(57)【要約】      （修正有）【課題】低温環境下においてシーリング剤の注入時間を短くする。【解決手段】安全弁１０は、シリンダー２４で空気管２０に取り付けられている。シリンダー２４には加圧空気の流入路２６、流入路２６と大気３０を連通させる連通路２８が形成され、流入路２６と連通路２８の間には傾斜面２７が形成されている。連通路２８には開閉弁３２が挿入され、開閉弁３２の外周面は、傾斜面２７と同じ角度の傾斜面３４を有している。開閉弁３２は、流入路２６側に移動して流入路２６を閉じる。開閉弁３２と支持部材４０の間には、螺旋状柱体３８が設けられている。螺旋状柱体３８はゴム部材を螺旋状に折り曲げて形成され、開閉弁３２の周囲に複数個が取付けられている。螺旋状柱体３８は、部材長を押し縮めて取り付けられており、元の長さに戻そうとするゴム部材の復元力で、開閉弁３２を流入路２６側へ付勢している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流路に取り付けられ、前記空気流路の空気が流入する流入路が形成された筐体と、
前記筐体に設けられ、前記流入路と大気を連通する連通路と、
前記連通路に挿入され、前記連通路の軸線方向に移動して前記流入路を開閉させる開閉弁と、
前記流入路を閉じる方向に前記開閉弁を付勢し、前記大気の温度低下に伴い付勢力を増す弾性部材と、
を有する安全弁。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材を螺旋状に折り曲げた螺旋状柱体であり、前記螺旋状柱体を前記開閉弁の周囲に複数配置した請求項１に記載の安全弁。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材の一部を中折れさせた中折れ柱体であり、前記中折れ柱体を前記開閉弁の周囲に複数配置した請求項１に記載の安全弁。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材の柱体の軸線と直交する方向に貫通孔を設けた貫通孔付柱体であり、前記開閉弁の軸線と前記貫通孔付柱体の軸線を一致させて配置した請求項１に記載の安全弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された安全弁を、加圧空気を供給する加圧空気供給手段と補修液が収納された液剤容器を連結する空気流路に取り付けたパンク修理キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全弁及びパンク修理キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
パンク修理キットは、パンクしたタイヤの内部に、液剤容器に貯蔵されたシーリング剤（補修液）を加圧空気で注入し、注入されたシーリング剤でパンク孔を塞ぐ。このとき、加圧空気を送る空気管には安全弁が取り付けられ、加圧空気を適切な圧力に調整している。
【０００３】
安全弁には、空気管から加圧空気が流入される流入路と、流入した加圧空気を大気に開放する連通路が連続して設けられている。連通路には開閉弁が挿入され、連通路の軸線方向に移動して流入路を開閉させる。開閉弁は弾性部材の付勢力で流入路を閉じ、加圧空気の圧力が付勢力を超えたとき、流入路を開いて加圧空気の圧力を下げる。
パンク修理キットでは、加圧空気の制御に加えシーリング剤の制御も要求されている。
そこで、安全弁を制御して、パンク修理時のシーリング剤の固化を回避する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１のパンク修理キット８０は、図９に示すように、パンクしたタイヤ１４と液剤容器１８をジョイントホース２２で接続し、液剤容器１８とエアコンプレッサ１２を空気管２０で接続する。空気管２０には分岐管８８が設けられ、分岐管８８の先端に安全弁８２が取り付けられている。安全弁８２はソレノイド８６で開閉され、ソレノイド８６は流速制御部８４で制御される。
【０００５】
シーリング剤は、せん断力を受けて変形し固化する性質を有し、固化する速度はせん断力が大きいほど速い。シーリング剤の流路の中では、タイヤバルブ１６の位置が最も流速が速く、せん断力が大きい。そこで、流速制御部８４で安全弁８２を開閉させ、加圧空気の圧力を制御する。これにより、シーリング剤の流速が調節され、タイヤバルブ１６の位置におけるシーリング剤の固化が回避される。
【０００６】
しかし、特許文献１では、シーリング剤が低温環境下で硬くなり、タイヤに注入するのに長時間を要する問題を解消できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６１０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑み、低温環境下においてシーリング剤の注入時間を短くできる安全弁、及びパンク修理キット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】
【０００９】
請求項1に記載の発明に係る安全弁は、空気流路に取り付けられ、前記空気流路の空気が流入する流入路が形成された筐体と、前記筐体に設けられ、前記流入路と大気を連通する連通路と、前記連通路に挿入され、前記連通路の軸線方向に移動して前記流入路を開閉させる開閉弁と、前記流入路を閉じる方向に前記開閉弁を付勢し、前記大気の温度低下に伴い付勢力を増す弾性部材と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項1に記載の発明によれば、空気流路に取り付けられた安全弁の筐体には、空気流路から空気が流入する流入路が形成されている。また、筐体には連通路が設けられ流入路と大気を連通している。連通路には、連通路の軸線方向に移動して流入路を開閉させる開閉弁が挿入され、開閉弁は、通路を閉じる方向に弾性部材で付勢されている。弾性部材は、大気の温度低下に伴い付勢力を増す特性を有している。
【００１１】
これにより、低温環境下では、弾性部材の付勢力が増し流入路を閉じる力が強くなる。この結果、空気流路の圧力を上昇させることができ、より高い圧力でシーリング剤をタイヤに注入できる。シーリング剤の注入圧力を高くすることで、シーリング剤を注入する時間を短くできる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の安全弁において、前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材を螺旋状に折り曲げた螺旋状柱体であり、前記螺旋状柱体を前記開閉弁の周囲に複数配置したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、弾性部材は、ゴム部材を螺旋状に折り曲げた螺旋状柱体で形成されている。螺旋状柱体は連通路の軸線方向に押し縮めて取り付けられ、ゴム部材の復元力で開閉弁を付勢する。付勢力の大きさは、螺旋状柱体の寸法や形状、及び螺旋状柱体の本数等で調整できる。また、ゴム部材は大気の温度低下に伴い硬さが増す特性を有しており、大気の温度低下に伴い付勢力が増大する。
これにより、請求項１に記載した作用、効果を得ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の安全弁において、前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材の一部を中折れさせた中折れ柱体であり、前記中折れ柱体を前記開閉弁の周囲に複数配置したことを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、弾性部材は、ゴム部材の一部を中折れさせた中折れ柱体で形成されている。中折れ柱体は連通路の軸線方向に押し縮めて取り付けられ、ゴム部材の復元力で開閉弁を付勢する。付勢力の大きさは、中折れ柱体の寸法や形状、及び中折れ柱体の本数等で調整できる。また、ゴム部材は大気の温度低下に伴い硬さが増す特性を有しており、大気の温度低下に伴い付勢力を増大する。
これにより、請求項１に記載した作用、効果を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の安全弁において、前記弾性部材は、前記大気の温度低下に伴い硬さが増すゴム部材の柱体の軸線と直交する方向に貫通孔を設けた貫通孔付柱体であり、前記開閉弁の軸線と前記貫通孔付柱体の軸線を一致させて配置したことを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、弾性部材は、ゴム部材の柱体の軸線と直交する方向に貫通孔を設けた貫通孔付柱体で形成され、貫通孔付柱体が、開閉弁の軸線と貫通孔付柱体の軸線を一致させて配置されている。
【００１８】
貫通孔付柱体は、貫通孔の位置で変形され、連通路の軸線方向に押し縮めて取り付けられ、ゴム部材の復元力で開閉弁を付勢する。付勢力の大きさは貫通孔の形状や大きさ、貫通孔付柱体の形状等で調整できる。また、ゴム部材は大気の温度低下に伴い硬さが増す特性を有しており、大気の温度低下に伴い付勢力が増大する。
これにより、請求項１に記載した作用、効果を得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係るパンク修理キットは、請求項１〜４のいずれか１項に記載された安全弁を、加圧空気を供給する加圧空気供給手段と補修液が収納された液剤容器とを連結する空気流路に取り付けたことを特徴としている。
請求項５に記載の発明によれば、パンク修理キットの加圧空気供給手段と液剤容器とを連結する空気流路に、請求項１〜４のいずれか１項に記載された安全弁が取り付けられている。
【００２０】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された安全弁は、上述したように、低温環境下で開閉弁を開閉する弾性部材の硬さが上昇する。これにより、低温環境下では、弾性部材の付勢力が増大し流入路を閉じる力が強くなる。この結果、空気流路の圧力を上昇させることができ、より高い圧力でシーリング剤をタイヤに注入できる。
即ち、シーリング剤の注入圧力を高くすることで、シーリング剤を注入する時間を短くできるパンク修理キットを提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成としてあるので、低温環境下でシーリング剤の注入時間を短くできる安全弁、及びパンク修理キットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る安全弁の基本構成を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るゴム部材の温度と硬度の一般的な関係を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る安全弁の基本構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る安全弁の基本構成を示す部分断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る安全弁の展開例の基本構成を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る安全弁の他の展開例の基本構成を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る安全弁の他の展開例の基本構成を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るパンク修理キットの基本構成を示す模式図である。
【図９】従来例の安全弁及びパンク修理キットの基本構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１のモデル化した部分断面図に示すように、第１の実施の形態に係る安全弁１０は、筒状のシリンダー２４を有し、シリンダー２４の一端が、矢印Ａで示す加圧空気を送る空気管２０に取り付けられている。
【００２４】
シリンダー２４内部の空気管２０側には、空気管２０から加圧空気が流入する流入路２６が形成されている。また、シリンダー２４内部の大気３０側には、流入路２６と大気３０を連通する連通路２８が形成されている。連通路２８は流入路２６より大径とされ、流入路２６と連通路２８の間には、異径部を斜面で結ぶ傾斜面２７が形成されている。
【００２５】
連通路２８の流入路２６側には、連通路２８の軸線方向に移動可能とされた開閉弁３２が挿入されている。開閉弁３２の流入路２６側は、外周面が傾斜面２７と同じ角度の傾斜面３４を有する円錐体とされている。円錐体は、連通路２８側から流入路２６側に向けて小径とされている。
【００２６】
開閉弁３２を流入路２６側に移動させ、円錐体の傾斜面３４をシリンダー２４の傾斜面２７と重ね合わせることで、流入路２６を閉じることができる。なお、円錐体の傾斜面３４には、連通路２８の軸線と直交する方向にゴムパッキン３６が取り付けられており、傾斜面３４と傾斜面２７との隙間を塞ぎ、加圧空気の漏れを防止している。
【００２７】
また、開閉弁３２を流入路２６側と反対側に移動させれば、流入路２６を開放することができる。流入路２６が開放されると、空気管２０から、矢印ａで示す加圧空気が、連通路２８を通って大気３０に開放される。
【００２８】
連通路２８の流入路２６側と反対側の端部には、後述する螺旋状柱体３８を支持する支持部材４０が設けられている。支持部材４０は、円盤状に形成され中央部に開口部５６が設けられた平板であり、外周面でシリンダー２４の内壁に固定され、開口部５６は、加圧空気を大気３０へ開放する時の通路とされている。
【００２９】
連通路２８の中心部には支柱５８が設けられている。支柱５８は、開閉弁３２の傾きを防止する目的で設けられ、一端が開閉弁３２に接合され、他端はいずれにも接合されず開口部５６に挿入されている。
【００３０】
開閉弁３２と支持部材４０の間には、螺旋状柱体３８が設けられている。螺旋状柱体３８は、ゴム部材を螺旋状に折り曲げて形成され、連通路２８の軸線と並行に配置され、開閉弁３２の周囲に複数個が取付けられている。螺旋状柱体３８は、螺旋状に折り曲げられたゴム部材を押し縮め、部材長を短くして取り付けられており、部材長を元の長さに戻そうとするゴム部材の復元力で、開閉弁３２を流入路２６側へ付勢している。
【００３１】
付勢力の大きさは、設定圧力まで加圧空気を逃がさないよう安全弁１０を閉じるのに必要な力とされ、開閉弁３２を付勢する螺旋状柱体３８の寸法、形状、使用本数等を調整して確保する。なお、付勢力の目安として、安全弁の作動圧力を３５０ＫＰａにすればよい。加圧空気を３５０ＫＰａ以下に維持することにより、タイヤの耐圧規格を満足し、かつ、エアコンプレッサ等の他の部品類に悪影響を生じさせることはない。
【００３２】
図２の特性Ｂで示すように、一般的にゴム部材の温度と硬度の関係は、温度が低下すると硬度が上昇する関係を有している。即ち、螺旋状柱体３８をゴム部材で形成することにより、温度低下に伴い螺旋状柱体３８の硬さを上昇させ、付勢力を増大させ、開閉弁３２を閉じる力を強くすることができる。
【００３３】
この結果、加圧空気の圧力を上昇させることができ、より圧力の高い加圧空気でシーリング剤をタイヤに注入できる。シーリング剤の注入圧力を高くすることで、シーリング剤をタイヤに注入する時間を短くできる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図３の部分断面図に示すように、第２の実施の形態に係る安全弁４２は、第１の実施の形態で説明した安全弁１０の螺旋状柱体３８を、中折れ部を有する中折れ柱体４４に置き換えた構成である。
【００３５】
中折れ柱体４４はゴム部材で形成され、中央部に中折れ部を有した構成である。中折れ部は、鈍角αで折り曲げられ、折り曲げ部を中心方向に向けて開閉弁３２と支持部材４０の間に複数個が配置されている。
【００３６】
中折れ柱体４４の両端部は、連通路２８の軸線と並行に配置され、中折れ柱体４４の部材長を短くする方向に押し縮められ、部材長を元の長さに戻そうとするゴム部材の復元力で、開閉弁３２を付勢している。
【００３７】
開閉弁３２を付勢する付勢力は、中折れ柱体の寸法、形状、使用本数等を最適値に調整して確保される。また、中折れ柱体４４は、既述した特性Ｂを備えたゴム部材で形成されており、第１の実施の形態と同じ作用、効果を得ることができる。
【００３８】
なお、中折れ部は、鈍角αで折り曲げられ、折り曲げ部を中心方向に向けて配置されているが、これに限定されることはなく、折り曲げ部を放射状に外方向に向けて配置してもよい。また、折り曲げ角度は鈍角でなく半円形等の他の形状でもよい。
安全弁４２の他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図４の部分断面図に示すように、第３の実施の形態に係る安全弁４６は、第１の実施の形態で説明した安全弁１０の螺旋状柱体３８を、貫通孔付柱体４８に変更した構成である。
【００４０】
貫通孔付柱体４８は、ゴム部材で柱体を成形し、柱体の軸線と直交する方向に正方形断面の貫通孔５０を設けた構成である。連通路２８の軸線と貫通孔付柱体４８の軸線を一致させ、開閉弁３２と支持部材４０の間に配置している。
【００４１】
貫通孔付柱体４８は、連通路２８の軸線方向に押し縮められ、貫通孔５０の位置で変形し、部材長を短くした状態で取り付けられており、部材長を元に戻そうとするゴム部材の復元力で開閉弁３２を付勢している。付勢力の大きさは、貫通孔５０の形状や大きさ、貫通孔付柱体４８の寸法や形状等で調整できる。
【００４２】
また、貫通孔付柱体４８は、既述した特性Ｂを備えたゴム部材で形成されており、第１の実施の形態と同じ作用、効果を得ることができる。
なお、貫通孔５０の形状は、正方形（菱形）で示したが、これに限定されることはなく、円形、楕円形、及び正方形以外の多角形等でもよい。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００４３】
次に、貫通孔付柱体４８の展開例について説明する。
図５に示すように、弁一体柱体５２は、貫通孔付柱体４８と開閉弁３４を、既述した特性Ｂを備えたゴム部材で一体形成した構成である。更に、ゴムパッキン３６も同じゴム弾性体で一体形成してもよい。
【００４４】
これにより、安全弁４６の部品点数を減らすことができると共に、貫通孔付柱体４８のみをゴム部材で形成した場合と同じ作用、効果を得ることができる。
【００４５】
図６に示すように、支持部一体柱体５４は、貫通孔付柱体４８と支持部４０を、既述した特性Ｂを備えたゴム部材で一体形成した構成である。
これにより、安全弁４６の部品点数を減らすことができると共に、貫通孔付柱体４８のみをゴム部材で形成した場合と同じ作用、効果を得ることができる。
【００４６】
図７に示すように、全体一体柱体５８は、貫通孔付柱体４８、開閉弁３４、及び支持部４０を、既述した特性Ｂを備えたゴム部材で一体形成した構成である。更に、ゴムパッキン３６も同じゴム弾性体で一体形成してもよい。
これにより、安全弁４６の部品点数を減らすことができると共に、貫通孔付柱体４８のみをゴム部材で形成した場合と同じ作用、効果を得ることができる。
【００４７】
（第４の実施の形態）
図８の部分断面図に示すように、第４の実施の形態に係るパンク修理キット６０は、加圧空気を供給するコンプレッサ１２を有している。加圧空気は、空気管２０で、シーリング剤が収納された液剤容器１８に送られる。液剤容器１８は、ジョイントホース２２で、図示しないタイヤと接続され、加圧空気で押し出されたシーリング剤をタイヤ内部に注入する。
【００４８】
空気管２０には、第１の実施の形態で説明した安全弁１０が取り付けられ、空気管２０で送られる加圧空気の圧力を調整している。
これにより、低温環境下でパンク修理作業をする場合には、上述したように、ゴム部材で形成された螺旋状柱体３８の硬さが増大し、開閉弁３２を閉じる付勢力が増す。
【００４９】
この結果、加圧空気の圧力を上昇させることができ、より圧力の高い加圧空気でシーリング剤をタイヤに注入できる。シーリング剤の注入圧力を高くすることで、シーリング剤をタイヤに注入する時間を短くできる。
【００５０】
なお、第１の実施の形態で説明した安全弁１０について説明したが、第２の実施の形態で説明した安全弁４２、及び第３の実施の形態で説明した安全弁４６を用いても、同じ作用、効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  安全弁
１２  エアコンプレッサ（加圧空気供給手段）
１８  液剤容器
２０  空気管（空気流路）
２４  シリンダー（筐体）
２６  流入路
２８  連通路
３０  大気
３２  開閉弁
３８  螺旋状柱体（弾性部材）
４２  安全弁
４４  中折れ柱体（弾性部材）  
４６  安全弁
４８  貫通孔付柱体（弾性部材）  
５０  貫通孔
６０  パンク修理キット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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