JP5829017B2 - バルブ装置、エアードライヤ - Google Patents
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Description
本明細書において、バルブ装置とは、ピストンを基準とした少なくとも一の側の空間の流体の圧力が変化することにより、房室であるチャンバー内に設けられたピストンが移動し、弁の開閉が切り換えられる構成である装置をいう。
また、エアードライヤとは、水分や油分等を含んだ気体から水分や油分等を除去し気体を乾燥させる装置をいう。
そこで、乾燥剤を再生するために必要な乾燥圧縮空気の量だけ逆流するように制限する必要があり、逆流する量を制限するべく、空気送り時間調整機能を備えたバルブ装置が考えられる。
乾燥剤の再生に必要な時間は、システムによって様々であり、穴部42の開口径によって決まる構成であるが、容積室に空気を充填させる時間(弁が開くまでの時間)も穴部42の開口径によって決まる構成であった。そのため、乾燥剤の再生のタイミングが空気の充填時間に左右されてしまい、迅速な空気充填という要請と、再生処理のための空気送り時間調整機能の時間設定の自由度とを両立させることができない。例えば、空気を充填させる時間が15秒しかとれない場合、30秒の空気送り時間調整機能を作用させるための十分な空気充填を行うことができず、中途半端に15秒だけ空気送り時間調整機能が作用することとなる。これでは、十分に乾燥剤を再生させることができない。
即ち、逆流する時間の長さを前記穴部によって制御する構成において、迅速な空気充填という要請と、乾燥剤の再生処理のための空気送り時間調整機能の時間設定の自由度とを両立させることができる。
図1に示すのは、本実施例のバルブ装置を備えたトラック等の車両の配管構成の一例を示す図である。尚、本発明の構成の要部を図示し、その他の部材及び気体の流路の図示は省略してある。
図1に示す如く、本実施例の車両のブレーキシステムに設けられるエアー処理システム1は、空気送り時間調整機能を有するエアードライヤの再生用バルブ装置10(以下、単に「バルブ装置」とする)と、乾燥部5と、を備えている。本実施例のエアー処理システム1の配管構成は、例えば、トラック等の商用の車両のエアーブレーキシステムや、一般的な自動車の空調システムとして用いることができる。
ここで、「チェックバルブ」とは、一の方向への流れを許し、逆の方向への流れを止めることができるように構成されたバルブをいう。逆止弁ともいう。
尚、第1チェックバルブ8は、ばね付きの弁である。所定以上の圧力が作用したとき、ばねの付勢力に抗して、乾燥部5から気体タンク7へ気体が流れる構成である。
バルブ装置10は、詳しくは後述するように、空気抜きおよび充填に用いる第1穴部16と、空気抜きおよび充填に用いる流路と並列な第3流路33において逆止弁の機能を有する第2チェックバルブ29と、を有する。本実施例では、第2チェックバルブ29に相当するのは、ピストンカップ21(図2〜図5参照)である。
図2に示すのは、本実施例の閉塞状態のバルブ装置の概略を示す断面図である。
図2に示す如く、本実施例のバルブ装置10は、チャンバー11と、ピストン14と、弁体28と、付勢手段26としての圧縮コイルばね27と、を備えている。
このうち、チャンバー11は、気体の圧力が作用することができるように設けられている。
またさらに、ピストン14には、比較的小径の第1穴部16が形成されている。所謂、オリフィスである。第1穴部16は、ピストン14を基準としたチャンバー内の前記一端側(図中下側)の気体の圧力と、前記他端側(図中上側)の気体の圧力との差に応じて気体を一方から他方へ流すことができるように構成されている。
そして、コンプレッサー2から圧縮された気体が送られておらず、空気送り時間調整機能が作用していないとき、バルブ装置10は、圧縮コイルばね27によって弁が閉塞した状態である。
図3に示すのは、気体の流入が開始したときのバルブ装置10の動作を示す断面図である。
図3に示す如く、前述したようにコンプレッサー2から乾燥圧縮気体が送られることにより、第2流路32からチャンバー11における前記他端側(図中上側)へ乾燥圧縮気体が送られる。チャンバー11の前記他端側(図中上側)へ送られた乾燥圧縮気体は、第1穴部16を介して、ピストン14を基準としたチャンバー11の前記一端側(図中下側)へ流入する。
図4に示す如く、チャンバー11の前記他端側(図中上側)へ送られた乾燥圧縮気体は、図3に示す状態からピストン14を基準としたチャンバー11の前記一端側(図中下側)へさらに流入する。これにより、該一端側(図中下側)の気体の圧力がさらに高くなる。従って、ピストン14および軸部15を前記他端側(図中上側)へさらに移動させる。その結果、弁が完全に開放した状態となる。
図5に示す如く、バルブ装置10の弁が開放して乾燥圧縮気体が逆流し始めたときから、第1穴部16による空気送り時間調整機能が作用し始める。具体的には、ピストン14を基準としたチャンバー11の前記一端側(図中下側)の気体が、第1穴部16を介して、前記他端側(図中上側)へ徐々に流れ出る。単位時間当たりに流れ出る気体の量は、第1穴部16の大きさによって決められる。そして、ピストン14を基準としたチャンバー11の前記一端側(図中下側)の気体の圧力が徐々に低下する。
尚、徐々に低下する間、前述した気体タンク7の乾燥圧縮気体は、第1流路30、チャンバー11および第2流路32を通過して乾燥部5へ流れ続けている。
その結果、弁が開放して乾燥圧縮気体が逆流し始めたときから所定時間(例えば30秒)経過後、弁体28は弁座部31と接触し、図2に示す如く、弁が閉塞した状態となる。
以上、説明したように、空気送り時間調整機能として、所定時間(例えば30秒)だけ弁を介して気体タンク7の乾燥圧縮気体が逆流するようにバルブ装置10は構成されている。
4 サイレンサー、5 乾燥部(エアードライヤ)、6 乾燥剤、7 気体タンク、
8 第1チェックバルブ、10 バルブ装置(空気送り時間調整装置)、
11 チャンバー、12 第1摺動面、13 第2摺動面、14 ピストン、
15 軸部、16 第1穴部、17 第2穴部、19 溝部、20 Oリング、
21 ピストンカップ、24 封止部、25 開口、26 付勢手段、
27 圧縮コイルばね、28 弁体、29 第2チェックバルブ、30 第1流路、
31 弁座部、32 第2流路、33 第3流路、
40 (問題としている)バルブ装置、41 ピストン、42 穴部、
43 チャンバー、44 弁部、45 圧縮コイルばね、46 Oリング、
47 第1流路、48 第2流路、49 弁座部
Claims (4)
- 気体圧縮機から供給される圧縮気体の乾燥処理を行う乾燥部と、乾燥処理された乾燥圧縮気体を貯留する気体タンクと、前記乾燥部とは第2流路に接続してつながり、前記気体タンクとは第1流路を介してつながる、気体の圧力が作用するチャンバーと、
該チャンバー内を移動するピストンであり、該チャンバー内を一端側空間と他端側空間とに分割するピストンと、
前記第1流路と前記第2流路との間に形成され、該ピストンが前記一端側へ移動することにより閉塞状態となり、前記他端側へ移動することにより開放状態となる弁と、
該弁が閉じる方向へ前記ピストンを付勢する付勢手段と、
前記一端側空間内の気体の圧力と、前記他端側空間内の気体の圧力と、の差に応じて気体を前記第2流路から前記一端側空間内へ、又は前記一端側空間内から前記第2流路へ流す穴部と、
前記チャンバーの前記他端側空間から前記一端側空間方向への気体の流れを許容し、前記一端側空間から前記他端側空間方向への気体の流れを規制する規制手段を流路中に有する補助流路と、を備え、
前記弁が開放状態の時に前記チャンバーと前記第1流路とが連通する、ことを特徴とするエアードライヤの再生用バルブ装置。 - 請求項1に記載のエアードライヤの再生用バルブ装置において、前記補助流路が、前記ピストンにおけるフランジ部の外周面と前記チャンバーの内周面との間のクリアランスによって形成されており、
前記規制手段が、前記フランジ部の外周面に沿って形成された凹部において開口部が前記一端側空間を向く様に収容された、弾性変形によって前記開口部が拡大及び縮小するカップシールにより構成され、
前記チャンバーにおいて前記他端側空間から前記一端側空間へ気体が流入する際、前記穴部に加え、前記カップシールの開口部が縮小して前記クリアランスが開放されることにより、前記補助流路を介して前記一端側空間に気体が流入し、
前記チャンバーにおいて前記一端側空間から前記他端側空間へ気体が流出する際、前記カップシールの開口部が拡大して前記クリアランスが閉塞されることにより、前記穴部を介してのみ前記他端側空間へ気体が流出する構成を有している、
ことを特徴とするエアードライヤの再生用バルブ装置。 - 請求項1または2に記載のバルブ装置において、前記乾燥部から前記チャンバー内の前記他端側空間へ気体が送られ、該他端側空間へ送られた気体が、前記チャンバー内の前記一端側空間へ流れ込み、
前記チャンバー内の前記一端側空間の圧力が高くなることにより、該圧力が、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記ピストンを前記他端側へ移動させ、
該ピストンの移動により、前記弁が前記開放状態となり、
前記チャンバー内の前記一端側空間の気体が、前記穴部を介して前記他端側空間へ流出し、該気体の流出によって、前記チャンバー内の前記一端側空間の圧力が低くなることにより、前記付勢手段の付勢力が、前記ピストンを前記一端側へ移動させ、
該ピストンの移動により、前記弁が前記閉塞状態となる構成であるエアードライヤの再生用バルブ装置。 - 再生可能な乾燥剤を有する乾燥部と、
該乾燥部における流路の一端側に接続された再生用バルブ装置と、を備えたエアードライヤであって、
前記再生用バルブ装置は、請求項1から3のいずれか1項に記載された再生用バルブ装置であり、
前記乾燥部における流路の他端側には、気体圧縮機および気体排出部が接続されており、
前記気体圧縮機によって気体が、前記再生用バルブ装置の前記穴部および前記補助流路を介して前記チャンバー内の前記一端側空間へ送られることにより、前記再生用バルブ装置の弁が開放状態となり、
前記気体排出部が大気開放状態になることにより、前記気体タンク内の乾燥圧縮気体が、前記再生用バルブ装置の弁を介して前記乾燥部へ送られ、前記気体排出部から排出される構成であるエアードライヤ。
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