JP5781826B2 - タイヤ修理用修理液ボトル用アダプター - Google Patents

Description

本発明は、補修すべきタイヤを、空気圧縮機とタイヤ修理液を充填した補修液ボトルに接続し、圧縮空気と共にタイヤ修理液をタイヤ内に注入するため用いられるタイヤ修理液ボトル用アダプター（以下単に、アダプターと言う。）に関するものである。

現在、パンクしたタイヤの修理及び空気充填を行う時に使われているタイヤ修理装置の最も主要な構成要素は、空気圧縮機と、中にタイヤ修理液が入っている修理液ボトル及びその修理液ボトルを空気圧縮機及び修理すべきタイヤに連結するため用いられるアダプターである。
このアダプターには、修理液ボトルが取り付けられるボトル取付部と、ホースを介して空気圧縮機に連なる圧縮空気導入管と、同様にホースを介して修理すべきタイヤの空気供給口に連結される修理液送出管とが設けられ、更にボトル取付部と同軸に取り付けられ、修理液ボトル内で修理液面より上方に迄延びる空気注入管が設けられている。

上記の圧縮空気導入管の一端は上記アダプターに取付けられる。その空気注入管の内部は圧縮空気導入管に通じており、もう一方の自由端には通気孔とその通気孔を塞ぐ圧縮空気用圧力弁が設けられている。
タイヤの修理作業が行われていない状況においては、この圧縮空気用圧力弁が空気注入管の通気孔を塞いでいるため、修理液が空気注入管内部に流入することはない。

タイヤ内に修理液を注入して修理作業を行うときは、使用者は連結ホースを利用して修理液ボトルの圧縮空気導入管と空気圧縮機の空気送出管をつなぎ、別の連結ホースで修理液ボトルの修理液送出管と破損したタイヤの空気注入口をつなぐ。
空気圧縮機が始動すると、空気圧縮機は圧縮空気をその送出管から修理液ボトルの空気導入管を介して修理液ボトル内に挿入された空気注入管内に送り込み、空気注入管内の内圧が高まるので、その圧力によって圧縮空気用圧力弁が開かれる。

従来の装置では、修理液ボトルに挿入される空気注入管の長さが短かく、そのため、空気注入管の自由端部に設けられた圧縮空気用圧力弁は修理液中に浸かっており、そのため、圧縮空気は修理液ボトルに充填されている修理液内に噴射された後、修理液の表面まで浮上する必要がある。
そして、修理液ボトル内の空気圧力が十分に高められると修理液面が押し下げられ、修理液がその送出管から送り出され、タイヤ内に注入される。
この作業方式では、修理液ボトル内に充填されている高粘度修理液を排出するため、空気を送り込む際、修理液の粘性抵抗を克服する必要があるが、この種の修理液の粘性はかなり高いため、特に厳寒地域でこのタイプの空気圧縮機で修理液を注入してタイヤの修理作業を行う場合、相当な時間を要し、そのため、救援作業に大きな支障が齎らされる。

特開２０１０−１７３１１９

本発明は、零下４０℃以下の超低温環境下でも、パンクしたタイヤの修理及び空気充填を効率よく素早く行い得る救援作業用のアダプターを提供しようとするものである。

本発明に係るアダプターにおいては、修理液ボトル内に圧縮空気を注入する空気注入管が、その上端部、更に具体的に言えば、空気注入管の上端近傍に設けた通気孔を塞ぐよう設けた圧縮空気用圧力弁が、取り付けられたボトル内の修理液面より上方に露出するように延長される。

本発明の主な目的は、パンクしたタイヤの修理及び空気充填を敏速に行い得るアダプターを提供することにあり、この装置は、空気圧縮機、修理液が充填された修理液ボトル、及び、修理すべきタイヤにそれぞれ接続されるホース接手と修理液ボトルの開口端が取り付けられるボトル装着部を具備する。
このボトル装着部材の中心には、そこに装着される修正液ボトル内に延びその自由端が修理液面に露出するだけの長さを有する空気注入管が設けられており、その空気注入管の自由端近傍には少なくとも１つの通気孔が設けられている。
修理液ボトルが正常に使用されている状態において、この通気孔の位置は修理液面よりも高くなっているため、空気圧縮機が作り出した空気は修理液内を通り抜ける必要がなく、空気注入管を通って直接修理液ボトル内の上部空間に入り、修理液の表面を押し下げるので、タイヤ修理及び空気充填の所要時間を大幅に短縮することができる。

この空気注入管のボトル装着部材に結合される側の端部は開口となっており、もう一方の自由端は閉鎖された状態になっている。この開口端はボトル装着部材の空気導入管に通じており、空気注入管の封鎖された端部に近い場所には少なくとも１つの通気孔が設けられており、空気注入管の上端部には上記通気孔を塞ぐよう伸縮弾性を持つ圧縮空気用圧力弁が被せられている。
修理及び空気充填を行っている時、空気圧縮機が作り出す圧縮空気は空気注入管の通気孔を通り抜け、圧縮空気用圧力弁を押し広げて修理液ボトルの上端の空間に入るが、圧縮空気の供給が止まれば、この圧縮空気用圧力弁が通気孔を閉じるので、装置が横倒しになったときでも、修理液が逆流して空気注入管、更には空気圧縮機内に入ることはない。

空気注入管と連結されるこのボトル装着部材には修理液用圧力弁が設けられており、この修理液用圧力弁は複数個の流通孔を持つバルブシート、リング状のバルブリング及びスプリングを含む。
圧縮された空気によって押し下げられた修理液はバルブリングを動かし、ボトル装着部材の修理液送出管を通って送り出され、このため、タイヤ修理及び空気充填を効率的に行うことができる。
本発明の具体的構造及びその使用時の効率について、次の図を用いて説明する。

図１は、本発明に係るアダプターに、空気圧縮機と、修理液ボトルを取り付けた状態を示す説明図である。但しこの図は、使用状態をとは天地を逆にした状態を示している。 図２は、図１に示した装置を使用状態に置いたときの空気圧縮機の送気管に、本発明に係るアダプターのボトル装着部材を介して修理液ボトルを装着した状態を示す側面図である。 図３は、修理液ボトルにボトル装着部材を装着した状態を示す斜視図である。但しこの図は、使用状態をとは天地を逆にした状態を示している。 図４は、本発明に係るアダプターのボトル装着部材の構成を示す立体分解図である。 図５は、ボトル装着部材に、修理液ボトルを取り付けた状態を示す断面図である。（実施例１） 図６は、図５に示した修理液ボトルの内部に圧縮空気が供給されている状態を示す説明図である。 図７は、空気注入管に設けた圧力弁の変更例を示す図５と同様な断面図である。（実施例２） 図８は、図７に示した修理液ボトルの内部に圧縮空気が供給されている状態を示す説明図である。

図１、図２、図３及び図５に示すように、本発明に係るアダプター４は、タイヤ修理及び空気充填を行う圧縮空気を供給する空気圧縮機２及び修理液ボトル３０をパンクしたタイヤに接続し、タイヤ補修装置１を構成するため用いられる。
空気圧縮機２はシリンダー室２０を有し、その中にはピストン（図示せず。）が収納されている。
モーター２１が歯車２２を動かし、それに伴ってピストンがシリンダー室２０内を軸方向に往復運動することによって作り出された圧縮空気はエアタンク２３の送気管２７を通って送り出される。

エアタンク２３には更に分岐管２４を設けることができ、分岐管２４には圧力計２５、安全弁２６を取り付けることができる。
以上の空気圧縮機構造は一般に見られる典型的な構造であるので、更なる詳述は控える。
空気圧縮機２の送気管２７はアダプター４を介して修理液３２が充填されている修理液ボトル３０に連結される。この修理液ボトル３０は開口端３３及び底壁３５を持ち、その内部は修理液収容室３１となっている。（図５参照）

このボトル装着部材４０には空気導入管４１及び修理液送出管４３が設けられている。図３は、修理液ボトル３０がボトル装着部材４０に取付けられた状態を示す図である。
なお、修理液３２が充填されている修理液ボトル３０を、ボトル装着部材４０に取付けることができる。
そして更に、前述の空気圧縮機２の送気管２７は空気導入管４１に連結でき、修理液送出管４３には連結ホース２８（図６参照）をつなぐことができる。もちろん、この連結ホース２８は修理される破損したタイヤの空気口（図示されていない。）につながれる。

図４、図５に示すように、アダプター４には外に向かって伸びる空気導入管４１及び修理液送出管４３が設けられており、このボトル装着部材４０の内側には管路４２を持つ空気注入管保持部４５が延びている。
空気導入管４１は管路４１０を持ち、前述した空気注入管保持部４５の管路４２とつながっている。また、前述したボトル装着部材４０は空気注入管保持部４５の周囲には短い円筒状の弁室壁部材４４が設けられており、空気注入管保持部４５と円筒状の弁室壁部材４４の間はスプリング室４６が形成され、円筒状の弁室壁部材４４の頂端には間隔を置いて並ぶ複数個の位置決めピン４７が設けられている。前述した修理液送出管４３は、上記のスプリング室４６につながっている管路４３０を有する。

空気注入管５０の一端には外径が縮小する段差部５３があり、この段差部５３から先は外径がより小さい小径部５１となっている。この小径部５１の先端には開口５１０があり、段差部５３の少し上にはリング?のフランジ部５４が空気注入管５０の外壁から張り出している。
また、空気注入管５０のもう一方の自由端は封鎖板５５で閉鎖されている。
空気注入管５０内には圧縮空気通路５２が形成されており、空気注入管５０の封鎖板５５に近い外周面には抜け止の環状突起５８が設けられており、環状突起５６の下方には複数個の通気孔５７が設けられている。この通気孔５７は空気注入管５０の圧縮空気通路５２内の空気が修理液ボトル３０内に入るときの通路となる。
環状突起５６の下方には、圧縮空気用圧力弁７の下端に設けた滑り止めリング状突起７１が嵌め込むため、環状溝５９が設けられている。

空気注入管５０は小径部５１の開口５１０内に前述したボトル装着部材４０の空気注入管保持部４５の先端部を嵌め込んで固定する。その時、空気注入管保持部４５の管路４２と前述した空気導入管４１の管路４１０はつながった状態になり、空気圧縮機２が作り出す圧縮空気は空気注入管５０の圧縮空気通路５２に入る。空気注入管５０がボトル装着部材４０に連結され、ボトル装着部材４０が前述した修理液ボトル３０にネジ方式で連結されると、この空気注入管５０は修理液ボトル３０の修理液収容室３１内に収納され、空気注入管５０はその上端部を残して前述した修理液３２に浸かる。

空気注入管５０の頂部には、通気孔５７を塞ぐように圧縮空気用圧力弁７が設けられる。
圧縮空気用圧力弁７は、伸縮弾性を持つ軟質の円筒状薄膜から成る。これはゴム或いはプラスチックゴムを素材とすることができ、両端の口が空いた短円筒状で、通気孔５７を塞ぐカバーになっている。
圧縮空気用圧力弁７は前述した空気注入管５０の先端部に被さり、通気孔５７を塞ぐ。空気注入管５０の通気孔５７を通って出る空気圧力がない時は、この圧縮空気用圧力弁７が通気孔５７を塞いでいるため、修理液ボトル３０内の修理液３２が逆流して空気注入管５０内に入ることはない。
アダプター４が使用状態にあって圧縮空気が送られ続けているとき、この圧縮空気は空気注入管５０の通気孔５７から出て圧力弁７を拡張し、修理液ボトル３０内に至る。もちろん、圧縮空気用圧力弁７が強すぎる空気圧力の作用によって空気注入管５０から外れるのを防ぐため、圧縮空気用圧力弁７の下方開口端に硬度が比較的高い滑り止めリング７１を形成することができ、滑り止めリング７１は空気注入管５０の凹溝５９に嵌め込まれる。

圧力バルブ６は内部空間６６を持つバルブシート６２、円孔６０１を持つリング状のバルブリング６０及びスプリング６１を含む。
前述したバルブシート６２の頂端では口径が比較的小さな平面状のフランジ部６７が内側に向かって延び、下端では口径が比較的大きな平面状のフランジ部６３が外方に向かって延びている。
フランジ部６３の外縁側には複数個の位置決め孔６４が一円周上に配置されており、又、内側には、上記とは異なる一円周上に複数個の流通孔６５がそれぞれ設けられている。
スプリング６１は前述したボトル装着部材４０のスプリング室４６内に設置され、バルブリング６０はその円孔６０１を利用して前述した空気注入管５０の段差部５３にはめ込まれ、このバルブリング６０は前述したスプリング６１の頂端に接触する。

前述したバルブシート６２はその内部空間６６を利用することによって空気注入管５０に嵌り、フランジ部６７は空気注入管５０上のフランジ部５４によって阻まれ止められる。
また、バルブシート６２のフランジ部６３上の位置決め孔６４は前述したボトル装着部材４０の円筒状の弁室壁部材４４上に設けられた位置決めピン４７上に嵌められて固定され、この時、バルブリング６０はちょうどバルブシート６２のフランジ部６３とスプリング６１の間にある。
Ｏ形ワッシャー８をボトル装着部材４０の円筒状の弁室壁部材４４の周囲の底面４０１上に設置して、修理液用圧力弁６、空気注入管５０、圧縮空気用圧力弁７及びボトル装着部材４０を組み立てて固定し、ボトル装着部材４０を前述した修理液ボトル３０のネジ山３４を持つ開口端３３にネジ方式で連結すると、１つの完全な結合体を形成することができる。

この結合体が非使用状態にあるとき、即ち、空気圧縮機に取付けられていないときの外観が図３に示されている。
また、その内部関連部品の断面構造を図５に示す。
本発明に係るアダプターの主な特徴は、修理液ボトル３０が使用状態にあるとき、空気圧縮機２が作り出す圧縮空気は修理液ボトル３０内の修理液３２中を通り抜ける必要がなく、空気注入管５０の圧縮空気通路５２を経て通気孔５７を通り、修理液ボトル３０内の修理液３２の液面上方にある空間３６に送り出されることで、空気が修理液３２層を通り抜けるときの抵抗によって浪費する時間を節約できることである。

このような効果を発揮する構造の特徴は、空気注入管５０の高さ或いは空気注入管５０の通気孔５７の高さが修理液３２の液面より高いことである。ここで、「高さ」を比較するには基準を明らかとすることを要する点に鑑み、ここで本発明の「使用状態」及び「高さ」について定義する。修理液ボトル３０とボトル装着部材４０が組み立てられた時の結合体を表した図３が示すように、ボトル装着部材４０が上にあり、修理液ボトル３０の底壁３５が下にある状態は「非使用状態」、ボトル装着部材４０が下にあり、修理液ボトル３０の底壁３５が上にあるボトル倒立状態は「使用状態」とする。

即ち、図５が示す状態は、本発明装置の修理液ボトル３０及びアダプター４が組み立てられ、破損タイヤの修理及び空気充填を行っている時の状態である。「高さ」はこの「使用状態」における比較で、空気注入管５０がボトル装着部材４０に連結されているとき或いは空気注入管５０とボトル装着部材４０が一体成型されていて一体となってとなってボトル内に延びているとき、空気注入管５０の高さは空気注入管５０のボトル装着部材４０から遠い方の一端（即ち封鎖板）からボトル装着部材４０の底面４０１までとし、同様に、修理液３２の液面の高さは修理液ボトル３０内の修理液３２の表面からボトル装着部材４０の底面４０１までとする。

図５に示すように、修理液ボトル３０が使用状態にある時、空気は空気注入管５０の圧縮空気通路５２を通って修理液ボトル３０の空間３６内に通じる通気孔５７に流れ込む。
空気注入管５０の頂面の高さは修理液３２の液面の高さより高く、最も重要であるのは、通気孔５７からボトル装着部材４０の底面４０１の高さＬ_１が修理液３２の表面からボトル装着部材４０の底面４０１に至る高さＬ_０より大きいことである。
このような特徴によって、空気圧縮機２が作り出す圧縮空気は空気注入管５０を経て通気孔５７を通り、修理液ボトル３２内の空間３６内に直接送られ、空気が修理液３２内を通り抜ける必要が全くないため、空気が修理液３２の抵抗を受けて浪費する時間を短縮することができる。

更には、極低温の寒帯、例えば零下４０℃の環境にある場合、もともと粘度の高い修理液３２中を空気が通り抜けるにはかなりの時間がかかることが必至である。よって、本発明はこのような構造の特徴を以って、修理及び空気充填の作業効率をアップさせ、作業時間を大幅に短縮することができるのである。

図５及び図６について説明する。図５に示す状態では、修理液ボトル３０内部に圧力は無く、スプリング６１は伸張して、バルブリング６０を押し上げ、バルブシート６２に押し当てているので、修理液３２は修理液用圧弁６の中のバルブリング６０に阻まれて、修理液送出管４３内に流れ出ることができない。
図６に示す状態では、空気圧縮機２が送り出した圧縮空気は空気導入管４１の管路４１０を通って空気注入管５０の圧縮空気通路５２内に入り、更に進んで通気孔５７を通って出ると同時に圧縮空気用圧力弁７を拡張し、修理液ボトル３０の空間３６内に入る。
空間３６内に入った圧縮空気は直接修理液３２の表面を押し下げるので、修理液３２は下に向かって移動し、バルブシート６２のフランジ部６３上に設けられた流通孔６５を通ってバルブリング６０を押し下げる。

バルブリング６０はスプリング６１を徐々に圧縮し、空気注入管５０の段差部５３を下に向かって滑って移動し空気注入管５０の小径部５１に至る。
バルブリング６０が更に進んでボトル装着部材４０のスプリング室４６内まで移動すると、修理液３２はバルブシート６２のフランジ部６３上にある複数個の流通孔６５を通ってスプリング室４６内に流れ込み、修理液送出管４３の管路４３０を通って出る。勿論、修理液送出管４３は連結ホース２８によって破損タイヤの空気口（図示されていない。）につながれているので、修理液３２はすぐにタイヤ内に送られ、タイヤ修理の目的が達成される。

本発明の実施例２は図７及び図８に示されている。
この実施例２と上述の実施例１の相違点は、空気注入管５０の頂部に設けられる圧縮空気用圧力弁７の形態である
この実施例２においては、圧縮空気用圧力弁７は底板７２の付いた円筒体から成り、その開口端には、内側に張り出して抜け止め突起７１が設けられる。
この圧縮空気用圧力弁７を通気孔５７を持つ空気注入管５０の先端に被せる。空気注入管５０には環状突起５８が設けられ、圧力弁７には抜け止め突起７１が設けられており、抜け止め突起７１が環状突起８を乗り越え、底板７２が空気注入管５０の閉鎖板５５に密着する位置まで押し被せられる。
これによって、通気孔５７を通って出た圧縮空気の圧力は圧縮空気用圧力弁７の底板に作用し、圧縮空気用圧力弁７を空気注入管５０の上方に向かって押し上げるので、通気孔５７が開放され、圧縮空気は修理液ボトル３０内の空間３６内に入る。
然るときは、実施例１の場合と同様に、修理液３２はすぐにタイヤ内に送られ、タイヤ修理の目的が達成される。

前述したことをまとめると、本発明の構造は従来の装置と異なるだけでなく、新規性があり、空気圧縮機が作り出す空気圧力は、空気注入管を修理液ボトル内の修理液面の高さより高く設計することによって、圧縮空気が修理液中で浮上することがないため、空気圧力は空気注入管を通って修理液ボトルの空間内に直接到達し、修理液を排出するため、多くの作業時間を短縮できる。また、本発明は空気圧縮機が作動していない時は、圧力バルブの保護作用によって修理液ボトル内の修理液が修理液ボトル外に流れ出ないようになっており、圧力弁が空気注入管の通気孔を遮ることによって修理液が空気圧縮機内に逆流することを防ぐことができる。

尚、本発明で用いる２種の圧力弁の構成は、上記の第１及び第２の実施例として示したもののみに限定されるものでなく、又、通気孔５７の位置や形状、数なども圧力弁の形状などに応じて自由に設計変更できるものである。
例えば、圧縮空気用圧力弁について言えば、公知のボールとスプリングを用いたものや、一定の圧力を受けて破裂する膜体や、変形するリーフスプリング等から成るものなどを用いることができ、通気孔の位置も空気注入管の封鎖版に設けることもある。

本発明によるときは、タイヤ修理の所要時間を短縮できるので、修理コストが引き下げられるだけでなく、特に緊急を要する修理の場合、有用であり、本発明によるときは多大の利益を得ることガできる。

１ タイヤ修理装置
２ 空気圧縮機
２０ シリンダー室
２１ モーター
２２ 歯車
２３ エアタンク
２４ 分岐管
２５ 圧力計
２６ 安全弁
２７ 送気管
２８ ホース
３０ 修理液ボトル
３１ 修理液収納室
３２ 修理液
３３ 開口端
３４ ネジ山
３５ 底壁
３６ 空間
４ アダプター
４０ ボトル装着部材
４０１ 底面
４１ 空気導入管
４１０ ?管路
４２ 管路
４３ 修理液送出管
４３０ 管路
４４ 円筒状の弁室壁部材
４５ 空気注入管保持部
４６ スプリング室
４７ 位置決めピン
５０ 空気注入管
５１ 小径部
５１０ 開口
５２ 圧縮空気通路
５３ 段差部
５４ フランジ部
５５ 封鎖板
５６ 環状突起
５７ 通気孔
５８ 環状突起
５９ 凹溝
６ 圧縮空気用圧力弁
６０ バルブリング
６０１ 円孔
６１ スプリング
６２ バルブシート
６３ フランジ部
６４ 位置決め孔
６５ 流通孔
６６ 内部空間
６７ フランジ部
７ 修理液用圧力弁
７１ 滑り止めリング
７２ 封鎖面
８ Ｏ形ワッシャー

Claims (4)

1. パンクしたタイヤの修理液を充填した修理液ボトル（３０）を空気圧縮機（２）及び補修すべきタイヤに接続するアダプター（４）であって、下記の構成要素AないしＨを具備することを特徴とする上記のアダプター（４）。
   記
   （Ａ）修理液ボトル（３０）を倒立姿勢で保持する修理液ボトル取付部（４０）。
   （Ｂ）内部に管路（４１０）を有し、空気圧縮機（２）の送気管（２７）に接続される空気導入管（４１）。
   （Ｃ）内部に空気導入管（４１）の管路（４１０）に通じる管路（４２）を有し、修理液ボトル取付部（４０）に同軸に設けられた空気注入管保持部（４５）。
   （Ｄ）空気注入管（５０）であって、空気注入管保持部（４５）により空気注入管（５０）の一端が固定され、空気注入管（５０）の他端の自由端部が取り付けられる修理液ボトル（３０）内の修理液液面より高い位置まで延伸され、外部に通じる通気孔（５７）を有する空気注入管（５０）。
   （Ｅ）空気注入管（５０）の上端部にその一部が修理液液面上に露出するよう取付けられ、その通気孔（５７）を、常時は閉鎖すると共に、空気注入管（５０）の内圧が高まったときその内圧によって開放する圧縮空気用圧力弁（７）。
   （Ｆ）修理液ボトル取付部（４０）と空気注入管保持部（４５）の間にそれらと同軸に設けられ、円環状の弁室壁部材（４４）。
   （Ｇ）弁室壁部材（４４）と空気注入管（５０）の間に形成された環状の弁室内に空気注入管（５０）を囲むよう設けられ、修理液ボトル（３０）の内圧により制御され上記環状の弁室内を貫流する流路を開閉する修理液用圧力弁（６）であって、常時は閉じられ、修理液ボトル（３０）の内圧が上昇したときに開かれる、修理液用圧力弁（６）。
   （Ｈ）修理液用圧力弁（６）から流出する修理液（３２）を排出する流路（４３０）。
2. 空気注入管（５０）に取付けられる圧縮空気用圧力弁（７）が、伸縮弾性を持つ軟質の円筒状薄膜から成る請求項１に記載のアダプター（４）。
3. 圧縮空気用圧力弁（７）を構成する伸縮弾性を持つ軟質の円筒状薄膜が、その一端部に滑り止めリング（７１）を具備する請求項２に記載のアダプター（４）。
4. 空気注入管（５０）に取付けられる圧縮空気用圧力弁（７）が、空気注入管５０に被せられる、底板７２の付いた円筒体から成る、請求項１に記載のアダプター（４）。

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