パンク修理装置
【課題】シーリング剤の注入中に一時的に圧力上昇が生じても装置の動作を中断することなく、タイヤ内の圧力を実際に所定値に到達させられるパンク修理装置を提供する。
【解決手段】パンク修理装置は、可動子３６と、可動子３６の一面側にタイヤ内の空気圧を導く主管５０と、主管５０と可動子３６の他面側空間を連通させるバイパス管５４と、主管５０内が目標空気圧よりも大きくなったときに開弁し開弁後は開弁状態を維持する主弁５６と、主管５０内が目標空気圧以下のときに閉弁して主管５０とバイパス管５４との連通を遮断し、目標空気圧より大きくなったときに開弁して主管５０とバイパス管５４を連通させて可動子３６の一面側と他面側を同圧にするカット弁５８と、主管５０の空気圧が目標空気圧以下のときに開弁してバイパス管５４に大気圧を導入し、目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁６０を含む。
【解決手段】パンク修理装置は、可動子３６と、可動子３６の一面側にタイヤ内の空気圧を導く主管５０と、主管５０と可動子３６の他面側空間を連通させるバイパス管５４と、主管５０内が目標空気圧よりも大きくなったときに開弁し開弁後は開弁状態を維持する主弁５６と、主管５０内が目標空気圧以下のときに閉弁して主管５０とバイパス管５４との連通を遮断し、目標空気圧より大きくなったときに開弁して主管５０とバイパス管５４を連通させて可動子３６の一面側と他面側を同圧にするカット弁５８と、主管５０の空気圧が目標空気圧以下のときに開弁してバイパス管５４に大気圧を導入し、目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁６０を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンク修理装置、特に、タイヤの空気充填を目標空気圧にて完了させることのできるパンク修理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１、特許文献２に示されるように、シーリング剤を収容する容器と、電動モータを内蔵したポンプ装置とを備えたパンク修理装置が知られている。このパンク修理装置は、ポンプ装置を動作させることにより、シーリング剤をパンクしたタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給してパンク修理を行う。このパンク修理装置は、タイヤ内の空気圧を検出する圧力センサを備え、圧力センサによって検出された空気圧が所定の空気圧を超えたときに、電気制御装置を制御してポンプ装置の動作を停止させている。また、特許文献３には、規定量のシーリング剤をタイヤ内部へ注入完了したら、ポンプ装置を自動的に停止させると同時に、三方弁によりホースの接続先をコンプレッサ側に切り換えてコンプレッサを動作させている。これにより、コンプレッサに圧縮空気を吐出させている。この圧縮空気は、ホースを介してタイヤ内に供給すると共に空気圧を圧力センサで監視しながらタイヤを膨張させて所定の圧力になったらコンプレッサを停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１０３１４４号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した各特許文献に記載された装置は、空気の送り込み終了時期をタイヤ内圧力を圧力センサにより検出することにより決定している。この場合、シーリング剤注入に引き続いて実施されるタイヤへの空気充填もタイヤ内圧力が所定の圧力になったときに終了させている。つまり、シーリング剤の注入およびそれに続く空気充填の一連のパンク修理作業を終了をタイヤ内圧力の監視により決定している。ところで、空気の充填に先立ち注入されるシーリング剤は粘性を有するため、シーリング剤をタイヤに導く注入管での流動速度が低下したり管の一部に詰まりが生じてしまう場合がある。この場合、圧力センサの検出圧力値も上昇することになり、シーリング剤の注入中であるにも拘わらず、タイヤ内空気圧が所定値を越えたシーリング剤注入後の空気圧上昇処理が終了したと誤認識して、コンプレッサの動作を停止させてしまう場合がある。その結果、実際にはタイヤの空気圧が所定値に達していない場合でも装置が停止してしまう場合があった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シーリング剤の注入からタイヤへの空気充填の一連の作業中、シーリング剤の注入中に一時的に圧力上昇が生じた場合でも、装置の動作を中断することなくタイヤ内の圧力を実際に所定値に到達させることのできるパンク修理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、シーリング剤を収容する容器と、電動モータによって駆動されるポンプとを備え、前記ポンプを駆動することにより、シーリング剤をタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給して、パンクしたタイヤを修理するパンク修理装置であって、前記電動モータへの電力供給路に介装され、第１位置にあるときに電力供給路を接続し、第２位置にあるとき電力供給路を遮断する可動子を内蔵した電力遮断器と、前記可動子の一面側に前記タイヤに対して供給する空気圧と同等の空気圧を導く主管と、前記可動子の一面側空間と前記可動子の他面側空間とを連通させるバイパス管と、前記主管に設けられ、前記可動子が第１位置にある状態で当該主管に導かれる空気圧がタイヤの目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁と、前記主管と前記バイパス管との間に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに閉弁して前記主管とバイパス管との連通を遮断すると共に、前記目標空気圧より大きくなったときに開弁して前記主管とバイパス管とを連通させて前記可動子の一面側と他面側を同圧にするカット弁と、前記バイパス管に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに開弁して前記バイパス管に大気圧を導入し、前記目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁と、を含み、前記可動子が前記第１位置にあり前記主弁が開弁状態で、前記カット弁が閉弁状態で、前記大気取込弁が開弁状態のときに、前記主管に導かれた空気圧が前記目標空気圧に達したときに前記可動子が前記第２位置に切り換えられるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、シーリング剤の注入中に一時的に圧力がタイヤの目標空気圧を越えてしまった場合でも、主弁とカット弁とが開弁してバイパス管を介して可動子の一面側と他面側を同圧にする。その結果、可動子は第１位置に留まり、電動モータへの電力供給を維持しポンプを駆動し続けてパンク修理装置の動作を継続させる。その後、可動子が第１位置にあり主弁が開弁状態で、カット弁が閉弁状態で、大気取込弁が開弁状態のときに、主管に導かれた空気圧が目標空気圧に達したときに可動子が第２位置に切り換えられるので、タイヤ内の圧力が実際に目標空気圧に到達して始めて電動モータへの電力供給を遮断しポンプを停止してパンク修理装置の動作を終了させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパンク修理装置によれば、シーリング剤の注入からタイヤへの空気充填の一連の作業中、シーリング剤の注入中に一時的に圧力上昇が生じた場合でも装置の動作を中断することなく、タイヤ内の圧力を実際に所定の目標空気圧に到達させるまでパンク修理装置を動作し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のパンク修理装置の全体構成を説明する概略構成図である。
【図２】本実施形態のパンク修理装置における電源ユニットの構造を説明する説明図である。
【図３】本実施形態のパンク修理装置を用いた場合に電源ユニットへ接続された管に導かれる空気圧の変化を説明する説明図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図３における注入期間Ａおよび充填期間Ｂ中の電源ユニットの可動子の動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態のパンク修理装置の全体構成を説明する概略構成図である。パンク修理装置１００は、ケース１０内に容器１１、ポンプ１２、電動モータ１３、電気制御装置１４、電源ユニット３０を含んでいる。
【００１２】
容器１１は、ほぼ円筒状に構成されるとともに上板部及び底板部を有して密閉空間を形成して、内部にシーリング剤を収容している。容器１１の側壁は、上部が円筒状に形成され、下部がテーパ状に形成されて下方に向うに従ってその直径が上部に比べて徐々に小さくなるように構成されている。容器１１の上板部には、注入口１１ａが設けられている。注入口１１ａには、キャップ１１ｂが着脱自在に設けられている。そして、キャップ１１ｂを取り外した状態で、シーリング剤が容器１１内に注入される。また、キャップ１１ｂで注入口１１ａを塞いだ状態で、容器１１内から空気が漏れないように密閉される。シーリング剤は、タイヤのパンク孔をシールするもので、通常の状態では粘性が低い。そして、タイヤ内に注入されてタイヤ内の空気圧が高圧力になると粘性が高められ、パンク孔に侵入した後に車両の予備走行により完全に固化する。
【００１３】
容器１１の底板部の下面には、バルブ装置１５，１６が取り付けられている。バルブ装置１５は、ポンプ１２から管２１を介して供給される高圧の空気を底板部に設けた孔１１ｃを介して容器１１内に導入する一方向性バルブで構成されている。このバルブ装置１５は、管２１を介して供給される空気の圧力が所定圧力を超えるときにはじめて連通するもので、容器１１内のシーリシグ剤が管２１内に漏れ出すことはない。バルブ装置１６は、容器１１内のシーリング剤及び容器１１を介した高圧の空気を底板部に設けた孔１１ｄを介して管２２内に導出する一方向性のバルブで構成されている。このバルブ装置１６は、容器１１内の圧力が所定圧力を超えるときにはじめて連通するもので、容器１１内にシーリング剤が単に収容されているだけでは、容器１１内のシーリング剤が管２２に漏れ出すことはない。
【００１４】
管２２には、分岐管２３を介して管２４が接続され、この管２４の先端はコネクタ２５に接続されている。コネクタ２５には、ホース２６が着脱自在に接続されている。ホース２６の先端には、車両に装着されているタイヤ２７のタイヤバルブに気密的に接続され得るアダプタ２６ａが設けられている。また、分岐管２３には、一端が電源ユニット３０に接続された管２８の他端が接続されている。この管２８を介して、電源ユニット３０は管２２，２４に連通している。ただし、分岐管２３内に設けたバルブ（不図示）により、管２８へ管２２，２４からシーリング剤が侵入しないようになっている。なお、ポンプ１２から容器１１に供給される空気によって生じるタイヤ２７へのシーリング剤の吐出圧力およびタイヤ２７へ充填される空気圧力は、分岐管２３および管２８を介して、電源ユニット３０側にも作用するようになっている。後述するが、このとき作用する圧力によって本実施形態の電源ユニット３０が動作する。
【００１５】
ポンプ１２は、図示しない減速機構を介して電動モータ１３の回転により駆動されて、高圧の空気を管２１内に吐出する。電動モータ１３は、電気制御装置１４によって駆動制御されて回転する。電気制御装置１４は、電源ユニット３０から一対の電力供給ライン４１ａ，４１ｂを介して電力の供給を受けると、その電力を電動モータ１３に供給して電動モータ１３を回転させる。電気制御装置１４は、電源ユニット３０から電力供給ライン４１ａ，４１ｂを介した電力供給が遮断されると、電動モータ１３への電力供給を遮断して電動モータ１３の回転を停止させる。
【００１６】
電源ユニット３０は、図２に示すように、例えば方形状のケース３１内に配置された樹脂等の絶縁材料で構成された円筒状の支持体３２を含む。支持体３２は、その底面がケース３１の底面に固定され、その内部はケース３１の底面に形成されたコネクタ３３を介して管２８に連通している。支持体３２の上端部の内周面上には段差が形成されて、円筒状の薄肉部３２ａが形成されていると共に、環状の座部３２ｂが設けられている。薄肉部３２ａには、周方向の２箇所に上方から切り欠かれた一対の切欠部が設けられている。この切欠部には、金属性の導電材料で構成された固定端子３４ａ，３４ｂが装着固定されている。
【００１７】
固定端子３４ａは、ケース３１に固定された固定部材４２ａを介してケース３１内に挿入されている電力供給ライン４１ａ，４１ｂのうちの一方の電力供給ライン４１ａの端部が、半田付け等により接続されている。同様に、固定端子３４ｂには、ケース３１に固定された固定部材４２ｂを介してケース３１内に挿入されている電力供給ライン４３ａ，４３ｂのうちの一方の電力供給ライン４３ａの端部が、半田付け等により接続されている。なお、電力供給ライン４１ｂは、電力供給ライン４３ｂと接続されている。
【００１８】
電力供給ライン４１ａ，４１ｂは、電源ユニット３０の外部では絶縁部材により被覆されてコードを構成している。同様に、電力供給ライン４３ａ，４３ｂは、電源ユニット３０の外部では絶縁部材により被覆されてコードを構成している。このコードを構成する電力供給ライン４３ａ，４３ｂの他端部には、プラグ４４が設けられている（図１参照）。プラグ４４は、例えば、車両のシガーソケットに接続されて、電力の供給を受けることができる。なお、シガーソケットに代えて、家庭用電源コンセントから電力供給を受けるようにしてもよい。この場合には、家庭用電源コンセントに接続されるプラグが電力供給ライン４３ａ，４３ｂの他端に設けられる。また、電力供給源として、バッテリを用いてもよい。
【００１９】
薄肉部３２ａ及び固定端子３４ａ，３４ｂの上面には、上板部３５ａを有する円筒状部材３５の底面が固着されている。円筒状部材３５は、ゴム等の弾性を有する絶縁材料で構成することができる。円筒状部材３５の軸方向の下部には、内側に張り出した環状の凸部３５ｂが一体形成されている。この凸部３５ｂの上面はほぼ平らに形成され、凸部３５ｂの上面には可動子３６が載置されている。可動子３６は、金属製の導電材料で円盤状に形成されている。可動子３６の上面と円筒状部材３５の上板部３５ａの下面との間には、圧縮スプリング３７が配置されている。なお、上板部３５ａ内には、上板部３５ａの変型を避けるために、例えば円盤状の金属板３８が埋め込まれている。上板部３５ａの上面には、作業者によって押圧操作される押圧部３９が固着されている。押圧部３９は、樹脂等により形成され、ケース３１の上面に設けた孔３１ａから上方に突出している。このように構成される可動子３６が電力供給路を遮断する電力遮断器を構成する。また、後述するが、圧縮スプリング３７は、当該圧縮スプリング３７の付勢力と大気圧との合力がタイヤ２７の修理時に必要となる目標空気圧と実質的に同じになるような付勢力を発生するものが選択されている。
【００２０】
ここで、電源ユニット３０における押圧部３９の押圧操作による可動子３６の挙動について説明する。
電源ユニット３０の可動子３６は、操作前の初期状態では、図２に示すように、凸部３５ｂの上面に着座している。この状態で、可動子３６は圧縮スプリング３７により付勢されているが、凸部３５ｂが、図１中で下部から上方に向かうに従って内側への張り出し量が大きくなるように形成されているので、圧縮スプリング３７の付勢力を受けても可動子３６は下方に変位しないようになっている。すなわち、可動子３６が凸部３５ｂの上面に安定して着座するように、圧縮スプリング３７の付勢力と凸部３５ｂの形状が設定されている。この状態では、固定端子３４ａ、３４ｂの間には導通材である可動子３６が不在となるので、電源ユニット３０は電力供給を遮断する状態になっている。
【００２１】
一方、この状態で、操作者が、手または器具を使って、押圧部３９を押下するように外力を加えると、弾性を有する円筒状部材３５は押し潰され、凸部３５ｂの部分が拡径する。その結果、圧縮スプリング３７に付勢されつつ凸部３５ｂの上面に着座していた可動子３６は凸部３５ｂを乗り越えて下方に変位し、最終的には、支持体３２の座部３２ｂに着座する。したがって、押圧部３９に対する押下力の付与による変形で可動子３６が凸部３５ｂを乗り越えられるように、凸部３５ｂの内側への最大張り出し量が設定されている。この状態で、固定端子３４ａ、３４ｂの間に可動子３６が存在して導通状態を形成することになり、電源ユニット３０が電力供給状態になる。したがって、可動子３６の直径は、固定端子３４ａ，３４ｂの内周面間の距離に等しく設定されている。なお、可動子３６の外周面と固定端子３４ａ，３４ｂの内側面との確実な接触を確保するために、固定端子３４ａ，３４ｂの内側面に弾性を有する導電性の接点を配置してもよい。
【００２２】
また、この状態で、パンク修理装置の操作者が押圧部３９の押下力を解除すると、圧縮スプリング３７の付勢力及び円筒状部材３５の弾性復元力により、円筒状部材３５が元の形状に復帰する。ただし、可動子３６は圧縮スプリング３７により下方に付勢されたままであり、凸部３５ｂの上面には戻らずに薄肉部３２ａに位置して、固定端子３４ａ，３４ｂと接触し続けて導通状態を維持する。つまり、電力供給ライン４１ａ，４１ｂが導通状態を維持する。なお、本実施形態においては、可動子３６が固定端子３４ａ，３４ｂと接触状態となる薄肉部３２ａに着座している位置を第１位置と称し、可動子３６が凸部３５ｂの上面に着座している状態を含む固定端子３４ａ，３４ｂと非接触状態にある位置を第２位置と称する。
【００２３】
ところで、管２８を介して支持体３２内に供給される空気が支持体３２内から円筒状部材３５内に漏れ出さないように、可動子３６の下面と支持体３２の座部３２ｂとの間の気密性を高く保つ必要がある。そのため、可動子３６の下面と支持体３２の座部３２ｂとは密着されるようになっている。必要に応じて、シール部材を可動子３６の下面または支持体３２の座部３２ｂに設けてもよい。
【００２４】
本実施形態の電源ユニット３０は、上述した構成に加えて３種類の弁機構と可動子３６の下面側と上面側の圧力を調整するためのバイパス管を備えている。具体的には、図２に示すように、管２８に直結された支持体３２において可動子３６の下面側の空間を形成する主管５０と、可動子３６の上面側の空間を形成する副管５２とを連通可能とする柔軟性を有するバイパス管５４を備えている。主管５０には、可動子３６が第１位置にある状態で管２８を介して主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁５６を有する。なお、本実施形態において、タイヤ２７の目標空気圧とは、シーリング剤を固化させるための予備走行に必要となる空気圧である。
【００２５】
また、主管５０とバイパス管５４との間にはカット弁５８が設けられている。カット弁５８は、主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧以下のときに閉弁して主管５０とバイパス管５４との連通を遮断すると共に、目標空気圧より大きくなったときに開弁して主管５０とバイパス管５４とを連通させる。そして、可動子３６の下面側と上面側を同圧にする。つまり、可動子３６の位置を維持するように圧力調整する。
【００２６】
さらに、バイパス管５４に大気取込弁６０が設けられている。大気取込弁６０は、主管５０に導かれる空気圧が目標空気圧以下のときに開弁して大気口５４ａからバイパス管５４に大気を取り入れ、目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気の取り込みを遮断する。
【００２７】
本実施形態において、主弁５６はカット弁５８と連携して動作できるようになっている。図２に示すように、主弁５６の一端に形成された開閉動作軸５６ａはカット弁５８上に形成されている。また、他端は主管５０の内壁に固定されたロック片５６ｂで支持されている。前述したように主弁５６は、主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁する。したがって、ロック片５６ｂは目標空気圧以下で主弁５６による主管５０の閉塞を維持できるような構造を有する。例えば、ロック片５６ｂは弾性部材で形成され、主管５０に導入される空気圧が目標空気圧に達するまで剛性により主弁５６の回動による開弁を阻止し、目標空気圧に達したら変形して開弁を許容する。ただし、一度ロック片５６ｂのロックから開放された主弁５６は、所定の操作、例えば図示しない復帰機構によるロック操作が行われない限り、ロック状態に復帰しないようになっている。つまり、ロック解放後は、主弁５６は開弁状態を維持して、管２８側からの空気圧の導入を常時許容する。
【００２８】
なお、前述したように、本実施形態の主弁５６の開閉動作軸５６ａは、カット弁５８上に形成されている。そして、後述するが、主弁５６が所定角度以上開弁した場合に連動してカット弁５８が開弁するようになっている。したがって、主弁５６の開閉動作軸５６ａには所定の開弁角度まで主弁５６の回動を許容する「遊び」があり、所定の開弁角度を超えて「遊び」がなくなると主弁５６の開弁動作に連動してカット弁５８が開弁するようになっている。
【００２９】
さらに、本実施形態では、カット弁５８と大気取込弁６０とが、図２に示すように、所定角度で接合されて一体化弁を形成している。この場合、カット弁５８が閉弁しているときに大気取込弁６０が開弁し、逆にカット弁５８が開弁しているときに大気取込弁６０が閉弁するようになっている。
【００３０】
このように構成される電源ユニット３０の動作およびパンク修理装置の動作を説明する。
図３は、本実施形態のパンク修理装置１００を動作させた場合の電源ユニット３０に接続された管２８に導かれる空気圧の変化を説明する説明図である。なお、本実施形態のパンク修理装置１００には圧力センサ等の圧力計は含まれないので、図３の圧力は、説明のために圧力測定を行った結果を示している。図３において、圧力Ｐ１がパンクしたタイヤ２７をシーリング剤で修理する場合に必要となる目標空気圧であり、例えば２００ｋＰａである。前述したように、パンク修理装置１００で使用するシーリング剤は、粘性を有する液体である。したがって、シーリング剤を容器１１から管２２、分岐管２３、管２４、コネクタ２５、ホース２６で構成される流路を通過させてタイヤ２７内に到達させようとする場合、シーリング剤の流動抵抗により吐出に必要な圧力は図３に示すように上昇して、目標空気圧である圧力Ｐ１を越えてしまう場合がある（流動抵抗上昇域ａ）。その後、流路全体におけるシーリング剤の流動抵抗を僅かに越えた圧力Ｐ２にてしばらくシーリング剤の吐出が引き続き実施される（安定域ｂ）。そして、所定量のシーリング剤がタイヤ２７内にほぼ注入されると、空気の充填領域がタイヤ２７の容積分広がるため圧力低下が生じて圧力Ｐ３まで低下する（低下域ｃ）。つまり、流動抵抗上昇域ａ、安定域ｂ、低下域ｃを経ることによってシーリング剤のタイヤ２７への注入は完了したと見なることができる（注入期間Ａ）。その後、ポンプ１２の駆動によりタイヤ２７への空気の充填を継続すると、再び徐々に空気圧が上昇して圧力Ｐ１に到達するまで空気充填が実施される（充填域ｄ）。
【００３１】
本実施形態のパンク修理装置１００は、シーリング剤の注入後にタイヤ２７への空気充填が開始され（充填期間Ｂ）、タイヤ２７内の空気圧力が圧力Ｐ１に到達した場合のみポンプ１２を駆動する電動モータ１３が停止するように構成されている。
【００３２】
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図３における注入期間Ａおよび充填期間Ｂ中の電源ユニット３０の可動子３６の動作を説明する説明図である。なお、図４（ａ）〜図４（ｅ）は、動作を理解し易くするために図面を簡略化している。
【００３３】
前述したように、パンク修理装置１００の操作前は、図２に示すように、可動子３６は円筒状部材３５の凸部３５ｂの上面に着座した第２位置にある。この状態で、押圧部３９を押下して、可動子３６を薄肉部３２ａに移動させた状態が図４（ａ）である。図４（ａ）の状態は、可動子３６が固定端子３４ａ，３４ｂ間に位置するので、電力供給ライン４１ａ，４１ｂは導通状態にあり、電気制御装置１４を介して電動モータ１３にプラグ４４が接続された電源からの電力が供給される。したがって、ポンプ１２の駆動により、まず容器１１内のシーリング剤がタイヤ２７へ向けて注入される。このとき、主弁５６は管２８を介して供給される圧力が圧力Ｐ１に到達するまでは、ロック片５６ｂにロックされ閉弁状態を維持する。つまり、可動子３６は第２位置を維持する。
【００３４】
ポンプ１２の駆動が継続すると、前述したようにシーリング剤がタイヤ２７へ注入されるが、流動抵抗の上昇に伴い図３に示すように、管２８に供給される圧力も上昇する。そして、管２８を介して主弁５６の下面に作用する圧力が圧力Ｐ１を越えた場合、図４（ｂ）に示すように、ロック片５６ｂが変形すると共に主弁５６が開弁する。また、主弁５６の開弁動作が開閉動作軸５６ａにおける「遊び角度」を越えると、主弁５６に連動して、カット弁５８が開弁すると共に大気取込弁６０が閉弁する。その結果、管２８から導入される圧力Ｐは、バイパス管５４を介して副管５２にも導入され可動子３６の上側の空間にも作用する。つまり、この状態でも可動子３６の上面側と下面側の圧力は実質的に同じになる。この場合、圧力が圧力Ｐ１を越えて圧力Ｐ２に達しても可動子３６は図４（ａ）に示す第２位置から動かずに、薄肉部３２ａに着座して固定端子３４ａ，３４ｂの導通を維持する。つまり、ポンプ１２が駆動し続けてシーリングの注入を継続する。
【００３５】
シーリング剤の注入が終盤に近づき、管２８の圧力がシーリング剤の流動抵抗と実質的に釣り合うと、圧力状態は安定域ｂに移行し、さらにタイヤ２７内への気道が形成されるとタイヤ２７内の空間分空気の充填領域が広がるため圧力状態は低下域ｃに移行する。管２８の圧力状態が低下域ｃに移行して圧力Ｐ３になった状態が図４（ｃ）である。この場合、管２８内の圧力低下に伴い一時的負圧状態となり、主弁５６は閉弁方向に動作するが、ロック片５６ｂには再ロックされないので、主管５０の気密状態を形成できずに実質的に開弁状態を維持する。ただし、主弁５６の開弁状態が維持されても主弁５６と連動するカット弁５８はロック片５６ｂにおける回動の「遊び」により閉弁状態となる。また、カット弁５８の閉弁により大気取込弁６０も閉弁状態となる。その結果、主管５０と副管５２の連通が絶たれ、管２８に導入される圧力は主管５０のみに導入されて可動子３６の下面側のみに作用し続ける。また、大気取込弁６０の開弁により大気口５４ａから大気がバイパス管５４を介して副管５２に導入され、可動子３６の上面側に大気圧が作用し始める。この状態でも、可動子３６は薄肉部３２ａに着座しているのでポンプ１２の駆動は継続される。
【００３６】
管２８の圧力状態が充填域ｄに移行し、気密状態の主管５０の圧力が上昇し、所定の目標空気圧である圧力Ｐ１に到達すると、図４（ｄ）に示すように、可動子３６は、大気圧および圧縮スプリング３７の付勢力に抗して薄肉部３２ａの着座した第２位置から非着座の第１位置に向けて移動し始める。そして、可動子３６の下面側に圧力Ｐ１が作用し続けると、可動子３６は、円筒状部材３５の凸部３５ｂ部分を押し広げながら上昇し、図４（ｅ）に示すように、凸部３５ｂの上面に着座する。この時点で、可動子３６と固定端子３４ａ，３４ｂの導通は完全に解除され、電動モータ１３への電力供給は遮断される。つまり、ポンプ１２は停止する。そして、パンク修理装置１００の動作が終了し、タイヤ２７はシーリング剤注入後の予備走行が可能な状態になる。
【００３７】
このように、本実施形態のパンク修理装置１００によれば、シーリング剤の注入中（注入期間Ａ）に一時的に圧力が装置を停止させる目標空気圧Ｐ１を超えてしまった場合でも、電動モータ１３への給電を停止することがない。そして、実際にシーリング剤の注入が完了してタイヤ２７の内部圧力が上昇して目標空気圧Ｐ１に達して空気の充填が完了した場合（充填期間Ｂの終了）のみ、電動モータ１３への給電を停止するようにできる。つまり、パンク修理時のシーリング剤注入およびタイヤ２７の空気充填が完了した場合のみ、パンク修理装置１００が停止するようにできる。なお、パンク修理装置１００は手動停止装置を備え、作業者は意図的に電動モータ１３の駆動を停止することもできる。
【００３８】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１１ 容器、 １２ ポンプ、 １３ 電動モータ、 １４ 電気制御装置、 ２１，２２，２４，２８ 管、 ２７ タイヤ、 ３０ 電源ユニット、 ３６ 可動子、 ５０ 主管、 ５２ 副管、 ５４ バイパス管、 ５６ 主弁、 ５８ カット弁、 ６０ 大気取込弁、 １００ パンク修理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンク修理装置、特に、タイヤの空気充填を目標空気圧にて完了させることのできるパンク修理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１、特許文献２に示されるように、シーリング剤を収容する容器と、電動モータを内蔵したポンプ装置とを備えたパンク修理装置が知られている。このパンク修理装置は、ポンプ装置を動作させることにより、シーリング剤をパンクしたタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給してパンク修理を行う。このパンク修理装置は、タイヤ内の空気圧を検出する圧力センサを備え、圧力センサによって検出された空気圧が所定の空気圧を超えたときに、電気制御装置を制御してポンプ装置の動作を停止させている。また、特許文献３には、規定量のシーリング剤をタイヤ内部へ注入完了したら、ポンプ装置を自動的に停止させると同時に、三方弁によりホースの接続先をコンプレッサ側に切り換えてコンプレッサを動作させている。これにより、コンプレッサに圧縮空気を吐出させている。この圧縮空気は、ホースを介してタイヤ内に供給すると共に空気圧を圧力センサで監視しながらタイヤを膨張させて所定の圧力になったらコンプレッサを停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１０３１４４号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した各特許文献に記載された装置は、空気の送り込み終了時期をタイヤ内圧力を圧力センサにより検出することにより決定している。この場合、シーリング剤注入に引き続いて実施されるタイヤへの空気充填もタイヤ内圧力が所定の圧力になったときに終了させている。つまり、シーリング剤の注入およびそれに続く空気充填の一連のパンク修理作業を終了をタイヤ内圧力の監視により決定している。ところで、空気の充填に先立ち注入されるシーリング剤は粘性を有するため、シーリング剤をタイヤに導く注入管での流動速度が低下したり管の一部に詰まりが生じてしまう場合がある。この場合、圧力センサの検出圧力値も上昇することになり、シーリング剤の注入中であるにも拘わらず、タイヤ内空気圧が所定値を越えたシーリング剤注入後の空気圧上昇処理が終了したと誤認識して、コンプレッサの動作を停止させてしまう場合がある。その結果、実際にはタイヤの空気圧が所定値に達していない場合でも装置が停止してしまう場合があった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シーリング剤の注入からタイヤへの空気充填の一連の作業中、シーリング剤の注入中に一時的に圧力上昇が生じた場合でも、装置の動作を中断することなくタイヤ内の圧力を実際に所定値に到達させることのできるパンク修理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、シーリング剤を収容する容器と、電動モータによって駆動されるポンプとを備え、前記ポンプを駆動することにより、シーリング剤をタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給して、パンクしたタイヤを修理するパンク修理装置であって、前記電動モータへの電力供給路に介装され、第１位置にあるときに電力供給路を接続し、第２位置にあるとき電力供給路を遮断する可動子を内蔵した電力遮断器と、前記可動子の一面側に前記タイヤに対して供給する空気圧と同等の空気圧を導く主管と、前記可動子の一面側空間と前記可動子の他面側空間とを連通させるバイパス管と、前記主管に設けられ、前記可動子が第１位置にある状態で当該主管に導かれる空気圧がタイヤの目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁と、前記主管と前記バイパス管との間に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに閉弁して前記主管とバイパス管との連通を遮断すると共に、前記目標空気圧より大きくなったときに開弁して前記主管とバイパス管とを連通させて前記可動子の一面側と他面側を同圧にするカット弁と、前記バイパス管に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに開弁して前記バイパス管に大気圧を導入し、前記目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁と、を含み、前記可動子が前記第１位置にあり前記主弁が開弁状態で、前記カット弁が閉弁状態で、前記大気取込弁が開弁状態のときに、前記主管に導かれた空気圧が前記目標空気圧に達したときに前記可動子が前記第２位置に切り換えられるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、シーリング剤の注入中に一時的に圧力がタイヤの目標空気圧を越えてしまった場合でも、主弁とカット弁とが開弁してバイパス管を介して可動子の一面側と他面側を同圧にする。その結果、可動子は第１位置に留まり、電動モータへの電力供給を維持しポンプを駆動し続けてパンク修理装置の動作を継続させる。その後、可動子が第１位置にあり主弁が開弁状態で、カット弁が閉弁状態で、大気取込弁が開弁状態のときに、主管に導かれた空気圧が目標空気圧に達したときに可動子が第２位置に切り換えられるので、タイヤ内の圧力が実際に目標空気圧に到達して始めて電動モータへの電力供給を遮断しポンプを停止してパンク修理装置の動作を終了させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパンク修理装置によれば、シーリング剤の注入からタイヤへの空気充填の一連の作業中、シーリング剤の注入中に一時的に圧力上昇が生じた場合でも装置の動作を中断することなく、タイヤ内の圧力を実際に所定の目標空気圧に到達させるまでパンク修理装置を動作し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のパンク修理装置の全体構成を説明する概略構成図である。
【図２】本実施形態のパンク修理装置における電源ユニットの構造を説明する説明図である。
【図３】本実施形態のパンク修理装置を用いた場合に電源ユニットへ接続された管に導かれる空気圧の変化を説明する説明図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図３における注入期間Ａおよび充填期間Ｂ中の電源ユニットの可動子の動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態のパンク修理装置の全体構成を説明する概略構成図である。パンク修理装置１００は、ケース１０内に容器１１、ポンプ１２、電動モータ１３、電気制御装置１４、電源ユニット３０を含んでいる。
【００１２】
容器１１は、ほぼ円筒状に構成されるとともに上板部及び底板部を有して密閉空間を形成して、内部にシーリング剤を収容している。容器１１の側壁は、上部が円筒状に形成され、下部がテーパ状に形成されて下方に向うに従ってその直径が上部に比べて徐々に小さくなるように構成されている。容器１１の上板部には、注入口１１ａが設けられている。注入口１１ａには、キャップ１１ｂが着脱自在に設けられている。そして、キャップ１１ｂを取り外した状態で、シーリング剤が容器１１内に注入される。また、キャップ１１ｂで注入口１１ａを塞いだ状態で、容器１１内から空気が漏れないように密閉される。シーリング剤は、タイヤのパンク孔をシールするもので、通常の状態では粘性が低い。そして、タイヤ内に注入されてタイヤ内の空気圧が高圧力になると粘性が高められ、パンク孔に侵入した後に車両の予備走行により完全に固化する。
【００１３】
容器１１の底板部の下面には、バルブ装置１５，１６が取り付けられている。バルブ装置１５は、ポンプ１２から管２１を介して供給される高圧の空気を底板部に設けた孔１１ｃを介して容器１１内に導入する一方向性バルブで構成されている。このバルブ装置１５は、管２１を介して供給される空気の圧力が所定圧力を超えるときにはじめて連通するもので、容器１１内のシーリシグ剤が管２１内に漏れ出すことはない。バルブ装置１６は、容器１１内のシーリング剤及び容器１１を介した高圧の空気を底板部に設けた孔１１ｄを介して管２２内に導出する一方向性のバルブで構成されている。このバルブ装置１６は、容器１１内の圧力が所定圧力を超えるときにはじめて連通するもので、容器１１内にシーリング剤が単に収容されているだけでは、容器１１内のシーリング剤が管２２に漏れ出すことはない。
【００１４】
管２２には、分岐管２３を介して管２４が接続され、この管２４の先端はコネクタ２５に接続されている。コネクタ２５には、ホース２６が着脱自在に接続されている。ホース２６の先端には、車両に装着されているタイヤ２７のタイヤバルブに気密的に接続され得るアダプタ２６ａが設けられている。また、分岐管２３には、一端が電源ユニット３０に接続された管２８の他端が接続されている。この管２８を介して、電源ユニット３０は管２２，２４に連通している。ただし、分岐管２３内に設けたバルブ（不図示）により、管２８へ管２２，２４からシーリング剤が侵入しないようになっている。なお、ポンプ１２から容器１１に供給される空気によって生じるタイヤ２７へのシーリング剤の吐出圧力およびタイヤ２７へ充填される空気圧力は、分岐管２３および管２８を介して、電源ユニット３０側にも作用するようになっている。後述するが、このとき作用する圧力によって本実施形態の電源ユニット３０が動作する。
【００１５】
ポンプ１２は、図示しない減速機構を介して電動モータ１３の回転により駆動されて、高圧の空気を管２１内に吐出する。電動モータ１３は、電気制御装置１４によって駆動制御されて回転する。電気制御装置１４は、電源ユニット３０から一対の電力供給ライン４１ａ，４１ｂを介して電力の供給を受けると、その電力を電動モータ１３に供給して電動モータ１３を回転させる。電気制御装置１４は、電源ユニット３０から電力供給ライン４１ａ，４１ｂを介した電力供給が遮断されると、電動モータ１３への電力供給を遮断して電動モータ１３の回転を停止させる。
【００１６】
電源ユニット３０は、図２に示すように、例えば方形状のケース３１内に配置された樹脂等の絶縁材料で構成された円筒状の支持体３２を含む。支持体３２は、その底面がケース３１の底面に固定され、その内部はケース３１の底面に形成されたコネクタ３３を介して管２８に連通している。支持体３２の上端部の内周面上には段差が形成されて、円筒状の薄肉部３２ａが形成されていると共に、環状の座部３２ｂが設けられている。薄肉部３２ａには、周方向の２箇所に上方から切り欠かれた一対の切欠部が設けられている。この切欠部には、金属性の導電材料で構成された固定端子３４ａ，３４ｂが装着固定されている。
【００１７】
固定端子３４ａは、ケース３１に固定された固定部材４２ａを介してケース３１内に挿入されている電力供給ライン４１ａ，４１ｂのうちの一方の電力供給ライン４１ａの端部が、半田付け等により接続されている。同様に、固定端子３４ｂには、ケース３１に固定された固定部材４２ｂを介してケース３１内に挿入されている電力供給ライン４３ａ，４３ｂのうちの一方の電力供給ライン４３ａの端部が、半田付け等により接続されている。なお、電力供給ライン４１ｂは、電力供給ライン４３ｂと接続されている。
【００１８】
電力供給ライン４１ａ，４１ｂは、電源ユニット３０の外部では絶縁部材により被覆されてコードを構成している。同様に、電力供給ライン４３ａ，４３ｂは、電源ユニット３０の外部では絶縁部材により被覆されてコードを構成している。このコードを構成する電力供給ライン４３ａ，４３ｂの他端部には、プラグ４４が設けられている（図１参照）。プラグ４４は、例えば、車両のシガーソケットに接続されて、電力の供給を受けることができる。なお、シガーソケットに代えて、家庭用電源コンセントから電力供給を受けるようにしてもよい。この場合には、家庭用電源コンセントに接続されるプラグが電力供給ライン４３ａ，４３ｂの他端に設けられる。また、電力供給源として、バッテリを用いてもよい。
【００１９】
薄肉部３２ａ及び固定端子３４ａ，３４ｂの上面には、上板部３５ａを有する円筒状部材３５の底面が固着されている。円筒状部材３５は、ゴム等の弾性を有する絶縁材料で構成することができる。円筒状部材３５の軸方向の下部には、内側に張り出した環状の凸部３５ｂが一体形成されている。この凸部３５ｂの上面はほぼ平らに形成され、凸部３５ｂの上面には可動子３６が載置されている。可動子３６は、金属製の導電材料で円盤状に形成されている。可動子３６の上面と円筒状部材３５の上板部３５ａの下面との間には、圧縮スプリング３７が配置されている。なお、上板部３５ａ内には、上板部３５ａの変型を避けるために、例えば円盤状の金属板３８が埋め込まれている。上板部３５ａの上面には、作業者によって押圧操作される押圧部３９が固着されている。押圧部３９は、樹脂等により形成され、ケース３１の上面に設けた孔３１ａから上方に突出している。このように構成される可動子３６が電力供給路を遮断する電力遮断器を構成する。また、後述するが、圧縮スプリング３７は、当該圧縮スプリング３７の付勢力と大気圧との合力がタイヤ２７の修理時に必要となる目標空気圧と実質的に同じになるような付勢力を発生するものが選択されている。
【００２０】
ここで、電源ユニット３０における押圧部３９の押圧操作による可動子３６の挙動について説明する。
電源ユニット３０の可動子３６は、操作前の初期状態では、図２に示すように、凸部３５ｂの上面に着座している。この状態で、可動子３６は圧縮スプリング３７により付勢されているが、凸部３５ｂが、図１中で下部から上方に向かうに従って内側への張り出し量が大きくなるように形成されているので、圧縮スプリング３７の付勢力を受けても可動子３６は下方に変位しないようになっている。すなわち、可動子３６が凸部３５ｂの上面に安定して着座するように、圧縮スプリング３７の付勢力と凸部３５ｂの形状が設定されている。この状態では、固定端子３４ａ、３４ｂの間には導通材である可動子３６が不在となるので、電源ユニット３０は電力供給を遮断する状態になっている。
【００２１】
一方、この状態で、操作者が、手または器具を使って、押圧部３９を押下するように外力を加えると、弾性を有する円筒状部材３５は押し潰され、凸部３５ｂの部分が拡径する。その結果、圧縮スプリング３７に付勢されつつ凸部３５ｂの上面に着座していた可動子３６は凸部３５ｂを乗り越えて下方に変位し、最終的には、支持体３２の座部３２ｂに着座する。したがって、押圧部３９に対する押下力の付与による変形で可動子３６が凸部３５ｂを乗り越えられるように、凸部３５ｂの内側への最大張り出し量が設定されている。この状態で、固定端子３４ａ、３４ｂの間に可動子３６が存在して導通状態を形成することになり、電源ユニット３０が電力供給状態になる。したがって、可動子３６の直径は、固定端子３４ａ，３４ｂの内周面間の距離に等しく設定されている。なお、可動子３６の外周面と固定端子３４ａ，３４ｂの内側面との確実な接触を確保するために、固定端子３４ａ，３４ｂの内側面に弾性を有する導電性の接点を配置してもよい。
【００２２】
また、この状態で、パンク修理装置の操作者が押圧部３９の押下力を解除すると、圧縮スプリング３７の付勢力及び円筒状部材３５の弾性復元力により、円筒状部材３５が元の形状に復帰する。ただし、可動子３６は圧縮スプリング３７により下方に付勢されたままであり、凸部３５ｂの上面には戻らずに薄肉部３２ａに位置して、固定端子３４ａ，３４ｂと接触し続けて導通状態を維持する。つまり、電力供給ライン４１ａ，４１ｂが導通状態を維持する。なお、本実施形態においては、可動子３６が固定端子３４ａ，３４ｂと接触状態となる薄肉部３２ａに着座している位置を第１位置と称し、可動子３６が凸部３５ｂの上面に着座している状態を含む固定端子３４ａ，３４ｂと非接触状態にある位置を第２位置と称する。
【００２３】
ところで、管２８を介して支持体３２内に供給される空気が支持体３２内から円筒状部材３５内に漏れ出さないように、可動子３６の下面と支持体３２の座部３２ｂとの間の気密性を高く保つ必要がある。そのため、可動子３６の下面と支持体３２の座部３２ｂとは密着されるようになっている。必要に応じて、シール部材を可動子３６の下面または支持体３２の座部３２ｂに設けてもよい。
【００２４】
本実施形態の電源ユニット３０は、上述した構成に加えて３種類の弁機構と可動子３６の下面側と上面側の圧力を調整するためのバイパス管を備えている。具体的には、図２に示すように、管２８に直結された支持体３２において可動子３６の下面側の空間を形成する主管５０と、可動子３６の上面側の空間を形成する副管５２とを連通可能とする柔軟性を有するバイパス管５４を備えている。主管５０には、可動子３６が第１位置にある状態で管２８を介して主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁５６を有する。なお、本実施形態において、タイヤ２７の目標空気圧とは、シーリング剤を固化させるための予備走行に必要となる空気圧である。
【００２５】
また、主管５０とバイパス管５４との間にはカット弁５８が設けられている。カット弁５８は、主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧以下のときに閉弁して主管５０とバイパス管５４との連通を遮断すると共に、目標空気圧より大きくなったときに開弁して主管５０とバイパス管５４とを連通させる。そして、可動子３６の下面側と上面側を同圧にする。つまり、可動子３６の位置を維持するように圧力調整する。
【００２６】
さらに、バイパス管５４に大気取込弁６０が設けられている。大気取込弁６０は、主管５０に導かれる空気圧が目標空気圧以下のときに開弁して大気口５４ａからバイパス管５４に大気を取り入れ、目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気の取り込みを遮断する。
【００２７】
本実施形態において、主弁５６はカット弁５８と連携して動作できるようになっている。図２に示すように、主弁５６の一端に形成された開閉動作軸５６ａはカット弁５８上に形成されている。また、他端は主管５０の内壁に固定されたロック片５６ｂで支持されている。前述したように主弁５６は、主管５０に導かれる空気圧がタイヤ２７の目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁する。したがって、ロック片５６ｂは目標空気圧以下で主弁５６による主管５０の閉塞を維持できるような構造を有する。例えば、ロック片５６ｂは弾性部材で形成され、主管５０に導入される空気圧が目標空気圧に達するまで剛性により主弁５６の回動による開弁を阻止し、目標空気圧に達したら変形して開弁を許容する。ただし、一度ロック片５６ｂのロックから開放された主弁５６は、所定の操作、例えば図示しない復帰機構によるロック操作が行われない限り、ロック状態に復帰しないようになっている。つまり、ロック解放後は、主弁５６は開弁状態を維持して、管２８側からの空気圧の導入を常時許容する。
【００２８】
なお、前述したように、本実施形態の主弁５６の開閉動作軸５６ａは、カット弁５８上に形成されている。そして、後述するが、主弁５６が所定角度以上開弁した場合に連動してカット弁５８が開弁するようになっている。したがって、主弁５６の開閉動作軸５６ａには所定の開弁角度まで主弁５６の回動を許容する「遊び」があり、所定の開弁角度を超えて「遊び」がなくなると主弁５６の開弁動作に連動してカット弁５８が開弁するようになっている。
【００２９】
さらに、本実施形態では、カット弁５８と大気取込弁６０とが、図２に示すように、所定角度で接合されて一体化弁を形成している。この場合、カット弁５８が閉弁しているときに大気取込弁６０が開弁し、逆にカット弁５８が開弁しているときに大気取込弁６０が閉弁するようになっている。
【００３０】
このように構成される電源ユニット３０の動作およびパンク修理装置の動作を説明する。
図３は、本実施形態のパンク修理装置１００を動作させた場合の電源ユニット３０に接続された管２８に導かれる空気圧の変化を説明する説明図である。なお、本実施形態のパンク修理装置１００には圧力センサ等の圧力計は含まれないので、図３の圧力は、説明のために圧力測定を行った結果を示している。図３において、圧力Ｐ１がパンクしたタイヤ２７をシーリング剤で修理する場合に必要となる目標空気圧であり、例えば２００ｋＰａである。前述したように、パンク修理装置１００で使用するシーリング剤は、粘性を有する液体である。したがって、シーリング剤を容器１１から管２２、分岐管２３、管２４、コネクタ２５、ホース２６で構成される流路を通過させてタイヤ２７内に到達させようとする場合、シーリング剤の流動抵抗により吐出に必要な圧力は図３に示すように上昇して、目標空気圧である圧力Ｐ１を越えてしまう場合がある（流動抵抗上昇域ａ）。その後、流路全体におけるシーリング剤の流動抵抗を僅かに越えた圧力Ｐ２にてしばらくシーリング剤の吐出が引き続き実施される（安定域ｂ）。そして、所定量のシーリング剤がタイヤ２７内にほぼ注入されると、空気の充填領域がタイヤ２７の容積分広がるため圧力低下が生じて圧力Ｐ３まで低下する（低下域ｃ）。つまり、流動抵抗上昇域ａ、安定域ｂ、低下域ｃを経ることによってシーリング剤のタイヤ２７への注入は完了したと見なることができる（注入期間Ａ）。その後、ポンプ１２の駆動によりタイヤ２７への空気の充填を継続すると、再び徐々に空気圧が上昇して圧力Ｐ１に到達するまで空気充填が実施される（充填域ｄ）。
【００３１】
本実施形態のパンク修理装置１００は、シーリング剤の注入後にタイヤ２７への空気充填が開始され（充填期間Ｂ）、タイヤ２７内の空気圧力が圧力Ｐ１に到達した場合のみポンプ１２を駆動する電動モータ１３が停止するように構成されている。
【００３２】
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図３における注入期間Ａおよび充填期間Ｂ中の電源ユニット３０の可動子３６の動作を説明する説明図である。なお、図４（ａ）〜図４（ｅ）は、動作を理解し易くするために図面を簡略化している。
【００３３】
前述したように、パンク修理装置１００の操作前は、図２に示すように、可動子３６は円筒状部材３５の凸部３５ｂの上面に着座した第２位置にある。この状態で、押圧部３９を押下して、可動子３６を薄肉部３２ａに移動させた状態が図４（ａ）である。図４（ａ）の状態は、可動子３６が固定端子３４ａ，３４ｂ間に位置するので、電力供給ライン４１ａ，４１ｂは導通状態にあり、電気制御装置１４を介して電動モータ１３にプラグ４４が接続された電源からの電力が供給される。したがって、ポンプ１２の駆動により、まず容器１１内のシーリング剤がタイヤ２７へ向けて注入される。このとき、主弁５６は管２８を介して供給される圧力が圧力Ｐ１に到達するまでは、ロック片５６ｂにロックされ閉弁状態を維持する。つまり、可動子３６は第２位置を維持する。
【００３４】
ポンプ１２の駆動が継続すると、前述したようにシーリング剤がタイヤ２７へ注入されるが、流動抵抗の上昇に伴い図３に示すように、管２８に供給される圧力も上昇する。そして、管２８を介して主弁５６の下面に作用する圧力が圧力Ｐ１を越えた場合、図４（ｂ）に示すように、ロック片５６ｂが変形すると共に主弁５６が開弁する。また、主弁５６の開弁動作が開閉動作軸５６ａにおける「遊び角度」を越えると、主弁５６に連動して、カット弁５８が開弁すると共に大気取込弁６０が閉弁する。その結果、管２８から導入される圧力Ｐは、バイパス管５４を介して副管５２にも導入され可動子３６の上側の空間にも作用する。つまり、この状態でも可動子３６の上面側と下面側の圧力は実質的に同じになる。この場合、圧力が圧力Ｐ１を越えて圧力Ｐ２に達しても可動子３６は図４（ａ）に示す第２位置から動かずに、薄肉部３２ａに着座して固定端子３４ａ，３４ｂの導通を維持する。つまり、ポンプ１２が駆動し続けてシーリングの注入を継続する。
【００３５】
シーリング剤の注入が終盤に近づき、管２８の圧力がシーリング剤の流動抵抗と実質的に釣り合うと、圧力状態は安定域ｂに移行し、さらにタイヤ２７内への気道が形成されるとタイヤ２７内の空間分空気の充填領域が広がるため圧力状態は低下域ｃに移行する。管２８の圧力状態が低下域ｃに移行して圧力Ｐ３になった状態が図４（ｃ）である。この場合、管２８内の圧力低下に伴い一時的負圧状態となり、主弁５６は閉弁方向に動作するが、ロック片５６ｂには再ロックされないので、主管５０の気密状態を形成できずに実質的に開弁状態を維持する。ただし、主弁５６の開弁状態が維持されても主弁５６と連動するカット弁５８はロック片５６ｂにおける回動の「遊び」により閉弁状態となる。また、カット弁５８の閉弁により大気取込弁６０も閉弁状態となる。その結果、主管５０と副管５２の連通が絶たれ、管２８に導入される圧力は主管５０のみに導入されて可動子３６の下面側のみに作用し続ける。また、大気取込弁６０の開弁により大気口５４ａから大気がバイパス管５４を介して副管５２に導入され、可動子３６の上面側に大気圧が作用し始める。この状態でも、可動子３６は薄肉部３２ａに着座しているのでポンプ１２の駆動は継続される。
【００３６】
管２８の圧力状態が充填域ｄに移行し、気密状態の主管５０の圧力が上昇し、所定の目標空気圧である圧力Ｐ１に到達すると、図４（ｄ）に示すように、可動子３６は、大気圧および圧縮スプリング３７の付勢力に抗して薄肉部３２ａの着座した第２位置から非着座の第１位置に向けて移動し始める。そして、可動子３６の下面側に圧力Ｐ１が作用し続けると、可動子３６は、円筒状部材３５の凸部３５ｂ部分を押し広げながら上昇し、図４（ｅ）に示すように、凸部３５ｂの上面に着座する。この時点で、可動子３６と固定端子３４ａ，３４ｂの導通は完全に解除され、電動モータ１３への電力供給は遮断される。つまり、ポンプ１２は停止する。そして、パンク修理装置１００の動作が終了し、タイヤ２７はシーリング剤注入後の予備走行が可能な状態になる。
【００３７】
このように、本実施形態のパンク修理装置１００によれば、シーリング剤の注入中（注入期間Ａ）に一時的に圧力が装置を停止させる目標空気圧Ｐ１を超えてしまった場合でも、電動モータ１３への給電を停止することがない。そして、実際にシーリング剤の注入が完了してタイヤ２７の内部圧力が上昇して目標空気圧Ｐ１に達して空気の充填が完了した場合（充填期間Ｂの終了）のみ、電動モータ１３への給電を停止するようにできる。つまり、パンク修理時のシーリング剤注入およびタイヤ２７の空気充填が完了した場合のみ、パンク修理装置１００が停止するようにできる。なお、パンク修理装置１００は手動停止装置を備え、作業者は意図的に電動モータ１３の駆動を停止することもできる。
【００３８】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１１ 容器、 １２ ポンプ、 １３ 電動モータ、 １４ 電気制御装置、 ２１，２２，２４，２８ 管、 ２７ タイヤ、 ３０ 電源ユニット、 ３６ 可動子、 ５０ 主管、 ５２ 副管、 ５４ バイパス管、 ５６ 主弁、 ５８ カット弁、 ６０ 大気取込弁、 １００ パンク修理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーリング剤を収容する容器と、電動モータによって駆動されるポンプとを備え、前記ポンプを駆動することにより、シーリング剤をタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給して、パンクしたタイヤを修理するパンク修理装置であって、
前記電動モータへの電力供給路に介装され、第１位置にあるときに電力供給路を接続し、第２位置にあるとき電力供給路を遮断する可動子を内蔵した電力遮断器と、
前記可動子の一面側に前記タイヤに対して供給する空気圧と同等の空気圧を導く主管と、
前記可動子の一面側空間と前記可動子の他面側空間とを連通させるバイパス管と、
前記主管に設けられ、前記可動子が第１位置にある状態で当該主管に導かれる空気圧がタイヤの目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁と、
前記主管と前記バイパス管との間に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに閉弁して前記主管とバイパス管との連通を遮断すると共に、前記目標空気圧より大きくなったときに開弁して前記主管とバイパス管とを連通させて前記可動子の一面側と他面側を同圧にするカット弁と、
前記バイパス管に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに開弁して前記バイパス管に大気圧を導入し、前記目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁と、
を含み、
前記可動子が前記第１位置にあり前記主弁が開弁状態で、前記カット弁が閉弁状態で、前記大気取込弁が開弁状態のときに、前記主管に導かれた空気圧が前記目標空気圧に達したときに前記可動子が前記第２位置に切り換えられるように構成したことを特徴とするパンク修理装置。
【請求項１】
シーリング剤を収容する容器と、電動モータによって駆動されるポンプとを備え、前記ポンプを駆動することにより、シーリング剤をタイヤ内に注入した後、タイヤ内に高圧空気を供給して、パンクしたタイヤを修理するパンク修理装置であって、
前記電動モータへの電力供給路に介装され、第１位置にあるときに電力供給路を接続し、第２位置にあるとき電力供給路を遮断する可動子を内蔵した電力遮断器と、
前記可動子の一面側に前記タイヤに対して供給する空気圧と同等の空気圧を導く主管と、
前記可動子の一面側空間と前記可動子の他面側空間とを連通させるバイパス管と、
前記主管に設けられ、前記可動子が第１位置にある状態で当該主管に導かれる空気圧がタイヤの目標空気圧よりも大きな所定の空気圧になったときに開弁し、開弁後は開弁状態を維持する主弁と、
前記主管と前記バイパス管との間に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに閉弁して前記主管とバイパス管との連通を遮断すると共に、前記目標空気圧より大きくなったときに開弁して前記主管とバイパス管とを連通させて前記可動子の一面側と他面側を同圧にするカット弁と、
前記バイパス管に設けられ、前記主管に導かれる空気圧が前記目標空気圧以下のときに開弁して前記バイパス管に大気圧を導入し、前記目標空気圧より大きくなったときに閉弁して大気圧の導入を遮断する大気取込弁と、
を含み、
前記可動子が前記第１位置にあり前記主弁が開弁状態で、前記カット弁が閉弁状態で、前記大気取込弁が開弁状態のときに、前記主管に導かれた空気圧が前記目標空気圧に達したときに前記可動子が前記第２位置に切り換えられるように構成したことを特徴とするパンク修理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２６４６１０（Ｐ２０１０−２６４６１０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５９８５（Ｐ２００９−１１５９８５）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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