JP2011036793A - 空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
車両用圧縮空気ブレーキ装置等の空気乾燥装置を構成する交換式カートリッジの外部カバーに於いて、該交換式カートリッジと基盤との密閉性を向上させて空気乾燥装置の品質及び信頼性を向上させる空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造に関する。
【解決手段】
立上げ片１６ａの先端１６ｅから外部カバー１６の底部１６ｆまでの中間位置に第１斜面部１６ｇを形成し、底部１６ｆから左側垂直壁部１６ｈを立上げ形成する。左側垂直壁部１６ｈに対向して右側垂直壁部１６ｉを形成する。この両者間に頂面１６ｊを形成し、左側垂直壁部１６ｈと、右側垂直壁部１６ｉ及び頂面１６ｊとで凹陥１６ｂを形成し内部にシール部材２１を嵌着している。右側垂直壁部１６ｉの下端は円弧状部１６ｋを形成してある。そして該外部カバー１６の高さＨ_１の中間位置であって下端面１６ｍから所定高さＨ_２で第２斜面部１６ｎを延在形成する。該第２斜面部１６ｎから円弧状部１６ｐを経て最外垂直壁部１６ｑを立下げ形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に車両用圧縮空気ブレーキ装置等の空気乾燥装置を構成する交換式カートリッジの外部カバーに於いて、該交換式カートリッジを前記空気乾燥装置の基盤に螺合・緊締する際に該交換式カートリッジの底部に配設したシール部材の異常な変形に起因する空気漏れが生ずることを防止し、該交換式カートリッジと前記基盤との密閉性を向上させて空気乾燥装置の品質及び信頼性を向上させる空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造に関する。

従来、この種、流入空気の除湿やオイルを除去するための空気乾燥装置の例としては図４に示す米国特許公報２００６／０１２３７４３Ａ１に開示された技術がある。
これについて説明すれば、１は空気乾燥装置であって外ケース２と、この外ケース２の下端２ａに基盤３を固定してある。該基盤３は乾燥前の圧縮空気を流入するための入口３ａと、略中央部に穿孔した出口３ｂとを有している。該基盤３は例えば全体が所定の厚さを有する円盤状に形成され、その略中央部が筒状の突起体３ｃで形成し乾燥後の圧縮空気を排出する前記出口３ｂを備えている。そして、前記基盤３の出口３ｂの外周部分には円周状に所定間隔、例えば相互間を略４５°に設定した入口３ａを８個を有している。

前記外ケース２の内側に内ケース２Ａを有していて、該内ケース２Ａは上方・下方に大径及び小径の筒体２ｂ、２ｃでなる円筒状に形成されてある。該内ケース２Ａの小径筒体２ｃの底板２ｅは基盤３の出口３ｂと連通する小孔でなる排出口２ｆを多数個穿孔している。該底板２ｅの上面にはフィルタ板４を敷設している。一方、該底板２ｅの外周縁の下面と前記基盤３の外周縁の上面との間には第１フィルタ５を介装してある。

そして該内ケース２Ａの底板２ｅの略中央部下面に円筒突起２ｇを突設し、この先端部分にシール材２ｈを介在させて前記基盤３の略中央部に上方に向って形成した筒状の突起体３ｃの外周に固設している。また前記内ケース２Ａの大径筒体２ｂの外周面と外ケース２の内周面との間にはエア流送路Ｓ１及び該内ケース２Ａの小径筒体２ｃの外周面と外ケース２の内周面との間にはバイパス通路Ｓ２をそれぞれ形成している。

６は第２フィルタであって、前記バイパス通路Ｓ２内であって、該内ケース２Ａの大径筒体２ｂの外周縁の下面と小径筒体２ｃの下端縁との間に固定・配置している。前記基盤３の下部には下面にシール部材７を備えた外部カバー８を固定している。該外部カバー８には基盤３の入口３ａに連通する流入口８ａ及び基盤３の出口３ｂに連通する流出口８ｂを形成している。図中２ｄは内ケース２Ａの蓋板であり、その中央部に筒体２ｊを突設すると共に多数個の開口２ｋ・・・・・を穿孔してなり、フィルタ板９をその下面に配置し、内ケース２Ａ内に充填した乾燥剤１０を閉止する。１１はスプリングであり前記筒体２ｊ内に巻装され外ケース２の上壁面２ｉに支持されている。
図中、Ｖはチェックバルブでありバイパス通路Ｓ２に配置している。

従来の技術の例に於ける空気圧縮装置１は上述の構成であるので、圧縮機（図示せず）から流送された乾燥前の圧縮空気は入口３ａから第１フィルタ５、バイパス通路Ｓ２を経由して第２フィルタ６及びエア流送路Ｓ１を流過し、蓋板２ｄの開口２ｋを経て乾燥剤１０に流れ込む。そして、該圧縮空気は該乾燥剤１０により該圧縮空気はさらに除湿・乾燥されてフィルタ板４を経て底板２ｅの排出口２ｆを流過して基盤３の出口３ｂから排出される。

２００６／０１２３７４３Ａ１に係る米国特許公報

従来の技術に於ける空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造は上述した構成であり、つぎの課題が存在した。
すなわち、ここに於いて、前記シール部材７は外部カバー８の凹部８ｃ内に嵌挿されている。そして該凹部８ｃの外周辺部８ｄにより該凹部８ｃを圧接するように作用し、凹部８ｃに嵌挿されたシール部材７が該凹部８ｃから離脱しないように構成している。しかし該外周辺部８ｄはその下端が鋭角をなしており、シール部材７への圧着力が弱く、加えて該空気乾燥装置１を長年間使用することにより、該凹部８ｃが経年変化を惹起し、該シール部材７が凹部８ｃから脱落するという問題点があった。

本発明に係る空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造は叙上の問題点を解決すべく発明したものであり、次の構成、手段から成立する。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、外ケースと、該外ケースの内部に収納されかつ大径長円筒体部及びこれと一体成形された小径長円筒体部を有すると共に、該大径長円筒体部の内部に乾燥剤を充填した乾燥用ケースと、該乾燥用ケースの下端に固定しかつ圧縮空気の入口及び出口を備えた基盤と、該外ケースの下端部に外縁部を加締めて固定した外部カバーと、前記外部カバーは該基盤の圧縮空気の入口に挿入・係止した立上げ片と、該立上げ片から底部までの中間位置に形成した第１傾斜部と、該底部から立上げ形成した左側（外方）垂直壁部と、該左側（外方）垂直壁部の上端に形成した頂面と、左側（外方）垂直壁部に対向して形成した右側（内方）垂直壁部と、右側（内方）垂直壁部の下端に形成した円弧状部と、外部カバーの高さＨ_１の中間位置であって下端面から所定の高さＨ_２の位置に於ける該円弧状部から形成した第２斜面部と、該第２斜面部から円弧状部を経て立下げ形成した最外垂直壁部とを有し、該左側（外方）垂直壁部、該頂面及び該右側（内方）垂直壁部で形成した凹陥内に嵌着したシール材を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明に於いて、前記第１斜面部の表面と左側（外方）垂直壁部の表面とが形成する傾斜角θ_１を４５°に設定し及び該第２斜面部の裏面と最外垂直壁部の裏面とが形成する傾斜角θ_２を４５°に設定したことを特徴とする。

本発明に係る空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造は上述した構成を有するので次の効果がある。

すなわち、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、外部カバーは右側（内方）垂直壁部の下端が円弧状部を構成し外部カバー１６の高さＨ_１の中間位置であって下端面から所定高さＨ_２で第２斜面部を延在形成した構成とし、第２斜面部の裏面と最外垂直壁部１６ｑの裏面とが形成する傾斜角θ_２は概ね４５°に設定し、円弧状部から第２斜面部を経て円弧状部へのストレスが常に該凹陥の外方に働き嵌着されたシール部材を常時圧接するので該凹陥は両面つまり左側（外方）垂直壁部と右側（内方）垂直壁部により常に挟着状態を維持しシール性の向上に加えて、空気乾燥装置の品質向上及び耐久性の向上させるという効果がある。

本発明に係る空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造の実施の形態を示す垂直断面図である。 本発明の空気乾燥装置に適用した外部カバーを示す垂直断面図であって（ａ）は図３の矢視Ａ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ部拡大図である。 本発明の空気乾燥装置に適用した外部カバーを示す平面図であって、外部カバーの外縁部をカール状に形成する前の状態を示す図である。 従来の技術に於ける空気乾燥装置の例を示す垂直断面図である。

次に、本発明に係る空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造の実施の形態について図１に基づき詳細に説明する。
図１は空気乾燥装置の内部構造を示す垂直断面図である。
１２は本発明に係る空気乾燥装置であって、大概して外ケース１３と、この外ケース１３の内部に収納された乾燥用ケース１４と、該外ケース１３の下端部１３ａに固定した基盤１５と、該基盤１５を下方から支持しかつ該下端部１３ａの端部１３ｂに固定した外部カバー１６とで構成される。前記外ケース１３は例えば冷間圧延鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板等で作成され全体形状が空洞であって釣鐘状を成している。

前記乾燥用ケース１４は前記外ケース１３と同一材質であって、全体形状が略円筒形で成形され大径長円筒体部１４Ａと、これと一体成形されかつ小径長円筒体部１４Ｂとを有している。前記大径長円筒体部１４Ａはその内部に粒状の乾燥剤１７を充填している。該乾燥剤１７は高性能乾燥剤であって例えば合成ゼオライト等の材料で構成される。該大径長円筒体部１４Ａの上面及び底面にそれぞれフィルタ１８ａ、１８ｂを介してフィルタ板１８ｃ、１８ｄを敷設または覆設している。前記フィルタ１８ａ、１８ｂは例えばポリエステル材料等で成形され略円盤状であって、その中央部分を低く成形している。

該フィルタ板１８ｃ、１８ｄは前記外ケース１３と同一材質であって薄板状の円盤形状で構成され、その中央部分に凹部１８ｅ、１８ｆを形成し、この上方のフィルタ板１８ｃの凹部１８ｅに支持ばね１９を係入し乾燥用ケース１４を支持している。また、該フィルタ板１８ｃ、１８ｄはそれぞれ多数個の小開口１８ｇ・・・・、１８ｊ・・・・を貫通形成している。これにより乾燥された圧縮空気はフィルタ板１８ｃの小開口１８ｇからフィルタ１８ａ、乾燥剤１７を経由してフィルタ板１８ｄの小開口１８ｊを流過し、小径長円筒体部１４Ｂの内部を流れ基盤１５の出口１５ａに流送・排出される。

１９は支持ばねであり、外ケース１３内に巻装され該外ケース１３の上壁面１３ｃとフィルタ１８ａの中央部分とで支承されている。２０はオイル吸着材であって、全体形状が略ドーナツ状で構成され、前記外ケース１３の内壁面と乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂとの間に形成された空間Ｓ３に挿置されている。該オイル吸着材２０は高性能油吸着材であって、例えば、テイジンオルソーブ（商品名）を採用することもできる。

前記基盤１５は、例えば全体が所定の厚さを有する円盤状に形成され、その略中央部が筒状の突起体１５ｂで形成し乾燥後の圧縮空気を排出する出口１５ａを備えている。そして、前記基盤１５の出口１５ａの外周部分には円周状に所定間隔、例えば相互間を略４５°に設定した入口１５ｃを８個を有している。また、該基盤１５に形成した例えば８個の入口１５ｃの内壁面に外部カバー１６の立上げ片１６ａを挿入・係止する。前記外部カバー１６は下面に凹陥１６ｂを周設・形成し、この凹陥１６ｂ内にリング状のシール部材２１を嵌着している。該シール部材２１は中心部分が貫通孔２１ａとなっており、前記基盤１５の出口１５ａに連通している。

一方に於いて前記外部カバー１６の外縁部１６ｃは内方にカール状に形成する。他方に於いて前記外ケース１３の下端部１３ａの端部１３ｂは外方にカール状に形成する。そして、その両者間は例えばシール剤を塗布して加締めて固定する。
尚、図中２２はシール部材であり乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂの下端縁と基盤１５の筒状の突起体１５ｂの外周面とに介装され、両者は密閉性を高めている。

次に本発明に係る空気乾燥装置に於ける実施の形態について動作等を説明する。
空気圧縮装置１２は上述した構成であるので、圧縮機（図示せず）から流送された乾燥前の圧縮空気は入口１５ｃから空間Ｓ３内のオイル吸着材２０を流過し、該圧縮空気に包含する例えば重油や原油、機械油、灯油及び軽油等の各種のオイル粒子分や湿気分を除去する。該オイル吸着材２０は圧縮空気に包含するオイルを蓄積する能力を高めている。

この場合、該オイル吸着材２０の働きにより、いわゆるオイル上がりを防止できた圧縮空気を乾燥剤１７に流れ込ませる。すなわちオイル吸着材２０から送出された乾燥空気は外ケース１３と大径長円筒体１４Ａとの間の隙間Ｓ４を経てフィルタ板１８ｃの小開口１８ｇを通じて乾燥剤１７に流れる。該圧縮空気はさらに除湿・乾燥されて乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂに流送されると共に基盤１５の出口１５ａから排出される。そこで前記シール部材２１の下部に配置したタンク内に流送された圧縮空気によりオイル分が滞留することがなく、空気乾燥装置の品質を高めることができる。ここで基盤１５の入口１５ｃの全個数の総面積と外ケース１３と乾燥用ケース１４の大径長円筒体部１４Ａとの間の隙間Ｓ４の軸直角断面積をほぼ同じにするとよい。そして乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂの軸直角断面積と基盤の出口１５ａの軸直角断面積をほぼ同じにするとよい。また、乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂの軸直角断面積よりも外ケース１３の内壁面と乾燥用ケース１４の小径長円筒体部１４Ｂとの間に形成された空間Ｓ３の軸直角断面積のほうを大きくするとよい。また、基盤１５の入口１５ｃの全個数の総面積と出口１５ａの軸直角断面積をほぼ同じにするとよい。さらに隙間Ｓ４に対して基盤１５の入口１５ｃをできるだけ基盤１５の中心側に配置するとよい。このように配置すると空間Ｓ３内での流速が遅くなりオイルミストが液滴化（凝縮）しやすくなる。

また上述したオイル吸着剤２０は使用済みで廃却することがなく、これを洗浄し、いわゆるカートリッジ式を採用し、空間Ｓ３内に再使用可能となる。また使用済みのものと新規なオイル吸着剤２０とを交換可能にすることができる。

次に、本発明に係る空気乾燥装置に於ける特徴点である外部カバー１６を詳述する。図２は本発明の空気乾燥装置に適用した外部カバー１６を示す垂直断面図であって（ａ）は図３の矢視Ａ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ部拡大図である。

前記外部カバー１６は全体形状が図３に示すように略円盤状であってその中心部が真円状貫通孔１６ｄを形成してある。この真円状貫通孔１６ｄの周辺には立上げ片１６ａを複数個、本例では互いに所定角度毎に配置し具体的には８個形成している。該立上げ片１６ａの先端１６ｅから外部カバー１６の底部１６ｆまでの中間位置に第１斜面部１６ｇを形成する。この第１斜面部１６ｇは前記真円状貫通孔１６ｄに沿って周設してある。そして底部１６ｆから左側（外方）垂直壁部１６ｈを立上げ形成している。この第１斜面部１６ｇの表面と左側（外方）垂直壁部１６ｈの表面とが形成する傾斜角θ_１は概ね４５°に設定する。

前記左側（外方）垂直壁部１６ｈに対向して右側（内方）垂直壁部１６ｉを形成している。そしてこの両者間に頂面１６ｊを形成してあり、前記左側（外方）垂直壁部１６ｈと、前記右側（内方）垂直壁部１６ｉ及び頂面１６ｊとで前述した凹陥１６ｂを形成する。該凹陥１６ｂは前記真円状貫通孔１６ｄに沿って周設してあり、その内部にシール部材２１を嵌着している。前記右側（内方）垂直壁部１６ｉの下端は円弧状部１６ｋを形成してある。そして該外部カバー１６の高さＨ_１の中間位置であって下端面１６ｍから所定高さＨ_２で第２斜面部１６ｎを延在形成している。該第２斜面部１６ｎから円弧状部１６ｐを経て最外垂直壁部１６ｑを垂直に立下げ形成している。該第２斜面部１６ｎの裏面と最外垂直壁部１６ｑの裏面とが形成する傾斜角θ_２は概ね４５°に設定する。外部カバー１６の高さＨ_１であり、その下端面１６ｍから所定高さＨ_２は外部カバー１６の高さＨ_１の約１／２程度に設定するとよい。
尚、外部カバー１６の外縁部１６ｃは内方にカール状に形成すると共に、外ケース１３の下端部１３ａの端部１３ｂは外方にカール状に形成して、その両者間は例えばシール剤を塗布して加締めて固定する。

次に、本発明に係る空気乾燥装置に於ける外部カバー１６の実施例を図２（ｂ）に基づき説明する。
上述からシール部材２１は凹陥１６ｂに嵌着しており、該凹陥１６ｂは左側（外方）垂直壁部１６ｈ、右側（内方）垂直壁部１６ｉ及び頂面１６ｊで構成されると共に、該凹陥１６ｂの外方につまり該立上げ片１６ａの先端１６ｅから外部カバー１６の底部１６ｆまでの中間位置に第１斜面部１６ｇを形成する。そして傾斜角θ_１を４５°に設定したので立上げ片１６ａによる底部１６ｆへのストレスが常に該凹陥１６ｂへの内方に働き嵌着されたシール部材２１を常時圧接することになる。従って該シール部材２１により密閉性が向上する。

一方、前記右側（内方）垂直壁部１６ｉの下端は円弧状部１６ｋを構成し該円弧状部１６ｋから所望長さの垂直部１６ｒを立上げ一体形成しその垂直部１６ｒから第２斜面部１６ｎを形成する。すなわち該垂直部１６ｒの上端までの位置は外部カバー１６の高さＨ_１の中間位置であって下端面１６ｍから所定高さＨ２であり、第２斜面部１６ｎを延在形成した構成とし、第２斜面部１６ｎの裏面と最外垂直壁部１６ｑの裏面とが形成する傾斜角θ_２は概ね４５°に設定し、円弧状部１６ｐから第２斜面部１６ｎを経て円弧状部１６ｋへのストレスが常に該凹陥１６ｂの外方に働き嵌着されたシール部材２１を常時圧接する。それ故該凹陥１６ｂは両面つまり左側（外方）垂直壁部１６ｈと右側（内方）垂直壁部１６ｉにより常に挟着状態を維持しシール性の向上に加えて、空気乾燥装置の品質向上及び耐久性の向上を実現できた。
尚、外ケース１３の下端部１３ａと外部カバー１６の外縁部１６ｃの加工方法は例えば、該外ケース１３の下端部１３ａ及び該外部カバー１６の外縁部１６ｃの水平部分が延在してあり、その水平部分同志を密着させ加締める。而して外ケース１３の下端部１３ａと外部カバー１６の外縁部１６ｃは図１に示すような形状・構造となる。

本発明は自動車の圧縮空気供給システムの分野に利用するものであって、交換式カートリッジを有する車両用の空気乾燥装置に採用するほか、交換式カートリッジを有する一般の空圧機器類に適用する。

１２ 空気乾燥装置
１３ 外ケース
１３ａ 外ケースの下端部
１３ｂ 外ケースの下端部の端部
１３ｃ 外ケースの上壁面
１４ 乾燥用ケース
１４Ａ 乾燥用ケースの大径長円筒体部
１４Ｂ 乾燥用ケースの小径長円筒体部
１５ 基盤
１５ａ 基盤の出口
１５ｂ 基盤の筒状の突起体
１５ｃ 基盤の入口
１６ 外部カバー
１６ａ 外部カバーの立上げ片
１６ｂ 外部カバーの凹陥
１６ｃ 外部カバーの外縁部
１６ｄ 外部カバーの真円状貫通孔
１６ｅ 外部カバーの立上げ片の先端
１６ｆ 外部カバーの底部
１６ｇ 外部カバーの第１斜面部
１６ｈ 左側（外方）垂直壁部
１６ｉ 右側（内方）垂直壁部
１６ｊ 頂面
１６ｋ 円弧状部
１６ｍ 下端面
１６ｎ 外部カバーの第２斜面部
１６ｐ 円弧状部
１６ｑ 最外垂直壁部
１６ｒ 垂直部
１７ 乾燥剤
１８ａ フィルタ
１８ｂ フィルタ
１８ｃ フィルタ板
１８ｄ フィルタ板
１８ｅ フィルタ板の凹部
１８ｆ フィルタ板の凹部
１８ｇ フィルタ板１８ｃの小開口
１８ｊ フィルタ板１８ｄの小開口
１９ 支持ばね
２０ オイル吸着材
２１ シール部材
２２ シール部材

Claims (2)

1. 外ケースと、該外ケースの内部に収納されかつ大径長円筒体部及びこれと一体成形された小径長円筒体部を有すると共に、該大径長円筒体部の内部に乾燥剤を充填した乾燥用ケースと、該乾燥用ケースの下端に固定しかつ圧縮空気の入口及び出口を備えた基盤と、該外ケースの下端部に外縁部を加締めて固定した外部カバーと、前記外部カバーは該基盤の圧縮空気の入口に挿入・係止した立上げ片と、該立上げ片から底部までの中間位置に形成した第１傾斜部と、該底部から立上げ形成した左側（外方）垂直壁部と、該左側（外方）垂直壁部の上端に形成した頂面と、左側（外方）垂直壁部に対向して形成した右側（内方）垂直壁部と、右側（内方）垂直壁部の下端に形成した円弧状部と、外部カバーの高さＨ_１の中間位置であって下端面から所定の高さＨ_２の位置に於ける該円弧状部から形成した第２斜面部と、該第２斜面部から円弧状部を経て立下げ形成した最外垂直壁部とを有し、該左側（外方）垂直壁部、該頂面及び該右側（内方）垂直壁部で形成した凹陥内に嵌着したシール材を備えたことを特徴とする空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造。
2. 前記第１斜面部の表面と左側（外方）垂直壁部の表面とが形成する傾斜角θ_１を４５°に設定し及び該第２斜面部の裏面と最外垂直壁部の裏面とが形成する傾斜角θ_２を４５°に設定したことを特徴とする請求項１に記載の空気乾燥装置に於ける外部カバーの構造。

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