(57)【要約】【課題】タイヤ受傷後のタイヤ内圧低下時に必要とされる距離を安定して走行し得る機能を発現し、しかもこの機能を低速から高速のあらゆる通常走行条件下において確実に保持する、タイヤとリムとの組立体について提供する。【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の内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状の粒子の多数を、所定の充填体積量の下に配置し、タイヤとリムとの組立体を、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の７０％以上であり、タイヤ内に配置した粒子群は真比重に分布を有し、かつ粒子群における真比重指数を１．５以下とする。【選択図】        図１
2004255981.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の内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状の粒子の多数を、下記１の上限値および下限値に従う充填体積量の下に配置し、タイヤとリムとの組立体を下記１における、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の７０％以上であり、タイヤ内に配置した粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記１
充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積。
充填体積量の下限値：内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積。
ただし、粒子の充填体積量とは、タイヤとリムとの組立体内部に充填した全粒子の大気圧下での合計体積を指し、粒子周囲の空隙体積を含むものとする。
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ  ……  （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した粒子の平均真比重
【請求項２】
請求項１において、真比重指数が１．３以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項３】
請求項１または２において、真比重指数が１．１以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００  …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【請求項５】
請求項４において、粒子群における小径粒子の存在比率が１５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項６】
請求項４または５において、粒子群における小径粒子の存在比率が５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、粒子群の平均粒子径が８０μｍから１５０μｍの範囲にあり、かつ粒子群の平均真比重ρｔが０．００５〜０．０３５ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項８】
請求項７において、粒子群の平均真比重ρｔが０．００８〜０．０２０ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の８０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の９０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、粒子の気泡内圧力が、車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかにおいて、粒子の連続相が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリル系重合体から成り、該アクリル系重合体は、メチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１５】
請求項１ないし１２のいずれかにおいて、粒子の連続相が塩化ビニリデン系重合体から成り、該塩化ビニリデン系重合体は、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体および塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかにおいて、粒子の気泡内に、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（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種の気体を有することを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかにおいて、タイヤの内周面にインナーライナー層を有し、該インナーライナー層の３０℃におけるガス透過係数が２０×１０−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかにおいて、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内圧低下警報機能および圧力センサーによるタイヤ内圧の直接測定方式に基づくタイヤ内圧低下警報機能のいずれか一方または両方をそなえるタイヤとリムとの組立体。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかにおいて、さらに大気圧下での平均嵩比重が粒子のそれよりも大きい発泡体の多数を、粒子群に混在して配置したことを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【請求項２０】
請求項１９において、発泡体は、径が１〜１５ｍｍおよび大気圧下での平均嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｃｃであり、独立気泡または連通気泡を有するものであることを特徴とするタイヤとリムの組立体。
【請求項２１】
下記１の樹脂（Ａ）と、下記の熱分解性発泡剤（Ｂ）および下記の発泡剤（Ｃ）のいずれか一方または両方とを含有する発泡性組成物を加熱膨張させて得られる、粒子群であって、該粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であり、粒子の気泡内圧力が車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記１
（Ａ）ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体から選ばれた少なくとも１種
（Ｂ）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から選ばれた少なくとも１種
（Ｃ）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（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選ばれた少なくとも１種
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ  ……  （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
【請求項２２】
請求項２１において、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００  …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外傷を受けた後も通常の走行を可能とするタイヤとリムとの組立体、特にタイヤ受傷後の走行における耐久性および乗り心地性に共に優れ、かつ安全性を高めた、タイヤとリムとの組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、例えば乗用車用タイヤにおいては、タイヤ内部にゲージ圧で１５０ｋＰａから２５０ｋＰａ程度の圧力下に空気を封じ込めて、タイヤのカーカスおよびベルト等のタイヤ骨格部に張力を発生させ、この張力によって、タイヤへの入力に対してタイヤの変形並びにその復元を可能としている。すなわち、タイヤの内圧が所定の範囲に保持されることによって、タイヤの骨格に一定の張力を発生させて、荷重支持機能を付与するとともに、剛性を高めて、駆動、制動および旋回性能などの、車両の走行に必要な基本性能を付与している。
【０００３】
ところで、この所定の内圧に保持されたタイヤが外傷を受けると、この外傷を介して空気が外部に漏れ出してタイヤ内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態となるため、タイヤ骨格部に発生させていた張力はほとんど失われることになる。すると、タイヤに所定の内圧が付与されることによって得られる、荷重支持機能や、駆動、制動および旋回性能も失われる結果、そのタイヤを装着した車両は走行不能に陥るのである。
【０００４】
そこで、パンク状態においても走行を可能とする、いわゆる安全タイヤについて多くの提案がなされている。例えば、自動車用の空気入り安全タイヤ及びリム組立体としては、二重壁構造を有するもの、タイヤ内に荷重支持装置を配設したもの、タイヤサイド部を補強したものなど種々のタイプのものが提案されている。これらの提案の内、実際に使用されている技術としては、タイヤのサイドウォール部を中心にショルダー部からビ−ド部にかけての内面に比較的硬質のゴムからなるサイド補強層を設けたタイヤがあり、この種のタイヤは主にへん平比が６０％以下の、いわゆるランフラットタイヤとして適用されている。
【０００５】
しかし、サイド補強層を追加する手法は、タイヤ重量を３０％から４０％も増加してタイヤの縦ばね定数を上昇するため、転がり抵抗の大幅な悪化とパンク前の通常走行時の乗り心地性低下をまねく不利がある。従って、通常走行時の性能、燃費および環境に悪い影響を与えることから、未だ汎用性に乏しい技術である。
【０００６】
一方、タイヤ断面高さの高い、へん平比が６０％以上の空気入りタイヤにおいては、比較的高速かつ長距離の走行によるサイドウォール部の発熱を避けるために、リムに中子などの内部支持体を固定してパンク時の荷重を支持する構造とした、ランフラットタイヤが主に適用されている。
【０００７】
しかし、パンク後のランフラット時にタイヤと内部支持体との間で発生する、局所的な繰り返し応力にタイヤが耐えることができずに、結果としてパンク後の走行距離は１００〜２００ｋｍ程度に限定されていた。加えて、内部支持体をタイヤ内部に配置してからタイヤをリムに組み付ける作業は、煩雑で長時間を要することも問題であった。この点、リムの幅方向一端側と他端側とのリム径に差を設けて、内部支持体を挿入し易くした工夫も提案されているが、特殊な専用機器を必要とし、きわめて汎用性に乏しい。またタイヤ／ホイールおよび内部支持体のトータル重量を３０〜４０％も増加させてしまうため、車両の足回り部品に入る振動入力が大きくなり、車両自体の耐久性を損なう不利がある。
【０００８】
なお、内部支持体をそなえるランフラットタイヤのパンク後走行距離を延ばすには、骨格材を追加してタイヤ構造をより重厚にすることが有効であるが、骨格材を追加した分、通常使用時の転がり抵抗や乗り心地性が悪化するため、この手法を採用することは現実的ではない。
【０００９】
さらに、これら従来の安全タイヤは、通常のアスファルト路面や不整地路面等の、摩擦係数がある程度高い路面では、パンク後の走行能力をある程度発揮できる。しかしながら、冬期の氷路や雪路に代表される摩擦係数の低い路面では、駆動輪ではなく遊輪のタイヤがパンクした場合、大きな欠点を露呈することとなる。すなわち、パンク前の状態では、当然タイヤの撓みが小さく、円に近い形状を保っているため、発進時に駆動輪から発生する駆動力によって車両が動き始めたとき、車両の動きに伴って遊輪が転動を始める。ところが、パンク後の状態では、タイヤの撓みが大きく、円形状から逸脱した形状となる。遊輪は、ホイールが自ら転動できない、すなわち駆動力を出せない車輪であるため、遊輪の転動は、車両の動きと路面の摩擦係数に依存する事となる。よって摩擦係数の低い路面では、車両が動き始めても、路面の摩擦係数が低いために、パンクにより大きく撓んで円形状から逸脱した遊輪のタイヤは、接地踏面内で大きな滑りを発生し、転動することなく引きずられながら車両と共に移動することとなる。その理由は、接地踏面内での接地圧力分布が、パンク前の比較的均一な状態に比して、大きな撓み変形と共に極端に不均一になることと、接地面積が大幅に低下するからである。
【００１０】
このような状況は、発進時のみではなく、制動時にも発生する。よって、あらかじめ車両に搭載された機能である摩擦係数の低い路面で安全な走行を補完するための「駆動力調整機能（トラクションコントロールシステム）」や、制動時のタイヤロックを回避する「制動力調整機能（アンチロックブレーキシステム）」などが充分に発揮されないばかりか、誤作動を起こし、車両が制御不能に陥る危険性をはらんでいるのである。
【００１１】
特に、前輪が遊輪かつ操舵輪であり、後輪が駆動輪である車両においては、遊輪である前輪がパンクすると操舵性が極端に低下し、大変危険な状態に陥る事は言うまでもない。
【００１２】
また、タイヤとこれに組付けるリムとの組立体の内部空洞へ独立気泡を有する発泡体を充填したタイヤが、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４などに記載されている。これらに提案されたタイヤは、主に農耕用タイヤ、ラリー用タイヤ、二輪車用タイヤおよび自転車タイヤなど特殊な、または小型のタイヤに限定されるものである。従って、乗用車用タイヤやトラックおよびバス用タイヤなど、とりわけ転がり抵抗や乗り心地性を重視するタイヤへの適用は未知数であった。そしていずれの発泡体も発泡倍率が低いために、気泡を有する発泡体のわりには重量が大きく、振動乗り心地性や燃費の悪化を避けられない上、その独立気泡内部は大気圧であるため、従来タイヤの高圧空気の代替とするには機能的に不十分であった。
【００１３】
さらに、特許文献５には、発泡体充填材を内周部に挿入したパンクレスタイヤが開示されているが、気泡内圧が大気圧に極めて近いことによる不利に加え、発泡体がウレタン系であるために、ウレタン基の分子間水素結合に起因するエネルギーロスが大きく、自己発熱性が高い。よって、ウレタン発泡体をタイヤ内に充填した場合、タイヤ転動時のくり返し変形により、発泡体が発熱し大幅に耐久性が低下する。また、気泡を独立して形成するのが難しい素材を用いているため、気泡が連通しやすくて気体を保持することが難しく、所望のタイヤ内圧（荷重支持能力又はたわみ抑制能力、以下同様）を得られない不利がある。
【００１４】
さらにまた、特許文献６には、独立気泡を主体とする多気泡体の外周をゴムや合成樹脂等の厚さ０．５〜３ｍｍの外包皮膜で一体的に包被密封した膨張圧力気泡体の多数をタイヤ内に充填し、該タイヤを規定内圧に保持した、パンクレスタイヤが提案されている。この技術は、発泡体の気泡内気圧を常圧より高くするために、膨張圧力気泡体となる独立気泡体形成配合原料中の発泡剤配合量をタイヤ内容積に対して、少なくとも同等以上の発生ガスが発生する発泡剤配合量に設定しており、これによって通常の少なくとも空気入りタイヤと同様の性能を目指している。
【００１５】
上記技術では、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸を防ぐために、外包皮膜で一体的に包被密封しているが、この外包皮膜の材料として例示されているものは、自動車用チューブまたは該チューブ形成用配合物のような材料のみである。つまり、タイヤチューブ等に用いられる、窒素ガス透過性の低いブチルラバーを主体とした軟質弾性外包皮膜にて包被密封を施し、これらの多数をタイヤ内に充填している。製法としては、軟質弾性外包皮膜として未加硫のタイヤチューブを、膨張圧力気泡体として未加硫の独立気泡体形成配合原料を用い、これらの多数をタイヤ／リム組立体の内部に配置後、加熱により発泡させ、発泡体充填タイヤを得ている。発泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気は、リムに開けられた排気小孔から自然排気される。
【００１６】
ここで、乗用車用タイヤの内圧は、一般的に常温における１５０〜２５０ｋＰａ程度に設定されるため、上記の発泡体充填タイヤを製造するには、その加硫成形の加熱時（１４０℃程度）の状態において、絶対圧で上記内圧の約１．５倍程度になっているものと、気体の状態方程式からは推定される。ところが、この程度の圧力レベルでは、加硫圧力不足をまねいてブローンが発生するのを避けることは出来ない。このブローン現象を回避するためには、発泡剤配合量を大幅に増加して発泡による発生圧力を高めたり、加熱温度を高める必要がある。
【００１７】
しかしながら、発泡剤配合量を増加する手法は、発泡剤配合量の増加により常温時の内圧が３００ｋＰａを大きく超えてしまうため、従来の空気入りタイヤの代替品とするのは困難であった。また、加熱温度を高める手法は、熱老化によるタイヤのダメージが大きくなってタイヤの耐久性を大幅に悪化させるため、長期使用における耐久性に問題が生じる。一方、タイヤおよびリム組立て体の内部には、軟質弾性外包皮膜に包まれた膨張圧力気泡体が多数配置されているが、上記ブローンが発生した軟質弾性外包皮膜同士の摩擦、タイヤ内面およびリム内面との摩擦等、耐久性面での問題が大きい。以上から上記の問題は、膨張圧力気泡体の形状が一体的なドーナツ形状をとるのとは異なり、分割された多数の膨張圧力気泡体を配置することに起因する、大きな欠点とも言える。また、リムに開けられた排気小孔は、膨張圧力気泡体の膨張によるタイヤ内部の常圧空気を自然排気するためには有効であるものの、膨張圧力気泡体中の気泡内ガスの散逸経路となってしまうため、長期間の使用に耐えうるものではない。
【００１８】
さらに、軟質弾性外包皮膜として、タイヤチューブ等の、窒素ガス透過性が小さいブチルラバーを主体とした配合組成物を用いているが、ブチルラバーは加硫反応速度が極めて遅いために、反応を完結させるためには、１４０℃程度の温度では多大なる加熱時間を必要とする。このことは、軟質弾性外包皮膜の架橋密度不足を意味し、軟質弾性外包皮膜の剥離発生の一要因になることはいうまでもない。また、加熱時間の延長は、前述した熱老化によるタイヤのダメージを更に大きくするため、耐久性の低下を避けられず、得策とはいえない。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−１２７２０７号公報
【特許文献２】
特開平６−１８３２２６号公報、
【特許文献３】
特開平７−１８６６１０号公報
【特許文献４】
特開平８−３３２８０５号公報
【特許文献５】
特許第２９８７０７６号公報
【特許文献６】
特開昭４８−４７００２号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、タイヤ受傷後のタイヤ内圧低下時に必要とされる距離を安定して走行し得る機能を発現し、しかもこの機能を低速から高速のあらゆる通常走行条件下において確実に保持する、タイヤとリムとの組立体について提供することを目的とする。
【００２１】
また、この発明の別の目的は、タイヤが新品時から磨耗等による末期までの使用期間中、上記タイヤ受傷後の性能を確実に発揮することを保証できる上記タイヤとリムとの組立体内部に充填する粒子群について提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、外傷によってタイヤ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内圧を適正に与えること、そして通常走行下におけるタイヤ内温度を抑制することの両立が必要かつ有効であることを見出し、この発明を完成するに到った。
【００２３】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）タイヤをリムに装着し、該タイヤとリムとで区画されたタイヤの内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる略球形状の粒子の多数を、下記１の上限値および下限値に従う充填体積量の下に配置し、タイヤとリムとの組立体を下記１における、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の７０％以上であり、タイヤ内に配置した粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記１
充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積。
充填体積量の下限値：内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積。
ただし、粒子の充填体積量とは、タイヤとリムとの組立体内部に充填した全粒子の大気圧下での合計体積を指し、粒子周囲の空隙体積を含むものとする。
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ  ……  （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
なお、粒子群における大真比重部の特定については、後段で詳しく説明する。
【００２４】
（２）上記（１）において、真比重指数が１．３以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２５】
（３）上記（１）または（２）において、真比重指数が１．１以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２６】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかにおいて、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００  …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００２７】
（５）上記（４）において、粒子群における小径粒子の存在比率が１５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２８】
（６）上記（４）または（５）において、粒子群における小径粒子の存在比率が５％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００２９】
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかにおいて、粒子群の平均粒子径が８０μｍから１５０μｍの範囲にあり、かつ粒子群の平均真比重が０．００５〜０．０３５ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３０】
（８）上記（７）において、粒子群の平均真比重が０．００８〜０．０２０ｇ／ｃｃの範囲にあることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３１】
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の８０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３２】
（１０）上記（１）ないし（９）のいずれかにおいて、車両によって指定される内圧に調整した際の粒子の体積が、同粒子の大気圧下での体積の９０％以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３３】
（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれかにおいて、粒子の気泡内圧力が、車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３４】
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれかにおいて、粒子の連続相が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３５】
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３６】
（１４）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相がアクリル系重合体から成り、該アクリル系重合体は、メチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３７】
（１５）上記（１）ないし（１２）のいずれかにおいて、粒子の連続相が塩化ビニリデン系重合体から成り、該塩化ビニリデン系重合体は、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体および塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３８】
（１６）上記（１）ないし（１５）のいずれかにおいて、粒子の気泡内に、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（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種の気体を有することを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００３９】
（１７）上記（１）ないし（１６）のいずれかにおいて、タイヤの内周面にインナーライナー層を有し、該インナーライナー層の３０℃におけるガス透過係数が２０×１０−１２（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００４０】
（１８）上記（１）ないし（１７）のいずれかにおいて、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内圧低下警報機能および圧力センサーによるタイヤ内圧の直接測定方式に基づくタイヤ内圧低下警報機能のいずれか一方または両方をそなえるタイヤとリムとの組立体。
【００４１】
（１９）上記（１）ないし（１８）のいずれかにおいて、さらに大気圧下での平均嵩比重が粒子のそれよりも大きい発泡体の多数を、粒子群に混在して配置したことを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
【００４２】
（２０）上記（１９）において、発泡体は、径が１〜１５ｍｍおよび大気圧下での平均嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｃｃであり、独立気泡または連通気泡を有するものであることを特徴とするタイヤとリムの組立体。
【００４３】
（２１）下記１の樹脂（Ａ）と、下記の熱分解性発泡剤（Ｂ）および下記の発泡剤（Ｃ）のいずれか一方または両方とを含有する発泡性組成物を加熱膨張させて得られる、粒子群であって、該粒子群は真比重に分布を有し、かつ下記２における式（Ｉ）にて定義した真比重指数が１．５以下であり、粒子の気泡内圧力が車両によって指定される内圧以上であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記１
（Ａ）ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体から選ばれた少なくとも１種
（Ｂ）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から選ばれた少なくとも１種
（Ｃ）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（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選ばれた少なくとも１種
記２
真比重指数＝ρｓ／ρｔ  ……  （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
【００４４】
（２２）上記（２１）において、粒子群はさらに粒径分布を有し、かつ下記における式（ＩＩ）にて定義した、粒子群における小径粒子の存在比率が２０％以下であることを特徴とするタイヤとリムとの組立体に充填する粒子群。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００  …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００４５】
ここで、本文中で記載する内圧とは、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。すなわち、大気圧は、ゲージ圧で０［ｋＰａ］で表され、ゲージ圧０［ｋＰａ］＝絶対圧１００［ｋＰａ］、なる関係を持つ。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に従うタイヤとリムとの組立体について、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１の内部に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる、略球形状の粒子３の多数を配置して成る。なお、タイヤ１は、各種自動車用タイヤ、例えば乗用車用タイヤなどの一般に従うものであれば、特に構造を限定する必要はない。例えば、図示のタイヤは一般的な自動車用タイヤであり、１対のビードコア４間でトロイド状に延びるカーカス５のクラウン部に、その半径方向外側へ順にベルト６およびトレッド７を配置して成る。
【００４７】
同様に、リムは、汎用の適用リムが推奨されるが、これに限らず、例えばタイヤの赤道面を挟んで対をなすビード部の径が一方と他方とで異なる、非対称構造のタイヤとリムとの組立体における、リング状中子付きの特殊リムも適用可能である。なお、かようなタイヤとリムとの組立体の内部に、パンク時の荷重支持体となる上記中子は、そのままでもよいが、この発明の適用によって、省略が可能である。すなわち、この発明は、タイヤとリムとの組立体の全てにおいて適用可能な技術である。
なお、図において、符号８はインナーライナー層、符号９は粒子周囲の空隙である。
【００４８】
上記粒子３は、略球形状の樹脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、例えば粒径が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、該粒子３は、外部と連通せずに密閉された独立気泡を内包する粒子であり、該独立気泡の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。この粒子が独立気泡を有することは、該粒子が独立気泡を密閉状態で内包する樹脂製の殻を有することである。上記の樹脂による連続相とは、この樹脂製の殻を構成する成分組成上の連続相を指す。なお、この樹脂製の殻の組成は後述のとおりである。
【００４９】
この粒子３の多数個を、下記の上限値および下限値に従う充填体積量の下に、タイヤ内部に配置することによって、タイヤの内圧を部分的に担うと共に、タイヤ受傷時に必要となる必要最低限の内圧が確保される。
記
充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積。
充填体積量の下限値：内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積。
ここで、粒子の充填体積量とは、タイヤとリムとの組立体内部に充填した全粒子の大気圧下での合計体積を指し、粒子周囲の空隙体積を含むものとする。
【００５０】
なお、タイヤ内部に配置した全粒子の大気圧下での合計体積は、以下の方法で算出する。まず、該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。ここでは、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、粒子間のパッキングが安定した状態にて、粒子の総体積（粒子周囲の空隙体積を含む）と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した。すなわち、粒子の大気圧下での平均嵩比重は、
粒子の大気圧下での平均嵩比重＝粒子の総重量／粒子の総体積
である。
【００５１】
次に、タイヤに充填した粒子の総重量を測定し、前記にて算出した該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全粒子の大気圧下での合計体積を算出することができる。すなわち、
タイヤ内部に配置した全粒子の大気圧下での合計体積＝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
【００５２】
また、タイヤとリムとの組立体の内容積は、タイヤとリムとによって閉ざされた容積にて定義される。よって、タイヤにリムを組み付けた後、その内部に水等の比重が既知な非圧縮性流体を充填し、その重量増加分からタイヤとリムとの組立体の内容積を求めた。
【００５３】
さて、上記粒子３の多数個を、上記の充填体積量の下にタイヤ１の内側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、粒子３とともにタイヤに車両によって指定される内圧（以下、車両指定内圧という）を付与していた、粒子３相互間の空隙９に存在する気体がタイヤの外側に漏れ出る結果、タイヤとリムとの組立体の空隙内圧は大気圧と同程度の圧力にまで低下する。そして、この内圧低下の過程において、次の事がタイヤ内で起こっている。
【００５４】
まず、タイヤが受傷し内圧が低下し始めると、粒子が受傷部を封止し、急激な内圧低下を抑制する。その一方、タイヤ内圧の低下に伴いタイヤの撓み量は増加し、タイヤとリムとの組立体の内容積が減少する事によって、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した粒子の総体積に近づいてくる。さらにタイヤ内圧が低下すると、タイヤとリムとの組立体の内容積が充填した粒子の総体積とほぼ同等の状態にまで減少する。この状態からは、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撓み量を保持することとなる。一方、上記の車両指定内圧下で存在していた粒子の独立気泡中の気泡内圧力は、受傷後も上記の車両指定内圧に準じた圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子総体積を保持したままタイヤとリムとの組立体内に存在する事となる。よって、さらにタイヤが転動する事により、粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ粒子同士が摩擦を引き起こし自己発熱するために、タイヤとリムとの組立体内の粒子の温度が急上昇する。すると、粒子の連続相を形成する樹脂の熱膨張開始温度（該樹脂のガラス転移温度に相当する）を越えるために該粒子の樹脂製の殻は軟化し始める。このとき、粒子の独立気泡中の気泡内圧力が車両指定内圧に準じた圧力であるのに加え、粒子温度の急上昇によりさらに気泡内圧力が上昇しているために、粒子が一気に体積膨張しタイヤ内圧を受傷前に近い状態まで復活させる事ができるのである。
【００５５】
上記の状態は、粒子が直接的に荷重を負担することで走行に必要な最低限のタイヤ内圧を与えている状態である。この状態でのタイヤの撓みは比較的小さく、従来技術による安全タイヤに比して円形状を保つ事ができ、よって接地踏面内の接地圧力分布が比較的均一な状態を保つ事ができるために、例えばスタッドレスタイヤなどの冬期路面走行を主体としたタイヤに、上記の中空粒子を充填した本発明のタイヤとリムとの組立体にあっては、タイヤ受傷後であってもスタッドレスタイヤのもつ基本的な性能を低下させる事はない。すなわち、氷雪路等での摩擦係数の低い路面にあっても、駆動性、制動性、旋回性などの操縦性能を悪化させることが少なく、走行不能に陥る事はない。
【００５６】
以上の効果は、タイヤの内側に所定の充填体積量の下に粒子を配置することにより得られるから、タイヤ構造自体を規制する必要はなく、汎用のタイヤ、そして汎用のリムを活用して、新たに安全タイヤ及びリム組立体を提供できる。
【００５７】
次に、「粒子の充填体積量の上限値を、充填体積量の上限値：タイヤとリムとの組立体を装着する車両によって指定される内圧に調整されたタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、車両の各軸にかかる荷重が負荷された際の同組立体の内容積」と規定した理由を説明する。この発明では、上述した発現機構によりタイヤ内圧を復活させる。よって、上記した上限値を越える体積の粒子を充填すると、タイヤ受傷前の指定内圧での走行中に粒子同士の摩擦が発生する可能性があり、この摩擦により転がり抵抗を増大させる可能性がある。このことは省燃費の観点から好ましくない。
【００５８】
また、「充填体積量の下限値を、内圧を大気圧に設定したタイヤとリムとの組立体を当該車両に装着し、上記上限値における車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重をタイヤとリムとの組立体に負荷した際の同組立体の内容積」と規定した理由を説明する。すなわち、この発明では上述した発現機構によりタイヤ内圧を復活させる。よって、上記した下限値に満たない体積の粒子を充填すると、タイヤ内圧が大気圧まで低下しても粒子そのものが直接的に荷重を負担できず、粒子同士の摩擦が引き起こされ難いために、結果としてタイヤ内圧の復活を保証できないのである。
【００５９】
以上のように、上記した上限値および下限値に従う充填体積量の下に該粒子を充填することにより、内圧復活機能を確実に発現させることができ、これをもって、タイヤ受傷後の一定距離を安全に走行することが達成される。
なお、粒子の充填体積量の上限値は、その車両の走行条件や、乗車人員、荷物積載量等による使用方法や条件により車両の各軸荷重に適宜対応させれば良い。すなわち、乗車人員や荷物積載量が日々変動する使用状況下においては、上記懸念を鑑み、粒子体積の上限値を下げる事が好ましい。すなわち、車両の各軸にかかる荷重の１．２倍、より好ましくは１．５倍、さらに好ましくは２．０倍の荷重下におけるタイヤとリムの組立体のもつ内容積とする事が好ましい。
【００６０】
同様に、粒子の充填体積量の下限値は、以下の理由により好ましい範囲を説明できる。すなわち、タイヤ受傷により内圧が低下し始めた際、上限値に近い充填体積量では、すぐに粒子同士の摩擦が発生し内圧復活する。この状況では、左右輪の車輪速度差が大きくないことや、タイヤ内圧センサーでの直接測定での圧力低下量が大きくないために、タイヤ受傷による内圧低下検知感度が下がり、危険情報をドライバーに適切に知らせる事が出来なくなる恐れがある。一方、該下限値に近い充填体積量では、タイヤ受傷により内圧が低下する際、ある程度大きな内圧低下により撓み量が大きくなるとともにタイヤ内容積も大きく減少し、その後に粒子同士の摩擦が発生し内圧復活に至る事となる。この状況下では、一旦タイヤ内圧が大きく減少するためカーカス等のタイヤ骨格部材の張力も大きく低下する。よって、ごくわずかの時間であるが、内圧が復活するまでの間の低内圧（＝低張力）状態において、リムにフィットしていたタイヤのビード部が、リムから外れてしまう懸念がある。よって、このような懸念を回避するためにも、該下限値は高いほうが好ましい。具体的には、該下限値が、該車両の各軸にかかる荷重の２．０倍の荷重下において、タイヤ内圧を大気圧としたときの内容積、好ましくはタイヤ内圧を指定内圧の１０％としたときの内容積、さらに好ましくは３０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは５０％としたときの内容積である。
【００６１】
この発明では、所定の充填体積量の下に粒子をタイヤ内部に配置した後、該粒子周囲の空隙部の圧力が車両指定内圧となるように、空気や窒素等の気体を充填することが肝要である。すなわち、気体を充填し空隙部の圧力を車両指定内圧に設定すると、粒子の内部圧力が空隙部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走行を開始すると、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、粒子が破壊しやすくなる。すなわち、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、耐久性面で大きな不利をもたらすことになる。
【００６２】
一方、扁平化して歪んだ粒子は、その内部圧力と空隙部の圧力との差により体積減少したのち、一定期間粒子周囲の空隙部の圧力を保つことによって、粒子の内部圧力、言い換えれば該粒子内の独立気泡の内部圧力を、空隙部の圧力程度に高めることができる。すなわち、扁平化した粒子は変形させられているため、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いる。また、扁平化した粒子中の気体圧力は、空隙気体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、空隙部の気体が粒子内に浸透する。さらに、粒子内の独立気泡中の気体は、発泡剤に起因するガスであるため、空隙部の気体とは異なる場合があり、この場合は、上述した空隙部の気体の粒子内への浸透が、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方向に気体が浸透していく。
かように、粒子内の独立気泡の気泡圧力は、粒子周囲の空隙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。
以上の機構と粒子の形状、体積の変化過程に則り、タイヤ内部の空隙部に充填する気体の種類と圧力とを適宜に調節することによって、粒子内の独立気泡の気泡圧力を所定の範囲に設定できる。
【００６３】
上記の手法によって粒子内の独立気泡の気泡内圧力を大気圧以上の高い圧力に設定すれば、タイヤ受傷後の上述した内圧復活機能を確実に発現させることができる。また、粒子のまわりに高圧気体が介することになり、通常走行時に粒子が負担する荷重を無視できるほど軽減できるのはもちろんのこと、上述の粒子体積を回復した粒子においては、粒子形状が略球形となるため、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。粒子の耐久性が損なわれない範囲は、所望の車両指定内圧等の高圧下環境のなかで粒子が体積を回復する過程において、大気圧下での粒子体積を基準として、その少なくとも７０％の体積までは回復することが肝要であり、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上の体積まで回復するとよい。
【００６４】
ここで、車両指定内圧下での粒子体積を大気圧での粒子体積の７０％以上とするには、上述のように、粒子周囲の空隙圧力を高めた状態に保持したまま適切な時間を経過させれば、粒子体積の回復を図ることができる。あるいは、粒子をタイヤとは別の圧力容器内に充填し、空隙圧力を高く設定した状態において、該圧力容器内に適切な時間保管しておき、体積を回復した状態の粒子を、その周囲の雰囲気と共に、タイヤに充填することによっても、粒子体積を所望の比率に調整することができる。
【００６５】
なお、適切な時間は、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、粒子内の気泡中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。
【００６６】
また、上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、復活したはずの内圧が受傷部から漏洩してしまう結果、内圧復活により得られた内圧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、該粒子による受傷部の封止機能は、この発明の内圧復活機能を支える必須機能である。
【００６７】
以上述べたように、この発明に従う粒子を充填したタイヤとリムとの組立体は、パンク後の内圧低下に伴うタイヤ内容積の減少により、粒子間の摩擦を引き起こし急激な温度上昇とともに内圧復活を果たし、パンク後の走行を実現できる。
ところで、タイヤとリムとの組立体における粒子間の摩擦は、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。
【００６８】
しかしながら、１５０ｋｍ／ｈを越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割りに外気への放熱が不足する状態となり、該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、粒子の温度が粒子の持つ熱膨張開始温度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。
【００６９】
発明者らは、この問題を解決すべく鋭意検討したところ、タイヤ内に充填した粒子群の高速走行下での粒子間摩擦発熱を抑制することを可能とする手段を見出すに到った。
さて、一般に、タイヤ内の粒子群は真比重の分布を持っており、粒子一粒一粒が同一の真比重値を持つわけではない。その理由のひとつとして、粒子一粒中に占める発泡剤となる成分の割合が、粒子間で均一ではないことが挙げられる。また、もうひとつの理由として、加熱発泡時の熱履歴の不均一性があげられる。発泡前の粒子一粒一粒が加熱発泡により膨張して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粒子が共存することになるからである。
【００７０】
よって、十分に膨張した粒子は真比重が小さく、その逆に膨張を途中で停止した粒子は真比重が大きい成分となる。このように真比重分布を持った粒子群を、タイヤとリムとの組立体内に配置した場合、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。
【００７１】
また、タイヤは荷重を負担す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おり、接地領域は曲率を持たない。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粒子は、非接地領域では上述のように遠心力によって真比重に応じた位置に振り分けられながら、その一方で接地領域に入った瞬間遠心力が抜けるといった『繰り返し入力変動下』に置かれるのである。
【００７２】
上述の『繰り返し入力変動下』に置かれているなかで、真比重の小さい粒子群に対して真比重の大きい粒子群は、接地領域での入力変動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粒子群は、共存する“より小さい真比重を有する粒子群”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、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にあるのである。
【００７３】
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、粒子の持つ真比重分布幅を狭くすることである。例えば、ある平均真比重を持つ粒子に対し、大真比重側と小真比重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、粒子群全体の発熱を抑制することができる。
【００７４】
第２に、発熱源である大比重粒子群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、さらに粒子群全体の発熱を抑制することができる。
【００７５】
すなわち、下記の式（Ｉ）に示す、粒子群（全粒子）における真比重指数を１．５以下に規制することが、高速走行下や酷暑環境下での粒子の摩擦発熱を大幅に抑制するのに有効となるのである。なぜなら、真比重指数が１．５を越えると、前述の発熱機構から小真比重粒子と大真比重粒子との相対的な慣性力の差が大きくなるに伴い、それに起因する運動エネルギーの差が大きくなることで、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からである。すなわち、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にあるため、上述の真比重指数をより小さくすることが好ましい。
この真比重指数は、好ましくは１．３以下、より好ましくは１．１以下である。
記
真比重指数＝ρｓ／ρｔ  ……  （Ｉ）
ρｓ：タイヤ内に配置した全粒子における真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重
ρｔ：タイヤ内に配置した全粒子の平均真比重
【００７６】
なお、粒子の真比重の計測法は、次に示す通りである。
［平均真比重の計測法］
粒子の平均真比重値（上式中ρｓ、ρｔ等）は、イソプロパノールを用いた、常法である液置換法（アルキメデス法）により測定するのが一般的であり、この発明においても、この常法に従うこととした。
まず、粒子全体の平均真比重ρｔは、容器中で対象となる粒子群を良く攪拌し、全体を均一にしてからサンプリングし、常法により測定してρｔを求めた。
【００７７】
一方、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群の平均真比重ρｓについては、以下の手法により分画したものを常法により測定した。例えば、内径５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ以上、底部に開閉コックの付いたアクリル樹脂の容器を２つ準備し、片方の容器の上部から粒子を２００ｍｍ程度の高さまで流し込む。次に、超音波水浴中にて該容器を鉛直に立てたまま１０分間、振動を与える。加振の手段は、超音波振動に限定されるものではなく、圧縮空気の圧力を利用した一般のバイブレーター等でもよい。振動を与えることで粒子群のパッキングが安定し、容器内の粒子の高さが安定したら、鉛直のまま底部の開閉コックを開け、もう一方の容器の上側に流し込みながら移し変えを行う。移し変えが終わったら、同様に該容器を鉛直に立てたまま１０分間、振動を与える。このように加振と移し変えを最低３回繰り返し行った後、粒子の高さを測定し、容器の底から４分の１の高さまでの粒子を底部の開閉コックから取り出すことで、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を、簡便に取り出すことが可能である。
【００７８】
また、一般に用いられる機械選別法としては、気流選別法を用いることが出来、比重分級式気流選別装置または遠心分級式気流選別装置が適する。これらの機械選別法によって、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を取り出すことが可能である。
この分画により取り出した粒子を『大真比重部の粒子群』と定義する。この大真比重部の粒子群を容器中で良く攪拌し、全体を均一にしてからサンプリングし、常法により測定してρｓを求めた。
【００７９】
以上の手順で求めたρｔおよびρｓをもって、上記式（Ｉ）により真比重指数を算出することができるが、真比重による粒子の分画手法は、上述した方法に何ら限定されるものではない。
【００８０】
なお、真比重の大きい側から体積分率２５％の範囲にて分画した粒子群を大真比重部の粒子群としたのは、以下の理由による。まず、体積分率が２５％を越えると、真比重の小さい成分の混入率が上昇するため、分画により得られた粒子群の真比重値がばらつき、数値の安定性が欠けるため好ましくない。一方、体積分率が２５％より小さい範囲、たとえば１０％とすると、極端に大真比重である成分が含まれている場合にそのサンプルの特徴をつかむことは出来ても、体積分率として小さいために粒子全体に及ぼす影響も小さく、判断基準として好ましくない。従って、粒子全体に影響を及ぼす体積分率と真比重値の安定性との面から、分画する体積分率を２５％として大真比重部の粒子群と定義した。
【００８１】
上述のように、気流選別装置による分画法や、鉛直に立てた容器を用いて真比重に分布を持った粒子群を加振と移し変えにより、粒子間の真比重差に基づく分画が可能であり、この発明では、これらの手段を真比重調整の手段としても活用できる。すなわち、上述の方法では、真比重の小さい側からの分画も可能であるため、真比重の小さい側から分画した粒子を『小真比重部の粒子群』と定義し、大真比重部の粒子群を除去したのち、さらに小真比重部の粒子群を除去しながら、所望の真比重指数となるように、平均真比重の調整を行うことが可能である。
【００８２】
また、この発明では、タイヤ内に充填した粒子群の高速走行下での粒子間摩擦発熱を抑制する手段として、上記の粒子群の真比重指数を調整することに加えて、以下に示す、粒子群の径分布を調整することによって、さらなる改良を期待することができる。
【００８３】
さて、タイヤ内の粒子群は粒径分布を持っており、その分布幅は１０μｍ〜５００μｍ程度である。また、粒子径ごとの粒子個数に着眼すると、大径から小径になるにつれ、粒子の存在個数は極端に増大していた。タイヤとリムとの組立体内における粒子の摩擦発熱は、粒子間の接触接点数に起因しており、よって小径粒子群は、大径粒子群に比べて接触接点数が格段に多いといえる。以上のことから、小径粒子群は、粒径分布を持った粒子群のなかで、発熱源の役割をしていると言え、よってその摩擦発熱抑制手段として、小径粒子群を除くことを見出したのである。
【００８４】
すなわち、下記の式（ＩＩ）に示すように、粒子群（全粒子）の平均粒子径値に対し、その７０％以下の径を有する粒子を小径粒子として、この小径粒子の総体積が粒子群の総体積に占める比率を、粒子群における小径粒子の存在比率とし、この存在比率を規制することとした。
記
小径粒子の存在比率（％）＝（Ｖｓ／Ｖｔ）×１００  …（ＩＩ）
Ｖｓ：タイヤ内に配置した全粒子の平均径の７０％以下である小径粒子の合計体積
Ｖｔ：タイヤ内に配置した全粒子の合計体積
【００８５】
なお、平均粒子径および粒子径分布の計測法は、次に示す通りである。
機器：Ｓｙｍｐａｔｅｃ  Ｇｍｂｈ  社製  レーザ回折式粒度分布測定装置  ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳシステム
測定条件：２Ｓ−１００ｍｓ／ＤＲＹ
分散圧２．００ｂａｒ、送り：５０．００％、回転：６０．００％
形状係数：１．００
上記の条件にて測定し、以下の測定値を採用する。
すなわち、体積基準平均粒径を、この発明の平均粒子径値（Ｄ５０値）とする。また、体積基準頻度分布を測定し、上記Ｄ５０値の７０％に相当する径から０μｍまでの区間の体積基準累積値をもって、この発明の小径粒子の存在比率値とする。
【００８６】
前記測定法によって得られた粒子の粒子径分布から、小径粒子の存在比率が２０％以下となるまで小径粒子を除くことによって、高速走行下や酷暑環境下での粒子の摩擦発熱を大幅に抑制することが可能である。この小径粒子の存在比率は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは５％以下である。
【００８７】
ここで、小径粒子の存在比率が少ない粒子群を得る方法としては、いくつかの方法があるが、代表的なものについて以下に述べる。
例えば、発泡させた粒子を篩に通し、篩の目開きの大きさによって分級する方法、特に篩による分級の効率を上げるために湿式篩にて分級し小径粒子を除く方法がある。また、発泡性樹脂粒子を発泡前にあらかじめ分級し小径粒子を取り除いたうえで加熱発泡させる方法もある。さらには、発泡性樹脂粒子を重合する際に、原料となるモノマー類と液化したガス成分等を高速予備攪拌したり、重合槽内での攪拌速度を上げる等の手法で、重合される粒子の直径を均一化させつつ重合させることができ、発泡性樹脂粒子の粒径を所望の粒径範囲に揃えた上で、得られた発泡性樹脂粒子を加熱発泡させるといった方法もある。
【００８８】
上述した二つの手段は、タイヤとリムとの組立体内にて発生する、粒子の摩擦発熱に対し、異なった発熱要因に対応した手段である。そこで、両手段を重ねて用いることで足し合わせによる効果を期待したが、驚くべきことに大幅な相乗効果を発揮するに到ったのである。次に、この効果を確認するに到った実験結果について述べる。
【００８９】
まず、粒径に分布を持った粒子群を、前記測定法によって得られた粒子群の粒子径分布から、小径粒子の存在比率が２０％以下となるまで小径粒子を除くことを実施した。具体的には、粒子を篩に通し、篩の目開きの大きさによって分級する方法であり、特に篩による分級の効率を上げるために湿式篩にて分級し小径粒子を除いた。
上記にて得られた粒子は、粒径の分布が狭くなったものの、真比重的には分布をもっている。そこで、まず全体の平均真比重ρｔを上述の常法により求め、上述した分画法により、粒子間の真比重差に基づく大小の真比重をもった粒子群を分離させた上で、平均真比重と真比重指数とを所望のレベルに調整した。
【００９０】
以上の二つの手段を経て得られた粒子群は、驚くべき効果を発現したが、その理由として以下の事項が明確になっている。すなわち、粒径に分布を持つ粒子は、真比重的にも分布を持っている。しかし、小径粒子を除去することにより粒径分布を狭くしたからといって真比重分布が必ずしも狭くなるわけではない。すなわち、粒子は粒子径として分布幅を持つわけだが、小径粒子群の中でもある幅の真比重分布幅をもっており、大径粒子群の中においても同様のことが言えるのである。
【００９１】
従って、粒径分布を狭くすることにより実現できる『小径粒子群をできるだけ除き粒子間の接触接点数をできるだけ減らすこと』と、真比重分布を狭くすることにより実現できる『大比重粒子群除去による相対的慣性力差の低減と、平均真比重の低減による慣性力レベルの抑制』とは、独立の関係にあるため、両手段の併用によって大きな効果が発揮されたと言える。
【００９２】
ここで、この発明に従ってタイヤ内部に粒子を配置するに当り、タイヤが損傷した際のタイヤ受傷部の封止機能を高めるために、さらに大気圧下での平均嵩比重が粒子のそれよりも大きい発泡体の多数を、粒子群に混在して配置することによって、内圧復活機能の発現期間を延ばし、タイヤ受傷後の走行能力を増大させることが可能である。この発泡体としては、例えば球状または直方体状のいずれでもよく、径すなわち球状では直径が、また直方体では一辺が、それぞれ１〜１５ｍｍおよび大気圧下での平均嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｃｃであり、独立気泡または連通気泡を有するものであることが好ましい。
【００９３】
すなわち、該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とリムとの組立体内部に、容易に充填することができる。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該粒子が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、粒子そのものの漏洩はないが、粒子周囲の空隙気体が徐々に漏洩する状態を指す。
【００９４】
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に多少の時間を要する場合がある。このような場合において、上述した発泡体の多数を粒子群に混ぜることによって、次に示すように、瞬時に暫定的封止を達成することができる。
【００９５】
すなわち、タイヤとリムとの組立体内においては、走行速度に応じた遠心力が発生しており、その遠心力下で嵩比重の大きい発泡体はタイヤのインナーライナー側へ、そして嵩比重の小さい粒子は発泡体よりはタイヤ回転中心に近い側へ、各々偏在する。この状態においては、もし粒子のみでは暫定的封止に多少の時間を要する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、発泡体が多数偏在しているため、発泡体がタイヤ外側に吹き出ようとして、受傷部の傷口内面に密着することによって、いち早く受傷部を封止する事となり、きわめて有効である。
【００９６】
特に、発泡体が連通気泡を持つ、例えば熱可塑性ウレタンによる発泡体の場合、圧縮性が高くて傷口の形状に追従しやすいことと、結果的に大きな傷口を発泡体の連通気泡により極めて複雑化できることとによって、その複雑かつ微細化された気体の散逸流路を粒子にて封止するに最も適した、様態へ転換させることができるため、大変有効な手段となる。
【００９７】
また、タイヤの受傷後の低内圧状態において、粒子によって必要最低限の内圧を付与するには、粒子の独立気泡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、粒子において独立気泡の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、独立気泡のマトリックスとなる粒子の連続相は、ガス透過性の低い材質によること、具体的には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ）およびポリスチレン／ポリエチレン共重合体（ＰＳ／ＰＥ）のいずれか少なくとも１種から成ることが、肝要である。これらの材料は、いずれもタイヤ内で比較的容易に発泡させることができ、タイヤ変形による入力に対して柔軟性を有するため、この発明に特に有効である。
【００９８】
とりわけ、粒子の連続相には、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれかを適用することが好ましい。さらに、アクリロニトリル系重合体としては、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体から選ばれた少なくとも１種、アクリル系重合体としては、メチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ）、メチルメタクリレート／メタアクリロニトリル共重合体（ＭＭＡ／ＭＡＮ）およびメチルメタクリレート／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル３元共重合体（ＭＭＡ／ＡＮ／ＭＡＮ）から選ばれた少なくとも１種、そして塩化ビニリデン系重合体としては、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体から選ばれた少なくとも１種がそれぞれ有利に適合する。これらの材料は、いずれもガス透過係数が小さくて気体の透過性が低いために、独立気泡内の気体が外部に漏れることはなく、独立気泡内の気圧を保持することができる。
【００９９】
さらに、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。
【０１００】
また、粒子の独立気泡を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（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種が挙げられる。また、タイヤ内に充填する気体は、空気でも良いが、上記粒子中の気体がフルオロ化物でない場合には、安全性の面から酸素を含まない気体、たとえば窒素や不活性ガス等が好ましい。
【０１０１】
尚、独立気泡を有する粒子とする方法は特に限定されないが、発泡剤を用いることが好ましい。この発泡剤としては、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤のほか、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどを挙げることができる。
特に、熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡性樹脂粒子の反応を適宜制御することによって得た粒子は気泡内に窒素を有するものとなる。
【０１０２】
さらに、粒子を形成する上記樹脂連続相重合の際、高圧下でプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等を液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法もあり、これによりプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタン等のガス成分を液体状態で上記樹脂連続相にて封じ込めた発泡性の樹脂粒子を得ることができ、これをもってタイヤ内に充填し、加熱により粒子とした場合は、気泡内にプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンおよびシクロオクタンが封入される。なお、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタン、の異性体としては、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、メチルヘキサン類、ジメチルペンタン類、トリメチルブタン、メチルヘプタン類、ジメチルヘキサン類およびトリメチルペンタン類等を挙げることができる。
【０１０３】
また、前記発泡性樹脂粒子の表面に、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、界面活性剤、油剤等を塗布したものを、タイヤ内にて加熱発泡させることにより、目的のタイヤを得ることができる。更に、前記発泡性樹脂粒子をあらかじめ加熱発泡させ、略球形状の粒子とし、これをタイヤとリム組立体内に充填することによっても、目的のタイヤを得ることができる。
【０１０４】
一方、タイヤは、その内周面にインナーライナー層を有するのが通例であるが、該インナーライナー層が、融点１７０〜２３０℃のナイロン樹脂と、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物を含むエラストマー成分をゲル化率５０〜９５％に動的加硫した熱可塑性エラストマー組成物とからなることが、好ましい。なぜなら、従来のブチルゴムを主体とするインナーライナー層と異なり、ナイロン樹脂を連続相とすることによって、ガス透過性が極めて低くなる結果、インナーライナー層の機能を強化できるからである。一方、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物を含むエラストマー成分をゲル化率５０〜９５％に動的加硫した熱可塑性エラストマー組成物とすることによって、柔軟性に富み、かつ耐熱性および耐久性に優れたインナーライナー層が得られる。そして、以上の特徴をインナーライナー層が有することにより、粒子の独立気泡内の気体が気泡内に止まり続けることを容易とする環境を創出できるのである。
【０１０５】
なお、ゲル化率とは、２軸混練り後のペレット化した配合物をウォーターバス中で８時間アセトンにてソックスレー抽出し、その残渣をさらに８時間ｎ−ヘキサンにてソックスレー抽出することによって、未加硫のエラストマー成分を溶媒で抽出し、アセトンおよびｎ−ヘキサン抽出物の溶媒乾燥後重量を測定し、下記の式にて算出した値である。
記
ゲル化率（％）＝〔全配合物の重量−｛（アセトン抽出量＋ｎ−ヘキサン抽出量）−ステアリン酸量｝〕／全配合物の重量×１００
【０１０６】
さらに、インナーライナー層は、３０℃におけるガス透過係数が２０×１０−１２  （ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることが好ましい。なぜなら、粒子から何らかの理由により気泡内のガスが漏出するような場合にあっても、インナーライナー層のガス透過性が十分に低ければ、粒子中の気泡内のガスがタイヤの外側に漏れ出ることは少なくなり、タイヤの内圧を保持するのに有利であるからである。つまり、インナーライナー層のガス透過性は、そのタイヤの圧力容器としての圧力保持性を直接的に決定する要因となるのである。勿論、粒子を形成する連続相のガス透過性が低いことが基本であり、その上でインナーライナー層にガス透過性の低いものを用いることが理想的である。
【０１０７】
以上の効果は、タイヤの内側に粒子を配置することにより得られるから、タイヤ構造自体を規制する必要はなく、汎用のタイヤ、そして汎用のリムを活用して、新たにタイヤとリムとの組立体を提供できる。
【０１０８】
【実施例】
実施例１
図１に示した構造のタイヤに、表１に示す種々の仕様の粒子を同表に示すように適用し、サイズ１７５／７０Ｒ１３のタイヤをサイズ５Ｊ×１３のリムに組み込んだ乗用車用タイヤとリムとの組立体を試作した。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。
【０１０９】
なお、表１における、粒子の連続相を構成する組成物の種類は表２に示すとおりである。この表２に示す発泡性樹脂粒子を加熱して発泡させることによって粒子とし、得られた粒子群の平均真比重ρｔ、大真比重部の平均真比重ρｓを計測後、大真比重部および小真比重部を適宜除きながら、所望の真比重指数になるように、平均真比重値を調製した。真比重の調製前後の粒子の詳細について、表３に示した。表３の粒子を表１に示す体積充填量の下でタイヤとリムとの組立体内部に配置した。同様に、インナーライナー層のゴム種は表４に、タイヤとリムとの組立体の内容積と負荷荷重との関係を表５に、それぞれ示した。
【０１１０】
次に、前記乗用車タイヤとリムとの組立体に、窒素ガスを充填し内圧を２００ｋＰａに調整した。そして、あらかじめ後述の調査法に基づき粒子体積回復挙動を調査の上、目的の粒子体積回復率となるに相当する放置時間を算出し、室温にて内圧を保ち粒子体積を回復させながら評価タイヤの調製を行った。
【０１１１】
まず、得られた評価タイヤを用いて、高速発熱ドラム試験を実施した。
すなわち、試験環境温度３８℃に設定したドラム試験機に、評価タイヤを取り付け、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．９２ｋＮおよび速度５０ｋｍ／ｈにて走行を開始し、５分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈづつ上昇させながら、タイヤとリムとの組立体内の粒子温度および内圧の変化を計測した。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、内圧をモニターする内圧センサーおよび粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、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内圧および粒子温度の変化を計測した。ここでは、粒子の温度が１００℃に到達した時の走行速度が高いほど、粒子の摩擦発熱が抑制できていることを示している。
【０１１２】
また、得られた評価タイヤについて、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．５３ｋＮおよび速度９０ｋｍ／ｈで距離５００００ｋｍにわたるドラム走行を実施し、走行による履歴を加えた。
【０１１３】
その後、１５００ｃｃクラスの乗用車を４名乗車相当の積載量に設定後、評価タイヤを左前輪に装着し、この車両の左前輪での軸重量を測定した。左前輪の軸重量は３．９２ｋＮであった。次に、直径５．０ｍｍ、長さ５０ｍｍの釘４本を評価タイヤのトレッド表面からタイヤ内部に向けて踏み抜き、タイヤ内圧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走行させ、タイヤとリムとの組立体内の温度と粒子周囲の空隙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。
【０１１４】
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、内圧をモニターする内圧センサーと該粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、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、試験車両内部に設置した受信機にて受信しながら内圧と該粒子温度の変化を計測し、最大３００ｋｍの走行を実施した。
これらの調査結果を表１に併記する。
【０１１５】
ここで、粒子の熱膨張開始温度の測定、タイヤとリムとの組立体の内容積の測定および粒子体積の回復挙動の調査の各方法は、次のとおりである。
〔粒子の熱膨張開始温度測定法〕
表２における熱膨張開始温度は、以下に示す条件にて膨張変位量を測定し、その変位量の立ち上がり時の温度とした。
機器：ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ  ７Ｓｅｒｉｅｓ
（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）
測定条件：昇温速度１０℃／ｍｉｎ、測定開始温度２５℃、測定終了温度２００℃、
測定物理量：加熱による膨張変位量を測定。
この発明に用いた粒子の熱膨張開始温度の測定結果を表２に示す。
【０１１６】
〔タイヤとリムの組立体の内容積の測定方法〕
タイヤとリムの組立体の内容積測定法を、以下に示す手順によって説明する。
手順１−１：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、水などの比重が既知な非圧縮性流体を大気圧充填し、充填後の重量測定によってタイヤとリムの組立体の初期内容積Ｖ０（リットル）を得る。
以上の手順により、タイヤ内圧が大気圧で無負荷状態におけるタイヤとリムの組立体内容積を決定した。
【０１１７】
手順２−１：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Ｐ２を得る。この時、内圧によりタイヤは拡張し、所定内圧時の内容積Ｖ２は、初期内容積Ｖ０よりも増加する。
【０１１８】
手順２−２：タイヤバルブを開放し、排出される空気の大気圧下での体積Ｖ１を積算流量計にて測定する。この時、内圧によりＶ２まで拡張していたタイヤは、初期内容積Ｖ０まで戻ることになる。なお、積算流量計には、品川精機製  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。
【０１１９】
手順２−３：Ｐ１×（Ｖ０＋Ｖ１）＝Ｐ２×Ｖ２    ・・・・・式（１）
式（１）に則り、所定内圧時のタイヤ内容積Ｖ２を求める。
ここで、Ｖ０＝タイヤとリムの組立体の初期内容積（リットル）
Ｐ１＝大気圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ１＝大気圧下での空気体積  （リットル）
Ｐ２＝所定内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ２＝所定内圧に設定され無荷重時のタイヤとリムの組立体の内容積（リットル）
以上の手順により、各内圧における無負荷時タイヤとリムの組立体内容積を決定した。
【０１２０】
手順３−１：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Ｐ２を得る。
手順３−２：タイヤとリムの組立体を所定荷重にて路面等に押し付け、内圧Ｐ３を圧力センサにて測定する。この荷重負荷によりタイヤが撓むため、負荷状態のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ３は、無負荷状態のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ２よりも減少する。その内容積減少作用により、負荷状態のタイヤ内圧Ｐ３は、無負荷状態のタイヤ内圧Ｐ２よりも増加する。なお、圧力センサには、コパル電子（株）製のアンプ内臓型圧力トランジューサＰＡ−４００−３５２Ｇを用いた。
【０１２１】
手順３−３：Ｐ２×Ｖ２＝Ｐ３×Ｖ３    ・・・・・式（２）
手順２−１〜３にて求めた無負荷状態の所定内圧時のタイヤとリムの組立体の内容積Ｖ２  及び  式（２）に則り、所定荷重時のタイヤとリムの組立体内容積Ｖ３を求める。
ここで、Ｐ２＝所定内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ２＝所定内圧に設定されたタイヤの、無荷重時のタイヤとリムの組立体の内容積  （リットル）
Ｐ３＝所定内圧に設定されたタイヤに、所定荷重をかけた時のタイヤ内圧（絶対圧：ｋＰａ）
Ｖ３＝所定内圧に設定されたタイヤに、所定荷重をかけた時のタイヤとリムの組立体の内容積（リットル）
【０１２２】
以上の手順により、各内圧における負荷時タイヤとリムとの組立体内容積を決定した。上記手順による、各内圧、各荷重下でのタイヤとリムの組立体の内容積測定結果を、表５に示す。
【０１２３】
〔高圧下での粒子総体積の回復挙動測定〕
内容積が１０リットルの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、この発明の粒子を容器内が一杯になるまで装入する。次いで、大気圧下で容器内側の高さ、つまり粒子で満たされた部分の容器高さ（以下、容器高さとする）を測定した後、該容器と窒素ボンベとを繋ぎ、車両指定内圧に相当する圧力になるまで窒素ガスを充填する。圧力が高まるにつれて容器内の粒子は体積減少して粒子の充填高さが低下する。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分間静置する。そして、容器内の粒子充填高さが安定したところで、その高さ（以下、粒子充填高さとする）を測定し、上記の容器高さに対する粒子充填高さの百分率値を算出する。すなわち、
粒子体積回復率（％）
＝（車両指定圧力下での粒子体積／大気圧下の粒子体積）×１００
＝（設定圧力下での容器内の粒子充填高さ／容器高さ）×１００
【０１２４】
次に、上記の圧力を付与したまま、一定時間置きに、上記粒子充填高さを測り、上記の式による粒子体積回復率の経時変化を記録しておき、体積回復による粒子充填高さが変化しなくなるまで、該測定を継続する。
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、粒子を充填したタイヤとリムとの組立体に車両指定内圧の窒素ガスを充填した上で、割り出した回復時間に従って、粒子総体積の回復処置を施した。
【０１２５】
なお、平均粒子径の計測法と、平均真比重の計測法および真比重指数の調整法は、上述の通りである。
【０１２６】
【表１】
2004255981.tif 000003
【０１２７】
【表２】
2004255981.tif 000004
【０１２８】
【表３】
2004255981.tif 000005
【０１２９】
【表４】
2004255981.tif 000006
【０１３０】
【表５】
2004255981.tif 000007
【０１３１】
実施例２
図１に示した構造のタイヤに、表６に示す種々の仕様の粒子を同表に示すように適用し、サイズ１９５／４５ＺＲ１６のタイヤをサイズ７．０Ｊ×１６のリムに組み込んだ乗用車用タイヤとリムとの組立体を試作した。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。
【０１３２】
なお、表６における、粒子の連続相を構成する組成物の種類は上記した表２に示すとおりであり、この表２に示す発泡性樹脂粒子を加熱して発泡させることによって粒子とした。次に、前述した方法により粒子群の平均真比重ρｔを求めるとともに、やはり前述の手法にて大真比重部の粒子群を分画してρｓを求めた。その後、大真比重粒子群および小真比重粒子群を適宜除去しながら、真比重による成分分離と平均真比重の調整とを行って、所望の『真比重指数』を満たす粒子群を得た。
【０１３３】
次に、得られた粒子について、前述した方法により平均粒子径（Ｄ５０値）と粒子径分布とを測定した。この中で、小径粒子の存在比率が高いものについては、平均粒子径（Ｄ５０値）の７０％に相当する目開きの篩を選択し、得られた粒子を湿式篩に通すことによって、小径粒子の存在比率を所望のレベルに調整し、所望の『真比重指数』と所望の『小径粒子の存在比率』とを満たす粒子群を得た。また、上述の真比重指数だけを所望のレベルに調整した粒子群を比較対象として準備した。
【０１３４】
かくして得られた粒子の内容を表７に示す。これら表７の粒子を表６に示す体積充填量の下でタイヤとリムとの組立体内部に配置した。また、インナーライナー層のゴム種は上記の表４に、タイヤとリムとの組立体の内容積と負荷荷重との関係を表８に、それぞれ示した。
【０１３５】
次に、前記乗用車タイヤとリムとの組立体に、窒素ガスを充填し内圧を２００ｋＰａに調整した。そして、あらかじめ前述の調査法に基づき粒子体積回復挙動を調査の上、目的の粒子体積回復率となるに相当する放置時間を算出し、室温にて内圧を保ち粒子体積を回復させながら評価タイヤの調製を行った。
【０１３６】
まず、得られた評価タイヤを用いて、高速発熱ドラム試験を実施した。
すなわち、試験環境温度３８℃に設定したドラム試験機に、評価タイヤを取り付け、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．９２ｋＮおよび速度５０ｋｍ／ｈにて走行を開始し、５分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈづつ上昇させながら、タイヤとリムとの組立体内の粒子温度および内圧の変化を計測した。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、内圧をモニターする内圧センサーおよび粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、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内圧および粒子温度の変化を計測した。ここでは、粒子の温度が１００℃に到達した時の走行速度が高いほど、粒子の摩擦発熱が抑制できていることを示している。
【０１３７】
また、得られた評価タイヤについて、内圧２００ｋｐａ、負荷荷重３．５３ｋＮおよび速度９０ｋｍ／ｈで距離５００００ｋｍにわたるドラム走行を実施し、走行による履歴を加えた。
【０１３８】
その後、１５００ｃｃクラスの乗用車を４名乗車相当の積載量に設定後、評価タイヤを左前輪に装着し、この車両の左前輪での軸重量を測定した。左前輪の軸重量は３．９２ｋＮであった。次に、直径５．０ｍｍ、長さ５０ｍｍの釘４本を評価タイヤのトレッド表面からタイヤ内部に向けて踏み抜き、タイヤ内圧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走行させ、タイヤとリムとの組立体内の温度と粒子周囲の空隙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。
【０１３９】
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、内圧をモニターする内圧センサーと該粒子の温度を計測する熱電対を組み込み、測定した内圧データ、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、試験車両内部に設置した受信機にて受信しながら内圧と該粒子温度の変化を計測し、最大３００ｋｍの走行を実施した。
これらの調査結果を表６に併記する。
【０１４０】
ここで、粒子の熱膨張開始温度の測定、タイヤとリムとの組立体の内容積の測定および粒子体積の回復挙動の調査の各方法は、上述のとおりである。
【０１４１】
【表６】
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【０１４２】
【表７】
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【０１４３】
【表８】
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【０１４４】
【発明の効果】
この発明によれば、タイヤ受傷後のタイヤ内圧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、通常走行下において低速から高速のあらゆる走行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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤとリムとの組立体を示すタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
１  タイヤ
２  リム
３  粒子
４  ビードコア
５  カーカス
６  ベルト
７  トレッド
８  インナーライナー層
９  空隙
【図１】
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