(57)【要約】【課題】  タイヤ組立体の内圧低下（ガス漏れ）を従来技術に比較して格段に抑制できるタイヤ充填用ガス並びに該ガスが充填されてなるガス充填タイヤ・リム組立体の提供。【解決手段】  アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、上記混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲であり、好ましくは２．５〜１０vol%のアルゴンガスを含有していることを特徴とするタイヤ充填用ガスである。また、チューブレスタイヤ１を対応リム６に装着してなるタイヤ・リム組立体の内部空間部分に、アルゴンガスと窒素ガスとからなり、上記混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲であり、好ましくは２．５〜１０vol%のアルゴンガスを含有する不活性の２種混合ガスを充填してなることを特徴とするガス充填タイヤ・リム組立体である。【選択図】    図１
2007055559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、上記混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲である、ことを特徴とするタイヤ充填用ガス。
【請求項２】
上記特定の体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有する、ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ充填用ガス。
【請求項３】
チューブレスタイヤ（１）を対応リム（６）に装着してなるタイヤ・リム組立体の内部空間部分に、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスを充填してなり、上記２種混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲である、ことを特徴とするガス充填タイヤ・リム組立体。
【請求項４】
上記混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とする請求項３記載のガス充填タイヤ・リム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック、レーシングカー等の車両や航空機等の自走式機器のタイヤに充填するためのタイヤ充填用ガスに関し、また、タイヤ内圧の長期安定化を果たすべく前述のタイヤ充填用ガスを充填してなるガス充填タイヤ・リム組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ充填用ガスとしては、伝統的に空気が使用されているが、近時、高速走行や過酷な走行を強いられるレーシングカーや航空機等の特殊タイヤのみならず乗用車等の一般的なタイヤにも空気以外のガスを充填することが提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照。）
【０００３】
特許文献１に記載のタイヤ充填用ガスは、ヘリウムガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、２０〜４５vol％のヘリウムガスを含有しているものである。これは、ヘリウムガス特有の優位性、即ち、窒素ガスに比して熱伝導率が高く、比熱が極めて低いとされる点を担保しつつ、タイヤ充填用ガスとしての致命的な欠点であるタイヤゴム層に対する浸透性が極めて高い点を可及的に排除することを意図したものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載のタイヤ充填用ガスは、分子中に炭素原子とフッ素原子とを含有する気体の一部をアルゴン又は窒素で置換したものである。これは、タイヤゴム層に対する浸透性が低いガスを充填することで、タイヤ組立体の内圧低下を抑制することを意図したものである。また、特許文献２中の段落「００２３」には、「アルゴンは窒素や酸素に比べて分子量が大きいので、ゴムへの浸透・透過を低減する観点からタイヤ・リム組立体内部に充填する気体として好ましい。」との記載がある。
【特許文献１】特開２００２−０４６５８３号公報（特に特許請求の範囲）。
【特許文献２】特開２００３−２９１６０６号公報（特に特許請求の範囲）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２に記載のタイヤ充填用ガス（以下、従来技術という）は、従前のものよりは優れているが、タイヤ組立体の内圧低下を抑制する点ではなお不十分である。しかも、上記特許文献２中の段落「００２３」の記載は誤認に基づくものであり、アルゴンガス単体のガス漏れ率は空気よりも大きいことが、本発明者が行った実験により確認されている（表１参照）。従って、本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、タイヤ組立体の内圧低下（ガス漏れ）を従来技術に比較して格段に抑制できるタイヤ充填用ガス並びに該ガスが充填されてなるガス充填タイヤ・リム組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために鋭意研究の結果なされたもので、以下の知見に基づく。本発明者は、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、特定の体積比率の範囲では、空気単独又は窒素ガス単独の場合よりもガス漏れ率が小さくなることを見出すに至った。
【０００７】
即ち、請求項１に記載のタイヤ充填用ガスは、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、上記混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲である、ことを特徴とする。
【０００８】
又、請求項２に記載のタイヤ充填用ガスは、請求項１に記載のタイヤ充填用ガスに関して、上記特定の体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項３に記載のものはガス充填タイヤ・リム組立体であって、チューブレスタイヤ１を対応リム６に装着してなるタイヤ・リム組立体の内部空間部分に、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスを充填してなり、上記２種混合ガスの体積比率は、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲である、ことを特徴とする。
【００１０】
更に又、請求項４に記載のガス充填タイヤ・リム組立体は、請求項３に記載のガス充填タイヤ・リム組立体に関して、上記混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスで、上記混合ガスの特定の体積比率の範囲、即ち、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の範囲であり、より好ましくは２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有しているタイヤ充填用ガスであり、また、このタイヤ充填用ガスを充填してなるガス充填タイヤ・リム組立体であって、かかる不活性の２種混合ガスを使用する場合に限り、空気単独又は窒素ガス単独の場合に比してガス漏れ率が極めて少ない。これにより、タイヤ組立体の内圧低下（ガス漏れ）を従来技術よりも格段に抑制することができるのである。
【００１２】
これにより、本発明は以下のような優れた実用的な効果を奏する。即ち、（イ）不活性の２種混合ガスが齎す内圧長期安定保持作用に伴って、車両や航空機等の自走式機器の安定走行・燃費向上に繋がる。（ロ）不活性の２種混合ガス自体がリム等の腐食・酸化・劣化等の防止に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るガス充填タイヤ・リム組立体並びにタイヤ充填用ガスの詳細について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るタイヤ・リム組立体のタイヤ幅方向断面図である。図示のタイヤ・リム組立体は、中空ドーナツ状のチューブレスタイヤ１を対応リム６に装着してなるものであり、チューブレスタイヤ１と対応リム６とにより形成される組立体の内部空間部分には後述する不活性の２種混合ガスが充填される。
【００１４】
チューブレスタイヤ１は、外層部２と、この外層部２の内面に全面接着されたゴム等からなるインナーライナ層３とを有する。外層部２は、対応リム６に噛み込ませるためのビード部２１と、地面に接するトレッド部２２と、ビード部２１とトレッド部２２の間の領域であるサイドウォール部２３とを有している。また、ビード部２１、トレッド部２２及びサイドウォール部２３の内側には、チューブレスタイヤ１の形状を維持するためのカーカス２４が設けられる。そして、トレッド部２２とカーカス２４との間には、トレッド部２２の剛性を調整するための複数のベルト層２５が設けられる。なお、符号２６はリムバルブを示す。
【００１５】
上述する構造を備えるタイヤ・リム組立体の内部に充填されてなる上記２種混合ガスは、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性のガスである。なお、窒素ガス単独の方が空気の場合に比してゴムに対する透過性が低いことは既に知られており、アルゴンガス単独のゴムへの透過性が空気に比べて高いことが、本発明者が行った実験により確認されている（表２参照）。
【００１６】
かかる知見に基づいて、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスとの混合比について、実用面並びに経済面での得失等を考慮しながら通常空気と比較の上で種々の実験を行うことにより、下記の実施例に記載のテスト結果から好適な条件を見出すに至ったのである。
【実施例】
【００１７】
先ず、定温の室内において、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスの混合ガスの体積比率、即ち、アルゴン濃度を０〜１００％と変えて、ラボテストによりタイヤ圧の変化（漏れ率）を温度補正の下で測定した。その結果は、下記表１に示す通りである。
【００１８】
2007055559.tif 000003
【００１９】
上記表１の試験結果に基づく漏れ率の動態をグラフに表したものを図１に示した。表１及び図１を参照して漏れ率の変化を観察する。空気のみを充填したときの漏れ率を１００とし、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスを充填してアルゴン濃度（％，in窒素ガス）を変えた場合には、特定の体積比率の範囲では空気や窒素に比べ洩れ率の高いアルゴンガスが含むにもかかわらず、窒素単独の場合よりも漏れ率が小さくなることが判明した。つまり、ガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる特定の体積比率の範囲で本発明に係る混合ガスはタイヤ充填用ガスとして効果的に機能する。
【００２０】
特定の体積比率の範囲とは、表１及び図１に示される如く、アルゴン濃度がゼロを超えておよそ３１％近傍の範囲までを指す。この範囲ではガス漏れ率が窒素単体の漏れ率よりも小さくなる。さらに詳細には、アルゴン濃度（％，in窒素ガス）５％で漏れ率が３４と最少となり、しかもその前後数％（２．５〜１０％）の領域では漏れ率が格段に小さい範囲となっていることが判明した。
【００２１】
以上の結果からして、充填すべき混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスの混合ガスの特定の体積比率、即ち、アルゴン濃度がゼロを超えておよそ３１％近傍の範囲では窒素ガス単体よりも漏れ率が小さく、アルゴン濃度が５％前後の２．５〜１０％の範囲において窒素ガス単体よりも漏れ率がより一層小さくなることが分かった。かくして特定の体積比を持つアルゴンガスと窒素ガスからなる不活性の２種混合ガスがタイヤ・リム組立体に対する内圧保持性の向上に十分資することが明らかである。
【００２２】
ところで、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスをタイヤ・リム組立体に充填する際には、その内部に不可避的に残留する空気（特に酸素）の割合を可能な限り下げる必要がある。そこで、上記混合ガスを一度充填した後、一旦このガスを抜いて、再度この混合ガスを充填する工程を一回以上実施することが望ましい。つまり、現実問題としてタイヤ・リム組立体内に不可避的に残留する空気は、本発明における「充填」には該当しない。従って充填を意図しない微量の空気等がタイヤ・リム組立体内に残留する場合も、本発明の技術的範囲から排除するものではない。
【００２３】
次いで、窒素ガス単独、アルゴンガス単独、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスのゴムシートによる透過度を測定した。その結果は下記表２に示す通りである。ただし、透過度についてはゴムシートでの試験であり、そのままタイヤでのエア漏れ率に換算出来るものではないが、定性的な傾向を示すものである。
【００２４】
この表２によれば、混合ガス（窒素９５％＋アルゴン５％）では窒素単独の場合よりもゴムシートに対する透過度が低いことが明確である。これは混合ガスのゴム透過度が当該ガスの混合比によって影響を受ける事を示すもので、窒素とアルゴンの溶解度の相違に起因するものと思われる。前記定性的な傾向は前記混合ガスの特定の体積比率で漏れ率が小さくなることと整合する。
【００２５】
2007055559.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上、タイヤ・リム組立体に基づき本発明を説明したが、本発明に係る不活性の２種混合ガスは、タイヤ等に限らなく、例えば港湾の埠頭で用いられるゴム製中空柱形状の防舷物に対する充填ガスにも好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ガス漏れ試験結果を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタイヤ・リム組立体のタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…チューブレスタイヤ、６…対応リム。
【図１】
2007055559.tif 000005
【図２】
2007055559.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月3日(2006.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、上記２種混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とするタイヤ充填用ガス。
【請求項２】
チューブレスタイヤ（１）を対応リム（６）に装着してなるタイヤ・リム組立体の内部空間部分に、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスを充填してなり、上記２種混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とするガス充填タイヤ・リム組立体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
即ち、請求項１に記載のタイヤ充填用ガスは、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスであって、上記２種混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
又、請求項２に記載の発明はガス充填タイヤ・リム組立体であって、チューブレスタイヤ１を対応リム６に装着してなるタイヤ・リム組立体の内部空間部分に、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスを充填してなり、上記２種混合ガスの体積比率は、２．５〜１０vol％のアルゴンガスを含有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】