JP2008162060A - タイヤのシーリング・ポンプアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減し、良好なパンクタイヤの補修ができるタイヤのシーリング・ポンプアップ装置を提供する。
【解決手段】人力ポンプ７０のシリンダ容積をＶ１、液剤収容部１４の気体の容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にある。液剤収容部１４内に気体がある場合には、この気体が、蓄圧タンクとして機能する。これにより、吐出圧が平均化し、脈動を低減できるため、人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減でき、また、シール剤にかかるタイヤバルブ部分でのせん断力を低減できる。また、Ｖ２／Ｖ１の値が０．２〜１の範囲にあるので、シーリング剤のゲル化を防止できると共に、パンクタイヤ５０に空気を供給しにくくいという事態が起こらず、良好なパンクタイヤの補修ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤのシーリング・ポンプアップ装置に関する。

従来、空気入りタイヤがパンクした際に、パンクタイヤ及びホイールを交換することなく、パンクタイヤをシーリング剤により補修すると共に、パンクタイヤの内圧を所定の基準圧まで昇圧（ポンプアップ）するタイヤのシーリング・ポンプアップ装置が知られている。
このシーリング・ポンプアップ装置などに用いられるバッテリー用電動式エアーポンプしては、特許文献１に開示されるバッテリー用電動式エアーポンプが公知である。

特許文献１のバッテリー用電動式エアーポンプは、電源ソケットへの接続プラグと、接続プラグからの電力供給により回転駆動する電動モーターと、この電動モーターの回転駆動によりピストンが昇降動作される加圧装置と、この加圧装置による圧縮空気が継手管及び送気ホースを介してアダプタに送気されるように、継手管と送気ホースとの間であって、継手管と送気ホースの気道に連通するように、拡大する内容積を有する耐圧タンクが設けられてなる。

特許文献１のバッテリー用電動式エアーポンプによれば、電動モーターの駆動により加圧装置で生じた圧縮空気は、継手管から耐圧タンク内に導入される。この耐圧タンクは、継手管及び送気ホースに対して拡大された内容積を有しているから、電動モーターの立ち上げ時において、耐圧タンク内に導入された圧縮空気の空気圧は一旦低下する。このため、加圧装置及び電動モーターに加わる負荷が低減されるような緩衝作用が発揮される。

耐圧タンク内の空気圧は、順次導入される圧縮空気により次第に高められるが、この際にも前記同様の緩衝作用が発揮され、加圧装置における圧縮空気の空気圧を超える圧力にまで高められる。この耐圧タンク内の空気圧が、アダプタ及び送気ホースを介してタイヤ側の空気圧より高くなった時点で、耐圧タンク内から圧縮空気がタイヤ内に圧入されることにより補給される。この際、より高められた空気圧により効率的に空気の補給を実行することができるから、消費電力量も少なくて済む。

特開２００２−４８０６９号公報

ところで、タイヤのシーリング・ポンプアップ装置に用いられるエアーポンプとしては、シリンダ内のピストンが人力により操作されて、外部に圧縮空気を供給する人力ポンプがある。
しかしながら、人力ポンプでは脈動が多いため、シーリング剤をパンクタイヤへ注入する際に、パンクタイヤのタイヤバルブを通過するシーリング剤に付与される圧力が高くなり、シーリング剤がゲル化をしてタイヤバルブにつまりやすい。また、人力ポンプを操作する操作者の労力負担が大きい。

本発明は、上記事実を考慮し、人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減し、良好なパンクタイヤの補修ができるタイヤのシーリング・ポンプアップ装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置は、シリンダ内のピストンが人力により操作されて、外部に圧縮空気を供給する人力ポンプと、内部にシーリング剤及び気体を収容すると共に、該シーリング剤を吐出させる液剤吐出口及び内部へ空気を流入させる空気流入口を有する液剤収容部と、一端部が前記空気流入口と接続され、他端部が前記人力ポンプに接続されて前記液剤収容部と前記人力ポンプとを連通させる第１接続管と、一端部が前記液剤吐出口に接続され、他端部がパンクタイヤのタイヤバルブに接続されて前記液剤収容部と前記パンクタイヤとを連通させる第２接続管と、を備え、前記人力ポンプのシリンダ容積をＶ１、前記液剤収容部の気体の容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にあることを特徴とする。

この構成によれば、内部にシーリング剤及び気体を収容する液剤収容部の空気流入口に第１接続管の一端部が接続され、第１接続管の他端部は、人力ポンプに接続されて液剤収容部と人力ポンプとが連通する。
液剤収容部の液剤吐出口には、第２接続管の一端部が接続され、第２接続管の他端部が、パンクタイヤのタイヤバルブに接続されて、液剤収容部とパンクタイヤとが連通する。
人力ポンプを操作することにより、人力ポンプから液剤収容部へ空気が送り込まれて、パンクタイヤへシーリング剤及び空気が供給され、パンクタイヤが補修される。

ここで、請求項１の構成では、人力ポンプのシリンダ容積をＶ１、液剤収容部の気体の容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にある。
このように、液剤収容部内に気体があることにより、この気体が、蓄圧タンクとして機能して脈動を低減できるため、人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減できる。

また、Ｖ１／Ｖ２の値が０．２未満であると、人力ポンプの吐出圧が上がり、シーリング剤のゲル化が現れやすい。Ｖ２／Ｖ１の値が１を超えると、人力ポンプの吐出圧が下がり、パンクタイヤに空気を供給しにくくなる。
このため、Ｖ２／Ｖ１の値が、０．２〜１の範囲にあることにより、シーリング剤のゲル化を防止できると共に、パンクタイヤに空気を供給しにくくいという事態が起こらず、良好なパンクタイヤの補修ができる。

本発明は、上記構成としたので、人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減し、良好なパンクタイヤの補修ができる。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。

（タイヤのシーリング・ポンプアップ装置の構成）
まず、本実施形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置の構成について説明する。図１には、本実施形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置（以下、単に「ポンプアップ装置」という）１０が示されている。

本実施形態に係るポンプアップ装置１０は、自動車等の車両に装着された空気入りタイヤがパンクした際、そのパンクタイヤ及びホイールを交換することなく、パンクタイヤをシーリング剤により補修すると共に、パンクタイヤの内圧を所定の基準圧まで昇圧（ポンプアップ）させるものである。

ポンプアップ装置１０は、図１に示すように、シリンダ７２内のピストン７４が人力により操作されて、外部に圧縮空気を供給する人力ポンプ７０を備えている。本実施形態に係る人力ポンプ７０は、手動式の空気入れであり、シリンダ７２内にあるピストン７４を手動により上下動させることにより空気を入れることが可能となる。なお、人力による人力ポンプ７０としては、例えば、足踏み式の空気入れであってもよい。

また、ポンプアップ装置１０は、図１に示すように、内部にシーリング剤を収容すると共に、そのシーリング剤を吐出させる液剤吐出口５６及び内部へ空気を流入させる空気流入口５８を有する液剤収容部１４を備えている。
液剤収容部１４は、内部にシーリング剤を収容する液剤容器１６と、この液剤容器１６の開口部に設けられた注入ユニット１８と、を備えている。

液剤容器１６の上部には、図２に示すように、径方向に沿った断面積が略一定とされると共に断面が円形、長円状又は楕円状とされた胴部２０が形成されている。液剤容器１６の下部には、胴部２０の下端側から断面積が徐々に縮小する肩部２２を介して、下方へ突出する略円筒状の首部２４が一体的に形成されている。

液剤容器１６は、ガス遮断性を有する各種の樹脂材料やアルミ合金等の金属材料を素材として成形されている。また、液剤容器１６内には、ポンプアップ装置１０により修理すべきタイヤの種類、サイズ等に応じた規定量（例えば、３００ｇ〜７００ｇ）よりも若干多めのシーリング剤２６が充填されている。

この規定量よりも多めのシーリング剤２６を収容した状態で、液剤容器１６内には、シーリング剤２６の上側に空気層Ｇが形成される。なお、液剤容器１６に収容される気体は、空気に限られず、シーリング剤２６の酸化等による変質を防止するため、出荷時にはＡｒ等の不活性ガスをシーリング剤２６共に液剤容器１６内へ封入するようにしても良い。

図２に示すように、注入ユニット１８は、略円筒状に形成されたユニット本体２８及び、このユニット本体２８の下端部から外周側へ延出するプレート状の脚部３０を備えている。ユニット本体２８の上端部には、液剤容器１６の首部２４が溶着により固定されている。
また、注入ユニット１８には、一端部が液剤容器１６内に挿し通され、他端部が注入ユニット１８から延出するＬ字状の圧力配管４０が設けられている。

一方、人力ポンプ７０には、図１に示すように、第１接続管の一例としての耐圧ホース４２が接続されている。この耐圧ホース４２の他方の端部には、ジョイントカプラ４３が取り付けられている。
圧力配管４０の先端には、液剤収容部１４の内部へ空気を流入させる空気流入口５８が形成され、この空気流入口５８には、ジョイントカプラ４３を接続可能な接続部材４６が設けられている。圧力配管４０は、接続部材４６とは反対側の先端部をユニット本体２８の周壁部を貫通させて加圧給液室３２内を介して液剤容器１６内へ突出させている。

耐圧ホース４２の一端部が、ジョイントカプラ４３及び接続部材４６によって、圧力配管４０と接続され、耐圧ホース４２の他端部が人力ポンプ７０に接続されて、液剤収容部１４と人力ポンプ７０とが連通するようになっている。
なお、圧力配管４０の先端部に、外部から加圧給液室３２内への圧縮空気の流通を許容するが、加圧給液室３２内から外部への圧縮空気及びシーリング剤２６の逆流を阻止する逆止弁を配設する構成であっても良い。

また、ポンプアップ装置１０では、図２に示すように、液剤容器１６を注入ユニット１８の上側に直立した状態にすると、液剤容器１６内のシーリング剤２６が自重により、注入ユニット１８内部に形成された加圧給液室３２内へ流入する。
この加圧給液室３２には、シーリング剤２６を外部へ吐出させる液剤吐出口５６が形成されており、この液剤吐出口５６には、ニップル３４を介して、第２接続管の一例としてのジョイントホース３６の一端部が接続されている。これにより、このジョイントホース３６は、ニップル３４を介して加圧給液室３２と連通する。

また、図１に示すように、ジョイントホース３６の他端部には、パンクタイヤ５０のタイヤバルブ５２に着脱可能に接続されるバルブアダプタ３８が設けられている。このバルブアダプタ３８がタイヤバルブ５２に接続されることにより、ジョイントホース３６を介して、液剤収容部１４の加圧給液室３２とパンクタイヤ５０とが連通する。

ここで、ポンプアップ装置１０では、人力ポンプ７０のシリンダ容積をＶ１、液剤収容部１４の空気層Ｇの容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にある。
図３には、Ｖ２／Ｖ１の値と人力ポンプの吐出圧の最大値との関係が示されている。なお、これは、シリンダの内径が４０ｍｍ、ピストンの移動距離１００ｍｍ、ピストンを動かす速さが毎秒１〜２回の条件の下において算出されたものである。
図３に示すように、液剤収容部１４の空気層Ｇの容量と人力ポンプ７０のシリンダ容積との比、すなわちＶ２／Ｖ１の値によって、人力ポンプ７０の吐出圧の最大値が変化する。

人力ポンプ７０の吐出圧が７５ｋＰａにおいては、液剤収容部１４からパンクタイヤ５０に供給されるシーリング剤２６のゲル化が現れる。
Ｖ２／Ｖ１の値が０．２以上であると、人力ポンプの吐出圧は、７５ｋＰａ未満に抑えられ、シーリング剤のゲル化を防止できる。
また、Ｖ２／Ｖ１の値が１を超えると、人力ポンプの吐出圧が下がり、パンクタイヤ５０に空気を供給しにくくなる。

（本実施形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置の作用）
次に、本実施形態に係るポンプアップ装置１０を用いてパンクタイヤ５０を修理する作業手順を説明する。
空気入りタイヤにパンクが発生した際には、先ず、作業者は、パンクタイヤ５０のタイヤバルブ５２へジョイントホース３６のバルブアダプタ３８をねじ止めし、ジョイントホース３６をパンクタイヤ５０へ接続する。

これにより、パンクタイヤ５０は、ジョイントホース３６を介して、液剤収容部１４の液剤容器１６と連通する。
操作者が人力ポンプ７０を操作することにより、すなわち、シリンダ７２内にあるピストン７４を手動により上下動させることにより、人力ポンプ７０から液剤収容部１４へ空気が送り込まれる。

人力ポンプ７０から液剤収容部１４へ圧縮空気が送り込まれることにより、液剤収容部１４の内部に収容されたシーリング剤２６が、圧縮空気の圧力により液剤収容部１４の液剤吐出口５６から押し出され、このシーリング剤２６がジョイントホース３６を通ってパンクタイヤ５０内へ注入される。さらに、人力ポンプ７０から圧縮空気がパンクタイヤ５０に供給され、パンクタイヤ５０が昇圧され、パンクタイヤ５０が補修される。

ここで、本実施形態の構成では、人力ポンプ７０のシリンダ容積をＶ１、液剤収容部１４の気体の容量（つまり、液剤容器の容積−シーリング剤の容積）をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にある。
液剤収容部１４内に気体がない場合、すなわち、蓄圧タンクの機能を有するものがない場合においては、図４に示すように、液剤収容部１４内に気体がある場合に比べ、人力ポンプ７０の吐出圧の最大値が高くなる（実線ｂ参照）。

本実施形態のように、液剤収容部１４内に気体がある場合には、この気体が、蓄圧タンクとして機能し、図４に示すように、液剤収容部１４内に気体がない場合に比べ、人力ポンプ７０の吐出圧の最大値（Ａ参照）が低く抑えられると共に、吐出圧の最小値も高く維持される（点線ａ参照）。
このように、本実施形態に係るポンプアップ装置１０では、吐出圧が平均化し、脈動を低減できるため、人力ポンプを操作する操作者の労力負担を低減でき、また、シール剤にかかるタイヤバルブ部分でのせん断力を低減できる。

また、ポンプアップ装置１０では、人力ポンプ７０のシリンダ容積をＶ１、液剤収容部１４の空気層Ｇの容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にあるので、シーリング剤のゲル化を防止できると共に、パンクタイヤ５０に空気を供給しにくくいという事態が起こらず、良好なパンクタイヤの補修ができる。
また、人力ポンプにサブタンク（補助タンク）がないポンプを用いても、容易にシーリング剤をタイヤ内部に注入できる。
また、本願の容量Ｖ２の空間に不活性ガスを充填しておくことにより、ポンプアップ装置１０が使用されるまでの間の液剤の劣化を防止するようにしてもよい。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置の構成を示す概略図である。 図２は、本実施形態に係る液剤収容部の構成を示す概略図である。 図３は、本実施形態に係る人力ポンプのシリンダ容積をＶ１、液剤収容部の空気層の容量をＶ２としたときにおいて、Ｖ２／Ｖ１の値と人力ポンプの吐出圧の最大値との関係を示すグラフである。 図４は、本実施形態に係る人力ポンプの吐出圧と蓄圧タンクの有無の関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ ポンプアップ装置
１４ 液剤収容部
２６ シーリング剤
３６ ジョイントホース（第２接続管）
４２ 耐圧ホース（第１接続管）
５０ パンクタイヤ
５２ タイヤバルブ
５６ 液剤吐出口
５８ 空気流入口
７０ 人力ポンプ
７２ シリンダ
７４ ピストン

Claims (1)

1. シリンダ内のピストンが人力により操作されて、外部に圧縮空気を供給する人力ポンプと、
   内部にシーリング剤及び気体を収容すると共に、該シーリング剤を吐出させる液剤吐出口及び内部へ空気を流入させる空気流入口を有する液剤収容部と、
   一端部が前記空気流入口と接続され、他端部が前記人力ポンプに接続されて前記液剤収容部と前記人力ポンプとを連通させる第１接続管と、
   一端部が前記液剤吐出口に接続され、他端部がパンクタイヤのタイヤバルブに接続されて前記液剤収容部と前記パンクタイヤとを連通させる第２接続管と、
   を備え、
   前記人力ポンプのシリンダ容積をＶ１、前記液剤収容部の気体の容量をＶ２としたとき、Ｖ２／Ｖ１が０．２〜１の範囲にあることを特徴とするタイヤのシーリング・ポンプアップ装置。

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