JP4244313B2 - シーリング・ポンプアップ装置及びアダプタ - Google Patents

Description

本発明は、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の内部へ注入した後、又はシーリング剤の注入と同時に、空気入りタイヤの内部に加圧空気を注入して空気入りタイヤの内圧を昇圧するシーリング・ポンプアップ装置及び、このシーリング・ポンプアップ装置に用いられるアダプタに関する。

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て所定の基準圧まで内圧を加圧（ポンプアップ）するタイヤのシーリング・ポンプアップ装置（以下、単に「ポンプアップ装置」という。）が普及している。この種のポンプアップ装置としては、例えば、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１に示されたポンプアップ装置２０は、図５に示されるように、シーリング剤６を収容した耐圧容器４と、加圧空気の供給源であるエアコンプレッサ１とを備えている。エアコンプレッサ１は、ホース２を介して耐圧容器４のガス導入部３に接続されている。またガス導入部３は、栓バルブ５で閉止可能とされると共に、耐圧容器４内に収納されたシーリング剤６の液面上までのびるライザーチューブとして構成されている。耐圧容器４は、シーリング剤６を吐出するための出口バルブ７を有し、この出口バルブ７に耐圧ホース８の一端部が接続されるとともに、このホース８の他端部には、タイヤバルブ１０にねじ止めされるねじアダプタ９が取付けられている。

上記のようなポンプアップ装置２０では、タイヤ１６にパンクが発生すると、アダプタ９がタイヤバルブ１０にねじ止めされた後、耐圧容器４のガス導入部３が栓バルブ５により開放される。この状態で、エアコンプレッサ１を作動し、ガス導入部３を通してエアコンプレッサ１から耐圧容器４内に加圧空気を導入する。これにより、耐圧容器４内におけるシーリング剤６上の空間部分の内圧が上昇し、この空間部分の静圧の作用により出口バルブ７からシーリング剤６が押し出され、シーリング剤６が耐圧ホース８及びタイヤバルブ１０を通してタイヤ内に注入される。この後、耐圧容器４内のシーリング剤６の液面レベルが出口バルブ７の開口まで下降すると、耐圧容器４内の加圧空気が出口バルブ７を通してタイヤの内部に供給され、タイヤ１６を所定の内圧で膨張させる。
特許第３２１０８６３号公報（図１）

特許文献１に示されているようなポンプアップ装置によりタイヤ内へ注入されるシーリング剤はかなり高い粘性を有している。また、このようなシーリング剤にポリエステル、ポリエチレン、ナイロン等を素材とする短繊維を添加することにより、シーリング剤によるパンク穴に対する閉塞性を向上できることが知られている。

一方、タイヤに設けられたタイヤバルブには、通常、その内部にバルブコアが配置されており、このバルブコアは、外部から供給される空気をタイヤ内部へ注入可能とするが、タイヤ内部へ注入された空気（高圧空気）が外部へ洩れることを阻止する逆止弁として構成されている。しかし、このようなバルブコアは、本来的には、低粘性の流体である空気の流通を制御するためのものあり、高粘性のシーリング剤に対する流通抵抗が非常に大きいものになる。このため、エアコンプレッサからの加圧力（空気圧）により所定量のシーリング剤をタイヤの内部へ注入する際には、シーリング剤を高い注入速度で注入することが困難になり、かなり注入開始から完了までかなり長い注入時間を必要とする、という問題がある。

またシーリング剤中に短繊維が添加されている場合には、タイヤバルブを通してシーリング剤をタイヤ内へ注入する際には、短繊維がタイヤバルブにおけるバルブコア内に詰まる現象が生じ易く、短繊維がバルブコア内へ詰まると、シーリング剤がタイヤ内へ注入不能になったり、タイヤ内へのシーリング剤の注入速度が著しく低下するという問題を引き起こす。このようなタイヤバルブ内での短繊維の目詰まりを防止するために、タイヤバルブ内からバルブコアを抜き取った状態で、シーリング剤を空気入りタイヤ内へ注入した後、タイヤバルブ内にバルブコアを再装着し、バルブコアを通して高圧空気をタイヤ内へ注入することも可能であるが、この場合には、耐圧ホースをシーリング剤の注入完了後にタイヤバルブから離脱させ、タイヤバルブへのバルブコアの再装着後に、耐圧ホースをタイヤバルブに再装着する作業が必要となるので、タイヤに対するパンク補修作業が煩瑣になると共に補修時間が遅延する。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、シーリング剤の空気入りタイヤの内部への注入速度を十分に高いものにでき、またシーリング剤に短繊維が添加されている場合でも、空気入りタイヤに対するパンクの補修作業を簡単なものにでき、かつタイヤバルブ内での短繊維の目詰まりを防止できるシーリング・ポンプアップ装置及びアダプタを提供することにある。

本発明の請求項１に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置は、タイヤバルブを通してパンクした空気入りタイヤの内部にシーリング剤を注入すると共に、加圧空気を注入して空気入りタイヤの内圧を昇圧するシーリング・ポンプアップ装置であって、加圧状態とされたシーリング剤及び空気をそれぞれ先端部から流出させる管状部材と、前記管状部材の先端部が接離可能に接続される管接続部及び、バルブコアが抜き取られたタイヤバルブに接続されるバルブ接続部がそれぞれ設けられると共に、前記管接続部と前記バルブ接続部とを連通する供給路が形成されたアダプタ本体と、前記アダプタ本体に配置されると共に、前記供給路の一部を構成する弁座部及び該弁座部に対して接離可能に支持された弁体が設けられ、前記管状部材の先端部が前記管接続部に接続されることに連動し、前記弁体を前記弁座部から離間させて前記供給路を開放し、かつ前記管状部材の先端部が前記管接続部から離脱することに連動し、前記弁体を前記弁座部に当接させて前記供給路を閉鎖する開閉弁と、を有することを特徴とする。

上記請求項１に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置では、開閉弁によるアダプタ本体における供給路の開放時に、開閉弁における弁体と弁座部との間に形成される隙間の最小幅をシーリング剤に添加された短繊維の最大長よりも長くしたことにより、シーリング剤が開閉弁を通過する際に、このシーリング剤に添加された短繊維が弁体と弁座部との間に形成される隙間を通って流通可能になり、短繊維が弁体と弁座部との間及びタイヤバルブ内に詰まることを防止できるので、弁体と弁座部との間に形成される隙間に詰まった短繊維によってシーリング剤が空気入りタイヤの内部へ注入不能になったり、空気入りタイヤの内部へのシーリング剤の注入速度が低下することを効果的に防止できる。

また請求項１に係るシーリング・ポンプアップ装置では、管状部材の先端部がアダプタ本体の管接続部から離脱することに連動し、アダプタ本体に配置された開閉弁が弁体を弁座部に当接させて供給路を閉鎖するので、タイヤバルブ内からシーリング剤及び空気を空気入りタイヤの内部へ注入した後、管状部材の先端部をアダプタ本体の管接続部から離脱させても、空気入りタイヤの内部に注入されたシーリング剤及び空気がアダプタ本体内の開閉弁により外部へ洩れることを確実に阻止できる。

この結果、空気入りタイヤの内部に加圧状態のシーリング剤及び空気を注入した後、管状部材の先端部をアダプタ本体の管接続部から離脱させるだけで、空気入りタイヤ内からシーリング剤及び空気がタイヤバルブ及びアダプタ本体を通して外部へ洩れることを防止できるので、空気入りタイヤに加圧空気を充填するだけのために、シーリング剤の注入完了後に管状部材をタイヤバルブから離脱させ、バルブコアをタイヤバルブに再挿入する作業等を行う必要がなくなり、シーリング剤及び空気の注入完了後に、管状部材の先端部をアダプタ本体の管接続部から離脱させれば、アダプタ本体をタイヤバルブに接続したまま、空気入りタイヤを使用して走行を行うことができる。

本発明の請求項２に係るアダプタは、パンクした空気入りタイヤの内部に、該空気入りタイヤのタイヤバルブに接続された管状部材の先端部から流出する加圧状態のシーリング剤及び空気をそれぞれ注入するシーリング・ポンプアップ装置に用いられるアダプタであって、前記管状部材の先端部が接離可能に接続される管接続部及び、前記タイヤバルブに接続されるバルブ接続部が設けられると共に、前記管接続部と前記バルブ接続部とを連通する供給路が形成されたアダプタ本体と、前記アダプタ本体に配置されると共に、前記供給路の一部を構成する弁座部及び該弁座部に対して接離可能に支持された弁体が設けられ、前記管状部材の先端部が前記管接続部に接続されることに連動し、前記弁体を前記弁座部から離間させて前記供給路を開放し、かつ前記管状部材の先端部が前記管接続部から離脱することに連動し、前記弁体を前記弁座部に当接させて前記供給路を閉鎖する開閉弁と、を有し、前記アダプタ本体を通して空気入りタイヤの内部へ注入されるシーリング剤に短繊維が添加されている場合、前記開閉弁による前記供給路の開放時に、前記弁体と前記弁座部との間に形成される隙間の最小幅をシーリング剤に添加された短繊維の最大長よりも長くしたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置及びアダプタによれば、シーリング剤の空気入りタイヤの内部への注入速度を十分に高いものにでき、またシーリング剤に短繊維が添加されている場合でも、空気入りタイヤに対するパンクの補修作業を簡単なものにでき、かつタイヤバルブ内での短繊維の目詰まりを防止できる。

以下、本発明の実施の形態に係るタイヤのシーリング・ポンプアップ装置について説明する。

(シーリング・ポンプアップ装置の構成)
図１には、本発明の実施形態に係るシーリング・ポンプアップ装置（以下、単に「ポンプアップ装置」という。）が示されている。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。

図１に示されるように、ポンプアップ装置３０は、その外殻部として箱状のケーシング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、２００ｃｃ）以上のシーリング剤が収容されている。

ここで、液剤容器４０はポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂により成形されている。液剤容器４０としては、一般的な空気入りタイヤの内圧として規定されている圧力（基準圧）よりもかなり低い耐圧性を有するものを用いることができ、しかも特別な気密構造を有するものを用いる必要もない。また液剤容器４０には、その頂板部にエア受入口３９が設けられると共に、下端側の隔壁部分である底板部に液剤吐出口３８が設けられている。

図１に示されるように、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、一般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。共用配管４６及び第１エア配管５４としては、タイヤ２０４の基準圧に所定の安全係数（通常、２．０〜５．０）を乗じた圧力に耐え得るものを用いる必要がある。またタイヤ２０４の基準圧としては、車両の種類等に応じて広く範囲で変化するが、乗用車では通常０．２０ＭＰａ〜０．３０ＭＰａの範囲内で適宜設定される。

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。

図１に示されるように、ポンプアップ装置３０には、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の先端部には、タイヤ２０４のタイヤバルブ２００にねじ止め可能とされたアダプタ１００が接続されている。またジョイントホース６６としては、共用配管４６及び第１エア配管５４と略等しい耐圧性を有するものが用いられ、具体的には、ジョイントホース６６としては、ナイロン等の強化により強化された耐圧ホースを用いることが好ましい。

ポンプアップ装置３０には、ケーシング３２の外側に面して起動／停止ボタン８０及び気液切換ボタン８２を備えた操作パネル７８が設けられている。また操作パネル７８は駆動・制御回路８４を内蔵すると共に電源ケーブル（図示省略）を備えており、この電源ケーブルを、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、車両から駆動・制御回路８４に電源が供給される。駆動・制御回路８４は、起動／停止ボタン８０及び気液切換ボタン８２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をそれぞれ制御する。

次に、本実施形態に係るポンプアップ装置３０におけるアダプタ１００及び、このアダプタ１００が接続可能とされたタイヤバルブ２００についてそれぞれ説明する。

タイヤバルブ２００は、図２（Ａ）に示されるように略パイプ状のバルブ本体２０２を備えており、このバルブ本体２０２は、その先端部がタイヤ２０４のリム２０６に穿設された円形の開口部２０８に嵌挿され、その先端側に形成された段差部２１０と固定リング２１２とにより開口部２０８の周縁部を挟持してリム２０６に固定されている。

バルブ本体２０２には、その軸心に沿って貫通するように中空穴２１４が形成されおり、この中空穴２１４の内部には、図２(Ｂ)及び（Ｃ）にそれぞれ示されるようにバルブコア２１６が挿入されている。バルブコア２１６には、パイプ状の通気管２１８が設けられると共に、通気管２１８内に開閉軸２２０が配置されている。ここで、通気管２１８の内部には、軸方向へ貫通して空気の流通経路となる通気路２１９が形成されている。また通気管２１８の外周面における基端側には、雄ねじ部２２２が形成されており、この雄ねじ部２２２がバルブ本体２０２の中空穴２１４の内周面に形成された雌ねじ部２１５（図３参照）にねじ込まれることにより、バルブコア２１６はバルブ本体２０２内に固定されている。

バルブコア２１６の開閉軸２２０は、通気管２１８により軸方向（矢印Ｓ方向）に沿ってスライド可能に支持されており、その先端部には肉厚円板状の弁体２２４が連結固定されている。この弁体２２４は、開閉軸２２０により通気管２１８に対して軸方向内側に支持されており、開閉軸２２０と一体となって通気管２１８の先端面へ当接する閉鎖位置（図２（Ｂ）参照）と通気管２１８の先端面から離間する開放位置（図２（Ｃ）参照）との間で移動可能とされている。弁体２２４には、通気管２１８の先端面に面してゴム製のシールリング２２６が取り付けられている。

図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、バルブコア２１６の通気管２１８内には、コイルスプリング２２８が挿入されており、このコイルスプリング２２８は、開閉軸２２０を常に閉鎖位置側へ付勢している。また開閉軸２２０には、通気管２１８の基端部から外側へ突出する押圧突起２３０が一体的に形成されている。

上記のように構成されたタイヤバルブ２００には、タイヤ２０４の内部に加圧空気を充填する際には、エアコンプレッサからの加圧空気を供給するためのエアーホース（図示省略）の先端部に設けられたプラグが接続されると共に、このプラグ内に配置された押圧部（図示省略）が押圧突起２３０をコイルスプリング２２８に抗して押圧することにより、弁体２２４が閉鎖位置から開放位置へスライドして通気管２１８の先端部が開放される。これにより、エアーホースから供給される加圧空気がタイヤバルブ２００内を通ってタイヤ２０４の内部へ充填される。このとき、バルブコア２１６では、通気管２１８の先端部に形成されたテーパ部２２１の内周面と開閉軸２２０の外周面との間に形成される隙間が通気路２１９における最も幅が狭い部分となっており、この部分の幅Ｗ（図２（Ｃ）参照）は、通常、２ｍｍ以下である。

またタイヤ２０４内への加圧空気の充填完了後に、エアーホース（図示省略）のプラグをタイヤバルブ２００から離脱させると、このプラグの押圧部（図示省略）が押圧突起２３０から離間し、弁体２２４がコイルスプリング２２８の付勢力により開放位置から閉鎖位置へスライドして通気管２１８の先端部を閉鎖する。これにより、タイヤ２０４内へ充填された加圧空気がタイヤバルブ２００内を通って外部へ洩れることが阻止される。

アダプタ１００は、図３（Ａ）に示されるように、略パイプ状のアダプタ本体１０２を備えており、このアダプタ本体１０２は、その先端部に基端側に対して内外径が縮小された細径部１０４が形成されており、この細径部１０４の内周面は雌ねじ部１０６が形成されている。アダプタ本体１０２の内周面には、その基端側の部分と細径部１０４との境界部に段差部１０８が形成されている。またアダプタ本体１０２の基端部の外周面には雄ねじ部１０９が形成されている。アダプタ本体１０２の内部には、軸方向へ貫通する供給路１１０が形成されており、この供給路１１０の内径は、タイヤバルブ２００の内径よりも大きくなっている。

供給路１１０の内部には、図３(Ａ)及び（Ｂ）にそれぞれ示されるように円板状の弁体１１２が配置されている。この弁体１１２の中心部には、ロッド状の開閉軸１１４の先端部が連結されており、この開閉軸１１４は、弁体１１２から軸方向に沿ってアダプタ本体１０２の外側まで突出している。またアダプタ本体１０２の軸方向外側の開口部１１５には、リング状の弁座部材１１６が嵌挿固定されている。この弁座部材１１６の軸方向内側の端面は、弁体１１２に対応する弁座部１１８とされており、この弁座部１１８上には、弁体１１２に対向して薄肉リング状に形成されたゴム製のシールリング１２０が配置されている。

弁座部材１１６の内周面には、図３（Ｂ）に示されるように、軸心側へ延出する複数本のステー部１２８が一体的に形成されており、これらのステー部１２８は、その先端部に接合されたリング状の軸受部１３０を弁座部材１１６と同軸的に支持している。この軸受部１３０には、開閉軸１１４が軸方向に沿って摺動可能に挿入されている。これにより、開閉軸１１４及び弁体１１２は、アダプタ本体１０２と同軸的に支持されると共に、軸方向に沿って移動可能とされる。ここで、弁体１１２は、開閉軸と一体となって弁座部１１８へ当接して供給路１１０を閉鎖する閉鎖位置（図３（Ｂ）参照）と、弁座部１１８から軸方向に沿って所定の距離Ｄだけ離間して供給路１１０を開放する開放位置との間で移動可能とされている。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、アダプタ本体１０２の供給路１１０内には、軸方向に沿って弁体１１２と段差部１０８との間にコイルスプリング１３２が挿入されており、このコイルスプリング１３２は、弁体１１２及び開閉軸１１４を常に閉鎖位置側へ付勢している。また開閉軸１１４は、その基端部が弁座部材１１６から軸方向外側へ突出しており、この開閉軸１１４の基端部には、軸受部１３４の内径よりも大径とされた円板状の鍔部１３６が設けられている。ここで、弁体１１２、弁座部材１１６、開閉軸１１４、軸受部１３０及びコイルスプリング１３２は、タイヤ２０４内からシーリング剤及び空気が外部へ洩れることを阻止するための開閉弁として構成されている。

図３（Ａ）に示されるように、上記のように構成されたアダプタ１００に接続されるジョイントホース６６の先端部には、管継手１４０が接続されており、この管継手１４０の先端部の内周面には雌ねじ部１４２が形成されている。管継手１４０は、その雌ねじ部１４２がアダプタ本体１０２の雄ねじ部１０９にねじ込まれることにより、アダプタ１００に接続されてジョイントホース６６をアダプタ１００の供給路１１０に連通させる。

管継手１４０には、その内周面から延出する複数本のステー部１４４により押圧部材１４６が支持されており、この押圧部材１４６は、管継手１４０の雌ねじ部１４２がアダプタ１００の雄ねじ部１０９にねじ込まれて管継手１４０がアダプタ１００に接続されると、これに連動し、コイルスプリング１３２に抗して鍔部１３６を押圧して開閉軸１１４及び弁体１１２を閉鎖位置から開放位置に移動させ、この位置に保持する。また押圧部材１４６は、雌ねじ部１４２が雄ねじ部１０９から抜き取られて管継手１４０がアダプタ１００から離脱すると、これに連動し、押圧部材１４６を鍔部１３６から離間する。これにより、開閉軸１１４及び弁体１１２は、コイルスプリング１３２の付勢力により開放位置から閉鎖位置に移動し、この位置に保持される。

ポンプアップ装置３０によりタイヤ２０４内へ加圧状態のシーリング剤及び空気を注入する際には、図３（Ａ）に示されるように、タイヤバルブ２００からバルブコア２１６が抜き取られた後、アダプタ１００を介してジョイントホース６６がタイヤバルブ２００に接続される。このとき、アダプタ１００は、その雌ねじ部１０６がタイヤバルブ２００の雄ねじ部２２３にねじ込まれることにより、タイヤバルブ２００に接続される。これにより、ジョイントホース６６は、アダプタ１００及びタイヤバルブ２００を通してタイヤ２０４の内部へ連通する。

上記のように構成されたアダプタ１００では、図３（Ａ）に示されるように、弁体１１２が開放位置にある状態では弁体１１２と弁座部１１８との間に隙間が形成されることにより、供給路１１０がシーリング剤及び空気が流通可能となるように開放される。このとき、供給路１１０では、開放位置にある弁体１１２と弁座部１１８との間に形成される隙間が最も幅が狭く、しかもシーリング剤の流れによどみが発生しやすい部分となっており、この隙間の幅は、閉鎖位置から開放位置へ移動する弁体１１２の軸方向に沿った移動距離Ｄと等しくなっている。ここで、弁体１１２の移動距離Ｄは、後述するシーリング剤に添加された短繊維の長さＬの最長値よりも長くなるように設定されている。具体的には、移動距離Ｄは、短繊維の長さＬの最長値よりも２０％以上長い距離に設定することが好ましい。

（シーリング剤の構成）
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、少なくとも、ゴムラテックスと、短繊維と、凍結防止剤とを含有し、シーリング剤３６中の固形分の含有量が５〜７０質量％であり、かつ、上記短繊維の含有量が０．１〜５質量％となっている。

ここで、「固形分の含有量」は、以下のようにして求めることができる。まず、シーリング剤３６１００ｇを３０分間、２００℃の状態で放置する。放置後の残留分の質量を測定し、当該残留分の質量をシーリング剤３６の質量で除する（残留分の質量／放置前のシーリング剤３６の質量）ことで求めることができる。

固形分の含有量が５質量％未満だと、ゴムラテックスの割合が低くなり、十分なシール性を確保することが不可能となる。また、７０質量％を超えると、シール性以外の特性を十分に確保することができない。

固形分の含有量は、１０〜６０質量％とすることが好ましく、１５〜５０質量％であることがより好ましい。

短繊維は、パンクによりタイヤに発生した穴（欠陥部）に入り込んで目詰まりを生じさせて、この穴を迅速、かつ確実に塞ぐ役割を果たす。シーリング剤３６中の短繊維の含有量が０．１質量％未満では、短繊維を添加したことによるシール性を十分に発揮することができない。また、５質量％を超えると、短繊維の絡み合いが発生し、粘性が増加して注入容易性が低下すると共に、既述の役割を十分に発揮することが難くなるため、シール性も低下してしまう。

短繊維の含有量は、０．３〜４質量％とすることが好ましく、０．５〜３質量％とすることがより好ましい。

既述のような役割を十分に発揮させるため、短繊維についても種々の設計をする必要がある。そこで、短繊維の比重（Ｓ）、長さ（Ｌ）、直径（Ｄ）、および長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）は、それぞれ、下記の範囲とすることが好ましい。
（１）比重（Ｓ）：０．８≦Ｓ≦１．４（より好ましくは、０．９≦Ｓ≦１．３、さらに好ましくは、１．０≦Ｓ≦１．２）。

比重が０．８未満では、短繊維が上に浮いてしまって長期の分離安定性が低くなることがあり、１．４を超えると、短繊維が下に沈んでしまって長期の分離安定性が低くなることがある。
（２）長さ（Ｌ）：０．０５≦Ｌ≦１０ｍｍ（より好ましくは、０．０８≦Ｌ≦８ｍｍ）。

長さが０．０５ｍｍ未満では、短繊維がパンクによる欠陥部に目詰まりを生じさせてシール性を向上させる効果を十分に発揮させることができない場合があり、１０ｍｍを超えると、短繊維の相対的な数が減少するためシール性が低下する場合がある。
（３）直径（Ｄ）：１≦Ｄ≦１００μｍ（より好ましくは、３≦Ｄ≦８０μｍ、さらに好ましくは、５≦Ｄ≦５０μｍ）。

直径（太さ）が１μｍ未満では、上記目詰まりを生じさせてシール性を向上させる短繊維の役割を十分に発揮することができない場合があり、１００μｍを超えると、短繊維の相対的な数が減少するためシール性が低下する場合がある。
（４）長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）：５≦Ｌ／Ｄ≦２０００（より好ましくは、２０≦Ｌ／Ｄ≦１６００、さらに好ましくは、５０≦Ｌ／Ｄ≦１２００、特に好ましくは、１００≦Ｌ／Ｄ≦３００）。

Ｌ／Ｄが５未満では、上記目詰まりを生じさせてシール性を向上させる短繊維の役割を十分に発揮することができない場合があり、２０００を超えると、短繊維の絡み合いによるダマが発生し、シール性および注入容易性の低下を引き起こすことがある。

なお、短繊維は、一の材質からなるものを一定の形状で使用することができるが、既述の範囲で複数の材質からなるものを種々の形状で使用することもできる。

短繊維は、その材質に特に制限はないが、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロンおよびこれらの複合体のいずれかからなることが好ましく、ポリエチレン、ナイロンおよびこれらの複合体のいずれかからなることがより好ましい。かかる短繊維を使用することで、より良好な分離安定性が得られる。

短繊維は、その全量若しくはその一部（好ましくは全量）を、高級アルコール系誘導体および／またはベタイン系活性剤等の溶剤で処理しておくことが好ましい。かかる処理により、溶剤が活剤として作用し、短繊維の分散性を向上させることができる。

当該処理は、シーリング剤３６に含有させる前でも後でもよい。処理方法としては、短繊維を上記溶剤に含浸したり、上記溶剤を吹き付けたりして行うことができる。高級アルコール誘導体としては、ポリグリコール系ポリエステル等が好適である。

溶剤の添加量（上記処理により短繊維に吸収される量）としては、短繊維質量の０．２〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましく、１〜６％であることがさらに好ましい。添加量が少なすぎると、短繊維の十分な分散効果が得られずに当該処理が不十分となることがあり、多すぎても、それ以上の効果の向上が期待できない。

また、シーリング剤３６の粘度は、実際の使用条件として想定される条件（５０℃〜−２０℃）において、３〜６０００ｍＰａ・ｓであること好ましく、５〜４５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、８〜３０００ｍＰａ・ｓであることがさらに好ましい。

３ｍＰａ・ｓ未満では、粘度が低すぎてバルブへの注入時に液漏れが発生することがある。６０００ｍＰａ・ｓを超えると、注入時の抵抗が強くなって注入容易性が低下する場合があり、また、タイヤ内面への広がりも十分でなく、高いシール性が得られない場合がある。

凍結防止剤としては、特に限定されず、エチレングリコール、プロピレングリコール等を使用することができる。凍結防止剤の含有量は、５〜５０質量％であることが好ましい。５質量％未満では、低温での凍結防止性が十分に得られないことがあり、５０質量％を超えると、ゴムラテックス量に対して、グリコール量が多くなるため、パンク補修時に、凝集したゴムラテックスの粒がグリコール中に分散した状態として存在するため、十分なシール特性が得られないことがある。

ゴムラテックスとしては、種々のラテックスを使用することができるが、より良好なシール性を確保する観点から、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、カルボキシ変性ＮＢＲラテックス、カルボキシ変性ＳＢＲラテックスからなる群から選択されるいずれか１以上とすることが好ましい。

本発明のシーリング剤３６では、希薄化のために、水を含有させることができる。さらにシーリング剤３６に、通常の分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニア、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよい。また、樹脂系接着剤としては、テルペンフェノール樹脂等のテルペン樹脂を使用することができる。

（シーリング・ポンプアップ装置の作用）
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２０４を修理する作業手順を説明する。

タイヤ２０４にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、タイヤ２０４のタイヤバルブ２００からバルブコア２１６を抜き取った後、このタイヤバルブ２００にアダプタ１００をねじ止めし、ジョイントホース６６をパンクしたタイヤ２０４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がタイヤ２０４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７８の起動／停止ボタン８０を押下する。これに連動し、駆動・制御回路８４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。

駆動・制御回路８４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の連通先を排出ポート６２から排出ポート６１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２０４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２０４内へ注入される。このとき、タイヤバルブ２００内からバルブコア２１６が抜き取られていることから、タイヤバルブ２００内でのシーリング剤３６の流通抵抗が十分に小さなものなると共に、シーリング剤３６に添加された短繊維がバルブコア２１６内に詰まることもない。

作業者は、液剤容器４０内からタイヤ２０４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７８の気液切換ボタン８２を押下する。この気液切換ボタン８２の押下に連動し、駆動・制御回路８４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２０４内へ供給開始され、タイヤ２０４の内圧を上昇させてタイヤ２０４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２０４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８０を再度、押下する。これに連動し、駆動・制御回路８４はエアコンプレッサ３４を停止する。次いで、作業者は、図４（Ｄ）に示されるように、ジョイントホース６６をアダプタ１００から取り外して、アダプタ１００をタイヤバルブ２００に取り付けたままポンプアップ装置３０をタイヤ２０４側から切り離す。このとき、ジョイントホース６６がアダプタ１００から取り外されることに連動し、アダプタ１００における弁体１１２が開放位置から閉鎖位置へ移動して供給路１１０を閉鎖するので、タイヤ２０４内からシーリング剤３６及び空気が外部へ洩れることが防止される。

作業者は、タイヤ２０４の規定圧での膨張完了後、シーリング剤３６が硬化完了前に、シーリング剤３６が注入されたタイヤ２０４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２０４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をアダプタ１００ににねじ止めし、エアコンプレッサ３４を作動させてタイヤ２０４を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ２０４のパンク修理が完了し、ジョイントホース６６をアダプタ１００から取り外せば、このタイヤ２０４を用いて通常の走行が可能になる。

以上説明した本実施形態に係るポンプアップ装置３０では、ジョイントホース６６の先端部がアダプタ１００に接続されることに連動し、アダプタ１００に配置された弁体１１２が弁座部１１８から離間してアダプタ１００内の供給路１１０を開放することにより、排出ポート６３から加圧状態のシーリング剤３６及び空気が吐出されると、このシーリング剤３６及び空気がジョイントホース６６内を通ってアダプタ１００の供給路１１０内へ流入し、弁体１１２及び弁座部１１８との隙間を通って供給路１１０内からバルブコア２１６が抜き取られたタイヤバルブ２００内へ流出する。このシーリング剤３６及び空気は、タイヤバルブ２００の中空穴２１４内を通ってタイヤ２０４の内部へ注入されるので、バルブコア２１６による抵抗を作用させることなく、アダプタ１００内から流出するシーリング剤３６及び空気を、タイヤバルブ２００を通してタイヤ２０４の内部へ注入できる。

ここで、アダプタ１００における供給路１１０の内径及び弁体１１２と弁座部１１８と隙間の寸法（開口幅＝移動距離Ｄ）は、タイヤバルブ２００の内外径のように予め規格された寸法に制限されることなく、シーリング剤３６の粘性、シーリング剤３６の注入圧及びシーリング剤３６に添加された短繊維の繊維長Ｌに応じて十分に長いものにすることができるので、高粘性のシーリング剤３６がアダプタ１００の供給路１１０を通過する際の流通抵抗を十分に小さいものにでき、かつ短繊維がアダプタ１００の供給路１１０内及びタイヤバルブ２００内に詰まることを防止できる。

この結果、シーリング剤３６をタイヤ２０４の内部へ注入する際に、アダプタ１００及びタイヤバルブ２００内でシーリング剤３６へ作用する流通抵抗を十分に小さなものにできるので、バルブコア２１６が挿入されたタイヤバルブ２００を通してシーリング剤３６をタイヤ２０４の内部へ注入する場合と比較し、排出ポート６３から吐出される加圧状態のシーリング剤３６をタイヤ２０４の内部へ注入する際の注入速度を増大できる。

またポンプアップ装置３０では、ジョイントホース６６がアダプタ１００から離脱することに連動し、アダプタ１００に配置された弁体１１２が弁座部１１８に当接して供給路１１０を閉鎖するので、タイヤバルブ２００内からバルブコア２１６が抜きと取られた状態で、シーリング剤３６及び空気をタイヤ２０４の内部へ注入した後、ジョイントホース６６をアダプタ１００から離脱させても、タイヤ２０４の内部に注入されたシーリング剤３６及び空気がアダプタ１００の弁体１１２により外部へ洩れることを確実に阻止できる。

この結果、タイヤ２０４の内部に加圧状態のシーリング剤３６及び空気を注入した後、ジョイントホース６６をアダプタ１００から離脱させるだけで、タイヤ２０４内からシーリング剤３６及び空気がタイヤバルブ２００及びアダプタ１００を通して外部へ洩れることを防止できるので、タイヤ２０４に加圧空気を充填するだけのために、シーリング剤３６の注入完了後にジョイントホース６６をタイヤバルブから離脱させ、バルブコアをタイヤバルブに再挿入する作業等を行う必要がなくなり、シーリング剤３６及び空気の注入完了後に、ジョイントホース６６をアダプタ１００から離脱させれば、アダプタ１００をタイヤバルブ２００に接続したまま、このタイヤ２０４を使用して走行を行うことができる。

なお、本実施形態に係るポンプアップ装置３０は、気液切換弁６０により液剤容器４０をタイヤ２０４の内部へ連通させ、エアコンプレッサ３４によりシーリング剤３６を加圧してタイヤ２０４内へ注入した後、気液切換弁６０によりエアコンプレッサ３４をタイヤ２０４の内部へ連通させ、エアコンプレッサ３４により発生した加圧空気をタイヤ２０４内へ充填するものであったが、本実施形態に係るアダプタ１００は、このような構造以外のポンプアップ装置、例えば、液剤容器を作業者が握りつ潰すことにより液剤容器内のシーリング剤を加圧し、この液剤容器に接続されたジョイントホースを通してタイヤ内へシーリング剤を注入した後、ジョイントホースをエアコンプレッサに繋ぎかえてタイヤ内へ加圧空気を充填するようなポンプアップ装置へ適用した場合でも、シーリング剤の注入速度を増加できると共に、シーリング剤に添加された短繊維がタイヤバルブ及びアダプタ１００内へ詰まることを防止できるという効果を得られる。

以上説明した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を修理した結果（実施例）と、本実施形態に係るポンプアップ装置３０からアダプタ１００を省略してジョイントホース６６をタイヤバルブ２００に直接接続するようにしたポンプアップ装置を用いてパンクしたタイヤを修理した結果（比較例）とを、それぞれ説明する。

この実施例及び比較例では、それぞれエアコンプレッサ３４として、２０ｌ／ｍｉｎの加圧空気の供給能力を有するものを用いた。またシーリング剤３６としては、４０ｗｔ％のＮＢＲラテックス、３５ｗｔ％のエチレングリコール、２３ｗｔ％の水を含み、これに消泡剤、増粘剤、ｐＨ調整剤をそれぞれ適量添加し、さらに短繊維を３質量％添加したものを用いた。このとき、短繊維は、その繊維長の最大値が７ｍｍとなるように調整した。

（比較例）
比較例に係るポンプアップ装置によりシーリング剤をタイヤ内へ注入した場合には、バルブコアにおける通気管内の先端部に短繊維が詰まり、シーリング剤が注入不能になるか、注入速度が著しく低下した。

（実施例）
実施例に係るポンプアップ装置では、アダプタにおける弁体の閉鎖位置から開放位置への移動距離を９ｍｍに設定し、これにより、アダプタの供給路における最も幅が狭い部分である開放位置にある弁体と弁座部の間に形成される隙間の幅を９ｍｍとした。この実施例に係るポンプアップ装置によりシーリング剤をタイヤ内へ注入した後、連続して加圧空気をタイヤ内へ充填した結果、シーリング剤及び空気を問題なくタイヤ内へ注入できた。またシーリング剤及び加圧空気の充填完了後に、タイヤバルブに接続されたアダプタからジョイントホースを離脱させ、そのタイヤにより走行を行ったが、タイヤバルブ及びアダプタを通してタイヤ内から空気が洩れることもなかった。

本発明の実施形態に係るポンプアップ装置の構成及びタイヤを示す構成図である。 図１に示されるタイヤにおけるタイヤバルブ及びバルブコアの構成を示す断面図である。 図１に示されるポンプアップ装置におけるアダプタの構成を示す断面図である。 （Ａ）は図１に示されるタイヤバルブの断面図であり、（Ｂ）はタイヤバルブ内からバルブコアを抜き取った状態を示す断面図、（Ｃ）はバルブコアが抜き取られたタイヤバルブにアダプタを介してジョイントホースを接続した状態を示す断面図、（Ｄ）はタイヤバルブに接続されたアダプタからジョイントホースを離脱させた状態を示す断面図である。 従来のシーリング・ポンプアップ装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

３０ ポンプアップ装置（シーリング・ポンプアップ装置）
３６ シーリング剤
６０ 気液切換弁
６３ 排出ポート（吐出口）
６６ ジョイントホース（管状部材）
１００ アダプタ
１０２ アダプタ本体
１０６ 雌ねじ部（バルブ接続部）
１０９ 雄ねじ部（管接続部）
１１０ 供給路
１１２ 弁体（開閉弁）
１１４ 開閉軸（開閉弁）
１１６ 弁座部材（開閉弁）
１１８ 弁座部（開閉弁）
１２０ シールリング
１３２ コイルスプリング（開閉弁）
１３４ 軸受部
２００ タイヤバルブ
２１６ バルブコア
２１９ 通気路

Claims (2)

1. タイヤバルブを通してパンクした空気入りタイヤの内部にシーリング剤を注入すると共に、加圧空気を注入して空気入りタイヤの内圧を昇圧するシーリング・ポンプアップ装置であって、
   加圧状態とされたシーリング剤及び空気をそれぞれ先端部から流出させる管状部材と、
   前記管状部材の先端部が接離可能に接続される管接続部及び、前記タイヤバルブに接続されるバルブ接続部がそれぞれ設けられると共に、前記管接続部と前記バルブ接続部とを連通する供給路が形成されたアダプタ本体と、
   前記アダプタ本体に配置されると共に、前記供給路の一部を構成する弁座部及び該弁座部に対して接離可能に支持された弁体が設けられ、前記管状部材の先端部が前記管接続部に接続されることに連動し、前記弁体を前記弁座部から離間させて前記供給路を開放し、かつ前記管状部材の先端部が前記管接続部から離脱することに連動し、前記弁体を前記弁座部に当接させて前記供給路を閉鎖する開閉弁と、
   を有し、
   前記アダプタ本体を通して空気入りタイヤの内部へ注入されるシーリング剤に短繊維が添加されている場合、
   前記開閉弁による前記供給路の開放時に、前記弁体と前記弁座部との間に形成される隙間の最小幅をシーリング剤に添加された短繊維の最大長よりも長くしたことを特徴とするシーリング・ポンプアップ装置。
2. パンクした空気入りタイヤの内部に、該空気入りタイヤのタイヤバルブに接続された管状部材の先端部から流出する加圧状態のシーリング剤及び空気をそれぞれ注入するシーリング・ポンプアップ装置に用いられるアダプタであって、
   前記管状部材の先端部が接離可能に接続される管接続部及び、前記タイヤバルブに接続されるバルブ接続部が設けられると共に、前記管接続部と前記バルブ接続部とを連通する供給路が形成されたアダプタ本体と、
   前記アダプタ本体に配置されると共に、前記供給路の一部を構成する弁座部及び該弁座部に対して接離可能に支持された弁体が設けられ、前記管状部材の先端部が前記管接続部に接続されることに連動し、前記弁体を前記弁座部から離間させて前記供給路を開放し、かつ前記管状部材の先端部が前記管接続部から離脱することに連動し、前記弁体を前記弁座部に当接させて前記供給路を閉鎖する開閉弁と、
   を有し、
   前記アダプタ本体を通して空気入りタイヤの内部へ注入されるシーリング剤に短繊維が添加されている場合、
   前記開閉弁による前記供給路の開放時に、前記弁体と前記弁座部との間に形成される隙間の最小幅をシーリング剤に添加された短繊維の最大長よりも長くしたことを特徴とするアダプタ。

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