タイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入装置、及び注入方法
【課題】
コンプレッサを使用することなく、タイヤチューブ内に充填圧力を調整可能にして溶液状樹脂を注入可能にすることである。
【解決手段】
樹脂タンクＴ1 と第１樹脂注入管Ｂ1 で連結されると共に、タイヤバルブＶ0 と第２樹脂注入管Ｂ2 を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂Ｒを内部の圧縮空気Ａと一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて内部の空気を圧縮させる中間蓄圧タンクＴ2 を備えていて、当該中間蓄圧タンクＴ2 内に一次的に貯留された溶液状樹脂Ｒを、当該中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐと等しい圧力により当該中間蓄圧タンクＴ2 外に吐出させることにより第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する構成とする。
コンプレッサを使用することなく、タイヤチューブ内に充填圧力を調整可能にして溶液状樹脂を注入可能にすることである。
【解決手段】
樹脂タンクＴ1 と第１樹脂注入管Ｂ1 で連結されると共に、タイヤバルブＶ0 と第２樹脂注入管Ｂ2 を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂Ｒを内部の圧縮空気Ａと一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて内部の空気を圧縮させる中間蓄圧タンクＴ2 を備えていて、当該中間蓄圧タンクＴ2 内に一次的に貯留された溶液状樹脂Ｒを、当該中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐと等しい圧力により当該中間蓄圧タンクＴ2 外に吐出させることにより第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車、車椅子、一輪車、マウンテンバイク等のタイヤチューブ内に、弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状をなす樹脂をタイヤバルブを介して注入するための装置、及び注入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性樹脂組成物とは、熱可塑性エラストマーとプロセスオイルを所定の割合で混合したものであって、この弾性樹脂組成物を加熱すると、タイヤチューブを熱損傷させることのない１８０°Ｃ以下で、１０ｃｐｓないし３００ｐｓの粘度を有する溶液状樹脂となって、タイヤバルブを構成する内径数ｍｍの既存のタイヤバルブから注入可能となる。
【０００３】
図６は、上記した溶液状樹脂をタイヤ１０のチューブＣ内にタイヤバルブＶ0 を利用して注入する従来の注入装置Ｄ’の全体図である。溶液状樹脂Ｒを保温して収容する樹脂タンクＴ1 とタイヤバルブＶ0 を接続する樹脂注入管Ｂ11の途中にポンプＪを組み込んで、当該ポンプＪをモータＭにより駆動して、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂ＲをポンプＪの吸引口から吸引して吐出口から吐出させることにより、タイヤバルブＶ0 からタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入できる。そして、タイヤチューブＣ内に注入された溶液状樹脂Ｒは、そのまま所定時間放置することによりゲル化して弾性樹脂となるため、パンクの恐れがない「パンクレスタイヤ」となって、空気入タイヤと遜色ない「乗心地性」を確保できる。この弾性樹脂の反発性は、自転車等の「乗心地性」と直接に関連し、前記反発弾性は、タイヤチューブＣ内に注入された溶液状樹脂Ｒの樹脂充填圧力により左右される。よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入して「パンクレスタイヤ」とする場合には、前記樹脂充填圧力を最適値に確保することが肝要となる。しかし、図６に示される従来の注入装置Ｄ’では、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、人の手によりタイヤを直接に押圧する等して、人の感覚（直感）により判断する他はなかった。よって、樹脂充填圧力を正確に設定できなくて、そのバラツキが生ずるという問題があった。樹脂注入管Ｂ11におけるポンプＪの下流側には、開閉バルブＶ11が組み込まれている。なお、図６において１は、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂Ｒを保温するためのヒータを示す。
【０００４】
図７は、上記した従来の注入装置Ｄ’を改良した別の注入装置Ｄ”の全体図であって、特許文献１の図１０に記載されている。注入装置Ｄ”について、前記注入装置Ｄ’と異なる構成は、樹脂注入管Ｂ11におけるタイヤバルブＶ0 とポンプＪとの間に中間タンクＴ2'が組み込まれ、当該中間タンクＴ2'の上流側の端部とコンプレッサＫとが圧力空気管Ｂ12で接続されて、中間タンクＴ2'とポンプＪとの樹脂注入管Ｂ11及び前記圧力空気管Ｂ12にそれぞれ開閉バルブＶ11，Ｖ12が組み込まれていることである。他の構成は、注入装置Ｄ’と同一である。
【０００５】
そして、圧力空気管Ｂ12の開閉バルブＶ12を閉じると共に、樹脂注入管Ｂ11のバルブＶ11を開いた状態で、ポンプＪを駆動させてタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが完全に充満される「満タン」の直前まで溶液状樹脂Ｒを注入する（例えば、タイヤチューブＣの全充填量の９５％まで注入する）。その後に、樹脂注入管Ｂ11のバルブＶ11を閉じると共に、圧力空気管Ｂ12のバルブＶ12を開いて、中間タンクＴ2'の内部にコンプレッサＫにより生成された圧縮空気Ａ’を作用させる。圧縮空気Ａ’の圧力は、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧が最適となるように予め定められており、中間タンクＴ2'の内部に圧縮空気Ａ’が作用することにより、中間タンクＴ2'内の溶液状樹脂Ｒは、前記圧縮空気Ａ’の圧力Ｐ’のみによって、中間タンクＴ2'内から押し出されることにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力が前記圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’から樹脂注入管Ｂ11の管路抵抗を減じた圧力まで、不完全充填のタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入されて、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力と圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’とが均衡した時点において、タイヤチューブＣ内への溶液状樹脂Ｒの注入は自然に停止される。これにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’と等しくなって、予め設定することが可能となる。
【０００６】
しかし、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充填された直前のタイヤ１０を取り外して、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する際には、前記中間タンクＴ2'内に空気Ａ’が残存していて、そのまま溶液状樹脂Ｒを注入すると、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’がそのままタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒと一緒になって注入されてしまう。よって、タイヤ１０を交換する際には、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’を排出させた後に、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する必要がある。これを実現させるには、次のタイヤ１０のチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入する前に、開閉バルブＶ11を開いて、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’が中間タンクＴ2'、及び当該中間タンクＴ2'よりも下流側の樹脂注入管Ｂ11から完全に排出されるまで、ポンプＪから溶液状樹脂Ｒを吐出させる必要がある。このため、残存空気Ａ’の排出に供された溶液状樹脂Ｒは、タイヤチューブＣの先端（タイヤバルブＶ0 と接続される部分）から排出され、そのまま廃棄するのは不経済であるので、再度樹脂タンクＴ1 内に戻して使用している。
【０００７】
このように、注入装置Ｄ”によれば、タイヤチューブＣ内の充填樹脂圧力が設定圧力となるようにして充填することは可能となるが、コンプレッサＫの使用が不可欠となって装置が大掛かりな構成となるのに加えて、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’を排出させる操作の間は、次のタイヤのチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入できないために、注入能率が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−９６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コンプレッサを使用することなく、タイヤチューブ内に充填圧力を調整可能にして溶液状樹脂を注入可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状となった樹脂を自転車等のタイヤチューブ内にバルブを介して注入するための装置であって、前記溶液状樹脂を保温して収容する樹脂タンクと、当該樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、前記バルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて前記空気を圧縮させる中間蓄圧タンクと、前記第１樹脂注入管に組み込まれて、前記樹脂タンク内の溶液状樹脂を前記中間蓄圧タンクに送り込むためのポンプと、前記中間蓄圧タンク内の空気圧を測定する圧力計とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明によれば、ポンプにより樹脂タンク内の溶液状樹脂を中間蓄圧タンク内に送り込むと、当該中間蓄圧タンク内に一時的に貯留される溶液状樹脂の貯留量によって、中間蓄圧タンク内に密閉収容された空気の圧力が変動する。即ち、中間蓄圧タンク内の溶液状樹脂の貯留量が増大すると、密閉空気の体積が小さくなって圧力が高まり、当該圧力が、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入可能な高さに達すると、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力と等しい圧力で溶液状樹脂はタイヤチューブ内に注入される。タイヤチューブ内に注入された溶液状樹脂の充填圧力は、中間蓄圧タンク内に密閉された圧縮空気の圧力から管路抵抗を減じた圧力となって、当該圧縮空気の圧力は、中間蓄圧タンクに取付けた圧力計により読み取ることができる。タイヤチューブが溶液状樹脂で「満タン」になる直前までは、タイヤチューブ内に充填された樹脂圧力は、ほぼ大気圧であるので、中間蓄圧タンク内の空気圧は、大気圧に管路抵抗による圧力を加えた大きさであるが、当該管路抵抗はほぼ無視できる。
【００１１】
タイヤチューブ内に溶液状樹脂がほぼ充満された状態で、更にポンプを駆動し続けて、タイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入を継続すると、注入抵抗が増大することにより、中間蓄圧タンク内の溶液状樹脂の一次的な貯留量が増加して圧縮空気が更に圧縮されて、その圧力が高まって、タイヤチューブ内に溶液状樹脂が「満タン」状態で注入された時点では、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力と等しくなって、この圧力値は、中間蓄圧タンクに取付けられた圧力計により読み取り可能である。そして、圧力計に表示された圧力値が設定値に達した時点において、ポンプの作動を停止させると共に、第２樹脂注入管に設けられたバルブを閉じて、内部の溶液状樹脂が漏れ出るのを防止した状態で、第２樹脂注入管とタイヤチューブのバルブとの接続を解く。
【００１２】
次のタイヤのチューブ内に溶液状樹脂を注入するには、第２樹脂注入管の先端と、次のタイヤチューブのバルブとを連結して、この状態でポンプを駆動すると、第２樹脂注入管に残存していた溶液状樹脂、及び中間蓄圧タンク内に一時貯留された溶液状樹脂は、上記注入原理によって次のタイヤチューブ内に注入される。このように、直前のタイヤチューブの注入の際に第２樹脂注入管に残存していた溶液状樹脂は、内部に空気が混入されていないため、外部に排出することなく、そのまま次のタイヤチューブの樹脂の注入に利用できるので、従来装置において不可欠であった圧縮空気の発生源である「コンプレッサ」が不要になると共に、タイヤチューブ内への樹脂の注入を連続して行なうことが可能となる。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の溶液状樹脂の注入装置を使用して、バルブを介して自転車等のタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する方法であって、前記タンク内の溶液状樹脂を前記ポンプにより第１樹脂注入管を介して中間蓄圧タンク内に送り込んで一時的に貯留させて、その貯留量の変化により中間蓄圧タンク内の空気を圧縮させて圧力を上昇させ、当該圧縮空気の圧力により一時貯留された溶液状樹脂を吐出させ、前記タイヤチューブ内に溶液状樹脂が満タンに充填された状態で、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力と等しくなった前記中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力を前記圧力計で読み取ることにより、タイヤチューブ内の樹脂充填圧が設定圧となるまで、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に注入することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明を「溶液状樹脂の注入方法」の観点から把握したものであって、実質的には、請求項１の発明と同一である。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記タイヤチューブ内に注入される溶液状樹脂の充填圧力が設定圧に近づいた場合には、前記圧力計の表示値を目視しながら前記ポンプを寸動させることを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明によれば、タイヤチューブ内に注入された樹脂圧の微調整を手動により簡単に行なえる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る溶液状樹脂の注入装置は、樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、タイヤのバルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて空気を圧縮させる中間蓄圧タンクを備えていて、当該中間蓄圧タンク内に一次的に貯留された溶液状樹脂を、当該中間蓄圧タンク内の圧縮空気と等しい圧力により当該中間蓄圧タンク外に吐出させることにより第２樹脂注入管及びタイヤバルブを介してタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する構成である。よって、タイヤチューブ内に溶液状樹脂が「満タン」に近づくと、注入抵抗が増大することにより、中間蓄圧タンク内に一次貯留される溶液状樹脂の貯留量が増加して圧縮空気の圧力が高まるため、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力が最適な大きさに達した時点で、ポンプを駆動するモータを停止させると、タイヤチューブ内には定められた圧力でもって溶液状樹脂が充填される。
【００１８】
このため、「圧縮空気」の生成にコンプレッサが不要になって装置全体が小型化できるのに加えて、溶液状樹脂の注入経路内には圧縮空気は残存していないので、次のタイヤのチューブ内に溶液状樹脂を注入する際には、そのまま注入経路内に残存している溶液状樹脂をタイヤチューブに注入可能となって、溶液状樹脂の注入効率も高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１ないし図４を参照して、本発明の実施例について説明する。なお、「背景技術」の項目で説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避けて、本発明の特徴部分についてのみ説明する。図１は、本発明に係る溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄの全体図であり、図２（イ），（ロ）は、それぞれタイヤチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入している状態、及び注入終了直前の状態の中間蓄圧タンクＴ2 の断面図であり、図３は、時間に対する中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力の変化を示すグラフであり、図４（イ),（ロ),（ハ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の異なる接続形態を示す断面図である。中間蓄圧タンクＴ2 は、樹脂タンクＴ1 とタイヤ１０のバルブＶ0 とを結ぶ樹脂注入経路に組み込まれて、ポンプＪにより吐出された溶液状樹脂Ｒを空気Ａと一緒に密閉状態で一時的に貯留させ、樹脂貯留量が増大すると、密封された空気Ａが圧縮されて体積が小さくなることにより、昇圧した圧縮空気Ａの圧力Ｐと等しい圧力により中間蓄圧タンクＴ2 内の一時貯留樹脂Ｒを当該中間蓄圧タンクＴ2 内から吐出させる構成となっている。中間蓄圧タンクＴ2 の天壁１３には、圧力計Ｇの導圧管３が貫通して差し込まれていて、中間蓄圧タンクＴ2 内に密閉された空気Ａの圧力Ｐを測定可能となっている。なお、図１において２は、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時貯留された溶液状樹脂Ｒを保温するためのヒータを示す。
【００２０】
また、樹脂タンクＴ1 と中間蓄圧タンクＴ2 とは、第１樹脂注入管Ｂ1 を介して連結されていると共に、中間蓄圧タンクＴ2 とタイヤバルブＶ0 とは、第２樹脂注入管Ｂ2 を介して連結されている。第１樹脂注入管Ｂ1 にはポンプＪが組み込まれ、第２樹脂注入管Ｂ2 には開閉バルブＶ1 が組み込まれている。なお、第２樹脂注入管Ｂ2 に対する開閉バルブＶ1 の組込み位置は、どの部分であってもよく、通常は、頻繁に行なう開閉作業が最も行い易い部分に組み込まれる。
【００２１】
また、ポンプＪにより中間蓄圧タンクＴ2 に送り込まれて一時貯留される溶液状樹脂Ｒは、当該中間蓄圧タンクＴ2 内に密封された空気Ａの圧力Ｐによって吐出させる構成であるために、中間蓄圧タンクＴ2 と第２樹脂注入管Ｂ2 との接続開口２２の位置は、中間蓄圧タンクＴ2 と第１樹脂注入管Ｂ1 との接続開口２１の位置よりも低い方が好ましいが、必須の条件とはならない。その理由は、前記接続開口２１が前記接続開口２２よりも低い方が、同じ容積の中間蓄圧タンクの場合、空気部分の体積が大きくなって「バッファ効果」が働くために昇圧速度が緩やかになる。このため、タイヤチューブＣ内の注入圧力を設定圧に管理するのが容易となる。図４（イ）の接続例は、第１樹脂注入管Ｂ1 との接続開口２１は、中間蓄圧タンクＴ2 の周壁１１の内周面に臨んで配置され、第２樹脂注入管Ｂ2 との接続開口２２は、同じく底壁１２の内面に臨んで配置されることにより、好ましい形態となっている。図４（ロ）の接続例は、第１樹脂注入管Ｂ1 は、中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１2 に貫通されて、接続開口２１は、底壁１２の内面よりも高い位置に配置され、第２樹脂注入管Ｂ2 の接続開口２２は、底壁１２の内面に臨んで配置されることにより、好ましい形態となっている。更に、図４（ハ）の接続例は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1 ，Ｂ2 は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１2 及び天壁１３に貫通されて、第１樹脂注入管Ｂ1 の接続開口２１が第２樹脂注入管Ｂ2 の接続開口２２よりも高い位置に配置されることにより、好ましい形態となっている。但し、図４（イ），（ロ）の接続例の場合には、中間蓄圧タンクＴ2 内の溶液状樹脂Ｒの液面と第２樹脂注入管Ｂ2 との高低差Ｈ1 ，Ｈ2 は、いずれもタイヤチューブＣに対する樹脂注入圧に対しては「プラス圧力」として作用するが、図４（ハ）の接続例の場合には、同様の高低差Ｈ3 は、樹脂注入圧に対して「マイナス圧力」として作用するので、接続形態としては、前者の方が有利であると言える。
【００２２】
また、図５（イ),（ロ）に中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の別の接続形態が示されており、図４（イ）ないし（ハ）に示される各接続形態と異なる点は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 は、連結管４を介して中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に間接的に接続されていて、直接には接続されていない点である。図５（イ）は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 がＴ字継手管５を介して直交して接続されて、当該接続部に連通する連結管４が中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に接続された形態であり、同（ロ）は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 がＴ字継手管５を介して直線状に接続されて、当該接続部に連通する連結管４が中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に接続された形態である。いずれの形態においても、タイヤチューブＣ内への樹脂Ｒの注入圧力は、ポンプＪの吐出圧により中間蓄圧タンクＴ2 内に溶液状樹脂Ｒが一時的に貯留されることにより、中間蓄圧タンクＴ2 内の空気Ａが圧縮されて、当該圧縮空気Ａの圧力により第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入される点においては、図４（イ）ないし（ハ）に示される接続形態と、同一の注入原理である。
【００２３】
そして、図１ないし図３に示されるように、ポンプＪを駆動させると、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂Ｒは、第１樹脂注入管Ｂ1 を介して中間蓄圧タンクＴ2 内に注入されて、中間蓄圧タンクＴ2 内においては、溶液状樹脂Ｒが注入された分だけ密閉された空気Ａの体積は減少させられて圧縮され〔図２（イ）参照〕、圧縮空気Ａの圧力が一時貯留された溶液状樹脂Ｒを吐出可能な圧力Ｐ1 に達すると、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時的に貯留された溶液状樹脂Ｒは、当該中間蓄圧タンクＴ2 内から吐出されて、第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に注入される。タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒがほぼ「満タン」となる直前までは、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力Ｐ0 は、大気圧（約０．１ＭＰａ）にほぼ等しい。中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐ1 は、タイヤチューブＣに至る部分においては、中間蓄圧タンクＴ2 とタイヤチューブＣとの間の管路抵抗による減圧分Ｐ11だけ減圧されるので、（Ｐ1 ＝Ｐ0 ＋Ｐ11）の関係が成立している。
【００２４】
タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが「満タン」に近づくにつれて、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンクＴ2 の圧縮空気Ａの圧力に近づいて、「満タン」となった後において、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力と圧縮空気Ａの圧力とは等しくなる。ポンプＰを継続して作動させると、図２（ロ）に示されるように、注入抵抗が増大して中間蓄圧タンクＴ2 に一時的に貯留される溶液状樹脂Ｒの貯留量が増大して、圧縮空気Ａが更に圧縮されることにより、その圧力Ｐは、「満タン」直前となるまでの圧縮空気Ａの圧力Ｐ1 よりも遥かに高くなり（Ｐ＞Ｐ1 ）、「満タン」に至ると、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンクＴ2 の圧縮空気Ａの圧力Ｐ2 と等しくなる。ここで、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入すると、「満タン」となる直前においては、タイヤチューブＣ内に残存していた空気が圧縮されてタイヤチューブＣの最も高い部分に集まるので、注入途中において、タイヤチューブＣの最も高い部分に空気抜き針Ｎ（図１参照）を刺して、タイヤチューブＣ内の「空気抜き」を行なう。タイヤチューブＣ内の圧縮空気が大きな注入抵抗となるために、「空気抜き」の直前においては、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧は徐々に高まると共に、「空気抜き」を終えると、前記樹脂充填圧は急激に低下して元の大きさに戻る。なお、図３で実線で示される状態は、上記したように「満タン」となる直前において、タイヤチューブＣ内に残存している圧縮空気を抜く場合の中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気の圧力変化を示すものであるが、樹脂注入当初において、セットしたタイヤチューブＣの最も高い部分に空気抜き孔を予めあけておく場合には、「満タン」に至るまでは、中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気の圧力変化は殆どなく一定している。この状態が図３で破線で示されている。
【００２５】
よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充満されて「満タン」となった後には、中間蓄圧タンクＴ2 に取付けられた圧縮空気Ａの圧力Ｐを圧力計Ｇで読み取ることにより、溶液状樹脂Ｒの充填圧力が分かり、ポンプＪの作動を続けると、溶液状樹脂Ｒの充填圧力は更に徐々に高まる。この状態が、図３に示されている。なお、図３において、「２点鎖線」は、容量が小さい中間蓄圧タンクを使用した場合における中間蓄圧タンク内の圧縮空気の昇圧直線を示し、十分な容量を備えた中間蓄圧タンクを使用した場合に比較して、昇圧速度が速くなって、タイヤチューブＣ内の充填圧力の管理が難しくなることが分かる。
【００２６】
よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充填されて「満タン」となる直前においては、中間蓄圧タンクＴ2 の圧力計Ｇの表示圧が大きくなるので、これを読み取って、ポンプＪを駆動するモータＭを寸動させることにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力を正確に望みの値にすることができる。また、中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐをセンサで検出し、この検出値が設定値となった場合には、ポンプＪのモータＭの電源回路を遮断するように設計すると、タイヤチューブＣ内の樹脂の充填圧力を自動的に設定圧力にすることが可能となる。
【００２７】
そして、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する場合には、第２樹脂注入管Ｂ2 に組み込まれた開閉バルブＶ1 を閉じて、タイヤチューブＣ内に注入・充填された樹脂Ｒの逆流防止処置を施した後に、タイヤチューブＣ内に樹脂Ｒを充填したタイヤ１０のバルブＶ0 と第２樹脂注入管Ｂ2 との連結を解いて、次のタイヤ１０のバルブＶ0 に第２樹脂注入管Ｂ2 を接続する。開閉バルブＶ1 が閉じられて、しかもポンプＪが停止している（溶液状樹脂Ｒが充満された状態で停止していてポンプＪは、閉じられた状態の開閉バルブとほぼ同様に機能している）ために、中間蓄圧タンクＴ2 内の密閉された圧縮空気Ａは、開閉バルブＶ1 を閉じた時点の圧力Ｐ2 をほぼ維持する。よって、バルブＶ1 を開いてモータＭによりポンプＪを作動させると、開閉バルブＶ1 を開いた当初は、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時貯留された溶液状樹脂Ｒは、大きな圧力Ｐ2 で吐出（流出）するが、その後は、樹脂充填途中のタイヤチューブＣの圧力（大気圧）Ｐ0 と管路抵抗による減圧分Ｐ11との和とバランスする吐出可能な最小圧力Ｐ1 でもって、中間蓄圧タンクＴ2 内の溶液状樹脂Ｒは吐出（流出）されて、上記と同様にしてタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入される。
【００２８】
このため、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する際には、第２樹脂注入管Ｂ2 内は、全て溶液状樹脂Ｒが充満されて、従来の注入装置Ｄ”のように空気の混入がないので、第２樹脂注入管Ｂ2 に充満されている溶液状樹脂Ｒは、その全てが次のタイヤ１０のチューブＣ内に注入される。よって、従来の注入装置Ｄ”のように、第２樹脂注入管Ｂ2 に空気と一緒に充満されている溶液状樹脂Ｒを第２樹脂注入管Ｂ2 から外部に一旦排出させた後に、空気の混入されていない溶液状樹脂Ｒを注入するという面倒がなくなって、タイヤチューブＣに対する溶液状樹脂Ｒの注入作業を連続して行なえる。よって、溶液状樹脂Ｒの注入作業の能率が高められる。なお、ポンプＪの停止状態において、第２樹脂注入管Ｂ2 を含めて、注入装置Ｄにおける溶液状樹脂Ｒの流通路の全ては、注入装置Ｄの停止時に溶液状樹脂Ｒの温度の低下により流動性が低下して、次の注入の際にそのまま連続注入ができなくなる事態を回避するために、ヒーターが被覆されて保温されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄの全体図である。
【図２】（イ），（ロ）は、それぞれタイヤチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入している通常状態、及び注入終了直前の状態の中間蓄圧タンクＴ2 の断面図である。
【図３】時間に対する中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力の変化を示すグラフである。
【図４】（イ),（ロ),（ハ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の異なる接続形態を示す断面図である。
【図５】（イ),（ロ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対して第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 を連結管４を介して接続する接続形態を示す断面図である。
【図６】従来の溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄ’の全体図である。
【図７】従来の溶液状樹脂Ｒの別の注入装置Ｄ”の全体図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ：中間蓄圧タンク内の圧縮空気
Ｂ1 ：第１樹脂注入管
Ｂ2 ：第２樹脂注入管
Ｃ：タイヤチューブ
Ｄ：溶液状樹脂の注入装置
Ｇ：圧力計
Ｊ：ポンプ
Ｍ：モータ
Ｐ，Ｐ1,Ｐ2 ：中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力
Ｒ：溶液状樹脂
Ｔ1 ：樹脂タンク
Ｔ2 ：中間蓄圧タンク
Ｖ1 ：開閉バルブ
１０：タイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車、車椅子、一輪車、マウンテンバイク等のタイヤチューブ内に、弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状をなす樹脂をタイヤバルブを介して注入するための装置、及び注入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性樹脂組成物とは、熱可塑性エラストマーとプロセスオイルを所定の割合で混合したものであって、この弾性樹脂組成物を加熱すると、タイヤチューブを熱損傷させることのない１８０°Ｃ以下で、１０ｃｐｓないし３００ｐｓの粘度を有する溶液状樹脂となって、タイヤバルブを構成する内径数ｍｍの既存のタイヤバルブから注入可能となる。
【０００３】
図６は、上記した溶液状樹脂をタイヤ１０のチューブＣ内にタイヤバルブＶ0 を利用して注入する従来の注入装置Ｄ’の全体図である。溶液状樹脂Ｒを保温して収容する樹脂タンクＴ1 とタイヤバルブＶ0 を接続する樹脂注入管Ｂ11の途中にポンプＪを組み込んで、当該ポンプＪをモータＭにより駆動して、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂ＲをポンプＪの吸引口から吸引して吐出口から吐出させることにより、タイヤバルブＶ0 からタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入できる。そして、タイヤチューブＣ内に注入された溶液状樹脂Ｒは、そのまま所定時間放置することによりゲル化して弾性樹脂となるため、パンクの恐れがない「パンクレスタイヤ」となって、空気入タイヤと遜色ない「乗心地性」を確保できる。この弾性樹脂の反発性は、自転車等の「乗心地性」と直接に関連し、前記反発弾性は、タイヤチューブＣ内に注入された溶液状樹脂Ｒの樹脂充填圧力により左右される。よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入して「パンクレスタイヤ」とする場合には、前記樹脂充填圧力を最適値に確保することが肝要となる。しかし、図６に示される従来の注入装置Ｄ’では、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、人の手によりタイヤを直接に押圧する等して、人の感覚（直感）により判断する他はなかった。よって、樹脂充填圧力を正確に設定できなくて、そのバラツキが生ずるという問題があった。樹脂注入管Ｂ11におけるポンプＪの下流側には、開閉バルブＶ11が組み込まれている。なお、図６において１は、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂Ｒを保温するためのヒータを示す。
【０００４】
図７は、上記した従来の注入装置Ｄ’を改良した別の注入装置Ｄ”の全体図であって、特許文献１の図１０に記載されている。注入装置Ｄ”について、前記注入装置Ｄ’と異なる構成は、樹脂注入管Ｂ11におけるタイヤバルブＶ0 とポンプＪとの間に中間タンクＴ2'が組み込まれ、当該中間タンクＴ2'の上流側の端部とコンプレッサＫとが圧力空気管Ｂ12で接続されて、中間タンクＴ2'とポンプＪとの樹脂注入管Ｂ11及び前記圧力空気管Ｂ12にそれぞれ開閉バルブＶ11，Ｖ12が組み込まれていることである。他の構成は、注入装置Ｄ’と同一である。
【０００５】
そして、圧力空気管Ｂ12の開閉バルブＶ12を閉じると共に、樹脂注入管Ｂ11のバルブＶ11を開いた状態で、ポンプＪを駆動させてタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが完全に充満される「満タン」の直前まで溶液状樹脂Ｒを注入する（例えば、タイヤチューブＣの全充填量の９５％まで注入する）。その後に、樹脂注入管Ｂ11のバルブＶ11を閉じると共に、圧力空気管Ｂ12のバルブＶ12を開いて、中間タンクＴ2'の内部にコンプレッサＫにより生成された圧縮空気Ａ’を作用させる。圧縮空気Ａ’の圧力は、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧が最適となるように予め定められており、中間タンクＴ2'の内部に圧縮空気Ａ’が作用することにより、中間タンクＴ2'内の溶液状樹脂Ｒは、前記圧縮空気Ａ’の圧力Ｐ’のみによって、中間タンクＴ2'内から押し出されることにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力が前記圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’から樹脂注入管Ｂ11の管路抵抗を減じた圧力まで、不完全充填のタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入されて、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力と圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’とが均衡した時点において、タイヤチューブＣ内への溶液状樹脂Ｒの注入は自然に停止される。これにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、圧縮空気Ａ’の設定圧力Ｐ’と等しくなって、予め設定することが可能となる。
【０００６】
しかし、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充填された直前のタイヤ１０を取り外して、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する際には、前記中間タンクＴ2'内に空気Ａ’が残存していて、そのまま溶液状樹脂Ｒを注入すると、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’がそのままタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒと一緒になって注入されてしまう。よって、タイヤ１０を交換する際には、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’を排出させた後に、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する必要がある。これを実現させるには、次のタイヤ１０のチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入する前に、開閉バルブＶ11を開いて、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’が中間タンクＴ2'、及び当該中間タンクＴ2'よりも下流側の樹脂注入管Ｂ11から完全に排出されるまで、ポンプＪから溶液状樹脂Ｒを吐出させる必要がある。このため、残存空気Ａ’の排出に供された溶液状樹脂Ｒは、タイヤチューブＣの先端（タイヤバルブＶ0 と接続される部分）から排出され、そのまま廃棄するのは不経済であるので、再度樹脂タンクＴ1 内に戻して使用している。
【０００７】
このように、注入装置Ｄ”によれば、タイヤチューブＣ内の充填樹脂圧力が設定圧力となるようにして充填することは可能となるが、コンプレッサＫの使用が不可欠となって装置が大掛かりな構成となるのに加えて、中間タンクＴ2'内の残存空気Ａ’を排出させる操作の間は、次のタイヤのチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入できないために、注入能率が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−９６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コンプレッサを使用することなく、タイヤチューブ内に充填圧力を調整可能にして溶液状樹脂を注入可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状となった樹脂を自転車等のタイヤチューブ内にバルブを介して注入するための装置であって、前記溶液状樹脂を保温して収容する樹脂タンクと、当該樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、前記バルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて前記空気を圧縮させる中間蓄圧タンクと、前記第１樹脂注入管に組み込まれて、前記樹脂タンク内の溶液状樹脂を前記中間蓄圧タンクに送り込むためのポンプと、前記中間蓄圧タンク内の空気圧を測定する圧力計とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明によれば、ポンプにより樹脂タンク内の溶液状樹脂を中間蓄圧タンク内に送り込むと、当該中間蓄圧タンク内に一時的に貯留される溶液状樹脂の貯留量によって、中間蓄圧タンク内に密閉収容された空気の圧力が変動する。即ち、中間蓄圧タンク内の溶液状樹脂の貯留量が増大すると、密閉空気の体積が小さくなって圧力が高まり、当該圧力が、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入可能な高さに達すると、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力と等しい圧力で溶液状樹脂はタイヤチューブ内に注入される。タイヤチューブ内に注入された溶液状樹脂の充填圧力は、中間蓄圧タンク内に密閉された圧縮空気の圧力から管路抵抗を減じた圧力となって、当該圧縮空気の圧力は、中間蓄圧タンクに取付けた圧力計により読み取ることができる。タイヤチューブが溶液状樹脂で「満タン」になる直前までは、タイヤチューブ内に充填された樹脂圧力は、ほぼ大気圧であるので、中間蓄圧タンク内の空気圧は、大気圧に管路抵抗による圧力を加えた大きさであるが、当該管路抵抗はほぼ無視できる。
【００１１】
タイヤチューブ内に溶液状樹脂がほぼ充満された状態で、更にポンプを駆動し続けて、タイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入を継続すると、注入抵抗が増大することにより、中間蓄圧タンク内の溶液状樹脂の一次的な貯留量が増加して圧縮空気が更に圧縮されて、その圧力が高まって、タイヤチューブ内に溶液状樹脂が「満タン」状態で注入された時点では、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力と等しくなって、この圧力値は、中間蓄圧タンクに取付けられた圧力計により読み取り可能である。そして、圧力計に表示された圧力値が設定値に達した時点において、ポンプの作動を停止させると共に、第２樹脂注入管に設けられたバルブを閉じて、内部の溶液状樹脂が漏れ出るのを防止した状態で、第２樹脂注入管とタイヤチューブのバルブとの接続を解く。
【００１２】
次のタイヤのチューブ内に溶液状樹脂を注入するには、第２樹脂注入管の先端と、次のタイヤチューブのバルブとを連結して、この状態でポンプを駆動すると、第２樹脂注入管に残存していた溶液状樹脂、及び中間蓄圧タンク内に一時貯留された溶液状樹脂は、上記注入原理によって次のタイヤチューブ内に注入される。このように、直前のタイヤチューブの注入の際に第２樹脂注入管に残存していた溶液状樹脂は、内部に空気が混入されていないため、外部に排出することなく、そのまま次のタイヤチューブの樹脂の注入に利用できるので、従来装置において不可欠であった圧縮空気の発生源である「コンプレッサ」が不要になると共に、タイヤチューブ内への樹脂の注入を連続して行なうことが可能となる。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の溶液状樹脂の注入装置を使用して、バルブを介して自転車等のタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する方法であって、前記タンク内の溶液状樹脂を前記ポンプにより第１樹脂注入管を介して中間蓄圧タンク内に送り込んで一時的に貯留させて、その貯留量の変化により中間蓄圧タンク内の空気を圧縮させて圧力を上昇させ、当該圧縮空気の圧力により一時貯留された溶液状樹脂を吐出させ、前記タイヤチューブ内に溶液状樹脂が満タンに充填された状態で、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力と等しくなった前記中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力を前記圧力計で読み取ることにより、タイヤチューブ内の樹脂充填圧が設定圧となるまで、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に注入することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明を「溶液状樹脂の注入方法」の観点から把握したものであって、実質的には、請求項１の発明と同一である。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記タイヤチューブ内に注入される溶液状樹脂の充填圧力が設定圧に近づいた場合には、前記圧力計の表示値を目視しながら前記ポンプを寸動させることを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明によれば、タイヤチューブ内に注入された樹脂圧の微調整を手動により簡単に行なえる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る溶液状樹脂の注入装置は、樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、タイヤのバルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて空気を圧縮させる中間蓄圧タンクを備えていて、当該中間蓄圧タンク内に一次的に貯留された溶液状樹脂を、当該中間蓄圧タンク内の圧縮空気と等しい圧力により当該中間蓄圧タンク外に吐出させることにより第２樹脂注入管及びタイヤバルブを介してタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する構成である。よって、タイヤチューブ内に溶液状樹脂が「満タン」に近づくと、注入抵抗が増大することにより、中間蓄圧タンク内に一次貯留される溶液状樹脂の貯留量が増加して圧縮空気の圧力が高まるため、中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力が最適な大きさに達した時点で、ポンプを駆動するモータを停止させると、タイヤチューブ内には定められた圧力でもって溶液状樹脂が充填される。
【００１８】
このため、「圧縮空気」の生成にコンプレッサが不要になって装置全体が小型化できるのに加えて、溶液状樹脂の注入経路内には圧縮空気は残存していないので、次のタイヤのチューブ内に溶液状樹脂を注入する際には、そのまま注入経路内に残存している溶液状樹脂をタイヤチューブに注入可能となって、溶液状樹脂の注入効率も高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１ないし図４を参照して、本発明の実施例について説明する。なお、「背景技術」の項目で説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避けて、本発明の特徴部分についてのみ説明する。図１は、本発明に係る溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄの全体図であり、図２（イ），（ロ）は、それぞれタイヤチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入している状態、及び注入終了直前の状態の中間蓄圧タンクＴ2 の断面図であり、図３は、時間に対する中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力の変化を示すグラフであり、図４（イ),（ロ),（ハ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の異なる接続形態を示す断面図である。中間蓄圧タンクＴ2 は、樹脂タンクＴ1 とタイヤ１０のバルブＶ0 とを結ぶ樹脂注入経路に組み込まれて、ポンプＪにより吐出された溶液状樹脂Ｒを空気Ａと一緒に密閉状態で一時的に貯留させ、樹脂貯留量が増大すると、密封された空気Ａが圧縮されて体積が小さくなることにより、昇圧した圧縮空気Ａの圧力Ｐと等しい圧力により中間蓄圧タンクＴ2 内の一時貯留樹脂Ｒを当該中間蓄圧タンクＴ2 内から吐出させる構成となっている。中間蓄圧タンクＴ2 の天壁１３には、圧力計Ｇの導圧管３が貫通して差し込まれていて、中間蓄圧タンクＴ2 内に密閉された空気Ａの圧力Ｐを測定可能となっている。なお、図１において２は、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時貯留された溶液状樹脂Ｒを保温するためのヒータを示す。
【００２０】
また、樹脂タンクＴ1 と中間蓄圧タンクＴ2 とは、第１樹脂注入管Ｂ1 を介して連結されていると共に、中間蓄圧タンクＴ2 とタイヤバルブＶ0 とは、第２樹脂注入管Ｂ2 を介して連結されている。第１樹脂注入管Ｂ1 にはポンプＪが組み込まれ、第２樹脂注入管Ｂ2 には開閉バルブＶ1 が組み込まれている。なお、第２樹脂注入管Ｂ2 に対する開閉バルブＶ1 の組込み位置は、どの部分であってもよく、通常は、頻繁に行なう開閉作業が最も行い易い部分に組み込まれる。
【００２１】
また、ポンプＪにより中間蓄圧タンクＴ2 に送り込まれて一時貯留される溶液状樹脂Ｒは、当該中間蓄圧タンクＴ2 内に密封された空気Ａの圧力Ｐによって吐出させる構成であるために、中間蓄圧タンクＴ2 と第２樹脂注入管Ｂ2 との接続開口２２の位置は、中間蓄圧タンクＴ2 と第１樹脂注入管Ｂ1 との接続開口２１の位置よりも低い方が好ましいが、必須の条件とはならない。その理由は、前記接続開口２１が前記接続開口２２よりも低い方が、同じ容積の中間蓄圧タンクの場合、空気部分の体積が大きくなって「バッファ効果」が働くために昇圧速度が緩やかになる。このため、タイヤチューブＣ内の注入圧力を設定圧に管理するのが容易となる。図４（イ）の接続例は、第１樹脂注入管Ｂ1 との接続開口２１は、中間蓄圧タンクＴ2 の周壁１１の内周面に臨んで配置され、第２樹脂注入管Ｂ2 との接続開口２２は、同じく底壁１２の内面に臨んで配置されることにより、好ましい形態となっている。図４（ロ）の接続例は、第１樹脂注入管Ｂ1 は、中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１2 に貫通されて、接続開口２１は、底壁１２の内面よりも高い位置に配置され、第２樹脂注入管Ｂ2 の接続開口２２は、底壁１２の内面に臨んで配置されることにより、好ましい形態となっている。更に、図４（ハ）の接続例は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1 ，Ｂ2 は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１2 及び天壁１３に貫通されて、第１樹脂注入管Ｂ1 の接続開口２１が第２樹脂注入管Ｂ2 の接続開口２２よりも高い位置に配置されることにより、好ましい形態となっている。但し、図４（イ），（ロ）の接続例の場合には、中間蓄圧タンクＴ2 内の溶液状樹脂Ｒの液面と第２樹脂注入管Ｂ2 との高低差Ｈ1 ，Ｈ2 は、いずれもタイヤチューブＣに対する樹脂注入圧に対しては「プラス圧力」として作用するが、図４（ハ）の接続例の場合には、同様の高低差Ｈ3 は、樹脂注入圧に対して「マイナス圧力」として作用するので、接続形態としては、前者の方が有利であると言える。
【００２２】
また、図５（イ),（ロ）に中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の別の接続形態が示されており、図４（イ）ないし（ハ）に示される各接続形態と異なる点は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 は、連結管４を介して中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に間接的に接続されていて、直接には接続されていない点である。図５（イ）は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 がＴ字継手管５を介して直交して接続されて、当該接続部に連通する連結管４が中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に接続された形態であり、同（ロ）は、第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 がＴ字継手管５を介して直線状に接続されて、当該接続部に連通する連結管４が中間蓄圧タンクＴ2 の底壁１２に接続された形態である。いずれの形態においても、タイヤチューブＣ内への樹脂Ｒの注入圧力は、ポンプＪの吐出圧により中間蓄圧タンクＴ2 内に溶液状樹脂Ｒが一時的に貯留されることにより、中間蓄圧タンクＴ2 内の空気Ａが圧縮されて、当該圧縮空気Ａの圧力により第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入される点においては、図４（イ）ないし（ハ）に示される接続形態と、同一の注入原理である。
【００２３】
そして、図１ないし図３に示されるように、ポンプＪを駆動させると、樹脂タンクＴ1 内の溶液状樹脂Ｒは、第１樹脂注入管Ｂ1 を介して中間蓄圧タンクＴ2 内に注入されて、中間蓄圧タンクＴ2 内においては、溶液状樹脂Ｒが注入された分だけ密閉された空気Ａの体積は減少させられて圧縮され〔図２（イ）参照〕、圧縮空気Ａの圧力が一時貯留された溶液状樹脂Ｒを吐出可能な圧力Ｐ1 に達すると、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時的に貯留された溶液状樹脂Ｒは、当該中間蓄圧タンクＴ2 内から吐出されて、第２樹脂注入管Ｂ2 及びタイヤバルブＶ0 を介してタイヤチューブＣ内に注入される。タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒがほぼ「満タン」となる直前までは、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力Ｐ0 は、大気圧（約０．１ＭＰａ）にほぼ等しい。中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐ1 は、タイヤチューブＣに至る部分においては、中間蓄圧タンクＴ2 とタイヤチューブＣとの間の管路抵抗による減圧分Ｐ11だけ減圧されるので、（Ｐ1 ＝Ｐ0 ＋Ｐ11）の関係が成立している。
【００２４】
タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが「満タン」に近づくにつれて、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンクＴ2 の圧縮空気Ａの圧力に近づいて、「満タン」となった後において、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力と圧縮空気Ａの圧力とは等しくなる。ポンプＰを継続して作動させると、図２（ロ）に示されるように、注入抵抗が増大して中間蓄圧タンクＴ2 に一時的に貯留される溶液状樹脂Ｒの貯留量が増大して、圧縮空気Ａが更に圧縮されることにより、その圧力Ｐは、「満タン」直前となるまでの圧縮空気Ａの圧力Ｐ1 よりも遥かに高くなり（Ｐ＞Ｐ1 ）、「満タン」に至ると、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力は、中間蓄圧タンクＴ2 の圧縮空気Ａの圧力Ｐ2 と等しくなる。ここで、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入すると、「満タン」となる直前においては、タイヤチューブＣ内に残存していた空気が圧縮されてタイヤチューブＣの最も高い部分に集まるので、注入途中において、タイヤチューブＣの最も高い部分に空気抜き針Ｎ（図１参照）を刺して、タイヤチューブＣ内の「空気抜き」を行なう。タイヤチューブＣ内の圧縮空気が大きな注入抵抗となるために、「空気抜き」の直前においては、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧は徐々に高まると共に、「空気抜き」を終えると、前記樹脂充填圧は急激に低下して元の大きさに戻る。なお、図３で実線で示される状態は、上記したように「満タン」となる直前において、タイヤチューブＣ内に残存している圧縮空気を抜く場合の中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気の圧力変化を示すものであるが、樹脂注入当初において、セットしたタイヤチューブＣの最も高い部分に空気抜き孔を予めあけておく場合には、「満タン」に至るまでは、中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気の圧力変化は殆どなく一定している。この状態が図３で破線で示されている。
【００２５】
よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充満されて「満タン」となった後には、中間蓄圧タンクＴ2 に取付けられた圧縮空気Ａの圧力Ｐを圧力計Ｇで読み取ることにより、溶液状樹脂Ｒの充填圧力が分かり、ポンプＪの作動を続けると、溶液状樹脂Ｒの充填圧力は更に徐々に高まる。この状態が、図３に示されている。なお、図３において、「２点鎖線」は、容量が小さい中間蓄圧タンクを使用した場合における中間蓄圧タンク内の圧縮空気の昇圧直線を示し、十分な容量を備えた中間蓄圧タンクを使用した場合に比較して、昇圧速度が速くなって、タイヤチューブＣ内の充填圧力の管理が難しくなることが分かる。
【００２６】
よって、タイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが充填されて「満タン」となる直前においては、中間蓄圧タンクＴ2 の圧力計Ｇの表示圧が大きくなるので、これを読み取って、ポンプＪを駆動するモータＭを寸動させることにより、タイヤチューブＣ内の樹脂充填圧力を正確に望みの値にすることができる。また、中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力Ｐをセンサで検出し、この検出値が設定値となった場合には、ポンプＪのモータＭの電源回路を遮断するように設計すると、タイヤチューブＣ内の樹脂の充填圧力を自動的に設定圧力にすることが可能となる。
【００２７】
そして、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する場合には、第２樹脂注入管Ｂ2 に組み込まれた開閉バルブＶ1 を閉じて、タイヤチューブＣ内に注入・充填された樹脂Ｒの逆流防止処置を施した後に、タイヤチューブＣ内に樹脂Ｒを充填したタイヤ１０のバルブＶ0 と第２樹脂注入管Ｂ2 との連結を解いて、次のタイヤ１０のバルブＶ0 に第２樹脂注入管Ｂ2 を接続する。開閉バルブＶ1 が閉じられて、しかもポンプＪが停止している（溶液状樹脂Ｒが充満された状態で停止していてポンプＪは、閉じられた状態の開閉バルブとほぼ同様に機能している）ために、中間蓄圧タンクＴ2 内の密閉された圧縮空気Ａは、開閉バルブＶ1 を閉じた時点の圧力Ｐ2 をほぼ維持する。よって、バルブＶ1 を開いてモータＭによりポンプＪを作動させると、開閉バルブＶ1 を開いた当初は、中間蓄圧タンクＴ2 内に一時貯留された溶液状樹脂Ｒは、大きな圧力Ｐ2 で吐出（流出）するが、その後は、樹脂充填途中のタイヤチューブＣの圧力（大気圧）Ｐ0 と管路抵抗による減圧分Ｐ11との和とバランスする吐出可能な最小圧力Ｐ1 でもって、中間蓄圧タンクＴ2 内の溶液状樹脂Ｒは吐出（流出）されて、上記と同様にしてタイヤチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒが注入される。
【００２８】
このため、次のタイヤ１０のチューブＣ内に溶液状樹脂Ｒを注入する際には、第２樹脂注入管Ｂ2 内は、全て溶液状樹脂Ｒが充満されて、従来の注入装置Ｄ”のように空気の混入がないので、第２樹脂注入管Ｂ2 に充満されている溶液状樹脂Ｒは、その全てが次のタイヤ１０のチューブＣ内に注入される。よって、従来の注入装置Ｄ”のように、第２樹脂注入管Ｂ2 に空気と一緒に充満されている溶液状樹脂Ｒを第２樹脂注入管Ｂ2 から外部に一旦排出させた後に、空気の混入されていない溶液状樹脂Ｒを注入するという面倒がなくなって、タイヤチューブＣに対する溶液状樹脂Ｒの注入作業を連続して行なえる。よって、溶液状樹脂Ｒの注入作業の能率が高められる。なお、ポンプＪの停止状態において、第２樹脂注入管Ｂ2 を含めて、注入装置Ｄにおける溶液状樹脂Ｒの流通路の全ては、注入装置Ｄの停止時に溶液状樹脂Ｒの温度の低下により流動性が低下して、次の注入の際にそのまま連続注入ができなくなる事態を回避するために、ヒーターが被覆されて保温されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄの全体図である。
【図２】（イ），（ロ）は、それぞれタイヤチューブＣに溶液状樹脂Ｒを注入している通常状態、及び注入終了直前の状態の中間蓄圧タンクＴ2 の断面図である。
【図３】時間に対する中間蓄圧タンクＴ2 内の圧縮空気Ａの圧力の変化を示すグラフである。
【図４】（イ),（ロ),（ハ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対する第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 の異なる接続形態を示す断面図である。
【図５】（イ),（ロ）は、それぞれ中間蓄圧タンクＴ2 に対して第１及び第２の各樹脂注入管Ｂ1,Ｂ2 を連結管４を介して接続する接続形態を示す断面図である。
【図６】従来の溶液状樹脂Ｒの注入装置Ｄ’の全体図である。
【図７】従来の溶液状樹脂Ｒの別の注入装置Ｄ”の全体図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ：中間蓄圧タンク内の圧縮空気
Ｂ1 ：第１樹脂注入管
Ｂ2 ：第２樹脂注入管
Ｃ：タイヤチューブ
Ｄ：溶液状樹脂の注入装置
Ｇ：圧力計
Ｊ：ポンプ
Ｍ：モータ
Ｐ，Ｐ1,Ｐ2 ：中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力
Ｒ：溶液状樹脂
Ｔ1 ：樹脂タンク
Ｔ2 ：中間蓄圧タンク
Ｖ1 ：開閉バルブ
１０：タイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状となった樹脂を自転車等のタイヤチューブ内にバルブを介して注入するための装置であって、
前記溶液状樹脂を保温して収容する樹脂タンクと、
当該樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、前記バルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて前記空気を圧縮させる中間蓄圧タンクと、
前記第１樹脂注入管に組み込まれて、前記樹脂タンク内の溶液状樹脂を前記中間蓄圧タンクに送り込むためのポンプと、
前記中間蓄圧タンク内の空気圧を測定する圧力計と、
を備えていることを特徴とするタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入装置。
【請求項２】
請求項１の溶液状樹脂の注入装置を使用して、バルブを介して自転車等のタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する方法であって、
前記タンク内の溶液状樹脂を前記ポンプにより第１樹脂注入管を介して中間蓄圧タンク内に送り込んで一時的に貯留させて、その貯留量の変化により中間蓄圧タンク内の空気を圧縮させて圧力を上昇させ、当該圧縮空気の圧力により一時貯留された溶液状樹脂を吐出させ、
前記タイヤチューブ内に溶液状樹脂が満タンに充填された状態で、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力と等しくなった前記中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力を前記圧力計で読み取ることにより、タイヤチューブ内の樹脂充填圧が設定圧となるまで、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に注入することを特徴とするタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入方法。
【請求項３】
前記タイヤチューブ内に注入される溶液状樹脂の圧力が設定圧に近づいた場合には、前記圧力計の表示値を目視しながら前記ポンプを寸動させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入方法。
【請求項１】
弾性樹脂組成物が加熱されて溶液状となった樹脂を自転車等のタイヤチューブ内にバルブを介して注入するための装置であって、
前記溶液状樹脂を保温して収容する樹脂タンクと、
当該樹脂タンクと第１樹脂注入管で連結されると共に、前記バルブと第２樹脂注入管を介して連結されて、注入途中の溶液状樹脂を内部の空気と一緒にして密閉状態で一時的に貯留させて前記空気を圧縮させる中間蓄圧タンクと、
前記第１樹脂注入管に組み込まれて、前記樹脂タンク内の溶液状樹脂を前記中間蓄圧タンクに送り込むためのポンプと、
前記中間蓄圧タンク内の空気圧を測定する圧力計と、
を備えていることを特徴とするタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入装置。
【請求項２】
請求項１の溶液状樹脂の注入装置を使用して、バルブを介して自転車等のタイヤチューブ内に溶液状樹脂を注入する方法であって、
前記タンク内の溶液状樹脂を前記ポンプにより第１樹脂注入管を介して中間蓄圧タンク内に送り込んで一時的に貯留させて、その貯留量の変化により中間蓄圧タンク内の空気を圧縮させて圧力を上昇させ、当該圧縮空気の圧力により一時貯留された溶液状樹脂を吐出させ、
前記タイヤチューブ内に溶液状樹脂が満タンに充填された状態で、タイヤチューブ内の樹脂充填圧力と等しくなった前記中間蓄圧タンク内の圧縮空気の圧力を前記圧力計で読み取ることにより、タイヤチューブ内の樹脂充填圧が設定圧となるまで、第２樹脂注入管及びバルブを介してタイヤチューブ内に注入することを特徴とするタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入方法。
【請求項３】
前記タイヤチューブ内に注入される溶液状樹脂の圧力が設定圧に近づいた場合には、前記圧力計の表示値を目視しながら前記ポンプを寸動させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤチューブ内への溶液状樹脂の注入方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３２００３６（Ｐ２００７−３２００３６Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４９１２２（Ｐ２００６−１４９１２２）
【出願日】平成１８年５月３０日（２００６．５．３０）
【出願人】（５０１２７２３１７）株式会社 型善 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３０日（２００６．５．３０）
【出願人】（５０１２７２３１７）株式会社 型善 (11)
【Ｆターム（参考）】
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