific gravity of the hollow particles under atmospheric pressure is
Average bulk specific gravity of hollow particles under atmospheric pressure = (total weight of hollow particles) / (total volume of hollow particles)
It is.
次に、タイヤ気室内に配置した中空粒子の総重量を測定し、前記にて算出した該中空粒子の大気圧下での平均嵩比重で割ることによって、タイヤ内部に配置した『中空粒子体積値』を算出することができる。すなわち、
中空粒子体積値＝
（タイヤに充填した粒子の総重量）／（粒子の大気圧下での平均嵩比重）
である。
なお、容積が既知の容器に中空粒子を量り取りながらタイヤ気室内に配置する方法でも所望の中空粒子体積値の中空粒子をタイヤ内に配置することが出来る。
Next, by measuring the total weight of the hollow particles arranged in the tire chamber and dividing by the average bulk specific gravity under atmospheric pressure of the hollow particles calculated above, the “hollow particle volume value arranged inside the tire” Can be calculated. That is,
Hollow particle volume value =
(Total weight of particles filled in tire) / (Average bulk specific gravity of particles under atmospheric pressure)
It is.
The hollow particles having a desired hollow particle volume value can also be arranged in the tire by a method of measuring the hollow particles in a container having a known volume and arranging them in the tire chamber.
また、タイヤ気室容積値は、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（ｃｍ３）を用いて、次式（II）から求めた値（ｃｍ３）である。
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
なお、式（II）において使用内圧はゲージ圧値（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、ゲージ圧では０[ｋPa]で表されるが、大気圧値自体は日々刻々と変動するものであるため、その時点での気圧計から観測される絶対値を用いる。よって例えばある時の大気圧が１０１３hPaであった場合は、大気圧絶対値として１０１．３kPaを式(II)に用いる。
The tire chamber volume value is adjusted to the working internal pressure (kPa) by filling the tire and rim assembly with only air, and then the filled air is discharged when the filled air is discharged to the atmospheric pressure. It is a value (cm 3 ) obtained from the following formula (II) using the amount (cm 3 ).
Tire chamber volume value = (filled air discharge) / (internal pressure / atmospheric pressure) --- (II)
In formula (II), the gauge pressure value (kPa) is used for the internal pressure, and the absolute value (kPa) measured by a barometer is used for the atmospheric pressure value. That is, the atmospheric pressure is represented by 0 [kPa] in terms of the gauge pressure, but the atmospheric pressure value itself changes every day, so 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).
以下に、上記した中空粒子の充填率を20vol％以上80vol％以下とする理由について、常用使用からパンク状態となった場合の態様へと順に説明する。
まず、タイヤ気室に中空粒子の多数を配置し、さらに該タイヤ気室に高圧気体を充填して、タイヤ気室圧力を使用内圧とする段階から説明する。
本発明では、中空粒子４をタイヤ気室３に配置した後、該粒子４周囲の空隙部１０、言い換えればタイヤ気室の圧力が、装着車両指定内圧等の所望の使用内圧となるように、空気や窒素等の高圧気体を充填することが肝要である。
タイヤ気室３に中空粒子４を配置し、さらに気体を充填してタイヤ気室３の圧力を所望の圧力に設定すると、当初、中空粒子の中空部内の圧力（独立気泡内の圧力）がタイヤ気室の圧力より小さいために、粒子は体積減少する。この時点での中空粒子の形状は略球形状ではなく、球形状から扁平化して歪んだ形状となっている。この粒子形状が扁平化して歪んだ状態のままタイヤ走行を開始すると、中空粒子は、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、中空粒子が扁平化して歪んだ形状では、衝突による入力を均一に分散させることができず、耐久性の面で大きな不利をもたらすことになる。
Hereinafter, the reason why the filling rate of the hollow particles described above is 20 vol% or more and 80 vol% or less will be described in order from the normal use to the puncture state.
First, a description will be given from the stage where a large number of hollow particles are arranged in the tire chamber and the tire chamber is filled with a high-pressure gas to set the tire chamber pressure to the use internal pressure.
In the present invention, after the
When the
一方、扁平化して歪んだ中空粒子は、その中空部内の圧力とタイヤ気室の圧力との差により体積減少した状態であるわけだが、一定期間にわたりタイヤ気室（粒子周囲の空隙部）の圧力を保ち続けることによって、中空粒子の中空部内の圧力、言い換えれば該粒子内の独立気泡内の圧力を、タイヤ気室の圧力程度に高めることができる。すなわち、扁平化した中空粒子は変形させられているため、その殻の部分には元の略球形状に戻ろうとする力が働いている。また、扁平化した中空粒子の中空部内の圧力は、タイヤ気室の圧力よりも低いことから、その圧力差を解消するために、タイヤ気室の気体の分子が樹脂による連続相の殻を通過して粒子の中空部内に浸透する。さらに、中空粒子の中空部は独立気泡であり、その中の気体は発泡剤に起因するガスで満たされているため、タイヤ気室（粒子周囲の空隙部）の気体とは異なる場合がある。この場合は、上述の単なる圧力差だけではなく気体の分圧差に従いながら、その分圧差を解消するまでタイヤ気室内の高圧気体が粒子中空部内へ浸透していく。このように、タイヤ気室内の高圧気体は、時間と共に中空粒子の中空部内へ浸透していくため、この中空部内に浸透した分だけ、タイヤ気室の圧力が低下することとなる。よって、中空粒子の中空部内に浸透した分を補うために、高圧気体を充填した上で所望の圧力をかけ続けることにより、所望の使用内圧に調整した、本発明のタイヤを得ることができる。 On the other hand, flattened and distorted hollow particles are in a state of volume reduction due to the difference between the pressure in the hollow portion and the pressure in the tire chamber, but the pressure in the tire chamber (the void around the particles) over a certain period of time. By continuing to maintain the pressure, the pressure in the hollow part of the hollow particle, in other words, the pressure in the closed cell in the particle can be increased to the pressure of the tire chamber. That is, since the flattened hollow particles are deformed, a force for returning to the original substantially spherical shape acts on the shell portion. In addition, since the pressure in the hollow portion of the flattened hollow particles is lower than the pressure in the tire chamber, gas molecules in the tire chamber pass through the shell of the continuous phase made of resin in order to eliminate the pressure difference. And penetrates into the hollow part of the particle. Furthermore, since the hollow part of a hollow particle is a closed cell and the gas in it is satisfy | filled with the gas resulting from a foaming agent, it may differ from the gas of a tire air chamber (gap part surrounding particle | grains). In this case, not only the above-described pressure difference but also the gas partial pressure difference, the high-pressure gas in the tire chamber penetrates into the particle hollow portion until the partial pressure difference is eliminated. Thus, since the high pressure gas in the tire chamber penetrates into the hollow portion of the hollow particles with time, the pressure in the tire chamber is reduced by the amount permeated into the hollow portion. Therefore, the tire of the present invention adjusted to the desired use internal pressure can be obtained by continuously applying the desired pressure after filling the high-pressure gas in order to compensate for the permeation into the hollow part of the hollow particles.
かように、中空粒子の中空部内の圧力は、タイヤ気室（粒子周囲の空隙部）の圧力に近づきながら、一旦減少した粒子体積を回復していき、粒子形状は扁平化されて歪んだ形状から元の略球形状へと回復していく。この形状を回復していく過程の中で、中空粒子中空部内の圧力がタイヤ気室の圧力に対して少なくとも70％にまで増加することにより、粒子形状は扁平化した状態から略球形へ回復することができ、これによって上述した粒子の耐久性を保証することができる。 Thus, while the pressure inside the hollow part of the hollow particle approaches the pressure of the tire chamber (the void around the particle), the particle volume once reduced is recovered, and the particle shape is flattened and distorted It will recover to its original spherical shape. In the process of recovering this shape, the pressure in the hollow part of the hollow particle increases to at least 70% of the pressure in the tire chamber, so that the particle shape recovers from a flattened state to a substantially spherical shape. This can ensure the durability of the particles described above.
上記の手法によれば、中空粒子のまわりに高圧気体が介在することになり、通常走行時に中空粒子が負担する荷重を無視できるほど軽減できるのは勿論のこと、上述の粒子体積を回復した中空粒子においては、粒子形状が略球形に回復するため、タイヤ転動時の繰り返し変形に伴って粒子に加わる疲労や破壊も大幅に低減できる結果、粒子の耐久性が損なわれることはない。中空粒子の耐久性が損われない範囲は、タイヤ気室内の圧力が、装着する車両指定内圧等の所望する高圧下環境のなかで粒子が体積を回復しながら粒子中空部の圧力が増加する過程において、中空粒子の中空部の圧力が所望のタイヤ気室内の圧力に対して少なくとも70％であることが好ましい。さらには、80％以上、90％以上、そして100％以上と高く設定することが推奨される。 According to the above method, high-pressure gas is interposed around the hollow particles, so that the load borne by the hollow particles during normal travel can be reduced to a negligible level, and the hollow particles recovered from the above-described particle volume can be reduced. In the particles, since the particle shape is restored to a substantially spherical shape, fatigue and breakage applied to the particles along with repeated deformation during rolling of the tire can be greatly reduced, so that the durability of the particles is not impaired. The range in which the durability of the hollow particles is not impaired is the process in which the pressure in the hollow portion of the particles increases while the pressure in the tire chamber recovers the volume in the desired high-pressure environment such as the specified internal pressure of the vehicle In this case, the pressure of the hollow part of the hollow particles is preferably at least 70% with respect to the desired pressure in the tire chamber. Furthermore, it is recommended to set a high value of 80% or more, 90% or more, and 100% or more.
ここで、中空粒子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少なくとも70％とするタイヤとリムとの組立体を得るには、中空粒子周囲の空隙気体の圧力を、少なくとも装着する車両指定内圧等の所望するタイヤ気室内の圧力に対して70％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適切な時間を経過させればよい。あるいは、中空粒子をタイヤとは別の圧力容器内に配置し、粒子周囲の空隙圧力を少なくとも所望のタイヤ気室内の圧力に対して70％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圧力容器内にて適切な時間保管したうえで、中空粒子の中空部内の圧力が増加した状態の粒子をその周囲の雰囲気と共にタイヤ気室内に配置することによっても、所望のタイヤとリムとの組立体を得ることができる。 Here, in order to obtain a tire-rim assembly in which the pressure in the hollow part of the hollow particles is at least 70% of the pressure in the desired tire chamber, at least the pressure of the void gas around the hollow particles is mounted. What is necessary is just to hold | maintain to the state raised to 70% or more with respect to the pressure in desired tire air chambers, such as a vehicle designated internal pressure, and to pass appropriate time, continuing applying this pressure. Alternatively, the hollow particles are placed in a pressure vessel separate from the tire, and the void pressure around the particles is maintained at least 70% higher than the pressure in the desired tire chamber, and this pressure is continuously applied. The desired tire and rim can also be obtained by storing the particles in the hollow portion of the hollow particles in the tire chamber together with the surrounding atmosphere after storing the pressure vessel in the pressure vessel for an appropriate time. And an assembly can be obtained.
なお、上述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ればよい。 The appropriate holding time described above is set in consideration of the permeability of the void gas to the hollow particle shell portion, that is, the continuous phase of the particle, and the partial pressure difference between the gas in the particle hollow portion and the void gas. Good.
上述の機構と粒子の形状、体積の変化過程に則り、タイヤ気室（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、そして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できる。 By selecting and adjusting the type and pressure of the gas that fills the tire chamber (the void around the particle) according to the mechanism, the shape of the particle, and the volume change process, and adjusting the gas appropriately, Can be set within a desired range.
以上述べてきたように、中空粒子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少なくとも70％とした粒子を、タイヤ気室内に配置することにより、該タイヤ気室の圧力が大気圧となった状態から走行した時に、少なくとも該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、該タイヤ気室の圧力を回復させることを実現する必要がある。
以下に、そのタイヤ内圧の復活機構を説明する。
As described above, the pressure in the tire chamber is increased by disposing particles in the tire chamber whose pressure in the hollow portion of the hollow particles is at least 70% of the pressure in the desired tire chamber. It is necessary to realize that the pressure of the tire chamber is restored to at least the tire chamber pressure at which the side portion of the tire does not come into contact with the ground when traveling from a pressure state.
The mechanism for restoring the tire internal pressure will be described below.
さて、上述した中空粒子群をタイヤ気室内に配置したタイヤとリムとの組立体にあっては、該タイヤが受傷すると、中空粒子４相互間の空隙１０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る結果、タイヤ気室の圧力は大気圧と同程度の圧力にまで低下する。そして、このタイヤ気室圧力低下の過程において、以下の事がタイヤ気室内で起こる。
Now, in the tire and rim assembly in which the above-described hollow particle group is arranged in the tire chamber, when the tire is damaged, the high-pressure gas in the tire chamber existing in the
まず、タイヤが受傷しタイヤ気室の圧力が低下し始めると、中空粒子の多数が受傷部を封止し、急激な気室圧力の低下を抑制する。ここで、本発明では中空粒子の中空部圧力が、少なくとも常用走行使用時の車両指定タイヤ内圧の70％以上と規定しているが、受傷部の封止能力は中空部圧力に依存する。すなわち、中空部圧力が70％以上であれば略球形状を保つことが出来ることを前述したが、略球形状を保つことによって良好な流動性と弾力性を発現できるため、中空部内圧が低い場合に比べて受傷部の封止限界が大幅に向上する。
その一方、気室圧力の低下に伴いタイヤの撓み量は増加し、タイヤ気室容積が減少する。さらに、気室圧力が低下するとタイヤが大きく撓み、タイヤ気室内に配置した中空粒子は、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となる。
First, when the tire is damaged and the pressure in the tire chamber begins to decrease, many of the hollow particles seal the damaged portion and suppress a rapid decrease in the air chamber pressure. Here, in the present invention, the hollow part pressure of the hollow particles is specified to be at least 70% of the vehicle designated tire internal pressure during normal running use, but the sealing ability of the damaged part depends on the hollow part pressure. That is, although it has been described above that a substantially spherical shape can be maintained if the hollow portion pressure is 70% or more, good fluidity and elasticity can be expressed by maintaining the substantially spherical shape, so that the internal pressure of the hollow portion is low. Compared to the case, the sealing limit of the damaged part is greatly improved.
On the other hand, as the air chamber pressure decreases, the amount of tire deflection increases and the tire air chamber volume decreases. Further, when the air chamber pressure is lowered, the tire is greatly bent, and the hollow particles arranged in the tire air chamber are subjected to compression and shear inputs while being sandwiched between the tire inner surface and the rim inner surface.
上述の使用内圧下で存在していた中空粒子の中空部内の圧力（独立気泡中の気泡内圧力）は、受傷後も上記使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室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、中空粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ中空粒子同士が摩擦を引き起こし自己発熱するために、タイヤ気室内の中空粒子の温度が急上昇する。そして、該温度が、中空粒子の熱膨張開始温度（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。このとき、中空粒子の中空部内の圧力が使用内圧に準じた高い圧力であるのに加え、中空粒子温度の急上昇によりさらに中空部内圧力が上昇しているために、中空粒子が一気に体積膨張し粒子周囲の空隙気体を圧縮する事になり、さらには中空粒子の中空部内の気体が圧力差に応じて中空粒子の周囲に洩れ出るため、タイヤ気室の圧力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回復させる事ができるのである。 The pressure in the hollow part of the hollow particles that existed under the above-described internal pressure (bubble internal pressure in the closed cell) remains high after the scratch, in other words, before the wound. It exists in the tire chamber while maintaining the particle volume and the hollow part pressure. Therefore, when the tire further rolls, the hollow particles themselves bear a load while the hollow particles cause friction and self-heat, so that the temperature of the hollow particles in the tire chamber rises rapidly. When the temperature exceeds the thermal expansion start temperature of the hollow particles (Ts2: corresponding to the glass transition temperature of the resin), the shell of the particles starts to soften. At this time, since the pressure in the hollow part of the hollow particle is a high pressure corresponding to the working internal pressure, and the hollow part pressure is further increased due to a sudden rise in the temperature of the hollow particle, the hollow particle expands at a stretch and the particle The surrounding void gas will be compressed, and further, the gas in the hollow part of the hollow particle will leak around the hollow particle according to the pressure difference, so that at least the side part of the tire will not contact the pressure of the tire chamber The tire chamber pressure can be recovered.
上記の機構によって中空粒子の中空部内の圧力を、熱膨張を可能とする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。
すなわち、前述のサイド部が接地しないタイヤ内圧までタイヤ気室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好ましくは70％以上である中空粒子を、20 vol％以上80 vol％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肝要である。なぜなら、中空粒子の充填率が20 vol％未満であると、受傷部の封止は問題なく行えるが、該中空粒子の絶対量が不足しているために、サイド部が接地しない圧力レベルまでの充分な復活内圧を得る事が難しくなる。一方、中空粒子の充填率が80 vol％を超えると、タイヤによっては常用時の高速走行での粒子摩擦による発熱のために、前述した中空粒子の膨張開始温度（Ｔｓ２）を超えて膨張してしまい、本発明の主たる機能である内圧復活機能が失われる可能性が有る。この常用時の高速走行での粒子の発熱に関しては後述する。
If the pressure in the hollow part of the hollow particles is set to a high pressure that enables thermal expansion by the above mechanism, the function of restoring the internal pressure can be exhibited.
That is, in order to restore the pressure in the tire chamber to the tire internal pressure at which the side portion does not come into contact with the ground, hollow particles whose pressure in the hollow portion is preferably 70% or more of the use internal pressure are preferably 20 vol% or more and 80 vol%. It is important to place it in the tire chamber under a filling rate of less than%. Because, if the filling rate of the hollow particles is less than 20 vol%, the wounded part can be sealed without any problem, but since the absolute amount of the hollow particles is insufficient, the side part does not contact the pressure level. It will be difficult to obtain sufficient internal pressure. On the other hand, if the filling rate of the hollow particles exceeds 80 vol%, some tires generate heat due to particle friction during high-speed running during normal use, and thus expand beyond the above-described expansion start temperature (Ts2) of the hollow particles. Therefore, there is a possibility that the internal pressure restoration function which is the main function of the present invention is lost. The heat generation of particles during high-speed running during normal use will be described later.
また、前述した内圧復活機能を確実に発現させるためには、該内圧復活機能が発現する前に、受傷部を確実に封止する事が肝要である。すなわち、受傷部の封止が不完全であると、復活したはずの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走行能力に一時的にしか貢献できないために、受傷後の走行性能を保証できなくなる恐れがあるからである。該中空粒子は、中空構造による低比重かつ弾力性に富んだ粒子であるために、タイヤが受傷し受傷部から中空粒子周囲の空隙気体が漏洩し始めると、空隙気体の漏洩による流れに乗って即座に受傷部に密集し、受傷部の傷口を瞬時に封止する。以上述べたように、中空粒子による受傷部の封止機能は、本発明の内圧復活機能を支える必須機能である。 Further, in order to reliably develop the above-described internal pressure recovery function, it is important to securely seal the damaged portion before the internal pressure recovery function is expressed. In other words, if sealing of the damaged part is incomplete, the pressure that should have been recovered leaks from the damaged part, so that the pressure obtained by the internal pressure recovery function can only temporarily contribute to the subsequent running ability. In addition, there is a risk that the running performance after the injury cannot be guaranteed. Since the hollow particles are particles having a low specific gravity and elasticity due to the hollow structure, when the tire is damaged and the void gas around the hollow particles starts to leak from the damaged portion, the hollow particles get on the flow due to the leakage of the void gas. Immediately close to the wounded part and instantly seal the wound at the wounded part. As described above, the function of sealing the damaged part by the hollow particles is an essential function that supports the function of restoring the internal pressure of the present invention.
以上述べたように、本発明に従う中空粒子を充填したタイヤとリムとの組立体では、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の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の急激な温度上昇とともに中空粒子の膨張並びに気体漏出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, in the tire and rim assembly filled with the hollow particles according to the present invention, the friction between the hollow particles is reduced due to the decrease in the tire chamber volume and the increase in the amount of deflection of the tire due to the decrease in the internal pressure after the puncture. As a result of this, the rapid temperature rise of the hollow particles and the expansion of the hollow particles and the restoration of the internal pressure due to gas leakage can be achieved, and safe driving after puncture can be realized.
ところで、タイヤとリムとの組立体における中空粒子間の摩擦は、通常走行下においても、微小ではあるが発生している。しかし、走行速度が100ｋｍ／ｈ以下の領域では、発生した摩擦熱自体が小さく、走行による外気への放熱によって、その収支が保たれている。 By the way, the friction between the hollow particles in the tire and rim assembly is generated although it is minute even under normal traveling. However, in the region where the traveling speed is 100 km / h or less, the generated frictional heat itself is small, and the balance is maintained by heat radiation to the outside air by traveling.
しかしながら、150ｋｍ／ｈを超える高速度領域において、さらには外気の温度環境が著しく高い酷暑環境下においては、発生する摩擦熱が増加するわりに外気への放熱が不足する状態となり、中空粒子の温度環境が著しく悪化することがある。こういった状況が長時間続くと、中空粒子の温度がその熱膨張開始温度（Ｔｓ２）を上回ることによって該粒子が膨張してしまい、その結果、前述したパンク時の『内圧復活機能を損失すること』がある。 However, in a high-speed region exceeding 150 km / h, and in an extremely hot environment where the temperature environment of the outside air is extremely high, the heat generation to the outside air is insufficient while the generated frictional heat increases, and the temperature environment of the hollow particles May be significantly worse. If such a situation continues for a long time, the temperature of the hollow particles exceeds the thermal expansion start temperature (Ts2), so that the particles expand. As a result, the above-mentioned “internal pressure restoration function is lost during puncture”. Sometimes.
発明者らは、この問題を解決すべく鋭意検討し、高速度走行での中空粒子群の発熱による『内圧復活機能の損失』を防ぎ、より高い速度での常用走行を可能とする新規中空粒子を見出すに到った。
すなわち、タイヤは高速で回転することにより、速度に応じた遠心力を発生している。タイヤの気室内に配置した中空粒子群も同様の遠心力を受けている。この遠心力は、粒子の重量に比例かつ速度の２乗に比例し、タイヤの半径に反比例する。さらに、タイヤに荷重を負担させることにより一定の撓みを生じており、接地している領域は、路面と平行な面の状態となっているため、この接地領域は曲率を持たずに、遠心力がほぼゼロとなる。よって、荷重を負担しつつ回転するタイヤとリムとの組立体内における中空粒子は、非接地領域では上述のように遠心力を受けつつ、その一方で接地領域に入った瞬間に遠心力が抜けるといった『遠心力の繰り返し変動入力下』に置かれるのである。
The inventors have intensively studied to solve this problem and prevent the loss of the internal pressure restoration function due to the heat generation of the hollow particles in high-speed running, and new hollow particles that enable regular running at higher speeds. I came to find out.
That is, the tire generates centrifugal force corresponding to the speed by rotating at a high speed. The hollow particles arranged in the tire chamber are also subjected to the same centrifugal force. This centrifugal force is proportional to the weight of the particles and proportional to the square of the speed, and inversely proportional to the tire radius. Furthermore, a certain amount of bending is caused by applying a load to the tire, and the grounding area is in a state parallel to the road surface. Is almost zero. Therefore, the hollow particles in the assembly of the tire and the rim that rotate while bearing a load are subjected to the centrifugal force as described above in the non-grounded region, while the centrifugal force is released immediately after entering the grounded region. It is placed “under repeated input of centrifugal force”.
従って、タイヤの気室内に配置する中空粒子群としては、粒子重量を極力抑えることが好ましい。すなわち、中空粒子の平均真比重としては、出来るだけ小さいものを選択することが好ましく、またタイヤ気室容積に対する中空粒子の充填率は、前述の『サイド部が接地しない圧力レベルまでの充分な内圧復活機能を発現する充填率』の範囲の中で、出来るだけ少ない充填率を選定する事が好ましい。
中空粒子の充填率が20 vol％未満であると、タイヤによってはサイド部が接地しない圧力レベルまでの充分な復活内圧を得る事が難しくなる。一方、中空粒子の充填率が80 vol％を超えると、タイヤによっては常用時の高速走行での粒子摩擦による発熱のために、前述した中空粒子の膨張開始温度を超えて膨張してしまい、本発明の主たる機能である内圧復活機能が失われる可能性が有るため好ましくない。よって、中空粒子の充填率の好ましい範囲は、20 vol％以上80 vol％以下であり、さらには、70 vol％以下、60 vol％以下、そして50 vol％以下である。
Therefore, it is preferable to suppress the particle weight as much as possible for the hollow particle group arranged in the air chamber of the tire. That is, the average true specific gravity of the hollow particles is preferably selected as small as possible, and the filling ratio of the hollow particles with respect to the volume of the tire chamber is set to a sufficient internal pressure up to the pressure level at which the side portion is not grounded. It is preferable to select a filling rate that is as small as possible within the range of “a filling rate that exhibits a resurrection function”.
When the filling ratio of the hollow particles is less than 20 vol%, it is difficult to obtain a sufficient rejuvenation internal pressure up to a pressure level at which the side portion does not contact with the ground depending on the tire. On the other hand, if the filling rate of the hollow particles exceeds 80 vol%, depending on the tire, heat generation due to particle friction during high-speed running during normal use may cause expansion beyond the expansion start temperature of the hollow particles described above. Since the internal pressure restoration function which is the main function of the invention may be lost, it is not preferable. Therefore, a preferable range of the filling rate of the hollow particles is 20 vol% or more and 80 vol% or less, and further 70 vol% or less, 60 vol% or less, and 50 vol% or less.
また、中空粒子の平均真比重は、0.01〜0.06ｇ／ccの範囲が好ましい。すなわち、0.01ｇ／cc未満であると、常用走行下での中空粒子の耐久性が低下し、常用使用中に前述の『内圧復活機能』が失われる事がある。一方、0.06ｇ／ccを超えると、前述の常用高速走行における遠心力変動入力が大きくなって、発熱量が大きくなるため好ましくない。 The average true specific gravity of the hollow particles is preferably in the range of 0.01 to 0.06 g / cc. That is, if it is less than 0.01 g / cc, the durability of the hollow particles under normal running is lowered, and the aforementioned “internal pressure restoration function” may be lost during normal use. On the other hand, if it exceeds 0.06 g / cc, the centrifugal force fluctuation input in the above-mentioned regular high-speed running becomes large and the heat generation amount becomes large, which is not preferable.
ここで、タイヤ気室内に配置する中空粒子群は真比重に分布を持っており、中空粒子一粒一粒が同一の真比重値を持つわけではない。その理由として、加熱膨張時の熱履歴の不均一性と、発泡剤に起因する膨張気体の保持性とが挙げられる。中空粒子の原料である『膨張性樹脂粒子』一粒一粒が加熱により膨張して中空粒子となる過程において、加熱時の熱履歴が不均一であると、十分に熱履歴を受け膨張した中空粒子と、受けた熱履歴が少ないために膨張を途中で停止してしまった中空粒子が共存することになる。また、『膨張性樹脂粒子』において、粒径の小さいものは相対的に粒子の殻（発泡剤を包んでいる表皮を指す）である連続相の厚さも薄く、粒径の大きいものは殻の厚さも厚い。加熱時の熱履歴が同等であったとしても、加熱により発生した膨張気体の中空粒子内での保持性は、殻の絶対厚さに依存する。よって、膨張前の粒径が小さい『膨張性樹脂粒子』は、殻が薄いために膨張気体の保持性が低く膨張率の低い中空粒子となり、真比重が大きい。その逆に粒径が大きい『膨張性樹脂粒子』は、殻が厚いために膨張気体の保持性が高く膨張率の高い中空粒子となり、より大きい粒径まで成長できるために、真比重が小さくなる。すなわち、一般的に、マイクロカプセル等の膨張性組成物の膨張によって得られる中空粒子は、膨張後の状態において粒径に分布を持っており、その中で粒径の小さい中空粒子であるほど真比重が大きく、粒径が大きい中空粒子であるほど真比重が小さいという、関係にある。 Here, the hollow particle group arranged in the tire chamber has a distribution in the true specific gravity, and each hollow particle does not have the same true specific gravity value. The reason for this is the non-uniformity of the thermal history during heating and expansion and the retention of the expanding gas caused by the foaming agent. “Expandable resin particles”, the raw material for hollow particles, are expanded by heating and become hollow particles. The particles and the hollow particles that have stopped expanding in the middle due to little thermal history received will coexist. In the “expandable resin particles”, those having a small particle size are relatively thin in the continuous phase, which is the shell of the particles (referring to the skin enclosing the foaming agent), and those having a large particle size are those of the shell. Thick. Even if the heat history at the time of heating is the same, the retention of the expanded gas generated by heating in the hollow particles depends on the absolute thickness of the shell. Therefore, the “expandable resin particles” having a small particle size before expansion become hollow particles having a low expansion coefficient and a low expansion coefficient because the shell is thin, and the true specific gravity is large. Conversely, “expandable resin particles” with a large particle size become hollow particles with high retention of expansion gas and high expansion coefficient due to the thick shell, and can grow to a larger particle size, resulting in a lower true specific gravity. . That is, hollow particles obtained by expansion of an expandable composition such as a microcapsule generally have a distribution in particle size in the expanded state, and the hollow particles having a smaller particle size are more true. A hollow particle having a larger specific gravity and a larger particle size has a smaller true specific gravity.
よって、十分に膨張した中空粒子は真比重が小さく、その逆に膨張を途中で停止した中空粒子は真比重が大きい成分となる。このような真比重分布を持った粒子群をタイヤ気室内に配置した場合、通常内圧の走行下では速度に応じた遠心力を受けることとなる。このとき、真比重の大きい粒子は、真比重の小さい粒子に比して、タイヤ気室内でより大きい遠心力を受ける。よって、タイヤとリムとの組立体内のホイール内面側近傍には、真比重の小さい粒子群が存在し、回転中心から離れるに従って、徐々に真比重の大きい中空粒子群が存在することとなる。そして、トレッド下のインナーライナー面側には、もっとも真比重の大きい粒子群が存在することとなり、粒子群はホイール内面側からトレッド下のインナーライナー面側に向かって（タイヤ回転半径方向外側に向かって）真比重的に傾斜を持つに到る。 Therefore, fully expanded hollow particles have a small true specific gravity, and conversely, hollow particles that have stopped expanding in the middle are components having a large true specific gravity. When a particle group having such a true specific gravity distribution is arranged in the tire chamber, it receives a centrifugal force corresponding to the speed under normal internal pressure. At this time, particles having a large true specific gravity are subjected to a greater centrifugal force in the tire chamber than particles having a small true specific gravity. Therefore, a particle group having a small true specific gravity exists in the vicinity of the inner surface of the wheel in the tire and rim assembly, and a hollow particle group having a large true specific gravity gradually exists as the distance from the center of rotation increases. Then, particles having the largest true specific gravity exist on the inner liner surface side under the tread, and the particle groups move from the wheel inner surface side toward the inner liner surface side under the tread (outward in the tire rotation radius direction). ) It reaches the slope with true specific gravity.
ここで、タイヤが前述の『繰り返し変動入力下』に置かれているなかで、真比重の小さい中空粒子群に対して真比重の大きい中空粒子群は、接地領域での変動入力下で大きな慣性力を発生する。よって大きな真比重を有する中空粒子群は、共存する“より小さい真比重を有する中空粒子群”を掻き分けるように動き回るため、小真比重粒子と大真比重粒子との相対的な慣性力の差に起因する運動エネルギーの差が、余分な粒子間摩擦熱を発生させる結果、粒子全体の発熱性を悪化させることとなる。すなわち、中空粒子の発熱要因は、大真比重粒子群の小真比重粒子に対する相対的な慣性力差とその運動による摩擦発熱とにあるのである。 Here, while the tire is placed in the above-mentioned “under repeated fluctuation input”, the hollow particle group having a large true specific gravity is larger than the hollow particle group having a small true specific gravity with a large inertia under the fluctuation input in the ground contact region. Generate power. Therefore, since the hollow particle group having a large true specific gravity moves around to separate the coexisting “hollow particle group having a smaller true specific gravity”, the difference in relative inertia force between the small true specific gravity particle and the large true specific gravity particle The difference in kinetic energy due to the above causes generation of excess inter-particle frictional heat, resulting in a deterioration in the exothermic property of the entire particle. That is, the heat generation factor of the hollow particles is the relative inertia force difference of the large true specific gravity particle group with respect to the small true specific gravity particles and the frictional heat generation due to the motion thereof.
従って、その摩擦発熱抑制のために、第１に、上述の相対的な慣性力差を小さくする手段として、中空粒子の持つ真比重分布幅を狭くすることがあげられる。例えば、ある平均真比重を持つ中空粒子に対し、大真比重側（小粒径側）と小真比重側（大粒径側）から同体積率だけ除去することで、平均真比重は変わらずとも真比重分布幅を狭くすることができるため、上述の相対的な慣性力の差を抑制することが可能となり、中空粒子群全体の発熱を抑制することができる。 Therefore, in order to suppress the frictional heat generation, first, as a means for reducing the above-described relative inertial force difference, it is possible to narrow the true specific gravity distribution width of the hollow particles. For example, by removing only the same volume ratio from the large true specific gravity side (small particle size side) and the small true specific gravity side (large particle size side) for hollow particles having a certain average true specific gravity, the average true specific gravity does not change. In both cases, since the true specific gravity distribution width can be narrowed, the above-described difference in relative inertial force can be suppressed, and the heat generation of the entire hollow particle group can be suppressed.
第２に、発熱源である大比重粒子群（小粒径側）だけを直接除去することで真比重分布を狭くしながら、平均真比重をも小さくすることで、相対的な慣性力の差だけではなく、慣性力のレベル自体を抑制することにより、さらに中空粒子群全体の発熱を抑制することができる。 Second, by removing only the large specific gravity particle group (small particle size side) that is the heat source directly, narrowing the true specific gravity distribution and reducing the average true specific gravity, the relative inertia force difference In addition, by suppressing the inertial force level itself, heat generation of the entire hollow particle group can be further suppressed.
ここに、中空粒子の平均粒径について、好ましい範囲は40μｍから200μｍの範囲である。該中空粒子の平均粒径が40μｍを下回ると、前述の真比重分布が広がり大真比重粒子群の小真比重粒子群に対する相対的な慣性力差とその運動による摩擦発熱により発熱性が悪化するため、好ましくない。一方、該中空粒子の平均粒径が200μｍを上回ると、常用走行下での粒子同士が衝突している状況や、パンクによりタイヤ気室の圧力が大気圧となったときの走行にて中空粒子群が直接的に荷重を支える状況において、大粒径側の粒子から選択的に破壊してしまい、所望するパンク後の走行性能を得られなくなる不利が生ずるおそれがあるため好ましくない。 Here, with respect to the average particle diameter of the hollow particles, a preferred range is from 40 μm to 200 μm. When the average particle size of the hollow particles is less than 40 μm, the above-mentioned true specific gravity distribution spreads, and the exothermic property deteriorates due to the relative inertia force difference of the large true specific gravity particle group with respect to the small true specific gravity particle group and the frictional heat generated by the motion. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the average particle size of the hollow particles exceeds 200 μm, the hollow particles may be used in a situation where the particles collide with each other under normal running or when the pressure in the tire chamber becomes atmospheric due to puncture. In a situation where the group directly supports the load, the particles on the large particle size side are selectively broken, which may be disadvantageous in that it may not be possible to obtain the desired post-puncture running performance.
次に、中空粒子の中空部（独立気泡）を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２---- （III）
（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、タイヤ気室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。
Next, as the gas constituting the hollow part (closed cell) of the hollow particle, nitrogen, air, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and fluorinated products thereof, carbon numbers 2 to 8 are used. And fluorinated products thereof, and the following general formula (III):
R 1 —O—R 2 ---- (III)
(In the formula, 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)
At least one selected from the group consisting of ether compounds represented by the formula: The gas filled into the tire chamber may be air. However, 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.
尚、独立気泡を有する中空粒子を得る方法は特に限定されないが、発泡剤を用いて『膨張性樹脂粒子』を得、これを加熱膨張させる方法が一般的である。この発泡剤としては、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用する手法、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤を活用する手法などを挙げることができる。特に、熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡によって得られる膨張性樹脂粒子の反応を適宜制御することによって得た粒子は気泡内に主に窒素を有するものとなる。この熱分解性発泡剤としては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。 The method of obtaining hollow particles having closed cells is not particularly limited, but a method of obtaining “expandable resin particles” using a foaming agent and heating and expanding the particles is common. 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. In particular, many thermally decomposable foaming agents are characterized by generating nitrogen, and the particles obtained by appropriately controlling 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 pentamethylenetetramine, azodicarbonamide, para-toluene sulfonyl hydrazine and its derivative (s), and oxybisbenzene sulfonyl hydrazine can be mentioned suitably.
以下に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。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２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２---- （III）
（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種を発泡剤として高圧下で液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法である。これにより上記に示されるガス成分を液体状態の発泡剤として前術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、所望の中空粒子を得る事が出来る。
A method for obtaining “expandable resin particles” that become hollow particles by utilizing vapor pressures of high-pressure compressed gas and liquefied gas will be described below. When polymerizing the continuous phase of the resin forming the particles, linear and branched aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and their fluorinated products, alicyclic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and their fluoro And the following general formula (III):
R 1 —O—R 2 ---- (III)
(R 1 and R 2 in the formula 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 formula: is liquefied under a high pressure as a foaming 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 a liquid state foaming agent in the resin continuous phase of the previous operation, and by heating and expanding this, desired hollow particles are obtained. I can get it.
また、受傷によりタイヤ気室圧力が低下した状態において、該中空粒子によって必要最低限の内圧を付与するには、粒子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、中空粒子の殻の部分に相当する樹脂による連続相が気体を透過し難い性質を有することが肝要である。すなわち、連続相を構成する樹脂はガス透過性の低い材質によること、具体的には、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体のいずれか少なくとも１種から成ることが肝要である。これらの材料は、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、本発明に特に有効である。 In addition, in order to apply the minimum required internal pressure by the hollow particles in a state where the tire chamber pressure is reduced due to damage, the gas sealed at a predetermined pressure in the hollow portion of the particles should not leak out of the particles. In other words, it is important that the continuous phase of the resin corresponding to the shell part of the hollow particles has a property that gas is difficult to permeate. That is, the resin constituting the continuous phase is made of a material having low gas permeability, specifically, it is made of at least one of acrylonitrile copolymer, acrylic copolymer, and vinylidene chloride copolymer. Is essential. These materials are particularly effective in the present invention because they have flexibility as hollow particles with respect to input due to tire deformation.
とりわけ、中空粒子の連続相には、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれかを適用することが好ましい。さらに詳しくは、重合体を構成するモノマーが、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、メチルメタクリレート、メタクリル酸、塩化ビニリデンから選択される重合体であり、好ましくはアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体から選ばれた少なくとも１種がそれぞれ有利に適合する。これらの材料は、いずれもガス透過係数が小さくて気体が透過し難いために、中空粒子の中空部内の気体が外部に漏れ難く、中空部内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. More specifically, the monomer constituting the polymer is a polymer selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, methacrylic acid, and vinylidene chloride, preferably acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate terpolymer, acrylonitrile. At least one selected from the group consisting of / methacrylonitrile / methacrylic acid terpolymer is advantageously suitable. Since all of these materials have a small gas permeability coefficient and are difficult for gas to permeate, the gas in the hollow part of the hollow particles hardly leaks to the outside, and the pressure in the hollow part can be appropriately maintained.
さらに、中空粒子の連続相は、30℃におけるガス透過係数が300×10-12 （ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、好ましくは３０℃におけるガス透過係数が20×10-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは３０℃におけるガス透過係数が２×10-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることが推奨される。なぜなら、通常の空気入りタイヤにおけるインナーライナー層のガス透過係数は300×10-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下のレベルにあって十分な内圧保持機能を有している実績を鑑み、粒子の連続相についても、３０℃におけるガス透過係数を300×10-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とした。ただし、この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／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは２×10-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２ ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とすることが推奨される。 Further, the continuous phase of the hollow particles 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, it is recommended and further preferably the gas permeability coefficient at 30 ° C. is 2 × 10 -12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less. This is because the gas permeability coefficient of the inner liner layer in a normal pneumatic tire is at a level of 300 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less and has a sufficient internal pressure holding function. Therefore, the gas permeation coefficient at 30 ° C. was set to 300 × 10 −12 (cc · cm / cm 2 · s · cmHg) or less for the continuous phase of the particles. However, at this gas permeation coefficient level, it is necessary to replenish the internal pressure once every 3 to 6 months. From the standpoint of maintenance, 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.
上述したように、中空粒子は略球形状であるために流動性が高く、よってタイヤバルブ等の内径の小さい導入口からタイヤ気室内部に、容易に配置することができる。その一方、タイヤが受傷したとき、該受傷部からタイヤの外側へ中空粒子がタイヤ気室の高圧気体と共に吹き出ようとして受傷部内面に集まることになる。しかしながら、受傷部内面からタイヤ外周面までの受傷経路は直線ではなく複雑に入り組んだ形状を呈するため、タイヤ内面傷口から入り込んだ該粒子は、該経路の途上行く手を阻まれる結果、多数の中空粒子が受傷部内面に圧縮状態で集合することになり、受傷部が暫定的に封止される。ここで、暫定的に封止とは、中空粒子そのものの漏洩はないが、該粒子周囲の空隙気体が徐々に漏洩する状態を指す。 As described above, since the hollow particles have a substantially spherical shape, the flowability is high, and therefore, the hollow particles can be easily arranged from the inlet having a small inner diameter such as a tire valve into the tire chamber. On the other hand, when the tire is damaged, the hollow particles gather from the damaged portion inside the damaged portion in an attempt to blow out with the high-pressure gas in the tire chamber from the damaged portion to the outside of the tire. However, since the wound path from the inner surface of the scratched part to the outer peripheral surface of the tire is not a straight line but presents a complicated and complicated shape, the particles entering from the wound on the inner surface of the tire are obstructed on the way of the path, resulting in many hollow particles. Will gather in a compressed state on the inner surface of the damaged part, and the damaged part is temporarily sealed. Here, provisionally sealing refers to a state in which the hollow particles themselves do not leak, but the void gas around the particles gradually leaks.
その際、受傷部の傷の形や大きさによっては、粒子のみによる暫定的封止が不完全な場合がある。このような場合において、上述した発泡体の多数を加えておくことにより、次のように封止のレベルを向上させることができる。 At that time, depending on the shape and size of the wound at the wounded part, provisional sealing with only particles may be incomplete. In such a case, the level of sealing can be improved as follows by adding a large number of the foams described above.
すなわち、転動中のタイヤ気室内においては、速度に応じた遠心力が発生しており、その遠心力下において嵩比重の大きい該発泡体はタイヤのインナーライナー側へ、そして真比重の小さい該中空粒子は該発泡体よりは回転中心に近い側へ夫々偏在する。この状態においては、もし該粒子のみでは封止できない程の大きさの傷を受けたとしても、タイヤ内面のインナーライナー面近傍に、該発泡体が多数偏在しているため、該発泡体がタイヤ外部へ噴き出ようとして、受傷部の傷口内面にいち早く密着することによって受傷部を封止する事となり、極めて有効である。 That is, a centrifugal force corresponding to the speed is generated in the tire chamber during rolling, and under the centrifugal force, the foam having a large bulk specific gravity moves toward the inner liner side of the tire and the small specific gravity is small. The hollow particles are unevenly distributed to the side closer to the rotation center than the foam. In this state, even if the particles are damaged so as not to be sealed only by the particles, the foam is unevenly distributed near the inner liner surface of the tire inner surface. It is extremely effective to seal the wounded part by quickly coming into close contact with the inner surface of the wounded part of the wounded part in an attempt to spout to the outside.
しかしながら、タイヤがサイドカットのような裂傷を受けたときは、傷口が大きく拡がるため、上記した中空粒子による封止効果が及ばない場合がある。その際、大きな傷口を介して中空粒子が噴き出すことになるため、かような事態に陥るのを未然に防ぐ必要がある。
そこで、本発明では、中空粒子を充填したタイヤ気室内に、さらに中空粒子の体積に対して0.30vol％以上1.5vol％以下の液体を添加することによって、中空粒子をウェット化し、傷口からの噴き出しを防止することとした。ここで、中空粒子のウェット化とは、図１に部分拡大して示すように、添加した液体１３が中空粒子４全体に均一に分散した状態を意味し、上記の所定量の下で液体を添加したタイヤとリムとの組立体を車両に装着して通常走行を行うことによって、中空粒子のウェット化は実現する。
However, when the tire receives a laceration such as a side cut, the wound is greatly expanded, and the sealing effect by the hollow particles described above may not be achieved. At that time, since hollow particles are ejected through a large wound, it is necessary to prevent such a situation from occurring.
Therefore, in the present invention, by adding a liquid of 0.30 vol% or more and 1.5 vol% or less with respect to the volume of the hollow particles into the tire chamber filled with the hollow particles, the hollow particles are wetted and ejected from the wound. It was decided to prevent. Here, the wetting of the hollow particles means a state in which the added
すなわち、タイヤ気室内に充填した中空粒子に液体を少量添加すると、図２に２つの粒子間モデルを示すように、液体１３は中空粒子４間に保持され、粒子４間に液架橋を形成する。この液架橋は、中空粒子４間の付着力として働く結果、粉状の中空粒子４を塊状に変化させる。塊状となった中空粒子は、大きな傷口であっても容易に噴き出すことが難しくなり、結果として中空粒子の噴き出しは抑制されることになる。
That is, when a small amount of liquid is added to the hollow particles filled in the tire chamber, the liquid 13 is held between the
その際、中空粒子の体積に対して0.30vol％以上1.5vol％以下の液体を添加することが重要である。すなわち、液体の添加量が0.30vol％未満または1.5vol％を超えると、上記した中空粒子のウェット化を実現することが難しくなる。ここで、中空粒子の体積とは、前記した中空粒子の充填率を算出する際に用いる中空粒子体積値のことであり、その求め方は上述のとおりである。なお、液体としては、シリコンオイル、水またはエチレングリコールに代表される脂肪族多価アルコールなどを用いることができる。 At that time, it is important to add a liquid of 0.30 vol% or more and 1.5 vol% or less with respect to the volume of the hollow particles. That is, when the added amount of the liquid is less than 0.30 vol% or exceeds 1.5 vol%, it becomes difficult to realize the wet formation of the hollow particles described above. Here, the volume of the hollow particles is the volume value of the hollow particles used when calculating the filling rate of the hollow particles described above, and the method for obtaining the volume is as described above. As the liquid, silicon oil, water, an aliphatic polyhydric alcohol typified by ethylene glycol, or the like can be used.
また、中空粒子４間の付着力として働く液架橋力は、主に該粒子４間に働く静的液架橋力である。この静的液架橋力は、図２に示したところに従って幾何学的に近似させると、
２πＲγ・cosθ
但し、γ：液体の表面張力
θ：液体の接触角
にて示すことができる。すなわち、静的液架橋力を大きくするには、液体に表面張力γを大きく液体の接触角θを小さくすることが有効である。従って、添加する液体としては、その表面張力γが大きく接触角θが小さいものを用いることが好ましい。具体的には、表面張力γ：28mN／ｍ以上および接触角θ：60°以下である液体が推奨される。なお、接触角θについては、小さすぎると液が粒子全体に濡れ広がり液架橋が形成されない可能性があることから、５°以上とすることが好ましい。より好ましくは、θ：10〜40°、さらに15〜25°である。
Further, the liquid cross-linking force that works as the adhesion force between the
2πRγ ・ cosθ
Where γ: surface tension of the liquid
θ: can be indicated by the contact angle of the liquid. That is, in order to increase the static liquid crosslinking force, it is effective to increase the surface tension γ of the liquid and decrease the contact angle θ of the liquid. Accordingly, it is preferable to use a liquid having a large surface tension γ and a small contact angle θ. Specifically, a liquid having a surface tension γ of 28 mN / m or more and a contact angle θ of 60 ° or less is recommended. Note that the contact angle θ is preferably set to 5 ° or more because if the contact angle θ is too small, the liquid may wet and spread over the entire particle, and liquid crosslinking may not be formed. More preferably, θ: 10 to 40 °, and further 15 to 25 °.
上記の条件に合致する液体としては、シリコンオイルや水を挙げることができ、中空粒子を膨潤させないものを選択することがより好ましい。 Examples of the liquid that satisfies the above conditions include silicon oil and water, and it is more preferable to select a liquid that does not swell the hollow particles.
ちなみに、本発明のタイヤとリムとの組立体では、さらにアンチロックブレーキシステムの車輪速度センサーによる車輪速度検知に基づくタイヤ気室圧力低下警報機能および、圧力センサーによるタイヤ気室圧力の直接測定方式に基づくタイヤ気室圧力低下警報機能のいずれか一方または両方をそなえることが好ましい。すなわち、本発明ではパンクによりタイヤ気室内の圧力が低下したまま走行すると、前述の機構により内圧が復活するため、状況によっては運転者がタイヤ受傷に気が付かない場合がある。よって、上述のタイヤ内圧低下警報機能を併用する事が好ましい。 Incidentally, in the tire and rim assembly of the present invention, the tire chamber pressure drop alarm function based on the wheel speed detection by the wheel speed sensor of the anti-lock brake system and the direct measurement method of the tire chamber pressure by the pressure sensor are provided. It is preferable to provide one or both of the tire chamber pressure drop warning functions. In other words, in the present invention, when the vehicle travels while the pressure in the tire chamber is reduced due to puncture, the internal pressure is restored by the above-described mechanism, so that the driver may not be aware of tire damage depending on the situation. Therefore, it is preferable to use the above-mentioned tire internal pressure drop warning function together.
さらに、中空粒子および気体の充填に併用するタイヤ用バルブを有することが好ましい。このタイヤ用バルブは、中空粒子をタイヤ気室内に堰止め、かつ気体のみをタイヤ気室外に通過可能としたフィルターを備えることを特徴とするものである。かようなタイヤ用バルブを取り付けることによって、本発明によるパンクしたタイヤを修理する際、１つのバルブのみにて中空粒子をタイヤ気室内に配置する事が可能となるため、１つのバルブ穴しか持たない汎用リムをそのまま使用することが出来る。加えて、修理後の走行におけるタイヤ気室圧力の自然低下に対し、『気体補充作業における中空粒子の漏洩』を防ぐ事が出来、簡便にタイヤ気室圧力をメンテナンスする事を実現できる。かようなタイヤ用バルブとしては、図３に例示するように、リム２のバルブ取付口１４に装着した給排気バルブ９について、たとえば不織布とすることができるフィルタ１５を具える構造のものとする。
Further, it is preferable to have a tire valve used in combination with hollow particles and gas filling. The tire valve includes a filter that blocks hollow particles in the tire chamber and allows only gas to pass outside the tire chamber. By attaching such a tire valve, when repairing a punctured tire according to the present invention, it becomes possible to place hollow particles in the tire chamber with only one valve, so there is only one valve hole. No general-purpose rim can be used as it is. In addition, it is possible to prevent “leakage of hollow particles during gas replenishment work” against a natural drop in tire chamber pressure during running after repair, and to easily maintain the tire chamber pressure. As such a tire valve, as illustrated in FIG. 3, the air supply /
サイズ245／45 Ｒ18の空気入りラジアルタイヤに、標準リムを組み込み、乗用車用タイヤとリムとの組立体を準備した。ここで、タイヤ１は、当該タイヤ種およびサイズの一般的構造に従うものである。次に、タイヤサイズに対象となる車両を選定し４名乗車相当の荷重を搭載した上で、高圧の空気を充填しタイヤ気室の圧力を200kPaに調整し、それぞれのタイヤとリムとの組立体を前軸左側に装着した。ここで、荷重が負荷された状態を保ちながらタイヤ気室圧力を徐々に抜いていき、タイヤのサイド部が路面に接地するか、インナーライナー内面同士が接触するタイヤ気室圧力値を求めた。このタイヤ気室圧力値を『ＲＦ走行限界内圧値』と定義した。 A standard rim was incorporated into a pneumatic radial tire of size 245/45 R18, and an assembly of a tire for a passenger car and a rim was prepared. Here, the tire 1 conforms to a general structure of the tire type and size. Next, select the target vehicle for the tire size, mount a load equivalent to four passengers, fill with high-pressure air and adjust the pressure in the tire chamber to 200 kPa. A solid was mounted on the left side of the front shaft. Here, the tire chamber pressure was gradually released while maintaining a state where the load was applied, and the tire chamber pressure value at which the side portion of the tire contacted the road surface or the inner liner inner surfaces contacted each other was determined. This tire chamber pressure value was defined as "RF running limit internal pressure value".
次いで、荷重が負荷されていない状態下で各タイヤの気室圧力を使用内圧に調整し、気室内の高圧空気を排出させることで気体の排出量を求め、各タイヤの気室容積を算出した。ここで、タイヤとリムによる組立体の気室容積の測定は、以下に示す手順によって行った。
〔タイヤ気室容積の測定方法〕
手順１：タイヤとリムの組立体に荷重がかからない状態を保持したまま、常温の空気を充填し、所定内圧（使用内圧）Ｐ２に調整する。このとき、Ｐ２下における目的のタイヤ気室容積をＶ２とする。
手順２：タイヤバルブを開放し、タイヤ気室内の空気を大気圧Ｐ1に放出させつつ積算流量計に流し、充填空気排出量Ｖ１を測定する。なお積算流量計には、品川精機株式会社製 ＤＣ ＤＲＹガスメーター ＤＣ−２Ｃ、インテリジェントカウンターＳＳＦ を用いた。
以上の各測定値を用いて、
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
に従って、使用内圧Ｐ２時のタイヤ気室容積Ｖ２を求めることができる。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）を用いた。
Next, the air chamber pressure of each tire was adjusted to the working internal pressure under no load, and the amount of gas discharged was determined by discharging the high pressure air in the air chamber, and the air chamber volume of each tire was calculated. . Here, the air volume of the assembly of the tire and the rim was measured according to the following procedure.
[Measurement method of tire chamber volume]
Step 1: while maintaining the state in which that no load is the assembly of the tire and rim, filled with air at room temperature, a predetermined pressure (using pressure) is adjusted to P 2. In this case, the tire's air chamber volume of interest in P 2 under and V 2.
Step 2: opening the tire valve, while releasing the air in the tire chamber to atmospheric pressure P1 flowed integrating flowmeter to measure the air filling emissions V 1. In addition, Shinagawa Seiki Co., Ltd. DC DRY gas meter DC-2C and intelligent counter SSF were used for the integrating | accumulating flow meter.
Using the above measured values,
Tire chamber volume value = (filled air discharge) / (internal pressure / atmospheric pressure) --- (II)
Accordingly, the tire chamber volume V 2 at the use internal pressure P 2 can be obtained. In the formula (II), the internal pressure used was a gauge pressure value (kPa), and the atmospheric pressure value was an absolute value (kPa) measured by a barometer.
さらに、上記のタイヤとリムとの組立体のタイヤ気室に、中空粒子を、上記に従って算出したタイヤ気室容積Ｖ２に対して表１および２に示す種々の充填率となるよう充填した。なお、中空粒子は、連続相をアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体とし、前述の乳化重合により作製した膨張性樹脂粒子を加熱膨張させて得た、平均粒径：約100μｍ、平均真比重：0.032ｇ／cc、膨張開始温度（Ｔｓ２）：170℃のものである。 Furthermore, the hollow particles were filled into the tire chambers of the tire / rim assembly described above so as to have various filling ratios shown in Tables 1 and 2 with respect to the tire chamber volume V 2 calculated according to the above. The hollow particles were obtained by heating and expanding the expandable resin particles prepared by the above-described emulsion polymerization using a continuous phase of acrylonitrile / methacrylonitrile / methacrylic acid ternary copolymer, average particle diameter: about 100 μm, average True specific gravity: 0.032 g / cc, expansion start temperature (Ts2): 170 ° C.
ついで、充填した中空粒子の体積に対して表１および２に示す比率でシリコンオイル（信越化学株式会社製「フェニル系シリコンオイルHIVAC Ｆ−５」（商品名）：表面張力34mN／ｍ、接触角25°）をタイヤ気室内へ添加した。その後、中空粒子間にシリコンオイルが均一に分散混合するように、60℃の雰囲気下にてドラムによる回転を10回転／minおよび100回転／minにて交互に８時間にわたって繰り返してから、130km／minの走行を30分間実施した。なお、均一分散は通常走行を行うことによっても十分に達成可能である。かくして、評価試験に供するタイヤおよびリムとの組立体を得た。 Next, silicon oil (“Phenyl Silicon Oil HIVAC F-5” (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (trade name): surface tension 34 mN / m, contact angle at the ratio shown in Tables 1 and 2 with respect to the volume of the filled hollow particles. 25 °) was added to the tire chamber. Thereafter, in order to uniformly disperse and mix the silicon oil between the hollow particles, the drum rotation was alternately repeated at 10 rotations / min and 100 rotations / min for 8 hours in an atmosphere of 60 ° C., and then 130 km / The min run was carried out for 30 minutes. It should be noted that uniform dispersion can be sufficiently achieved by performing normal running. Thus, an assembly with a tire and a rim for use in the evaluation test was obtained.
次に、上記タイヤとリムとの組立体に窒素を充填し、使用内圧に調整した。そして、あらかじめ以下に示す調査法に基づき粒子体積回復挙動を調査の上、目的の中空部内圧力となるに相当する保持時間を割り出し、60℃に保たれた加温室にてタイヤ気室圧力を保つことで、中空粒子の中空部圧力を増加させ粒子体積を回復させながら、評価するタイヤとリムとの組立体の調製を行った。 Next, the tire / rim assembly was filled with nitrogen and adjusted to the internal pressure. Then, after investigating the particle volume recovery behavior based on the investigation method shown below in advance, the retention time corresponding to the target pressure in the hollow part is determined, and the tire chamber pressure is maintained in a heated room maintained at 60 ° C. Thus, an assembly of a tire and a rim to be evaluated was prepared while increasing the hollow portion pressure of the hollow particles and recovering the particle volume.
ここで、中空粒子の中空部内圧力を増加させるための適切な保持時間を割り出す方法は、次のとおりである。
まず、内容積が1000ｃｍ３程度の内断面直径が一定で透明なアクリル樹脂製の円筒型耐圧容器を準備し、該容器に超音波水浴等で振動を与えながら、本発明の中空粒子を容器内が一杯になるまで充填した。次にこの容器にタイヤ気室に充填する気体を、車両指定内圧等の所望する使用圧力になるまで充填した。圧力が高まるにつれて容器内の粒子は体積減少するため、中空粒子で満たされた部分の容器内側の高さ（以下、中空粒子高さとする）は低下する。容器内圧が目標圧力に達したら、超音波水浴等で容器に５分間の振動を与えた後、５分間静置した。そして、容器内の中空粒子高さが安定したところで中空粒子高さを測定し、『加圧開始時の中空粒子高さ：Ｈ１』とした。更に上記使用圧力をかけ続け、『一定期間経過した状態での中空粒子高さ：Ｈx』を計測した。
Here, a method for determining an appropriate holding time for increasing the pressure in the hollow portion of the hollow particles is as follows.
First, a transparent acrylic pressure-resistant container made of acrylic resin having an inner volume of about 1000 cm 3 and a constant inner cross-sectional diameter is prepared, and the hollow particles of the present invention are placed in the container while being vibrated with an ultrasonic water bath or the like. Filled until full. Next, this container was filled with a gas filling the tire chamber until a desired working pressure such as a vehicle designated internal pressure was reached. Since the volume of the particles in the container decreases as the pressure increases, the height inside the container of the portion filled with the hollow particles (hereinafter referred to as the hollow particle height) decreases. When the internal pressure of the container reached the target pressure, the container was vibrated for 5 minutes with an ultrasonic water bath or the like and then allowed to stand for 5 minutes. And when the hollow particle height in a container was stabilized, hollow particle height was measured and it was set as "the hollow particle height at the time of a pressurization start: H1." Further, the above-mentioned working pressure was continuously applied, and “height of hollow particles after a certain period of time: Hx” was measured.
次に、上記の圧力を付与したまま一定時間ごとに上記の中空粒子高さを測りながら経時変化を記録していき、中空粒子高さが変化しなくなるまで測定を継続し、最終的な『安定した中空粒子高さ：Ｈ２』を計測した。以上から次式により、粒子体積回復率を算出した。すなわち、
粒子体積回復率（％）＝〔（Ｈx−Ｈ１）／（Ｈ２−Ｈ１）〕×100
以上の測定結果を基に、目標とする体積回復率となるまでの時間を割り出し、中空粒子を配置したタイヤとリムとの組立体に所望する圧力の気体を充填した上で、上記にて割り出した保持時間に従って粒子総体積の回復処置を施すことにより、中空粒子の中空部内圧力を増加させた。本実施例においては、約300時間の保持を行った。
Next, record the change over time while measuring the hollow particle height at regular intervals while applying the above pressure, and continue the measurement until the hollow particle height does not change. Hollow particle height: H2 ”was measured. From the above, the particle volume recovery rate was calculated by the following formula. That is,
Particle volume recovery rate (%) = [(Hx−H1) / (H2−H1)] × 100
Based on the above measurement results, the time to reach the target volume recovery rate is determined, and the tire and rim assembly in which the hollow particles are arranged is filled with a gas having a desired pressure, and the above is determined. The pressure in the hollow part of the hollow particles was increased by performing a recovery treatment of the total particle volume according to the holding time. In this example, holding was performed for about 300 hours.
さらに、タイヤ気室に配置した中空粒子の中空部内の圧力比率を、次のように測定し確認した。
〔中空部内の圧力レベル確認方法〕
タイヤ気室内に中空粒子を配置し所望の使用内圧Ｐ２に一定期間保った、目的のタイヤを準備する。バルブにはフィルターを配置することで、バルブを開放した時、中空粒子がタイヤ気室内に留まり、高圧の気体だけが排出される状態を得られる。その後、一旦タイヤ気室の圧力を大気圧とし、再度気体を充填したうえでＰ２の５０％に相当する圧力Ｐ５０％に調整し、タイヤバルブを開放してタイヤ気室内の空気を大気圧Ｐ１に放出させつつ積算流量計に流し、空気排出量Ｖ５０％を測定する。そして、次式
Ｐ５０％下における粒子周囲空隙容積値Ｖ（ｃｍ３）＝
〔空気排出量値Ｖ５０％（ｃｍ３）〕/〔内圧値Ｐ５０％（kPa）/大気圧Ｐ１（kPa ）〕
により、圧力Ｐ５０％における粒子周囲空隙容積値Ｖを求める。同様に、Ｐ３０％、Ｐ７０％、Ｐ８０％、Ｐ９０％等の各圧力水準における粒子周囲空隙容積を算出する。もし、中空部内圧力がタイヤ気室内の圧力に満たない場合は、中空粒子体積が減少するためその分粒子周囲空隙容積が増加した状態となる。よって、充分に低い圧力水準から上記測定を開始し、粒子周囲空隙容積が増加し始めた水準の圧力をもって、中空粒子の中空部内の圧力レベルとした。
Furthermore, the pressure ratio in the hollow part of the hollow particles disposed in the tire chamber was measured and confirmed as follows.
[How to check the pressure level in the hollow part]
Place the hollow particles in the tire chamber and kept a certain period to a desired use internal pressure P 2, to prepare the tire of interest. By disposing a filter in the valve, when the valve is opened, the hollow particles stay in the tire chamber and only a high-pressure gas is discharged. After that, the pressure in the tire chamber is once changed to atmospheric pressure, and again filled with gas, adjusted to a pressure P 50% corresponding to 50% of P 2 , the tire valve is opened, and the air in the tire chamber is changed to atmospheric pressure. while releasing the P 1 flowed into integrating flowmeter to measure the 50% air emissions V. And the void volume value V (cm 3 ) around the particle under the following formula P 50% =
[Air discharge value V 50% (cm 3 )] / [Internal pressure value P 50% (kPa) / Atmospheric pressure P 1 (kPa)]
Thus, the void volume value V around the particle at the pressure P 50% is obtained. Similarly, the void volume around the particle at each pressure level such as P 30% , P 70% , P 80% , P 90%, etc. is calculated. If the pressure in the hollow portion is less than the pressure in the tire chamber, the volume of the hollow particles is reduced and the void volume around the particles is increased accordingly. Therefore, the above measurement was started from a sufficiently low pressure level, and the pressure level at which the void volume around the particle began to increase was defined as the pressure level in the hollow part of the hollow particle.
更に上述の中空部内の圧力レベル確認方法を実施した後、同様の手法によりタイヤ気室の圧力を使用内圧（Ｐ１００％）とし、下式より粒子周囲空隙容積値Ｖを求めた。
Ｐ１００％下における粒子周囲空隙容積値Ｖ（ｃｍ３）＝
〔空気排出量値Ｖ１００％（ｃｍ３）〕/〔内圧値Ｐ１００％（kPa）/大気圧Ｐ１（kPa ）〕
そして、前述のタイヤ気室容積と粒子周囲空隙容積値Ｖとの差分を求めることによって、使用内圧下におけるタイヤ気室内の中空粒子体積とした。
Further, after carrying out the above-described method for checking the pressure level in the hollow portion, the pressure in the tire chamber was set to the use internal pressure (P 100% ) by the same method, and the void volume value V around the particle was obtained from the following equation.
P Volume around particle V under 100% V (cm 3 ) =
[Air discharge value V 100% (cm 3 )] / [Internal pressure value P 100% (kPa) / Atmospheric pressure P 1 (kPa)]
And the hollow particle volume in the tire chamber under use internal pressure was obtained by calculating the difference between the above-mentioned tire chamber volume and the particle peripheral void volume value V.
まず、得られたタイヤとリムとの組立体を用いて、高速発熱ドラム試験（常用限界速度）を実施した。
すなわち、試験環境温度38℃に設定したドラム試験機に、内圧値200ｋPaに調整した上記評価組立体を取り付け、5.13ｋNの負荷荷重を与えながら速度100km／ｈにて走行を開始し、５分ごとに速度を10km／ｈずつ上昇させ、タイヤ気室内の粒子温度およびタイヤ気室圧力の変化を計測した。
なお、評価を行うリムの内面には、タイヤ気室圧力をモニターする圧力センサーを、インナーライナー内面のタイヤ幅方向中央部には中空粒子の温度を計測する熱電対を配置し、測定した圧力データおよび温度データの信号を、一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験室内に設置した受信機にて受信しながらタイヤ気室圧力および中空粒子温度の変化を計測した。
本試験では、各タイヤの速度記号に準じた保証速度に10km／ｈを加えた速度を『上限速度』として評価した。すなわち、上述の上限速度に達する前に中空粒子の温度が中空粒子の再膨張開始温度であるＴｓ２に到達した場合は、その時点の速度までで走行を停止した。また、上限速度下においても中空粒子の温度が中空粒子の再膨張開始温度であるＴｓ２に到達しない場合は、その上限速度までで走行を停止した。そして走行停止を判断した時点の速度が、各タイヤの速度記号に準じた保証速度と同等以上である場合を合格と判定した。
First, a high-speed heating drum test (normal limit speed) was performed using the obtained tire and rim assembly.
That is, the above-mentioned evaluation assembly adjusted to an internal pressure value of 200 kPa is attached to a drum testing machine set to a test environment temperature of 38 ° C., and running is performed at a speed of 100 km / h while applying a load of 5.13 kN, every 5 minutes. Then, the speed was increased by 10 km / h, and the changes in the particle temperature in the tire chamber and the pressure in the tire chamber were measured.
In addition, a pressure sensor that monitors the tire chamber pressure is arranged on the inner surface of the rim to be evaluated, and a thermocouple that measures the temperature of the hollow particles is arranged in the center of the inner liner inner surface in the tire width direction. The temperature data signal was transmitted by radio waves using a commonly used telemeter, and changes in the tire chamber pressure and the hollow particle temperature were measured while being received by a receiver installed in the test chamber.
In this test, a speed obtained by adding 10 km / h to the guaranteed speed according to the speed symbol of each tire was evaluated as an “upper limit speed”. That is, when the temperature of the hollow particles reached Ts2, which is the re-expansion start temperature of the hollow particles, before reaching the above upper limit speed, the traveling was stopped up to the speed at that time. Further, when the temperature of the hollow particles did not reach Ts2, which is the re-expansion start temperature of the hollow particles even under the upper limit speed, the traveling was stopped up to the upper limit speed. A case where the speed at the time when the travel stop was determined was equal to or higher than the guaranteed speed according to the speed symbol of each tire was determined to be acceptable.
また、別の各評価用タイヤとリムとの組立体の気室圧力を内圧200ｋPaに調整し、5.13ｋNの負荷荷重を与えながら速度90km／ｈで距離50000kmにわたるロングランドラム走行を実施し、走行による履歴を加えた。この走行後のタイヤを室温まで放置冷却した後、タイヤ気室圧力を使用内圧に調整し、前述の方法によって走行後の粒子周囲空隙容積値を計測した。そして、上述のタイヤ気室容積と走行後粒子周囲空隙容積値との差分を求めることによって、走行後の中空粒子体積とした。
最後に、下式から中空粒子の高速耐久性指標となる『中空粒子体積保持率』を算出した。『中空微粒子体積保持率』は100％に近いほど優れており、95％以上を良（○）、90％以上95％未満を可（△）および90％未満を不可（×）とした。
『中空微粒子体積保持率』＝
（走行後の中空微粒子体積／走行前の中空微粒子体積）×100
In addition, the air pressure of the assembly of each of the other tires for evaluation and rim was adjusted to an internal pressure of 200 kPa, and a long ground ram traveling over a distance of 50000 km at a speed of 90 km / h was performed while applying a load of 5.13 kN. Added history. After the running tire was allowed to cool to room temperature, the tire chamber pressure was adjusted to the working internal pressure, and the void volume around the particle after running was measured by the method described above. And the hollow particle volume after driving | running | working was calculated | required by calculating | requiring the difference of the above-mentioned tire chamber volume and the particle | grain surrounding void volume value after driving | running | working.
Finally, the “hollow particle volume retention”, which is a high-speed durability index of hollow particles, was calculated from the following equation. “Hollow particle volume retention” is better as it is closer to 100%, with 95% or more being good (◯), 90% or more and less than 95% being acceptable (Δ), and less than 90% being unacceptable (×).
"Hollow particle volume retention" =
(Volume of hollow fine particles after running / volume of hollow fine particles before running) × 100
その後、別の各評価用タイヤとリムとの組立体を、上述の選定した車輌の左前輪に装着し、４名乗車相当の積載量に設定した。次に、直径5.0mm、長さ50mmの釘４本を該組立体のトレッド表面からタイヤ内部に向けて踏み抜き、タイヤ気室圧力が大気圧にまで低下するのを確認した後、90km／ｈの速度でテストコースの周回路をランフラット走行させ、タイヤ気室内の粒子温度と気室圧力とを連続的に計測し、内圧復活機能の発現状況を調査した。 Thereafter, another assembly of each evaluation tire and rim was mounted on the left front wheel of the selected vehicle described above, and the loading capacity was set to be equivalent to four passengers. Next, four nails with a diameter of 5.0 mm and a length of 50 mm were stepped out from the tread surface of the assembly toward the inside of the tire, and after confirming that the tire chamber pressure had dropped to atmospheric pressure, 90 km / h The circumference of the test course was run flat at speed, and the particle temperature and air chamber pressure in the tire chamber were continuously measured to investigate the manifestation of the internal pressure recovery function.
なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、タイヤ気室圧力をモニターする圧力センサーを組み込み、測定した圧力データの信号を一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験車両内部に設置した受信機にて受信することで圧力の変化を計測しながら、最大100kmの走行を実施した。前述の『ＲＦ走行限界内圧値』に対して、ランフラット走行下での内圧復活機能発現によるタイヤ気室内の圧力値が優り100ｋｍ走行できた場合を良（◎）、50km以上100ｋｍ未満を可（○）および50km 未満を不可（×）とした。
これらの調査結果を表１および２に併記する。
In addition, on the inner surface of the rim of the assembly of the tire and rim to be evaluated, a pressure sensor that monitors the tire chamber pressure is incorporated, and the signal of the measured pressure data is transmitted by radio using a commonly used telemeter, While measuring the change in pressure by receiving it with a receiver installed inside the test vehicle, we traveled up to 100km. Compared to the above-mentioned “RF driving limit internal pressure value”, the pressure value in the tire chamber is excellent due to the expression of the internal pressure recovery function under run-flat driving, and it is good (◎), and 50 km or more and less than 100 km are possible ( ○) and less than 50km are not allowed (x).
These survey results are shown in Tables 1 and 2.
さらに別の各評価用タイヤとリムとの組立体について使用内圧に調整した上で、上述の選定した車輌の左前輪に装着し、４名乗車相当の積載量に設定した。次に、縁石に模した鉄板によってタイヤサイド部を受傷させ、その際、中空粒子のタイヤ外側への噴出状態を目視にて調査した。ここで、傷の長さは25〜30mmである。 Furthermore, after adjusting the internal pressure for each of the other evaluation tires and rim assemblies, they were mounted on the left front wheel of the vehicle selected above and set to a loading capacity equivalent to four passengers. Next, the tire side part was damaged by the iron plate imitating the curb, and the state of the hollow particles ejected to the outside of the tire was examined visually. Here, the length of the scratch is 25-30 mm.
なお、中空粒子の噴出状態は、下記の４レベルに分類して評価した。
レベル１：傷がタイヤの周上の位置に限らず連続的に多量噴出
レベル２：傷がタイヤの周上の位置に限らず連続的に少量噴出
レベル３：傷がタイヤの回転軸直下にある場合に多量噴出
レベル４：傷がタイヤの回転軸直下にある場合に少量噴出
The ejection state of the hollow particles was evaluated by classifying into the following four levels.
Level 1: Scratch is not limited to the position on the circumference of the tire, and a large amount is continuously ejected Level 2: Scratch is not limited to the position on the circumference of the tire, and a small amount is continuously ejected Level 3: Scratches are directly under the rotation axis In case of large volume ejection level 4: Small volume ejection if the scratch is directly under the tire's rotation axis
表１および２において、比較例１および２は、中空粒子の充填率が発明範囲から外れた例であり、比較例３〜６は液体の添加率が発明範囲から外れた例である。また、従来例は、中空粒子に液体を添加しない事例である。 In Tables 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2 are examples in which the filling rate of the hollow particles is outside the scope of the invention, and Comparative Examples 3 to 6 are examples in which the liquid addition rate is outside the scope of the invention. The conventional example is an example in which no liquid is added to the hollow particles.
１ タイヤ
２ リム
３ タイヤ気室
４ 中空粒子
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト
８ トレッド
９ バルブ
１０ インナーライナー層
１１ サイド部
１２ 粒子周囲の空隙
１３ 液体
１５ フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007261412A JP2009090744A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Assembly body of tire and rim |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007261412A JP2009090744A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Assembly body of tire and rim |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009090744A true JP2009090744A (en) | 2009-04-30 |
Family
ID=40663172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007261412A Withdrawn JP2009090744A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Assembly body of tire and rim |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009090744A (en) |
-
2007
- 2007-10-04 JP JP2007261412A patent/JP2009090744A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004243985A (en) | Assembly body of tire with rim, and particle group filled in the assembly body | |
| JP4990485B2 (en) | Tire and rim assembly and hollow particles arranged inside the assembly | |
| JP2009090744A (en) | Assembly body of tire and rim | |
| JP4994231B2 (en) | Tire and rim assembly and hollow particles | |
| JP2009090913A (en) | Assembly body of tire and rim | |
| JP2009190319A (en) | Method for producing hollow particle composition to be disposed within tire-rim assembly | |
| JP2006298305A (en) | Tire particle assembly | |
| JP2006290114A (en) | Tire particle assembly | |
| JP2006116912A (en) | Repairing method of punctured tire | |
| JP2006224934A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2003306006A (en) | Tire and rim assembly body, and foaming composition | |
| JP2006193117A (en) | Tire-particle assemblage | |
| JP2006231987A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2006188100A (en) | Tire-particle assembly | |
| JP2006264638A (en) | Hollow particle amount calculation method | |
| WO2005102740A1 (en) | Assembly of tire and rim, and hollow particles placed inside the assembly | |
| JP4652083B2 (en) | Inspection method of hollow particles for safety tires | |
| JP2006168478A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2006151118A (en) | Tire particle assembly | |
| JP2006231980A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2003025806A (en) | Safety tire and rim assembly and foaming composition | |
| JP2006306217A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2003118325A (en) | Assembly body of tire and rim and method for adjusting volume thereof | |
| JP2006231979A (en) | Tire particle aggregate | |
| JP2006188099A (en) | Tire-particle assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20101207 |