JP7163678B2 - 開閉弁、及びそれを用いたパンク修理キット - Google Patents

Description

本発明は、パンクしたタイヤを応急的に修理するパンク修理キットに好適に採用しうる開閉弁、及びそれを用いたパンク修理キットに関する。

下記の特許文献１には、パンク修理に用いるパンク修理液収容容器が提案されている。この提案のパンク修理液収容容器は、パンク修理液を収容する容器本体と、容器内のパンク修理液を容器外に導出するための流路を備えるキャップとから構成される。前記流路は、シリンダ部と、このシリンダ部から分岐して容器外に開口する吐出部とで構成される。シリンダ部の一方側の端部は容器胴部内で開口し、かつシリンダ部の内部には、閉止栓である弁体が摺動可能に挿入される。

上記パンク修理液収容容器では、前記弁体が、前記一方側の端部に位置することで、前記流路が閉止される。そのためこの状態では、容器内のパンク修理液が吐出部から容器外に流入することはない。又パンク修理作業時、コンプレッサからの圧縮空気により容器内圧を上昇させた場合、内圧に押されて弁体が、吐出部の分岐位置よりも他方側まで移動する。これにより流路が開き、パンク修理液を吐出部からタイヤに注入することができる。

しかし、上記パンク修理液収容容器では、他方側まで移動した弁体が、一方側に復帰しない。そのため、容器内にパンク修理液が残っている状態で、タイヤがキャップから取り外される場合、例えコンプレッサの作動が停止されていたとしても、残留するパンク修理液が流路を通って外部に漏れ出してしまうという問題がある。

特開２０１６－１５５２４８号公報

本発明は、弁体の復帰を可能とし、容器内に残留するパンク修理液が流路を通って外部に漏れ出すのを抑制しうる開閉弁、及びそれを用いたパンク修理キットを提供することを課題としている。

本願第１発明は、開閉弁であって、
内孔を有する筒状のシリンダと、前記内孔を軸芯方向に摺動可能な弁体と、弾性部材とを含み、
前記シリンダは、前記内孔の軸心方向の第１端を閉じる底部と、前記内孔の軸心方向の第２端側で開口する第１開口部と、前記底部と前記第１開口部との間のシリンダ側面で前記内孔に連通する第２開口部とを含み、
前記弾性部材は、前記弁体を、前記内孔の前記第１開口部と前記第２開口部との連通を閉じる閉位置へ付勢し、
前記弁体は、前記第１開口部から前記内孔に流入する流体から所定の大きさの圧力を受けたときに、前記第１開口部を前記第２開口部に連通させるように前記第１端側の開位置に移動する。

本発明に係る開閉弁では、前記シリンダは、前記弁体を前記閉位置で停止させるのが好ましい。

本発明に係る開閉弁では、前記ストッパは、前記シリンダの内周面から突出する凸部を含むのが好ましい。

本発明に係る開閉弁では、前記弁体は、前記シリンダの内周面との間をシールするための第１シール部を具え、前記弁体の前記閉位置では、前記第１シール部は前記第２開口部よりも前記第２端側に位置するのが好ましい。

本発明に係る開閉弁では、前記弁体の前記閉位置で、前記弁体の外表面が前記第２開口部を塞ぐのも好ましい。

本発明に係る開閉弁では、前記弁体は、ゴム状弾性材を含むのが好ましい。

本発明に係る開閉弁では、前記弾性部材は、コイルバネを含むのが好ましい。

本願第２発明は、パンク修理キットであって、
パンク修理液を収容した容器と、
コンプレッサからの圧縮空気を前記容器内に導くための第１流路と、
前記容器内の前記パンク修理液を、前記容器の外部に導くための第２流路と、
前記第１流路又は第２流路の少なくとも一方に配された第１発明の開閉弁とを含む。

本発明に係るパンク修理キットは、前記容器の口部に取り付け可能なキャップをさらに含み、前記キャップは、前記第１流路、前記第２流路及び前記開閉弁を一体に具えるのが好ましい。

第１発明は、開閉弁であって、叙上の如く、シリンダの内孔内を軸芯方向に摺動可能な弁体と、弾性部材とを含む。弁体は、シリンダの第１開口部から流入する流体によって所定の圧力を受けたとき、第１開口部をシリンダの第２開口部に連通させ、流体を第２開口部から流出させうる。又弾性部材は、弁体を閉位置へ付勢し、第１開口部と第２開口部との連通を閉じる。

従って、パンク修理液を収容した容器と、コンプレッサからの圧縮空気を容器内に導くための第１流路と、容器内のパンク修理液を、容器の外部に導くための第２流路とを有するパンク修理キットの例えば第２流路に、第１発明の開閉弁を設けた場合、以下のように機能しうる。

パンク修理時、コンプレッサからの圧縮空気の流入により、容器内圧が上昇する。これに伴い、弁体は、パンク修理液（流体）から所定圧力を受け、弾性部材による付勢に打ち勝って開状態となる。これにより、パンク修理を第２流路からタイヤに注入しうる。又パンク修理の途中でコンプレッサの作動を停止させた場合、容器内圧が所定圧力以下に減じるため弾性部材による付勢によって弁体は閉状態となる。そのため、タイヤをキャップから取り外した場合にも、容器内に残留するパンク修理液が第２流路を通って外部に漏れ出してしまうのを防止できる。

又パンク修理キットの第１流路に、第１発明の開閉弁を設けた場合、以下のように機能しうる。

パンク修理時、コンプレッサからの圧縮空気（流体）により、弁体が、所定圧力を受けて開状態となる。これにより、第１流路から圧縮空気を容器内に流入でき、容器内圧力を上昇させて、パンク修理を第２流路からタイヤに注入しうる。又パンク修理の途中でコンプレッサの作動を停止させた場合、弁体への圧力が所定圧力以下に減じるため弾性部材による付勢によって弁体は閉状態となる。そのため、容器内に残留するパンク修理液が、第１流路を通ってコンプレッサ側に逆流するのを防止できる。

本発明の開閉弁を用いたパンク修理キットの一実施形態を示す断面図である。 キャップを示す平面図である。 開閉弁の取り付け状態を示すキャップの断面図である。 開閉弁の閉状態を示す断面図である。 開閉弁の開状態を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、開閉弁の他の例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、第１発明の開閉弁１を用いたパンク修理キット２の一実施例を示す断面図である。図１に示すように、パンク修理キット２は、容器３と、第１流路４と、第２流路５と、開閉弁１とを含む。

容器３は、内部にパンク修理液を収容する。本例の容器３は、パンク修理液を収容する有底の胴部３Ａの下端に、パンク修理液を取り出すための小径円筒状の口部３Ｂを具える。同図には、口部３Ｂを下方に向けた基準姿勢が示される。

第１流路４は、コンプレッサＣからの圧縮空気を容器３内に導く。第２流路５は、容器３内のパンク修理液を、容器３の外部に導く。開閉弁１は、第１流路４又は第２流路５の少なくとも一方、本例では双方に配され、第１流路４及び第２流路５をそれぞれ開閉する。便宜上、第１流路４に配される開閉弁を１Ａ、第２流路５に配される開閉弁を１Ｂとして区別する場合がある。

パンク修理キット２は、前記容器３の口部３Ｂに取り付け可能なキャップ６をさらに含む。キャップ６は、本例では、前記第１流路４、第２流路５及び開閉弁１Ａ、１Ｂを一体に具える。

キャップ６は、その上面に、口部３Ｂを取り付けるための取付け凹部７を具える。 取付け凹部７の内周面には、前記口部３Ｂを螺着させるための内ネジ部（図示省略）が形成される。又取付け凹部７の底面には、口部３Ｂの下端をシールするパッキング材８が配される。

キャップ６は、前記取付け凹部７の底面から立ち上がるボス部１１を具えるとともに、キャップ６の外側面には第１の連結部１２及び第２の連結部１３が突出する。第１、第２の連結部１２、１３は、本例では、ホース連結部であって、第１の連結部１２は、ホースを介してコンプレッサＣと接続される。又第２の連結部１３はホースを介してタイヤＴと接続される。なお第１の連結部１２は、ホースを介さずにコンプレッサＣと直接接続させるように構成することもできる。

第１流路４は、本例では、第１の連結部１２の先端で開口する下の開口部４Ｌと、ボス部１１の上面１１Ｓで開口する上の開口部４Ｕとの間をのびる。第１流路４には、上下の開口部４Ｕ、４Ｌの間に、開閉弁１Ａが介在する。

同様に、第２流路５は、本例では、第２の連結部１３の先端で開口する下の開口部５Ｌと、ボス部１１の上面で開口する上の開口部５Ｕとの間をのびる。第２流路５には、上下の開口部５Ｕ、５Ｌの間に、開閉弁１Ｂが介在する。

図３に示すように、開閉弁１Ａは、ボス部１１の上面に凹設される弁装着部１５に取り付けられる。弁装着部１５の底面には、下の開口部４Ｌからのびる第１流路４の流路部分４ａが開口する。又弁装着部１５の側面には、上の開口部４Ｕからのびる第１流路４の流路部分４ｂが開口する。

開閉弁１Ｂは、ボス部１１の上面１１Ｓに凹設される弁装着部１６に取り付けられる。弁装着部１６の側面には、下の開口部５Ｌからのびる第２流路５の流路部分５ａが開口する。

図４、５には、閉状態Ｙ１および開状態Ｙ２の開閉弁１が示される。同図に示すように、開閉弁１は、内孔２０ｈを有する筒状のシリンダ２０と、前記内孔２０ｈを軸芯方向に摺動可能な弁体２１と、弾性部材２２とを含む。

シリンダ２０は、底部２３と、第１開口部２４と、第２開口部２５とを含む。底部２３は、内孔２０ｈの軸心方向一方側の第１端Ｅ１を閉じる。第１開口部２４は、内孔２０ｈの軸心方向他方側である第２端Ｅ２側で開口している。第２開口部２５は、底部２３と第１開口部２４との間、かつシリンダ側面２０Ｓで開口し、内孔２０ｈに連通する。

流体が、第１開口部２４から内孔２０ｈ内に流入したとき、弁体２１は、前記流体から圧力を受ける。そして、この圧力が所定の大きさ（以下所定圧力という）以上のとき、弁体２１は、第１端Ｅ１側の開位置Ｐａ（図５に示す）に移動し、第１開口部２４を第２開口部２５に連通させる（開状態Ｙ２）。

又弾性部材２２は、弁体２１を、第１開口部２４と第２開口部２５との連通を閉じる閉位置Ｐｂ（図４に示す）へ付勢する。そして、前記所定圧力が付勢力より小のとき、弁体２１を閉位置Ｐｂに維持、或いは開位置Ｐａから閉位置Ｐｂに移動させる（閉状態Ｙ１）。

弁体２１は、本例では、シリンダ２０の内周面２０ｈＳとの間をシールするための第１シール部２６を具える。

本例の弁体２１は、第２端Ｅ２側を小径とした円錐台状の基部２１Ａを具える。基部２１Ａの側面かつ第２端Ｅ２側に、周方向にのびるリング状の第１シール部２６が突出している。

又シリンダ２０の内周面２０ｈＳには、周方向にのびるリング状の弁座部２７が突出する。そして、閉位置Ｐｂにおいて、第１シール部２６が弁座部２７と当接し、その間がシールされる。本例では、第１シール部２６と弁座部２７とは、半円状断面を有する。又第１シール部２６は、内周面２０ｈＳよりも小径であり、これにより、弁体２１が摺動する際の抵抗が減じられる。

本例の場合、閉位置Ｐｂでは、第１シール部２６は、第２開口部２５よりも第２端Ｅ２側に位置する。又開位置Ｐａでは、第１シール部２６は、第２開口部２５よりも第１端Ｅ１側に位置する。ここで、第１シール部２６が内周面２０ｈＳよりも小径である場合、開位置Ｐａにおいて、流体の一部が、第１シール部２６と内周面２０ｈＳとの間の隙間を通って、弁体２１と底部２３との間のスペースＨに入り込む恐れが生じる。これを防止するため、本例では、基部２１Ａの側面かつ第１端Ｅ１側に、内周面２０ｈＳと接する第２シール部２９が形成される。

シリンダ２０は、弁体２１を閉位置Ｐｂで停止させるストッパ３０を具える。このストッパ３０は、シリンダ２０の内周面２０ｈＳから突出する凸部を含む。本例では、前記弁座部２７がストッパ３０をなす場合が示される。

弁体２１は、ゴム状弾性材を含み、特には、少なくとも第１シール部２６がゴム状弾性材で形成されるのが好ましい。本例では、弁体２１全体がゴム状弾性材で形成される場合が示される。ゴム状弾性材としては、低高温度の環境下（例えば－４０℃～＋６０℃）においても機能するように、ＥＰＤＭゴム、シリコンゴムが好適に採用しうる。

弾性部材２２として、コイルバネが好適に採用される。本例の弾性部材２２は圧縮コイルバネ２２Ａであって、前記スペースＨ内に配され、弁体２１を閉位置Ｐｂへ付勢する。

図１に示すように、開閉弁１Ａは、第２端Ｅ２を下方に向けて弁装着部１５内に嵌着等によって装着される。このとき、第１開口部２４は流路部分４ａと導通し、かつ第２開口部２５は流路部分４ｂと導通する。又開閉弁１Ｂは、第１端Ｅ１を下方に向けて弁装着部１６内に嵌着等によって装着される。このとき、第１開口部２４は、ボス部１１の上面で開口し、かつ第２開口部２５は流路部分５ｂと導通する。

このようなパンク修理キット２では、パンク修理作業前の状態においては、開閉弁１Ａ、１Ｂは閉状態Ｙ１であり、容器３内のパンク修理液が第１流路４及び第２流路５から流出するのが阻止される。

又パンク修理作業時、第１の連結部１２にコンプレッサＣが接続され、第２の連結部１３にタイヤＴが接続された後、コンプレッサＣが作動される。

これにより、圧縮空気（流体）が、開閉弁１Ａの第１開口部２４から内孔２０ｈに流入される。圧縮空気の圧力が所定圧力に達すると、弁体２１が開位置Ｐａに移動（開状態Ｙ２）し、圧縮空気が、容器３内に供給される。又容器３内の圧力が上昇し所定圧力に達することで、開閉弁１Ｂの弁体２１は、パンク修理液（流体）から所定圧力を受け、開位置Ｐａに移動（開状態Ｙ２）する。これにより、パンク修理液が第２開口部２５をへてタイヤ内に注入される。

又パンク修理作業の途中でコンプレッサＣを停止させたとき、圧縮空気の圧力が減じ、開閉弁１Ａの弁体２１が閉位置Ｐｂに戻る。これに伴い容器３内の圧力も減じ、開閉弁１Ｂの弁体２１も閉位置Ｐｂに戻る。即ち、コンプレッサＣの停止と略同時に開閉弁１Ａ、１Ｂが順次閉状態Ｙ１となり、第１流路４、第２流路５を閉じる。

従って、コンプレッサＣが停止した後は、タイヤＴをキャップ６から取り外した場合にも、容器３内に残留するパンク修理液は、第２流路５から漏れ出す、或いは第１流路４からコンプレッサ側に逆流するのを防止できる。このパンク修理液の流出防止は、パンク修理作業完了後に、キャップ６からタイヤＴ及びコンプレッサＣを取り外したときにも発揮される。

図６（Ａ）、（Ｂ）に、開閉弁１の他の実施例が示される。図６（Ａ）では、弁体２１が円柱状をなす場合が示され、図６（Ｂ）では、弁体２１が球状をなす場合が示される。何れの場合にも、閉位置Ｐｂにおいて、弁体２１の外表面２１Ｓが第２開口部２５を塞ぐことで、第１開口部２４と第２開口部２５との連通が閉じられる。

シリンダ２０の内周面２０ｈＳには、ストッパ３０が突設され、弁体２１を閉位置Ｐｂで停止させる。

弾性部材２２として、板バネ等コイルバネ以外の種々な弾性体が使用できる。

又パンク修理キット２では、容器３に開閉弁１Ａを設け、キャップ６に開閉弁１Ｂを設けることもできる。又キャップ６を用いることなく、容器３自体に、第１流路４、第２流路５、開閉弁１Ａ、１Ｂを設ける、即ち容器３が、第１流路４、第２流路５、開閉弁１Ａ、１Ｂを一体に具えても良い。

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。

１ 開閉弁
２ パンク修理キット
３ 容器
４ 第１流路
５ 第２流路
６ キャップ
２０ シリンダ
２０ｈＳ 内周面
２０ｈ 内孔
２０Ｓ シリンダ側面
２１ 弁体
２２ 弾性部材
２３ 底部
２４ 第１開口部
２５ 第２開口部
２６ 第１シール部
３０ ストッパ
Ｃ コンプレッサ
Ｅ１ 第１端
Ｅ２ 第２端
Ｐａ 開位置
Ｐｂ 閉位置
Ｔ タイヤ

Claims (9)

1. 開閉弁であって、
   内孔を有する筒状のシリンダと、前記内孔を軸芯方向に摺動可能な弁体と、弾性部材とを含み、
   前記シリンダは、前記内孔の軸心方向の第１端を閉じる底部と、前記内孔の軸心方向の第２端側で開口する第１開口部と、前記底部と前記第１開口部との間のシリンダ側面で前記内孔に連通する第２開口部と、前記内孔の内周面から突出して周方向にのびるリング状の弁座部とを含み、
   前記弁体は、前記シリンダの前記第２端側を前記シリンダの前記内孔よりも小径とした円錐台状の基部を具え、
   前記基部の側面かつ前記シリンダの前記第２端側に、周方向にのびるリング状の第１シール部が突出しており、
   前記第１シール部は、前記シリンダの前記内孔よりも小径であり、
   前記弾性部材は、前記弁体を、前記内孔の前記第１開口部と前記第２開口部との連通を閉じる閉位置へ付勢し、
   前記弁体は、前記第１開口部から前記内孔に流入する流体から所定の大きさの圧力を受けたときに、前記第１開口部を前記第２開口部に連通させるように前記第１端側の開位置に移動し、
   前記弁体の前記閉位置において、前記第１シール部が前記弁座部と当接し、その間がシールされる、
   開閉弁。
   
2. 前記シリンダは、前記弁体を前記閉位置で停止させるストッパを具える、請求項１記載の開閉弁。
3. 前記ストッパは、前記シリンダの内周面から突出する凸部を含む、請求項２記載の開閉弁。
4. 前記弁体の前記閉位置では、前記第１シール部は前記第２開口部よりも前記第２端側に位置する、請求項１～３の何れかに記載の開閉弁。
   
5. 前記弁体は、前記基部の前記第１端側に、前記シリンダの内周面と接する第２シール部が形成されている、請求項１～４ の何れかに記載の開閉弁
   
6. 前記弁体は、ゴム状弾性材を含む、請求項１～５の何れかに記載の開閉弁。
7. 前記弾性部材は、コイルバネを含む、請求項１～６の何れかに記載の開閉弁。
8. パンク修理液を収容した容器と、
   コンプレッサからの圧縮空気を前記容器内に導くための第１流路と、
   前記容器内の前記パンク修理液を、前記容器の外部に導くための第２流路と、
   前記第１流路又は第２流路の少なくとも一方に配された請求項１～７の何れかに記載の開閉弁とを含む、
   パンク修理キット。
9. 前記容器の口部に取り付け可能なキャップをさらに含み、
   前記キャップは、前記第１流路、前記第２流路及び前記開閉弁を一体に具える、請求項８記載のパンク修理キット。

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