(57)【要約】【課題】パンクした空気入りタイヤに対する修理作業を簡単に行い、かつシーリング剤を収容する液剤容器として高い耐圧性が要求されない低コストで軽量なものを用いる。【解決手段】タイヤ１２０にパンクが発生した際には、タイヤ１２０におけるタイヤバルブ１２２にアダプタ６８をねじ止めしてジョイントホース６６をパンクしたタイヤ１２０へ接続し、起動／停止ボタン８２を押下する。これにより、駆動・制御回路８４は、エアコンプレッサ３４を作動させて液剤容器４０内へ加圧空気を送り込み、この後、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内からシーリング剤３６が自重及び加圧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及びジョイントホース６６を通ってタイヤ１２０内へ注入される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンクした空気入りタイヤ内に液状のシーリング剤を注入した後、空気入りタイヤ内へ加圧空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するタイヤのシーリング・ポンプアップ装置であって、
シーリング剤を収容すると共に、加圧空気を受け入れるためのエア受入口及びシーリング剤を吐出するための液剤吐出口がそれぞれ設けられた液剤容器と、
空気入りタイヤのタイヤバルブに接続されて空気入りタイヤの内部へ連通するジョイント部材と、
エア供給口が設けられると共に、該エア供給口を通して加圧空気を外部へ供給するエア供給手段と、
前記ジョイント部材を通して前記エア供給口を空気入りタイヤの内部へ連通させる第１のエア配管と、
前記エア供給口を前記エア受入口へ連通させる第２のエア配管と、
前記ジョイント部材を通して前記液剤吐出口を空気入りタイヤの内部へ連通させる注液配管と、
前記第１のエア配管を閉鎖すると共に前記第２のエア配管を開放する状態及び、前記第１のエア配管を開放すると共に前記第２のエア配管を閉止する状態の何れかの状態に切換可能とされたエア切換弁と、
前記注液配管を開放すると共に前記第１のエア配管を閉止する状態及び、前記注液配管を閉止すると共に前記第１のエア配管を開放する状態の何れかの状態に切換可能とされた気液切換弁と、
を有す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。
【請求項２】
前記第１のエア配管における前記エア供給手段と前記気液切換弁との間に、該第１のエア配管内を流通する加圧空気を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のタイヤのシーリング・ポンプアップ装置。
【請求項３】
前記エア供給手段として、シングルスクリュー形エアコンプレッサを用いたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤのシーリング・ポンプアップ装置。
【請求項４】
空気入りタイヤのタイヤバルブに接続されて空気入りタイヤの内部へ連通するジョイント部材と、
エア供給口が設けられると共に、該エア供給口を通して加圧空気を外部へ供給するシングルスクリュー形エアコンプレッサと、
前記ジョイント部材を通して前記エア供給口を空気入りタイヤの内部へ連通させる第１のエア配管と、
を有することを特徴とするタイヤのポンプアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンクした空気入りタイヤをシールするためのシーリング剤を空気入りタイヤ内へ注入した後、空気入りタイヤ内に加圧空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するタイヤのシーリング・ポンプアップ装置及び、空気入りタイヤ内に加圧空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するタイヤのポンプアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、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、シーリング剤の収納容器である樹脂製の液剤ボトルと、加圧空気の供給源であるエアコンプレッサとを備えたものがある。液剤ボトルは１回のパンク修理に必要な量のシーリング剤を収容している。液ボトルには注液ホースが接続され、この注液ホースの先端部にはタイヤ側のタイヤバルブと接続可能とされたアダプタが取り付けられている。またエアコンプレッサには、高圧ガス用の耐圧ホースが接続されており、この耐圧ホースの先端部にもタイヤバルブと接続可能とされたアダプタが取り付けられている。
【０００３】
上記のようなポンプアップ装置を用いてパンクしたタイヤを修理する作業手順を説明する。
【０００４】
パンク発生時には、先ず、作業者は、タイヤにおけるタイヤバルブに注液ホースのアダプタをねじ止めする。この状態で、作業者は、液ボトルを握り潰してシーリング剤を液ボトル内から搾り出し、注液ホースを通してシーリング剤をタイヤ内へ注入する。液ボトル内からタイヤ内への所定量のシーリング剤の注入が完了すると、注液ホースをタイヤバルブから取り外す。
【０００５】
次いで、作業者は、タイヤバルブに耐圧ホースのアダプタをねじ止めし、エアコンプレッサを作動させて加圧空気をタイヤ内へ充填し、タイヤを所定の内圧で膨張させる。これが終わると、耐圧ホースをタイヤバルブから取り外し、エアコンプレッサを止める。この直後に、シーリング剤が注入されたタイヤにより一定距離に亘って予備走行し、タイヤ内部にシーリング剤を均一に拡散し、シーリング剤によりパンク穴をシールした後、タイヤバルブに耐圧ホースを接続しエアコンプレッサによりタイヤを規定の内圧まで再度、ポンプアップする。
【０００６】
しかし、上記のようなポンプアップ装置では、注液ホースをタイヤバルブに接続した後、この注液ホースを通して液ボトルから所定量のシーリング剤をタイヤ内へ注入した後、この注液ホースをタイヤバルブから取り外し、タイヤバルブに耐圧ホースに接続し、エアコンプレッサにより加圧空気をタイヤ内へ充填しなければならない。このため、この種のポンプアップ装置では、タイヤバルブに接続される注液ホース及び耐圧ホースの交換作業が煩瑣であるという不具合がある。
【０００７】
一方、特許文献１には、上記のようなホース交換作業を不要にできるポンプアップ装置が示されている。特許文献１に示されたポンプアップ装置２０は、図３に示されるように、シーリング剤６を収容した耐圧容器４と、加圧空気の供給源であるエアコンプレッサ１とを備えている。エアコンプレッサ１は、ホース２を介して耐圧容器４のガス導入部３に接続されている。またガス導入部３は、栓バルブ５で閉止できかつ耐圧容器４に収納されたシーリング剤６の液面上までのびるライザーチューブとされている。耐圧容器４は、シーリング剤６を吐出するための出口バルブ７を有し、この出口バルブ７にホース８の一端部が接続されるとともに、このホース８の他端部には、タイヤバルブ１０にねじ止めされるねじアダプタ９が取付けられている。
【０００８】
上記のようなポンプアップ装置２０では、タイヤにパンクが発生すると、アダプタ９がタイヤバルブ１０にねじ止めされた後、耐圧容器４のガス導入部３が栓バルブ５により開放される。この状態で、エアコンプレッサ１を作動し、ガス導入部３を通してエアコンプレッサ１から耐圧容器４内に加圧空気を導入する。これにより、耐圧容器４内におけるシーリング剤６上の空間部分の内圧が上昇し、この空間部分の静圧により出口バルブ７からシーリング剤６が押し出され、シーリング剤６がタイヤバルブ１０を通してタイヤ内に注入される。この後、耐圧容器４内のシーリング剤６の液面レベルが出口バルブ７の開口まで下降すると、耐圧容器４内の加圧空気が出口バルブ７を通してタイヤの内部に供給され、タイヤを所定の内圧で膨張させる。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３２１０８６３号公報（図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に示されているポンプアップ装置２０では、耐圧容器４内からタイヤ内へシーリング剤を注入完了後、タイヤ内へ加圧空気を供給する際に、耐圧容器４の内圧がタイヤ内の内圧と略等しいものになる。このことから、耐圧容器４としては、タイヤの基準内圧よりも十分に高い圧力に耐え得る高い強度を有し、しかも高圧下でも高い気密性を保てるものを用いる必要がある。このため、耐圧容器４は、一般に金属製のものが用いられるので、その製造コストが比較的高いものになり、また重量も比較的重いものになってしまう。このことは、ポンプアップ装置の低コスト化を図る上で障害の一つになっており、またシーリング剤を収容した耐圧容器４が重いことはパンク修理時の作業性を悪化させる要因となる。
【００１１】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、パンクした空気入りタイヤに対する修理作業を簡単に行え、かつシーリング剤を収容する液剤容器として高い耐圧性が要求されない低コストで軽量なものを用いることができるタイヤのシーリング・ポンプアップ装置を提供し、また空気入りタイヤへの加圧空気の充填効率を向上できるタイヤのポンプアップ装置を提供することある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置は、パンクした空気入りタイヤ内に液状のシーリング剤を注入した後、空気入りタイヤ内へ加圧空気を供給して空気入りタイヤの内圧を昇圧するタイヤのシーリング・ポンプアップ装置であって、シーリング剤を収容すると共に、加圧空気を受け入れるためのエア受入口及びシーリング剤を吐出するための液剤吐出口がそれぞれ設けられた液剤容器と、空気入りタイヤのタイヤバルブに接続されて空気入りタイヤの内部へ連通するジョイント部材と、エア供給口が設けられると共に、該エア供給口を通して加圧空気を外部へ供給するエア供給手段と、前記ジョイント部材を通して前記エア供給口を空気入りタイヤの内部へ連通させる第１のエア配管と、前記エア供給口を前記エア受入口へ連通させる第２のエア配管と、前記ジョイント部材を通して前記液剤吐出口を空気入りタイヤの内部へ連通させる注液配管と、前記第１のエア配管を閉鎖すると共に前記第２のエア配管を開放する状態及び、前記第１のエア配管を開放すると共に前記第２のエア配管を閉止する状態の何れかの状態に切換可能とされたエア切換弁と、前記注液配管を開放すると共に前記第１のエア配管を閉止する状態及び、前記注液配管を閉止すると共に前記第１のエア配管を開放する状態の何れかの状態に切換可能とされた気液切換弁と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置によれば、先ず、エア切換弁により第１のエア配管を閉鎖すると共に第２のエア配管を開放し、これに連動し、気液切換弁により注液配管を開放すると共に第１のエア配管を閉止することにより、エア供給手段からの加圧空気が第２のエア配管を通して液剤容器内へ供給されて液剤容器の内圧が昇圧すると共に、液剤容器内のシーリング剤が自重及び昇圧された空気の静圧の作用によって液剤容器内から注液配管内及びジョイント部材内へ押し出され、この注液配管及びジョイント部材を通って空気入りタイヤ内へ注入されるので、液剤容器内のシーリング剤を自重の作用のみで空気入りタイヤ内へ注入する場合よりも短時間で所定量のシーリング剤を空気入りタイヤ内へ注入できる。
【００１４】
また、本発明に係るシーリング・ポンプアップ装置では、上記のようにして液剤容器内から所定量のシーリング剤が空気入りタイヤ内へ注入された後、エア切換弁により第１のエア配管を開放すると共に第２のエア配管を閉止し、これに連動し、気液切換弁により注液配管を閉止すると共に第１のエア配管を開放することにより、エア供給手段からの加圧空気が第１のエア配管及びジョイント部材を通って空気入りタイヤ内へ供給されるので、所定量のシーリング剤が注入された空気入りタイヤに加圧空気を供給し、この加圧空気により空気入りタイヤを膨張できる。
【００１５】
従って、本発明に係るシーリング・ポンプアップ装置によれば、空気入りタイヤの内部へシーリング剤を注入した後、加圧空気を空気入りタイヤの内部へ供給するため、空気入りタイヤに対してホース等を繋ぎかえる必要もなくなるので、シーリング剤の注入後に空気入りタイヤに対してホース等を繋ぎかえる作業が必要となるシーリング・ポンプアップ装置と比較し、パンクした空気入りタイヤを修理する作業を簡単に行える。また空気入りタイヤ内に加圧空気を供給する際には、加圧空気が液剤容器に連通しない第１のエア配管を通って空気入りタイヤ内へ供給され、液剤容器には空気入りタイヤの基準圧と略等しくなる高い空気圧（背圧）が作用しないので、耐圧容器を液剤容器として用いるシーリング・ポンプアップ装置と比較して、強度が低く特別に高い気密性も必要性がない容器を液剤容器として用いることができ、液剤容器の製造コストを効果的に低減できる。
【００１６】
また、本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置において、第１のエア配管におけるエア供給手段と気液切換弁との間に、この第１のエア配管内を流通する加圧空気を加熱する加熱手段を設け、空気入りタイヤ内へのシーリング剤の注入完了後に、空気入りタイヤ内へ供給する加圧空気を雰囲気温度よりも昇温して供給するようにすれば、空気入りタイヤ内へ注入されたシーリング剤の硬化時間を短縮できるので、空気入りタイヤ内へシーリング剤を注入してからパンク穴を閉塞できるまでの時間（シーリング時間）を短縮できる。
【００１７】
また、本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置におけるエア供給手段としては、例えば、モータ等のトルク発生装置により駆動されるレシプロ形エアコンプレッサやシングルスクリュー形エアコンプレッサを用いることができるが、トルク発生装置の出力が同一ならば、レシプロ形のものよりもシングルスクリュー形エアコンプレッサの方が高効率で加圧空気を供給できるので、シングルスクリュー形エアコンプレッサをエア供給手段として用いれば、空気入りタイヤへのシーリング剤の注入時間及びポンプアップ時間をそれぞれ短縮できる。
【００１８】
また、本発明に係るタイヤのポンプアップ装置では、エア供給手段としてシングルスクリュー形エアコンプレッサを用いていることにより、空気入りタイヤ内え高効率で加圧空気を供給できるので、空気入りタイヤのポンプアップ時間を短縮できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置について説明する。
【００２０】
（シーリング・ポンプアップ装置の構成）
図１には、本発明の第１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。
【００２１】
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、加圧空気の供給源としてエアコンプレッサ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、２００ｃｃ）以上のシーリング剤が収容されている。
【００２２】
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（矢印Ｈ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。
【００２３】
図１に示されるように、エアコンプレッサ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。エアコンプレッサ３４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加圧してエア供給口４４を通して外部へ吐出する。エアコンプレッサ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。
【００２４】
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１２０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１２０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。
【００２５】
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。
【００２６】
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にはジョイントホース６６の一端部が接続されている。ジョイントホース６６の他端部には、タイヤ１２０のタイヤバルブ１２２にねじ止め可能とされたアダプタ６８が配置されている。ジョイントホース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、ジョイントホース６６としては、ナイロン等の強化により強化された耐圧ホースを用いることが好ましい。
【００２７】
第１エア配管５４には、エア切換弁４８と気液切換弁６０との間に加圧空気に対する加熱手段である加熱器７０が配置されている。図１に示されるように、加熱器７０は、その外殻部として十分な耐圧性及び耐熱性を有する加熱ポット７２を有しており、加熱ポット７２の内部には、Ｕ字状に湾曲した加圧空気の流通路７４が形成されると共に、流通路７４の内壁に沿って延在する発熱抵抗体７６が配置されている。ここで、発熱抵抗体７６としては、例えば、電圧印加時にジュール熱を発生するハロゲンヒータ、遠赤外線を発生するセラミックヒータ等を用いることができる。また発熱抵抗体７６には、流通路７４内を通過する加圧気体との接触面積を増加するために、流通路７４内へ面して板状、突起状等に形成されたフィンを形成しておくことが好ましい。
【００２８】
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８２及び気液切換ボタン８２を備えた操作パネル７８が設けられている。また操作パネル７８は駆動・制御回路８４を内蔵すると共に電源ケーブル（図示省略）を備えており、この電源ケーブルを、例えば、車両に設置されたシガレットライターのソケットに差込むことにより、車両から駆動・制御回路８４に電源が供給される。駆動・制御回路８４は、起動／停止ボタン８２及び気液切換ボタン８２に対する操作に応じて、エアコンプレッサ３４、切換弁４８，６０及び発熱抵抗体７６をそれぞれ制御する。
【００２９】
本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、エアコンプレッサ３４としてシングルスクリュー形のものが用いられている。シングルスクリュー形のエアコンプレッサ３４は、図２に示されるように、外周面に螺旋状のスクリュー溝１０２が形成されたスクリュ８６及び。このスクリュ８６を収納するケーシング８８を備えている。スクリュ８６の両端面にはそれぞれ軸心Ｓに沿って突出する軸部９０，９１が設けられており、これら一対の軸部９０，９１は、それぞれケーシング８８に固定された軸受９２により軸支されている。これにより、スクリュ８６はケーシング８８内で回転可能に支持される。また一方の軸部９０はケーシング８８内から突出している。
【００３０】
図２に示されるように、ケーシング８８には、スクリュ８６を収納する圧縮室９４に隣接して一対のロータ収納室９６が一体的に設けられており、一対のロータ収納室９６内にはそれぞれゲートロータ９８が収納されている。ゲートロータ９８の軸心は、スクリュ８６の軸心Ｓに対して直交する方向に延在しており、このゲートロータ９８には、その外周部にスクリュ８６のスクリュー溝１０２内に挿入されるブレード部１００が形成されている。ブレード部１００は、スクリュー溝１０２の延在する螺旋方向に沿ってスクリュー溝１０２内を相対的に摺動可能とされている。また、エアコンプレッサ３４は駆動源として駆動モータ１０４を備えており、この駆動モータ１０４の出力軸はカップリング１０６を介してスクリュ８６の軸部９０に連結されている。
【００３１】
ケーシング８８における圧縮室９４には、それぞれ外部に連通する一対の吸気ゲート１０８が設けられている。一対の給気ゲート１０８には、それぞれエア吸入管１１０の一端部が接続されており、これらのエア吸入管１１０の他端部は、それぞれエア吸入部４１（図１参照）に接続され、このエア吸入部４１内でエア吸入口４２に連通している。
【００３２】
またケーシング８８における一対のロータ収納室９６には、それぞれ外部に連通する排気ゲート１１２が設けられている。一対の排気ゲート１１２には、それぞれエア供給管１１４の一端部が接続されており、これらのエア供給管１１４の他端部は、それぞれエア供給部４３（図１参照）に接続され、このエア供給部４３内でエア供給口４４に連通している。
【００３３】
上記のように構成されたエアコンプレッサ３４では、駆動モータ１０４からのトルクによりスクリュ８６は回転することにより、一対の吸気ゲート１０８を通してスクリュ８６のスクリュー溝１０２と圧縮室９４の内壁との間の空間内に外気が吸入されると共に、このスクリュー溝１０２と圧縮室９４の内壁との間に吸入された空気の移動がゲートロータ９８のブレード部１００に遮られる。これにより、スクリュー溝１０２内の空気は所定の圧縮比まで圧縮されてロータ収納室９６内へ送り込まれ、排気ゲート１１２を通して加圧空気として外部へ排気される。
【００３４】
ここで、スクリュ８６は、例えば、鉄、アルミ合金等の金属材料や、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリルニトリル−スチレン−ブタジエン）、ナイロン等の樹脂を素材として成形されている。このとき、前記のような樹脂を素材としてスクリュ８６を成形する場合には、ガラス繊維を混合してスクリュ８６の強度をアップするようにしても良い。本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、その圧縮能力を考慮した場合、スクリュ８６を必ずしも高強度の金属材料で成形する必要がなく、軽量化の観点からは、ＡＢＳ及びガラス繊維により強化されたナイロンがスクリュ８６の素材として特に好ましい。
【００３５】
またエアコンプレッサ３４では、スクリュ８６におけるスクリュー溝１０２間で螺旋状に延在する凸状部１０３と圧縮室９４の内面との間のシール性が高く、かつ凸状部１０３と圧縮室９４の内面との摩擦抵抗が小さい程、効率的に空気を圧縮できる。このことから、凸状部１０３及び圧縮室９４内面の一方又は双方に、フッ素系、シリコン系等のコーティング剤によりシール層を形成し、凸状部１０３と圧縮室９４内面との間のシール性及び摺動性を向上させるようにしても良い。
【００３６】
またエアコンプレッサ３４の加圧空気の供給能力は、スクリュ８６の各部のサイズ及び回転速度が決まると、スクリュ８６の１回転に対してスクリュー溝１０２が何周形成されているか（螺旋数）により概ね決定される。エアコンプレッサ３４では、スクリュ８６の螺旋数を０．１〜５．０周／回転の範囲で適宜設定できる。すなわち、エアコンプレッサ３４では、通常、螺旋数が０．１周／回転よりも小さいと、空気圧縮に必要なトルクが過大になって駆動モータ１０４の出力とのバランスを取り難くなり、また螺旋数が５．０周／回転よりも大きいと、圧縮性能が極端に低下し一般的なスクリュー回転数では十分な加圧空気を得られなくなる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（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３０を用いてパンクしたタイヤ１２０を修理する作業手順を説明する。
【００４１】
タイヤ１２０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、タイヤ１２０におけるタイヤバルブ１２２にアダプタ６８をねじ止めし、ジョイントホース６６をパンクしたタイヤ１２０へ接続する。このとき、エアコンプレッサ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１２０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、エアコンプレッサ３４により供給される加圧空気は流通しない
次いで、作業者は、電源ケーブル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７８の起動／停止ボタン８２を押下する。これに連動し、駆動・制御回路８４は、エアコンプレッサ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内へ加圧空気を送り込む。また駆動・制御回路８４は、起動／停止ボタン８２の押下に連動し、加熱器７０における発熱抵抗体７６に駆動電圧を印加し、加圧空気が加熱ポット７２内を流通する前から、発熱抵抗体７６を予備加熱しておく。
【００４２】
駆動・制御回路８４は、エアコンプレッサ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及びジョイントホース６６を通してタイヤ１２０の内部に連通し、液剤容器４０内からシーリング剤３６が自重及び加圧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及びジョイントホース６６を通ってタイヤ１２０内へ注入される。このとき、シーリング剤３６は、加圧空気の静圧を受けて液剤容器４０内から押し出されるので、自重のみでシーリング剤３６を液剤容器４０から吐出する場合と比較して短時間で規定量のシーリング剤３６をタイヤ１２０内へ注入できる。
【００４３】
このとき、液剤容器４０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１２０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１２０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。なお、シーリング剤３６の液剤容器４０からタイヤ１２０内への注入時には、液剤容器４０内の空気静圧が急激に上昇しないように、駆動・制御回路８４によりエアコンプレッサ３４の駆動モータ１０４をタイヤ１２０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。
【００４４】
作業者は、液剤容器４０内からタイヤ１２０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７８の気液切換ボタン８２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。
【００４５】
気液切換ボタン８２の押下に連動し、駆動・制御回路８４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、エアコンプレッサ３４から供給される加圧空気は、第１エア配管５４及びジョイントホース６６を通してタイヤ１２０内へ供給開始され、タイヤ１２０の内圧を上昇させてタイヤ１２０を膨張させる。このとき、第１エア配管５４内を流通する加圧空気は、加熱器７０により４０℃〜１００℃、好ましくは６０℃〜８０℃となるように加熱されてタイヤ１２０内へ供給される。これにより、シーリング剤３６の硬化時間が周囲の環境温度に殆ど影響を受けなくなり、タイヤ１２０内へ注入されたシーリング剤３６の硬化時間を安定化することができる。この結果、例えば、周囲の環境温度の影響を受けて、後述する予備走行が完了してもシーリング剤３６が未硬化のままで、あるいは予備走行前にシーリング剤３６がタイヤ１２０内の硬化してしまい、パンク穴の補修が失敗又は不完全になることを効果的に防止できる。
【００４６】
この後、作業者は、エアコンプレッサ３４に設けられた圧力ゲージ（図示省略）によりタイヤ１２０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８２を再度、押下する。これに連動し、駆動・制御回路８４はエアコンプレッサ３４を停止する。次いで、作業者は、アダプタ６８をタイヤバルブ１２２から取り外してジョイントホース６６をタイヤ１２０から切り離す。
【００４７】
作業者は、タイヤ１２０の規定圧での膨張完了後、シーリング剤３６が硬化完了前に、シーリング剤３６が注入されたタイヤ１２０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１２０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、再びジョイントホース６６のアダプタ６８をタイヤバルブ１２２にねじ止めし、エアコンプレッサ３４を作動させてタイヤ１２０を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ１２０のパンク修理が完了し、ジョイントホース６６をタイヤ１２０から取り外せば、このタイヤ１２０を用いて通常の走行が可能になる。
【００４８】
以上説明した本実施形態に係るポンプアップ装置３０によれば、先ず、エア切換弁４８の吸入ポート４９を排出ポート５１に連通させると共に、気液切換弁６０の排出ポート６３を吸入ポート６２に連通させることにより、エアコンプレッサ３４からの加圧空気が第２エア配管５６を通して液剤容器４０内へ供給されて液剤容器４０の内圧が昇圧すると共に、液剤容器４０内のシーリング剤３６が自重及び昇圧された空気の静圧の作用によって液剤容器４０内から注液配管５８及びジョイントホース６６内へ押し出され、注液配管５８及びジョイントホース６６を通ってタイヤ１２０内へ注入されるので、液剤容器４０内のシーリング剤３６を自重の作用のみでタイヤ１２０内へ注入する場合よりも短時間で所定量のシーリング剤３６をタイヤ１２０内へ注入できる。
【００４９】
また、本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、上記のようにして液剤容器４０内から所定量のシーリング剤３６がタイヤ１２０内へ注入された後、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に切り換えると共に、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に切り換えることにより、エアコンプレッサ３４からの加圧空気が第１エア配管５４及びジョイントホース６６を通ってタイヤ１２０されるので、所定量のシーリング剤が注入された空気入りタイヤに加圧空気をタイヤ１２０内へ供給し、この加圧空気によりタイヤ１２０を規定圧で膨張できる。
【００５０】
従って、本実施形態に係るポンプアップ装置３０によれば、タイヤ１２０の内部へシーリング剤３６を注入した後、加圧空気をタイヤ１２０の内部へ供給するため、タイヤ１２０のタイヤバルブ１２２に対してジョイントホース６６を繋ぎかえる必要もなくなるので、シーリング剤３６の注入後にタイヤ１２０に対してジョイントホース６６を繋ぎかえる作業が必要となるシーリング・ポンプアップ装置と比較し、パンクしたタイヤ１２０を修理する作業を簡単に行える。またタイヤ１２０内に加圧空気を供給する際には、加圧空気が液剤容器４０に連通しない第１エア配管５４を通ってタイヤ１２０内へ供給され、液剤容器４０にはタイヤ１２０の基準圧と略等しくなる高い空気圧（背圧）が作用しないので、耐圧容器を液剤容器として用いるシーリング・ポンプアップ装置と比較して、強度が低く特別に高い気密性も必要性がない容器を液剤容器４０として用いることができ、液剤容器４０の製造コストを効果的に低減できる。
【００５１】
また、本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、エア供給手段としてシングルスクリュー形のエアコンプレッサ３４を用いているが、シングルスクリュー形以外のエアコンプレッサ、例えば、シリンダ内をピストンが往復移動しつつ、吸気工程では吸気工程では吸気バルブを開放して外気をピストン内へ吸入し、圧縮排気工程ではピストン内の空気を所定の圧縮比で圧縮した後、排気バルブを開放するレシプロ形のエアコンプレッサを用いることもできる。但し、シングルスクリュー形のエアコンプレッサ３４は、１工程の間に吸気バルブ及び排気バルブをそれぞれ１回ずつ開閉する必要があるレシプロ形のエアコンプレッサと比較し、吸気バルブ及び排気バルブを開閉するためのエネルギロスがなく高い効率で加圧空気を供給できるので、駆動モータ１０４の出力が一定ならば、パンクしたタイヤ１２０へのシーリング剤３６の注入及びポンプアップを短時間で完了できる。
【００５２】
なお、ポンプアップ装置３０が１回の使用で廃棄されるものである場合には、エア供給手段として圧搾された空気、窒素等のガスが充填されたガスボンベを用い、このガスボンベから供給された加圧ガスを液剤容器４０及びタイヤ１２０に供給するようにしても良い。
【００５３】
また本実施形態のポンプアップ装置３０では、エア切換弁４８及び気液切換弁６０がそれぞれ三方電磁弁により構成されていたが、手動式の電磁弁により構成し、作業者の手操作によりエア切換弁４８及び気液切換弁６０のポジションをそれぞれ所定の切り換えるようにしても良い。またエア切換弁４８及び気液切換弁６０としては、それぞれ３ポート電磁弁を用いたが、１個の３ポート電磁弁に代えて２個の２ポート電磁弁を配管５４，５６及び配管５４，５８にそれぞれ設置するようにしても、本実施形態の場合と等価の配管回路を構成できる。
【００５４】
【実施例】
（比較試験１）
以上説明した本実施形態に係るポンプアップ装置３０を用いて、各種条件下でパンクしたタイヤを修理した結果を、比較試験１として説明する。この比較試験１は、特に加熱器７０の効果を確認することを目的としており、加熱器７０による加熱条件及び周囲の環境温度を段階的に変化させつつ、タイヤ１２０（１９５／６０Ｒ１５）に対するパンク穴（直径：２．７ｍｍ）の修理を行い、タイヤ１２０に対するシール時間を測定した結果を下記［表１］に示す。
【００５５】
このとき、エアコンプレッサ３４としては、２０ｌ／ｍｉｎの加圧空気の供給能力を有するものを用いた。またシーリング剤３６としては、４０ｗｔ％のＮＢＲラテックス、３５ｗｔ％のエチレングリコール、２３ｗｔ％の水を含み、これに消泡剤、増粘剤、ｐＨ調整剤をそれぞれ適量添加したものを用いた。
【００５６】
また［表１］中のシール時間は、ポンプアップ装置３０によりタイヤ１２０内へシーリング剤３６を注入した後、タイヤ１２０を０．１９６ＭＰａ（２ｋｇｆ／ｃｍ２）までポンプアップし、このタイヤ１２０により４０ｋｍ／ｈで予備走行したときに、タイヤ１２０の内圧低下が実質的に生じなくなるまでの時間である。但し、予備走行中又は予備走行後にタイヤ１２０の内圧が０．１２７ＭＰａ（１．３ｋｇｆ／ｃｍ２）まで低下した場合には、タイヤ１２０の内圧を０．１９６ＭＰａまでポンプアップした。
【００５７】
【表１】
2004338158.tif 000003
【００５８】
上記［表１］から明かなように、−２０℃（比較例１）、−１０℃（実施例１）の加圧空気をタイヤ１２０内に供給した場合には、タイヤ１２０内でシーリング剤３６の硬化反応が進行せず、シーリング剤３６によりパンク穴を完全に塞ぐことができなかった。また１００℃（実施例３）の加圧空気をタイヤ１２０内に供給した場合には、タイヤ１２０内でのシーリング剤３６の硬化反応が極めて短時間で完了してしまい、予備走行によりシーリング剤３６をタイヤ１２０内に均一拡散できないため、パンク穴を完全に塞ぐことができなかった。
【００５９】
一方、２０℃（実施例３）、１０℃（実施例４）の加圧空気をタイヤ１２０内に供給した場合には、予備走行の開始時におけるシーリング剤３６の流動性を確保しつつ、一般的に許容される時間内にタイヤ１２０のパンク穴を完全に塞ぐことができた。
【００６０】
この比較試験１の結果から、環境温度に応じて加圧空気の温度上昇量を適宜制御することがシール性向上に有効であることが解る。従って、ポンプアップ装置３０に、例えば、環境温度及び加熱器７０から吐出される加圧空気の温度を測定する温度センサを設置し、これらの温度センサによる検出温度に応じて加熱器７０による加熱量をフィードバック制御することで、ポンプアップ装置３０の性能を更に向上できる。
【００６１】
（比較試験２）
次に、本発明のポンプアップ装置におけるエアコンプレッサとして、シングルスクリュー形のものと、レシプロ形のものとをそれぞれ用いてポンプアップ時間を測定した結果を下記［表２］に示す。またシングルスクリュー形のエアコンプレッサを用いた比較例２〜４では、スクリュ８６の螺旋数と加圧能力との関係を考察するため螺旋数を段階的に変化させた。［表２］中のポンプアップ時間は、ポンプアップ装置によりタイヤ１２０を０．２５ＭＰａまでポンプアップするのに要する時間である。
【００６２】
【表２】
2004338158.tif 000004
【００６３】
［表２］から明かなように、スクリュ８６の螺旋数を０．５（実施例３）及び２．０（実施例４）としてシングルスクリュ形のエアコンプレッサのポンプアップ能力は、レシプロ形のエアコンプレッサよりも優れており、ポンプアップ装置３０におけるエア供給源としてシングルスクリュ形のエアコンプレッサを用いることにより、タイヤ１２０を短時間で規定圧までポンプアップできることが解る。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置によれば、パンクした空気入りタイヤに対する修理作業を簡単に行え、かつシーリング剤を収容する液剤容器として高い耐圧性が要求されない低コストで軽量なものを用いることができる。
【００６５】
また本発明に係るタイヤのポンプアップ装置によれば、空気入りタイヤへの加圧空気の充填効率を向上できるタイヤのポンプアップ装置を提供することある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシーリング・ポンプアップ装置の構成及びタイヤを示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシーリング・ポンプアップ装置に適用可能なシングルスクリュ形のエアコンプレッサの構成を示す断面図である。
【図３】従来のシーリング・ポンプアップ装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
３０      ポンプアップ装置（シーリング・ポンプアップ装置）
３４      エアコンプレッサ（エア供給手段）
３６      シーリング剤
３８      液剤吐出口
３９      エア受入口
４０      液剤容器
４１      エア吸入部
４２      エア吸入口
４３      エア供給部
４４      エア供給口
４６      共用配管（第１のエア配管、第２のエア配管）
４８      エア切換弁
５４      第１エア配管
５６      第２エア配管
５８      注液配管
６０      気液切換弁
６６      ジョイントホース（ジョイント部材）
６８      アダプタ（ジョイント部材）
７０      加熱器（加熱手段）
７６      発熱抵抗体
【図１】
2004338158.tif 000005
【図２】
2004338158.tif 000006
【図３】
2004338158.tif 000007