(57)【要約】【課題】タイヤ気室内に中空粒子を充填した安全タイヤに導入された水分に起因して、通常走行時に中空粒子が過熱する問題を解消する方途を確立して、該安全タイヤとしての機能を保証する。【解決手段】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の多数個を気体による加圧下で封入してなる安全タイヤにおいて、前記タイヤの内部に吸湿剤を配置する。【選択図】図１
2006327352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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の多数個を気体による加圧下で封入してなる安全タイヤにおいて、前記タイヤの内部に吸湿剤を配置したことを特徴とする安全タイヤ。
【請求項２】
前記吸湿剤は、吸湿剤を内部に装填したパッケージの複数個としてタイヤの内部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の安全タイヤ。
【請求項３】
前記吸湿剤パッケージは、タイヤクラウン部のインナーライナー面に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の安全タイヤ。
【請求項４】
前記安全タイヤは、さらにタイヤ気室圧力を直接測定してタイヤ気室圧力の低下を警告するための圧力センサーをそなえ、該圧力センサーに、吸湿剤を内部に装填したパッケージを固定したことを特徴とする請求項１に記載の安全タイヤ。
【請求項５】
前記圧力センサーに固定された吸湿剤パッケージが、圧力センサーに対して脱着可能であることを特徴とする請求項４に記載の安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【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他、受傷前の定常走行時における耐久性、乗心地性等にすぐれ、しかも、タイヤの生産性を損ねることなく、汎用のリムに装着して使用に供される安全タイヤであって、特に該安全タイヤに適用した中空粒子の無用な発熱を抑制した安全タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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気泡含有粒子を多数個封入してなる安全タイヤは、たとえば、出願人の先の提案に係る特許文献１に記載されている。
【０００３】
この安全タイヤでは、タイヤが受傷して内圧が低下し始めると、気泡含有粒子が受傷部を封止し、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、気泡含有粒子そのものが直接的に荷重を負担することとなり、その後の走行に必要な最低限のタイヤ内圧を保持することとなるとし、また、受傷前のタイヤ内圧下で存在していた気泡含有粒子の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記のタイヤ内圧に準じた圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の気泡含有粒子総体積を保持したままタイヤ内に存在することになるので、タイヤがさらに転動することによって、気泡含有粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ気泡含有粒子同士が摩擦を引き起して自己発熱し、これにより、タイヤ内の気泡含有粒子温度が急上昇して、該温度が気泡含有粒子の連続相を形成する樹脂の軟化温度を越えると、気泡含有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、前記気泡含有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、気泡含有粒子が一気に体積膨張し、タイヤ内圧は受傷前の状態に近い圧力まで復活することになる。
【０００４】
また、出願人の最近の提案に係る安全タイヤとしては、たとえば特願２００４−２３９３６４号にあるように、タイヤをリムに装着し、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室内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を充填するに際し、該中空粒子の中空部圧力と膨張開始温度とを規定したものがある。
【０００５】
この安全タイヤによってもまた、タイヤ受傷部の傷口を、中空粒子をもって塞ぐとともに、タイヤ気室内の中空粒子をタイヤの負荷転動に伴って発熱そして熱膨張させて体積の増加をはかり、これによって、そのタイヤ気室内圧を回復させることで、必要とされる距離の、継続した安全走行を担保することができる。
【特許文献１】特開２００３−１１８３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した安全タイヤでは、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内部に充填し、パンク発生時の低内圧走行において中空粒子を発熱させて、その温度が樹脂のガラス転移温度Ｔｇを超えた際に、中空粒子を膨張させるとともに内包ガスを放出させて、タイヤ気室内圧の上昇がはかられる結果、パンク発生後も継続した安全走行が可能になる。
【０００７】
ところで、タイヤに使用内圧を付加するためにタイヤ気室内に充填する気体には、空気を用いるのが一般的であり、この内圧充填作業は作業場所周囲の空気を単にタイヤ気室内に導入して行われている。かように、タイヤ気室内に導入される空気は、完全に水分を除去した乾燥空気が用いられることは少なく、内圧補填の際に少なからずタイヤ内に水分が入り込むことは不可避である。なお、気体充填場所に、水分除去機能付きの内圧充填装置があれば、タイヤ内への水分の浸入は回避可能であるが、市場の全ての内圧充填装置に水分除去機能を付帯させるのは事実上不可能である。
【０００８】
かくしてタイヤ気室内に浸入した水分は、そこに充填された前記中空粒子に付着し、中空粒子同士の密着を引き起こす。密着性の増した中空粒子は、タイヤ内での自由な動きが阻害されて、タイヤ転動に伴う変動入力による発熱が促進される結果、通常走行時に中空粒子が膨張してしまう。このような膨張した中空粒子が多くなると、いざパンクしたときに中空粒子が所期した性能を発揮しない場合も想定され、この種安全タイヤの重要な課題となっていた。
【０００９】
従って、本発明は、タイヤ気室内に中空粒子を充填した安全タイヤに導入された水分に起因して、通常走行時に中空粒子が過熱する問題を解消する方途を確立して、該安全タイヤとしての機能を保証することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、タイヤ気室内に浸入した水分の影響を除去するための手段について鋭意検討し、本発明を導くに到った。
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の多数個を気体による加圧下で封入してなる安全タイヤにおいて、前記タイヤの内部に吸湿剤を配置したことを特徴とする安全タイヤ。
【００１１】
（２）前記吸湿剤は、吸湿剤を内部に装填したパッケージの複数個としてタイヤの内部に配置したことを特徴とする上記（１）に記載の安全タイヤ。
【００１２】
（３）前記吸湿剤パッケージは、タイヤクラウン部のインナーライナー面に固定されていることを特徴とする上記（２）に記載の安全タイヤ。
【００１３】
（４）前記安全タイヤは、さらにタイヤ気室圧力を直接測定してタイヤ気室圧力の低下を警告するための圧力センサーをそなえ、該圧力センサーに、吸湿剤を内部に装填したパッケージを固定したことを特徴とする上記（１）に記載の安全タイヤ。
【００１４】
（５）前記圧力センサーに固定された吸湿剤パッケージが、圧力センサーに対して脱着可能であることを特徴とする上記（４）に記載の安全タイヤ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る安全タイヤでは、タイヤ気室に充填された気体に水分が含まれていても、タイヤ気室内の水分量を低減することができる。従って、水分に起因して中空粒子同士が凝集して、通常走行時に中空粒子が過熱することがないため、中空粒子の加熱膨張による機能損失を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明で対象とする安全タイヤを例示する幅方向断面図である。
図示の安全タイヤは、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
ところで、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。発明者らは、これまで多くの膨張性樹脂粒子から中空粒子を製造し検討を重ねてきた結果、Ｔｓ１を膨張特性の指標としてきたが、中空粒子の膨張特性の指標としてはＴｓ２が適切であることを見出すに到った。
【００２０】
すなわち、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ところ、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ため、マイクロカプセルとしての剛性が高い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で樹脂製の殻部の連続相がガラス転移点を越えても、更なる加熱により殻部がある程度柔らかくなるまでは、内部ガスの拡張力が殻部の剛性にうち勝つことが出来ない。よって、Ｔｓ１は実際の殻部のガラス点移転よりも高い値を示す。
【００２１】
この一方で、中空粒子を再度加熱膨張させる場合には、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越えると同時に膨張を開始するため、Ｔｓ２はＴｓ１より低い位置づけとなる。
【００２２】
そこで、図示の安全タイヤでは、一旦膨張させて得た中空粒子の更なる膨張特性を活用する。この場合、中空粒子のＴｓ２は、９０℃以上２００℃以下であることが好ましい。
すなわち、中空粒子のＴｓ２が９０℃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おそれがあるからであり、一方２００℃を超えると、パンク受傷後のランフラット走行において、中空粒子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。
【００２３】
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、炭素数が２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数が２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（Ｉ）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２・・・・  （Ｉ）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【００２４】
ところで、タイヤ気室３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。
【００２５】
なお、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。
【００２６】
後者の熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡によって得られる膨張性樹脂粒子の反応を適宜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。
【００２７】
次に、前者の高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用して中空粒子となる『膨張性樹脂粒子』を得る手法を説明する。
中空粒子を形成する前記樹脂による連続相を重合する際、炭素数が２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数が２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（II）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２・・・・  （II）
（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述の樹脂連続相にて封じ込めた『膨張性樹脂粒子』を得ることができ、これを加熱膨張させる事によって、所望の中空粒子を得る事が出来る。
【００２８】
また、前記『膨張性樹脂粒子』の表面に、シリカ粒子等のアンチブロッキング剤、カーボンブラック微粉、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。
【００２９】
ここで、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ためには、中空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重要である。
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種からなることが好ましい。これらの材料は、タイヤ変形による入力に対して中空粒子としての柔軟性を有するため、安全タイヤに適用して特に有効である。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ところで、以上のようにして構成される中空粒子４の、タイヤ気室３内への充填下での、タイヤ気室内圧による圧潰変形を防止し、それを略球形状に維持するためには、中空粒子４の中空部内の圧力を、以下のようにして調整することが好ましい。
すなわち、中空粒子４の中空部内の圧力を、所望のタイヤ気室３内の圧力に対してたとえば７０％以上とした中空粒子４を、タイヤ気室３内に所定の充填量で配置するには、タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に中空粒子４の多数を収容した耐圧容器から、タイヤ気室３に中空粒子並びに高圧気体を充填することが好ましい。
【００３３】
なぜなら、中空粒子４を、耐圧容器の内部に高圧気体とともに収容した当初は、中空粒子４の中空部内の圧力（独立気泡内の圧力）が大気圧とほぼ等しく、容器内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４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。
粒子形状が扁平化して歪んだ状態のままこの中空粒子４をタイヤ内に充填すると、タイヤが受傷して形成され、中空粒子４が入り込んで閉塞できる傷口の大きさが小さいものだけに限定されることになり、また、中空粒子４がタイヤ外部に噴出することはないにしても、中空粒子４が扁平化して歪んだ形状であるためにミクロな通路が多く発生し、よってタイヤ気室内の気体が漏洩することがある。
【００３４】
加えて、その後の走行により中空粒子４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。
【００３５】
この一方で、扁平化して歪んだ中空粒子４は、その中空部内の圧力と容器内の圧力との差により体積減少した状態にあるが、一定期間にわたって耐圧容器内圧に晒すことによって、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、耐圧容器の圧力程度にまで高めることができる。
すなわち、扁平化した中空粒子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、扁平化した中空粒子の中空部内の圧力は、耐圧容器内圧力よりも低くなる傾向にあることから、その圧力差を解消するために、耐圧容器内の気体の分子が樹脂による連続相の殻を通過して粒子の中空部内に浸透することになる。
【００３６】
また、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、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）の気体とは異なる場合があり、この場合は、上述したような単なる圧力差だけで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耐圧容器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、耐圧容器内の高圧気体は、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、耐圧容器内の圧力は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、耐圧容器内へ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、中空粒子の中空部内圧を、所望の使用内圧に調整することができる。
【００３７】
この場合、中空粒子の中空部内の圧力は、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）の圧力に、次第に近づくことになり、これにより、中空粒子は、一旦減少した粒子体積を回復して、扁平化されて歪んだ粒子形状から元の略球形状へと回復することになる。この形状回復過程で、中空粒子の中空部内圧が耐圧容器の内圧に対して７０％以上にまで増加することにより、粒子形状は略球形へ十分に回復することが出来、これによって上述した中空粒子の耐久性を保証することが出来る。
【００３８】
かくして、中空粒子４を、タイヤとは別の耐圧容器内に配置し、粒子周囲の空隙圧力を少なくとも所望のタイヤ気室３内の使用圧力以上まで高めた状態に保持し、この圧力をかけ続けたまま該耐圧容器内にて適切な時間保管したうえで、中空部内の圧力が増加した状態の中空粒子４をその周囲の雰囲気と共にタイヤ気室内に供給することにより、その中空粒子４は、粒子体積を回復して、粒子形状を略球形に回復しているため、中空粒子充填後のタイヤの、転動時の繰り返しの変形に伴って粒子に加わる疲労や破壊も大幅に低減させることができ、中空粒子４の耐久性が損なわれることはない。
【００３９】
なお、中空粒子４の、耐圧容器内への適切な保持時間は、中空粒子の殻の部分、すなわち粒子の連続相に対する空隙気体の透過性と、粒子中空部内の気体と空隙気体との分圧差とを考慮して設定すればよい。
以上の機構と粒子の形状、体積の変化過程に則り、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）に充填する気体の種類と圧力とを適宜に選択、そして調節することにより、中空粒子４の中空部内の圧力を所望の範囲に設定することができる。
【００４０】
かように耐圧容器内で調整された中空粒子４は、タイヤ気室３内へ供給された段階で、その中空部内の圧力（独立気泡中の気泡内圧力）が、タイヤ気室３内の使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室３内に存在する結果、安全タイヤに所要の内圧復活機能を十分に発揮することができる。
【００４１】
すなわち、上述した中空粒子群をタイヤ気室内に配置したタイヤ１とリム２との組立体である安全タイヤでは、タイヤ１が受傷すると、中空粒子４の相互間の空隙に存在するタイヤ気室３内の高圧気体がタイヤの外側に漏出し、これに伴って、高圧気体の流出に共連れされた中空粒子４の多数が受傷部を閉塞し、急激な気室圧力の低下を抑制する。
つまり、受傷部の傷口はタイヤ気室内の気体が漏れ出る流路となるが、中空粒子４は、その流路内に『圧密』状態で入り込んで多数の中空粒子４によって流路を詰まらせることができる。
【００４２】
さらに、後述する内圧復活機構によりタイヤ気室３内の圧力が大気圧から増圧されると、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ので、傷口内に圧密状態で入り込んだ中空粒子群には、タイヤ気室３内の増圧により、タイヤ側から絞り込まれるような圧縮力が働く。この場合、中空粒子４は、中空部圧力が高いため、その圧縮力に対し、中空部圧力に基く反力を発生して、圧密の度合いを高めることができ、より大きな内径の傷口においても、タイヤ気室３内の気体がほとんど漏れ出さない程度まで傷口を閉塞することができる。
したがって、パンクの原因となった傷口は、中空粒子４によって、瞬時にかつ確実に塞がれることになる。
【００４３】
一方で、タイヤ気室圧力の低下に伴ってタイヤの撓み量が増加して、タイヤ気室容積が減少すると、その気室内に配置した中空粒子は、タイヤ１の内面とリム２の内面との間に挟まれながら、圧縮およびせん断入力を受けることとなり、これによれば、中空粒子同士が摩擦して、自己発熱するために、タイヤ気室３内の中空粒子４の温度が急上昇し、その温度が、中空粒子４の殻部である樹脂連続相の熱膨張開始温度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。
【００４４】
このとき、中空粒子４の中空部内の圧力が、タイヤの使用内圧に準じた高い圧力にあることに加え、中空粒子温度の急上昇により中空部内圧力がさらに上昇しているために、中空粒子４が一気に体積膨張して粒子周囲の空隙気体を圧縮する事になり、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ことができ、この結果として、安全タイヤ、ひいては、それを装着した車両は、必要とされる距離を安全に継続走行することが可能となる。
【００４５】
以上の安全タイヤは、タイヤ気室圧力の低下に伴って中空粒子が自己発熱してタイヤ気室３内の中空粒子４の温度が急上昇し、その温度が中空粒子４の殻部である樹脂連続相の熱膨張開始温度Ｔｓ２を超えたときに中空粒子が熱膨張する結果、内圧の復活がはかられるのであるが、かような中空粒子の働きはタイヤ気室圧力が低下した場合つまりタイヤ受傷時に限る必要がある。なぜなら、通常走行時に中空粒子が熱膨張するのを回避することが、安全タイヤとしての機能を維持するのに不可欠である。そのためには、通常走行時に中空粒子が自己発熱する原因となるタイヤ気室内の水分を低減することが肝要であり、本発明では、安全タイヤの内部に吸湿剤を配置することによって対処した。
【００４６】
すなわち、タイヤ気室内に充填する気体と共に浸入した水分を、タイヤ内部に配置した吸湿剤によって吸収し、充填気体における水分含有率を低減する。この吸湿剤としては、シリカゲル、ＣａＯおよび塩化マグネシウム、さらに天然素材であるゼオライトや珪藻土の他、木炭や竹炭なども吸湿効果が期待できるため使用可能である。なお、一旦吸着した水分を放出する、いわゆる「呼吸」をするシリカゲルよりも、化学反応により水分を固定する塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム等の塩化物および竹炭などが、より好ましい。
【００４７】
次に、吸湿剤として天然ゼオライトと竹炭（備長炭）を用いた実験結果について述べる。
＜吸湿実験＞
恒温装置を用いて、天然ゼオライトおよび竹炭を１０５℃以下で４８時間放置して絶乾状態とした。次に、中空粒子を適正量で充填したタイヤ内に絶乾状態の各吸湿剤を配置し、タイヤ内部環境を人為的に３０℃の９０ＲＨ％とし、そのまま２、４、８そして２４時間放置後に、各吸湿剤の重量を測定した。吸湿剤の初期重量は事前に規定重量に調整されており、所定時間放置後の吸湿剤重量の増加分が吸湿量となる。
【００４８】
＜放湿実験＞
上記吸湿剤重量の測定後、該吸湿剤をタイヤ内に戻し、引き続き実験を行った。すなわち、タイヤ内環境を３０℃の５０ＲＨ％に変更し、同様に２、４、８および２４時間放置後に、各吸湿剤重量を測定した。吸湿実験によって得られた、２４時間吸湿後の重量から減少した分が放湿量である。
これらの実験結果を、表１に示す。
【００４９】
【表１】
2006327352.tif 000003
【００５０】
上記結果から明らかな通り、吸湿能力は竹炭が勝っている。更に、タイヤ内湿度が低下した場合、ゼオライトは、一旦吸湿した水分を放出してしまうのに対し、竹炭は水分を放出することなく保持していることが判る。
従って、この竹炭に代表される吸収湿度を放出することのないタイプの吸湿剤を用いることが有利である。かような吸湿剤は、この竹炭および塩化マグネシウムのほか、塩化カルシウムや塩化ナトリウム等の塩化物が挙げられる。
【００５１】
一方、ゼオライトに代表される吸湿剤は、周りの環境に応じて吸湿した水分を放出するが、中空粒子の自己発熱を回避させるに充分な除湿効果（抱水または保水と呼ばれる）を持つため、適用が可能である。また、吸湿剤の再利用を考慮した場合、水分放出が容易なタイプがより適しているともいえる。
【００５２】
また、吸湿剤は、吸湿剤を内部に装填したパッケージの複数個としてタイヤの内部に配置することが好ましい。すなわち、吸湿剤を中空粒子と混合してタイヤ気室内へ充填することも可能であるが、比重の大きく異なる吸湿剤粒子と混在する中空粒子は、走行中に破壊される事が確認されている。従って、吸湿剤は、吸湿剤を内部に装填したパッケージの形でタイヤ気室内に配置することが、中空粒子の破壊を回避するのに有効である。更に、パッケージに装填された吸湿剤を用いる事により、吸湿能力の低下した場合に、吸湿剤の交換並びに回収を簡便に行うことができる。
【００５３】
この吸湿剤パッケージは、ホイール内面やタイヤサイド部の内面に配置することができるが、タイヤ回転に伴う遠心力によって、パッケージが剥離することが懸念される。もし、パッケージが固定面から剥離し、タイヤ内で自由に動き回れる状態になると、パッケージその物の破壊や、中空粒子の破壊が引き起こされる事になる。
【００５４】
以上の不具合を回避する為にも、図１に示したように、吸湿剤パッケージ１３は、タイヤ１のクラウン部のインナーライナー１０面に固定されていることが好ましい。ここに固定された吸湿剤パッケージ１３は、タイヤの転動に伴って発生する遠心力によって、更にインナーライナー１０に押し付けられるため、その固定が強固になって容易に剥離することはない。
【００５５】
ここで、吸湿剤パッケージ１３の個数が一個では、タイヤ１のクラウン部のインナーライナー１０面に固定した際に、タイヤのユニフォミティーに与える影響が懸念されるが、吸湿剤を複数個のパッケージに分割し、図１に示した位置において、そのタイヤ内周上に均等の間隔で分散配置することにより、ユニフォミティーの悪化を抑制することができる。
【００５６】
なお、吸湿剤パッケージ１３としては、図１に示したように、例えば、通気性の高い不織布などに装填された吸湿剤を、タイヤ内面、好ましくはベルト下のインナーライナー面に固定する。
【００５７】
さて、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。しかしタイヤ自身はパンクにより受傷しているため、そのまま走行を続けるとタイヤが故障してしまう恐れがある。よって、タイヤ内圧低下警報機能を併用する事が好ましい。
【００５８】
従って、本発明の安全タイヤでは、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。
【００５９】
ここで、図２に、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を適用した場合について、圧力センサー１４をバルブ１２の末端に装着した構造の一例を示す。かようにタイヤ気室圧力低下警報機能を有する安全タイヤにおいては、図２に示すように、吸湿剤を内部に装填したパッケージ１３を、タイヤ気室内に臨ませた圧力センサー１４に固定することができる。
【００６０】
すなわち、圧力センサー１４に固定される吸湿剤パッケージは、一個ではあるが、図１に示したクラウン部インナーライナー面に吸湿剤パッケージを配置する場合に比べて、車輪の回転軸の近くに存在する事になるため、ユニフォミティーへの影響は極めて少ないと言える。
【００６１】
さらに、圧力センサー１４に固定された吸湿剤パッケージ１３は、圧力センサー１４に対して脱着可能であることが、交換が容易でかつ装着が確実な吸湿剤パッケージを供する上で適切である。なお、脱着構造は、図３に示すように、充分な通気性を備えたケースに保湿剤を装填した吸湿パッケージ１３を、圧力センサー１４のケース１４ａに収納するものである。この際、タイヤ回転の遠心力によって、吸湿剤パッケージ１３が抜け落ちないような方向からの収納機構が好ましい。より確実な収納を達成する為に、圧力センサー１４のケース１４ａに爪などを設けて、吸湿剤パッケージ１３と嵌合するようにしても良く、その手法は特に限定されるものではない。
【実施例】
【００６２】
図１または図２に示した一般的構造を満たすサイズ１９５／５０ＺＲ１５のタイヤに、６Ｊ−１５サイズのリムを組み込み、乗用車用タイヤとリムとの組立体を準備した。
【００６３】
さらに、上記のタイヤとリムとの組立体のタイヤ気室に、種々の仕様の吸湿剤パッケージを表２に示すように配置した。次いで、表２に示す量（嵩体積）の、松本油脂製薬（株）製中空粒子Ｆ−７７を各タイヤ気室内に配置した。更に、表２に示す量の水を、タイヤ内に混入し、乾燥空気を２００ｋＰａまで充填した。
【００６４】
かくして得られた安全タイヤについて、各々５０ｋｍ／ｈにてドラム走行を開始し、３０秒毎に１ｋｍ／ｈの増速を行い、最高２００ｋｍ／ｈまでの走行を行った。この時、走行中の内圧を内圧センサーにてモニターした。内圧情報は、無線を用いて１分間隔で収集したもので、図４に示す。
【００６５】
ここで、タイヤ内に侵入した水分によって、中空粒子同士の摩擦による発熱が促進されると、タイヤ内圧の上昇となって検出されるので、吸湿剤による効果を判定できる。この検証実験では、走行に伴う温度上昇曲線が変曲点を迎える速度をもって、中空粒子の連続相を形成する樹脂の軟化温度を超えたと判断した。その速度を表２に併記する。
【００６６】
【表２】
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【００６７】
【表３】
2006327352.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明が対象とする安全タイヤを例示する幅方向断面図である。
【図２】本発明が対象とする安全タイヤの別の例を示す幅方向断面図である。
【図３】吸湿パッケージの脱着構造を示す図である。
【図４】各タイヤの走行時間に伴う内圧変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
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  給排気バルブ
１０  インナーライナー
１１  サイド部
１２  空隙
１３  吸湿剤パッケージ
１４  圧力センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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