JP4666613B2 - シーリング剤注入装置 - Google Patents

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、液状のシーリング剤を収容した耐圧容器と、加圧空気の供給源であるエアコンプレッサとを備えている。エアコンプレッサは、耐圧ホースを介して耐圧容器のガス導入部に接続されている。また耐圧容器にはシーリング剤を吐出するための出口バルブが設けられており、この出口バルブにはシーリング剤供給用の給液ホースの一端部が接続されている。このタイヤシーリング装置では、タイヤにパンクが発生すると、給液ホースの先端部をタイヤのタイヤバルブに接続した後、エアコンプレッサにより耐圧容器内に圧縮空気を導入する。これにより、耐圧容器内の空気圧が上昇し、この空気圧により出口バルブからシーリング剤が押し出され、シーリング剤が給液ホース及びタイヤバルブを通してタイヤの内部へ注入される。この後、所要量のシーリング剤がタイヤの内部へ注入されると、耐圧容器内に供給された圧縮空気が出口バルブを通してタイヤの内部に供給され、タイヤを所定の内圧で膨張させる。
特許第３２１０８６３号公報（図１）

しかしながら、上記のようなタイヤシーリング装置によりタイヤのパンク穴を補修する場合、液状のシーリング剤をタイヤのトレッド部の内面全体に拡散し、塗布するためには相当量（例えば、３００ｇ〜５００ｇ）のシーリング剤をタイヤの内部へ注入する必要がある。タイヤの内部に注入されたシーリング剤のうち、パンク穴の補修（閉塞）のために実際に消費されるものはごく僅かであり、消費されずにタイヤの内部に液状のまま残っているシーリング剤は、タイヤの修理施設等でタイヤを修理又は廃却する際に、タイヤの内部から回収されて産業廃棄物等として処理される。このため、従来のタイヤシーリング装置を用いて液状のシーリング剤によりパンクしたタイヤを補修した場合には、実際にはパンク穴の補修に消費されることなく廃棄されるシーリング剤が多量に発生することから、シーリング剤の使用量が多くなってタイヤの補修コストが増加すると共に、産業廃棄物等として処理しなければならない使用済みシーリング剤の量も増加して、その処理コストが高くなるという問題も生じる。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、パンクした空気入りタイヤの内部へ注入された後、パンク穴の補修のために消費されることなく、空気入りタイヤの内部に残留するシーリング剤の残留量を効果的に低減できるシーリング剤注入装置を提供することある。

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、液状のシーリング剤を収容した液剤容器と、空気入りタイヤの内部へのシーリング剤の注入時に、前記液剤容器内に収容されたシーリング剤を容器外部へ吐出させる液剤供給手段と、前記給液手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤中に空気を混入すると共に気泡を生成してシーリング剤を発泡させる泡発生手段と、前記泡発生手段により発泡状態とされたシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入する泡剤供給手段と、を有することを特徴とする。

本発明の請求項１に係るシーリング剤注入装置では、泡発生手段が給液手段により液剤容器から容器外部へ吐出されたシーリング剤中に空気を混入してシーリング剤を発泡させると共に、泡剤供給手段が泡発生手段により発泡したシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入することにより、シーリング剤を液体状態から多数の気泡が混入した発泡状態として見掛け上の体積を膨張させつつ、この発泡状態のシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入できるので、液体状態のままのシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入する場合と比較して、空気入りタイヤにおけるトレッド部の内面全体に均一に拡散し、塗布するために必要となるシーリング剤の量（重量）を、その体積膨張率等に応じて減少することができる。

また、本発明の請求項１に係るシーリング剤注入装置により空気入りタイヤの内部へ注入された発泡状態のシーリング剤は、パンク穴へ達すると液体状態に戻ってパンク穴内へ浸透するので、液体状態のシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入した場合と同様に、パンク穴を閉塞して補修できる。

また本発明の請求項２に係るシーリング剤注入装置は、請求項１記載のシーリング剤注入装置において、前記泡発生手段は、圧縮空気を発生するエアコンプレッサと、前記液剤供給手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤と前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気とを混合して、該シーリング剤を発泡させる気液混合部と、を有することを特徴とする。

また本発明の請求項３に係るシーリング剤注入装置は、請求項２記載のシーリング剤注入装置において、前記気液混合部は、網状に形成されシーリング剤及び圧縮空気が通過可能とされたメッシュ部材を有し、前記液剤供給手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤と前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気とを前記メッシュ部材を通過させつつ混合してシーリング剤を発泡させること特徴とする。

また本発明の請求項４に係るシーリング剤注入装置は、請求項３記載のシーリング剤注入装置において、前記メッシュ部材は、シーリング剤及び圧縮空気が通過する部分の目の粗さが５メッシュ〜４００メッシュとされたことを特徴とする。

また本発明の請求項５に係るシーリング剤注入装置は、請求項３記載のシーリング剤注入装置において、前記気液混合部は、シーリング剤が流通可能とされ、該シーリング剤の流路断面がスリット状とされた複数の液剤チャネル及び、圧縮空気が流通可能とされ、該圧縮空気の流路断面がスリット状とされた複数のエアチャネルが、シーリング剤及び圧縮空気の流通方向に直交する積層方向に沿って交互に積層配置されたチャネルユニットと、複数の前記液剤チャネル及び前記エアチャネルからそれぞれ吐出されたシーリング剤及び圧縮空気を空気入りタイヤ側へ流通させつつ、シーリング剤及び圧縮空気を互いに混合して発泡させる混合・発泡流路と、を有することを特徴とする。

また本発明の請求項６に係るシーリング剤注入装置は、請求項５記載のシーリング剤注入装置において、前記混合・発泡流路に、網状に形成されてシーリング剤及び圧縮空気が通過可能とされたメッシュ部材を配置したこと特徴とする。

また本発明の請求項７に係るシーリング剤注入装置は、請求項６記載のシーリング剤注入装置において、前記メッシュ部材は、シーリング剤及び圧縮空気が通過する部分の目の粗さが５メッシュ〜４００メッシュとされたことを特徴とする。

また本発明の請求項８に係るシーリング剤注入装置は、請求項２乃至７の何れか１項記載のシーリング剤注入装置において、前記泡発生手段は、前記気液混合部におけるシーリング剤の吐出口を空気入りタイヤの内部へ連通させる気液供給管を有し、該気液供給管を通して前記気液混合部により発泡状態とされたシーリング剤及び前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気を空気入りタイヤの内部へ圧送することを特徴とする。

また本発明の請求項６に係るシーリング剤注入装置は、請求項１乃至８の何れか１項記載のシーリング剤注入装置において、前記液剤容器内には、少なくともゴムラテックスが分散された水性溶液中に界面活性剤が添加されて構成されたシーリング剤が収容されることを特徴とする。

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、パンクした空気入りタイヤの内部へ注入された後、パンク穴の補修のために消費されることなく、空気入りタイヤの内部に残留するシーリング剤の残留量を効果的に低減できる。

以下、本発明の実施形態に係るタイヤシーリング装置について説明する。

（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係るタイヤシーリングが示されている。このタイヤシーリング装置１０は、自動車等の車両に装着されたタイヤがパンクした際、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、タイヤシーリング装置１０は、その外殻部として箱状のケーシング１２を備えており、ケーシング１２内には、加圧空気の供給源としてエアコンプレッサ１４が配置されている。またケーシング１２内には、内部に液状のシーリング剤１６を収容する液剤容器１８及び、この液剤容器１８内からタイヤの内部へシーリング剤１６を給送するための給液ポンプ２０が配置されている。液剤容器１８内部には、タイヤシーリング装置１０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、２００ｇ）のシーリング剤１６が収容されている。この液剤容器１８の底部付近には、収容したシーリング剤１６を外部へ吐出するため吐出口１９が設けられている。

エアコンプレッサ１４には、エア吸入口２２及びエア供給口２４がそれぞれ外部へ向って開口しており、エアコンプレッサ１４は、その作動時にエア吸入口２２を通して装置外部から空気を吸引し、この空気を所定の圧縮比で加圧してエア供給口２４を通して外部へ吐出する。ここで、エアコンプレッサ１４は、大気圧の空気を０．５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲で設定された圧力まで圧縮できる圧縮能力を有しており、タイヤの規定圧に応じてエア供給口２４から供給される圧縮空気の最大圧が調整可能とされている。

一方、給液ポンプ２０には、液剤吸入口２６及び液剤供給口２８がそれぞれ外部へ向って開口しており、液剤吸入口２６は、接続配管３０を介して液剤容器１８の吐出口１９に接続されている。給液ポンプ２０は、その作動時に接続配管３０及び液剤吸入口２６を通して液剤容器１８内のシーリング剤１６を吸入し、このシーリング剤１６を液剤供給口２８から吐出する。

なお、本実施形態に係るタイヤシーリング装置１０では、給液ポンプ２０により液剤容器１８内からシーリング剤１６を吸引し、このシーリング剤１６を、後述する泡発生器３２を介してタイヤ７０内へ給送する構造が採用されている。このことから、液剤容器１８にはシーリング剤１６の静圧のみが作用し、タイヤ７０の内圧については直接、液剤容器１８に作用することがない。この結果、液剤容器１８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（規定圧）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採用する必要もない。

タイヤシーリング装置１０には、ケーシング１２内にシーリング剤１６を発泡するための泡発生器３２が配置されている。泡発生器３２には、図２（Ａ）に示されるように、その一端面にエア受入口３４及び液剤受入口３６が開口すると共に、他端面に泡剤供給口３８が開口している。泡発生器３２には、エア受入口３４から他端側へ延出するエア流路４０及び液剤受入口３６から他端側へ延出する液剤流路４２が形成されており、これらのエア流路４０及び液剤流路４２は泡発生器３２の中央部付近で合流して合流部４４を形成している。また泡発生器３２には、合流部４４から泡剤供給口３８まで延出する混合流路４６が形成されており、この混合流路４６は、その断面積がエア流路４０の断面積及び液剤流路４２の断面積がよりも大きなっている。

泡発生器３２には、混合流路４６の入口部付近に網状に形成されたメッシュ部材４８が混合流路４６を閉止するように配設されている。このメッシュ部材４８はシーリング剤１６が通過可能な目の粗さを有しており、具体的には、その目の粗さが５mesh〜４００meshの範囲で適宜選択される。ここで、網目の目の粗さを表す単位である「mesh」とは、１インチ（約２．５４ｃｍ）の間に何個の網目が開口しているかを表すものである。またメッシュ部材４８としては、金属素線を編みこんだ編込み構造のものや、樹脂を網状に成形したもの、金属板にエッチング等により多数の目（開口）を形成したものなど所定の目の粗さを有しているものならば各種構造のものが使用可能である。またメッシュ部材４８は、ステンレス合金、真鍮、銅合金、ニッケル合金等の金属材料や、ナイロン、テトロン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂材料などを素材として成形可能であるが、シーリング剤１６に対して十分な化学的な安定性及び機械的な耐久性を有している素材ならば、他のどのような素材によっても成形可能である。

またメッシュ部材４８は、必ずしも１枚の網状構造体により構成する必要はなく、シーリング剤１６と圧縮空気との混合効率を高めるために複数枚の網状構造体を積層して構成するようにしても良く、このとき、複数枚の網状構造体における目の粗さをそれぞれ異なるもの（例えば、目が粗いものから徐々に細かいもの）にしても良い。

図１に示されるように、エアコンプレッサ１４は、そのエア供給口２４がエア供給管５０を介して泡発生器３２のエア受入口３４に接続されており、また給液ポンプ２０は、その液剤供給口２８が液剤供給管５２を介して泡発生器３２の液剤受入口３６に接続されている。また液剤供給管５２には、給液ポンプ２０と泡発生器３２との中間部に逆止弁５４が配設されている。タイヤシーリング装置１０では、エアコンプレッサ１４及び給液ポンプ２０がそれぞれ作動すると、泡発生器３２のエア流路４０にエアコンプレッサ１４により圧縮空気が供給されると共に、泡発生器３２の液剤流路４２に給液ポンプ２０によりシーリング剤１６が供給される。

泡発生器３２では、そのエア流路４０に圧縮空気が供給されると共に、液剤流路４２にシーリング剤１６が供給されると、シーリング剤１６及び圧縮空気が合流部４４で合流して混合流路４６内へ流入する。このとき、混合流路４６の入口部付近にメッシュ部材４８が配設されていることにより、混合流路４６内へ流入したシーリング剤１６及び圧縮空気は、メッシュ部材４８の網目を通過しつつ、メッシュ部材４８により相互に混合されて空気がシーリング剤１６中に拡散される。これにより、メッシュ部材４８の下流側では、シーリング剤１６には微細な空気の泡（気泡）が多数生成され、シーリング剤１６が均一性を有する発泡状態となる。このとき、混合流路４６内は、エアコンプレッサ１４から供給される圧縮空気により高圧状態となるが、液剤供給管５２に逆止弁５４は配設されていることから、この逆止弁５４により混合流路４６内の圧縮空気及び発泡状態のシーリング剤１６が、液剤流路４２及び液剤供給管５２を通って給液ポンプ２０側へ逆流することが防止されている。

なお、泡発生器３２では、メッシュ部材４８の目の粗さが５meshよりも大きいと、シーリング剤１６及び圧縮空気に対する混合及び拡散能力が不足し、メッシュ部材４８を通過したシーリング剤１６中に微細な気泡が生成されず、またメッシュ部材４８の目の粗さが４００meshよりも小さいと、シーリング剤１６中に添加された粒子、繊維等の固体成分が目詰まりし易くなる。

また図２（Ｂ）に示されるように、泡発生器３２の混合流路４６には、メッシュ部材４８の下流側に、メッシュ部材４８と同様の構造を有するメッシュ部材５６を追加して配設するようにしても良い。このような混合流路４６に２個のメッシュ部材４８，５６を配設することにより、メッシュ部材４８が１個のみである場合と比較し、混合流路４６内へ流入したシーリング剤１６及び圧縮空気の混合効率を向上できるので、例えば、シーリング剤１６が発泡し難いものである場合や、発泡状態となったシーリング剤１６中に含まれる気体成分の比率をより高めたい場合でも、シーリング剤１６を効率的に発泡状態として十分に見掛け上の体積が膨張したシーリング剤１６をタイヤ７０の内部へ供給できるようになる。

図１に示されるように、泡発生器３２には、泡剤供給口３８に耐圧ホース５８の基端部が接続されており、この耐圧ホース５８の先端部には、タイヤ７０のタイヤバルブ７２にねじ止め可能とされたアダプタ６０が配置されている。またタイヤシーリング装置１０には、ケーシング１２の外側に起動／停止ボタン６４を備えた操作パネル６２が設けられている。操作パネル６２は駆動・制御回路６６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６６に電源が供給される。駆動・制御回路６６は、起動／停止ボタン６４に対する操作に応じてエアコンプレッサ１４及び給液ポンプ２０の駆動をそれぞれ制御する。

次に、上記のようなタイヤシーリング装置１０に用いられるシーリング剤１６について説明する。シーリング剤１６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水性溶液を主体としており、この水性溶液に水性分散剤又は水性乳剤の状態とされた樹脂系接着剤が添加される。

更に、シーリング剤１６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１６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。

本実施形態に係るタイヤシーリング装置１０では、上記のようにして構成されたシーリング剤１６中に、更に発泡剤として機能する界面活性剤及び気泡安定化剤が添加されたものが用いられる。ここで、界面活性剤としては、ノニオン系又はアニオン系のものを用いることが好ましく、それらの内でも特に、アニオン系のオレイン酸カリウム、ひまし油カリウム等の脂肪石鹸、ドデシル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩を用いることが好ましい。また気泡安定剤としては、アルキル酸硫酸エステル塩、第四アンモニウム塩、アルキルベタイン等の界面活性剤を用いることが好ましい。このような界面活性剤は、シーリング剤１６中に０．１ｗｔ％〜２０ｗｔ％（好ましくは、０．５ｗｔ％〜１５ｗｔ％）が添加され、また気泡安定剤は、シーリング剤１６中に１０ｗｔ％（好ましくは、８ｗｔ％）以下が添加されるが、界面活性剤のみによりシーリング剤１６の発泡状態を十分な時間に亘って安定化できるならば、気泡安定剤は省略しても良い。

次に、本実施形態に係るタイヤシーリング装置１０を用いてパンクしたタイヤ７０を修理する作業手順を説明する。

タイヤ７０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、タイヤ７０におけるタイヤバルブ７２から逆止弁を構成するバルブコア（図示省略）を抜き取った後、このタイヤバルブ７２にアダプタ６０をねじ止めして耐圧ホース５８をパンクしたタイヤ７０へ接続する。

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６２の起動／停止ボタン６４を押下する。これに連動し、駆動・制御回路６６は、エアコンプレッサ１４及び給液ポンプ２０をそれぞれ作動させる。これにより、泡発生器３２には、エア流路４０にエアコンプレッサ１４により圧縮空気が供給されると共に、液剤流路４２に給液ポンプ２０により液剤容器１８から吸引されたシーリング剤１６が供給される。泡発生器３２では、エアコンプレッサ１４により供給される圧縮空気及び給液ポンプ２０により供給されるシーリング剤１６をエア流路４０と液剤流路４２との合流部４４で合流させた後、混合流路４６内へ流入させる。この混合流路４６内では、圧縮空気及びシーリング剤１６がメッシュ部材４８を通過することにより、シーリング剤１６中に微細な気泡を生成してシーリング剤１６を発泡状態とする。

タイヤシーリング装置１０は、混合流路４６内で発泡状態としたシーリング剤１６を圧縮空気と共にタイヤ７０の内部へ、耐圧ホース５８及びタイヤバルブ７２を通して注入する。駆動・制御回路６６は、エアコンプレッサ１４及び給液ポンプ２０の作動開始後、給液ポンプ２０により所定量のシーリング剤１６が泡発生器３２に供給完了したタイミングで給液ポンプ２０を自動的に停止させる。これにより、タイヤシーリング装置１０では、泡発生器３２内のシーリング剤１６が全てタイヤ７０内へ排出されると、エアコンプレッサ１４により発生する圧縮空気のみが泡発生器３２のエア流路４０及び混合流路４６内を通ってタイヤ７０の内部へ供給される。

この後、駆動・制御回路６６は、タイヤ７０の内圧が所定の基準圧に達しならば、エアコンプレッサ１４の作動を自動的に停止させる。作業者は、エアコンプレッサ１４が停止したことを確認したならば、アダプタ６０をタイヤバルブ７２から取り外して耐圧ホース５８をタイヤ７０から切り離す。作業者は、タイヤ７０の膨張完了後、その内部へ注入したシーリング剤１６が硬化完了する前に、このタイヤ７０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７０内部に注入された発泡状態のシーリング剤１６が拡散し、タイヤ７０の少なくともトレッド部の内面部分へ均一に塗布された状態となる。この発泡状態のシーリング剤１６は、パンク穴へ達すると液体状態に徐々に戻ってパンク穴内へ浸透し、予備走行中にパンク穴を閉塞する。

予備走行完了後に、作業者は、タイヤ７０の内圧を点検し、必要に応じて再び耐圧ホース５８のアダプタ６０をタイヤバルブ７２にねじ止めし、タイヤシーリング装置１０のエアコンプレッサ１４のみを作動させてタイヤ７０を規定の内圧まで加圧する。これにより、タイヤ７０のパンク修理が完了し、耐圧ホース５８をタイヤ７０から取り外せば、このタイヤ７０を用いて一定の距離以内において、一定の速度以下の速度での走行が可能になる。

以上説明した本実施形態に係るタイヤシーリング装置１０では、エアコンプレッサ１４及び給液ポンプ２０が圧縮空気及びシーリング剤１６を泡発生器３２へ供給すると共に、この泡発生器３２が混合流路４６内でシーリング剤１６と圧縮空気とを混合してシーリング剤１６を発泡状態とし、この発泡状態のシーリング剤１６をタイヤ７０の内部へ注入することにより、シーリング剤１６を液体状態から多数の気泡が混入した発泡状態として見掛け上の体積を膨張させつつ、この発泡状態のシーリング剤１６をタイヤ７０の内部へ注入できるので、液体状態のままシーリング剤を空気入りタイヤ７０の内部へ注入する場合と比較して、タイヤ７０におけるトレッド部の内面全体に均一に拡散し、塗布するために必要となるシーリング剤の量（重量）を、その体積膨張率等に応じて減少することができる。このとき、タイヤ７０の内部へ注入された発泡状態のシーリング剤１６は、パンク穴へ達すると液体状態に戻ってパンク穴内へ浸透するので、液体状態のシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入した場合と同様に、パンク穴を閉塞して補修できる。

また本実施形態に係るタイヤシーリング装置１０では、耐圧ホース５８を通して泡発生器３２の混合流路４６内で発泡状態とされたシーリング剤１６をエアコンプレッサ１４により発生した圧縮空気と共にタイヤ７０の内部へ圧送することにより、シーリング剤１６を圧縮空気と同時にタイヤ７０の内部へ注入できるので、シーリング剤１６のみをタイヤの内部へ注入した後、圧縮空気をタイヤの内部へ充填する場合と比較し、タイヤ７０内へのシーリング剤の注入時間とポンプアップ時間との合計時間を短縮できる。

（第２の実施形態）
図３には、本発明の第２の実施形態に係るタイヤのタイヤシーリング装置が示されている。なお、この第２の実施形態に係るタイヤシーリング装置８０において、第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置１０と共通の部分には同一符号を付して説明を省略する。

図３に示されるように、タイヤシーリング装置８０には、エアコンプレッサ１４のエア供給口２４にエア供給管８２を介して接続されたエア分配弁８４が設けられている。このエア分配弁８４は、エアコンプレッサ１４が発生した圧縮空気を所定の分配率で分配して第１分配管８６及び第２分配管８８を通して外部へ吐出する。ここで、第１分配管８６は、エア分配弁８４を液剤容器１８の頂板部に設けられたエア受入口９２へ接続し、また第２分配管８８は、エア分配弁８４を泡発生器３２のエア受入口３４に接続している。また液剤容器１８の吐出口１９は、液剤供給管９４を介して泡発生器３２の液剤受入口３６に接続されており、液剤供給管９４には、液剤容器１８と泡発生器３２との途中に電磁開閉弁９６が配設されている。この電磁開閉弁９６は、操作パネル６２の駆動・制御回路６６により開閉が制御される。また電磁開閉弁９６は逆止弁（図示省略）を内臓しており、この逆止弁により泡発生器３２から液剤容器１８内への圧縮空気及びシーリング剤１６の逆流が防止されている。

次に、本実施形態に係るタイヤシーリング装置８０を用いてパンクしたタイヤ７０を修理する作業手順を説明する。

タイヤ７０にパンクが発生した際には、先ず、作業者は、タイヤ７０におけるタイヤバルブ７２から逆止弁を構成するバルブコア（図示省略）を抜き取った後、このタイヤバルブ７２にアダプタ６０をねじ止めして耐圧ホース５８をパンクしたタイヤ７０へ接続する。

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６２の起動／停止ボタン６４を押下する。これに連動し、駆動・制御回路６６は、エアコンプレッサ１４を作動させると共に、これに連動して閉鎖状態にあった電磁開閉弁９６を開放状態とする。これにより、エアコンプレッサ１４により発生した圧縮空気がエア分配弁８４により分配され、液剤容器１８の内部及び泡発生器３２のエア流路４０内へそれぞれ圧縮空気が供給されると共に、液剤容器１８の吐出口１９が泡発生器３２の液剤受入口３６へ連通する。

液剤容器１８では、エアコンプレッサ１４から供給される圧縮空気によりシーリング剤１６上の気層部分の気圧（静圧）が徐々に上昇し、この静圧がシーリング剤１６に作用する。これにより、液剤容器１８内に収容されたシーリング剤１６が液剤供給管９４を通して外部へ押し出されて泡発生器３２の液剤流路４２内へ供給される。一方、泡発生器３２では、液剤容器１８内から供給されるシーリング剤１６及びエア分配弁８４により供給される圧縮空気を合流部４４で合流させた後、シーリング剤１６及び圧縮空気を混合流路４６内へ流入させてメッシュ部材４８を通過させることにより、シーリング剤１６に微細な気泡を生成してシーリング剤１６を発泡状態とする。

タイヤシーリング装置８０は、泡発生器３２の混合流路４６内で発泡状態としたシーリング剤１６を圧縮空気と共にタイヤ７０の内部へ、耐圧ホース５８及びタイヤバルブ７２内を通して注入する。液剤容器１８内から全てのシーリング剤１６が泡発生器３２へ供給完了すると、エア分配弁８４から液剤容器１８内へ供給される圧縮空気が泡発生器３２へ流入するようになる。これにより、エア分配弁８４により第１分配管８６及び第２分配管８８にそれぞれ分配された圧縮空気は泡発生器３２内で合流してタイヤ７０の内部へ供給される。駆動・制御回路６６は、タイヤ７０の内圧が所定の基準圧に達しならば、エアコンプレッサ１４の作動を自動的に停止させる。

この後は、第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置１０の場合と同様に、作業者は、エアコンプレッサ１４が停止したことを確認したならば、アダプタ６０をタイヤバルブ７２から取り外して耐圧ホース５８をタイヤ７０から切り離す。この後、タイヤ７０内へ注入したシーリング剤１６が硬化完了する前に、このタイヤ７０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７０内部に注入された発泡状態のシーリング剤１６が拡散し、タイヤ７０の少なくともトレッド部の内面部分へ均一に塗布された状態となる。この発泡状態のシーリング剤１６は、パンク穴へ達すると液体状態に徐々に戻ってパンク穴内へ浸透し、予備走行中にパンク穴を閉塞する。

以上説明した本実施形態に係るタイヤシーリング装置８０によっても、シーリング剤１６を発泡状態とし、この発泡状態のシーリング剤１６を圧縮空気と共にタイヤ７０の内部へ注入できるので、液体状態のままシーリング剤を空気入りタイヤ７０の内部へ注入する場合と比較して、タイヤ７０におけるトレッド部の内面全体に均一に拡散し、塗布するために必要となるシーリング剤の量（重量）を、その体積膨張率等に応じて減少することができ、液体状態のシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入した場合と同様に、パンク穴を閉塞して補修できる。

また本実施形態に係るタイヤシーリング装置８０では、第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置１０と比較して、部品としての価格が比較的高い給液ポンプ２０を不要にできるので、装置の製造コストを低減することが可能になる。

（第３の実施形態）
図４には、本発明の第３の実施形態に係るタイヤのタイヤシーリング装置が示されている。なお、この第２の実施形態に係るタイヤシーリング装置１００において、第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置１０と共通の部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係るタイヤシーリング装置１００が第１の実施形態に係るシーリング剤注入装置１０と異なる点は、供給管５０，５２と耐圧ホース５８との間に泡発生器３２に代えて泡発生器１０２が設置されている点のみであり、タイヤシーリング装置１００では、泡発生器１０２以外の部分の構成が基本的にタイヤシーリング装置１０と同一になっている。

泡発生器１０２には、図５（Ａ）に示されるように、外殻部として一方向へ細長い筐体状に形成されたケーシング１０４が設けられている。このケーシング１０４には、その長手方向に沿った一端部（上流側端部）にエア受入口３４及び液剤受入口３６がそれぞれ開口すると共に、他端部（下流側端部）に泡剤供給口３８が開口している。ケーシング１０４内には、その上流側に下流側へ向って幅がテーパ状に広がる空間が形成されると共に、この空間をケーシング１０４の厚さ方向に沿って２個の小空間である液剤受入部１１２とエア受入部１１４とに区画する仕切板１０６が配置されている。

ケーシング１０４内には、液剤受入部１１２及びエア受入部１１４の下流側にチャネルユニット部１１６が設けられると共に、液剤受入部１１２及びエア受入部１１４とチャネルユニット部１１６との間を区画するようにノズルプレート１１８が配置されている。ノズルプレート１１８には、図５（Ｂ）に示されるように、その上端側に液剤受入部１１２内に面するようにケーシング１０４の厚さ方向へ細長い複数個（本実施形態では、３個）の液剤ノズル１２０が開口すると共に、その上端側にエア受入部１１４内に面するように厚さ方向へ細長い複数個（本実施形態では、２個）のエアノズル１２２が開口している。

チャネルユニット部１１６には、ノズルプレート１１８の下流側に複数枚（本実施形態では、４枚）の隔壁板１２４がケーシング１０４の長手方向へ延在するように設けられており、これらの隔壁板１２４は、ケーシング１０４の幅方向に沿って所定のピッチで配列されている。これにより、ケーシング１０４内におけるノズルプレート１１８の下流側の空間が、複数枚の隔壁板１２４により複数の小空間である液剤チャネル１２６とエアチャネル１２８とに区画される。液剤チャネル１２６及びエアチャネル１２８は、それぞれケーシング１０４の幅方向の幅が狭い薄板状の空間として形成されており、幅方向に沿って積層状態となるように交互に配置されている。

ノズルプレート１１８における複数の液剤ノズル１２０は液剤受入部１１２を複数の液剤チャネル１２６にそれぞれ連通させ、複数のエアノズル１２２はエア受入部１１４を複数のエアチャネル１２８にそれぞれ連通させている。これにより、液剤ノズル１２０内には、液剤ノズル１２０を通して液剤受入部１１２内から供給されたシーリング剤１６が泡剤供給口３８側へ向って流通し、エアノズル１２２内には、エアノズル１２２を通してエア受入部１１４内から供給された圧縮空気が泡剤供給口３８側へ向って流通する。

ケーシング１０４内には、図５（Ａ）に示されるように、複数の液剤チャネル１２６及びエアチャネル１２８の下流端からそれぞれ吐出されたシーリング剤１６及び圧縮空気を泡剤供給口３８まで流通させるレデューサ部１３０が混合・発泡流路として設けられている。レデューサ部１３０は、液剤チャネル１２６及びエアチャネル１２８の下流端から泡剤供給口３８へ向って断面積が徐々に減少するような絞り流路とされている。

泡発生器１０２では、液剤チャネル１２６及びエアチャネル１２８から吐出されたシーリング剤１６及び圧縮空気がレデューサ部１３０内でそれぞれ流通しつつ、徐々に混合して発泡が進行し、泡剤供給口３８から発泡状態のシーリング剤１６を吐出する。このとき、シーリング剤１６及び圧縮空気は、レデューサ部１３０内への吐出直後には、それぞれケーシング１０４の幅方向へ薄い層流状態となって流通するので、シーリング剤１６及び圧縮空気の拡散混合が進行しやすく効率的に混合及び発泡を行われる。

以上説明した本実施形態に係るタイヤシーリング装置１００によっても、シーリング剤１６を発泡状態とし、この発泡状態のシーリング剤１６を圧縮空気と共にタイヤ７０の内部へ注入できるので、液体状態のままシーリング剤を空気入りタイヤ７０の内部へ注入する場合と比較して、タイヤ７０におけるトレッド部の内面全体に均一に拡散し、塗布するために必要となるシーリング剤の量（重量）を、その体積膨張率等に応じて減少することができ、液体状態のシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入した場合と同様に、パンク穴を閉塞して補修できる。

また本実施形態に係るタイヤシーリング装置１００では、第１及び第２の実施形態に係るタイヤシーリング装置１０，８０と比較して、シーリング剤１６を発泡するためにメッシュ部材３２，５６を用いていないので、シーリング剤１６によりメッシュ部材３２，５６に目詰まりが発生することがなく、長時間に亘って発泡状態となったシーリング剤１６を安定的に供給できる。

但し、図５（Ｂ）に示されるように、泡発生器１０２におけるレデューサ部１３０の中間部に、第１の実施形態に係るメッシュ部材４８，５６と同様の構造を有するメッシュ部材１３２を追加して配設するようにしても良い。このようなメッシュ部材１３２をレデューサ部１３０に配設することにより、チャネルユニット部１１６のみでのみでシーリング剤１６を発泡する場合と比較し、シーリング剤１６により形成された液剤泡の泡径を均一化でき、泡径を均一化することにより発泡状態となったシーリング剤１６の流動性を効果的に高めることができる。この結果、タイヤ７０内へのシーリング剤１６を更に減少させた場合でも、このシーリング剤１６によりパンク穴を閉塞することが可能になる。

以上説明した第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置を用いて発泡状態としたシーリング剤をパンクしたタイヤの内部へ注入し、このタイヤのパンク穴を補修した結果（実施例）と、従来のタイヤシーリング装置を用いて液状のままのシーリング剤をパンクしたタイヤの内部へ注入し、このタイヤのパンク穴を補修した結果（比較例１及び比較例２）とを比較する評価試験を行った。

評価試験における実施例では、タイヤ（１９５／６０Ｒ１５）に直径６ｍｍの釘を突き刺し、この釘の引き抜くことによりタイヤにパンク穴を形成した後、このタイヤに発泡状態のシーリング剤を２００ｇ注入すると共に、タイヤを規定圧まで昇圧し、このタイヤを用いて走行しつつタイヤの内圧を圧力センサによりモニターし、タイヤの内圧低下が停止、すなわちパンク穴が閉塞するまでの走行距離を測定した。

また比較例１では、タイヤ（１９５／６０Ｒ１５）に直径６ｍｍの釘を突き刺し、この釘の引き抜くことによりタイヤにパンク穴を形成した後、このタイヤに液状のままのシーリング剤を６００ｇ注入した後に、タイヤを規定圧まで昇圧し、このタイヤを用いて走行しつつタイヤの内圧を圧力センサによりモニターし、タイヤの内圧低下が停止、すなわちパンク穴が閉塞するまでの走行距離をそれぞれ測定した。また比較例２では、タイヤ（１９５／６０Ｒ１５）に直径６ｍｍの釘を突き刺し、この釘の引き抜くことによりタイヤにパンク穴を形成した後、このタイヤに液状のままのシーリング剤を２００ｇ注入した後に、タイヤを規定圧まで昇圧し、このタイヤを用いて走行しつつタイヤの内圧を圧力センサによりモニターし、タイヤの内圧低下が停止、すなわちパンク穴が閉塞するまでの走行距離をそれぞれ測定した。

以上の評価試験における実施例１及び比較例１〜２の結果を下記[表１]に示す。なお、閉塞までの走行距離については、比較例１の走行距離を基準指数（１００）としてそれぞれ指数により表示した。

本発明の第１の実施形態に係るタイヤシーリング装置を示す構成図である。 図１に示される泡発生器の内部構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るタイヤシーリング装置を示す構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るタイヤシーリング装置を示す構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る泡発生器の構成を示す斜視図及び断面図である。

符号の説明

１０ タイヤシーリング装置（シーリング剤注入装置）
１４ エアコンプレッサ（泡発生手段）
１６ シーリング剤
１８ 液剤容器
２０ 給液ポンプ（液剤供給手段）
３２ 泡発生器（泡発生手段）
４０ エア流路
４２ 液剤流路
４６ 混合流路（気液混合部）
４８ メッシュ部材
５６ メッシュ部材
７０ タイヤ（空気入りタイヤ）
７２ タイヤバルブ
８０ タイヤシーリング装置
１００ タイヤシーリング装置（シーリング・ポンプアップ装置）
１０２ 泡発生器（気液混合部）
１１６ チャネルユニット部（チャネルユニット）
１２６ 液剤チャネル
１２８ エアチャネル
１３０ レデューサ部（混合・発泡流路）
１３２ メッシュ部材

Claims (9)

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、
   液状のシーリング剤を収容した液剤容器と、
   空気入りタイヤの内部へのシーリング剤の注入時に、前記液剤容器内に収容されたシーリング剤を容器外部へ吐出させる液剤供給手段と、
   前記給液手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤中に空気を混入すると共に気泡を生成してシーリング剤を発泡させる泡発生手段と、
   前記泡発生手段により発泡状態とされたシーリング剤を空気入りタイヤの内部へ注入する泡剤供給手段と、
   を有することを特徴とするシーリング剤注入装置。
2. 前記泡発生手段は、圧縮空気を発生するエアコンプレッサと、前記液剤供給手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤と前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気とを混合して、該シーリング剤を発泡させる気液混合部と、を有す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. 前記気液混合部は、網状に形成されてシーリング剤及び圧縮空気が通過可能とされたメッシュ部材を有し、前記液剤供給手段により前記液剤容器内から吐出されたシーリング剤と前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気とを前記メッシュ部材を通過させつつ混合してシーリング剤を発泡させること特徴とする請求項２記載のシーリング剤注入装置。
4. 前記メッシュ部材は、シーリング剤及び圧縮空気が通過する部分の目の粗さが５メッシュ〜４００メッシュとされたことを特徴とする請求項３記載のシーリング剤注入装置。
5. 前記気液混合部は、
   シーリング剤が流通可能とされ、該シーリング剤の流路断面がスリット状とされた複数の液剤チャネル及び、圧縮空気が流通可能とされ、該圧縮空気の流路断面がスリット状とされた複数のエアチャネルが、シーリング剤及び圧縮空気の流通方向に直交する積層方向に沿って交互に積層配置されたチャネルユニットと、
   複数の前記液剤チャネル及び前記エアチャネルからそれぞれ吐出されたシーリング剤及び圧縮空気を空気入りタイヤ側へ流通させつつ、シーリング剤及び圧縮空気を互いに混合して発泡させる混合・発泡流路と、
   を有することを特徴とする請求項２記載のシーリング剤注入装置。
6. 前記混合・発泡流路に、網状に形成されてシーリング剤及び圧縮空気が通過可能とされたメッシュ部材を配置したこと特徴とする請求項５記載のシーリング剤注入装置。
7. 前記メッシュ部材は、シーリング剤及び圧縮空気が通過する部分の目の粗さが５メッシュ〜４００メッシュとされたことを特徴とする請求項６記載のシーリング剤注入装置。
8. 前記泡発生手段は、前記気液混合部におけるシーリング剤の吐出口を空気入りタイヤの内部へ連通させる気液供給管を有し、該気液供給管を通して前記気液混合部により発泡状態とされたシーリング剤及び前記エアコンプレッサにより発生した圧縮空気を空気入りタイヤの内部へ圧送することを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項記載のシーリング剤注入装置。
9. 前記液剤容器内には、少なくともゴムラテックスが分散された水性溶液中に界面活性剤が添加されて構成されたシーリング剤が収容されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載のシーリング剤注入装置。

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