WO2006098280A1

WO2006098280A1 - 安全タイヤおよび中空リング体

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Publication number: WO2006098280A1
Application number: PCT/JP2006/304916
Authority: WO
Inventors: Koji Otani
Original assignee: Bridgestone Corporation
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-09-21
Also published as: JP4651662B2; EP1859960A1; EP1859960A4; ES2350257T3; CN101163598B; US20090051213A1; CN101163598A; US7793694B2; EP1859960B1; JPWO2006098280A1; DE602006016746D1

Abstract

　中空リング状の隔壁内に発泡性組成物とも称される中空粒子を充填した安全タイヤにおける上記問題を解決し、中空粒子の機能を十分に発現する隔壁構造を有する安全タイヤについて提案する。　タイヤを適用リムに装着し、タイヤと適用リムの組立体内部に、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、樹脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子を充填して成る安全タイヤにおいて、前記隔壁に、中空粒子が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルターを設ける。

Description

明細書

安全タイヤおよび中空リング体

技術分野

[0001] 本発明は、タイヤが外傷等を受けることによってパンク状態となってなお、必要とされる距離を安全に継続走行することができる安全タイヤと、この安全タイヤに供する中空リング体に関するものである。

背景技術

[0002] タイヤがパンク状態に陥った際に必要とされる距離を安全に継続走行することができる安全タイヤにっ、ては、様々な提案がなされて、る。

例えば、特許文献 1には、タイヤを適用リムに装着し、タイヤと適用リムの組立体内部に、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封入し、タイヤ受傷時に発泡性組成物の膨張によって隔壁を拡張して、この拡張した隔壁にてタイヤ内圧の復活を可能にする技術が開示されて、る特許文献 1：特開 2004— 75039号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、発泡性組成物の膨張にて隔壁を拡張させる際に、その拡張を制御することが難、ことと、発泡性組成物がタイヤとリムの組立体内部の容積を満たすためには、隔壁内に相当量の発泡性糸且成物を充填する必要があり重量及びコストが増大することが、残る問題であった。

[0004] そこで、本発明は、中空リング状の隔壁内に発泡性組成物とも称される中空粒子を充填した安全タイヤにおける上記問題を解決し、中空粒子の機能を十分に発現する隔壁構造を有する安全タイヤについて提案することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。

(1)タイヤを適用リムに装着し、タイヤと適用リムの組立体内部に、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、榭脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子を充填して成る安全タイヤにおいて、前記隔壁は、中空粒子が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする安全タイヤ。

[0006] (2)隔壁がウレタン榭脂からなることを特徴とする上記（1)に記載の安全タイヤ。

[0007] (3)フィルターがガラス繊維、アルミナ系セラミック繊維、ポリエステル繊維およびナイロン繊維のいずれか少なくとも 1種カゝらなる耐熱フィルターであることを特徴とする上記（1)または（2)に記載の安全タイヤ。

[0008] (4)タイヤを適用リムに装着したタイヤとリムの組立体の内部に供する中空リング体であって、気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする中空リング体

[0009] (5)タイヤを適用リムに装着したタイヤとリムの組立体の内部に供する中空リング体であって、内部に、榭脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子を充填して成り、該中空粒子が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする中空リング体。

[0010] (6)前記フィルタ一は、剛構造体を介して中空リング体に取り付けられることを特徴とする上記 (4)または（5)に記載の中空リング体。

[0011] (7)前記フィルタ一は、柔構造体を介して中空リング体に取り付けられることを特徴とする上記 (4)または（5)に記載の中空リング体。

[0012] (8)前記フィルタ一は、中空リングの内部に伸びる管状部材を介して、中空リング体に取り付けられることを特徴とする上記 (4)または（5)に記載の中空リング体。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、ー且は低下あるいは消失したタイヤの内圧力中空粒子の作用によって再補填されるから、車重を支持するに足るタイヤ内圧を再度得ることができる。従って、パンク状態に陥ったタイヤでも、そのタイヤ骨格部に張力が付与される結果、受傷後も健全な走行が可能となる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の安全タイヤの幅方向断面図である。 [図 2]本発明の安全タイヤに用いる中空リング状の隔壁を示す図である。

[図 3]隔壁に設けるフィルターを示す図である。

[図 4]安全タイヤの受傷後の挙動を示す図である。

[図 5]本発明の安全タイヤの内圧復活を示す図である。

[図 6]フィルターの機能を示す図である。

[図 7]本発明の安全タイヤの内圧復活を示す図である。

[図 8]フィルターの取り付け構造を示す図である。

[図 9]フィルターの取り付け構造を示す図である。

[図 10]フィルターの取り付け構造を示す図である。

[図 11]フィルターの取り付け構造を示す図である。

[図 12a]フィルターの取り付け構造を示す図である。

[図 12b]フィルターの取り付け構造を示す図である。

符号の説明

[0015] 1 タイヤ

2 リム

3 隔壁

4 室

5 中空粒子

6 フイノレター

7 異物

8 傷口

発明を実施するための最良の形態

[0016] まず、本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、図 2に示す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、榭脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子 5を充填して成る。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。

[0017] 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。力うな配置とすれば、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ぐ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。

[0018] また、隔壁 3は、例えばウレタン榭脂またはゴム力もなることが好ましい。すなわち、隔壁 3には、大きな伸び率を確保しつつ、走行中の遠心力によるクリープ性に優れた材料が適しており、ウレタン榭脂、特にポリウレタンが好適である。

[0019] さらに、隔壁 3には、図 3に示すように、中空粒子 5が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルター 6を、中空リング状隔壁の外周部分に少なくとも 1箇所、設けることが肝要である。また、外周の等分 4ないし 6箇所に設けることも可能である。複数個のフィルターを設けることにより、気体の通過がスムースに行われ、結果として速や力なタイヤ高さの復活が可能となるが、一方、中空リング状隔壁の機械的強度が、フィルターの増加に伴い低下する為、必要以上に増やす事は得策とは言えない。

[0020] 上記中空粒子 5は、略球形状の榭脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、平均粒径が 20 μ m〜500 μ m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 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。ここで、『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、この中空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『榭脂製の殻』を有することを指す。さらに、上記の榭脂による連続相とは、この『榭脂製の殻を構成する成分組成上の連続相』を指す。なお、この榭脂製の殻の組成は後述のとおりである。 [0021] ここで、中空粒子はその原料である『膨張性榭脂粒子』、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、この膨張性榭脂粒子には膨張開始温度 Tslが存在する。更に、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、ここに中空粒子の再膨張開始温度 Ts2が存在する。発明者らは、これまで多くの膨張性榭脂粒子カゝら中空粒子を製造し検討を重ねてきた結果、 Tslを膨張特性の指標としてきた力中空粒子の膨張特性の指標としては Ts2が適切であることを見出すに到った。

[0022] まず、膨張性榭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。膨張性榭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ぐ榭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、加熱膨張の過程で榭脂製の殻部の連続相がガラス転移点を越えても、更なる加熱により殻部がある程度柔ら力べなるまでは、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、 Tslは実際の殻部のガラス点移転よりも高い値を示す。

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ぐ中空体としての剛性が低い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で殻部の連続相がガラス転移点を越えると同時に膨張を開始するため、 Ts2は Tslより低い位置づけとなる。

[0023] 本発明では、一旦膨張させた中空粒子の更なる膨張特性を活用する。

すなわち、中空粒子の Ts2は、 90°C以上 200°C以下であることが好ましい。なぜなら、中空粒子の Ts2が 90°C未満では、常用走行時のタイヤ気室内の温度環境下にて膨張する可能性があるからである。

一方 200°C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、 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。

[0024] よって、 Ts2の範囲は 90°C以上 200°C以下であり、好ましくは 110°C以上、更に好ましくは 130°C以上であり、もっとも好ましくは 160°C以上の範囲である。 [0025] 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配置することにより、内圧復活機能を確実に発現させる一方、常用走行での『内圧復活機能保持』が達成される。

[0026] 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ォロ化物、炭素数 2から 8の脂環式炭化水素およびそのフルォロ化物、そして次の一般式 (III)：

R' -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、力も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、タィャ気室内に充填する気体は空気でも良いが、上記粒子中の気体力 Sフルォロ化物でない場合には、安全性の面力も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。

[0027] 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『膨張性榭脂粒子』を作製し、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。

[0028] 後者の熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多ぐこれらによる発泡によって得られる膨張性榭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、ァゾジカルボンアミド、パラトルエンスルフォ-ルヒドラジンおよびその誘導体、そしてォキシビスベンゼンスルフォ-ルヒドラジンを好適に挙げることができる。

[0029] 次に、前者の高圧圧縮ガス及び液ィ匕ガスなどの蒸気圧を活用して中空粒子となる『膨張性榭脂粒子』を得る手法を説明する。

中空粒子を形成する前記榭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ォロ化物、炭素数 2から 8の脂環式炭化水素およびそのフルォロ化物、そして次の一般式 (III)： R'-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ィ匕合物、力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榭脂連続相にて封じ込めた『膨張性榭脂粒子』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。

[0030] また、前記『膨張性榭脂粒子』の表面に、シリカ粒子等のアンチブロッキング剤、力一ボンブラック微粉、帯電防止剤、界面活性剤等をコーティングした上で加熱膨張させることにより、目的の中空粒子を得ることができる。

[0031] さて、この中空粒子 5を室 4内部に配置したタイヤに、図 4 (a)に示すように、例えば釘などの異物 7が刺さり、その後走行中に異物 7が抜けると、タイヤ 1内の大気が徐々に漏洩する。建設現場などの荒地で使用する場合に受ける裂け傷などと異なり、一般路でのパンクの原因は釘やボルトなどのタイヤに刺さる異物である。力うなパンクの場合、異物が抜け落ちる頻度は極めて低ぐ多くの場合、異物が残ったままの状態で一昼夜程度放置された後、タイヤのパンクに気付く事になるのが一般的である。従つて、傷口力タイヤ外に気体が漏洩する速度は非常に遅いものであり、図 4 (b)および (c)に示すように、徐々にタイヤ内圧が低下していく。

[0032] 力ように内圧が低下したタイヤ 1は、継続した走行において、図 5 (a)に示すように、タイヤ 1内の隔壁 3がタイヤ 1内面と接触した状態で、しカゝも荷重が付加されての走行が継続される結果、繰り返しの変形入力が与えられる。すると、この変形入力により隔壁 3内の中空粒子 5は相互に擦れ合い摩擦によって自己発熱して、中空粒子 5の温度が上昇する。そして、該温度が、中空粒子の熱膨張開始温度 Ts2 (該榭脂のガラス転移温度に相当する）を超えると、該粒子の殻は軟ィ匕し始める。このとき、中空粒子の中空部内圧力が高いことに加え、中空粒子温度が急上昇するために、中空粒子がー気に体積膨張する。

[0033] 膨張した中空粒子は、その連続相を構成する榭脂の厚みが減少してガス透過性が増加する結果、図 5 (b)に示すように、中空粒子の中空部の内包気体が中空粒子の外側の室 4内に放出される。ここで、隔壁 3には、図 6に示すように、所定の位置に穿つた穴 60を塞ぐ形で、中空粒子 5から放出された気体のみを選択通過させるフィルタ一 6が設けられているため、放出気体はこのフィルター 6を介して室 4外のタイヤ内部に供給される。すなわち、中空粒子 5からの放出気体によって室 4の内圧は上昇する一方、この室 4の外側のタイヤ内部圧力は傷口 8からの気体漏洩によって減少しているため、室 4の放出気体はフィルター 6を介して低圧の室 4外のタイヤ内部へ流動する。

[0034] この放出気体の中空粒子からの放出速度は、タイヤの傷口 8からの気体の漏洩速度よりも速い。なぜなら、上記の如ぐ殆どのパンクは、異物が受傷部に残留した状態なので、タイヤ内空気の漏洩速度は、非常に遅いからである。仮に、異物を故意に除去した場合でも、柔軟なゴムの層が傷口を塞ぐ様に作用する為、タイヤ内空気の漏洩速度は、比較的遅いものである。従って、中空粒子からの気体の放出速度と傷口 8 力の大気の漏洩速度との差分をもって、図 5 (c)に示すように、タイヤ内圧を復活させることが可能となる。

ここで、フィルターが無い場合の現象を説明する。フィルターが無いと、中空粒子から放出された内包気体は隔壁内に残留することになり、その気体は、隔壁を拡張させる力を発揮する。かように、中空粒子の体積膨張を上回る速度で隔壁が膨張してしまうと、中空粒子の総嵩体積よりも大きな内容積を持つ中空リングとなってしまう。つまり中空リング内に余分な空間が形成されてしまい、中空粒子は隔壁内をサラサラと自由に移動できる状態となる。この様な状態では、パンク走行によって中空リングに変形入力が加わっても、その力を中空粒子に伝達することは出来ず、従って、十分な復活能力を発揮する事は出来ない。

[0035] なお、中空粒子からの放出気体のみを選択的に通過させるフィルター 6には、ガラス繊維や、アルミナ系セラミック繊維、ポリエステル繊維およびナイロン繊維のいずれか少なくとも 1種力もなる耐熱フィルターを用いることが好ましい。なぜなら、熱膨張可能な中空粒子を充填して成る中空リングのタイヤ高さ復活メカニズムから、フィルターが高温環境下にさらされる事は避けられないからである。また、その形態は、焼結フィルターゃ不織布状でも良ぐ織布でも構わない。更に、中空粒子の膨張開始温度 Ts 2以上の耐熱性が必要な事は、勿論である。

[0036] 上記した内圧復活に寄与する中空粒子力の気体の放出は、隔壁 3に対する入力力くなつて中空粒子の温度が熱膨張開始温度 Ts2未満になるまで、あるいは、中空粒子内の内圧とタイヤの内圧が平衡に達するまで継続し、内圧を復活させるベく機能する。その後、中空粒子力もの気体の放出が停止し、タイヤの傷口 8からの気体の漏洩が進むと、再度内圧が低下して図 5 (a)に示した、タイヤ 1内の隔壁 3がタイヤ 1内面と接触した状態に再び陥ることになる。すると、図 5 (b)から (c)に示した隔壁 3 への入力から中空粒子の発熱、そして気体の放出を繰り返されて内圧の復活がはかられる。以上の内圧の低減と内圧の復活を繰り返す過程を経て、パンク状態となった後も必要とされる距離を安全に継続走行することが可能になる。

[0037] ここで、例えばウレタン榭脂からなる隔壁 3は、中空粒子から内包圧が放出されている状態において、隔壁 3に大きな変形入力があって破壊した場合について、図 7を参照して説明する。すなわち、図 7 (a)に示すように、隔壁 3に変形入力があったことによって隔壁 3内の中空粒子 5は既に発熱して気体を放出しているために、図 7 (b)から（c)に示すように、上述と同様のメカニズムにて低下したタイヤ内圧を復活させることが可能である。

[0038] また、隔壁 3の破壊によってタイヤ 1内部に飛散した中空粒子 5は、タイヤ 1の傷口 8 を閉塞し、急激なタイヤ内圧力の低下を抑制するのに寄与する。

すなわち、傷口 8はタイヤ気室内の気体が漏れ出る流路となる力その流路長さはタイヤの肉厚分にほぼ相当する。本発明の中空粒子は、上記流路内において『圧密』状態で入り込んで多数の中空粒子によって流路を詰まらせることができる。更に上述した内圧復活機構によりタイヤ気室内の圧力が増加されると、タイヤ骨格に張力が与えられることにより、傷口の内径は絞り込まれるように減少していく。ゆえに傷口内に圧密状態で入り込んだ中空粒子群には、タイヤ気室内の増圧によりタイヤ側から絞り込まれるように圧縮力が働く。ここで、本発明の中空粒子は、中空部圧力が高いために、この圧縮力に対して中空部圧力に起因する反力が発生するため、圧密の度合いを高めることができ、より大きな内径の傷口においても、タイヤ気室内の気体がほとんど漏れ出さな、程度まで傷口を閉塞できるのである。

従って、ノンクの原因となった傷口は、瞬時にかつ確実に中空粒子によって塞ぐことができるのである。

[0039] なお、隔壁 3に強度の低い材料を用いて、隔壁 3が中空粒子 5の発熱前に破壊し中空粒子 5が隔壁 3外に開放された場合にあっても、タイヤ内で発生する熱の供給を受けた中空粒子 5が、体積膨張や内包気体の漏洩を引き起こし、同様にタイヤ高さを復活させる事が可能である。すなわち、パンク状態となったタイヤ 1は、内圧の低下に伴いタイヤの橈み量が増加し、タイヤ内容積が減少するため、中空粒子 5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て発熱し、上述の内圧復活が達成されることになる。

[0040] 更に、タイヤ内面同士が接触しながら走行する場合は、その接触部分に挟み込まれた中空粒子 5の機械的破壊も起こり、その内包気体の放出が加速する。

ちなみに、上記の現象である中空粒子 5の体積膨張と内包気体の放出とは、明確に分離することができるものではなく同時に並行して発現して、る場合が多、と考えられる。

[0041] 以上の中空粒子 5による内圧の再補填を実現するに当たって、室 4における中空粒子 5の充填量は、タイヤの内容積に対して、 20%から 60%の嵩体積とする事が好ましい。すなわち、中空粒子 5の嵩体積が 20%未満では、中空粒子から供給される気体の総量が少なぐ良好な復活能力が得られない事にカ卩え、パンク時に中空リングに加わる入力が不足し、十分な発熱を得られない為である。一方、 60%を超える嵩体積とした場合、タイヤをホイールに組み込む際の障害が大きぐ実用性に乏しくなる。従って、本発明が供されるタイヤサイズによって、中空リング隔壁を適切に設計することが必要になる。

[0042] ここで、上記の隔壁は中空リング体で構成されるから、この中空リング体に予め中空粒子を充填し、この充填後の中空リング体をタイヤ内に組み込む使途が推奨される。この中空リング体は、上述したフィルター 6が適切に機能することが肝要である。そのためには、内圧低下時のタイヤの橈みに伴って中空リング体が変形した際に、該中空リング体の変形による応力力フィルター 6と中空リング体（図 6における隔壁 3) との取り付け部分に集中して破損し、フィルター 6と中空リング体との間に隙間が生じて中空粒子が中空リング体力漏れ出る、ことを回避する必要がある。

[0043] そこで、図 8および図 9に示すように、フィルター 6は例えば、素材剛性の高い榭脂や金属などの剛構造体 30を介して、あるいは剛構造体 30を埋め込んで、中空リング体（隔壁 3)に取り付けることによって、フィルター 6と中空リング体（隔壁 3)との取り付け部分に歪みが集中することのな、構造とするとよ、。

ここで、剛構造体 30として榭脂リングを採用する場合には、隔壁と同系統の材料を用いるのが得策である。何故ならば、同系統の榭脂同士であれば、熱溶着による溶着が容易であるからである。例えば、熱可塑性ポリウレタン系の素材の場合、隔壁 3との熱溶着性に加え、素材剛性を任意に設定できる利点も有り、更に好適である。一方、隔壁との相溶性に乏しい榭脂ゃ金属を用いる場合は、特に隔壁 3との接着性を確保する必要が有る事に留意せねばならない。

何れの場合も、隔壁 3よりも高剛性の部材を介してフィルターを装着する必要が有る事は自明である。

[0044] 一方、図 10に示すように、異種素材を用いずとも、フィルターと隔壁 3との取り付け部分に歪みが集中することのない構造を得る手法も有る。例えば、フィルター取り付け部分の隔壁 3厚みを大きくすることによって、結果的に当該部分の剛性を高め、フィルターへの歪集中を回避可能である。

[0045] 同様に、図 11に示すように、フィルター 6は例えば、素材剛性の低い榭脂などの柔構造体 31を介して中空リング体（隔壁 3)に取り付けることによって、フィルター 6と中空リング体（隔壁 3)との取り付け部分の歪みを緩和する構造とすることも有効である。上述のごとぐ熱可塑性ポリウレタン系の素材を用いれば、素材剛性を任意に設定できるため、柔構造体の適用も容易である。ただし、一般的に、剛性低下は耐熱性が低下する傾向にあるため、本発明の使用環境を考慮した材料選定が肝要である。

[0046] また、力うな歪み緩和の観点からは、フィルター 6自体を伸縮性のある材料、例えば織布'不織布を問わず、その製造工程において、伸縮性を確保した物が使用可能である。また、蛇腹状の成型加工により形状的な伸縮性を持たせたフィルターや、連通気泡からなるスポンジ状のフィルターも用いることができる。あるいは、例えば図 12 (a)および (b)に示すように、隔壁 3とフィルター 6が、中空リング体の内側に伸びる管状部材 32を介して連結されて、れば、隔壁 3の変形カ^ィルター 6にまで到達することがないので、同様の効果を得ることが可能である。なお、図 12 (a)は管状部材 32の基部を中空リング体の内壁に接着した例および、同図 (b) は管状部材 32の基部を中空リング体の外壁に接着した例である。

実施例

[0047] サイズ 175Z70R13の乗用車用タイヤを 5.5J X 13のリムに装着した車輪について、以下に示す種々の仕様で試作した。本発明に従う例では、所定量の中空粒子を、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中子をタイヤ内部のリムに沿って配置した。ここで、発明例 1においては、中空リング状の隔壁を厚さ 2mmの熱可塑性ポリウレタンとし、発明例 2においては、厚さ 4mm の熱可塑性ポリウレタンを用い、各隔壁にはガラス繊維フィルターを周上 4箇所に、等間隔に設けた。また、従来例としては、通常のタイヤ—リム組み体を用いた。さらに、比較例として、隔壁にフィルターを設けない以外は発明例 1と同様の構成のタイヤも試作した。

[0048] いずれのタイヤに関しても、直径 5.3mmの釘を刺し、タイヤ内面まで貫通したことを確認した後、釘を除去して受傷タイヤとした。なお、発明例に用いた隔壁 (熱可塑性ポリウレタン）およびフィルターの物性は、表 1に示す通りである。

[0049] [表 1] 発明例 1 発明例 2

破断強度（MPa) 43.0 41.2

破断伸び（％) 308 688

軟化点 (°c) 151 93

P。

ガラス転移点 (°C) -4 -45

比重 (g/cc) 1.22 1.16

硬度（ShoreA) 98A 75A

材質ガラス繊維

フィルタ一

目開き（ m) 7〜10 [0050] また、発明例および比較例のタイヤに供した中空粒子の物性は下記の通りであり、一つの試験タイヤに用いた中空粒子の嵩体積は、各々 8リットルである。

記

連続相榭脂組成：アクリロニトリル/メチルメタタリレート供重合体

中空部内包ガス： HFE- 7000(C F OCH )

3 7 3

平均粒径： 96 m

膨張開始温度： 92°C

真比重： 0.031g/cc

連続相膜厚： 0.3 m

[0051] 次に、試験タイヤのそれぞれについて、 lOOOcc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。

すなわち、テスト車両の左前輪に試験タイヤを装着して、内圧を完全に放出した状態から走行を開始した。残る 3輪は、通常のタイヤである。テストコースを時速 80kmで 1時間走行し、走行中のタイヤ内圧及び地上からリムフランジまでの高さ（以後、タイャ高さと称す)を測定し、発明例と従来例との比較を行った。その評価結果を表 2に示す。

[0052] [表 2]

時間従来例発明例 1 発明例 2 比較例

[mm J [kPa] [mm] [kPa] [mm] [kPa] [mm] [kPa] [mmj

0 0.0 15.5 0.0 25.0 0.0 23.0 0.0 25.0

1 1 1.3 19.0 12.6 22.0 7.1 18.5 13.1 19.0

2 0.0 15.0 16.9 20.5 15.6 20.5 14.5 22.0

4 走行不能 22.1 21.5 29.2 23.0 15.6 22.0

6 26.0 22.5 41.3 22.0 16.2 23.5

8 29.6 23.5 47.9 35.0 1 5.9 24.0

10 32.2 26.0 51.3 38.5 1 5.7 24.5

12 34.6 28.0 53.8 39.5 16.2 25.0

14 36.7 28.5 55.5 40.5 16.5 24.5

1 6 38.7 29.5 56.5 41.5 0.0 15.5

18 40.1 31.5 57.4 42.0 走行不能

20 41.1 32.5 58.0 43.0

25 42.5 33.0 58.9 44.0

30 42.3 33.0 58.9 44.0

35 43.1 33.5 58.6 44.0

40 41.8 32.5 58.3 43.5

45 42.6 33.0 58.4 43.5

50 42.6 33.0 58.4 43.5

55 43.1 33.5 58.3 43.5

60 41.3 33.0 58.4 43.5

[0053] 表 2に示すように、従来例においては、走行開始後 67秒後にタイヤサイドウォール部分が裂け、走行不能となった。また、比較例では、走行開始後 15分 22秒後に、タイャのサイドウォール部が裂け、走行不能となった。比較例においては、上述の如くフィルターが無い為、中空粒子への入力が早期に緩和されてしまい、タイヤ高さを十分に復活出来な力つた結果、サイドウォール部を路面に擦りながら走行を続けることとなり、十分な走行距離を得られなカゝつた為である。

[0054] —方、発明例においては、走行後にタイヤ内の中空リング体を取り出したところ、発明例 1では中空リング状隔壁が破壊しており、隔壁外に開放された中空粒子が放出した気体の圧力によってタイヤ高さを回復していた事が明ら力となった。

更に、発明例 2では中空リング状隔壁は破壊しておらず、中空リング内の中空粒子から漏洩した気体の気圧によってタイヤ高さを回復していた。

なお、各発明例において、復活したタイヤ高さが徐々に減衰してゆくのは、傷口からタイヤ外への気体漏洩が徐々に進行するためである。

Claims

請求の範囲

[1] タイヤを適用リムに装着し、タイヤと適用リムの組立体内部に、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、榭脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子を充填して成る安全タイヤにおいて、前記隔壁は、中空粒子が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする安全タイヤ。

[2] 隔壁がウレタン榭脂からなることを特徴とする請求項 1に記載の安全タイヤ。

[3] フィルターがガラス繊維、アルミナ系セラミック繊維、ポリエステル繊維およびナイ口ン繊維の、ずれか少なくとも 1種力なる耐熱フィルターであることを特徴とする請求項 1または 2に記載の安全タイヤ。

[4] タイヤを適用リムに装着したタイヤとリムの組立体の内部に供する中空リング体であつて、気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする中空リング体。

[5] タイヤを適用リムに装着したタイヤとリムの組立体の内部に供する中空リング体であつて、内部に、榭脂による連続相と独立気泡とからなる熱膨張可能な中空粒子を充填して成り、該中空粒子が熱膨張した際に放出する気体のみを選択通過させるフィルターを有することを特徴とする中空リング体。

[6] 前記フィルタ一は、剛構造体を介して中空リング体に取り付けられることを特徴とする請求項 4または 5に記載の中空リング体。

[7] 前記フィルタ一は、柔構造体を介して中空リング体に取り付けられることを特徴とする請求項 4または 5に記載の中空リング体。

[8] 前記フィルタ一は、中空リング体の内部に伸びる管状部材を介して中空リング体に取り付けられることを特徴とする請求項 4または 5に記載の中空リング体。