(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機内に存する水分などの液体成分が逆止弁を通過して貯留室に送り込まれることを防止することができる気体圧縮装置およびこれを用いたタイヤ付き車輪を提供する。【解決手段】エアーポンプ１０は、空気を圧縮して圧力を高めることにより高圧空気を生成するシリンダ３６およびピストン５０と、シリンダ３６において生成された高圧空気を貯留する送気管１１と、シリンダ３６と送気管１１とを仕切り、シリンダ３６から送気管１１への空気の移動を許容するとともにその逆は許容しない逆止弁４５と、エアーポンプ１０に設けられ、エアーポンプ１０内に存する水分を排出する排水弁６０と、を備えている。エアーポンプ１０内に存する水分は、空気を圧縮する過程で、排水弁６０を介して大気中に排出することができるため、逆止弁４５を通過して送気管１１に送り込まれることを防止することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を圧縮して圧力を高めることにより高圧気体を生成する圧縮機と、
圧縮機において生成された高圧気体を貯留する貯留室と、
圧縮機と貯留室とを仕切り、圧縮機から貯留室への気体の移動を許容するとともにその逆は許容しない逆止弁と、
圧縮機に設けられ、圧縮機内に存する液体成分を排出する排出弁と、
を備えたこと、
を特徴とする気体圧縮装置。
【請求項２】
請求項１の気体圧縮装置において、
前記排出弁は、前記貯留室の内圧が予め定められた設定貯留圧以下の場合は閉弁状態を保ち、当該設定貯留圧を超えると開弁し、開弁時に、前記圧縮機内に存する液体成分を高圧気体とともに排出するよう構成されたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３】
車輪本体の外周に空気入りタイヤを装着したタイヤ付き車輪であって、
請求項１ないし２のいずれかの気体圧縮装置を車輪本体に装着し、
前記圧縮機は、車輪本体の回転に伴い気体を圧縮するよう構成され、
前記貯留室と空気入りタイヤとを連結し、貯留室の高圧気体が空気入りタイヤに送り込まれるよう構成したこと、
を特徴とする、気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪。
【請求項４】
請求項３の気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪において、
前記圧縮機は、ピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで気体を圧縮するよう構成され、
当該タイヤ付き車輪は、車輪本体に対し相対回転可能に支持されたカムを備え、車輪本体の回転に際し、車輪本体に対し相対回転するカムによりピストンに往復運動を与えるよう構成されたこと、
を特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体を圧縮して圧力を高めることにより高圧気体を生成する圧縮機を備えた気体圧縮装置およびこれを用いたタイヤ付き車輪の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪本体の回転に際し圧縮空気を生成して空気タイヤに供給する、空気タイヤの空気自動供給機構が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この空気タイヤの空気自動供給機構においては、ハブ体の内部から空気を圧縮室内に取り込むとともに（特許文献１の明細書第４７頁第１６行〜第１８行、図２参照）、取り込まれた空気が圧縮室に至るまでに様々な防水機構を経るよう構成されているため（特許文献１の明細書第１１頁第２４行〜第１４頁第４行、図２、図４、図５参照）、例えば雨の日に走行したような場合でも、空気取り込み口から圧縮室に雨水等が空気と共に入るようなことを防止でき、雨水等の水が圧縮室から空気タイヤに送り込まれるのを防止することができる。
【０００４】
しかしながら、負圧により強制的に大気を取り込む以上、雨の日に走行したような場合に、大気から水分のみを完全に除去するのは困難であるし、仮に除去し得たとしても、大気を圧縮する過程で、飽和水蒸気圧との関係で圧縮室内に水分が発生する。
【０００５】
一方、空気タイヤに通じる空気タイヤ用圧縮空気供給路（すなわち圧縮され高圧となった空気の貯留室）と、圧縮室とは、逆止弁を介して連結され、圧縮室から貯留室に供給された空気が圧縮室に逆流しないよう構成されている（特許文献１の明細書第１４頁第１５行〜第２３行、図３参照）。
【０００６】
このため、空気とともに圧縮室内に取り込まれた水分、あるいは、圧縮室内で発生した水分は、圧縮動作ごとに、圧縮空気とともに貯留室に送り込まれ、そこに蓄積される。
【０００７】
そして、この蓄積された水分は、逆止弁の機能を阻害したり、走行時には遠心力等により空気タイヤの近傍まで移動し、圧縮空気とともに空気タイヤに送り込まれたりすることで、種々の障害・劣化の原因となるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ  ２００４／０８７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、このような従来技術における問題点を解決し、圧縮機内に存する水分などの液体成分が逆止弁を通過して貯留室に送り込まれることを防止することができる気体圧縮装置およびこれを用いたタイヤ付き車輪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による気体圧縮装置は、気体を圧縮して圧力を高めることにより高圧気体を生成する圧縮機と、圧縮機において生成された高圧気体を貯留する貯留室と、圧縮機と貯留室とを仕切り、圧縮機から貯留室への気体の移動を許容するとともにその逆は許容しない逆止弁と、圧縮機に設けられ、圧縮機内に存する液体成分を排出する排出弁と、を備えたこと、を特徴とする。
【００１１】
本発明の特徴は、上記のように広く示すことができるが、その構成や内容は、目的および特徴とともに、図面を考慮に入れた上で、以下の開示によりさらに明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本願の第１発明による気体圧縮装置は、気体を圧縮して圧力を高めることにより高圧気体を生成する圧縮機と、圧縮機において生成された高圧気体を貯留する貯留室と、圧縮機と貯留室とを仕切り、圧縮機から貯留室への気体の移動を許容するとともにその逆は許容しない逆止弁と、圧縮機に設けられ、圧縮機内に存する液体成分を排出する排出弁と、を備えたこと、を特徴とする。
【００１３】
したがって、圧縮機内に存する液体成分、たとえば、気体とともに圧縮機に取り込まれ、および／または、圧縮機において発生した液体成分を、圧縮機に設けられた排出弁を介して、気体圧縮装置の外部、たとえば大気中に排出することができる。
【００１４】
すなわち、圧縮機内に存する液体成分が逆止弁を通過して貯留室に送り込まれることを防止することができる。
【００１５】
本願の第２発明による気体圧縮装置は、本願の第１発明による気体圧縮装置において、排出弁は、貯留室の内圧が予め定められた設定貯留圧以下の場合は閉弁状態を保ち、当該設定貯留圧を超えると開弁し、開弁時に、圧縮機内に存する液体成分を高圧気体とともに排出するよう構成されたこと、を特徴とする。
【００１６】
したがって、逆止弁の開弁圧を考慮して排出弁の開弁圧を調整しておくことで、貯留室に調圧弁を設けなくても、貯留室の内圧を所望の設定貯留圧に維持することが可能となる。
【００１７】
すなわち、簡略な構成でありながら、圧縮機内に存する液体成分が貯留室に送り込まれることを防止しつつ貯留室の内圧の調整を行うことが可能となる。
【００１８】
本願の第３発明による気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪は、車輪本体の外周に空気入りタイヤを装着したタイヤ付き車輪であって、本願の第１ないし第２のいずれかの発明による気体圧縮装置を車輪本体に装着し、圧縮機は、車輪本体の回転に伴い気体を圧縮するよう構成され、貯留室と空気入りタイヤとを連結し、貯留室の高圧気体が空気入りタイヤに送り込まれるよう構成したこと、を特徴とする。
【００１９】
圧縮機内に存する液体成分は、気体に比べて比重が大きいから、車輪本体の回転により発生する遠心力の作用も大きく、したがって、車輪本体に装着された貯留室に液体成分が送り込まれてしまうと、この液体成分は、遠心力により、車輪本体の外周に装着された空気入りタイヤまで容易に到達し、高圧気体とともに、空気入りタイヤの内部に送り込まれてしまう可能性が高い。
【００２０】
このため、このような気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪の場合には、液体成分が貯留室に到達する前に気体圧縮装置の外部に排出する必要性は、より大きい。
【００２１】
本願の第４発明による気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪は、上記第３発明による気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪において、圧縮機は、ピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで気体を圧縮するよう構成され、当該タイヤ付き車輪は、車輪本体に対し相対回転可能に支持されたカムを備え、車輪本体の回転に際し、車輪本体に対し相対回転するカムによりピストンに往復運動を与えるよう構成されたこと、を特徴とする。
【００２２】
ピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで気体を圧縮する、いわゆるレシプロ型の圧縮機は、高い圧縮率を容易に得ることが可能であるため、低速回転でも所望圧力の高圧気体を得ることができるため好都合であるが、反面、圧縮動作に伴う液化量も多くなる。
【００２３】
このため、このような気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪の場合には、液体成分が貯留室に到達する前に気体圧縮装置の外部に排出する必要性は、さらに大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、エアーポンプ１０を備えた車輪５を示す側面図である。
【図２】図２は、ハブ６に取り付けられた状態のエアーポンプ１０を示す側面図である。
【図３】図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線部分断面図である。
【図４】図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、図４に示すエアーポンプ１０の拡大図であって、ピストン５０が上死点にある状態を示す図面である。
【図６】図６は、エアーポンプ１０の拡大図であって、ピストン５０が下死点にある状態を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一の実施形態による気体圧縮装置であるエアーポンプ１０と、気体圧縮装置を用いたタイヤ付き車輪である自転車の車輪５について説明する。
【００２６】
図１は、エアーポンプ１０を備えた車輪５を示す側面図である。
【００２７】
図１に示すように、車輪５は、自転車のフレーム１の前部に設けられ二股状に形成された（図示せず）前フォーク２に挟み込まれるように保持されている。すなわち、車輪５は、自転車の前輪である。もちろん、この発明は、自転車の前輪に限定されるものではなく、たとえば、自転車の後輪にも適用することができる。
【００２８】
車輪５は、前フォーク２の下端に設けられた一対のフォークエンド（図示せず）に対して、ハブナット３を用いて固定的に取り付けられたハブ軸４に対し、回転可能に支持されている。
【００２９】
すなわち、車輪５は、ハブ軸４に対し回転可能に支持され車輪５の中心に位置するハブ６と、複数のスポーク７を介してハブ６に対して固定的に連結されたリム８と、リム８の外側に固定的に装着され、車輪５の最外周に位置する、空気入りタイヤであるタイヤ９とを備えている。ハブ６、スポーク７およびリム８が、車輪本体１３を構成している。
【００３０】
エアーポンプ１０は、車輪本体１３の略中央に固定的に取り付けられている。すなわち、エアーポンプ１０は、車輪本体１３の中心に位置するハブ６に取り付けられており、後述するように、エアーポンプ１０において生成された高圧気体である高圧空気は、貯留室である送気管１１を通り、タイヤバルブ１２を介して、タイヤ９の内部に送り込まれる。
【００３１】
図２は、ハブ６に取り付けられた状態のエアーポンプ１０を示す側面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線部分断面図、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００３２】
図３および図４に示すように、ハブ６は、略円筒状のハブ体２０と、ハブ体２０の両側に固定的にはめ込まれた一対のハブつば２１と、各ハブつば２１にそれぞれ固定的にはめ込まれた一対のワン２２とを備えており、ハブ軸４に固定的に設けられた一対の玉押し２３とワン２２との間に配置された多数の鋼球２４を介して、ハブ軸４に対し、回転自在にかつ、ハブ軸４の軸線方向に移動不能に保持されている。
【００３３】
ハブ体２０の略中央に貫通孔２５が設けられ、貫通孔２５を覆うように、ハブ体２０の外周にエアーポンプ１０が取り付けられている。
【００３４】
エアーポンプ１０は、略円筒状のポンプ本体３０を備えている。ポンプ本体３０の基端部３１には、図４に示すようにハブ体２０の表面に沿う形状に形成された取付け部３２が延設され、取付け部３２に設けられた一対の貫通孔３３に挿入された一対のボルト２６により、ポンプ本体３０がハブ体２０に固定される。
【００３５】
ポンプ本体３０がハブ体２０に固定された状態で、ポンプ本体３０の略円筒状の内部空間３４は、ハブ体２０に設けられた貫通孔２５を介して、ハブ体２０の内部空間２７と連通している。
【００３６】
ポンプ本体３０の内部空間３４には、たとえば合成樹脂により構成された略円柱状のピストン５０が配置され、ピストン５０の下端部には連結ピン５１がはめ込まれ、連結ピン５１の略中央にローラー５２が回転自在に支持されている。
【００３７】
ハブ体２０の内部空間２７の略中央には、ハブ軸４に対し固定的に偏芯カム２８が取り付けられている。すなわち、この偏芯カム２８は円筒状のカム面２９を備え、カム面２９の中心軸とハブ軸４の中心軸とは平行でかつ一致しないよう構成されている。
【００３８】
カム面２９の一部（図３における左側の部分）を包み込むように略ドーナツ状の回転輪５３が配置されている。すなわち、回転輪５３の内径側に上記カム面２９の一部が入り込み、相互に回動可能となっている。この回転輪５３には、貫通孔５４が設けられ、貫通孔５４に上記連結ピン５１の端部が挿入され、連結ピン５１と回転輪５３とは相互に回動可能となっている。
【００３９】
したがって、ハブ軸４に対して車輪５が回転すると、すなわち、ハブ軸４に対して車輪本体１３が回転すると（以下同様、図１参照。）、ローラー５２が、回転輪５３の誘導にしたがってカム面２９を転動し、その結果、ピストン５０が、ポンプ本体３０の内部空間３４を往復動することになる。
【００４０】
なお、この実施形態においては、ハブ軸４に対し固定的に偏芯カム２８が取り付けられている場合を例に説明しているが、この発明はこれに限定されるものではない。カムの形状は偏芯カムに限定されるものではないし、カムを取り付ける部材も、ハブ軸４のように自転車の前フォーク２やフレーム１に固定的に設けられた部材に限定されるものではない。要は、カムは、車輪本体１３に対し相対回転可能に支持されていればよく、車輪本体１３の回転に際し、車輪本体１３に対しカムが相対回転するときに、ピストン５０に往復運動を与えるよう構成されていればよい。
【００４１】
図５は、図４に示すエアーポンプ１０の拡大図であって、ピストン５０が上死点にある状態を示す図面である。図６は、エアーポンプ１０の拡大図であって、ピストン５０が下死点にある状態を示す図面である。
【００４２】
図５に示すように、ポンプ本体３０の基端部３１における内部空間３４には、たとえば焼結合金により構成されたフランジ付き略円筒状の軸受３５が圧入固定され、軸受３５の内周とピストン５０の外周とが、ピストン５０の往復方向に対して、円滑にかつガタなく摺動するよう構成されている。
【００４３】
図６に示すように、ポンプ本体３０の中間部における内部空間３４が、エアーポンプ１０の圧縮室であるシリンダ３６として機能する。シリンダ３６およびピストン５０により圧縮機が構成されている。
【００４４】
ピストン５０の上端近くには、シリンダ３６の内壁に対し気密的に摺動する円環状のパッキン５５が取り付けられている。
【００４５】
シリンダ３６の下端からハブ体２０の内部空間２７に連通する吸気路３７が形成されている。
【００４６】
ポンプ本体３０の上部における内部空間３４、すなわち、シリンダ３６のすぐ上方には、たとえば黄銅により構成された逆止弁ホルダー４０が、たとえばインサート成形により、ポンプ本体３０と一体的に形成されている。
【００４７】
逆止弁ホルダー４０は、有底円筒状に構成され、底部は、シリンダヘッド４６として機能する。シリンダヘッド４６には貫通孔４１が穿設されている。
【００４８】
逆止弁ホルダー４０の円筒状の内部空間には、弁座としてのオーリング４２、弁としての鋼球４３、弁バネとしての圧縮コイルバネ４４が、シリンダヘッド４６側からこの順に配置され、これらで逆止弁４５を構成している。
【００４９】
逆止弁４５の排気側には、送気管１１が結合されており、シリンダ３６で圧縮された高圧空気は、シリンダヘッド４６に設けられた貫通孔４１、逆止弁４５、送気管１１、タイヤバルブ１２を介して、タイヤ９内に送り込まれる（図１参照）。
【００５０】
図６に示すように、エアーポンプ１０には、排出弁である排水弁６０が設けられている。
【００５１】
排水弁６０は、ポンプ本体３０の中間部やや上方にポンプ本体３０と一体的に設けられた略円筒状の排水弁ホルダー７０の内部空間７１に配置されている。この実施形態においては、この略円筒状の内部空間７１の中心線（図６に示す横方向の一点鎖線）は、ポンプ本体３０の内部空間３４の中心軸（図６に示す縦方向の一点鎖線）と略直交するよう構成されている。
【００５２】
排水弁ホルダー７０の内部空間７１は、その底部７２の略中央において、ポンプ本体３０に穿設された導水路７３を介して、シリンダ３６の上部（シリンダヘッド４６近傍）に連通するよう構成されている。
【００５３】
すなわち、図５に示すように、導水路７３のシリンダ３６側は、シリンダ３６の側壁のうち、ピストン５０が上死点にあるときのパッキン５５とシリンダヘッド４６との間に開口するよう構成されている。この実施形態においては、導水路７３のシリンダ３６側の開口を、シリンダ３６の側壁のうちシリンダヘッド４６に隣接する部分、すなわち、シリンダ３６の最上部に設けている。このように構成することで、後述のように、より確実に、シリンダ３６内に存する水分を排出することが可能となる。
【００５４】
図６に示すように、導水路７３の内径および長さは、シリンダ３６の圧縮比に与える影響を少なくするために、できるだけ小さくなるよう設定されている。
【００５５】
排水弁ホルダー７０の内部空間７１には、たとえば合成ゴムにより構成された弁６１、弁６１を保持する弁ホルダー６２、弁ホルダー６２を介して弁６１に弾性付勢力を付与する弁バネとしての圧縮コイルバネ６３が、導水路７３側からこの順に配置され、これらで排水弁６０を構成している。
【００５６】
圧縮コイルバネ６３は、排水弁ホルダー７０の内部空間７１の開放端側（導水路７３側と反対の側）に設けられた雌ネジ部に螺合する排水プラグ６４によりその弾性付勢力を調整できるよう構成されている。弾性付勢力の調整は、排水プラグ６４に設けられた排水孔６５の一部または全体を、たとえば六角孔とし、六角スパナ（図示せず）で排水プラグ６４を回転させることにより行うよう構成することができる。
【００５７】
排水プラグ６４の外径側に設けられた雄ネジ部の一部は、上述のように、排水弁ホルダー７０の内部空間７１の開放端側に設けられた雌ネジ部に螺合しているが、この排水プラグ６４の外径側に設けられた雄ネジ部の他の部分（排水弁ホルダー７０の開放端から露出した部分）には、ナット７４が螺合しており、排水プラグ６４に螺合した排水弁ホルダー７０とナット７４とでいわゆるダブルナットを構成し、これにより、振動などによって排水プラグ６４が緩むのを防止している。
【００５８】
排水弁６０において、弁６１は、圧縮コイルバネ６３の弾性付勢力により排水弁ホルダー７０の底部７２に密着するよう押圧され、導水路７３を塞いでいるが、シリンダ３６の内圧が所定の圧力を超えた場合に開弁し、シリンダ３６内の水分を、導水路７３、排水弁ホルダー７０の内部空間７１、排水プラグ６４に設けられた排水孔６５を介して、エアーポンプ１０の外部すなわち大気中に放出するよう構成されている。
【００５９】
この実施形態においては、排水弁６０の開弁圧は、予め定められた送気管１１の内圧である設定貯留圧に、逆止弁４５の開弁圧を加算した値になるよう設定されている。このように構成することで、送気管１１の内圧が予め定められた設定貯留圧以下の場合は、排水弁６０の閉弁状態を保つとともに、逆止弁６０を介して高圧空気を送気管１１に送り込み、送気管１１の内圧が当該設定貯留圧を超える場合は、排水弁６０を開弁し、シリンダ３６内に存する水分を高圧空気とともに排出することができる。
【００６０】
このように、排水弁６０の開弁圧を調整しておくことで、送気管１１に調圧弁を設けなくても、送気管１１の内圧を所望の設定貯留圧に維持することが可能となる。
【００６１】
なお、送気管１１の設定貯留圧は、送気管１１がタイヤ９の内部（空気室）に直接、連結されている場合には、当該タイヤ９の設定タイヤ圧（タイヤ９について予め定められた適正な空気圧）と同一値となるが、この実施形態のように、送気管１１とタイヤ９の内部とが、タイヤバルブ１２を介して連結されている場合は、上記設定タイヤ圧に、タイヤバルブ１２の開弁圧を加算した値となる。
【００６２】
つぎに、エアーポンプ１０の動作について説明する。
【００６３】
図１に示すように、自転車（図示せず）の走行に伴って車輪５がハブ軸４まわりに回転すると、車輪５を構成するハブ６に設けられたエアーポンプ１０は、車輪５とともに、ハブ軸４を固定軸としてハブ軸４まわりに回転する。
【００６４】
一方、図３および図４に示すように、エアーポンプ１０を構成するピストン５０の下端部に設けられたローラー５２は、ハブ軸４に対して固定的に設けられた偏芯カム２８のカム面２９に沿って、カム面２９上を転動する。
【００６５】
したがって、車輪５がハブ軸４まわりに回転すると（図１参照）、図５および図６に示すように、ピストン５０は、シリンダ３６内で、上死点（図５に示すピストン５０の位置）と下死点（図６に示すピストン５０の位置）との間を、シリンダ３６の軸方向に往復動することになる。この例では、車輪５が１回転する間に、ピストン５０が１往復する。
【００６６】
ピストン５０が下死点（図６に示す位置）にきたとき、シリンダ３６内に、吸気路３７を介して、ハブ体２０の内部空間２７から空気が吸い込まれる。なお。ハブ体２０の内部空間２７には、たとえば、図３に示す複数の鋼球２４間の隙間（図示せず）を介して、ハブ体２０の外部から、空気が吸い込まれる。
【００６７】
シリンダ３６内に吸い込まれた空気は、ピストン５０が下死点（図６に示す位置）から上死点（図５に示す位置）に移動する過程で圧縮される。
【００６８】
シリンダ３６内で圧縮された空気（高圧空気）は、送気管１１の内圧が設定貯留圧になるまで（すなわち、タイヤ９の空気圧が設定タイヤ圧になるまで）は、図６に示す、シリンダヘッド４６に設けられた貫通孔４１、逆止弁４５を介して、送気管１１に送り込まれ、さらに、送気管１１から、図１に示すタイヤバルブ１２を介してタイヤ９の空気室（図示せず）に送り込まれる。
【００６９】
そして、送気管１１の内圧が設定貯留圧に達すると（すなわち、タイヤ９の空気圧が設定タイヤ圧に達すると）シリンダ３６内で圧縮された空気は、シリンダ３６内に存する水分とともに、逆止弁４５を通過することなく、図６に示すシリンダ３６の上部に連通する導水路７３、排水弁６０、排水プラグ６４を介して、エアーポンプ１０の外部に放出される。
【００７０】
何らかの原因で、送気管１１の内圧が設定貯留圧以下になると（すなわち、タイヤ９の空気圧が設定タイヤ圧以下になると）、シリンダ３６内で圧縮された空気は、再び、逆止弁４５を介して、送気管１１に送り込まれ、さらに、送気管１１から、タイヤバルブ１２を介してタイヤ９の空気室に送り込まれる。
【００７１】
さて、シリンダ３６の圧縮時内圧（ピストン５０が上死点に位置するときのシリンダ３６の内圧）は、送気管１１の内圧が設定貯留圧になるまで（すなわち、タイヤ９の空気圧が設定タイヤ圧になるまで）は漸増してゆき、送気管１１の内圧が設定貯留圧に至った以後は最大値を維持するところ、シリンダ３６内において１サイクルの空気の圧縮過程で生ずる水分は、シリンダ３６の圧縮時内圧が高くなるほど多くなるから、送気管１１の内圧が設定貯留圧に至った以後、すなわち、タイヤ９の空気圧が設定タイヤ圧に至った以後に生ずる分が最も多い。
【００７２】
そして、通常、タイヤ９の空気圧はそれほど急激に低下するものではないから、タイヤ９の空気圧がいったん設定タイヤ圧に達したあとは、自転車の走行に伴ってエアーポンプ１０で生成される高圧空気は、ほとんど、タイヤ９の空気室に送り込まれることなく、エアーポンプ１０の外部に放出されることになる。
【００７３】
上記従来技術においては、貯留室としての空気タイヤ用圧縮空気供給路に調圧弁としての圧調整部が設けられていたため、空気タイヤ用圧縮空気供給路の内圧が一定圧に至った以後の水分を多く含む圧縮空気は、逆流防止弁を通過し、空気タイヤ用圧縮空気供給路に送り込まれるが、本願発明の実施形態においては、送気管１１の内圧が設定貯留圧に至った以後の水分を多く含む高圧気体は、逆止弁４５を通過することなく排水弁６０を介してエアーポンプ１０の外部に排出されるため、好都合である。
【００７４】
そして、この実施形態においては、上述のように（図５参照）、導水路７３のシリンダ３６側は、シリンダ３６の側壁のうち、ピストン５０が上死点にあるときのパッキン５５とシリンダヘッド４６との間、すなわちシリンダヘッド４６近傍に開口するよう構成されている。
【００７５】
このため、エアーポンプ１０における圧縮の最終過程（ピストン５０が上死点に到達した時点）に至るまでにシリンダ３６内において生じた水分を、導水路７３を介してほとんど全て排出することができる。
【００７６】
しかも、図６に示すように、シリンダヘッド４６は、車輪５の回転中心であるハブ軸４（図１参照）からみて、シリンダ３６よりも遠心方向（図中Ｙ１方向）に位置しているところ、シリンダ３６内には、車輪５の回転に伴う遠心力が作用しているから、シリンダ３６内に存する水分は、遠心方向（Ｙ１方向）に加速され、シリンダヘッド４６近傍に集まる。
【００７７】
このため、圧縮過程においてシリンダ３６内において生じた水分も、吸気路３７を介してシリンダ１０内に取り込まれた空気に混入した水分も、シリンダヘッド４６近傍に設けられた導水路７３を介して排出することが、いっそう容易となる。
【００７８】
なお、上述の実施形態においては、タイヤ付き車輪として、自転車の車輪を例に説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。タイヤ付き車輪として、たとえば、三輪車、原動機付き自転車、二輪自動車、自動車、車椅子、リヤカーその他の車両全般に用いられるタイヤ付き車輪に、本発明を適用することができる。また、車両以外に用いられるタイヤ付き車輪、たとえば、エレベーターのガイド用車輪その他のタイヤ付き車輪にも、本発明を適用することができる。さらに、本発明に係る気体圧縮装置は、タイヤ付き車輪に用いられるものに限定されるものではない。
【００７９】
また、上述の実施形態においては、圧縮機として、ピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで気体を圧縮するよう構成されたいわゆる往復式の圧縮機を例に説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。圧縮機として、往復式の圧縮機以外の容積式圧縮機、たとえば、スクリュー式、ロータリー式、スクロール式の圧縮機にも、この発明を適用することができる。さらに、容積式圧縮機以外の圧縮機、たとえば、遠心式の圧縮機にも、この発明を適用することができる。
【００８０】
上記においては、本発明を好ましい実施形態として説明したが、各用語は、限定のために用いたのではなく、説明のために用いたものであって、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、添付のクレームの範囲において、変更することができるものである。また、上記においては、本発明のいくつかの典型的な実施形態についてのみ詳細に記述したが、当業者であれば、本発明の新規な教示および利点を逸脱することなしに上記典型的な実施形態において多くの変更が可能であることを、容易に認識するであろう。したがって、そのような変更はすべて、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１０：エアーポンプ
１１：送気管
３６：シリンダ
４５：逆止弁
５０：ピストン
６０：排水弁
特許出願人  中野  隆次
出願人代理人  弁理士  田川  幸一
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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