(57)【要約】  加圧室５からの気体を容器１７へ送出して該容器からシーリング材１５を車のタイヤ１８へと供給するか及び／又はタイヤに気体を圧入する装置Ｐであって、加圧室５内に振動運動するピストン４が装着され、ピストン４には、ピストン４の運動方向の変化に応じて前記加圧室の側壁２８との距離が変化するシール２０が配置されることを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧室（５）からの気体を容器（１７）へ送出して該容器からシーリング材（１５）を車のタイヤ（１８）へと供給するか及び／又はタイヤに気体を圧入する装置（Ｐ）であって、
加圧室（５）内に振動運動するピストン（４）が装着され、
ピストン（４）には、ピストン（４）の運動方向の変化に応じて前記加圧室の側壁（２８）との距離が変化するシール（２０）が配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
加圧室（５）からの気体を容器（１７）へ送出して該容器からシーリング材（１５）を車のタイヤ（１８）へと供給するか及び／又はタイヤに気体を圧入する装置（Ｐ）であって、
加圧室（５）内に振動運動するピストン（４）が装着され、
ピストン（４）には、駆動機構（１）の駆動軸（２）の回転運動を振動運動に変換する伝道部材（３）が配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
ピストン（４）は、付勢部材（６）がピストン（４）を伝道部材（３）に押圧するように、伝道部材（３）と付勢部材（６）の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
伝道部材（３）は、少なくとも１つの突出部（３．１／３．２）を備えたカムであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記カムは、２つの突出部（３．１、３．２）を備えた二重カム（３）であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
二重カム（３）は、断面が楕円形であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
付勢部材（６）は、送出口（９）の形成された加圧室（５）の覆壁（２９）とピストン（４）の前面（２６）との間に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
付勢部材（６）は、その一端がピストン（４）の前面（２６）に形成された孔（７）に装着され、他端が送出口（９）の形成された加圧室（５）の覆壁（２９）に支えられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
付勢部材（６）は、押圧バネであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
送出口（９）に逆止弁（１０）が装着されていることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
加圧室（５）は、加圧シリンダー（２５）を形成している側壁（２８）及び覆壁（２９）により規定されることを特徴とする請求項２ないし請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
駆動機構（１）は、電動モータであることを特徴とする請求項２ないし請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
駆動機構（１）は、加圧シリンダー（２５）に連結された前面壁（８）を備えていることを特徴とする請求項２ないし請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記シールは、環状シール（３３）であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
ピストン（２７．１）は、少なくとも１つの円錐面（３２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
円錐面（３２）は、ピストン（２７．１）の凹み（３１）に備えられていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
環状リング（３３）は、ピストンが動く際に、加圧室の側壁（２８）に接触するまで、円錐面（３２）に沿って外方へ広がることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記シールは、リップシール（２０）であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
リップシール（２０）は、ピストン（４）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
リップシール（２０）は、その先端部（２４）が加圧室（５）へと伸張していることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
先端部（２４）が規定する直径は、ピストン（４）の外径よりも大きいことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
リップシール（２０）は、ピストン（４）に形成された凹部（２１、２２）の境界を成していることを特徴とする請求項１ないし請求項１３、請求項１８ないし請求項２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記凹部の一方（２１）は、加圧室（５）の送出口（９）に向いたピストン（４）の前面（２６）に形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記凹部の他方（２２）は、ピストン（４）の側面を廻って形成されていることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
凹部（２１、２２）の断面が、Ｕ−字状の溝に形成されていることを特徴とする請求項２２ないし請求項２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
凹部（２１、２２）のリップシール（２０）に向いた側面は、ピップシール（２０）から離れた側面よりも小さな曲がり／傾斜を備えていることを特徴とする請求項２２ないし請求項２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
リップシール（２０）の断面は、先端部（２４）に向かって先細であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３、請求項１８ないし請求項２６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び請求項２に記載の特徴を備えた気体の供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、加圧室から、特にシーリング材並びに空気を車のタイヤに圧入する容器への気体を供給する装置が開示されている。この装置では、シーリング材の容器は圧縮機に連結されている。圧縮機は、膜圧縮機として形成され、容器内の空気を圧縮してシーリング材を容器から押出す際に、圧縮された空気が加熱されるが、冷却又は除熱はできない。過熱により、膜圧縮機が故障することもある。更に、膜圧縮機はシーリング材の容器と一体に形成されているので簡単には交換できないとの問題点もある。例えば、シーリング材の容器が空で、新たな容器が膜圧縮機と簡単に連結できない場合には、環境汚染が問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０４２９１１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、環境汚染が無く、過熱を防ぎ、簡単に構築でき且つ小型の気体の供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による課題は、下記のように構成された装置により解決される。
【０００６】
加圧室からの気体を容器へ送出して該容器からシーリング材を車のタイヤへと供給するか及び／又はタイヤに気体を圧入する装置であって、前記加圧室内に振動運動するピストンが装着され、前記ピストンには、前記ピストンの運動方向の変化に応じて前記加圧室の側壁との距離が変化するシールが配置された装置。
【０００７】
また、前記ピストンには、駆動機構の駆動軸の回転運動を振動運動に変換する伝道部材が配置された装置。
【０００８】
この構成により、ピストンの上下への動きにより、シール部材の気密性が変化し、圧縮される空気及びピストンを冷却する空気をピストンに供給することが可能となる。
【０００９】
更に、駆動軸の回転運動が振動運動に変換される伝道部材をピストンに配置することにより上記課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】加圧室から気体を供給する装置の部分断面斜視図
【図２】図１に示す装置の稼動時の断面図
【図３】別の実施例の気体を供給する装置のピストンが下方に移動する際の模式断面図
【図４】図３のピストンが上方に移動する際の模式断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明では、伝道部材を効果的に形成することにより、その回転がピストンの往復振動へと変換される。これは複雑な構造ではなく、異なった伝道部材と簡単に組み合わせ可能な構成部材である。他の形態も考えられが、例えば、駆動機構は電動モータである。実際には、駆動機構は、伝道部材が取付けられた駆動軸を備えているに過ぎない。
【００１２】
シールは、加圧シリンダーを気密にするように装着されたリップシールが好ましい。シールが柔軟で弾性的に形成されて、ピストンが上方に動く際に気密で、下方に動く際に気密性が解除されように空気が流れれば、別のシール法も考えられる。
【００１３】
シールは、ピストンと一体に形成されることが好ましい。すなわち、ピストンとシールは、シールを可動とする柔軟性、並びにピストンが十分な頑丈さ備えて伝道手段により生成された振動運動が緩和されないような性状の同一の材料で生成されことが必要である。
【００１４】
ピストンはゴムから形成することができる。しかし、シールが気密性と離脱性を満たし且つピストンが伝道部材の振動運動を伝達できるほど十分な柔軟性並びに頑丈さを備えた別の合成樹脂も考えられる。
【００１５】
更に、シールは、ピストンの加圧室へと伸張する先端部を形成しているので、ピストンの圧縮工程では十分な気密性が発揮されることが重要である。また、先端部が加圧室と連結した可逆的で気密な連結部材を形成して、ピストンが上方へ動く際に空気が圧縮される構成も考えられる。この場合、先端部の径はピストン本体の径よりも大きくなる。ピストン本体は、加圧室の内壁との間に遊びを備えているので、空気が吸引されてシールへと導かれる。
【００１６】
更に、シールに接している凹部が備えられていることが重要であり、吸引と圧縮が保障される。凹部は、シールに柔軟性を付与するので、シールはピストンの動く方向に応じてシール効果が変化する。凹部の形状は重要ではない。しかし、凹部は、シールに十分な柔軟性を付与してそこに十分な空気が溜まってシールの状態が変化することを保障する形状でなければならない。
【００１７】
更に、ピストンが下方に動く際に新たな吸引された空気が溜まる別の凹部がシールの下方で、ピストンの側周面に形成されることが重要である。この空気が、シールを加圧シリンダーの壁から離すようにシールを加圧するので、吸引された空気がピストン本体の周りを流れてピストンを冷却してピストンの前面に溜まる。
【００１８】
前述の凹部の外見は重要ではない。溜められた空気により押脱又は押圧が確実に行われることが重要である。
【００１９】
実施例によっては、凹部は、ピストンの前面内又はピストンの加圧室の側壁に環状に形成された断面が液滴状又はＵ−字状の溝である。
【００２０】
凹部はシールに向けてやや傾斜して形成されることが好ましい、シールから離れた側の溝は大きな曲がり／傾斜を備えているので、液滴状の溝が形成される。この液滴状の溝に空気が溜まり、溝はシールに向って押圧される。
【００２１】
好適な実施例では、リップシールは、断面がＶ−字状の先細の先端部が形成されている。
【００２２】
しかし、先端部が加圧シリンダーの側壁に気密に装着されて動きに応じて、空気を密閉するか又は通過させることが可能であれば、別の形状の先端部でもよい。
【００２３】
別の実施例では、シールは環状シールとして形成される。これにより、磨耗したシールを簡単に交換できる。
【００２４】
ピストンは、少なくとも円錐状の面を備えることが好ましい。特に、円錐状の面は、ピストンに凹所を備えることが好ましい。特に、凹所は、ピストンの上部に全周に渉って備えることが好ましい。環状シールは、ピストンが動く際に、円錐面に沿って加圧室の壁に接するまで外側に動くように配置することが目的に適っている。これによって、加圧室が気密にシールされる。特に、ピストンが上方に動く際には、シール環が加圧室の壁に接するように配置することが好ましい。ピストンが下方に動くと、気体、好ましくは空気が加圧室に吸引されてシール環は凹所の内部に位置するようになる。
【００２５】
本発明による装置は多面的に調整可能である。周期は、１０〜２００００ストローク／分が好ましい。しかし、２０〜４００００スローク／分も可能である。これは高速度のピストンにより達成される。カムは例えば１６７回転／秒で駆動される。これは、３３４ストローク／秒に相当し、ピストンの速度は２．３４ｍ／秒となる。
【００２６】
シールが内部にあって、加圧室の壁に軽く接している状態では、気密性は発揮されない。ストロークが迅速に動くと、摩擦力によりシール環は気密な位置を占めるようになる。
【００２７】
ピストンは、少なくとも１つの放射状の溝を備えることが目的に適っている。この少なくとも１つの溝は、凹所の下面又は内側に備えられることが好ましい。吸引ストローク工程では、媒体、好ましくは空気が放射状の溝を経てシール環を通り過ぎて流れる。
【００２８】
本実施例における稼動中のピストンは熱くはない。ピストンは自己潤滑性で且つ整備不要であることが好ましい。
【００２９】
更に、好適な実施例では、ピストン前面と加圧シリンダーの覆壁との間に押圧バネとして付勢部材が配置されている。押圧バネは合成樹脂製であることが好ましい。しかし、例えば、弾性のあるゴム栓でもよい。ここでは、付勢部材が、ピストンを駆動機構の伝導部材に押圧して、ピストンの下側と伝道部材が絶えず接触できるのに十分な力を生成できればよい。
【００３０】
伝道部材は、２つの突出部を備えた二重カム構造であり、断面が楕円形を呈している。しかし、異なった形状の伝道部材も考えられる。例えば、１つの突出部を備えた単一カム構造でもよい。更に、３つの突出部を備えた伝道部材も考えられる。ここでは、駆動軸の回転運動が、伝道部材により振動運動に変換されることが重要である。
【００３１】
駆動機構は、電動モータが好ましい。しかし、別の駆動機構も考えられる。ここでは、駆動機構が回転運動を生成することが重要である。
【００３２】
好適な実施例では、装置の構成部品は合成樹脂製である。
【００３３】
以下図面を用いて、本発明による実施例を説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１から明らかなように、加圧室からの気体を供給する装置Ｐは、駆動機構１、駆動機構に装着された駆動軸２、並びに駆動軸に固定された伝道部材３を備えている。駆動機構１は、電動モータが好ましい。
【００３５】
図１に示すように、伝道部材３は、第１の突出部３．１及び第２の突出部３．２を有する二重カム構造である。伝道部材３は、突出部３．１と突出部３．２が互いに鏡像関係となるように、駆動軸２に装着されている。伝道部材３の楕円形状により、駆動軸２の回転運動が振動運動へと変換される。この振動運動は、加圧室５（図２参照）に装着されたピストン４が上下に動くように作用する。
【００３６】
ピストン４は、常に伝道部材３に接するように、付勢部材６により伝道装置３に対して押圧されている。
【００３７】
付勢部材６は、一端がピストン４の孔７に装着されて案内され、他端が加圧室５の上部覆壁２９に支えられた螺旋状の押圧バネが好ましい。
【００３８】
図２から明らかなように、加圧室５は、上部覆壁２９及び上部覆壁２９に垂直に連結されてピストンをほぼ完全に囲む円筒状の側壁２８とで形成される加圧シリンダー２５が、加圧室５を規定している。図１、２から明らかなように、加圧室（５）は、駆動機構１の前面壁（８）と一体的に連結されている。
【００３９】
更に、加圧室５の上部覆壁２９には、孔７と同心に送出口９が形成されている。予め設定された圧力に達すると、ピストン４により圧縮された空気が送出口９から送出される。そのために、ピストン４により圧縮された加圧室５内の空気の圧力が所定の値に達するまで送出口９を閉鎖している逆止弁１０がハウジング１１内に備えられている。この圧力は、ピストン４の気密性にも重要である。逆止弁は、ハウジング１１に案内される中心に軸１３が形成されたフラップ１２を備えている。該フラップには、フラップを送出口９へと押圧する付勢部材１４が載置されている。図では、付勢部材１４は、螺旋状のバネとして示されている。
【００４０】
図２に示すように、ハウジング１１にはホース連結部材３０が連結され、該連結部材にはホース１６が気密に取付けられているので、加圧室５で圧縮された気体が送出できる。ホース１６は、タイヤ１８に（不図示の）弁から直接に連結するか、又はホース１６をシーリング材容器１７に連結して、装置Ｐにより先ずシーリング材、次いで気体をタイヤ１８内へ圧送してもよい。図では、模式的に示した連結配管１９は、タイヤ１８の弁に気密に連結されている。
【００４１】
ピストンは、２つの極点、上死点と下死点の間を動く。図１に示すように、ピストン４が伝道部材３の第一又は第二の突出部３．１／３．２と接する位置では、ピストン４は上死点の位置を占める。ピストンが伝道部材３の平らな部分３．３と接する位置では、ピストン４は下死点の位置を占める。ピストン４が上死点から下死点へと動くと、空気が吸い込まれ且つピストン４が冷やされる。
【００４２】
ピストン４が下死点から上死点へと動くと、吸い込まれた空気が圧縮される。その際、ピストン４に備えられたシール２０が関与する。
【００４３】
前記シールは、第一の凹部２１と第二の凹部２２の境界を成している。図示したように、シール２０は、加圧室５の側壁２８に向けてその先端部２４が先細に形成され側壁２８に接するリップシールであることが好ましい。第一及び第二の凹部２１、２２は、それぞれに空気が溜まり、ピストン４の動く方向に応じて、リップシール２０が側壁２８に強く押圧されてピストン前面２６に空気が圧縮されるか又は、リップシール２０が側壁２８から離脱してピストン前面２６に空気が吸引される。
【００４４】
ピストン４の前面２６には孔７の中心と同心に環状で断面が溝状に形成された第一の凹部２１が備えられ、凹部２１の壁部はリップシール２０に向いて、やや上向きか又は曲がっており、凹部の一部は孔７の方向に伸張している。そのため、ピストン４が上死点に向かって動くと、溜められた空気に支えられて第一の凹部は液滴状になる。
【００４５】
溜められた空気は、ピストンが上昇する間に第一の凹部において圧縮されてリップシールが側壁に押圧される。リップシールが押圧されることによりピストンがシリンダー２５を自動的に密閉する。逆止弁１０に助長されて凹部内に圧力が生じ、所定の圧力に達すると、付勢部材１４に制御されている逆止弁１０が開く。逆止弁１０が開くと、圧縮された空気はホース１６を介して例えばタイヤ１８へと供給される。
【００４６】
更に、ピストン４の外周面には、第一の凹部と同様の断面形状のやや大きい第二の凹部２２がピストン４の外周面を廻って形成されている。付勢部材６によりピストン４が下方へ下死点に向かって動くと、ピストン４の外周面と加圧シリンダーの側壁２８の間の空隙２３を通って空気が流れ第二の凹部２２に溜まって、リップシール２０を側壁２８から離脱させるので、空気がリップシール２０を通過してピストン４の前面に溜まる。この空気の流れがピストン４を冷却するので、圧縮過程による装置の加熱を防ぐことができる。
【００４７】
以下に気体を供給装置の作用を述べる。
【００４８】
ホースからの漏れによりタイヤ１８に十分な圧力を保持できない場合には、タイヤ１８を元の圧力に戻すように、気体を供給する装置Ｐを用いてもよい。
【００４９】
更に、タイヤ１８のチューブに穴が開いてタイヤ圧が減ずる場合には、空気を注入する前に、シーリング材容器１７のシーリング材１５を供給してもよい。そのために、シーリング材容器１７の一端に備えられた連結口にホース１６が取付けられる。駆動機構１が始動すると、駆動軸２が二重カム構造の伝達部材３を駆動し、駆動軸２の回転運動が振動運動に変換されてピストン４が加圧シリンダー内を上下に動かされる。付勢部材６は、その圧力によりピストンを始動位置に戻す役割を担っている。このピストンの上下運動並びに凹部２１、２２を有するピストンの前端面に形成されたリップシールにより、空気がシーリング材容器１７へと圧送されて、該容器内のシーリング材は漏れがあるタイヤ１８へと圧送される。シーリング材は圧送された気体により破損したチューブへ送られて漏れが密閉される。チューブが密閉された後に、装置Ｐによりタイヤ１８のチューブにポンプで気体が注入される。
【実施例２】
【００５０】
図３、４には、気体を圧送する装置の別の実施例が示されている。本実施例の装置は、前述の実施例と類似であるが、シリンダー２５内に装着された異なったピストン２７．１を備えている。
【００５１】
ピストン２７．１には、環状シール３３が装着されている。ピストン２７．１は、環状シール３３を収納する凹み３１を備えている。この凹み３１は、ピストン２７．１の上部にあり、ピストン２７．１の外周にまで伸張している。
【００５２】
凹み３１の内側は円錐面３２に形成されている。円錐面に対抗する内側又は下面は、放射状の溝３４を備えている。場合によっては、複数の放射状の溝を備えてもよい。
【００５３】
本実施例の作用は、実施例１と同様である。以下、シールの作用について述べる。
【００５４】
図３には、矢印Ｋで示されるピストン２７．１の下方への動きが示されている。この場合、環状シール３３は凹み３１内に在り、気体は加圧室５に吸引される。この図では、環状シール３３はシリンダー２５の側壁２８には接触していない。
【００５５】
不図示ではあるが、実施例によっては図３のような動きの場合に、シリンダーの側壁に接して、しかも気密作用を発揮しない状態に環状シールを配置することも考えられる。この場合、気体は環状シールを経て加圧室に吸引できる。
【００５６】
図４の矢印Ｇで示されるピストン２７．１の上方への動きと共に又は始動直後に、加圧室とピストン２７．１の間を廻る空隙を閉鎖するように環状シールの位置が変化する。加圧室５内の気体は、開口９を通って押出される。ピストンの速度には余り影響されない慣性及び／又はシリンダー２５の内壁に僅かに接して摩擦のために、環状シールが円錐面３２を廻って配置されていることにより環状シールの拡大が助長される。
【符号の説明】
【００５７】
１    駆動機構
２    駆動軸
３    伝道部材
４    ピストン
５    加圧室
６    付勢部材
７    孔
８    前面壁
９    送出口
１０  逆止弁
１１  ハウジング
１２  フラップ
１３  軸
１４  付勢部材
１５  シーリング材
１６  ホース
１７  シーリング材容器
１８  タイヤ
１９  連結配管
２０  リップシール
２１、２２  凹部
２３  空隙
２４  先端部
２５  加圧シリンダー
２６  ピストン前面
２８  側壁
２９  上部覆壁
３０  ホース連結部材
３１  凹み
３２  円錐面
３３  環状シール
３４  溝
Ｐ    装置
Ｇ    ピストンの上方への動きを示す矢印
Ｋ    ピストンの下方への動きを示す矢印
【図１】
2012511655.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2012511655.tif 000007
2012511655.tif 000008
2012511655.tif 000009
2012511655.tif 000010
2012511655.tif 000011
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