JP2005256750A

JP2005256750A - ポンプアップ装置

Info

Publication number: JP2005256750A
Application number: JP2004070157A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yanagi; 秀史柳; Daisuke Sugio; 大輔杉生
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】圧縮ポンプの冷却を効率的に行うことのできる、耐久性に優れたポンプアップ装置を提供すること。
【解決手段】モータ１６が作動すると、冷却ファン３８が回転して外気が給気口２４からケース内に導入され、ケース内に導入された空気は、モータ１６、及び圧縮ポンプ１４を冷却した後、排気口２６から外部へ排出される。ケース内に整流壁２８を設け、冷却ファン３８の外周端との間隔を狭めることで、整流壁２８が無い場合に比較して、ケース内を通過させる空気量を増大させることが出来、従来よりも効率的にモータ１６、及び圧縮ポンプ１４を冷却することができ、装置の損傷を防止することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、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ポンプアップ装置に関する。

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た後、所定の基準圧まで内圧を加圧（ポンプアップ）するタイヤのポンプアップ装置が普及している（例えば、特許文献１参照。）。

この種のポンプアップ装置としては、箱状のケースに、圧縮ポンプ、及び圧縮ポンプを駆動するモータ等が収容されている。

パンクしたタイヤを修理する作業手順は、先ずシーリング剤をタイヤ内へ注入し、その後、ポンプアップ装置を作動させて加圧空気をタイヤ内へ充填し、タイヤを膨張させる。

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、再びポンプアップ装置を用いてによりタイヤを規定の内圧まで再度、ポンプアップする。

また、ポンプアップ装置では、モータの回転を減速器で減速して圧縮ポンプへ伝達しているが、軽量化や低コスト化のために、減速器に合成樹脂製のギアを用いている。
特開２０００−３０９２５４号公報

しかし、従来のパンク修理用のポンプアップ装置では、冷却のための冷却ファンが無いものが多く、また、冷却ファンが設置されていても、冷却風の効率を考えて設計されていないため、圧縮ポンプの連続運転により圧縮ポンプが高温になり、減速器のギアが熱の影響で破損してしまう場合があった。

このため、圧縮ポンプを効率的に冷却することが望まれていた。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、圧縮ポンプの冷却を効率的に行うことのできる、耐久性に優れたポンプアップ装置を提供することである。

請求項１に記載のポンプアップ装置は、給気した気体を圧縮して排出する圧縮ポンプと、前記圧縮ポンプを駆動するモータと、前記圧縮ポンプと前記モータとを収容するケースと、前記モータの回転軸に連結される冷却ファンと、前記ケースに形成され、外気をケース内に吸入するための給気口と、前記ケースに形成され、ケース内の空気を外部に排出するための排気口と、前記ケースの内部に前記給気口に連結するように形成され、前記モータ及び前記ファンを配置すると共に、前記給気口より吸入された空気を通過させる空気通路と、前記空気通路に形成され、前記空気通路の通路壁面から前記冷却ファンの外周端に向けて突出した整流壁と、を有することを特徴としている。

次に、請求項１に記載のポンプアップ装置の作用を説明する。

モータを回転させると圧縮ポンプが駆動され、給気した空気を圧縮して排出することができる。圧縮した空気は、ホース等を接続して空気入りタイヤの空気の充填に用いられる。

また、モータが回転すると冷却ファンが回転し、これにより給気口から外部の空気が吸引され、吸引された空気は空気通路を通ってケース内に導入され、駆動により発熱したモータ、及び圧縮ポンプの冷却に用いられる。

なお、モータ、及び圧縮ポンプの冷却に用いられた暖められた空気は、排気口より外部へ排出される。

ここで、空気通路には冷却ファンの外周端に向けて突出した整流壁が設けられており、冷却ファンとの間隔が狭められているので、整流壁が無い場合に比較して、空気通路を通過させる空気量を増大させることが出来、従来よりも効率的にモータ、及び圧縮ポンプを冷却することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポンプアップ装置において、前記通路壁面から突出して形成され、前記モータを支持するモータホールド部と、前記モータホールド部に形成され、空気の通過する通風路と、を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のポンプアップ装置の作用を説明する。

モータは、通路壁面から突出して形成されたモータホールド部によってケース内の所定位置に支持されている。

モータを支持するためのモータホールド部を単に設けたのでは、モータホールド部が空気抵抗となってしまうが、請求項２のポンプアップ装置では、モータホールド部に空気の通過する通風路を形成したので、空気抵抗を減少することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のポンプアップ装置において、前記排気口は、前記圧縮ポンプの発熱部分の近傍に形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載のポンプアップ装置の作用を説明する。

ポンプアップ装置では、圧縮ポンプの発熱が大きいため、排気口を発熱部分の近傍に設けることが、圧縮ポンプを冷却する上で好ましい。

以上説明したように、本発明のポンプアップ装置は上記の構成としたので、圧縮ポンプの冷却を効率的に行うことができ、高い耐久性が得られる、という優れた効果を有する。

本実施形態のポンプアップ装置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た後、所定の圧まで内圧を加圧（ポンプアップ）するものである。

図１乃至図３に示すように、ポンプアップ装置１０は、上蓋１２Ａ、及び下蓋１２Ｂとから構成される箱状のケース１２を備えている。

なお、本実施形態のケース１２は合成樹脂製である。

ケース１２には、圧縮ポンプ１４、モータ１６等が収容されており、上蓋１２Ａには圧力計１８、電源スイッチ１９等が取り付けられている。

なお、図２において、符号１８Ａは圧力計１８の取り付け孔、符号１９Ａは電源スイッチ１９の取り付け孔である。

また、符号２１は、上蓋１２Ａと下蓋１２Ｂとを組み合わせてビス（図示せず）で固定する際に用いるボスである。

上蓋１２Ａ、及び下蓋１２Ｂには、それぞれ側壁２０に多数のスリットからなる給気口２４が形成されており、図２〜４、及び図７に示すように、側壁２２には多数のスリットからなる排気口２６が形成されている。

図２〜４に示すように、上蓋１２Ａ、及び下蓋１２Ｂには、給気口２４の側方に整流壁２８、及びモータホールド部３０が形成されている。

図５に示すように、整流壁２８には半円形の凹部２８Ａが形成されており、上蓋１２Ａの整流壁２８と下蓋１２Ｂの整流壁２８とを組み合わせることで、図５に実線及び２点鎖線で示すように、円形の孔３２が形成される。

図６に示すように、モータホールド部３０には半円形の凹部３０Ａが形成されており、上蓋１２Ａのモータホールド部３０の凹部３０Ａと下蓋１２Ｂのモータホールド部３０の凹部３０Ａとの間に、モータ１６が挟持固定されるようになっている。

なお、モータホールド部３０とモータ１６との間には、ゴムクッション３４が配置されている。

モータホールド部３０には、空気を通過させるための多数のスリット３６が形成されている。

図４及び図５に示すように、モータ１６の回転軸１６Ａには、給気口側にプロペラタイプの冷却ファン３８が取り付けられている。

冷却ファン３８は、前述した整流壁２８の孔３２に配置され、冷却ファン３８の外周端と孔３２との間に狭い隙間が形成されている。

図４に示すように、モータ１６の冷却ファン３８とは反対側には圧縮ポンプ１４が配置されている。

モータ１６の駆動力は、複数の合成樹脂製のギアを含む減速器４０を介して圧縮ポンプ１４に伝達されるようになっている。

本実施形態に係るポンプアップ装置１０では、圧縮ポンプ１４としてレシプロ形のものが用いられている。

圧縮ポンプ１４は、内部に往復動するピストン（図示せず）を設けたシリンダー４２を備えており、シリンダー４２のヘッド部４３が排気口２６の近傍に位置している。

また、ヘッド部４３には、図示しない給気弁、及び排気弁が設けられている。

排気弁にはジョイントホース４４の一端、及びホース４６の一端が接続されている。

ジョイントホース４４の他端には、タイヤの空気バルブに接続するノズル（アダプター）が取り付けられている。

ホース４６の他端は圧力計１８に接続されている。

本実施形態のモータ１６の仕様は、ＤＣ１２Ｖ、１０Ａであり、圧縮ポンプ１４は、無負荷時の流量が１８Ｌ／ｍｉｎである。

本実施形態のモータ１６、及び圧縮ポンプ１４の仕様の場合の各部の寸法等の好ましい範囲を以下に記載する。

スリット３６の総面積は、０．５〜１０ｃｍ²の範囲内が好ましく、１〜５ｃｍ²の範囲内が更に好ましい。スリット３６の総面積が大きすぎるとケース１２の強度が低下し、小さすぎると冷却効果が得られなくなる。

冷却ファン３８と孔３２との距離Ｌ（図５参照）は、０．５〜２０ｍｍの範囲内が好ましく、１〜５ｍｍの範囲内が更に好ましい。

整流壁２８の厚さｔ（図２参照）は、０．５〜２０ｍｍの範囲内が好ましく、１〜５ｍｍの範囲内が更に好ましい。

排気口２６の面積は、０．５〜１０ｃｍ²の範囲内が好ましく、１〜４ｃｍ²の範囲内が更に好ましい。排気口２６の面積が大きすぎるとケース１２の強度が低下し、小さすぎると冷却効果が得られなくなる。

本実施形態にいおては、排気口２６の形状をスリットとしたが、同様の効果を得られる形状であればこれに限定されず、例えば、円孔や格子形状など種々の形状が考えられる。

なお、モータ１６は、図示しない配線を介して電源スイッチ１９、及び自動車のシガライターのコンセント等に接続するための差込プラグに接続されている。
（作用）
次に、本実施形態のポンプアップ装置１０の作用を説明する。

差込プラグを自動車のシガライターのコンセント等に接続し、電源スイッチ１９をオンにすると、モータ１６が回転し、圧縮ポンプ１４が駆動され、ジョイントホース４４のノズル４８から圧縮空気が吐出される。

また、モータ１６が作動すると、冷却ファン３８が回転して外気が給気口２４からケース内に導入される。

ケース内に導入された空気（外気）は、モータ１６、及び圧縮ポンプ１４を冷却した後、排気口２６から外部へ排出される。

本実施形態のポンプアップ装置１０では、ケース内に整流壁２８を設け、冷却ファン３８の外周端との間隔を狭めているので、整流壁２８が無い場合に比較して、ケース内を通過させる空気量を増大させることが出来、従来よりも効率的にモータ１６、及び圧縮ポンプ１４を冷却することができる。

冷却ファン３８により導入された空気はモータ１６の近傍を流れるが、モータホールド部３０に空気の通過するスリット３６を形成したので、空気抵抗を減少することができ、空気の給排気効率の低下を抑えることができる。

また、ポンプアップ装置１０では、圧縮ポンプ１４の発熱が大きく、特に、ピストンの上死点付近、即ち、ヘッド近傍が高温になるため、本実施形態のようにヘッド近傍に排気口２６を設けることが、圧縮ポンプ１４を冷却する上で好ましい。

このようにして従来よりも圧縮ポンプ１４の冷却効率が向上したので、圧縮ポンプ１４の温度上昇が抑えられ、減速器４０に用いている合成樹脂製のギアの熱的破壊を防止することができる。

上記実施形態では、圧縮ポンプ１４にレシプロタイプのポンプを用いたが、他の形式のポンプを用いても良い。この場合、ポンプの最も高温となる部分を排気口近傍に設けることが好ましい。

（比較試験）
本発明の効果を確かめるために、比較例、及び本発明の適用された実施例のポンプアップ装置を試作し、シリンダヘッド温度（試験中の最高温度）を測定すると共に、装置の耐久性を調べた。

試験は、ホースキンク試験（ジョイントホースを折ってジョイントホースを完全に封止して、ポンプアップ装置を連続して運転させた。）を３０分行い、ギアの破壊を見ると共に、シリンダーヘッド温度（最高温度）を測定した。

試験の結果、比較例１〜３は、表に記載の時間で装置のギアが破壊した。

一方、実施例１のポンプアップ装置では、熱源であるシリンダーヘッドの温度を低く抑えることができ、３０分以上の連続運転が可能であった。

本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の斜視図である。本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の上蓋の平面図である。本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の下蓋の平面図である。本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の、モータ、圧縮ポンプ等を取り付けた上体を示す下蓋の平面図である。整流壁の正面図である。モータホールド部の正面図である。排気口の正面図である。

符号の説明

１０ポンプアップ装置
１２ケース
１４圧縮ポンプ
１６モータ
２８整流壁
３０モータホールド部
３６スリット（通風路）
３８冷却ファン

Claims

給気した気体を圧縮して排出する圧縮ポンプと、
前記圧縮ポンプを駆動するモータと、
前記圧縮ポンプと前記モータとを収容するケースと、
前記モータの回転軸に連結される冷却ファンと、
前記ケースに形成され、外気をケース内に吸入するための給気口と、
前記ケースに形成され、ケース内の空気を外部に排出するための排気口と、
前記ケースの内部に前記給気口に連結するように形成され、前記モータ及び前記ファンを配置すると共に、前記給気口より吸入された空気を通過させる空気通路と、
前記空気通路に形成され、前記空気通路の通路壁面から前記冷却ファンの外周端に向けて突出した整流壁と、
を有することを特徴とするポンプアップ装置。
前記通路壁面から突出して形成され、前記モータを支持するモータホールド部と、
前記モータホールド部に形成され、空気の通過する通風路と、
を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプアップ装置。
前記排気口は、前記圧縮ポンプの発熱部分の近傍に形成されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポンプアップ装置。