JP2009023225A - シーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサによるキャップの自動取り外しを可能としながらも、パンクシーリング剤の劣化、変質を最低限に抑える。
【解決手段】パンクシーリング剤Ｊと空気Ｉとが収容されたシーリング剤容器２、並びにそれを取付けたユニット本体３、及びこのユニット本体３に設ける空気流路４とシーリング剤流路５とを気密に閉じるキャップ６を具える。シーリング剤容器２内に収容される空気Ｉの容積Ｖｏは、キャップ６の胴部３０の内径をＤ、前記胴部３０がボス部１１と接する接触面部の長さをＬ１としたとき、次式を充足する。
（π×Ｄ^２×Ｌ１）＞Ｖｏ＞（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２ ----（１）
【選択図】図１

Description

本発明は、パンクしたタイヤにパンクシーリング剤と高圧空気とを順次注入してパンクを応急的に修理するためのシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体に関する。

近年、タイヤのパンク応急修理装置として、パンクしたタイヤにパンクシーリング剤と高圧空気とを順次注入してポンプアップし、その後、この状態でタイヤを走行させることにより、パンクシーリング剤がタイヤ内腔面を被覆しパンク穴を応急的にシールするものが提案されている。

そしてこのようなパンク応急修理装置において、パンク修理現場における装置組立て作業性や、配管作業性などを簡易化するために、本出願人は、特許文献１に、図７に示す如き構造のシーリング剤ユニットａを提案している。このユニットａは、シーリング剤容器ｂを取付けるユニット本体ｃと、このユニット本体ｃに形成される空気流路ｄとシーリング剤流路ｅとを閉じるキャップｆとから構成される。具体的には、前記ユニット本体ｃは、ボトル状のシーリング剤容器ｂの首部ｂ１を螺着する取付け凹部ｃ１の底面に、ボス部ｃ２を立設している。又前記キャップｆは、該ボス部ｃ２の外周面に嵌着される円筒状の胴部ｆ１と、その上端を閉じる蓋部ｆ２とを具え、かつ該蓋部ｆ２には前記シーリング剤流路ｅの一端を塞ぐ栓体部分ｆ２ａを突出させている。

このユニットａでは、予め前記シーリング剤容器ｂを取り付けた組立体ｈの状態にて、車載保管される。そしてパンク修理の際、この組立体ｈに配管を施し、コンプレッサｇを作動させる。これにより、高圧空気を前記空気流路ｄをへてキャップｆ内に流入させ、その内部圧力の上昇に伴って、前記キャップｆを前記ボス部ｃ２から自動的に取り外させる。その後、シーリング剤容器内のパンクシーリング剤及びコンプレッサｇからの高圧空気が、タイヤ内に順次注入され、パンクの応急修理とタイヤのポンプアップとを連続的に行うことが可能となる。

特開２００５−３１９６１５号公報

他方、シーリング剤容器ｂにおいては、パンクシーリング剤が保管中に空気と接触して劣化、変質するのを抑え、長期間高品質を維持させるために、できるだけ空気が入らないようにパンクシーリング剤を収容することが望まれている。しかしながら、前述の組立体ｈとして使用する場合、シーリング剤容器ｂにおいて空気の占める割合が少ないと、コンプレッサｇによるキャップの自動取り外しができなくなり、パンク応急修理装置が機能しなくなるという問題がある。

そこで本発明は、前述の組立体における前記シーリング剤容器に収容される空気の容積を特定することを基本として、キャップの自動取り外しを可能としながらも、パンクシーリング剤の劣化、変質を最低限に抑え、パンクシーリング剤を高品質で維持させうるシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体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、パンクシーリング剤と空気とが収容されたシーリング剤容器と、このシーリング剤容器を取付けるシーリング剤ユニットとからなるシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体であって、
前記シーリング剤ユニットは、コンプレッサからの高圧空気を前記シーリング剤容器に送り込む空気流路と、高圧空気の送り込みにより取出された前記パンクシーリング剤をタイヤに送給するシーリング剤流路とを有するユニット本体、及び前記空気流路とシーリング剤流路とを閉じるキャップを具え、
しかも前記ユニット本体は、前記シーリング剤容器のシーリング剤取出し用の容器首部を挿入して固定する取付け凹部と、この取付け凹部の底面から立上がり前記キャップが弾性的に嵌着されるキャップ取付面部を設けたボス部とを有し、かつ前記ボス部の前記キャップ取付面部よりも内側位置に、前記空気流路の一端の空気取入れ口と、前記シーリング剤流路の一端のシーリング剤流出口とを開口させるとともに、
前記キャップは、内周面が前記キャップ取付面部に接して嵌着される円筒状の胴部と、該胴部の軸心方向の上端を閉じかつ内面に前記シーリング剤流出口を塞ぐピン状の栓体部分を突出させた蓋部とを具え、
前記シーリング剤容器内に収容される空気の容積Ｖｏは、前記キャップの前記胴部の内径をＤ、前記胴部が前記キャップ取付面部と接する接触面部の前記軸心方向の長さをＬ１としたとき、次式を充足することを特徴としている。
（π×Ｄ^２×Ｌ１）＞Ｖｏ＞（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２ ----（１）

本発明は叙上の如く、シーリング剤容器に収容される空気の容積を特定しているため、コンプレッサによるキャップの自動取り外しを可能としながらも、パンクシーリング剤の劣化、変質を最低限に抑え、パンクシーリング剤を高品質で維持させることができる。

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、本発明のシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体（以下、単に組立体と呼ぶ）の一例を示す線図、図２はシーリング剤ユニットを拡大して示す断面図である。

図１において、組立体１は、パンクシーリング剤Ｊと空気Ｉとが収容されたシーリング剤容器２と、このシーリング剤容器２を取付けるシーリング剤ユニット９とから構成させる。そして、この組立体１の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７によるコンプレッサｇ及びタイヤｔとの配管作業のみが行われる。

前記シーリング剤容器２は、パンクシーリング剤Ｊと空気Ｉとが収容された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。

次に、前記シーリング剤ユニット９は、前記コンプレッサｇからの高圧空気を前記シーリング剤容器２に送り込む空気流路４と、高圧空気の送り込みにより取出された前記パンクシーリング剤Ｊをタイヤｔに送給するシーリング剤流路５とを有するユニット本体３、及び前記空気流路４とシーリング剤流路５とを気密に閉じるキャップ６とを具える。

前記ユニット本体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１０と、前記キャップ６を弾性的に嵌着するキャップ取付面部１１Ａを設けたボス部１１と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（図では上端面）に、前記取付け凹部１０を凹設している。この取付け凹部１０の内壁には、前記容器首部２Ａを螺着によって固定するための内ネジを形成している。又前記取付け凹部１０の底面１０Ｓと容器首部２Ａとの間にはパッキン材２１が介在し、前記取出し口２Ａ１をシール効果を有して気密に閉止している。

又前記ボス部１１は、前記底面１０Ｓから立ち上がる例えば円柱状の突起であり、本例では、その外周面にて前記キャップ６を弾性的に嵌着する。従って、このボス部１１の外周面により前記キャップ取付面部１１Ａ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、前記キャップ取付面部１１Ａに、断面半円状をなし周方向にのびる係止溝１３を設けている。この係止溝１３の深さは０．５mm程度である。

又前記ユニット本体３には、コンプレッサｇからの高圧空気を前記シーリング剤容器２に送り込む空気流路４と、高圧空気の送り込みにより取出されるパンクシーリング剤Ｊをタイヤｔに送給するシーリング剤流路５とが形成される。なお前記シーリング剤流路５は、パンクシーリング剤Ｊの送給後は、コンプレッサｇからシーリング剤容器２をへた高圧空気をタイヤｔに送り込む空気流路８として機能する。

ここで、前記空気流路４の一端の空気取入れ口４Ａ、及びシーリング剤流路５の一端のシーリング剤流出口５Ａは、何れも前記ボス部１１の上端面かつ前記キャップ取付面部１１Ａよりも内側位置、即ちボス部１１の中心線側で開口している。本例では、前記シーリング剤流出口５Ａが、前記ボス部１１の中心線上で立ち上がる筒部１４先端の中心口として形成されるものを例示している。又前記空気取入れ口４Ａは、前記筒部１４よりも外側かつキャップ取付面部１１Ａよりも内側に設けられ、本例では、筒部１４の周囲を囲むリング状をなす場合を例示している。しかし前記空気流路４をそのまま開口させた丸穴状等の小口であっても良い。

又空気流路４は、前記空気取入れ口４Ａから柱状胴部１２を通って下方にのび、その小径側の胴部１２Ａの例えば周面に設けたホース接続部１５の接続口４Ｂに連通している。又シーリング剤流路５は、前記シーリング剤流出口５Ａから前記柱状胴部１２を通って下方にのび、その小径側の胴部１２Ａの周面に設けたホース接続部１６の接続口５Ｂに連通している。なおホース接続部１５、１６は、大径側の胴部１２Ｂの周面よりも内側で終端することが、車載保管をコンパクトに行う上で好ましい。

次に、前記キャップ６は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの弾性変形可能な合成樹脂材からなり、図３に拡大して示すように、内周面が前記キャップ取付面部１１Ａに接して嵌着される円筒状の胴部３０と、該胴部３０の軸心方向の上端を閉じる蓋部３１とを具える。

前記蓋部３１は、本例では、前記胴部３０とは曲率半径Ｒの円弧で接続する円弧部分３１Ａを有する略半球面状をなし、前記曲率半径Ｒを、前記胴部３０の内径Ｄの０．３〜０．５倍の範囲に設定している。なお前記曲率半径Ｒは、前記円弧部分３１Ａの内面における曲率半径であって、Ｒ＝０．５×Ｄ のとき、前記蓋部３１は、実質的に前記円弧部分３１Ａのみからなる半球面状に形成される。又０．３×Ｄ≦Ｒ＜０．５×Ｄ のときには、前記蓋部３１は、図４に例示するように、前記円弧部分３１Ａと、蓋部３１の頂部をなす平らな平滑部３１Ｂとから形成される。又前記蓋部３１には、その内面から突出して前記シーリング剤流出口５Ａをシール効果を有して閉じるピンの栓体部分３２が形成される。

又前記胴部３０は、その下端部に、該胴部３０の外周面側で隆起して周方向に連続してのびる補強用のフランジ部分３０Ａを有している。

このように構成したシーリング剤ユニット９は、前記シーリング剤容器２を取り付けた組立体１の状態で車載保管した場合にも、キャップ６が空気流路４とシーリング剤流路５とを閉止しているため、パンクシーリング剤Ｊが洩れることなくシーリング剤容器２内に収容しておくことができる。

又パンク修理の際には、前記図１の如く、前記組立て状態のユニット９に配管を施し、コンプレッサｇを作動させる。これにより高圧空気を前記空気流路４をへてキャップ６内に流入させ、その内部圧力の上昇によって前記キャップ６を前記ボス部１１から自動的に取り外す。

ここで、パンクシーリング剤Ｊを長期間保管する場合、パンクシーリング剤Ｊは、空気と接触することで含有する蛋白質が酸化して劣化、変質を起こす傾向があり、シーリング剤容器２内にパンクシーリング剤Ｊと一緒に収容される空気Ｉの容積が多いほど、前記劣化、変質傾向は強くなる。従って、品質を長期間維持させるためには、できるだけ空気が入らないようにパンクシーリング剤Ｊを収容することが重要である。しかしながら、シーリング剤ユニット９に取り付けた組立体１として使用する場合、シーリング剤容器ｂにおいて空気の占める割合が少ないと、コンプレッサｇによるキャップの自動取り外しができなくなり、パンク応急修理装置として機能しなくなるという問題がある。

そこで本発明では、前記シーリング剤容器２内に収容される空気Ｉの容積Ｖｏとして、次式（１）を充足させている。
（π×Ｄ^２×Ｌ１）＞Ｖｏ＞（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２ ----（１）
式中のＤは、前記胴部３０の内径、Ｌ１は、前記胴部３０が前記キャップ取付面部１１Ａと接する接触面部の前記軸心方向の長さである。

図５に示すように、前記キャップ６は、嵌着状態から軸心方向に長さＬ１だけ押し上げられることで、前記ボス部１１から取り外される。このとき、シーリング剤容器２に収容される空気Ｉの容積Ｖｏは、キャップ６が押し上げられた容積ｖだけ減少する。ここで、嵌着状態において、シーリング剤容器２に収容される空気Ｉの圧力をＰｏ（１気圧）、キャップ６が取り外されるときの空気Ｉの容積をＶ１、圧力をＰ１としたとき、以下の関係が成立する。
Ｖ１×Ｐ１＝Ｖｏ×Ｐｏ
Ｖ１＝Ｖｏ−ｖ
ｖ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）／４

従って、Ｐ１＝Ｐｏ／｛１−（ｖ／Ｖｏ）｝ が求まる。そして、前記キャップ６内に充填する高圧空気の圧力Ｐｇが、前記圧力Ｐ１を超える（Ｐｇ＞Ｐ１）ことで、キャップ６を取り外すことが可能となる。なお前記圧力Ｐｏは１気圧、又前記圧力Ｐｇは、タイヤｔをポンプアップするタイヤ充填内圧と等しく最低でも２気圧であり、Ｐ１／Ｐｏ＝２の場合、Ｖｏ＝２×ｖ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２となる。従って、容積Ｖｏは、
Ｖｏ＞２×ｖ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２
であることが、キャップ６を取り外すために必要である。

他方、前記容積Ｖｏは、パンクシーリング剤Ｊの保管中における劣化、変質を抑制するために、（π×Ｄ^２×Ｌ１）より小であることが必要である。本発明者の実験の結果、前記容積Ｖｏを（π×Ｄ^２×Ｌ１）より小とすることで、少なくともパンクシーリング剤の有効期限である４年間は、パンクシール効果を高く維持することができる。

このような観点から前記容積Ｖｏの上限値は（π×Ｄ^２×Ｌ１）より小、さらには（π×Ｄ^２×Ｌ１）×７／８以下であることが好ましく、又下限値は（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２より大、さらには（π×Ｄ^２×Ｌ１）×５／８以上であることが好ましい。

又本例では前述の如く、前記キャップ６において、前記蓋部３１を略半球面状体とするとともに、前記胴部３０の下端部に、周方向に連続してのびる補強用のフランジ部分３０Ａを設けている。その結果、キャップ６内に高圧空気が充填された際には、キャップ６は、図６に示すように、蓋部３１の円弧部分３１Ａから胴部３０の上端側にかけて横に広がる変形をなし、逆に前記胴部３０の下端側ではフランジ部分３０Ａにより補強、タガ締めされているため、横に広がりにくくなる。そのため、キャップ６が保管中にクリープを起こしてキャップ６とボス部１１との締め付け力（嵌着力）が低下した場合にも、キャップ６とボス部１１との接触状態を前記胴部３０の下端側にて維持することが可能となる。その結果、キャップ６とボス部１１との間からの高圧空気の漏れを抑制できる。

これは例えば図７に示すように、前記キャップ６の蓋部３１が平板状をなし、かつフランジ部分３０Ａを有さない場合には、コンプレッサｇから高圧空気が充填された際、前記胴部３０は、その下端側が横に広がるハ字状の変形傾向をなす。その結果、キャップ６が外れる前に、キャップ６とボス部１１との間から高圧空気が漏れ出し、シーリング剤容器２の内圧Ｐ１を高めてしまうため、キャップ６の取り外しを妨げることとなる。特に、キャップ６が合成樹脂から形成され、かつ保管時の周囲温度（環境）が６０℃近くまで上昇する場合があるため、保管中にキャップ６がクリープを起こして締め付け力（嵌着力）を著しく低下させるため、前記高圧空気が漏れ出し易い傾向となる。これに対して、本例では前述の如く、前記蓋部３１が略半球面状をなし、かつ胴部３０がフランジ部分３０Ａを具えているため、高圧空気の漏れ出しが抑制され、キャップ６の取り外しに有利となる。

そのためには、前記円弧部分３１Ａの曲率半径Ｒが、前記胴部の内径Ｄの０．３〜０．５倍であることが好ましく、前記曲率半径Ｒが内径Ｄの０．３倍を下回る、或いは０．５倍を上回る場合、高圧空気の漏れ抑制効果を有効に発揮することが難しくなる。このような観点から、前記曲率半径Ｒは内径Ｄの０．４〜０．５倍の範囲が好ましい。

又高圧空気の漏れ抑制効果の観点から、前記胴部３０の前記フランジ部分３０Ａ以外の部分における厚さをＴ１、前記胴部３０の前記フランジ部分３０Ａにおける厚さをＴ２、前記フランジ部分３０Ａの前記軸心方向の長さをＬ２としたとき、次式を充足することが好ましい。
０．３≦ Ｌ２／Ｌ１ ≦０．８ ----（１）
１．２≦ Ｔ２／Ｔ１ ≦１．８ ----（２）

比Ｌ２／Ｌ１が０．３未満、及び比Ｔ２／Ｔ１が１．２未満の場合には、前記フランジ部分３０Ａの補強効果（タガ効果）が過小となって、胴部３０の下端側での広がり抑制が不充分となる。又前記比Ｌ２／Ｌ１が０．８より大、及び比Ｔ２／Ｔ１が１．８より大の場合には、前記フランジ部分３０Ａの補強効果（タガ効果）が過大となって、製造時、キャップ６をボス部１１に嵌着することができなくなる、或いは、保管期間が短く締め付け力（嵌着力）の低下が少ないキャップ６に対して、高圧空気による正常な取り外しができなくなるという問題が生じる。このような観点から、前記比Ｌ２／Ｌ１では、その下限値を０．４以上とするのがより好ましく、又上限値を０．７以下とするのがより好ましい。又前記比Ｔ２／Ｔ１では、その下限値を１．４以上とするのがより好ましく、又上限値を１．６以下とするのがより好ましい。

なお前記胴部３０の内周面には、本例では、ボス部１１に設けた前記係止溝１３と係合することで、保管時におけるキャップ６の外れを防止する係合リブ１８を突設している。この係合リブ１８は、前記フランジ部分３０Ａよりも上方側（蓋部側）に形成することが好ましく、下方側に形成した場合には、該フランジ部分３０Ａの影響で嵌合が強固になりすぎる。

なお製造時、キャップ６は、前記胴部３０の内径Ｄが、前記ボス部１１のキャップ取付面部１１Ａにおける外径よりも０．５mm程度小に設定され、これによりボス部１１との嵌着が行われる。

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。

図１の構造をなすシーリング剤ユニットを、キャップ６における胴部３０の内径Ｄ＝２４ｍｍ、円弧部分３１Ａの曲率半径Ｒ＝８ｍｍ、キャップ取付面部１１Ａとの接触面部の長さＬ１＝９．０ｍｍ、胴部３０のフランジ部分３０Ａ以外の部分における厚さＴ１＝１．５ｍｍ、前記フランジ部分３０Ａにおける厚さＴ２＝２．０ｍｍ、フランジ部分の長さＬ２＝５．０ｍｍの仕様にて試作した。

そして、容量４５０ｃｃのボトル状のシーリング剤容器２を各ユニットに取り付け、下記に示す空気容積Ｖｏの組立体Ａ〜Ｄを試作し、小型のコンプレッサ（リリーフ圧力３５０ｋＰａ）を作動させ、タイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）にパンクシーリング剤を注入しうるかどうかの注入テストを実施した。
組立体Ａ−−−−Ｖｏ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）／４
組立体Ｂ−−−−Ｖｏ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）×２／４
組立体Ｃ−−−−Ｖｏ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）×３／４
組立体Ｄ−−−−Ｖｏ＝（π×Ｄ^２×Ｌ１）×４／４

テストの結果、組立体Ｂ〜Ｄは、通常のタイヤ充填圧力である２２０ｋＰａの圧力にてキャップを取り外すことができが、組立体Ａは、キャップを取り外すことができなかった。

本発明のシーリング剤ユニットの使用状態の一例を示す線図である。 シーリング剤ユニットを拡大して示す断面図である。 キャップを拡大して示す断面図である。 キャップの他の例を示す断面図である。 キャップの高圧空気によるボス部からの外れを示す断面図である。 キャップの高圧空気による変形状態を示す断面図である。 蓋部が平板状をなすキャップの高圧空気による変形状態を示す断面図である。 従来のシーリング剤ユニットの使用状態を示す線図である。

符号の説明

１ 組立体
２ シーリング剤容器
２Ａ 容器首部
３ ユニット本体
４ 空気流路
４Ａ 空気取入れ口
５ シーリング剤流路
５Ａ シーリング剤流出口
６ キャップ
９ シーリング剤ユニット
１０ 取付け凹部
１０Ｓ 底面
１１ ボス部
１１Ａ キャップ取付面部
３０ 胴部
３１ 蓋部
３２ 栓体部分
ｇ コンプレッサ
Ｉ 空気
Ｊ パンクシーリング剤

Claims (1)

1. パンクシーリング剤と空気とが収容されたシーリング剤容器と、このシーリング剤容器を取付けるシーリング剤ユニットとからなるシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体であって、
   前記シーリング剤ユニットは、コンプレッサからの高圧空気を前記シーリング剤容器に送り込む空気流路と、高圧空気の送り込みにより取出された前記パンクシーリング剤をタイヤに送給するシーリング剤流路とを有するユニット本体、及び前記空気流路とシーリング剤流路とを閉じるキャップを具え、
   しかも前記ユニット本体は、前記シーリング剤容器のシーリング剤取出し用の容器首部を挿入して固定する取付け凹部と、この取付け凹部の底面から立上がり前記キャップが弾性的に嵌着されるキャップ取付面部を設けたボス部とを有し、かつ前記ボス部の前記キャップ取付面部よりも内側位置に、前記空気流路の一端の空気取入れ口と、前記シーリング剤流路の一端のシーリング剤流出口とを開口させるとともに、
   前記キャップは、内周面が前記キャップ取付面部に接して嵌着される円筒状の胴部と、該胴部の軸心方向の上端を閉じかつ内面に前記シーリング剤流出口を塞ぐピン状の栓体部分を突出させた蓋部とを具え、
   前記シーリング剤容器内に収容される空気の容積Ｖｏは、前記キャップの前記胴部の内径をＤ、前記胴部が前記キャップ取付面部と接する接触面部の前記軸心方向の長さをＬ１としたとき、次式を充足することを特徴とするシーリング剤容器とシーリング剤ユニットとの組立体。
   （π×Ｄ^２×Ｌ１）＞Ｖｏ＞（π×Ｄ^２×Ｌ１）／２ ----（１）

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