JP2008049597A - シーリング剤注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、かつ、確実にシリンダ部材とプランジャ部材との隙間をシールすることができるシーリング剤注入装置を提供する。
【解決手段】 シールリング５０は、断面形状が略Ｕ字形状とされ、Ｕ字の開放されている側（上側）をプランジャ部材４８の摺動方向（Ｈ方向）外側に向けて、嵌挿溝４８Ａにはめ込まれている。シールリング５０は、外周部をシリンダ容器４２の内周面に圧接させてプランジャ部材４８の外周面とシリンダ容器４２の内周面との間をシールしている。このとき、シールリング５０は、外周部がシリンダ容器４２の内周面に圧接され、内周部がプランジャ部材４８の嵌挿溝４８Ａに圧接されているため、Ｕ字の開放部分が狭くなるように撓み変形している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、パンクした空気入りタイヤの内部にパンク穴を閉塞するためのシーリング剤を注入するシーリング剤注入装置に関する。

近年、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。）がパンクした際に、タイヤ及びホイールを交換することなく、シーリング剤をタイヤの内部に注入してタイヤのパンク穴を補修すると共に、タイヤの内圧を所定の基準圧まで加圧（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「タイヤシーリング装置」という。）が普及している。

上記のようなタイヤシーリング装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に示されたタイヤシーリング装置は、液状のシール剤をシリンダに収容し、プランジャでシール剤を押し出すことにより、タイヤへシール剤を供給する。シリンダ内に収容されているシール剤は、
ところで、特許文献１のタイヤシーリング装置では、シリンダ内のシール剤は、シリンダ内のプランジャと吐出口との間から漏れ出ることのないように、シート状の第１シール、第２シールでシールされている。しかしながら、シート状の第１シール、第２シールでシールした場合、タイヤへシール剤を供給する際には、シールをニードルで破断して開口を形成する必要がある。また、シール剤が漏れないようにシート状のシールをシリンダ内に配置するのは、容易ではない。
特表２００５−５０８７７４号公報

本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、簡易な構成で、かつ、確実にシリンダ部材とプランジャ部材との隙間をシールすることができるシーリング剤注入装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るシーリング剤注入装置は、パンクした空気入りタイヤの内部にパンク穴を閉塞するためのシーリング剤を注入するシーリング剤注入装置であって、空気入りタイヤ内へ連通する吐出口及び容器内へ圧縮空気を供給するためのエア供給口が設けられ、シーリング剤を収容したシリンダ容器と、前記シリンダ容器内に配設されて、該シリンダ容器の内部を、前記吐出口を通して容器外部へ吐出されるシーリング剤が充填された液室部と前記エア供給口を通して圧縮空気が供給される気室部とに区画すると共に、前記気室部の内容積を膨張させつつ前記液室部の内容積を収縮させる注入方向へ移動可能とされたプランジャ部材と、前記プランジャ部材の外周に前記シリンダ容器との間の摺動隙間をシールするように取り付けられ、前記プランジャ部材と前記シリンダ容器とに当接されて撓み変形する断面形状のリング部材と、前記エア供給口を通して前記気室部内に圧縮空気を供給し、該圧縮空気の圧力により前記プランジャ部材を前記注入方向へ移動させるエア供給手段と、を備えている。

本発明のシーリング剤注入装置は、シーリング剤を収容したシリンダ容器を備えている。シリンダ容器には、空気入りタイヤ内へ連通する吐出口及び容器内へ圧縮空気を供給するためのエア供給口が設けられている。シリンダ容器内は、プランジャ部材によって、液室部と気室部とに区画されている。液室部には、吐出口を通して容器外部へ吐出されるシーリング剤が充填されている。プランジャ部材の外周には、シリンダ容器との間の摺動隙間をシールするように、リング部材が取り付けられている。したがって、液室部内のシーリング剤は、リング部材により液室部から外へ漏れない。このように、リング部材をプランジャ部材の外周に配置することにより、簡易な構成でシリンダ部材とプランジャ部材との隙間をシールすることができる。

また、リング部材は、プランジャ部材とシリンダ容器とに当接されてたわみ変形する断面形状とされているので、断面がＯ形状のＯリングの場合と比較して、応力負荷が小さく、長期間保管された後にシーリング剤注入装置が使用される場合にも、リング部材の疲労（強度、弾性の等の低下）が少なく、確実にシリンダ部材とプランジャ部材との隙間をシールすることができると共に、プランジャを摺動させる際にもスムーズに移動させることができる。

なお、本発明のシーリング剤注入装置のリング部材の断面形状は、Ｕ字形状、Ｙ字形状、Ｘ字形状、Ｖ字形状とすることにより、撓み変形し、Ｏ字形状の断面とした場合よりも応力負荷を小さくすることができる。

以上説明したように、本発明のシーリング剤注入装置によれば、簡易な構成で、かつ、確実にシリンダ部材とプランジャ部材との隙間をシールすることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るシーリング剤注入装置について説明する。

図１には、本発明の実施形態に係るシーリング剤注入装置３０が示されている。シーリング剤注入装置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。

図１に示されるように、シーリング剤注入装置３０は外殻部としてケーシング３２を備えており、ケーシング３２は、その内部が仕切板３４により装置の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って２個の小室３６，３８に区画されている。一方の小室３６内には、モータ、ポンプ、電源回路等が一体化されたエアコンプレッサ４０が配置されている。エアコンプレッサ４０は、電源回路に接続された電源ケーブル（図示省略）を備えており、この電源ケーブルの先端部に設けられたプラグを、例えば、車両に設置されたシガレットライターの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によりエアコンプレッサ４０に電源が供給可能になる。

また他方の小室３８の内部には、略円筒状に形成された樹脂製のシリンダ容器４２が収納されており、このシリンダ容器４２内には、このシリンダ容器４２を装置の高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って２個の隔室である液室部４４と気室部４６とに区画する略円柱状のプランジャ部材４８が配設されている。プランジャ部材４８の外周面には全周に亘って凹状の嵌挿溝４８Ａが２条形成されており、この嵌挿溝内４８Ａにはシリコーンゴム等の弾性材料からなるシールリング５０が嵌め込まれている。

シールリング５０は、図３にも示すように、断面形状が略Ｕ字形状とされている。Ｕ字の横方向の幅Ｗと縦方向の高さＤとの比は、Ｗ：Ｄ＝２：３〜６：１が好ましく、Ｗ：Ｄ＝１：１と〜３：１であることがさらに好ましい。図２に示すように、シールリング５０は、Ｕ字の開放されている側（上側）をプランジャ部材４８の摺動方向（Ｈ方向）外側に向けて、嵌挿溝４８Ａにはめ込まれている。シールリング５０は、外周部をシリンダ容器４２の内周面に圧接させてプランジャ部材４８の外周面とシリンダ容器４２の内周面との隙間をシールしている。このとき、シールリング５０は、図２に示すように、外周部がシリンダ容器４２の内周面に圧接され、内周部がプランジャ部材４８の嵌挿溝４８Ａに圧接されているため、Ｕ字の開放部分が狭くなるように撓み変形している。撓み変形することにより、断面Ｏ字形状の場合と比較して、応力負荷が小さくなり、変形状態で長期間保管された場合のシールリング５０の疲労（強度、弾性等の低下）、変形、硬化、ひび割れなどを抑制することができる。

またプランジャ部材４８は、シールリング５０をシリンダ容器４２の内周面に摺動させつつ、シリンダ容器４２内で高さ方向へ移動可能とされている。

シリンダ容器４２には、プランジャ部材４８の上方に設けられた液室部４４内にシーリング剤５２が充填されている。具体的には、液室部４４内には、シーリング剤注入装置３０により修理すべきタイヤ９０の種類、サイズ等に応じた規定量（例えば、２００ｇ〜４００ｇ）よりも若干多めのシーリング剤５２が充填されている。この規定量よりも多めのシーリング剤５２が液室部４４内に充填された状態では、プランジャ部材４８は、図１（Ａ）に示される液室部４４の内容積を最大とすると共に、気室部４６の内容積を最小とする下限位置に保持されている。シーリング剤注入装置３０では、下限位置にあるプランジャ部材４８が上方（注入方向）へ移動するに従って、液室部４４の内容積が連続的に縮小すると共に気室部４６の内容積が連続的に膨張する。

図１（Ａ）に示されるように、シリンダ容器４２には、その頂板部に円筒状の上側首部５４が上方へ突出するように一体形成されており、この上側首部５４の外周側には、ジョイントホース６０の基端部に設けられた連結キャップ５８がねじ止めされている。このジョイントホース６０の先端部には、タイヤ９０のタイヤバルブ９２にねじ止め可能とされたアダプタ６２が配置されている。このアダプタ６２をタイヤバルブ９２にねじ止めすることにより、ジョイントホース６０を通して液室部４４内がタイヤ９０内と連通する。

またシリンダ容器４２には、その底板中央部に円筒状の下側首部５６が下方へ突出するように一体形成されており、この下側首部５６外周側には、圧力配管６８の先端部に設けられた連結キャップ７０がねじ止めされている。この圧力配管６８の基端部はエアコンプレッサ４０に接続されている。これにより、エアコンプレッサ４０は圧力配管６８を通して気室部４６内に連通し、エアコンプレッサ４０を作動させると、エアコンプレッサ４０により発生した空気（圧縮空気）が圧力配管６８を通して気室部４６内へ圧送される。ここで、エアコンプレッサ４０は、シーリング剤注入装置３０により修理すべきタイヤ９０の種類毎に規定された基準圧よりも高圧の圧力（例えば、３ｋｇｆ／ｃｍ²以上）を発生可能とされている。

シーリング剤注入装置３０では、エアコンプレッサ４０により気室部４６内に圧縮空気を供給すると、気室部４６内の空気圧が上昇すると共に、この空気圧を受けたプランジャ部材４８がシーリング剤５２の静圧に抗して徐々に上方（注入方向）へ移動する。これにより、気室部４６の内容積が徐々に膨張すると共に、液室部４４の内容積が気室部４６の膨張量と等しい量だけ縮小し、液室部４４内のシーリング剤５２が上側首部５４内の空間を通ってジョイントホース６０内へ押し出される。このシーリング剤５２は、ジョイントホース６０を通ってタイヤ９０内へ注入される。

図１に示されるように、シリンダ容器４２には、その上端部にシリンダ容器４２の内壁面を外周側へ向って凸出させるように流路形成部６４が一体的に成形されている。この流路形成部６４は、内周側（シリンダ容器４２内）へ向って開いた半円筒状に形成され、高さ方向に沿った両端部が半円状の底板部及び頂板部によりそれぞれ閉塞されており、その内部には、高さ方向に沿って延在する断面半円状のバイパス流路６６が形成されている。このバイパス流路６６は、その径方向に沿った断面積がジョイントホース６０の断面積と等しいか、若干大きくなっている。

シーリング剤注入装置３０では、図１（Ｂ）に示されるように、圧縮空気の圧力によりプランジャ部材４８が液室部４４の内容積を最小とすると共に、気室部４６の内容積を最大とする上限位置付近まで移動すると、プランジャ部材４８がバイパス流路６６に達し、プランジャ部材４８の外周面におけるバイパス流路６６に面した部分がシリンダ容器４２の内周面から離間する。これにより、気室部４６はバイパス流路６６を通して液室部４４内へ連通し、バイパス流路６６を通してエアコンプレッサ４０により発生した圧縮空気が気室部４６内から液室部４４内へ供給可能になる。このとき、液室部４４内に充填されていたシーリング剤５２は大部分がジョイントホース６０を通してタイヤ９０内へ注入されている。

従って、シーリング剤注入装置３０では、プランジャ部材４８が上限位置まで移動すると、エアコンプレッサ４０により発生した圧縮空気が圧力配管６８、気室部４６、バイパス流路６６、液室部４４及びジョイントホース６０を通ってタイヤ９０内へ充填される。またプランジャ部材４８が上限位置に移動した時点で、液室部４４内に残存した少量のシーリング剤５２の一部が圧縮空気と共にタイヤ９０内へ圧送される。

次に、本実施形態に係るシーリング剤注入装置３０を用いてパンクしたタイヤ９０を修理する作業手順を説明する。

タイヤ９０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、シリンダ容器４２の上側首部５４にねじ止めされていた密封用のキャップ（図示省略）に代えてジョイントホース６０の連結キャップ５８を上側首部５４にねじ止めした後、ジョイントホース６０のアダプタ６２をタイヤバルブ９２にねじ止めし、ジョイントホース６０をシリンダ容器４２及びタイヤ９０へそれぞれ接続する。

次いで、作業者は、エアコンプレッサ４０を作動させ、圧力配管６８を通してエアコンプレッサ４０により発生した圧縮空気をシリンダ容器４２の気室部４６内へ供給する。これにより、気室部４６の内圧が徐々に上昇し、この内圧の上昇に従って下限位置にあったプランジャ部材４８が注入方向へ移動して気室部４６の内容積を膨張させると共に、液室部４４の内容積を縮小させる。このとき、液室部４４内からはその内容積の縮小量と略等しい量のシーリング剤５２が上側首部５４を通ってジョイントホース６０内へ強制的に押し出され、この加圧状態となったシーリング剤５２がジョイントホース６０を通ってタイヤ９０内部へ注入される。

図１（Ｂ）に示されるように、プランジャ部材４８が上限位置付近まで移動してシリンダ容器４２内から所定量のシーリング剤５２が吐出を完了すると、バイパス流路６６を通して気室部４６が液室部４４に連通する。これによりエアコンプレッサ４０から気室部４６内へ送られてくる圧縮空気が液室部４４、バイパス流路６６及びジョイントホース６０を通してタイヤ９０の内部へ供給される。この後、作業者は、エアコンプレッサ４０に設けられた圧力ゲージ（図示省略）によりタイヤ９０の内圧が規定圧になったことを確認したならば、エアコンプレッサ４０を停止し、アダプタ６２をタイヤバルブ９２から取り外す。

作業者は、タイヤ９０の膨張完了後一定時間内に、シーリング剤５２が注入されたタイヤ９０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９０内部にシーリング剤５２が均一に拡散し、シーリング剤５２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、タイヤ９０の内圧を再測定し、必要に応じて再びジョイントホース６０のアダプタ６２をタイヤバルブ９２にねじ止めし、エアコンプレッサ４０を作動させてタイヤ９０を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ９０のパンク修理が完了し、このタイヤ９０を用いて一定の距離範囲内で一定速度以下での走行が可能になる。

以上説明したように、本実施形態のシーリング剤注入装置３０によれば、シールリング５０が撓み変形した状態でプランジャ部材４８の外周面とシリンダ容器４２の内周面との間をシールしているので、応力負荷が小さくなり、シールリング５０の疲労（強度、弾性等の低下）、変形、硬化、ひび割れなどを抑制することができる。その結果、確実にシリンダ容器４２とプランジャ部材４８との隙間をシールすることができる。

なお、上記実施形態では、断面形状が略Ｕ字形状のシールリング５０を用いたが、シールリングの断面形状は上記形状に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、断面形状がＹ字形状のシールリング５０Ａ（図４（Ａ）参照）、Ｘ字形状のシールリング５０Ｂ（図４（Ｂ）参照）、Ｖ字形状のシールリング５０Ｃ（図４（Ｃ）参照）であっても、シリンダ容器４２とプランジャ部材４８とに圧接されて撓み変形するので、断面Ｏ字形状の場合と比較して応力負荷を小さくすることができ、本発明のシーリング剤注入装置のリング部材として用いることができる。

本実施形態のシーリング・ポンプアップ装置の構成を示す側面断面図であり、（Ａ）はタイヤへのシーリング剤注入前の状態を示し、（Ｂ）はタイヤへのシーリング剤注入完了後の状態を示している。 本実施形態のプランジャ部材にシールリングが取り付けられている状態を示す断面図である。 本実施形態のシールリングを示す断面図である。 本実施形態のシールリングの変形例（Ａ）〜（Ｃ）を示す図である。

符号の説明

３０ シーリング剤注入装置
３２ ケーシング
４０ エアコンプレッサ
４２ シリンダ容器
４４ 液室部
４６ 気室部
４８ プランジャ部材
４８Ａ 嵌挿溝
５０ シールリング
５２ シーリング剤

Claims (5)

1. パンクした空気入りタイヤの内部にパンク穴を閉塞するためのシーリング剤を注入するシーリング剤注入装置であって、
   空気入りタイヤ内へ連通する吐出口及び容器内へ圧縮空気を供給するためのエア供給口が設けられ、シーリング剤を収容したシリンダ容器と、
   前記シリンダ容器内に設けられ、該シリンダ容器の内部を、前記吐出口を通して容器外部へ吐出されるシーリング剤が充填された液室部と前記エア供給口を通して圧縮空気が供給される気室部とに区画すると共に、前記気室部の内容積を膨張させつつ前記液室部の内容積を収縮させる注入方向へ移動可能とされたプランジャ部材と、
   前記プランジャ部材の外周に前記シリンダ容器との間の摺動隙間をシールするように取り付けられ、前記プランジャ部材と前記シリンダ容器とに当接されて撓み変形する断面形状のリング部材と、
   前記エア供給口を通して前記気室部内に圧縮空気を供給し、該圧縮空気の圧力により前記プランジャ部材を前記注入方向へ移動させるエア供給手段と、
   を備えたシーリング剤注入装置。
2. 前記リング部材の断面形状が、Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１記載のシーリング剤注入装置。
3. 前記リング部材の断面形状が、Ｙ字形状であることを特徴とする請求項１記載のシーリング剤注入装置。
4. 前記リング部材の断面形状が、Ｘ字形状であることを特徴とする請求項１記載のシーリング剤注入装置。
5. 前記リング部材の断面形状が、Ｖ字形状であることを特徴とする請求項１記載のシーリング剤注入装置。

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