JP4133945B2 - タイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンクしたタイヤへのパンクシーリング剤の装填、及びタイヤ内に装填されたパンクシール剤の抜き取りを可能とするタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置に関する。

このような装置として、図６の示す如き構造のものが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。この装置ａでは、変形容易なプラスチック容器ｂを用い、この容器ｂを手で圧搾（押圧）することによりパンクシーリング剤をタイヤＴ内に装填する（図６（Ａ））。しかる後、この容器ｂを取り外し、タイヤＴに別途コンプレッサを接続してポンプアップし、その後タイヤＴを走行させることにより、パンク穴がパンクシーリング剤によって応急的にシールされる。この方法を分離システムという場合がある。

そして、応急的に修理された前記タイヤＴは、適当な時期に、自動車整備工場などのタイヤ補修場所に持ち込んで、新品タイヤへの交換等が行われる。このとき、前記タイヤＴからパンクシーリング剤を抜き取ることが必要であり、そのために図６（Ｂ）に示すように、装填時に用いた前記装置ａを再使用する。具体的には、装置ａのホースｃを、空気バルブを取り除いたバルブ取付孔Ｔ１からタイヤ内に挿入し、手によって前記容器ｂの変形／復帰を繰り返すことにより、そのとき発生する吸引力よってパンクシーリング剤を容器ｂ内に回収できる。

他方、パンクの応急修理方法としては、前記分離システム以外に、金属製の耐圧容器に、タイヤ及びコンプレッサをホースを用いて接続し、コンプレッサからの高圧空気を耐圧容器に供給することで、耐圧容器内のパンクシーリング剤をタイヤ内に圧送せしめ、その後、引き続いて流れる高圧空気によってタイヤを自動的にポンプアップするものが提案されている（例えば特許文献３など）。この方法を一体システムという場合がある。

特開２００３−１２７２４２号公報 特開２００４−１１４５２４号公報 特開２０００−１０８２１５号公報

しかし、前記一体システムでは、高強度の耐圧容器が用いられるため、前述の如き容器を繰り返して変形／復帰させる方法を採用することが困難である。そのため一体システムでは、シーリング剤抜取り用の吸引装置が別途必要になるという問題を招いていた。

そこで本発明は、装置の空気流路に、流路径を絞ったベンチュリー部を有するベンチュリー流路を用いることを基本として、装置コストの上昇や装置構造の複雑化等を招くことなく、一体システムにおいて、パンクシーリング剤の装填と抜き取りとを、ワンタッチで自在に切り替えでき、使い勝手を高めるとともに、専用の吸引装置を不要とし経済性に優れるタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、パンクしたタイヤへのパンクシーリング剤の装填、及びタイヤ内に装填されたパンクシール剤の抜き取りを可能とするタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置であって、
パンクシーリング剤を収納しうる耐圧ボトルと、この耐圧ボトルを取付けできる装置本体と、前記耐圧ボトルに収容されたパンクシーリング剤をタイヤに送給し、又は抜き戻す送給ホース手段と、高圧空気源とを含むとともに、
前記装置本体は、
ベンチュリー部を有するベンチュリー流路、
前記ベンチュリー部からのび、かつ前記取り付けられた耐圧ボトルの内部に至る第１の流路、
及び前記耐圧ボトルの内部からのび、かつ該第１の流路とは前記耐圧ボトルの内部でのみ連通するとともに、前記送給ホース手段の一端が接続される第２の流路を具え、
しかも前記ベンチュリー流路の一方端に、前記高圧空気源と接続しうる空気取入れ口を設け、かつベンチュリー流路の他方端を、開閉部により開放、閉止可能としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記開閉部の閉止による高圧空気が、前記ベンチュリー部から第１の流路をへて耐圧ボトルに送られることにより、パンクシーリング剤を、第２の流路、送給ホース手段をへてタイヤに送給するとともに、
前記開閉部を開くことによるベンチュリー部で生じる負圧が、前記第１の流路、耐圧ボトル、第２の流路、送給ホース手段に作用してタイヤ内のパンクシーリング剤を抜き取ることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記タイヤ内のパンクシーリング剤の抜き取に際して、前記耐圧ボトルを上下反転することを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記ベンチュリー部の口径比Ｄ／ｄは、２〜１０であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、装置コストの上昇や装置構造の複雑化等を招くことなく、一体システムにおいて、パンクシーリング剤の装填機能と抜取り機能との双方を付与することができ、付加価値を高めかつ使い勝手を向上しうる。又専用の吸引装置が不要となるなど、経済的に大きく貢献することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のパンクシーリング剤送給、抜取り装置が、パンクの応急修理に使用されている場合を例示する断面図、図２はその主要部を拡大して示す断面図である。

図１において、パンクシーリング剤送給、抜取り装置（以下送給・抜取り装置という）１は、パンクシーリング剤Ａを収納しうる耐圧ボトル２と、この耐圧ボトル２を取付けできる装置本体３と、前記耐圧ボトル２内のパンクシーリング剤ＡをタイヤＴに送給する（又は抜き戻す）送給ホース手段４Ａと、高圧空気源５とを含んで構成される。

前記耐圧ボトル２は、好ましくは８００ｋＰａ以上の耐圧を有するボトル状の耐圧容器であって、その容器首部２Ａの先端には、シーリング剤取出し用の取出し口２Ａ１が開口している。

又前記装置本体３は、図２に示すように、例えば円柱状等の柱状胴部１２を具え、この柱状胴部１２に、前記容器首部２Ａを挿入して固定する取付け凹部１３を一体に形成している。本例では、前記柱状胴部１２は、一端側（図２では上端側）を大径とした段付き柱状をなし、大径側の端面（図２では上端面）に、前記取付け凹部１３を凹設している。この取付け凹部１３は、その内壁に形成した内ネジにより、前記容器首部２Ａを螺着しうる。又前記取付け凹部１３の底面と容器首部２Ａとの間にはパッキン材１４が介在し、前記取出し口２Ａ１を気密に閉止している。

又前記取付け凹部１３には、本例では、その底面から立ち上がり前記耐圧ボトル２内に至る例えば円柱状のボス部１５が形成されるとともに、該ボス部１５の外周で、後述するキャップ６を弾性的に嵌着している。従って、このボス部１５の外周面によりキャップ取付部分１５Ａを形成している。なお前記嵌着をより確実化するため、本例では、前記ボス部１５の外周面に、周方向にのびる溝状或いはリブ状（本例では溝状）の係止部を設けている。

次に、前記柱状胴部１２には、ベンチュリー部１６を有する直線状のベンチュリー流路１７と、前記ベンチュリー部１６からのびかつ前記耐圧ボトル２の内部に至る第１の流路１８と、この耐圧ボトル２の内部からのびかつ前記送給ホース手段４Ａの一端が接続される第２の流路１９とが設けられる。

詳しくは、前記ベンチュリー流路１７は、その一方端に、前記高圧空気源５に接続しうる空気取入れ口２０を具え、かつその他方端には、本例では蓋体２１の着脱により開放、閉止を可能とした排気口である開閉部２２を形成している。なお前記空気取入れ口２０は、本例では、前記高圧空気源５からのびる高圧空気の供給ホース手段４Ｂの一端が接続されるホース接続部２６の接続口として形成されるが、供給ホース手段４Ｂを介することなく、高圧空気源５に直接連結しても良い。

又前記空気取入れ口２０と開閉部２２との間には、流路径を絞って減じたベンチュリー部１６を形成している。このベンチュリー部１６は、図３に拡大して示すように、流路径が最少となる最少径部１６ａと、その両側に連なり流路径が略コーン状に変化する径変化部１６ｆ、１６ｒとからなる。本例では、前記最少径部１６ａでの口径（直径）であるベンチュリー部１６の口径ｄと、ベンチュリー部１６以外の流路本体１７Ａでの口径Ｄとの比ｄ／Ｄを２〜１０の範囲に設定している。なお本例では、前記流路本体１７Ａが一定太さで形成されている場合を例示しているが、一定でなくても良く、係る場合には前記空気取入れ口２０での直径を前記口径Ｄと定義する。又ベンチュリー流路１７では、前記ベンチュリー部１６での空気流の乱れを軽減するため、開閉部２２側の径変化部１６ｒにおける径変化を、空気取入れ口１９側の径変化部１６ｆにおける径変化よりも滑らかに、即ち径変化部１６ｒの勾配を緩やかに形成している。

又前記第１の流路１８は、前記最少径部１６ａから柱状胴部１２を通って上方にのび、その上端の空気流入口２４は、前記ボス部１５の上端で開口している。又前記第２の流路１９は、前記ボス部１５の上端で開口するシーリング剤流出口２５から下方にのび、その下端は、前記送給ホース手段４Ａの一端が接続されるホース接続部２７の接続口２７Ａに連通している。

そして前記空気流入口２４とシーリング剤流出口２５とが、それぞれ耐圧ボトル２内のボス部１５上端で開口することにより、前記第１、第２の流路１８、１９は耐圧ボトル２の内部でのみ互いに連通できる。

なお本例では、前記シーリング剤流出口２５が、前記ボス部１５の中央で立ち上がる筒部２８先端の中心口として形成されるものを例示している。又前記空気流入口２４は、前記筒部２８よりも外側かつキャップ取付部分１５Ａよりも内側に設けられる。本例では、該空気流入口２４が前記筒部２８の周囲を囲む環状口をなす場合を例示しているが、丸穴状等の小口であっても良い。

又本実施形態の送給・抜取り装置１では、前記装置本体３に予め耐圧ボトル２を取り付けた状態で車載保管されるとともに、パンク修理時には、修理現場においてホース手段４Ａ、４Ｂによる高圧空気源５及びタイヤＴとの配管作業のみが行われる如く構成している。従って車載保管時に、耐圧ボトル２内のパンクシーリング剤Ａが液漏れして第１、第２の流路１８、１９内に流出するのを防止するため、前記空気流入口２４とシーリング剤流出口２５とを気密に閉じるキャップ６を、前記ボス部１５に嵌着している。

前記キャップ６は、弾性変形可能な合成樹脂材からなり、前記キャップ取付部分１５Ａに弾性的に嵌着される断面コ字状の有底の基体部３０を具える。そしてこの基体部３０が、嵌着時、前記ボス部１５をキャップ取付部分１５Ａの内側で覆うことにより、前記空気流入口２４とシーリング剤流出口２５とを閉止しうる。なお本例では、前記基体部３０に、その底面３０Ｓから突出し前記シーリング剤流出口２５をシール効果を有して閉じる突起状の栓体３１を形成している。又前記基体部３０内周には、ボス部１５外周に設ける前記係止部と係合して嵌着を確実化する係合部を設けている。

このようなキャップ６を設けることにより、予め装置本体３と耐圧ボトル２とを取り付けた状態で車載保管した場合にも、パンクシーリング剤Ａが洩れることなく耐圧ボトル２内に収容しておくことができる。従って本例では、パンク修理現場における耐圧ボトル２と装置本体３との取付作業が不要となり、現場作業を簡略化しうるとともに、前記取付作業に伴うパンクシーリング剤Ａのこぼれや漏れのトラブルを排除することができる。

次に、パンク修理の際の送給・抜取り装置１の使用方法を説明する。

まずパンク修理現場において、図１の如く、耐圧ボトル付きの装置本体３に、ホース手段４Ａ、４Ｂを介して高圧空気源５及びタイヤＴを接続する配管作業を行い、その後、高圧空気源５を作動する。

このとき、前記ベンチュリー流路１７における開閉部２２は、閉止状態にある。これにより前記高圧空気源５からの高圧空気は、供給ホース手段４Ｂ、空気取入れ口２０、ベンチュリー部１６、第１の流路１８をへて空気流入口２４からキャップ６内に流入し、それによって上昇する内圧により、キャップ６が持ち上げられてボス部１５から自動的に取り外される。これにより、空気流入口２４とシーリング剤流出口２５とが開放され、高圧空気が耐圧ボトル２内に流入することにより、パンクシーリング剤Ａを、シーリング剤流出口２５、第２の流路１９、接続口２７Ａ、送給ホース手段４ＡをへてタイヤＴに送給できる。又パンクシーリング剤Ａの送給後は、高圧空気が引き続いて流れ、タイヤＴを自動的にポンプアップしうる。

ここで、図４（Ａ）に示すように、高圧空気によるキャップ６への持上げ力Ｆ１は、次式（１）で求めることができ、従って、キャップ６の嵌着力を、前記持上げ力Ｆ１よりも小に設定することにより、キャップ６をボス部１５から取り外しできる。
Ｆ１＝Ｐ１×π（Ｙ／２）² −−−−（１）
Ｐ１は高圧空気圧、πは円周率、Ｙはキャップ取付部分１５Ａの直径である。このとき、本例では前記直径Ｙを比較的大きく確保しうるため、前記嵌着力も大きい値に設定できる。そのため、キャップ６とボス部１５との間のシール性を充分に高めることが可能となり、車載保管中の温度上昇や振動などに起因したパンクシーリング剤Ａの液漏れを防止することができる。

又前記キャップ６に、シーリング剤流出口２５を閉じる栓体３１を設けている。ここで、パンク修理の際にタイヤ内に残圧Ｐ２が残っていた場合、タイヤＴと配管した際にキャップ６に作用する持上げ力Ｆ２（図４（Ｂ）に示す）は、次式（２）に示されるが、少なくともシーリング剤流出口２５の内径ｙは、キャップ取付部分１５Ａの直径Ｙより小である。従って、少なくとも前記持上げ力Ｆ２を持上げ力Ｆ１よりも低く抑えることができ、残圧Ｐ２によるキャップ６の外れを防止し、パンクシーリング剤Ａが高圧空気源５に逆流するのを抑制できる。
Ｆ２＝Ｐ２×π（ｙ／２）² −−−−（２）

この逆流をより確実に抑制するため、前記直径Ｙと内径ｙとの比Ｙ／ｙを２以上に設定するのが好ましい。なお比Ｙ／ｙの上限は特に規制しないが、耐圧ボトル２の口径を３０〜５０mmぐらいに設計する観点から３０以下が好ましい。ここで前記直径Ｙは、前記キャップ取付部分１５Ａが非円形である場合には、キャップ取付部分１５Ａが囲む面積と同面積を有する円形の直径で定義する。即ち、キャップ取付部分１５Ａが一辺Ｌの正方形の場合には、Ｄ＝Ｌ×√（４／π）と定義する。同様に、内径ｙは、前記シーリング剤流出口２５が非円形である場合には、シーリング剤流出口２５の開口面積と同面積を有する円形の直径で定義する。

なお前記キャップ６では、前記内圧Ｐ１が２００〜３００ｋＰａの範囲となることにより前記キャップ取付部分１５Ａから外れる強さで弾性的に嵌着する。即ち３００ｋＰａ以下では外れるが２００ｋＰａ未満では外れないことが好ましい。もし２００ｋＰａ未満で外れる場合には、ボス部１５との間のシール性が不十分となり、車載保管中にパンクシーリング剤Ａが液漏れする恐れが生じる。又３００ｋＰａ以下で外れない場合には、耐圧ボトル２、装置本体３、ホース手段４Ａ、４Ｂ等の構成部材の耐圧性を不必要に高める必要が生じるなどコスト的に不利を招く。又重荷重用タイヤなど高内圧で使用されるタイヤに配管した場合にも、パンクシーリング剤Ａが高圧空気源５に逆流するのを防止するため、栓体３１に作用する第２の流路１９の圧力、即ち前記残圧Ｐ２が８００ｋＰａよりも小では外れない強さでキャップ６が嵌着していることも好ましい。

又前記キャップ取付部分１５Ａの直径Ｙは、１０〜４０ｍｍであることが好ましく、１０ｍｍ未満では、前記持上げ力Ｆ１を充分大きく確保することができなくなる。従って、キャップ６の嵌着力を低く設定することが余儀なくされるなど、ボス部１５との間のシール性が不足する傾向を招く。逆に４０ｍｍを越えると、装置本体３が大型化し保管スペースの無駄を招く。

又前記シーリング剤流出口２５の内径ｙは、０．５〜５．０ｍｍであることが好ましく、前記内径ｙが０．５ｍｍ未満では、送給時にシーリング剤流出口２５でパンクシーリング剤Ａが凝固して、第２の流路１９を詰まらせる恐れが生じる。又５．０ｍｍを越えると、残圧Ｐ２によって生じる持上げ力Ｆ２が大きくなってキャップ６が外れやすくなり、パンクシーリング剤Ａの逆流を招く恐れが生じる。このような観点から、前記直径Ｙは２０〜３０ｍｍがより好ましく、又内径ｙは１〜３ｍｍがより好ましい。

次に、タイヤ補修場所等においてタイヤ内のパンクシーリング剤Ａを抜き取る際の、送給・抜取り装置１の使用方法を説明する。

図５に示すように、送給・抜取り装置１に対し、パンク修理時と同じ配管を行うとともに、前記耐圧ボトル２を上下反転させ、かつ前記蓋体２１を取り外して、開閉部２２を開放させる。又タイヤＴの空気バルブを取り除いてバルブ取付孔Ｔ１を露出させた後、このバルブ取付孔Ｔ１から前記送給ホース手段４Ａの他端を挿入する。

そしてこの状態で、前記高圧空気源５を作動する。高圧空気は、空気取入れ口２０からベンチュリー流路１７をへて開閉部２２から排気される。このとき、流路径が減じるベンチュリー部１６では、流速が高まるために負圧が発生する。その結果、このベンチュリー部１６に通じる前記第１の流路１８、耐圧ボトル２、第２の流路１９、送給ホース手段４Ａに前記負圧が作用し、前記送給ホース手段４Ａの他端から、タイヤＴ内のパンクシーリング剤Ａを吸引して抜き取ることができる。なお吸引されたパンクシーリング剤Ａは、耐圧ボトル２内に自動的に回収される。

ここで、パンクシーリング剤Ａの抜き取りに際しては、比重が略１．０であるパンクシーリング剤Ａを、５０ｃｍ以上の高さＨまで吸い上げできることが作業性の観点から好ましい。そのためには、例えば前記ベンチュリー部１６の口径比Ｄ／ｄが３．０のとき、１３．３リッター／分以上の流量を有する高圧空気源５を採用することが必要である。

なお前記口径比Ｄ／ｄが２．０以下と小さすぎると、必要な吸い上げ力を確保するために、流量が大な高出力かつ大型の高圧空気源５が必要となり、経済的、重量的、及び搭載スペース的に不利となる。又前記口径比Ｄ／ｄを大きくすれば、流量が少なくてすむため、小型軽量の低出力の高圧空気源５の採用が可能となるが、口径比Ｄ／ｄが１０より大きいと、ベンチュリー部１６の口径ｄを例えば０．５ｍｍ以下と極めて小径に設定する必要が生じ、該ベンチュリー部１６に目詰まりを招く恐れが生じる。従って、口径比Ｄ／ｄは前記２〜１０の範囲が好ましく、さらに好ましくはその下限値を２．５以上、又上限値を８．０以下とするのが望ましい。

なお前記口径ｄ、Ｄは、その断面形状が非円形である場合には、その開口面積と同面積を有する円形の直径で定義する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明のパンクシーリング剤送給、抜取り装置が、パンクの応急修理に使用されている状態の一例を示す断面図である。 図２はその主要部を拡大して示す断面図である。 ベンチュリー流路を拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はキャップに作用する持上げ力を説明する断面図である。 本発明のパンクシーリング剤送給、抜取り装置が、タイヤ内のパンクシーリング剤の抜取りに使用されている状態の一例を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来技術の一例を説明する断面図である。

符号の説明

２ 耐圧ボトル
３ 装置本体
４Ａ 送給ホース手段
５ 高圧空気源
１６ ベンチュリー部
１７ ベンチュリー流路
１８ 第１の流路
１９ 第２の流路
２０ 空気取入れ口
２２ 開閉部
Ａ パンクシーリング剤
Ｔ タイヤ

Claims (4)

1. パンクしたタイヤへのパンクシーリング剤の装填、及びタイヤ内に装填されたパンクシール剤の抜き取りを可能とするタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置であって、 パンクシーリング剤を収納しうる耐圧ボトルと、この耐圧ボトルを取付けできる装置本体と、前記耐圧ボトルに収容されたパンクシーリング剤をタイヤに送給し、又は抜き戻す送給ホース手段と、高圧空気源とを含むとともに、
   前記装置本体は、
   ベンチュリー部を有するベンチュリー流路、
   前記ベンチュリー部からのび、かつ前記取り付けられた耐圧ボトルの内部に至る第１の流路、
   及び前記耐圧ボトルの内部からのび、かつ該第１の流路とは前記耐圧ボトルの内部でのみ連通するとともに、前記送給ホース手段の一端が接続される第２の流路を具え、
   しかも前記ベンチュリー流路の一方端に、前記高圧空気源と接続しうる空気取入れ口を設け、かつベンチュリー流路の他方端を、開閉部により開放、閉止可能としたことを特徴とするタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置。
2. 前記開閉部の閉止による高圧空気が、前記ベンチュリー部から第１の流路をへて耐圧ボトルに送られることにより、パンクシーリング剤を、第２の流路、送給ホース手段をへてタイヤに送給するとともに、
   前記開閉部を開くことによるベンチュリー部で生じる負圧が、前記第１の流路、耐圧ボトル、第２の流路、送給ホース手段に作用してタイヤ内のパンクシーリング剤を抜き取ることを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置。
3. 前記タイヤ内のパンクシーリング剤の抜き取に際して、前記耐圧ボトルを上下反転することを特徴とする請求項２記載のタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置。
4. 前記ベンチュリー部の口径比Ｄ／ｄは、２〜１０であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤのパンクシーリング剤送給、抜取り装置。

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