JP2000351363A - 乾燥剤乾燥器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リリーフ弁（安全弁）をベースプレート（基
板）のアパーチャに装着し、フィルタとエアブレーキ装
置に生成した過剰圧力を逃がす。 【解決手段】スピンオン型乾燥剤フィルタは、圧力安全
弁を受容するアパーチャが形成されたアルミ鋳物の基板
を備える。基板は、そのリムの回りにキャニスタの端部
を折り曲げる縁曲結合により薄板鋼板製キャニスタに固
定される。湿空気受入用入口ポートと乾空気戻り用出口
ポートが基板に配置される。圧力安全弁は弁体、圧縮ば
ね、プランジャを含む。弁体は開口部を含み、プランジ
ャは、その開口部内に延び、水他の異物が貯まる堆積領
域の形成を防ぐプラグを含む。圧力安全弁は常に、それ
が比較的乾いた空気を受入れ、油と水が安全弁内で凍結
する可能性をより良好に防ぐ位置に配置される。乾燥剤
ベッドは、ペレット間の隙間量及びペレット間の擦れ量
を最小にすることにより、発生する乾燥剤粉塵量を減ら
すように圧縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乾燥剤乾燥器に関
し、より詳細には、スピンオン式キャニスタ型乾燥剤乾
燥器に関する。

【０００２】

【従来の技術】乾燥剤乾燥器（desciccant dryer）は、
長距離輸送（over-the-road）トラックに使用されるよ
うな空気圧ブレーキ装置に関係する重要な用途を持って
いる。そのようなトラックは、定期的に作動して空気圧
タンクを所望の作動レベルの充填状態に保つことによっ
て、その圧力をブレーキ作用の支援に利用できるように
した搭載型（onboard）コンプレッサを持つ。圧縮空気
からは水を締め出しておくことが重要で、その理由は、
水が入っていると、水分が最終的にブレーキ装置の制御
要素および作動要素に集まってこれらを腐食することに
なり、また空気管路や制御機構の中で凍結する可能性が
あるからである。乾燥剤乾燥器は、圧縮空気から水を除
去するために使用されてきた。圧縮空気は、乾燥剤ビー
ズ（desciccant beads）を乾燥して圧縮空気からの更
なる水分除去に備えるために、定期的に乾燥剤乾燥器を
通して逆方向に向けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】圧縮空気装置とこの装
置用の乾燥剤乾燥器とを設計したり、これらを使って作
業する場合に留意すべき特徴の一つは、構造的故障が引
き起こすかもしれない損害の大きさである。圧縮空気に
は莫大な量のエネルギーが蓄積されており、実際にその
ことが、圧縮空気がブレーキ装置で作動流体として使用
される主たる理由である。しかし、圧縮空気装置の一つ
の弱いリンクが、結果として大惨事になり得る故障をも
たらす場合がある。

【０００４】最近では、トラックのブレーキ装置用の乾
燥剤乾燥器を供給するために使用されるアプローチは二
つある。一つは、永久的な非交換式ハウジングに挿入さ
れる乾燥剤カートリッジによるものである。ハウジング
は、鋳物部材とするか、さもなければ構造的に堅固に作
られる。しかしながら、そのような装置に伴う問題は、
交換カートリッジの代替供給が装置内への劣った交換部
品の導入を招き、装置の総合性能を危うくするととも
に、保護するつもりの要素を多分損傷する可能性がある
点である。更に重要なことに、乾燥剤カートリッジを交
換するメンテナンス時間がかなりかかることである。

【０００５】スピンオン式キャニスタ（spin-on canist
ers）は、現在使用されている乾燥剤乾燥器のもう一つ
の形式である。スピンオンアプローチは、キャニスタが
その装置に対する設計通りのはめ合い（fit）を保証す
る点で有効だが、スピンオン式キャニスタにも多くの問
題がある。その一部はスピンオンアプローチに固有なも
のではなく、カートリッジアプローチにも当てはまる。

【０００６】粉塵の発生が問題の一つである。空気流を
逆にして乾燥剤ビーズを乾燥させる装置では、ビーズが
互いに擦り合って隙間を作り、最終的にはブレーキ装置
内に吸い込まれて危険な影響を与えることがある粉塵を
発生させる。ここで注意すべき点は、本明細書で使用さ
れる用語「乾燥剤」は、分子ふるい（molecular siev
e）、その他の等価な（equivalent）水分除去材料を含
むことである。

【０００７】キャニスタ自体と、キャニスタをベースプ
レートに接合する継ぎ目もまた問題である。トラックの
ブレーキ装置は設計圧力で運転されるが、故障や作動不
良によって、圧力が設計限度を超えて上昇する場合があ
る。装置内の脈動も衝撃負荷を発生させる。キャニスタ
とベースプレート間の通常の継ぎ目接合部はこれらの負
荷の多くに耐えることができるが、それが故障の原因に
なる場合がある。

【０００８】乾燥剤キャニスタは通常、スタンピング加
工された（stamped）スチール製ベースプレートを利用
している。高い圧力状態（キャニスタ内）の下で、ベー
スプレートはわずかに撓む。それが装置のガスケット
（ベースプレートとエアブレーキ装置の間）を、そのガ
スケットリテーナ凹部から押し出して、その場所で破損
を発生させる場合がある。

【０００９】圧力リリーフ弁はそのような装置に取り付
けられているが、従来は、主として乾燥剤乾燥器が装着
されるエアブレーキ装置の関連乾燥器装着ベースに取り
付けられていた。圧力逃がし装置に伴う問題は、トラッ
クが、非常な暑さから０度以下までを含む広範囲な大気
環境で運転されるようになっていることである。装置中
の、水や、結果として生ずる氷その他の異物がリリーフ
弁の動作を妨害することは珍しくない。更に、別の主と
してコンポーネントに頼ってキャニスタ内の圧力逃がし
が行われる限り、そのために設けられた圧力逃がし装置
の間接的な性質によって、キャニスタ自体が危険な状態
になるだろう。

【００１０】前記に鑑みて、本発明の一般的な目的は、
確実な内部圧力逃がし機構を有するスピンオン式乾燥剤
キャニスタを提供することである。本発明の更なる一般
的な目的は、基本設計を利用して各種の異なる構成が得
られるような充分な適応性を有する乾燥剤キャニスタを
提供することである。

【００１１】より詳細な目的は、圧力リリーフ弁を簡易
ベースプレートに取り付けることによって、それがキャ
ニスタ内の圧力を直にモニタして、圧力が所定レベル
（predesigned level)以上まで上昇したときに圧力を逃
がすような乾燥剤キャニスタを提供することである。そ
れに関して、更に詳細な目的は、ベースプレートの構造
を簡易化して、圧力リリーフ弁を乾燥剤キャニスタに装
着するための保護領域を設けることである。

【００１２】本発明の一つの目的は、ベースプレートの
撓みの問題を最小にして、しかも圧力リリーフ弁用の保
護領域を備える、実質的に剛性のあるベースプレートを
提供することである。更に詳細な目的はリリーフ弁の作
動性に対する環境条件の影響を最少にするように構成し
たリリーフ弁を有する乾燥剤キャニスタを提供すること
である。

【００１３】最後に、一つの目的は、多数の異なる特定
用途(specific application)に合致するように、容易に
改造可能な汎用装置を提供することである。それに関係
して、一つの目的は、圧力リリーフ弁へ与えられる給気
が、入口での湿り給気(wet supply)ではなくて出口から
の乾き給気(dried supply)になるように、装置の再構成
を可能にすることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴として、鋳
物の、好ましくはアルミニウム製のベースプレートの中
に、圧力リリーフ弁を受容するためのアパーチャ（aper
ture）が形成されている。アパーチャの外側には、外部
ハウジングキャニスタとの縁曲げ結合（hemmedconnecti
on）を許容するように適合された（adapted）リム（ri
m）がある。圧力リリーフ弁が占める領域の外側にリム
を形成することは、その領域を解放して（継ぎ目用蓋
（seaming lid）が溶接されるスタンピング加工のベー
スプレートを使用した従来装置に比較して）、圧力リリ
ーフ弁用の出口アパーチャが保護領域内にあるようにす
る。更に、圧力リリーフ機構が、外側要素への露出を小
さくするように、鋳物ベースプレートに対して外部キャ
ニスタの内部に配置される。本配置の更なる特徴は、キ
ャニスタとベースプレート間の確実な縁曲げ結合の事実
と、ガスケットをベースプレート内のその保持スロット
（retention slot）から押し出す可能性を制御するベー
スプレートの撓みの最適化である。

【００１５】本発明の装置の更なる特徴は、装置が特注
可能な(customizable)ことである。入口空気流が中央ポ
ートを通って外周ポートから流出するブレーキ装置で
は、圧力リリーフ弁は装置の乾燥空気側に直接に取り付
けられるので、環境の一定局面(certain aspects)から
保護される。流れが反対方向になるトラック用装置で
は、ベースプレートの単純なポート変更が、装置の乾燥
空気（中央）部分の圧力リリーフ弁を隔離する。

【００１６】大量の乾燥剤ビーズによる単一空気パス装
置も利用可能で、一つのパスは内部キャニスタの外側に
あり、第２パスはキャニスタ内のビーズの中を通る。ビ
ーズは、その総容積の減少（例えば再配置やパッキング
による）があってもそれが可動式圧力負荷クロージャ
（closure）によって調整されてビーズ間の隙間や空間
の発生を避けるように、スプリング付勢による負荷の下
で内部リテーナに保持される。

【００１７】本発明の他の目的と利点は、付帯図面に関
連して考察することにより下記の詳細説明から、より明
らかになるであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明をいくつかの好ましい実施
の形態に関連して説明するが、本発明をこれらの実施の
形態に限定するつもりはない。その反対に、付帯する特
許請求の範囲に定義する発明の精神と範囲内に含まれる
すべての代替案、修正案、および同等仕様を包含するも
のとする。

【００１９】図１に関して、本発明による乾燥剤キャニ
スタ２０の第１の実施の形態を説明する。乾燥剤キャニ
スタ２０は、閉鎖端２４と、開放端２６と、および実質
的に円筒形の側壁２８とを含むように、比較的に厚番手
のスチールから絞り加工されうる外側キャニスタ２２の
形をした外側シェルを含む。ベースプレート３０はキャ
ニスタ２２の開放端２６に固定されて、内部フィルタコ
ンポーネントをほぼ囲むとともに、例えば車両用エアブ
レーキ装置（図示せず）の空気圧回路などの、空気圧回
路への接続に備える。

【００２０】本実施の形態では、ベースプレート３０は
鋳造され、好ましくはアルミニウム材料から鋳造され
て、中央ハブ３８と、複数のリブ４２によってハブ３８
に結合された外周リム４０とを含む。中央ハブ３８は、
乾燥剤キャニスタ２０が、空気圧回路にねじで接続でき
るスピンオン型になるように、ねじ４４を備えている。
ハブ３８は、本実施の形態では、乾燥空気を空気圧回路
に戻すための中央出口ポート４６として働く中央開口部
を備えている。ハブ３８のまわりの半径方向で、リブ４
２の間に、本実施の形態では圧縮または「湿り」空気を
受け入れるための入口ポート４８として働く複数の開口
部を備えている。２つのリブ４２の間に、下記で更に詳
しく説明する、バリヤ壁８８と圧力逃がし機構９６とを
備えた囲みスペース（enclosed space）が設けられる。

【００２１】ベースプレート３０は、キャニスタ側壁２
８の自由端３１をベースプレート３０の上に縁曲げ加工
（hemming）してキャニスタ２２に固定され、ベースプ
レートとキャニスタ２２間に機械的ロックを形成する。
縁曲げ作業はキャニスタ２２の薄鋼板の複雑な変形を必
要としないので、通常よりも厚番手のスチールを使って
所望の強度要件を備えると同時に、ベースプレート３０
とキャニスタ２２間の確実な結合を維持する。これが、
キャニスタの破損や、ベースプレートと継ぎ目用蓋の間
の結合部の破損が大惨事になり得る高圧空気圧用途での
乾燥剤キャニスタの強度と完全性を改善する。

【００２２】この好ましい実施の形態では、自由端３１
を、環状支持肩部３３にかぶせて半径方向内方に溝３５
内に変形させるが、その溝３５に縁曲げ加工の工具がは
まって、自由端を肩部３３の内周面に押し付けできるよ
うにしている。溝８６をベースプレート３０に設けても
よい。この場合は、ベースプレート３０とボトムプレー
ト６８の組合せによって内部ガスケットシール２７を受
け入れて、その内部ガスケットシール２７がキャニスタ
２２に押し付けられ、キャニスタ２２とベースプレート
３０間の流体の逃げを防止する。外側ガスケット溝２９
も、外側Ｏリングガスケット３７を受け入れるためにベ
ースプレート３０に設けられ、Ｏリングガスケット３７
は、乾燥剤キャニスタ２０と、乾燥剤キャニスタ２０が
接続される空気回路の装着面との間のシール機能を提供
する。

【００２３】ベースプレート３０の強度は、リブ４２の
数、寸法、幅、および長さを調節して制御することが望
ましく、キャニスタ２２内の所定（predetermined）の
最大装置圧の高圧時にリブ４２が湾曲して、Ｏリングガ
スケット３７を外方に押し出して、空気を、ベースプレ
ート３０と、フィルタ２０とが接続する流体回路の装着
面の間で逃がすことによって、圧力を緩和させる。これ
が、圧力リリーフ弁などの他の安全特性の支援に役立つ
フェイルセーフの安全特性を提供する。リブ４２は、キ
ャニスタ２２の破損や縁曲げ結合部の破損を発生させる
圧力に達する前に、湾曲してガスケットを押し出すこと
によって圧力を緩和するように設計される。

【００２４】ベースプレート３０とキャニスタ２２とは
一般に、成形プラスチック容器３４のような好ましい形
の内部シェルを収納し、その容器中３４に、乾燥剤キャ
ニスタ２０を通る空気流から水分を除去するための、堅
くパックされた大量の空気乾燥剤ペレット（pellets）
３６（図ではペレットを概略的に示す）が入っている。
図２によれば、容器３４は、開放端４１と実質的な閉鎖
端４３とを有する実質的に円筒形の側壁３９を含み、閉
鎖端４３は中央孔明き（perforated）部分４５を含み、
空気流がその中を通って出口ポート４６と連通できるよ
うになっている。孔明き部分４５は、入口ポート４８か
ら出口ポート４６への空気流の短絡を防ぐ軸方向シール
として役立つ、容器の下部外側に一体成形された一対の
同心リング４７、４９の内側にある。希望すれば、独立
のゴムガスケット（図示せず）をリング４７、４９間に
挿入して、その間の空気漏れの防止を向上させるように
してもよい。閉鎖端部分４３は、乾燥空気内の粉塵を除
去するためのダストフィルタ５２がぴったりとはめられ
るキャビティ５０も含むが、粉塵は、振動や空気圧の脈
動と変動による乾燥剤ペレット３６間の摩擦と相対運動
から生じたものである。

【００２５】ダストフィルタ５２は、さもなければ、乾
燥剤キャニスタ２０が接続する空気圧回路に損傷と磨耗
を生じさせるかもしれない小さな乾燥剤粒子を取り除
く。ダストフィルタ５２は、好ましくはペレット３６の
サイズより小さなアパーチャを持つ孔明き底部５６を有
する、金属コンポーネントのリテーナカップ（retainer
cup）５４を含んでもよく、また繊維パッド（fabric pa
d）５８などのフィルタ媒体や、大部分の乾燥剤粉塵が
乾燥剤キャニスタ２０から出ないようにするだけ充分に
小さいが、不当に制限的ではない大きさの開口部を持っ
た他の適当な濾過媒体を含んでもよい。この好ましい実
施の形態では、ダストフィルタ５２は、孔明き部分４５
を囲む容器３４の太いリブ部５９の上に支持されている
ので、軸力がより直接的にリング４７、４９に伝達され
て、容器３４の中央孔明き部分４５に対する力を最小に
するようになっている。内部容器３４は、容器３４を外
側キャニスタ２２の半径方向内側へ配置するのに役立
つ、半径方向外方に向いた複数のフィン６０を含むとと
もに、内部容器３４が圧力脈動時に外方へ膨張しないよ
うにする支持機能を備えることが望ましい。空気通路６
１は、空気を乾燥剤キャニスタ２０を通って軸方向に連
通させるために、隣接フィン６０の間と、概ね容器３４
の外周面とキャニスタ２２の内面の間に配置される。

【００２６】ペレット３６のサイズより小さいアパーチ
ャを持つ孔明きトップエンドプレート６２を容器３４の
開放端４１に設けて、ペレット３６を容器３４内に保持
する。この好ましい実施の形態では、孔明きエンドプレ
ートは開放端４１へ摺動可能にはめ込まれて、ペレット
３６と接触するようになっている。スプリング６４は、
エンドプレート６２がペレット３６に力を加えてペレッ
ト３６をコンパクトな状態に保つように、キャニスタ２
２の閉鎖端２４とプレート６２の凹部６６の間で圧縮さ
れる。有利なことに、これが乾燥剤ペレット３６のベッ
ド内の大きな空気の隙間の発生を防ぎ、乾燥剤ベッドの
隣接ペレット間の摩擦の量を最小にする。

【００２７】スプリング６４はまた、ベースプレート３
０の凹部つまり座面６６に着座するボトムエンドプレー
ト６８に対して容器３４を接触状態に保つ。リング状の
コアレッサ（coalescer）７０がボトムエンドプレート
６８と容器３４間に配置されて、さもなければペレット
３６を固めるかもしれない大きな水の粒子と、さもなけ
ればペレット３６の水の吸着性を抑制するかもしれな
い、エアブレーキ装置のコンプレッサによって生じた浮
遊オイル粒子とを防止する。コアレッサ７０は通常、大
形の異物を除去するワイヤメッシュ（wire mesh）その
他の適当な媒体から成り、特に、大形のオイルと水の異
物がペレット３６と接触しないようにする。コアレッサ
７０をフィルタ自体の中でなく、エアブレーキ装置内の
乾燥剤キャニスタ２０の外に配置することを望む場合
は、それも許容される。容器３４は、コアレッサ７０を
外部コーナ７２と係合させるとともに、ボトムエンドプ
レート７４をコアレッサ７０と接触させるように構成し
て、入口空気流を、コアレッサ７０を通過するよう向か
わせコアレッサを迂回（bypass）しないようにする。

【００２８】ボトムエンドプレート６８は、ベースプレ
ート３０の入口ポート４８と流体連通して乾燥剤キャニ
スタ２０への空気の流入を許す複数のアパーチャ７６を
含む。ボトムエンドプレート６８はまた、ベースプレー
ト３０の出口ポート４６と流体連通して乾燥剤キャニス
タ２０からの空気の流出を許す中央開口部７８を含む。
中央開口部７８は、位置合わせ（alignment）用のベー
スプレートのロケーションリング（location ring）上
に配置される。エンドプレート６８はまた、ベースプレ
ート３０の対応鋳造タブ（cast tab）８２、またはリベ
ットのような他の固定手段を受け入れる少なくとも一つ
のロケーション孔(hole)８０を含む。エンドプレートを
位置決めする重要性は、圧力逃がし機構に関する後述す
る詳細によって、より良く理解されるだろう。しかしな
がら、エンドプレート６８は窪み（dimple）７７を有す
る中実部分７５を含み、その窪みがベースプレート３０
の２つの隣接リブ４２間の隔室（compartment）を囲む
のが分かる。図６と図７とで分かるように、アパーチャ
７６はエンドプレート６８のまわり全体に広がっている
のではなく、中実部分７５が、さもなければ連続するア
パーチャの輪を分断している。タブ８２を変形させて、
エンドプレート６８をベースプレート３０へ固定しても
よい。エンドプレート６８とベースプレート３０の組合
せはまた、希望すれば内部リングガスケット２７を受け
入れる溝８６を設けることによって、ベースプレート３
０の独立した半径方向溝の必要性を排除する。

【００２９】本発明を実施する場合、一体の縁曲げ用リ
ムを持つ鋳物ベースプレートは、リムの外周と外側ガス
ケット３７の間に、圧力リリーフ弁を搭載するために利
用可能な領域を持ち、その弁は、ベースプレートのアパ
ーチャ内に、確実で保護された方向に装着される。支持
肩部３３と外側ガスケット３７間の外側溝３５は、空気
を排出するチャネルとして役立つとともに、妨害から逃
がしポート９８を保護する。

【００３０】本発明によれば、第１の実施の形態の乾燥
剤キャニスタ２０は改善された逃がし機構を含む。この
実施の形態では、逃がし機構は独立式（self-containe
d）、つまりフィルタ自体によって保護されている。こ
の実施の形態において、にがし機構は、ベースプレート
３０の２つの隣接リブ４２間のボトムエンドプレート６
８の中実部分７５と、ベースプレート３０の２つの隣接
リブ４２間のスペースを覆う中実バリヤ８８とによって
囲まれた隔室９０の中に配置される。バリヤ８８はベー
スプレート３０へ一体に形成された比較的薄い壁なの
で、ベースプレート３０の曲げ強さは、まだ主としてリ
ブ４２の寸法決めによって決定される。これが、ベース
プレートが湾曲する圧力を制御するためにベースプレー
ト３０のリブ４２を選択的に寸法決めするという上述の
安全特性を裏付ける。

【００３１】ベースプレート３０は、この実施の形態で
は隔室９０の内側に収容された装着部材９２を備えた圧
力リリーフ弁装着アパーチャを含む。装着部材９２は、
圧力リリーフ弁９６を受容するキャビティ９４を持つ。
リリーフ弁９６をベースプレート３０のキャビティに装
着することは、外部環境からより良く保護されるととも
に、その結果としてリリーフ弁９６によって提供される
安全特性の信頼性を増加させる高度に保護された弁配置
を提供する。ここで、エンドプレート６８の窪み７７
が、隔室９０と圧力リリーフ弁９６間の流体連通を保証
することは言うまでもない。キャビティ９４はベースプ
レート３０内に極めて容易に鋳造できるのでリリーフ弁
９６を装着する経済的な方法を提供する。装着部材９２
は、キャビティ９４を外側Ｏリングガスケット３７を超
えた点の大気に連絡する逃がしポート９８を含む。キャ
ビティ９４と逃がしポート９８とは、乾燥剤キャニスタ
２０がエアブレーキ回路に固定されるときに垂直に配置
されることが望ましく、そうすることでキャビティ９４
内の水は通常、全部重力によって逃がしポート９８から
排水されるので、冷温状態での氷詰まりの可能性を排除
する。逃がしポート９８はまた、ベースプレートの外部
溝３５内に配置されることによって保護されるので、キ
ャビティ９４への雪水や氷の飛込みの防止に役立つ。逃
がし機構をリブ４２間の内部に収納することによって、
逃がし機構は概ね外部環境から保護され、また同様に、
雪水や氷が逃がし機構に飛び込むという問題を防止す
る。

【００３２】図３と、図１４〜１６とに関して説明する
と、リリーフ弁９６は圧縮スプリング１０２、プランジ
ャ１０４、および弁ボディ１０６を備えている。スプリ
ング１０２はプランジャ１０４と係合し、キャビティ９
４のベース１０７によって支持される。この実施の形態
では、逃がしポート９８は、キャビティ９４のベース１
０７と側壁１０９間のコーナーに出口を持つ。フィルタ
逃がし圧力はスプリング１０２のばね定数と未圧縮長さ
によって決定可能で、温度の影響から実質的に独立して
いるので、確実な逃がし圧力を提供する。弁ボディ１０
６は、装着部材９２のキャビティ９４にぴったりはまっ
てリリーフ弁９６をベースプレート３０へ位置決めする
ための外面を含む。弁９６はまた、半径方向溝１１０に
着座する外側Ｏリングガスケット１０８を含み、ガスケ
ットはキャビティ９４の内面に押し付けられて空気圧の
逃げを防止するとともに、弁９６をキャビティ９４内に
留める締まりばめを提供することによって、固定または
保持機能として役立つ。

【００３３】弁ボディ１０６は、その他に、またはそれ
に加えて、ねじ結合、圧入、溶接、接着、その他の適当
な手段でキャビティ９４内に固定してもよい。この実施
の形態では、エンドプレート６８は弁ボディ１０６に力
を加えて、リリーフ弁９６をキャビティ９４内に保持す
るのに役立つ。弁ボディ１０６は、逃がしポート９８を
介して外気に開放されるとともに、スプリング１０２と
プランジャ１０４とを収容する内部チャンバ１１２を持
つ。弁ボディ１０６は、乾燥剤キャニスタ２０の内部の
過大な空気圧を大気へ逃がすための開口部１１６を有す
る弁座１１４を含む。スプリング１０２はプランジャ１
０４のステム部分１１８に同軸にはめられて、プランジ
ャ１０４を弁座１１４に押し付けて空気が乾燥剤キャニ
スタ２０から出ないようにする。これは、プランジャ１
０４が弁ボディ１０６内で整合した位置を保つ（aligne
d）のに役立つ。プランジャ１０４は複数のロケーティ
ングフィン１１１を含み、このフィン１１１もまた、プ
ランジャ１０４がチャンバ１１２内で整合した位置を保
つのに役立つとともに、空気流を許すことによって逃が
し空気を逃がしポート９８と連通させる働きをする空気
通路１１７を提供する。

【００３４】本発明の一局面によれば、プランジャ１０
４は、孔（hole）１１６内に延びる小径プラグ部分１２
０と、更には、シール状に弁座１１４に接触、着座する
外形を持つ大径部分とを含む。プラグ部分１２０は孔１
１６の大きさにぴったり合うように形成されるので、プ
ラグ部分１２０が実質的に孔１１６を満たして孔１１６
の頂部の空所を最小にする。プラグ部分１２０の端部１
２４は鋳物装着部材９２の頂部１２６と実質的に面一に
して、さもなければ水やオイルを含む異物を集める傾向
を持つキャビティの形成を避けるようにすることが望ま
しい。一つの利点は、プランジャが弁座１１４に着座し
ているときは、この形状によって、水、氷、オイルその
他の異物が孔１１６に堆積するのを防止することであ
る。これによって、低温状態でリリーフ弁９６が凍結し
て作動不能になるのをより良く防止する。プラグ部分１
２０の寸法は孔よりも小さくして、空気がプラグの大径
部分１２１に圧力を加えることができる小さな隙間を提
供するようにする。これもまた、圧力解放の後でプラグ
部分１２０が孔１１６内に戻ることを保証する。弁プラ
ンジャ１０４のステム部分１１８とフィン１１１の位置
整合機能もまた、プラグ部分１２０が孔１１６に確実に
戻るようにするのに役立つ。

【００３５】図から分かるように、孔１１６の喉部は比
較的短いので、作動上の利点を提供する。特に、孔１１
６の喉部を比較的短くすることによって、クラッキング
（cracking）圧力と完全逃がし圧力（full relief pres
sure）の間に存在する圧力差を比較的小さくできる。最
初のクラッキング時に、プランジャ１０４のプラグ部分
１２０はまだ一部が孔１１６の中にあるので、空気流を
制限する働きをする。圧力が増加すると、プランジャ１
０４は更に開いて空気をより速く逃がす。これによっ
て、弁９６は必要な大きさの圧力だけを逃がすことがで
きる。圧力が下がると、プランジャ１０４のプラグ部分
１２０は孔１１６に戻り、過剰な圧力を、よりゆっくり
した速度で放出させる。

【００３６】本発明の別の局面によれば、リリーフ弁９
６および機構は、乾燥剤キャニスタ２０の出口ポート４
６に接続されるが、そこは空気がより乾いていて、容器
３４内のペレット３６によってすでに乾燥されている。
第１の実施の形態でこれを達成するには、通路１２２を
ベースプレート３０のハブ３８に設けて、出口ポート９
６をリリーフ弁９６に接続する囲込み通路を提供すると
ともに、入口ポート４８の、より湿った（wetter）空気
ではなくて乾いた空気をリリーフ弁９６に連通するよう
にする。出口ポート４６の空気も、コアレッサ７０と乾
燥剤ペレット３６の中を移動しているので、小さなオイ
ル粒子は実質上存在しない。有利なことに、これが、
水、オイル、その他の異物がリリーフ弁９６に生成また
は堆積するのをより良好に防止する。

【００３７】常時運転中、より湿った圧縮空気は入口ポ
ート４８を通ってフィルタ２２に流入し、コアレッサ７
０を通って、水滴や油滴、そして異物粒子を除去し、複
数の軸方向空気通路６１を通ってフィルタの閉鎖端２４
のチャンバに入り、そこで再び方向を変えて乾燥剤ペレ
ット３６のベッドに入ってから軸方向に抜けて、乾燥剤
ペレット３６のベッドの下流のダストフィルタ５２を通
って乾燥剤の粉塵を集めて、出口ポート４６に至る。通
常、乾燥剤キャニスタ２０を通る空気流を定期的に反転
させて、圧縮した乾いた空気が出口ポート４６から入口
ポート４８に流れるようにすることが望ましい。これ
は、乾いた空気をペレット３６の上に流して、水を乾燥
剤ペレット３６から蒸発させることによって、ペレット
の水保持能力を再生させるために普通に行われる。かく
して、用語「出口ポート」と「入口ポート」は、より湿
った空気が乾燥剤キャニスタ２０の中を流れる様子を表
していることが理解されるだろう。

【００３８】図９〜１３に戻って、乾燥剤フィルタ２２
０の第２の実施の形態を説明する。言うまでもなく、こ
の実施の形態の動作は第１実施の形態と同様であり、第
１の実施の形態を参照して理解されるであろうから、こ
の実施の形態の或る局面についてのみ説明する。この実
施の形態では、入口および出口ポートの配置が逆にされ
ている、すなわち、より湿った空気を受け入れる入口ポ
ート２４８はベースプレート２３０のハブ２３８の内側
に配置されているが、出口ポート２４６はベースプレー
ト２３０のリブ２４２の間で、入口ポート２４８のまわ
りに半径方向に配置される。乾いた（drier）空気は元
来、リブ２４２間の出口ポート２４６で発生するので、
リブ間の別の閉じた隔室と、ハブを通る流体通路とを設
ける必要がない。

【００３９】これも分かることだが、この実施の形態は
コアレッサを含んでいない。コアレッサはエアブレーキ
装置に備えてもよいし、それとは別に、入口ポート２４
８とフィルタ２２０の乾燥剤ペレット２３６のベッド間
に設けてもよい。この実施の形態はまた、乾燥剤ペレッ
ト２３６のベッド下流のダストフィルタ２５８を含む
が、この場合、ダストフィルタ２５８はトップエンドプ
レート２６２と乾燥剤ペレット２３６との間に配置され
る。ダストフィルタ２５８は、乾燥剤の粉塵が出口ポー
トに流れないようにする。この場合、ダストフィルタ２
５８は適当な濾過媒体のパッドを備えている。その他
に、下流ダストフィルタ２５８を、容器２３４の外側
に、例えば、第１の実施の形態のコアレッサを収納した
キャビティ２７０内に配置できるだろう。この実施の形
態はまた、空気流がペレット２３６を乾かすために逆に
されたときに、乾燥剤の粉塵を除去できる上流ダストフ
ィルタ２５９も示す。

【００４０】これも注目すべきことだが、内部容器２３
４はベースプレートハブ２３８の肩部２２１に着座す
る。入口ポート２４８に入る空気は、スプリング２６４
に抗して容器２３４に対して軸方向に作用する。スプリ
ング２６４の力は、容器２３４とベースプレート２３０
間の係合を維持するほど充分に大きいので、軸方向のシ
ールを提供する。外側リング２４７はまた、乾燥剤ペレ
ット２３６のベッドを通過して短絡する空気の能力も制
限する。これも注目すべきことだが、溝２８６をベース
プレート２３０に形成して（鋳造時、またはその後の機
械加工時に）、内側ガスケット２２７を受け入れるよう
にする。

【００４１】第２の実施の形態はまた、保護されたリリ
ーフ弁９６を示すが、弁は第１の実施の形態と同様にベ
ースプレート２３０に結合されるとともに、第１の実施
の形態のリリーフ弁９６と同様に作動するので、更なる
説明はしない。これらの実施の形態を見ると、入口およ
び出口ポートのそれぞれの位置を入れ替えるには最少の
加工修正（tooling modification）しか必要としないこ
とが分かるだろう。特に、リリーフ弁の位置とベースプ
レートに鋳造された装着部材とは両実施の形態で同一な
ので、各種の異なるブレーキ装置の構成に合致する特注
可能なフィルタを達成できる。リリーフ弁が、入口およ
び出口ポートの位置によってリブ間のスペースを単に選
択的に包囲または開放するだけで乾燥空気を受けること
は有利である。

【００４２】図１７の実施の形態は、リリーフ弁３９６
のわずかに異なる装着構成を示す。リリーフポート３９
８は、コーナーを通るのではなくキャビティ３９４のベ
ース４０７を通る出口を持つ。リリーフ弁３９６はま
た、先の２つの実施の形態に比べて更に半径方向外方に
配置される。

【００４３】乾燥剤ベッドを通る単一パスを示したが、
これも理解されるように、本発明の新しい局面はまた、
マルチパス型（multiple pass type）の乾燥剤キャニス
タへの組込みも可能で、そのタイプのキャニスタは、例
えば同一発明者による「空気乾燥剤キャニスタ」と題す
る米国特許出願第 09/442,205 号（同一譲受人に譲渡）
に開示されており、その全開示は引用によって本明細書
に全体的に組み込まれている。

【００４４】本明細書での引用はすべて、特許、特許出
願、ならびに出版物も含めて、引用によって本明細書に
全体的に組み込まれている。本発明を、好ましい実施の
形態に関して重点的に説明したが、当業者には明らかな
ように、この好ましい実施の形態のバリエーション（va
riations）も使用可能であり、本発明は、本明細書に詳
細に記載されたものとは別の方法で実行できる。したが
って、本発明は、前述の特許請求の範囲によって定義さ
れる発明の精神と範囲に入るすべての修正を包含するも
のである。

【００４５】

【発明の効果】本発明の乾燥剤乾燥器によれば、ベース
プレート内に装着された圧力リリーフ弁を備えるので、
内部圧力が所定の圧力以上にまで上昇した場合に、内部
圧力を確実に逃がすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による乾燥剤キャニ
スタの斜視図である。

【図２】実質的に図１の線２−２のまわりの、断面図で
ある。

【図３】図２の一部の拡大部分断面図である。

【図４】ベースプレート、リリーフ弁、およびエンドプ
レートを含む、図１に示すフィルタの部品の平面図であ
る。

【図５】図４の線５−５のまわりの、断面図である。

【図６】図６は、図４に示す部品の分解斜視図である。

【図７】図６と同様の類似する分解斜視図であるが、異
なる角度の斜視図である。

【図８】図１に示す乾燥剤キャニスタの部品の分解斜視
図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態による乾燥剤キャニ
スタの端面図である。

【図１０】図９の線９−９のまわりの、断面図である。

【図１１】図１０の一部の拡大部分断面図である。

【図１２】図１０に示す乾燥剤キャニスタに使用される
ベースプレートの斜視図である。

【図１３】図１０に示す乾燥剤キャニスタに使用される
ベースプレートの斜視図である。

【図１４】図１と１０の乾燥剤キャニスタの実施の形態
で使用されるリリーフ弁アセンブリの拡大斜視、部分切
取図である。

【図１５】図１４の端面図である。

【図１６】図１４の側面図である。

【図１７】図１４のリリーフ弁をベースプレートに装着
する別の方法を示す別の実施の形態である。この実施の
形態は空気圧回路の装着面と関連して示す。

【符号の説明】

２０、２２０ 乾燥剤キャニスタ ２２ キャニスタ ２４ 閉鎖端 ２６ 開放端 ２７ 外部ガスケット ２８ 側壁 ２９ 外部ガスケット溝 ３０、２３０ ベースプレート ３１ 自由端 ３３ 支持肩部 ３４、２３４ 容器 ３５ 溝 ３６、２３６ ペレット ３７ 外側Ｏリングガスケット ３８、２３８ ハブ ３９ 側壁 ４１ 開放端 ４２、２４２ リブ ４３ 閉鎖端 ４４ ねじ ４５ 孔明き部分 ４６、２４６ 出口ポート ４７ リング ４８、２４８ 入口ポート ４９ リング ５０ キャビティ ５２、２５８ ダストフィルタ ５４ リテーナカップ ５６ 孔明き底部 ５８ 繊維パッド ５９ リブ部 ６０ フィン ６１ 空気通路 ６２、２６２ エンドプレート ６４、２６４ スプリング ６６ 凹部 ６８ エンドプレート ７０ コアレッサ ７２ 外部コーナ ７４ ボトムエンドオウレート ７５ 中実部分 ７６ アパーチャ ７７ 窪み ７８ 中央開口部 ８０ 孔 ８２ タブ ８６、２８６ 溝 ８８ バリヤ壁 ９０ 隔室 ９２ 装着部材 ９４、３９４ キャビティ ９６、３９６ リリーフ弁 ９８、３９８ 逃がしポート １０２ 圧縮スプリング １０４ プランジャ １０６ 弁ボディ １０７ ベース １０８ 外側Ｏリングガスケット １０９ 側壁 １１０ 半径方向溝 １１１ フィン １１４ 弁座 １１６ 孔 １１７ 空気通路 １１８ ステム部分 １２０ プラグ部分 １２２ 通路 １２４ 端部 １２６ 頂部 ２２１ 肩部 ２２７ 内側ガスケット ２４７ 外側リング ２５９ ダストフィルタ ２７０ キャビティ ３９８ リリーフポート ４０７ ベース

フロントページの続き (71)出願人 593020201 4400 Ｅａｓｔ Ｈｉｇｈｗａｙ 30，Ｋ ｅａｒｎｅｙ，Ｎｅｂｒａｓｋａ 68848 −6010，ＵＳＡ (72)発明者 ジーン ダブリュ． ブラウン アメリカ合衆国、ネブラスカ州 68845、 キーニー、21番プレイス、 17 (72)発明者 デイビッド エイ． ビーレ アメリカ合衆国、ネブラスカ州 68845、 キーニー、20番アベニュー、 3407

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアブレーキ装置用のスピンオン式乾燥
   剤キャニスタ形式の乾燥剤乾燥器であって：中央ハブ
   と、前記ハブを囲む外周リムと、および前記ハブと前記
   リムとを結合するとともに半径方向に延びる複数のリブ
   とを含むベースプレートであり、前記中央ハブは、前記
   エアブレーキ装置へのスピンオン式接続用のねじ付き中
   央開口部を画成し、前記ねじ付き中央開口部は、前記ブ
   レーキ装置との流体連通用の中央ポートを設け、複数の
   外周ポートが、前記ハブと前記リブと前記外周リムとの
   間に画成されたベースプレートと；前記外周リム上に設
   けた外側リングガスケットと；閉鎖端と、開放端と、お
   よびそれらの間のほぼ円筒形側壁とを有するキャニスタ
   であって、前記円筒側壁のエッジが前記開放端で前記ベ
   ースプレートに固定されたキャニスタと；前記中央ポー
   トと前記外周ポートとの間の空気流を乾燥させるため
   の、前記キャニスタ内の乾燥剤ベッドと；および、 前記リングガスケットと前記円筒側壁の前記エッジとの
   間で前記ベースプレート内に装着された圧力リリーフ弁
   とを備える；乾燥剤乾燥器。
2. 【請求項２】前記ベースプレートが、前記外側リングガ
   スケットを少なくとも部分的に囲む、前記外周リム内の
   排気溝を含み、前記圧力リリーフ弁が前記排気溝内に排
   気するよう適合された；請求項１に記載の乾燥剤乾燥
   器。
3. 【請求項３】前記外周リムが、前記排気溝を囲む環状壁
   を含み、前記側壁のエッジが前記環状壁に縁曲げ加工さ
   れる；請求項２に記載の乾燥剤乾燥器。
4. 【請求項４】前記ベースプレートがアルミニウム鋳物で
   あり、前記リブが、前記キャニスタ内の所定の最大空気
   圧において、空気が前記リングガスケットを過ぎて前記
   ベースプレートの外側に沿って通過できるように充分に
   湾曲するような選択された強度特性を持ち、前記所定の
   最大空気圧が、前記リリーフ弁が開く圧力よりも大きい
   が、前記乾燥剤キャニスタが破裂する圧力よりも小さ
   い；請求項１、２、または３のいずれか１項に記載の乾
   燥剤乾燥器。
5. 【請求項５】更に、前記ベースプレートに近接するベー
   スと、前記ベースから延びるチューブ状側壁とを含む、
   前記キャニスタ内の内部乾燥剤容器であって、前記乾燥
   剤ベッドが前記乾燥剤容器を実質的に充填する粒子状乾
   燥剤媒体を含む内部乾燥剤容器と；および、 入口および出口ポート間で空気を連通する、前記乾燥剤
   キャニスタを通る空気通路であって、 一方の軸方向の、前記乾燥剤ベッドを通る第１流路、お
   よび、 他方の軸方向の、前記乾燥剤ベッドのまわりの、前記乾
   燥剤容器と前記キャニスタ間の第２流路、を含む空気通
   路とを備える；請求項１、２、３、または４のいずれか
   １項に記載の乾燥剤乾燥器。
6. 【請求項６】コアレッサとダストパッドとを備え、前記
   ダストパッドは前記第１流路に配置され、前記コアレッ
   サは前記第２流路に配置された；請求項５に記載の乾燥
   剤乾燥器。
7. 【請求項７】更に、前記乾燥剤容器内で摺動可能なバッ
   フルプレート；および、 前記閉鎖端によって支持された、前記バッフルプレート
   を前記ベースに押し付けることによって前記乾燥剤媒体
   を圧縮するためのスプリングを備える；請求項５または
   ６に記載の乾燥剤乾燥器。
8. 【請求項８】更に、前記乾燥剤ベッドを迂回して、前記
   リリーフ弁を前記中央ポートに接続する専用流路を備え
   る；請求項１、２、３、４、５、６、または７のいずれ
   か１項に記載の乾燥剤乾燥器。
9. 【請求項９】エアブレーキ装置用の乾燥剤乾燥器であっ
   て；外側シェルとベースプレートとを含むハウジングで
   あり、前記外側シェルは開放端と、閉鎖端と、およびこ
   れらの間のチューブ状側壁とを含み、前記ベースプレー
   トは前記開放端で前記シェルに結合され、前記ベースプ
   レートは湿り空気の受入用の入口ポートと乾き空気の戻
   り用の出口ポートとを有するようにしたハウジングと；
   前記乾燥剤乾燥器を通って流れる空気を乾燥させるよう
   にした前記ハウジング内の乾燥剤ベッドと；および、 前記ハウジングに装着されて、前記乾燥剤乾燥器の内部
   の圧力を外部環境に逃がすようにした圧力リリーフ弁と
   を備える；乾燥剤乾燥器。
10. 【請求項１０】前記圧力リリーフ弁が；弁チャンバを画
    成し、前記乾燥器の前記内部に曝される入口開口部と外
    部環境に曝される逃がし出口とを有する弁ボディと；閉
    位置と開位置との間で、前記弁チャンバ内において移動
    可能な弁プランジャと；および、 前記プランジャを前記閉位置の方向に付勢するスプリン
    グとを含み；前記閉位置は、前記弁プランジャが前記入
    口開口部と前記逃がし出口間の空気の通過を妨げる位置
    であり、前記開位置は、前記弁プランジャが前記入口開
    口部と前記逃がし出口間の空気の通過を許す位置であ
    る；請求項１、２、３、４、５、６、７、８、および９
    のいずれか１項に記載の乾燥剤乾燥器。
11. 【請求項１１】交換式の乾燥剤乾燥器であって；。前記
    プランジャが、前記閉位置で前記入口開口部内に突出す
    るプラグ部分を含む；請求項１０に記載の乾燥剤乾燥
    器。
12. 【請求項１２】プランジャが、前記弁ボディに接触し前
    記プランジャを前記弁ボディ内に位置せしめる複数の半
    径方向突出フィンを含み、前記入口開口部から前記逃が
    し出口までの空気通路が前記開位置で隣接フィンの間に
    形成され、前記プランジャが、前記入口開口部の下の円
    形接触部に沿って前記弁ボディをシールする；請求項１
    ０または１１に記載の乾燥剤乾燥器。
13. 【請求項１３】ベースプレートが、前記リリーフ弁を受
    容するキャビティを画成し、前記キャビティが、前記ス
    プリングを支持する底面を含む、 請求項１０、１１、または１２のいずれか１項に記載の
    乾燥剤乾燥器。
14. 【請求項１４】更に、前記弁ボディと前記ベースプレー
    ト間で圧縮されるリングガスケットを備える；請求項１
    ０、１１、１２、または１３のいずれか１項に記載の乾
    燥剤乾燥器。