JP2007191045A - ポンプアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇を抑え、温度上昇に起因する不具合を確実に防止することのできるポンプアップ装置を提供する。
【解決手段】ポンプアップ装置３０は、ケーシング３２の内部に直流の駆動モーター８４及び、この駆動モーター８４からのトルクにより駆動されるポンプ８６を内蔵している。駆動モーター８４には温度ヒューズ８８が取り付けられており、コイル８４Ａの温度が上昇し、温度ヒューズ８８が切れる設定温度になると、温度ヒューズ８８が切れて駆動モーター８４の運転が停止する。これにより、コイル８４Ａの過熱が防止され、駆動モーター８４の破損、高熱によるケーシング３２の変形等の不具合を未然に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ等に空気を入れるための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）するためのポンプアップ装置が普及している。

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ー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タイヤを規定の内圧まで再度、ポンプアップする。
この種のポンプアップ装置として、モーターのコイルに過電流が流れた際の損傷を防止するためのヒューズを設けたポンプアップ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３０９２５４号公報

しかしながら、ポンプアップ装置を使用する場所の環境温度が高い場合等では、モーターのコイルに正常な電流が流れている場合であっても、モーターや圧縮ポンプが高温となり、場合によってはモーターが損傷する、ポンプアップ装置の樹脂製のケースが変形する等の問題を発生する虞がある。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、温度上昇を抑え、温度上昇に起因する不具合を確実に防止することのできる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ーと、前記モーター、及び前記圧縮ポンプの少なくとも一方に取り付けられ、予め設定された温度を超えた場合に前記モーターに流れる電流を停止または制限する安全装置と、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。
請求項１に記載のポンプアップ装置では、モーターで圧縮ポンプを駆動することで、タイヤの内圧を上昇させるための圧縮空気を生成することができる。
ここで、モーターまたは圧縮ポンプの温度が予め設定された温度を超えると、安全装置が働いて、モーターに流れる電流を停止または制限する。これにより、モーターや圧縮ポンプの過熱が防止される。

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、前記安全装置は、温度ヒューズである、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。
請求項２に記載のポンプアップ装置では、モーターまたは圧縮ポンプの温度が予め設定された温度を超えると、温度ヒューズが切れ、モーターの駆動が停止する。これにより、モーター、または圧縮ポンプが過剰に高温となることが防止される。

請求項３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、前記安全装置は、サーモスタットである、ことを特徴としている。
請求項３に記載のポンプアップ装置では、モーターまたは圧縮ポンプの温度が予め設定された温度を超えると、サーモスタットが働き、モーターの駆動が停止する。これにより、モーター、または圧縮ポンプが過剰に高温となることが防止される。なお、サーモスタットは、モーター、または圧縮ポンプが冷えると元の状態に復帰するので、モーターの駆動を再開することができる。

請求項４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、前記安全装置は、ＰＴＣサーミスタである、ことを特徴としている。
ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）は、正の温度特性を有し、特定の温度で急激な抵抗値変化を示す素子である。

請求項４に記載のポンプアップ装置では、モーターまたは圧縮ポンプの温度が予め設定された温度を超えると、ＰＴＣサーミスタの抵抗値が急激に上昇し、モーター（コイル）に流される電流が制限され、モーターの発熱が抑えられる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のポンプアップ装置において、シーリング剤容器内に収納されたシーリング剤を空気入りタイヤ内へ給送するシーリング剤注入手段を有する、ことを特徴としている。

請求項５に記載のポンプアップ装置では、シーリング剤注入手段を作動させることで、シーリング剤容器内に収納されたシーリング剤を空気入りタイヤ内へ給送することができる。これにより、空気入りタイヤのパンクの原因となっている穴をシーリング剤で塞ぐことができる。また、シーリング剤で穴を塞いだ後、空気入りタイヤに圧縮空気を供給することで、空気入りタイヤを走行可能な状態にできる。

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、温度上昇を抑え、温度上昇に起因する不具合を防止することができる、という優れた効果を有する。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るポンプアップ装置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。

ポンプアップ装置３０は、その外殻部として合成樹脂からなる箱状のケーシング３２を備えており、ケーシング３２内には、加圧空気の供給源としてエアコンプレッサ３４が配置されている。またケーシング３２内には、内部にシーリング剤３６を収容する液剤容器４０が配置されている。この液剤容器４０内部には、ポンプアップ装置３０により修理すべきタイヤの種類毎に規定された量（例えば、４００ｇ〜６００ｇ）のシーリング剤が収容されている。液剤容器４０には、その高さ方向に沿った上端側の頂板部にエア受入口３９が設けられると共に、下端側の底板部に液剤吐出口３８が設けられている。

エアコンプレッサ３４には、エア吸入部４１及びエア供給部４３が設けられており、これらのエア吸入部４１及びエア供給部４３には、エア吸入口４２及びエア供給口４４がそれぞれ開口している。エアコンプレッサ３４は、その作動時にエア吸入口４２を通して外部から空気を吸入し、この吸入空気を所定の圧縮比で加圧してエア供給口４４を通して外部へ吐出する。エアコンプレッサ３４は、大気圧の空気を０．５ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度まで圧縮できる圧縮能力を有している。エア供給口４４には、耐圧ホース、パイプ等からなる共用配管４６の一端部が接続されており、この共用配管４６の他端部にはエア切換弁４８が接続されている。エア切換弁４８としては、１個の吸入ポート４９及び２個の排出ポート５０，５１を有する三方（３ポート）電磁弁が用いられている。

ここで、エア切換弁４８の吸入ポート４９に共用配管４６が接続され、一方の排出ポート５０には、耐圧ホース、金属パイプ等の十分な耐圧性を有する配管材からなる第１エア配管５４の一端部が接続され、また他方の排出ポート５１には、流体用ホース等からなる第２エア配管５６の一端部が接続されている。

第２エア配管５６の他端部は、液剤容器４０のエア受入口３９に接続されている。これにより、エア切換弁４８の排出ポート５１は、第２エア配管５６を通して液剤容器４０のエア受入口３９に連通する。また液剤容器４０の液剤吐出口３８には、低圧流体用ホース等からから注液配管５８の一端部が接続されている。

ポンプアップ装置３０には、エア切換弁４８と同様に、２個の吸入ポート６１，６２及び１個の排出ポート６３を有する気液切換弁６０が配置されており、この気液切換弁６０における２個の吸入ポート６１，６２には、注液配管５８の他端部及び第１エア配管５４の他端部がそれぞれ接続されている。また気液切換弁６０の排出ポート６３にはジョイントホース６６の一端部が接続されている。ジョイントホース６６の他端部には、タイヤ１４０のタイヤバルブ１４２にねじ止め可能とされたアダプタ６８が配置されている。

ポンプアップ装置３０には、ケーシング３２の外側に起動/停止ボタン７２及び気液切換ボタン７４を備えた操作パネル７０が設けられると共に、ケーシング３２内に電流遮断器７６及び電源回路７８が設けられている。電源回路７８には、電流遮断器７６を介して２芯の電源ケーブル８０が接続されている。この電源ケーブル８０の先端部には、車両に設置されたシガーソケット（図示省略）に挿脱可能とされたプラグ８２が設けられており、このプラグ８２をシガー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ー（Ｖｃｃ）から電源回路７８に電源が供給可能となる。電源回路７８は、起動/停止ボタン７２及び気液切換ボタン７４に対する操作に応じて、エアコンプレッサ３４及び切換弁４８，６０の動作をそれぞれ制御する。

エアコンプレッサ３４は直流の駆動モーター８４及び、この駆動モーター８４からのトルクにより駆動されるポンプ８６を内蔵しており、ポンプ８６としては、例えば、スクリュー型ポンプ、レシプロ型ポンプ、ベーン型ポンプ等の各種ポンプを用いることができる。また電流遮断器７６としては電磁式のものが用いられており、車両のバッテリーから電源回路７８への電源供給を遮断することができる。

次に、上記のようなポンプアップ装置３０に用いられるシーリング剤３６について説明する。シーリング剤３６は、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）ラテックス、ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）ラテックス及びＳＢＲラテックスとＮＢＲラテックスとの混合物のゴムラテックス等のゴムラテックスを含むとともに、その水性分散剤又は水性乳剤の状態で加えられる樹脂系接着剤を有する。

更に、シーリング剤３６には、パンク穴に対するシール性を高めるために、ポリエステル、ポリプロピレン、ガラス等からなる繊維材料又はウィスカーや、炭酸カルシウム、カーボンブラック等からなる充填剤（フィラー）を混合しても良く、またシール性能を安定化するためにケイ酸塩やポリスチレン粒子を混合してもよい。また、シーリング剤３６には、上記成分以外に、グリコール、エチレン−グリコール、プロピレングリコール等の凍結防止剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、乳化剤が一般に添加される。

図２に示すように、本実施形態の駆動モーター８４の内部には、コイル８４Ａに接続される配線の途中に温度ヒューズ８８が設けられている。なお、温度ヒューズ８８はコイル８４Ａの近傍に配置することが好ましく、絶縁体等を介してコイル８４Ａに取り付けても良い。また、温度ヒューズ８８は、駆動モーター８４の内部に取り付けることに限らず、図３に示すように、駆動モーター８４のケース８４Ｂの外面に取り付けても良い。なお、本実施形態の温度ヒューズ８８は、予め設定した温度以上になると、電流の通過を遮断する方式のものである。コイル８４Ａの破損を防止するためには、駆動モーター８４の仕様にもよるが、温度ヒューズ８８が作動する温度は、コイル８４Ａの破壊温度をＴ_１としたときに、温度ヒューズ８８をコイル近傍に配置する場合にはＴ_１−２０°Ｃ、温度ヒューズ８８をケース８４Ｂに設置する場合にはＴ_１−５０°Ｃに設定することが好ましい。

（作用）
次に、本実施形態に係るポンプアップ装置３０を用いてパンクしたタイヤ１４０を修理する作業手順を説明する。
タイヤ１４０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、タイヤ１４０におけるタイヤバルブ１４２にアダプタ６８をねじ止めし、ジョイントホース６６をパンクしたタイヤ１４０へ接続する。このとき、エアコンプレッサ３４は停止しており、エア切換弁４８は吸入ポート４９が排出ポート５１に連通したポジション（加圧ポジション）になっている。一方、気液切換弁６０は、排出ポート６３が吸入ポート６１に連通したポジションとなって注液配管５８を閉止し、注液配管５８を通して液剤容器４０内のシーリング剤３６が自重によりタイヤ１４０側へ流出することを阻止している。このとき、気液切換弁６０は第１エア配管５４を開放しているが、エア切換弁４８により閉止されているので、第１エア配管５４内には、エアコンプレッサ３４により供給される加圧空気は流通しない

次いで、作業者は、電源ケーブル８０のプラグ８２を車両のシガレットライターのソケット等へ差し込んだ後、操作パネル７０の起動/停止ボタン７２を押下する。これに連動し、電源回路７８は、エアコンプレッサ３４を作動させて、共用配管４６及び第２エア配管５６を通して液剤容器４０内へ加圧空気を送り込む。

電源回路７８は、エアコンプレッサ３４の作動から所定時間が経過すると、気液切換弁６０における排出ポート６３の連通先を吸入ポート６１から吸入ポート６２に切り換える。これにより、液剤容器４０の内部が注液配管５８及びジョイントホース６６を通してタイヤ１４０の内部に連通し、液剤容器４０内からシーリング剤３６が自重及び加圧空気の静圧により押し出され、このシーリング剤３６が注液配管５８及びジョイントホース６６を通ってタイヤ１４０内へ注入される。これにより、シーリング剤３６は、加圧空気の静圧を受けて液剤容器４０内から押し出される。

作業者は、液剤容器４０内からタイヤ１４０内への所定量のシーリング剤３６の注入が完了すると、操作パネル７０の気液切換ボタン７４を押下する。この所定量のシーリング剤３６の注入完了は、注入開始からの時間をパラメータとして判断しても良く、また液剤容器４０に透明な窓部を設けおき、この窓部を通して作業者がシーリング剤３６の注入量を確認するようにして良い。

気液切換ボタン７４の押下に連動し、電源回路７８は、気液切換弁６０の排出ポート６３の連通先を吸入ポート６２から吸入ポート６１に切り換え、これに同期してエア切換弁４８の吸入ポート４９の連通先を排出ポート５１から排出ポート５０に切り換える。これにより、エアコンプレッサ３４から供給される加圧空気は、第１エア配管５４及びジョイントホース６６を通してタイヤ１４０内へ供給開始され、タイヤ１４０の内圧を上昇させてタイヤ１４０を膨張させる。

この後、作業者は、エアコンプレッサ３４に設けられた圧力ゲージ（図示省略）によりタイヤ１４０の内圧が規定圧になったことを確認したならば、起動/停止ボタン７２を再度、押下する。これに連動し、電源回路７８はエアコンプレッサ３４への電源供給を停止する。次いで、作業者は、アダプタ６８をタイヤバルブ１４２から取り外してジョイントホース６６をタイヤ１４０から切り離す。

作業者は、タイヤ１４０を規定圧を膨張完了した直後に、シーリング剤３６が注入されたタイヤ１４０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１４０内部にシーリング剤３６が均一に拡散し、シーリング剤３６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、再びジョイントホース６６のアダプタ６８をタイヤバルブ１４２にねじ止めし、エアコンプレッサ３４を作動させてタイヤ１４０を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ１４０のパンク修理が完了し、ジョイントホース６６をタイヤ１４０から取り外せば、このタイヤ１４０を用いて通常の走行が可能になる。

また、ポンプアップ装置３０では、エアコンプレッサ３４の運転中に何らかの原因、例えば、ポンプ８６の損傷により駆動モーター８４の負荷が異常上昇したり、電源回路７８からの漏電等により電源ケーブル８０に許容電流を越える過電流が流れた場合には、この過電流は電源ケーブル８０に直列的に接続された電流遮断器７６にも流れることになる。従って、電源ケーブル８０に過電流が所定の応答時間を超えて流れ続けると、電流遮断器７６は、車両のバッテリーから電源回路７８への電源供給を遮断する。

ここで、長時間運転、または高負荷運転、さらにはその両方の運転状態にあるとき、夏場の高温時等で、駆動モーター８４のコイル８４Ａの温度が上昇し、温度ヒューズ８８が切れる設定温度になると、温度ヒューズ８８が切れ、駆動モーター８４の運転が停止する。
これにより、コイル８４Ａの過熱が防止され、駆動モーター８４の破損、高熱によるケーシング３２の変形、及び溶解等の不具合を未然に防止することができる。

なお、上記実施形態では、温度ヒューズ８８を駆動モーター８４に取り付けたが、温度ヒューズ８８は、図４に示すようにポンプ８６に取り付けても良い。ポンプ８６に取り付けることで、ポンプ８６の過熱を防止し、ポンプ８６の過熱に起因する不具合を防止することができる。また、温度ヒューズ８８は、駆動モーター８４とポンプ８６の両方に取り付けても良い。

上記実施形態では、安全装置として温度ヒューズ８８を用いたが、本発明はこれに限らず、予め設定した温度以上となった場合に、駆動モーター８４に流す電流を低下、停止できる手段であればその構成は問わず、温度ヒューズ８８に代えてサーモスタットや、ＰＴＣサーミスタを用いても良い。

サーモスタットの構造としては、バイメタル式、その他の公知の構造のもの用いることができ、温度が低下することで自動的に復帰するタイプ、手動で復帰させるタイプのものがあるが、種類は問わない。サーモスタットは、温度の低下後に復帰が可能であるため、冷却後に運転を再開することが可能である。

また、ＰＴＣサーミスタについても、公知の市販品を用いることができ、市販品としては、例えばポリスイッチ（商品名：タイコ エレクトロニクス レイケム株式会社（Tyco Electronics Raychem K.K.）製）を用いることができる。
ＰＴＣサーミスタを用いた場合、予め決められた温度を超えると抵抗が急激に増大し、その結果、コイル８４Ａに流れる電流が微小となって発熱が抑えられる。

なお、熱伝対、サーミスタ等の温度測定素子を電源回路７８に接続し、ある設定した温度以上になったことを電源回路７８が検知した場合に、コイル８４Ａに電流が流れないように制御しても良く、コイル８４Ａに流す電流を低下（制限）するように制御しても良い。また、他の制御方法として、駆動モーター８４やポンプ８６がある設定した温度以上にならないように、コイル８４Ａに流す電流を制御しても良い。

本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の構成を示す構成図である。 電気回路のモーター部分のブロック図である。 他の実施形態に係る電気回路のモーター部分のブロック図である。 さらに他の実施形態に係る電気回路のモーター部分のブロック図である。

符号の説明

３０ ポンプアップ装置
３４ エアコンプレッサ
３６ シーリング剤
４０ 液剤容器（シーリング剤容器）
４８ エア切換弁（シーリング剤注入手段）
６０ 気液切換弁（シーリング剤注入手段）
８４ 駆動モーター（モーター、シーリング剤注入手段）
８６ ポンプ（シーリング剤注入手段、圧縮ポンプ）
８８ 温度ヒューズ

Claims (5)

1. 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ーと、
   前記モーター、及び前記圧縮ポンプの少なくとも一方に取り付けられ、予め設定された温度を超えた場合に前記モーターに流れる電流を停止または制限する安全装置と、
   を有することを特徴とするポンプアップ装置。
2. 前記安全装置は、温度ヒューズである、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプアップ装置。
3. 前記安全装置は、サーモスタットである、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプアップ装置。
4. 前記安全装置は、ＰＴＣサーミスタである、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプアップ装置。
5. シーリング剤容器内に収納されたシーリング剤を空気入りタイヤ内へ給送するシーリング剤注入手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のポンプアップ装置。

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