(57)【要約】【課題】  ピストンをシリンダ内で往復移動させる際に駆動モータに流れる駆動電流の変動を抑制し、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を効率的に供給し、かつ偶数個のシリンダを設けたことによる装置の大型化を効果的に抑制する。【解決手段】  ポンプアップ装置３０のエアポンプ３４では、一対のシリンダ１２４，１２５を、クランクシャフト９８の軸心Ｓｃを中心として対向配置すると共に、これら一対のシリンダ１２４，１２５内にそれぞれ配設された一対のピストン１４０，１４２を吸入・吐出方向に沿って一体となって移動するように互いに連結固定した。これにより、一方のピストン１４０，１４２が吐出方向へ移動して移動負荷が相対的に増大しても、この時には他方のピストン１４０，１４２が吸入方向へ移動してその移動負荷が相対的に減少することから、一対のピストンの負荷変動の影響が互いに打ち消されるので、クランクシャフト９８の回転抵抗を略一定に保って駆動モータ１４８に流れる駆動電流も略一定に保つことができる。【選択図】  図２
2006103499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤ内へ圧縮空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するポンプアップ装置であって、
外気を吸入する吸入口及び圧縮空気を吐出すると共に空気入りタイヤの内部へ連通する吐出口がそれぞれ設けられた一対のシリンダと、
一対の前記シリンダ内にそれぞれ往復移動可能に配設され、前記シリンダ内の容積を膨張させる吸入方向への移動時に前記吸入口から前記シリンダ内へ空気を吸入させ、前記シリンダ内の容積を縮小させる吐出方向への移動時に前記シリンダ内の空気を圧縮しつつ前記吐出口から吐出させる一対のピストンと、
一対の前記ピストンにそれぞれ連結されて該ピストンと一体となって前記吸入・吐出方向へ移動可能とされた従節部材と、
外部からのトルクにより回転運動を行いつつ、前記従節部材と共に前記回転運動を前記吸入・吐出方向に沿った往復運動に変換し、前記従節部材を介して前記往復運動を前記ピストンに伝達するクランクシャフトと、
前記クランクシャフトにトルク伝達可能に連結され、外部からの電力供給を受けて前記クランクシャフトを回転させる駆動モータとを有し、
一対の前記シリンダを、前記クランクシャフトの軸心を中心として互いに線対称の関係となるように対向配置すると共に、一対の前記ピストンを前記吸入・吐出方向に沿って一体となって移動するように互いに連結固定し、しかも前記クランクシャフトを一対の前記ピストンの外周側に配置したことを特徴とするポンプアップ装置。
【請求項２】
一対の前記ピストン及び該一対のピストンを互いに連結する中間連結部を一体的に成形したことを特徴とする請求項１記載のポンプアップ装置。
【請求項３】
前記中間連結部に前記吸入・吐出方向に直交する直交成分方向へ延在するスライド溝を形成し、該スライド溝内に前記従節部材を前記直交成分方向に沿ってスライド可能に挿入すると共に、前記従節部材を前記クランクシャフトにおける回転中心に対する偏心部位に回動可能に連結したことを特徴とする請求項１又は２記載のポンプアップ装置。
【請求項４】
前記中間連結部に前記吸入・吐出方向に直交する直交成分方向へ延在するスライド溝を形成し、該スライド溝内に前記従節部材を前記直交成分方向に沿ってスライド可能に挿入すると共に、
前記従節部材を前記クランクシャフトの外周側にその軸方向へ延在するように設けられたクランクピンを相対的に回動可能に連結したことを特徴とする請求項１又は２記載のポンプアップ装置。
【請求項５】
車両に搭載されたバッテリーに接続されて該バッテリーから前記駆動モータへ電力を供給する電力供給手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載のポンプアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ内に圧縮空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するポンプアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という。）がパンクした際に、車両に装着されたタイヤ及びホイールを交換することなく、タイヤをシーリング剤により補修して所定の基準圧まで内圧を加圧（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（以下、単に「ポンプアップ装置」という。）が普及している。この種のポンプアップ装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１に示されたポンプアップ装置は、シーリング剤を収容した耐圧容器と、圧縮空気の供給源であるエアポンプとを備えており、エアポンプにより圧縮空気を耐圧容器内に供給することにより、圧縮空気の静圧により耐圧ホースを通して耐圧容器内からタイヤ内へ規定量のシーリング剤を注入した後、耐圧容器及び耐圧ホースを通してタイヤ内へ圧縮空気を供給してタイヤをポンプアップする。
【０００３】
上記したようなポンプアップ装置に適用されるエアポンプとしては、例えば、図４に示されるようなレシプロ式のものが多く用いられる。このエアポンプ２１０には、シリンダ２１２及びこのシリンダ２１２内に往復移動可能に配設されたピストン２１４が設けられ、このピストン２１４はコンロッド２１８を介してクランクシャフト２１６に連結されている。エアポンプ２１０では、クランクシャフト２１６が駆動モータ（図示省略）からのトルクにより回転することにより、このクランクシャフト２１６の回転運動がクランクシャフト２１６及びコンロッド２１８により往復運動に変換され、ピストン２１４がシリンダ２１２内の容積を膨張させる吸入方向（下方）及びシリンダ２１２内の容積を縮小させる吐出方向（上方）へ交互に移動する。このとき、ピストン２１４が吸入方向へ移動すると、シリンダ２１２の頂部に設けられた吸入口２２０からシリンダ２１２内へ空気が吸入される。この後、ピストン２１４が下死点に達して吐出方向へ移動すると、ピストン２１４によりシリンダ２１２内で空気が圧縮されつつ、この圧縮空気がシリンダ２１２頂部に設けられた吐出口２２２から吐出され、この圧縮空気は耐圧ホース等を通してタイヤ内へ供給される。
【０００４】
ところで、図４に示されるようなエアポンプ２１０では、ピストン２１４が吐出方向へ移動してシリンダ２１２内の空気を圧縮する際にピストン２１４の移動負荷が相対的に増大し、ピストン２１４が吸入方向へ移動してシリンダ２１２内に空気を吸入する際にはピストン２１４の移動負荷が相対的に減少し、このようなピストン２１４の移動負荷の変動に従って駆動モータに供給される駆動電流も変動する。このため、ポンプアップ装置に圧縮空気の供給源としてエアポンプを用い、このエアポンプへ車両に搭載されたバッテリーから駆動電流を供給する場合には、ピストン２１４の吐出方向への移動時に駆動モータに高電流が流れ、車両側に設けられた電流遮断器の作動を防止するために、エアポンプ本来の最大能力に対して常に低効率（低仕事率）の状態で運転せざる得ず、これがポンプアップ装置によるタイヤのポンプアップ時間を短縮することの妨げなっている。
【特許文献１】特許第３２１０８６３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、エアポンプの仕事率を高めるために、レシプロ型のエアポンプとして偶数個のシリンダをするものを用い、このエアポンプにおいて奇数番目のシリンダ内に配置されたピストンによりエア吸入工程を実行させつつ、残りの偶数番目のシリンダ内に配置されたピストンによりエア吐出工程を実行させることにより、エアポンプ全体として負荷を平準化して駆動モータに流れる駆動電流を安定化することも考えられる。しかし、上記のようなポンプアップ装置は、収納性及び携帯性の点から強く小型化が要求されるものであるにも拘わらず、エアポンプとして偶数個のシリンダをするものを用いると、エアポンプが大型のものとなって装置自体の大型化に繋がるという問題が生じる。特に、エアポンプとして、奇数番目のシリンダと偶数番目のシリンダとがクランクシャフトの軸心を介して対向配置されたものを用いた場合には、ピストンの移動方向である吸入・吐出方向に沿った装置寸法が著しく長いものなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、ピストンをシリンダ内で往復移動させる際に駆動モータに流れる駆動電流の変動を抑制し、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を効率的に供給でき、しかも偶数個のシリンダを設けたことによる装置の大型化を効果的に抑制できるポンプアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るポンプアップ装置は、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するポンプアップ装置であって、外気を吸入する吸入口及び圧縮空気を吐出すると共に空気入りタイヤの内部へ連通する吐出口がそれぞれ設けられた一対のシリンダと、一対の前記シリンダ内にそれぞれ往復移動可能に配設され、前記シリンダ内の容積を膨張させる吸入方向への移動時に前記吸入口から前記シリンダ内へ空気を吸入させ、前記シリンダ内の容積を縮小させる吐出方向への移動時に前記シリンダ内の空気を圧縮しつつ前記吐出口から吐出させる一対のピストンと、一対の前記ピストンにそれぞれ連結されて該ピストンと一体となって前記吸入・吐出方向へ移動可能とされた従節部材と、外部からのトルクにより回転運動を行いつつ、前記従節部材と共に前記回転運動を前記吸入・吐出方向に沿った往復運動に変換し、前記従節部材を介して前記往復運動を前記ピストンに伝達するクランクシャフトと、前記クランクシャフトにトルク伝達可能に連結され、外部からの電力供給を受けて前記クランクシャフトを回転させる駆動モータとを有し、一対の前記シリンダを、前記クランクシャフトの軸心を中心として互いに線対称の関係となるように対向配置すると共に、一対の前記ピストンを前記吸入・吐出方向に沿って一体となって移動するように互いに連結固定し、しかも前記クランクシャフトを一対の前記ピストンの外周側に配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項１に係るポンプアップ装置では、一対のシリンダを、クランクシャフトの軸心を中心として互いに線対称の関係となるように対向配置すると共に、これら一対のシリンダ内にそれぞれ配設された一対のピストンを、前記吸入・吐出方向に沿って一体となって移動するように互いに連結固定したことにより、一対のピストンのうち、一方のピストンがシリンダ内で吸入方向へ移動する際には、他方のピストンがシリンダ内で吐出方向へ移動し、かつ一方のピストンがシリンダ内で一方の死点に達した時には、他方のピストンがシリンダ内で他方の死点に達するので、外部からシリンダ内へ空気を吸入する吸入工程とシリンダ内で空気を圧縮しつつシリンダ内から吐出する吐出工程とを、常に１個ずつのピストンにより併行して行うことができる。
【０００９】
また本発明の請求項１に係るポンプアップ装置では、クランクシャフトを、互いに連結された一対のピストンの外周側に配置したことにより、一対のピストンの間にクランクシャフトを配置するための空間を設ける必要がなくなるので、一対のピストンの間にクランクシャフトを配置する場合と比較し、一対のピストン間の吸入・吐出方向に沿った間隔を大幅に短くできる。
【００１０】
この結果、請求項１に係るポンプアップ装置によれば、一方のピストンが吐出方向へ移動して一方のピストンの移動負荷が相対的に増大しても、この時には他方のピストンが吸入方向へ移動して他方のピストンの移動負荷が相対的に減少することから、一対のピストンの負荷変動の影響が互いに打ち消され、これら一対のピストンを往復移動させるクランクシャフトの回転抵抗を略一定に保ち、このクランクシャフトを回転させる駆動モータに流れる駆動電流も略一定に保つことができるので、車両のバッテリーにより供給可能な定格電流値と略等しい電流を常に駆動モータに供給できるようになり、しかも一対のピストンの間にクランクシャフトを配置する場合と比較し、一対のピストン間の吸入・吐出方向に沿った間隔を大幅に短くできるので、一対のピストンをクランクシャフトの軸心を介して対向配置しても装置サイズを小型なものにできる。
【００１１】
本発明の請求項２に係るポンプアップ装置では、請求項１記載のポンプアップ装置において、一対の前記ピストン及び該一対のピストンを互いに連結する中間連結部を一体的に成形したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の請求項３に係るポンプアップ装置は、請求項１又は２記載のポンプアップ装置において、前記中間連結部に前記吸入・吐出方向に直交する直交成分方向へ延在するスライド溝を形成し、該スライド溝内に前記従節部材を前記直交成分方向に沿ってスライド可能に挿入すると共に、前記従節部材を前記クランクシャフトにおける回転中心に対する偏心部位に回動可能に連結したことを特徴とする。
【００１３】
また本発明の請求項４に係るポンプアップ装置は、請求項１、２又は３記載のポンプアップ装置において、車両に搭載されたバッテリーに接続されて該バッテリーから前記駆動モータへ電力を供給する電力供給手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係るポンプアップ装置によれば、ピストンをシリンダ内で往復移動させる際に駆動モータに流れる駆動電流の変動を抑制し、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を効率的に供給でき、しかも偶数個のシリンダを設けたことによる装置の大型化を効果的に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るポンプアップ装置について説明する。
【００１６】
（シーリング・ポンプアップ装置の構成）
図１には、本発明の実施形態に係るシーリング・ポンプアップ装置（以下、単に「ポンプアップ装置」という。）が示されている。ポンプアップ装置３０は、自動車等の車両に装着された空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という。）がパンクした際、そのタイヤ及びホイールを交換することなく、タイヤをシーリング剤により補修して所定の基準圧まで内圧を再加圧（ポンプアップ）するものである。
【００１７】
図１に示されるように、ポンプアップ装置３０は、その外殻部として箱状のケーシング３２を備えており、ケーシング３２内には、圧縮空気の供給源としてエアポンプ３４が配置されている。またケーシング３２内には、内部にシーリング剤３６を収容する液剤容器４０が配置されるている。この液剤容器４０内部には、ポンプアップ装置３０により修理すべきタイヤの種類毎に規定された量（例えば、４００ｇ〜６００ｇ）のシーリング剤が収容されている。
【００１８】
ここで、液剤容器４０はポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂により成形されている。液剤容器４０としては、一般的な空気入りタイヤの内圧として規定されている圧力（基準圧）よりもかなり低い耐圧性を有するものを用いることができ、しかも特別な気密構造を有するものを用いる必要もない。また液剤容器４０には、その高さ方向に沿った上端側の隔壁部分である頂板部にエア受入口３９が設けられると共に、下端側の隔壁部分である底板部に液剤吐出口３８が設けられている。
【００１９】
図１に示されるように、エアポンプ３４にはエア吸入部４１及びエア供給部４３が設けられており、これらのエア吸入部４１及びエア供給部４３には、エア吸入口４２及びエア供給口４４がそれぞれ開口している。エアポンプは、その作動時にエア吸入口４２を通して外部から空気を吸入し、この吸入空気を所定の圧縮比で圧縮してエア供給口４４を通して外部へ吐出する。具体的には、エアポンプ３４は、大気圧の空気を０．５ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度まで圧縮できる圧縮能力を有している。エア供給口４４には、耐圧ホース、パイプ等からなる共用配管４６の一端部が接続されており、この共用配管４６の他端部にはエア切換弁４８が接続されている。エア切換弁４８としては、１個の吸入ポート４９及び２個の排出ポート５０，５１を有する三方（３ポート）電磁弁が用いられている。
【００２０】
ここで、エア切換弁４８の吸入ポート４９に共用配管４６が接続され、一方の排出ポート５０には、耐圧ホース、金属パイプ等の十分な耐圧性を有する配管材からなる第１エア配管５４の一端部が接続され、また他方の排出ポート５１には、流体用ホース等からなる第２エア配管５６の一端部が接続されている。共用配管４６及び第１エア配管５４としては、タイヤ２０の基準圧に所定の安全係数（通常、２．０〜５．０）を乗じた圧力に耐え得るものを用いる必要がある。またタイヤ２０の基準圧としては、車両の種類等に応じて広く範囲で変化するが、乗用車では通常０．２０ＭＰａ〜０．３０ＭＰａの範囲内で適宜設定される。
【００２１】
第２エア配管５６の他端部は、液剤容器４０のエア受入口３９に接続されている。これにより、エア切換弁４８の排出ポート５１は、第２エア配管５６を通して液剤容器４０のエア受入口３９に連通する。また液剤容器４０の液剤吐出口３８には、低圧流体用ホース等からから注液配管５８の一端部が接続されている。
【００２２】
図１に示されるように、ポンプアップ装置３０には、エア切換弁４８と同様に、２個の吸入ポート６１，６２及び１個の排出ポート６３を有する気液切換弁６０が配置されており、この気液切換弁６０における２個の吸入ポート６１，６２には、注液配管５８の他端部及び第１エア配管５４の他端部がそれぞれ接続されている。また気液切換弁６０の排出ポート６３には耐圧ホース６６の一端部が接続されている。耐圧ホース６６の他端部には、タイヤ２０のタイヤバルブ２２にねじ止め可能とされたアダプタ６８が配置されている。耐圧ホース６６としては、共用配管４６及び第１エア配管５４と略等しい耐圧性を有するものが用いられる。具体的には、耐圧ホース６６としては、ナイロン等の強化繊維により強化された耐圧ホースを用いることが好ましい。
【００２３】
アダプタ６８は、図１（Ｂ）に示されるように略円筒状に形成されており、その内部には軸方向へ貫通する中空穴６８Ａが形成されている。この中空穴６８Ａの内周面には、先端部にタイヤバルブ２２の雄ねじ部２２Ａにねじ込み可能とされた雌ねじ部６８Ｂが形成されている。またアダプタ６８には、中空穴６８Ａ内にバルブ押圧部６９が径方向に沿ってアーチ状に掛け渡されている。一方、アダプタ６８よりも細径の円筒状とされたタイヤバルブ２２内には、ロッド状のバルブコア２３が軸方向に沿って閉鎖位置と開放位置との間でスライド可能に配設されており、このバルブコア２２は、タイヤバルブ２２に内蔵されたコイルスプリング等の付勢部材（図示省略）により常に図示の閉鎖位置に付勢されている。
【００２４】
ここで、アダプタ６８をタイヤバルブ２２にねじ止めすると、アダプタ６８内の押圧部６９がバルブコア２３をタイヤバルブ２２の根元側へ押圧し、付勢部材の付勢力に抗して閉鎖位置から開放位置へスライドさせる。これにより、タイヤ２０内へのシーリング剤３６及び圧縮空気の供給時に、バルブコア２３をタイヤバルブ２２内から抜き取ることなく、アダプタ６８をタイヤバルブ２２にねじ止めするだけで、耐圧ホース６６がアダプタ６８及びタイヤバルブ２２を通してタイヤ２０の内部に連通する。またアダプタ６８をタイヤバルブ６８から取り外すと、開放位置にあったバルブコア６９が付勢部材の付勢力により閉鎖位置に復帰してタイヤバルブ６８を閉塞させる。
【００２５】
ポンプアップ装置３０には、ケーシング３２の外側に起動/停止ボタン７２及び気液切換ボタン７４を備えた操作パネル７０が設けられると共に、ケーシング３２内に電流遮断器７６及び電源回路７８が設けられている。電源回路７８には、電流遮断器７６を介して２芯の電源ケーブル８０が接続されている。この電源ケーブル８０の先端部には、車両に設置されたシガーソケット（図示省略）に挿脱可能とされたプラグ８２が設けられており、このプラグ８２をシガーソケットに差込むことにより、車両に搭載されたバッテリーから電源回路７８に電源が供給可能となる。電源回路７８は、起動/停止ボタン７２及び気液切換ボタン７４に対する操作に応じて、エアポンプ３４及び切換弁４８，６０の動作をそれぞれ制御する。
【００２６】
電流遮断器７６としてはヒューズ式のものが用いられている。この電流遮断器７６は、一対の外部接点(図示省略)を介して２本の導線からなる電源ケーブル８０における１本の導線に直列的に接続されている。これにより、電源回路７８に許容電流を越える過電流が流れてヒューズが溶断すると、電源ケーブル８０が非導通となり車両のバッテリーから電源回路７８への電源供給が遮断される。
【００２７】
図３〜図５には、上記のように構成されたポンプアップ装置３０に適用されるエアポンプ３４が示されている。このエアポンプ３４は２気筒のレシプロ型のものとして構成されており、図２に示されるように細長い円筒状に形成されたシリンダ部材９０を備えており、このシリンダ部材９０は、その長手方向両端部がそれぞれ円板状の頂板部９２，９３により閉止されている。またエアポンプ３４には、シリンダ部材９０内に円柱状のピストン部材９４が配設されており、このピストン部材９４は、その軸方向に沿った全長がシリンダ部材９０内に形成される空間の全長よりも所定長短くなっており、シリンダ部材９０内で、その長手方向と平行な吸入・吐出方向（矢印ＶＥ方向）に沿って移動可能とされている。またピストン部材９４には、その外周面における吸入・吐出方向に沿った両端部にそれぞれピストンリング９６が固着されており、このピストンリング９６は、シリンダ部材９０の内周面とピストン部材９４の外周面との間を気密状態にシールすると共に、ピストン部材９４が吸入・吐出方向へ移動する際のシリンダ部材９０との摩擦抵抗を抑制している。
【００２８】
図２に示されるように、エアポンプ３４には、シリンダ部材９０内に収納されたピストン部材９４の外周側にクランクシャフト９８が配設されている。クランクシャフト９８には、棒状のシャフト部１００及び、このシャフト部１００の先端部に固定された肉厚プレート状のクランク部１０２が設けられており、シャフト部１００は、エアポンプ３４の各構成部品を支持するフレームとして構成された筐体３５（図１参照）に固定された軸受（図示省略）により軸支されている。これにより、クランクシャフト９８はシャフト部１００を中心として回転可能に支持される。ここで、クランクシャフト９８は、その軸心Ｓｃがピストン部材９４の中心線Ｃと直交するように配置されている。またクランク部１０２には、軸心Ｓｃを中心とする径方向に沿って一方向へ延出するクランクアーム１０４と、このクランクアーム１０４とは反対側へ延出するカウンターウェイト１０６とが一体的に形成されている。カウンターウェイト１０６は、軸心Ｓｃ付近から外周側へ向って周方向に沿った幅が徐々に広がる扇状に形成されている。
【００２９】
クランクシャフト９８には、クランクアーム１０４の先端部からピストン部材９４側へ突出する丸棒状のクランクピン１０８が設けられている。このクランクピン１０８は、その軸心Ｓｐがクランクシャフト９８の軸心Ｓｃと平行とされており、その先端部には、従節部材であるブロック状のスライダ１１０が回動可能に連結されている。ここで、スライダ１１０には、図４に示されるように円形の穴部がクランクピン１０８の軸方向に沿って形成され、この穴部内にはパイプ状の滑り軸受１１２が嵌挿固定されている。クランクピン１０８は、その先端部を滑り軸受１１２内へ挿入することにより、スライダ１１０に対して相対的に回動可能になるように連結されている。
【００３０】
図２に示されるように、シリンダ部材９０には、その周壁部における長手方向中央部にクランクシャフト９８に面するように矩形状の開口部１１４が形成されている。この開口部１１４は、ピストン部材９４の外周面における長手方向中央部をシリンダ部材９０の外部へ露出させており、このピストン部材９４の外周面中央部には、シリンダ部材９０の中心線Ｃ及びクランクシャフト９８の軸心Ｓｃの双方に直交する方向であるスライド方向（矢印Ｒ方向）へ直線的に延在するガイド溝１１６が形成されている。ガイド溝１１６は、図３（Ｂ）に示されるように、その底面部が平面状のガイド面１１７とされており、このガイド面１１７は中心線Ｃを中心とする径方向と平行に延在している。またガイド溝１１６は、吸入・吐出方向に沿った両側の側面部がそれぞれ平面状のスライド面１１８とされており、これら一対のスライド面１１８は、それぞれ中心線Ｃを中心とする径方向に沿って互いに平行となるよう形成されている。
【００３１】
図２に示されるように、クランクシャフト９８は、シリンダ部材９０の開口部１１４を通してピストン部材９４のガイド溝１１６内へスライダ１１０を挿入しており、ガイド溝１１６内へ挿入されたスライダ１１０は、スライド面１１８と接しつつスライド方向に沿って移動可能となると共に、ガイド面１１７によりクランクピン１０８の軸方向に沿った変位が制限される。ここで、図３に示されるように、ガイド溝１１６は、そのスライド方向に沿った中心点がクランクシャフト９８の軸心Ｓｃと一致しており、スライド方向に沿った全長がクランクシャフト９８の軸心Ｓｃからクランクピン１０８の軸心Ｓｐまでの距離（回転半径Ｋ）の２倍よりも若干長くなっている。また開口部１１４は、シリンダ部材９０の長手方向に沿った開口幅が回転半径Ｋの２倍よりも若干長くなっている。
【００３２】
なお、本実施形態に係るエアポンプ３４では、クランクピン１０８に回動可能に連結されると共に、ガイド溝１１６内にスライド可能に挿入されるスライダ１１０として金属や樹脂材料等によりブロック状に形成されたものを用いているが、このようなスライダ１１０の代わりに、図６に示されるようなボールベアリング１２０をスライダとして用いても良い。ボールベアリング１２０は、外輪１２１と内輪１２２との間に多数個のボール１２３を介在させたものであり、これらのボール１２３が回転することにより、内輪１２２が外輪１２１に対して極めて小さい抵抗で回転可能とされている。ここで、ボールベアリング１２０の外径は、ガイド溝１１６の幅よりも僅かに短くなっている。
【００３３】
ボールベアリング１２０をスライダ１１０の代わりに用いる場合には、クランクピン１０８の先端部を内輪１２２の内周側へ嵌挿する。これにより、滑り軸受１１２を用いた場合と比較し、クランクピン１０８をボールベアリング１２０に対して極めて小さい抵抗で相対的に回動させることが可能になる。なお、ボールベアリング１２０の外周面両端部にそれぞれ摩擦抵抗が低い摺動材を固着し、これら一対の摺動材を介してボールベアリング１２０をガイド溝１１６内における一対のスライド面１１８に当接させるようにしても良い。このような摺動材をボールベアリング１２０に固着することにより、ボールベアリング１２０のガイド溝１１６内での移動抵抗も大幅に低減できる。このようにボールベアリング１２０をスライダとして用いるようにすれば、クランクシャフト９８の回転抵抗を効果的に低減できる。
【００３４】
シリンダ部材９０は、図３に示されるように、開口部１１４を介して両側の部分がそれぞれシリンダ１２４，１２５とされており、これらのシリンダ１２４，１２５内には、それぞれ円柱状の空間である圧縮室１２６，１２７が形成されている。またシリンダ部材９０の両側の頂板部９２，９３には吸入口１２８及び吐出口１３０が開口しており、これらの吸入口１２８及び吐出口１３０には、それぞれ逆止弁として構成された吸入弁１３２及び吐出弁１３４が開閉可能に配置されている。ここで、図３（Ａ）に示されるように、シリンダ１２４，１２５の吸入口１２８は二股の配管１３６を通してエア吸入口に接続され、また吐出口１３０も二股の配管１３８を通してエア供給口４４に接続されている。
【００３５】
一方、ピストン部材９４には、長手方向に沿って両側の部分にそれぞれシリンダ１２４，１２５内に配設されたピストン１４０，１４２及び、これら一対のピストン１４０，１４２間に中間連結部１４４が一体的に設けられている。一対のピストン１４０，１４２は、それぞれ圧縮室１２６，１２７の頂板部９２，９３とは反対側を閉塞して圧縮室１２６，１２７内に外部から密閉した空間を形成すると共に、圧縮室１２６，１２７内を吸入・吐出方向に沿って沿って移動可能とされている。
【００３６】
図２に示されるように、エアポンプ３４には、クランクシャフト９８に連結されたモータユニット１４６が設けられている。このモータユニット１４６は、直流の駆動モータ１４８が減速機１５０とが一体に構成されたものであり、減速機１５０は、電源回路７８（図１参照）から直流電流が供給された駆動モータ１４８が回転すると、この駆動モータ１４８からのトルクを所定の減速比で減速してクランクシャフト９８のシャフト部１００に伝達し、クランクシャフト９８を一方向へ回転させる。
【００３７】
上記のように構成されたエアポンプ３４では、クランクシャフト９８がモータユニット１４６からのトルクにより回転すると、クランクシャフト９８が回転すると共に、スライダ１１０がガイド溝１１６内における上死点ＵＰと下死点ＬＰ（図３（Ａ）参照）との間で往復移動しつつ、ピストン部材９４と一体となって吸入・吐出方向に沿って移動（往復移動）する。これにより、ピストン１４０，１４２は、それぞれシリンダ１２４，１２５内でクランクシャフト９８の回転半径Ｋ（図３（Ａ）参照）の２倍のストロークで吸入・吐出方向に沿って往復移動する。ピストン部材９４に移動時に、一方のピストン１４０がシリンダ１２４内の圧縮室１２６の容積を膨張させる吸入方向へ移動すると、他方のピストン１４０はシリンダ１２５内の圧縮室１２７の縮小させる吐出方向へ移動し、これとは反対に、一方のピストン１４０がシリンダ１２４内の圧縮室１２６の容積を縮小させる吐出方向へ移動すると、他方のピストン１４２はシリンダ１２５内の圧縮室１２７の膨張させる吸入方向へ移動する。このとき、一方のピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で吐出方向への移動限である上死点に達すると、他方のピストン１４０，１４２が圧縮室１２６，１２７内での吸入方向への移動限である下死点に達する。
【００３８】
上記のように構成されたエアポンプ３４では、ピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で吸入方向へ移動すると、吸入口１２８を通して圧縮室１２６，１２７内へ空気が吸入され、またピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で吐出方向へ移動すると、このピストン１４０，１４２により圧縮室１２６，１２７内の空気が圧縮されつつ吐出口１３０から吐出され、この圧縮空気はエア供給口４４を通して共用配管４６内へ送り出される。
【００３９】
次に、上記のようなポンプアップ装置３０に用いられるシーリング剤３６について説明する。シーリング剤３６は、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）ラテックス、ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）ラテックス及びＳＢＲラテックスとＮＢＲラテックスとの混合物のゴムラテックス等のゴムラテックスを含むとともに、その水性分散剤又は水性乳剤の状態で加えられる樹脂系接着剤を有する。
【００４０】
更に、シーリング剤３６には、パンク穴に対するシール性を高めるために、ポリエステル、ポリプロピレン、ガラス等からなる繊維材料又はウィスカーや、炭酸カルシウム、カーボンブラック等からなる充填剤（フィラー）を混合しても良く、またシール性能を安定化するためにケイ酸塩やポリスチレン粒子を混合してもよい。
【００４１】
またシーリング剤３６には、上記成分以外に、グリコール、エチレン−グリコール、プロピレングリコール等の凍結防止剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、乳化剤が一般に添加される。
【００４２】
（ポンプアップ装置の動作及び作用）
次に、本実施形態に係るポンプアップ装置３０を用いてパンクしたタイヤ２０を修理する作業手順を説明する。
【００４３】
タイヤ２０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、タイヤ２０におけるタイヤバルブ２２にアダプタ６８をねじ止めし、耐圧ホース６６をパンクしたタイヤ２０へ接続する。このとき、エアポンプ３４は停止しており、エア切換弁４８は吸入ポート４９が排出ポート５１に連通したポジション（加圧ポジション）になっている。一方、気液切換弁６０は、排出ポート６３が吸入ポート６１に連通したポジションとなって注液配管５８を閉止し、注液配管５８を通して液剤容器４０内のシーリング剤３６が自重によりタイヤ２０側へ流出することを阻止している。このとき、気液切換弁６０は第１エア配管５４を開放しているが、エア切換弁４８により閉止されているので、第１エア配管５４内には、エアポンプ３４により供給される圧縮空気は流通しない
次いで、作業者は、電源ケーブル８０のプラグ８２を車両のシガレットライターのソケット等へ差し込んだの後、操作パネル７０の起動/停止ボタン７２を押下する。これに連動し、電源回路７８は、エアポンプ３４を作動させて、共用配管４６及び第２エア配管５６を通して液剤容器４０内へ圧縮空気を送り込む。
【００４４】
電源回路７８は、エアポンプ３４の作動から所定時間が経過すると、気液切換弁６０における排出ポート６３の連通先を排出ポート６２から排出ポート６１に切り換える。これにより、液剤容器４０の内部が注液配管５８及び耐圧ホース６６を通してタイヤ２０の内部に連通し、液剤容器４０内からシーリング剤３６が自重及び圧縮空気の静圧により押し出され、このシーリング剤３６が注液配管５８及び耐圧ホース６６を通ってタイヤ２０内へ注入される。これにより、シーリング剤３６は、圧縮空気の静圧を受けて液剤容器４０内から押し出される。
【００４５】
このとき、液剤容器４０内の気層部分の静圧は、シーリング剤３６の粘度に応じて設定され、タイヤ２０の基準圧よりもかなり低いものあっても、シーリング剤３６を液剤容器４０内からタイヤ２０内へ注入する時間を効果的に短縮できる。具体的には、液剤容器４０内の空気静圧は、シーリング剤３６の粘度に応じて０．０５ＭＰａ〜０．１５ＭＰａの範囲で設定され、この範囲でシーリング剤３６の粘度が高い程、高圧に設定される。
【００４６】
なお、シーリング剤３６の液剤容器４０からタイヤ２０内への注入時には、液剤容器４０内の静圧が急激に上昇しないように、電源回路７８によりエアポンプ３４をタイヤ２０のポンプアップ時よりも低速回転するように制御することが好ましい。
【００４７】
作業者は、液剤容器４０内からタイヤ２０内への所定量のシーリング剤３６の注入が完了すると、操作パネル７０の気液切換ボタン７４を押下する。この所定量のシーリング剤３６の注入完了は、注入開始からの時間をパラメータとして判断しても良く、また液剤容器４０に透明な窓部を設けおき、この窓部を通して作業者がシーリング剤３６の注入量を確認するようにして良い。
【００４８】
気液切換ボタン７４の押下に連動し、電源回路７８は、気液切換弁６０の排出ポート６３の連通先を吸入ポート６２から吸入ポート６１に切り換え、これに同期してエア切換弁４８の吸入ポート４９の連通先を排出ポート５１から排出ポート５０に切り換える。これにより、エアポンプ３４から供給される圧縮空気は、第１エア配管５４及び耐圧ホース６６を通してタイヤ２０内へ供給され、タイヤ２０の内圧を上昇させてタイヤ２０を膨張させる。
【００４９】
この後、作業者は、エアポンプ３４に設けられた圧力ゲージ（図示省略）によりタイヤ２０の内圧が規定圧になったことを確認したならば、起動/停止ボタン７２を再度、押下する。これに連動し、電源回路７８はエアポンプ３４への電源供給を停止する。次いで、作業者は、アダプタ６８をタイヤバルブ２２から取り外して耐圧ホース６６をタイヤ２０から切り離す。
【００５０】
作業者は、タイヤ２０の規定圧での膨張完了直後に、シーリング剤３６が注入されたタイヤ２０を用いて一定距離に亘って予備走行する。これにより、タイヤ２０内部にシーリング剤３６が均一に拡散し、シーリング剤３６がパンク穴に充填されてパンク穴を閉塞する。予備走行完了後に、作業者は、圧力ゲージ等によりタイヤ２０の内圧を測定し、測定した内圧が規定圧よりも低い場合には、再び耐圧ホース６６のアダプタ６８をタイヤバルブ２２にねじ止めし、エアポンプ３４を作動させてタイヤ２０を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ２０のパンク応急修理が完了し、耐圧ホース６６をタイヤ２０から取り外せば、このタイヤ２０を用いて一定速度以下での走行が可能になる。
【００５１】
またポンプアップ装置３０では、エアポンプ３４の運転中に何らかの原因、例えば、エアポンプ３４の損傷により駆動モータ１４８の負荷が異常上昇したり、電源回路７８からの漏電等により電源ケーブル８０に許容電流を越える過電流流れた場合には、この過電流は電源ケーブル８０に直列的に接続された電流遮断器７６にも流れることになる。従って、電源ケーブル８０に過電流が所定の応答時間を超えて流れ続けると、電流遮断器７６は作動し、電源ケーブル８０を通じた車両のバッテリーから電源回路７８への電源供給を遮断する。
【００５２】
以上説明した本発明の実施形態に係るポンプアップ装置３０のエアポンプ３４では、一対のシリンダ１２４，１２５を、クランクシャフト９８の軸心Ｓｃを中心として互いに線対称の関係となるように対向配置すると共に、これら一対のシリンダ１２４，１２５内にそれぞれ配設された一対のピストン１４０，１４２を吸入・吐出方向に沿って一体となって移動するように互いに連結固定したことにより、一方のピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で吸入方向へ移動する際には、他方のピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で吐出方向へ移動し、かつ一方のピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で一方の死点に達した時には、他方のピストン１４０，１４２がシリンダ１２４，１２５内で他方の死点に達するので、吸入口１２８を通してシリンダ１２４，１２５の圧縮室１２６，１２７内へ空気を吸入する吸入工程とシリンダ１２４，１２５の圧縮室１２６，１２７内で空気を圧縮しつつ吐出口１３０から吐出する吐出工程とを、常に１個ずつのピストン１４０，１４２により併行して行うことができる。
【００５３】
また本実施形態に係るポンプアップ装置３０のエアポンプ３４では、クランクシャフト９８をシリンダ部材９０内に収納されたピストン部材９４の外周側に配置したことにより、従来のエアポンプのように一対のピストンの間にクランクシャフトを配置するための空間を設ける必要がなくなるので、一対のピストンの間にクランクシャフトを配置する場合と比較し、一対のピストン１４０，１４２間の吸入・吐出方向に沿った間隔を大幅に短くできる。
【００５４】
この結果、本実施形態に係るポンプアップ装置３０のエアポンプ３４によれば、一方のピストン１４０，１４２が吐出方向へ移動して一方のピストン１４０，１４２の移動負荷が相対的に増大しても、この時には他方のピストン１４０，１４２が吸入方向へ移動して他方のピストン１４０，１４２の移動負荷が相対的に減少することから、一対のピストンの負荷変動の影響が互いに打ち消され、これら一対のピストンを往復移動させるクランクシャフト９８の回転抵抗を略一定に保ち、このクランクシャフト９８を回転させる駆動モータ１４８に流れる駆動電流も略一定に保つことができるので、車両のバッテリーにより供給可能な定格電流値と略等しい電流を常に駆動モータ１４８に供給できるようになり、しかも一対のピストン１４０，１４２間にクランクシャフトを配置する場合と比較し、一対のピストン間の吸入・吐出方向に沿った間隔を大幅に短くできるので、一対のピストン１４０，１４２をクランクシャフト９８の軸心Ｓｃを介して対向配置しても、エアポンプ３４を小型化してポンプアップ装置３０を小型のものにできる。
【００５５】
また本実施形態に係るエアポンプ３４では、一対のピストン１４０，１４２及び一対のピストン１４０，１４２を互いに連結する中間連結部１４４を一体的に成形したことにより、ピストン１４０，１４２及び中間連結部１４４をそれぞれ別部品として製造し、一体に組立てる場合と比較し、部品点数及び組立工程数を減少して装置の製造コストを低減できる。
【００５６】
なお、本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、エアポンプ３４として一対のシリンダ１２４，１２５が対向配置されたもの（２気筒のエアポンプ）を用いた場合についてのみ説明したが、圧縮空気の供給源であるエアポンプとしては、軸心Ｓｃを介して対向配置された一対のシリンダ１２４，１２５を複数組を備え、これら複数組のシリンダ１２４，１２５内にそれぞれ配置されるピストン部材９４を単一のモータユニット１４６により駆動するもの（例えば、４気筒、６気筒のエアポンプ）を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の構成を示す構成図、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るポンプアップ装置にアダプタの構成を示す側面断面図である。
【図２】図１に示されるポンプアップ装置に適用されるエアポンプの構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示されるエアポンプの構成を示す断面図であり、（Ａ）はクランクシャフト及びスライダがスライド溝内の上死点にある状態を示し、（Ｂ）はクランクシャフト及びスライダがスライド溝内の上死点と下死点との中央にある状態を示している。
【図４】図２に示されるエアポンプにおけるクランクシャフト、スライダ及びピストン部材の分解斜視図である。
【図５】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアポンプの変形例の構成を示す分解斜視図である。
【図６】従来のタイヤのポンプアップ装置に適用されるエアポンプの構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
２０      タイヤ（空気入りタイヤ）
２２      タイヤバルブ
３０      ポンプアップ装置
３４      エアポンプ
３６      シーリング剤
６６      耐圧ホース
７８      電源回路
８０      電源ケーブル
８２      プラグ
９０      シリンダ部材
９４      ピストン部材
９８      クランクシャフト
１１０    スライダ（従節部材）
１１６    スライド溝
１２０    ボールベアリング（従節部材）
１２４、１２５    シリンダ
１４０、１４２    ピストン
１４４    中間連結部
１４６    モータユニット
１４８    駆動モータ
【図１】
2006103499.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006103499.tif 000006
【図５】
2006103499.tif 000007
【図６】
2006103499.tif 000008