(57)【要約】【課題】  空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフトを回転させるために必要となるトルクを平準化して、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給効率を向上する。【解決手段】  ポンプアップ装置では、容積調整機構１１２がピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比をタイヤの内圧上昇に従って徐々に減少させる。これにより、タイヤ内へ圧縮空気を供給開始した直後には、ピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が略最大になっているが、シリンダ室８８内で圧縮される空気が達する最大圧は低いものになる。この後、タイヤの内圧が上昇するに従ってシリンダ室８８の内圧も上昇するが、シリンダ室８８の内圧上昇に従ってピストン１０２による空気の圧縮比が徐々に減少するので、ピストン１０２によりシリンダ室８８内で圧縮される空気の最大圧の上昇を抑制できる。【選択図】  図２
2005337121.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へ接続される吐出口がそれぞれ設けられたシリンダと、
前記シリンダ内に所定の吸入・吐出方向に沿って往復移動可能に配設されると共に外部から区画されたシリンダ室を形成し、前記シリンダ室の内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室内へ空気を吸入させ、前記シリンダ室の内容積を縮小させる吐出方向への移動時に前記シリンダ室内の空気を圧縮しつつ前記吐出口から吐出させるピストンと、
前記ピストンがコンロッドを介して連結され、外部からのトルクにより回転するに従って、前記ピストンが前記シリンダ内における所定の下死点から上死点まで吐出方向へ移動した後、前記上死点から前記下死点に前記吸入方向へ移動するように、前記ピストンを前記シリンダ内で往復運動させるクランクシャフトと、
前記ピストンが前記下死点から前記上死点に移動するまでの該ピストンによる前記シリンダ室内における空気の圧縮比を、空気入りタイヤの内圧上昇に従って徐々に減少させる可変圧縮手段と、
を有することを特徴とするポンプアップ装置。
【請求項２】
前記可変圧縮手段は、補助シリンダと、前記補助シリンダ内に配設されて外部から区画された補助シリンダ室を形成すると共に、該補助シリンダ室の内容積を拡縮させる拡縮方向へ移動可能とされた補助ピストンと、前記補助シリンダ室を前記シリンダ室に連通させる通気路と、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記補助シリンダ室の内容積が徐々に拡張するように前記補助ピストンを前記拡縮方向に沿って移動させる容積調整機構と、を有する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】
前記可変圧縮手段は、前記シリンダを前記シリンダ室の内容積を拡縮する拡縮方向に沿って前記ピストンに対して相対的に移動可能に支持した支持部材と、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記シリンダ室の内容積が徐々に拡張するように、前記シリンダを前記拡縮方向に沿って移動させる容積調整機構と、を有する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４】
前記可変圧縮手段は、前記コンロッドにおける前記ピストンとの連結点から前記クランクシャフトとの連結点までの長さを伸縮可能とすると共に、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記コンロッドの長さを徐々に縮長させる容積調整機構を有する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５】
前記可変圧縮手段は、前記シリンダ室内に面するように前記シリンダ及び前記ピストンの少なくとも一方に配設され、該シリンダ室の内圧上昇に従って体積が徐々に縮小する体積可変部材を有する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６】
前記可変圧縮手段は、前記ピストンにおける前記シリンダ室内に面した圧縮面から前記コンロッドとの連結点までの前記吸入・吐出方向に沿った長さであるピストン高さを伸縮可能とすると共に、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記ピストン高さを徐々に縮長させるピストン高さ調整機構を有する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７】
前記可変圧縮手段は、前記シリンダ室における前記吸入・吐出方向に沿った少なくとも一部分を形成し、前記シリンダ室の内部温度の上昇に従って該シリンダ室の前記吸入・吐出方向に沿った寸法を徐々に伸長する熱膨張部材を有することを特徴とする請求項１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、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。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コンプレッサとを備えており、エアコンプレッサ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】
ところで、上記したようなポンプアップ装置に適用されるエアコンプレッサとしては、例えば、図８に示されるようなレシプロ式のものが多く用いられる。このエアコンプレッサ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、シリンダ２１２内にシリンダ室２１３を形成するピストン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。エアコンプレッサ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）へ一定ストロークで交互に移動する。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からシリンダ室２１３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によりシリンダ室２１３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。
【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】
【０００４】
図８に示されるようなエアコンプレッサ２１０では、タイヤ内への圧縮空気の供給開始後にタイヤの内圧が上昇するに従って、ピストン２１４が下死点から上死点へ移動する際のピストン室２１３内の内圧が上昇し、吐出方向へ移動するピストン２１４の移動抵抗が徐々に増加する現象が生じる。この吐出方向へ移動するピストン２１４の移動抵抗の増加に伴って、エアコンプレッサ２１０ではクランクシャフト２１６を回転させるために必要となるトルクが増加するため、駆動モータに供給される駆動電流を増加させる必要がある。
【０００５】
またポンプアップ装置に圧縮空気の供給源としてレシプロ式のエアコンプレッサを用い、このエアコンプレッサ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、タイヤの内圧が所定の基準圧付近まで上昇した際に、駆動モータに車両側に設けられた電流遮断器の定格電流よりも高い電流が流れ、電流遮断器が作動することを確実に防止する必要がある。
【０００６】
このため、エアコンプレッサでは、タイヤの内圧が基準圧以上まで上昇した際にも、駆動モータに流れる電流が車両側の電流遮断器に設定された定格電流以下になるように、エア供給時における駆動モータの回転数及び駆動モータからクランクシャフトへのギヤ減速比を、それぞれ十分な余裕を持って設定する必要がある。この結果、タイヤ内へ圧縮空気を供給開始した直後の期間には、エアコンプレッサを本来の最大能力に対して著しく低い効率（低負荷）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。
【０００７】
本発明の目的は、上記事実を考慮し、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフトを回転させるために必要となるトルクを平準化して、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給効率を向上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】
【０００８】
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へ接続される吐出口がそれぞれ設けられたシリンダと、前記シリンダ内に所定の吸入・吐出方向に沿って往復移動可能に配設されると共に外部から区画されたシリンダ室を形成し、前記シリンダ室の内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室内へ空気を吸入させ、前記シリンダ室の内容積を縮小させる吐出方向への移動時に前記シリンダ室内の空気を圧縮しつつ前記吐出口から吐出させるピストンと、前記ピストンがコンロッドを介して連結され、外部からのトルクにより回転するに従って、前記ピストンが前記シリンダ内における所定の下死点から上死点まで吐出方向へ移動した後、前記上死点から前記下死点に前記吸入方向へ移動するように、前記ピストンを前記シリンダ内で往復運動させるクランクシャフトと、前記ピストンが前記下死点から前記上死点に移動するまでの該ピストンによる前記シリンダ室内における空気の圧縮比を、空気入りタイヤの内圧上昇に従って徐々に減少させる可変圧縮手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項１に係るポンプアップ装置では、可変圧縮手段が、ピストンがシリンダ内における下死点から上死点に移動するまでのピストンによるシリンダ室内における空気の圧縮比を、空気入りタイヤの内圧上昇に従って徐々に減少させることにより、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を供給開始した直後には、ピストンがシリンダ内における下死点から上死点に移動するまでのピストンによるシリンダ室内における空気の圧縮比が略最大になっているが、この状態では空気入りタイヤの内圧が低く（略大気圧）、ピストンが下死点から上死点へ移動開始する際のシリンダ室の内圧も低いままなので、シリンダ室内に充填された空気に対する圧縮比が大きくても、下死点から上死点へ移動するピストンによりシリンダ室内で圧縮される空気が達する最大圧も大気圧に対応する低い値になり、シリンダ室内の内圧が過度に上昇することがなくなる。
【００１０】
次いで、空気入りタイヤ内へ圧縮空気を供給開始した後、空気入りタイヤの内圧が徐々に上昇するに従って、ピストンが下死点から上死点へ移動開始する際のシリンダ室の内圧も徐々に上昇するが、このシリンダ室の内圧上昇に従って、ピストンがシリンダ内における下死点から上死点に移動するまでのピストンによるシリンダ室内における空気の圧縮比を徐々に減少できるので、シリンダ室の内圧が空気入りタイヤの内圧上昇に伴って上昇しても、下死点から上死点へ移動するピストンによりシリンダ室内で圧縮される空気の最大圧が上昇することを抑制できる。
【００１１】
従って、請求項１に係るポンプアップ装置によれば、空気入りタイヤへの圧縮空気の供給開始後に空気入りタイヤの内圧が経時的に上昇しても、空気入りタイヤの内圧上昇に伴って下死点から上死点へ移動するピストンによりシリンダ室内で圧縮される空気の最大圧が上昇することを抑制し、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフトを回転させるために必要となるトルクを平準化できる。
【００１２】
この結果、タイヤ内への圧縮空気の供給開始から供給完了までのエア供給時に、クランクシャフトを回転させる駆動モータ等の駆動源に対する負荷変動を抑制でき、駆動源を常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になるので、空気入りタイヤのポンプアップ時間を効果的に短縮できるようになる。
【００１３】
なお、請求項１に記載された「シリンダ室内における空気の圧縮比」とは、吸入口及び吐出口の開閉状態とは関係なく、ピストンが下死点にある時のシリンダ室の内容積（最大容積）とピストンが上死点にある時のシリンダ室の内容積（最小容積）との比（最小容積／最大容積）であって、必ずしも吸入口及び吐出口の双方が閉じた状態でのピストン室の容積比である圧縮比である必要はない。
【００１４】
また本発明の請求項２に係るポンプアップ装置は、請求項１記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、補助シリンダと、前記補助シリンダ内に配設されて外部から区画された補助シリンダ室を形成すると共に、該補助シリンダ室の内容積を拡縮させる拡縮方向へ移動可能とされた補助ピストンと、前記補助シリンダ室を前記シリンダ室に連通させる通気路と、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記補助シリンダ室の内容積が徐々に拡張するように前記補助ピストンを前記拡縮方向に沿って移動させる容積調整機構と、を有することを特徴とする。
【００１５】
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記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、前記シリンダを前記シリンダ室の内容積を拡縮する拡縮方向に沿って前記ピストンに対して相対的に移動可能に支持した支持部材と、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記シリンダ室の内容積が徐々に拡張するように、前記シリンダを前記拡縮方向に沿って移動させる容積調整機構と、を有することを特徴とする。
【００１６】
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記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、前記コンロッドにおける前記ピストンとの連結点から前記クランクシャフトとの連結点までの長さを伸縮可能とすると共に、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記コンロッドの長さを徐々に縮長させる容積調整機構を有することを特徴とする。
【００１７】
また本発明の請求項５に係るポンプアップ装置は、請求項１記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、前記シリンダ室内に面するように前記シリンダ及び前記ピストンの少なくとも一方に配設され、該シリンダ室の内圧上昇に従って体積が徐々に縮小する体積可変部材を有することを特徴とする。
【００１８】
また本発明の請求項６に係るポンプアップ装置は、請求項１記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、前記ピストンにおける前記シリンダ室内に面した圧縮面から前記コンロッドとの連結点までの前記吸入・吐出方向に沿った長さであるピストン高さを伸縮可能とすると共に、空気入りタイヤの内圧上昇に従って前記ピストン高さを徐々に縮長させるピストン高さ調整機構を有することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の請求項７に係るポンプアップ装置は、請求項１記載のポンプアップ装置において、前記可変圧縮手段は、前記シリンダ室における前記吸入・吐出方向に沿った少なくとも一部分を形成し、前記シリンダ室の内部温度の上昇に従って該シリンダ室の前記吸入・吐出方向に沿った寸法を徐々に伸長する熱膨張部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
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、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフトを回転させるために必要となるトルクを平準化して、空気入りタイヤ内への圧縮空気の供給効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るポンプアップ装置について図面を参照して説明する。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、例えば、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
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、エアコンプレッサ３４及び切換弁４８，６０の動作をそれぞれ制御する。
【００３０】
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。
【００３１】
エアコンプレッサ３４は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、エアコンプレッサ３４には、ベアリング(図示省略)により回転可能に支持されたクランクシャフト８４が設けられると共に、このクランクシャフト８４の軸心Ｓを中心とする径方向に沿って延在するように配置されたシリンダ８６が設けられている。またシリンダ８６の頂部には、図２（Ｂ）に示されるように吸入口９０及び吐出口９２がそれぞれ開口しており、これらの吸入口９０及び吐出口９２には、それぞれ吸入方向及び吐出方向へのみ流体（空気）を流通可能とする吸入弁９４及び吐出弁９６が開閉可能に配置されている。ここで、シリンダ８６の吸入口９０及び吐出口９２は、配管９８，１００を通してエア吸入口４２及びエア供給口４４（図１参照）にそれぞれ接続されている。
【００３２】
シリンダ８６内には、図２（Ａ）に示されるように、ピストン１０２がクランクシャフト８４の軸心Ｓを中心とする径方向と一致する吸入・吐出方向に沿って往復移動可能に収納されている。このピストン１０２は、シリンダ８６内に円柱状の空間であるシリンダ室８８を形成しており、このシリンダ室８８の内容積を膨張させる吸入方向（矢印Ｖ方向）及びシリンダ室８８の内容積を縮小させる吐出方向（矢印Ｅ方向）へ交互に移動する。このとき、ピストン１０２がシリンダ室８８内で吸入方向へ移動すると、吸入口９０を通してシリンダ室８８内へ空気が吸入され、またピストン１０２が吐出方向へ移動すると、このピストン１０２によりシリンダ室８８内の空気が圧縮されつつ吐出口９２から吐出される。
【００３３】
クランクシャフト８４には、軸心Ｓから外周側へ延出する扇状のカウンターウェイト１０４が形成されると共に、軸心Ｓを介してカウンターウェイト１０４の反対側にクランクピン１０６が設けられている。ピストン１０２は、コンロッド１０８を介してクランクシャフト８４に連結されている。ここで、コンロッド１０８は、その一端部がピストン１０２に設けられたピストンピン１１０を介してピストン１０２に相対的に回動可能に連結され、他端部がクランクシャフト８４におけるクランクピン１０６に相対的に回動可能に連結されている。これにより、クランクシャフト８４が回転すると、このクランクシャフト８４の回転運動がクランクシャフト８４及びコンロッド１０８により吸入・吐出方向に沿ったピストン１０２の往復運動に変換され、ピストン１０２がシリンダ８６内で吸入方向及び吐出方向（矢印Ｅ方向）へ一定のストロークで交互に移動する。このとき、ピストン１０２のストロークは、クランクシャフト８４の軸心Ｓからクランクピン１０６の軸心までの軸間距離と等しくなる。またピストン１０２は、吸入・吐出方向に沿ってシリンダ室８８の内容積を最も拡張する下死点（図２（Ａ）参照）とシリンダ室８８の内容積を最も縮小する上死点（図２（Ｂ）参照）との間で往復移動する。
【００３４】
クランクシャフト８４には、直流の駆動モータ（図示省略）が減速機を介してトルク伝達可能に連結されている。この駆動モータは、電源回路７８（図１参照）により直流電源を供給されると、減速機を介して電流値に対応するトルクをクランクシャフト８４に伝達し、クランクシャフト８４を一方向へ回転させる。
【００３５】
エアコンプレッサ３４には、図２に示されるように、シリンダ８６の上側にピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比をタイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少させるための容積調整機構１１２が設けられている。
【００３６】
容積調整機構１１２は、円筒状に形成された補助シリンダ１１４と、この補助シリンダ１１４内に配設された補助ピストン１１６とを備えている。補助ピストン１１６は、補助シリンダ１１４内に外部から区画された補助シリンダ室１１５を形成すると共に、この補助シリンダ室１１５の内容積を拡縮させる拡張・縮小方向へ移動可能とされている。ここで、補助ピストン１１６は、補助シリンダ室１１５内に配置された付勢部材であるコイルスプリング１１８により補助シリンダ室１１５の内容積を縮小する縮小方向へ常に付勢されている。また補助シリンダ室１１５は通気管１２０を通してシリンダ室８８内に連通している。
【００３７】
なお、本実施形態では、補助ピストン１１６を付勢する付勢部材としてコイルスプリング１１８を用いているが、このような付勢部材としては、コイルスプリング１１８以外にも、補助シリンダ１１４内に充填された空気等の圧縮性流体や、発泡ウレタンゴム等の弾性材料を用いることができる。
【００３８】
ここで、容積調整機構１１２は、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従って補助ピストン１０２を徐々に補助シリンダ室１１５の内容積を拡張させる方向へ移動させる。すなわち、容積調整機構１１２では、吸入弁９４が閉鎖され、かつ吐出弁９６が開放された状態ではシリンダ室８８及び通気管１２０を通して補助シリンダ室１１５が空気入りタイヤ２０と連通し、補助シリンダ室１１５の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇する。この補助シリンダ室１１５の内圧は、補助ピストン１１６を拡張方向へ移動させる押圧力として作用する。従って、補助シリンダ室１１５内の内圧上昇に従って、補助ピストン１１６は、コイルスプリング１１８の付勢力に抗して内圧上昇量に対応する距離だけ拡張方向へ移動する。このとき、補助シリンダ室１１５内の内圧上昇量に対する補助ピストン１１６の移動量は、コイルスプリング１１８のバネ定数を適宜選択することにより設定可能になる。
【００３９】
上記のように容積調整機構１１２がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室８８に連通した補助シリンダ室１１５の内容積を徐々に拡張することにより、ピストン１０２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（シーリング・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。
【００４４】
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、ジョイントホース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、エアコンプレッサ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内へ圧縮空気を送り込む。
【００４５】
電源回路７８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及びジョイントホース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。
【００４６】
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。
【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、エアコンプレッサ３４から供給される圧縮空気は、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２０内へ供給開始され、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はエアコンプレッサ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から取り外してジョイントホース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、再びジョイントホース６６のアダプタ６８をタイヤバルブ２２にねじ止めし、エアコンプレッサ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のパンク修理が完了し、ジョイントホース６６をタイヤ２０から取り外せば、このタイヤ２０を用いて通常の走行が可能になる。
【００５１】
またシーリング・ポンプアップ装置３０では、エアコンプレッサ３４の運転中に何らかの原因、例えば、エアコンプレッサ３４の損傷により駆動モータ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では、エアコンプレッサ３４における容積調整機構１１２が、ピストン１０２がシリンダ８６内における下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比をタイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少させることにより、タイヤ２０内へ圧縮空気を供給開始した直後には、ピストン１０２によるシリンダ室内における空気の圧縮比が略最大になっているが、この状態ではタイヤ２０の内圧が低く（略大気圧）、ピストン１０２が下死点から上死点へ移動開始する際のシリンダ室８８の内圧も低いままなので、シリンダ室８８内に充填された空気に対する圧縮比が大きくても、下死点から上死点へ移動するピストン１０２によりシリンダ室８８内で圧縮される空気が達する最大圧も大気圧に対応する低い値になり、シリンダ室８８内の内圧が過度に上昇することがなくなる。
【００５３】
次いで、ポンプアップ装置３０では、タイヤ２０内へ圧縮空気を供給開始した後、タイヤ２０の内圧が徐々に上昇するに従って、エアコンプレッサ３４におけるピストン１０２が下死点から上死点へ移動開始する際のシリンダ室８８の内圧も徐々に上昇するが、このシリンダ室８８の内圧上昇に従って、ピストン１０２がシリンダ８６内における下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比を徐々に減少できるので、シリンダ室８８の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇しても、下死点から上死点へ移動するピストン１０２によりシリンダ室８８内で圧縮される空気の最大圧が上昇することを抑制できる。
【００５４】
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２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、このタイヤ２０の内圧上昇に伴って下死点から上死点へ移動するピストン１０２によりシリンダ室８８内で圧縮される空気の最大圧が上昇することを抑制し、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できる。
【００５５】
この結果、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から供給完了までの圧縮空気の供給時に、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータに対する負荷変動を抑制でき、駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になるので、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できるようになる。このとき、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から供給完了までの期間に駆動モータへ供給される駆動電流の電流値も安定化できるので、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し、エアコンプレッサ３４を高い効率で安定的に運転できるようになる。
【００５６】
（エアコンプレッサの変形例）
次に、本発明の実施形態に係るポンプアップ装置３０に適用可能なエアコンプレッサの変形例１〜６について説明する。図３〜図７には、それぞれ図２に示されるエアコンプレッサ３４に代えてポンプアップ装置３０に適用可能なエアコンプレッが示されている。なお、これらの変形例１〜６に係るエアコンプレッサにおいて、図２に示されるエアコンプレッサ３４と共通の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
変形例１に係るエアコンプレッサ１２２には、図３に示されるように、タイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１２７の内容積を徐々に拡張するための容積調整機構１２４が設けられている。容積調整機構１２４には、薄肉円筒状に形成されたシリンダ１２６を保持するシリンダホルダ１２８が設けられている。シリンダホルダ１２８内には、内径がシリンダ１２６の外径よりも僅かに大きい円柱状の収納室１２９が設けられており、この収納室１２９内には、シリンダ１２６がピストン△△の吸入・吐出方向と平行な拡張・縮小方向に沿ってスライド可能に収納されている。この拡張・縮小方向に沿ってシリンダ１２６が移動することにより、シリンダ室１２７の内容積が拡縮する。すなわちシリンダ１２６が縮小方向（図３では下方）へ移動すると、シリンダ室１２７の内容積が縮小し、またシリンダ１２６が拡張方向（図３では上方）へ移動すると、シリンダ室１２７の内容積が拡張することになる。
【００５８】
また容積調整機構１２４には、収納室１２９内にシリンダ１２６を常に縮小方向へ付勢するコイルスプリング１３０が配置されている。なお、本実施形態では、シリンダ１２６を縮小方向へ付勢する付勢部材としてコイルスプリング１３０を用いているが、このような付勢部材としては、コイルスプリング１３０以外にも、空気ばね等の圧縮性流体を用いたものや、発泡ウレタンゴム等の弾性材料を用いることができる。
【００５９】
ここで、容積調整機構１２４は、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１２７の内容積を徐々に拡張方向へ移動させる。すなわち、エアコンプレッサ１２２では、その吸入弁９４が閉鎖され、かつ吐出弁９６が開放された状態では、シリンダ室１２７がタイヤ２０内と連通し、このシリンダ室１２７の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇する。このシリンダ室１２７の内圧は、シリンダ１２６を介してコイルスプリング１３０に押圧力として作用する。このため、シリンダ室１２７の内圧が上昇すると、図３（Ｂ）に示されるように、シリンダ１２６はコイルスプリング１３０の付勢力に抗して内圧上昇量に対応する距離だけ拡張方向へ移動する。このとき、シリンダ室１２７内の内圧上昇量に対するシリンダ１２６の移動量は、コイルスプリング１３０のバネ定数を適宜選択することにより設定可能になる。
【００６０】
上記のように容積調整機構１２４がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１２７の内容積を徐々に拡張することにより、ピストン１０２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００６１】
従って、変形例１に係るエアコンプレッサ１２２によっても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できるので、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータ駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になり、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できる、という効果を得られる。
【００６２】
変形例２に係るエアコンプレッサ１３１には、図４に示されるように、タイヤ２０の内圧上昇に従ってピストン１０２の下死点から上死点までのストロークを徐々に短縮するための容積調整機構１３２が設けられている。この容積調整機構１３２は、コンロッド１３４におけるピストンピン１１０とクランクピン１０６との中間部に設けられている。ここで、コンロッド１３４は、容積調整機構１３２を介してロッド部１３５とロッド部１３６とに分割されており、容積調整機構１３２は２個のロッド部１３５，１３６を連結している。
【００６３】
容積調整機構１３２には、円筒状に形成された連結筒１３８が設けられており、この連結筒１３８内には、ロッド部１３５，１３６の端部がそれぞれ挿入されている。ロッド部１３５，１３６の連結筒１３８内への挿入端にはそれぞれ鍔状の摺動部材１４０，１４１が形成されており、これらの摺動部材１４０，１４１は連結筒１３８によりコンロッド１３４の長手方向に沿って摺動可能に支持されている。また連結筒１３８は、その両端部の開口径がそれぞれ摺動部材１４０，１４１の外径よりも小さくなっている。これにより、ロッド部１３５，１３６の端部がそれぞれ連結筒１３８内から脱落することが防止されると共に、コンロッド１３４は、そのピストンピン１１０からクランクピン１０６までの寸法が伸縮可能になる。
【００６４】
連結筒１３８内には、摺動部材１４０と摺動部材１４１との間にコイルスプリング１４２が介装されており、このコイルスプリング１４２は、摺動部材１４０と摺動部材１４１とを常に間隔を広げる方向へ付勢している。ここで、コンロッド１３４のピストンピン１１０からクランクピン１０６までの寸法が伸縮することにより、シリンダ室８８の内容積が拡縮すする。すなわちコンロッド１３４が伸長するとシリンダ室８８の内容積ストロークが減少し、コンロッド１３４が縮長すると、シリンダ室８８の内容積が拡張することになる。
【００６５】
ここで、容積調整機構１３２は、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従ってコンロッド１３４を徐々に縮長してシリンダ室８８の内容積を減少させる。すなわち、エアコンプレッサ１３１では、その吸入弁９４が閉鎖され、かつ吐出弁９６が開放された状態では、シリンダ室８８がタイヤ２０内と連通し、このシリンダ室８８の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇する。このシリンダ室８８の内圧は、ピストン１０２及びロッド部１３５を介してコイルスプリング１４２に圧縮力として作用する。このため、シリンダ室８８内の内圧が上昇すると、図４（Ｂ）に示されるように、コンロッド１３４は、容積調整機構１３２により内圧上昇量に対応する寸法だけ縮長し、シリンダ室８８の内容積をコンロッド１３４の縮長量と対応する量だけ減少させる。このとき、シリンダ室８８の内圧上昇量に対するコンロッド１３４の縮長量は、コイルスプリング１４２のバネ定数を適宜選択することにより設定可能になる。
【００６６】
上記のように容積調整機構１３２がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従ってピストン１０２のストロークを徐々に減少させることにより、ピストン１０２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００６７】
従って、変形例２に係るエアコンプレッサ１３１によっても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できるので、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータ駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になり、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できる、という効果を得られる。
【００６８】
変形例３に係るエアコンプレッサ１４４には、図５に示されるように、ピストン１０２におけるシリンダ室８８内に面した圧縮面１０３に吸入・吐出方向に沿って扁平なプレート状に形成された体積可変部材１４８が固着されている。この体積可変部材１４８は、空気等の圧縮性流体が封入された伸縮可能な袋体により構成されており、シリンダ室８８の内圧上昇に従って体積が徐々に縮小するようになっている。なお、本実施形態では、体積可変部材１４８を圧縮性流体が封入された袋体により構成したが、これ以外にも、例えば、発泡ウレタンゴム等の発泡性材料や、このような発泡材料を収納した伸縮可能な袋体により体積可変部材を形成するようにしても良い。
【００６９】
エアコンプレッサ１４４では、その吸入弁９４が閉鎖され、かつ吐出弁９６が開放された状態では、シリンダ室８８がタイヤ２０内と連通し、このシリンダ室１２７の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇する。このシリンダ室１２７の内圧は、体積可変部材１４８に対して圧縮力として作用する。このため、シリンダ室８８の内圧が上昇すると、図５（Ｂ）に示されるように、体積可変部材１４８はシリンダ室８８の内圧上昇量に対応する量だけ体積が縮小する。このとき、シリンダ室８８の内圧上昇量に対する体積可変部材１４８の容積縮小量は、所望の体積弾性係数が得られるように圧縮性流体の種類、圧縮性流体が封入された袋体の材質等を適宜選択することにより設定可能になる。
【００７０】
上記のように体積可変部材１４８の体積がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に縮小することにより、ピストン１０２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００７１】
従って、変形例３に係るエアコンプレッサ１４４によっても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できるので、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータ駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になり、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できる、という効果を得られる。
【００７２】
変形例４に係るエアコンプレッサ１５０には、図６に示されるように、タイヤ２０の内圧上昇に従ってピストン１５２における圧縮面１０３からピストンピン１１０までの吸入・吐出方向に沿った長さであるピストン高さＨを伸縮可能とするピストン高さ調整機構１５４が設けられている。ピストン高さ調整機構１５４は、ピストン１５２における圧縮面１０３からピストンピン１１０との中間部に設けられている。ここで、ピストン１５２は、ピストン高さ調整機構１５４を介して圧縮面１０３側のブロック部１５６とピストンピン１１０側のブロック部１５８とに分割されており、ピストン高さ調整機構１５４は２個のブロック部１５６，１５８を連結している。
【００７３】
ピストン高さ調整機構１５４にはブロック部１５６，１５８との間に介装されたコイルスプリング１６０が設けられており、このコイルスプリング１６０は、ブロック部１５６とブロック部１５８を弾性的に連結している。これにより、コイルスプリング１６０が寸法が伸縮すると、ピストン１５２のピストン高さＨが変化する。すなわちコイルスプリング１６０が伸長すると、ピストン１５２のピストン高さＨが増加し、コイルスプリング１６０が縮長すると、ピストン１５２のピストン高さＨが減少することになる。
【００７４】
ここで、ピストン高さ調整機構１５４は、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従ってピストン高さＨを徐々に縮長する。すなわち、エアコンプレッサ１５０では、その吸入弁９４が閉鎖され、かつ吐出弁９６が開放された状態では、シリンダ室８８がタイヤ２０内と連通し、このシリンダ室８８の内圧がタイヤ２０の内圧上昇に伴って上昇する。このシリンダ室８８の内圧は、ピストン１５２のブロック部１５６を介してコイルスプリング１６０に圧縮力として作用する。このため、シリンダ室８８内の内圧が上昇すると、図６（Ｂ）に示されるように、コイルスプリング１６０はシリンダ室８８の内圧上昇量に対応する寸法だけ縮長し、ピストン高さＨをコイルスプリング１６０の縮長量と等しい距離だけ減少させる。このとき、シリンダ室８８の内圧上昇量に対するピストン高さＨの縮長量は、コイルスプリング１６０のバネ定数を適宜選択することにより設定可能になる。
【００７５】
上記のようにピストン高さ調整機構１５４がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従ってピストン１５２のピストン高さＨを徐々に減少させることにより、ピストン１５２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１５２によるシリンダ室８８内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００７６】
従って、変形例４に係るエアコンプレッサ１５０によっても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できるので、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータ駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になり、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できる、という効果を得られる。
【００７７】
変形例５に係るエアコンプレッサ１６２には、図７に示されるように、薄肉円筒状に形成されたシリンダ１６４における吸入・吐出方向に沿った一部分がリング状の熱膨張部材１６６により形成されている。この熱膨張部材１６６は、熱膨張係数が大きい金属材料、例えば、バイメタルの高膨張層に用いられる鉄−ニッケル系合金により形成されている。熱膨張部材１６６は、吸入・吐出方向に沿って下死点にあるピストン１０２の圧縮面１０３よりも上死点側に配置、すなわちシリンダ室１６５内へ面するように配置されている。これにより、熱膨張部材１６６は、シリンダ室１６５の内部温度の上昇に従って吸入・吐出方向に沿って熱膨張し、シリンダ室１６５の吸入・吐出方向に沿った寸法を熱膨張量と等しいだけ伸長する。
【００７８】
ここで、エアコンプレッサ１６２では、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１６５の内圧も上昇する。このとき、シリンダ室１６５の内圧上昇に伴ってピストン１０２がシリンダ室１６５内で空気を圧縮変化（ポリトロープ変化）させる際に発生する発熱量が増加する。従って、エアコンプレッサ１６２では、ポンプアップ装置３０によるタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、このタイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１６５の内部温度が徐々に上昇すると共に、熱膨張部材１６６がシリンダ室１６５内の温度上昇に応じて吸入・吐出方向に沿って熱膨張し、シリンダ室１６５の吸入・吐出方向に沿った寸法を熱膨張量と等しいだけ伸長する。このとき、シリンダ室１６５の内部温度の上昇量に対するシリンダ室１６５の伸長量は、熱膨張部材１６６を形成する金属材料を適宜選択し、所望の熱膨張率を得ることにより設定可能になる。
【００７９】
上記のように熱膨張部材１６６がタイヤ２０内への圧縮空気の供給時に、タイヤ２０の内圧上昇に従ってシリンダ室１６５の吸入・吐出方向に沿った寸法を熱膨張量と等しいだけ伸長し、シリンダ室１６５の内容積を徐々に拡張することにより、ピストン１０２が下死点から上死点に移動するまでのピストン１０２によるシリンダ室１６５内における空気の圧縮比が、タイヤ２０の内圧上昇に従って徐々に減少することになる。
【００８０】
従って、変形例５に係るエアコンプレッサ１６２によっても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始後にタイヤ２０の内圧が経時的に上昇しても、タイヤ２０内への圧縮空気の供給開始から完了までにおけるクランクシャフト８４を回転させるために必要となるトルクを平準化できるので、クランクシャフト８４を回転させる駆動モータ駆動モータを常に高い効率（高負荷）で運転することが可能になり、タイヤ２０に対するシーリング剤３６の注入時間及びポンプアップ時間を効果的に短縮できる、という効果を得られる。
【００８１】
また本実施形態に係るポンプアップ装置３０は、エアコンプレッサ３４，１２２，１３１，１４４，１５０，１６２及びシーリング剤３６を収容した液剤容器４０が装置内に収納され、この液剤容器４０内のシーリング剤３６をタイヤ２０へ注入する注入作業と、この注入作業の完了後にタイヤ２０内へ加圧空気を供給するポンプアップ作業とをそれぞれ自動的に行うもの（シーリング・ポンプアップ装置）であるが、本実施形態に係る各エアコンプレッサ３４，１２２，１３１，１４４，１５０，１６２は、シーリング剤３６を収容した液剤容器が装置本体とは分離して設けられたシーリング・ポンプアップ装置において、この液剤容器を作業者が手等により圧縮変形させ、又は液剤容器内へ圧縮空気を供給することより、液剤容器内のシーリング剤をタイヤ２０内へ注入した後、このシーリング剤が注入されたタイヤ２０内へ加圧空気を供給するシーリング・ポンプアップ装置に用いても良く、またタイヤ２０内に圧縮空気を供給してタイヤ２０の内圧を必要に応じて昇圧するだけの装置（ポンプアップ装置）に用いても良い。
【実施例】
【００８２】
図８に示される従来のレシプロ式エアコンプレッサ（比較例１及び２）及び、図２に示される容積調整機構を備えた本発明に係るエアコンプレッサ（実施例）をそれぞれ用いて空気入りタイヤ内へ圧縮空気を供給した結果を以下に説明する。
【００８３】
図９（Ａ）のグラフには、空気の圧縮比がＲＨに設定された従来のエアコンプレッサ（比較例１）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧ＰＳまで昇圧した際の駆動モータに流れる電流値と、空気の圧縮比がＲＬ（ＲＬ＜ＲＨ＞に設定された従来のエアコンプレッサ（比較例２）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際の駆動モータに流れる電流値と、初期の空気の圧縮比がＲＨに設定され、空気入りタイヤの内圧が規定圧ＰＳに達したときの空気の圧縮比がＲＬに設定された本発明に係るエアコンプレッサ（実施例）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際の駆動モータに流れる電流値がそれぞれ示されている。
【００８４】
また図９（Ｂ）のグラフには、空気の圧縮比がＲＨに設定された従来のエアコンプレッサ（比較例１）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際に吐出される圧縮空気の流量と、空気の圧縮比がＲＬ（ＲＬ＜ＲＨ＞に設定された従来のエアコンプレッサ（比較例２）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際に吐出される圧縮空気の流量と、初期の空気の圧縮比がＲＨに設定され、空気入りタイヤの内圧が規定圧ＰＳに達したときの空気の圧縮比がＲＬに設定された本発明に係るエアコンプレッサ（実施例）を用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際に吐出される圧縮空気の流量がそれぞれ示されている。
【００８５】
図９（Ａ）から明かなように、比較例１及び２に係るエアコンプレッサでは圧力上昇に対して略直線的に駆動モータを流れる電流値が増加するが、実施例に係るエアコンプレッサでは、比較例１及び２に係るエアコンプレッサと比較し、圧力が上昇するに従って駆動モータを流れる電流値の増加率が低下し、また運転開始直後を除いて比較例１に係るエアコンプレッサよりも駆動電流を低いものにできる。
【００８６】
また図９（Ｂ）から明かなように、実施例に係るエアコンプレッサでは、運転開始時には比較例１に係るエアコンプレッサと略等しい圧縮空気の流量が得られ、また規定圧ＰＳに達した運転完了時を除いて比較例２に係るエアコンプレッサを常に上回る圧縮空気の流量を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【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を示す構成図である。
【図２】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアコンプレッサの一例を示す構成図である。
【図３】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアコンプレッサの変形例１を示す構成図である。
【図４】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアコンプレッサの変形例２を示す構成図である。
【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コンプレッサの変形例３を示す構成図である。
【図６】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアコンプレッサの変形例４を示す構成図である。
【図７】図１に示されるポンプアップ装置に適用可能なエアコンプレッサの変形例５を示す構成図である。
【図８】タイヤのポンプアップ装置に適用可能な従来のエアコンプレッサを示す構成図である。
【図９】（Ａ）は本発明及び従来のエアコンプレッサを用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際の駆動モータに流れる電流値の変化を示すグラフ、（Ｂ）は本発明及び従来のエアコンプレッサを用いて空気入りタイヤの内圧を大気圧から所定の規定圧まで昇圧した際に吐出される圧縮空気の流量の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
２０      タイヤ（空気入りタイヤ）
３０      ポンプアップ装置（空気入りタイヤ）
３４      エアコンプレッサ
３６      シーリング剤
８４      クランクシャフト
８６      シリンダ
８８      シリンダ室
８８      補助シリンダ室
９０      吸入口
９０      吸入弁
９２      吐出口
９４      吸入弁
９６      吐出弁
１０２    ピストン
１０２    補助ピストン
１０３    圧縮面
１０８    コンロッド
１１０    ピストンピン
１１２    容積調整機構
１１４    補助シリンダ
１１５    補助シリンダ室
１１６    補助ピストン
１１８    コイルスプリング
１２０    通気管
１２２    エアコンプレッサ
１２４    容積調整機構
１２６    シリンダ
１２７    シリンダ室
１２８    シリンダホルダ
１２９    収納室
１３０    コイルスプリング
１３１    エアコンプレッサ
１３２    容積調整機構
１３４    コンロッド
１３５、１３６    ロッド部
１３８    連結筒
１４０、１４１    摺動部材
１４２    コイルスプリング
１４４    エアコンプレッサ
１４８    体積可変部材
１５０    エアコンプレッサ
１５２    ピストン
１５４    ピストン高さ調整機構
１５６、１５８    ブロック部
１６０    コイルスプリング
１６２    エアコンプレッサ
１６４    シリンダ
１６５    シリンダ室
１６６    熱膨張部材
【図１】
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【図２】
2005337121.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005337121.tif 000009
【図８】
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【図９】
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