JP2023121698A - 空気圧調節装置およびその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気の排出速度が速くコンパクトで低コストの空気圧調節装置を提供する。
【解決手段】外部から取り入れた空気を圧縮するコンプレッサＣと、コンプレッサＣに連接され、可逆性除湿剤が封入されたドライヤＤと、ドライヤＤで除湿された空気を他の機器に供給する接続口１と、コンプレッサＣとドライヤＤとの間に設けられ、ドライヤＤの空気を排出する排気弁２と、ドライヤＤと接続口１との間に設けられ、空気流量の大きな第１流路ｒ１および空気流量の小さな第２流路ｒ２を切り替える切替弁Ｖと、を備えた空気圧調節装置Ｓおよびその作動方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばエアサスペンションを備えた車両の高さ調節を行うべく、外部空気を圧縮するコンプレッサと、流通させる空気の除湿を行うドライヤと、圧縮空気をエアサスペンションなど他の機器に供給する接続口と、コンプレッサの空気を排出する排気弁と、を備えた空気圧調節装置およびその作動方法に関する。

従来、このような空気圧調節装置としては例えば特許文献１に示すものがある（〔０００９〕～〔００１３〕及び図１参照）。

この空気圧調節装置は、特に車高を短時間のうちに下げることができ、ドライヤ内の除湿剤の除湿再生効率に優れた、コンパクトかつ安価な空気圧車高調整装置を提供しようとするものである。

具体的には、空気を圧縮するコンプレッサ１と、可逆性除湿剤が封入されたドライヤ３と、空気を蓄えるタンク５と、空気圧の増減により車高を調整するエアサスペンション７とを備えている。コンプレッサ１の吐出側からエアサスペンション７までの間には、ドライヤ３と、エアサスペンション７からドライヤ３への方向にのみ絞り作用を行なう一方向絞り弁９と、車高調整弁１１とがこの順に設けられている。

さらに、車高調整弁１１および一方向絞り弁９の間と、タンク５との間に、第１タンク弁１３が設けられ、タンク５とコンプレッサ１の吸込み側との間に、第２タンク弁１５が設けられている。ドライヤ３とコンプレッサ１の吐出側との間には、回路内の空気を大気に放出する排気弁１７が設けられている。

これらの構成は制御手段１９によって制御され、車高上昇時は、第１タンク弁１３及び排気弁１７を閉とし、車高調整弁１１を開としてコンプレッサ１を作動させる。一方、車高下降時は、下降制御開始から所定時間内は第２タンク弁１５および排気弁１７を閉とし、車高調整弁１１および第１タンク弁１３を開とする。仮に所定時間経過時に車高が目標車高まで下降していない場合には、その状態から第１タンク弁１３を閉とし排気弁１７を開としてエアサスペン
ションの残りの空気が排出される。

このように、空気を蓄えるタンク５が排気回路側に設けられ、車高下降時は、エアサスペンション内の圧縮空気をタンク５に蓄積できる分だけ放出して車高を下げ制御する。つまり、タンク５の容量を、頻繁に発生し得る車高調整の範囲内で対応できる程度の小容量に設定し、所定時間をその範囲内における車高下降制御に必要な時間としている。タンクに放出される圧縮空気は絞りを通過せず、車高下降時間が短縮されるというものである。

特開２００２－８７０４０号公報

上記従来の空気圧調節装置では、タンク５に排出した乾燥空気は再度サスペンションに供給することができ、次回の車高上昇時には新たにコンプレッサで外気を圧縮することなく車高調節が可能である。

ただし、仮に所定時間内に車高が目標車高まで下降しきれていない場合には、その状態から第１タンク弁を閉とし排気弁を開として、エアサスペンション内の圧縮空気が一方向絞り弁９およびドライヤ３を介したのち排気弁１７から放出される。例えば、乗客の乗降時や積み荷の搬出入時など車高を一定高さだけ素早く下降させたい場合には、一方向絞り弁９を介した空気の放出が必要となり迅速さが担保できない。

また、タンク５を別途備えておく必要があり、装置の体格や重量が増すばかりかタンク５に付随する弁等の制御が必要となって装置構成が煩雑となる。

このように、従来の空気圧調節装置では、効率的に空気を排出することができない等の種々の解決すべき課題を有しており、空気の排出速度が速くコンパクトで低コストの空気圧調節装置が求められていた。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置の特徴構成は、
外部から取り入れた空気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに連接され、可逆性除湿剤が封入されたドライヤと、
前記ドライヤで除湿された空気を他の機器に供給する接続口と、
前記コンプレッサと前記ドライヤとの間に設けられ、前記ドライヤの空気を排出する排気弁と、
前記ドライヤと前記接続口との間に設けられ、空気流量の大きな第１流路および空気流量の小さな第２流路を切り替える切替弁と、を備えた点にある。

（効果）
本構成の切替弁はドライヤと接続口との間に設けてある。通常、他の機器に供給される空気はドライヤによって除湿し、また、他の機器から空気を排出する際にはドライヤを流通させることでドライヤの吸湿水分を除去してドライヤを再生させる。そのために、ドライヤと接続口との間には空気流量を所定量とするオリフィスが備えられる。

しかし、本構成では、ドライヤと接続口との間に切替弁を設け、空気流量の大きな第１流路に切り替えることができる。これにより、例えば他の機器から空気を排出する際には、ドライヤには大流量の空気が流れることとなり、ドライヤの再生機能は十分に発揮されない。しかし、当該構成とすることで、他の機器の空気を素早く排出することができる。

よって、例えば、当該空気圧調節装置が接続された他の機器がエアサスペンションである場合には、エアサスペンションの空気を速やかに排出し、車高の下げ調節を迅速に行うことができる。

本発明の空気圧調節装置は、ドライヤを機能させるべく通常は空気の流量を絞る部位に敢えて切替弁を設けたものであり、ドライヤの空気流量制限を一時免除することで速やかな空気の排出効果を得るものである。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置にあっては、前記切替弁が、外周が前記接続口と連通し内周が前記ドライヤに連通する環状の弁座と、前記弁座に当接・離間する弁体と、を備え、前記第１流路が、前記弁体が前記弁座から離間した状態で前記弁体と前記弁座との隙間に形成され、前記第２流路が、前記弁体が前記弁座に当接した状態で前記接続口と前記ドライヤとを連通するように前記弁体に貫通形成される構成とすることができる。

（効果）
本構成であれば、第１流路の開口面積は弁座の全周に形成される隙間により決定され、第２流路の開口面積は、例えば弁体に貫通形成する孔部のサイズにより決定される。特に、弁座の全周部に形成される第１流路は、弁体の移動距離に応じて大きな携行面積を得ることができる。本構成であれば、簡便な構成でありながら流量の異なる第１流路と第２流路を容易に形成することができる。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置にあっては、前記切替弁がソレノイドを備え、前記弁体が前記ソレノイドのコイルに対して往復移動するプランジャであり、前記第２流路の前記接続口に対する開口が、前記弁体のうち前記往復移動の方向に交差する法線を有する外表面に形成され、前記第２流路の前記ドライヤに対する開口が、前記弁体のうち前記往復移動の方向に沿う法線を有する外表面に形成され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材が設けられた構成とすることができる。

（効果）
本構であれば、切替弁が非通電のとき弁体が弁座に当接し、通常時には流量の小さな第２流路が開通する。第２流路が機能する状態では、接続口に接続する他の機器の圧力が高い場合でも、接続口に対する第２流路の開口が弁体の往復方向に交差する方向に向いているから、他の機器の圧力によって弁体が不意に作動することがない。よって、空気の流通制御を確実に行うことができる。

一方、他の機器に高圧空気を供給する際には、ドライヤに対する第２流路の開口が弁体の往復方向に沿う方向に向いている。仮にドライヤの内圧が高い場合には、弁体には押し込まれる方向に高圧が作用する。よって、切替弁への通電に際して、プランジャである弁体が速やかに移動し、他の機器に対して高圧空気を速やかに供給することができる。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置にあっては、前記切替弁がソレノイドを備え、前記弁体が前記ソレノイドのコイルに対して往復移動するプランジャであり、前記第２流路の前記接続口に対する開口が、前記弁体と前記コイルの隙間によって形成され、前記第２流路の前記ドライヤに対する開口が、前記弁体において前記往復移動の方向に沿って貫通形成された縦孔によって形成され、前記縦孔に、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材が設けられた構成とすることもできる。

（効果）
本構では、切替弁が非通電で弁体が弁座に当接している際の第２流路が、弁体と切替弁の隙間によって形成される。このため、接続口の側の高圧等によって弁体が不意に移動することがなく、安定したオリフィス機能を発揮することができる。

また、縦孔は、弁体に対して弁体の往復移動の方向に沿って貫通孔を形成するだけでよく、その加工は極めて容易であり、弁体の構造が簡略化される。よって、当該切替弁を一般のコンプレッサ機構等に低コストで付加することができる。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置にあっては、
前記コンプレッサと前記ドライヤとの間、且つ、前記コンプレッサと前記排気弁との間に第２切替弁を備えると共に、
前記切替弁と前記接続口との間の位置と、前記第２切替弁と、を接続する循環路を備え、
前記第２切替弁の切替により、前記コンプレッサからの圧縮空気を前記ドライヤに供給すると共に前記循環路を遮断する第１状態と、
前記コンプレッサからの空気を前記循環路を介して前記ドライヤに対して逆方向に供給すると共に、前記ドライヤを通過した空気を前記コンプレッサに還流させる第２状態と、に切り替え可能に構成することができる。

（効果）
本構成であれば、第２切替弁を切り替え操作して、ドライヤへの空気の供給方向を変更することができる。これにより、ドライヤが保持する水分を効率的に排出することができる。例えば、動作対象から空気を排出する際には切替弁を第１流路に切り替えてドライヤを流通する空気の流量を高める。

これにより、ドライヤに大流量の空気を流して、空気を排気弁から排出することができるが、このときドライヤの乾燥剤から水分を取り去る再生機能は十分に発揮されず、乾燥剤の水分吸着量はドライヤの内部において空気の流通方向に沿って手前側程多くなっている。ドライヤを通過した空気はドライヤの下手側にある排気弁から排出されるが、乾燥剤は十分に再生されず水分が残留する。

本構成であれば、この残留水分を更に排出するために、第２切替弁を切り替えてドライヤに対する空気の流通方向を逆向きにし、コンプレッサからの空気を供給することができる。この供給空気はコンプレッサの動作熱によって加熱されているため、乾燥剤に吸着された水分を取り去り易い。また、空気の流通方向が逆であれば、高温の空気が乾燥材のうち吸着水分量の少ない側から多い側に流通するから吸着水分がドライヤの内部で拡散して均一化することがない。水分量の最も多い部分がこの場合の最下流側となるのでドライヤの内部の水分を効率的に排出することができる。

（特徴構成）
本発明に係る空気圧調節装置の作動方法にあっては、前記第２切替弁を前記第２状態に切り替えたのち、前記切替弁を前記第１流路に切り替えて空気流量の大きな第１工程を行い、次に、前記切替弁を前記第２流路に切り替えて空気流量を小さくすると共に、前記排気弁を解放する第２工程を行うと好都合である。

（効果）
本方法であれば、第１工程において、コンプレッサの作動熱によって加熱された空気がドライヤの内部を大きな流量で逆流し、かつ、ドライヤとコンプレッサとの間で循環する。これにより、ドライヤの乾燥剤に吸着された水分が、乾燥剤の各部位における吸着量の勾配変化が大きく変化しない状態で循環空気中に吸収される。

次に、第２工程において、切替弁を流量の小さな第２流路側に切り替え、排気弁を解放する。これにより、ドライヤの内部を空気が緩やかに通過し、乾燥剤に吸着された水分を確実に取り去ることができる。

このように本方法であれば、ドライヤの乾燥剤に吸着された水分の除去効果が高まり、ドライヤを常に良好な状態に維持することができる。

第１実施形態に係る空気圧調節装置の構成を示す側断面図 第１実施形態に係る空気圧調節装置の構造を示す平断面図 第１実施形態に係る空気圧調節装置の構成を示すブロック図 第１実施形態に係る切替弁の動作態様を示す説明図 第２実施形態に係る切替弁の動作態様を示す説明図 第３実施形態に係る空気圧調節装置の構成を示すブロック図 第３実施形態に係る空気圧調節装置の動作態様を示す説明図

〔第１実施形態〕
（概要）
本発明の第１実施形態に係る空気圧調節装置Ｓ（以下、単に「装置Ｓ」と称する）につき、図１および図２には断面図を示し、図３には構成のブロック図を示す。具体的には、外部から取り入れた空気を圧縮するモータＭおよびピストンＰを有するコンプレッサＣと、コンプレッサＣに連接され除湿剤ｄ１が封入されたドライヤＤと、ドライヤＤで除湿された空気を他の機器に供給する接続口１と、コンプレッサＣとドライヤＤとの間に設けられドライヤＤの空気を排出する排気弁２と、を備えている。

モータＭは、図１に示すように、装置Ｓの下部に設けられ、回転軸ｍ１を備える。この回転軸ｍ１にはコンロッドｍ２を介してピストンＰが設けられ、シリンダｍ３の内部で往復移動する。シリンダｍ３の頂部には外部から空気を取り入れる吸入弁ｃ１と、ピストンＰで圧縮した空気をドライヤＤに導く吐出弁ｃ２が設けてある。吸入弁ｃ１および吐出弁ｃ２は一方向弁である。

吐出弁ｃ２から吐出された圧縮空気は、シリンダｍ３の外部に併設された供給路３を介してドライヤＤの下部に供給される。ドライヤＤには可逆性の除湿剤ｄ１が封入されており、空気が圧縮されることで凝集する水分を一時的に吸収する。除湿剤ｄ１は、ドライヤＤの下部にスプリングｄ２と共に設けられた穴開きプレートｄ３によって上方空間に位置固定され、除湿剤ｄ１どうしが移動して粉砕されないように構成されている。

（切替弁）
本実施形態では、図４に示すように、ドライヤＤの頂部であってドライヤＤと接続口１との間に切替弁Ｖが設けてある。この切替弁Ｖによって、ドライヤＤと他の機器との間の空気の流通路を、空気流量の大きな第１流路ｒ１と空気流量の小さな第２流路ｒ２に切り替えることができる。空気流量の小さな第２流路ｒ２を設けるのは、特にドライヤＤの排気時に、ドライヤＤに流入する空気量を少なくしてドライヤＤの内圧を下げ、流通する乾燥空気による水分の除去を促進して乾燥剤の再生性を高めるためである。

この切替弁Ｖを介してコンプレッサＣで圧縮された空気が他の機器に供給され、或いは、他の機器から排出された空気がドライヤＤに戻され、排気弁２から放出される。ドライヤＤに充填した除湿剤ｄ１は可逆性を有し、空気をコンプレッサＣで圧縮する際には凝縮した水分が吸収される。圧縮空気が排出される際には、ドライヤＤに戻される乾燥した空気によって、先に除湿剤ｄ１に吸着された水分が再度外部に連れ去られる。

図２に示すように、コンプレッサＣからドライヤＤに向かう圧縮空気の供給路３と、ドライヤＤから排気弁２に向かう排出空気の排出路４とは、略同じ平面内の異なる位置に設けてある。排気弁２はソレノイドを有しており、弁体の位置を開状態と閉状態とに変更可能である。

図３および図４に示すように、第１流路ｒ１は大口径の流路であり、第２流路ｒ２には絞り機能を有するオリフィスが設けられている。

図３に示すように、切替弁Ｖはバネｖ１を備えており、常時は第２流路ｒ２が選択されている。また、図４に示すように、切替弁Ｖは筒状のコイルｖ２とその中央で往復移動する弁体ｖ３を備えている。この弁体ｖ３はソレノイドのプランジャとして機能する。このように本構成の第１流路ｒ１と第２流路ｒ２とは、コイルｖ２に対する弁体ｖ３の出退によって切り替えられる。

弁体ｖ３は例えば円筒状の部材であり、中央部にバネｖ１を内装するバネ室ｖ４を備えている。このバネｖ１により、弁体ｖ３はコイルｖ２から突出付勢される。弁体ｖ３が突出する先には、ハウジングＨと一体に環状の弁座ｈ１が形成されている。弁体ｖ３の先端には例えば環状のシールゴムｖ５が取り付けられ、弁座ｈ１に対して密当接することができる。図４（ａ）は弁体ｖ３が弁座ｈ１に当接した状態であり、図４（ｂ）は弁体ｖ３が弁座ｈ１から離間した状態である。

弁体ｖ３には第２流路ｒ２を形成する二つの孔部が形成してある。一つは弁体ｖ３の軸心Ｘに対して直交方向に貫通する第１孔ｒ２１であり、もう一つは、弁体ｖ３の先端から弁体ｖ３の軸心Ｘに沿って第１孔ｒ２１に連通する第２孔ｒ２２である。このうち特に第２孔ｒ２２の孔径が、オリフィスの機能を発揮するように所定のサイズに決定される。また第１孔ｒ２１は弁体ｖ３の二方向に開口するが、これら二つの開口面積の合計が第２孔ｒ２２の断面積よりも大きくなるように設定されている。

第２流路ｒ２が選択された図４（ａ）では、弁体ｖ３が弁座ｈ１に当接し、第１流路ｒ１が閉じられている。一方、コイルｖ２から突出した弁体ｖ３の側部に第２流路ｒ２が開口し、ドライヤＤと接続口１とが連通される。図４（ｂ）は、切替弁Ｖに通電されて弁体ｖ３がバネｖ１の付勢力に抗って引退し、弁体ｖ３が弁座ｈ１から離れた状態である。これにより第２流路ｒ２がコイルｖ２の内部に移動して閉じられ第１流路ｒ１が選択される。

第１流路ｒ１の開口面積は弁座ｈ１の全周に形成される隙間により決定され、第２流路ｒ２の開口面積は、例えば弁体ｖ３に貫通形成する第２孔ｒ２２のサイズにより決定される。これに対し、弁座ｈ１の全周部に形成される第１流路ｒ１は、弁体ｖ３の移動距離に応じて大きな開口面積を得ることができる。本構成であれば、簡便な構成でありながら流量の異なる第１流路ｒ１と第２流路ｒ２を容易に形成することができる。

また、本構であれば、切替弁Ｖが非通電のとき弁体ｖ３が弁座ｈ１に当接し、通常時には流量の小さな第２流路ｒ２が開通する。第２流路ｒ２が機能する状態では、接続口１に接続する他の機器の圧力が高い場合でも、接続口１に対する第２流路ｒ２の開口が弁体ｖ３の往復方向に交差する方向に向いているから、他の機器の圧力によって弁体ｖ３が不意に作動することがない。よって、空気の流通制御を確実に行うことができる。

さらに、本構成の弁体ｖ３であれば、他の機器に高圧空気を供給する際には、ドライヤＤに対する第２流路ｒ２の開口が弁体ｖ３の往復方向に沿う方向に向いている。弁体ｖ３の開き動作は、原則として切替弁Ｖへの通電によって行うが、仮にドライヤＤの内圧が高い場合には、弁体ｖ３には押し込まれる方向に高圧が作用する。よって、切替弁Ｖへの通電に際して弁体ｖ３の移動が素早くなり、他の機器に対して高圧空気を速やかに供給することができる。

このように、本実施形態ではドライヤＤと接続口１との間に切替弁Ｖを設け、空気流量の大きな第１流路ｒ１を選択できるようにした。これにより、例えば他の機器から空気を排出する際には、ドライヤＤに大流量の空気を流して空気を排気弁２から排出することができる。このときドライヤＤの除湿剤ｄ１から水分を取り去る再生機能は十分に発揮されないが、本構成であれば他の機器の空気を素早く排出することができる。

よって、例えば、本実施形態の空気圧調節装置Ｓが接続された他の機器がエアサスペンションＡである場合には、エアサスペンションＡの空気を速やかに排出し、車高の下げ調節を迅速に行うことができる。

〔動作態様〕
図３に基づき、改めて本装置Ｓの動作態様を示す。
例えば本実施形態のエアサスペンションＡがバスに備え付けてあり、車高を上昇させる場合には次のように行う。

制御装置ＥＣＵは、排気弁２を閉じ状態、切替弁Ｖを第２流路ｒ２に設定、エアサスペンションＡに付随した開閉弁５を閉じ状態に設定する。次にコンプレッサＣを稼働させ、空気を圧縮しつつドライヤＤに蓄積する。ドライヤＤにある程度の圧縮空気が蓄積されたら開閉弁５を開き状態とし、エアサスペンションＡに圧縮空気を供給する。

このとき、ドライヤＤでは、圧縮空気中の水分が除湿剤ｄ１に吸着されると共に、水滴となった水分がドライヤＤの下部に一旦貯留される。除湿剤ｄ１に吸着された水分は、排出空気がドライヤＤを逆方向に通過する際に当該排出空気に連れ去られる。また、ドライヤＤの下部の貯留水は、排出路４および排気弁２を介して排出空気と一緒に排出される。

エアサスペンションＡが所定の高さまで上昇すると、開閉弁５が閉じられ、コンプレッサＣを停止する。これにより、コンプレッサＣに設けてある一方向弁である吐出弁ｃ２がドライヤＤの圧縮空気の逆流を防止し、所定圧の空気がドライヤＤに貯留される。尚、ドライヤＤの圧縮空気は、排気弁２を開き操作して、一旦、排出しても良い。

車高を下げる場合には、排気弁２を開状態とする。これにより、ドライヤＤの内部に高圧空気が残存している場合にはこの空気の排出が始まる。これに合わせて切替弁Ｖに通電して切替弁Ｖを第１流路ｒ１に設定し、開閉弁５を開き状態にする。これにより、エアサスペンションＡの高圧空気がドライヤＤを介して排気弁２から排出される。

このとき、切替弁Ｖが第１流路ｒ１に設定されているので、エアサスペンションＡの高圧空気が速やかに排出され車高は迅速に下降制御される。ただし、大流量の排出空気がドライヤＤを通過するため、除湿剤ｄ１が吸着している水分のうち排出空気に連れ去られる分量は少なくなる。

〔第２実施形態〕
図５には、空気圧調節装置Ｓの第２実施形態を示す。
ここでは、切替弁Ｖがコイルｖ２とプランジャ機能を有する弁体ｖ３を備えている点では第１実施形態と共通である。ただし、第２流路ｒ２の接続口１に対する開口が、弁体ｖ３とコイルｖ２の隙間によって形成される。一方、第２流路ｒ２のドライヤＤに対する開口は、弁体ｖ３において往復移動の方向に沿って貫通形成された縦孔ｒ２３によって形成される。縦孔ｒ２３には、切替弁Ｖに反力を取りつつ弁体ｖ３を弁座ｈ１に向けて付勢する付勢部材であるバネｖ１が設けられている。

本構成のように、第２流路ｒ２が、弁体ｖ３とコイルｖ２の隙間によって形成されるものであれば、例えば弁体ｖ３の外径寸法をコイルｖ２の開口寸法より所定値だけ小さく構成すればよく、非常に簡単に構成することができる。仮に、隙間を設けることで弁体ｖ３が往復移動時に傾き、コイルｖ２の内壁に引っ掛かる場合には、例えば弁体ｖ３の表面に往復移動の方向に沿って所定断面積の溝部を形成しておくとよい。

一方、弁体ｖ３に形成する縦孔ｒ２３は、弁体ｖ３の往復移動の方向に沿って貫通孔を形成するだけでよく、その加工は極めて容易であり、やはり弁体ｖ３の構造が簡略化される。よって、当該切替弁Ｖを一般のコンプレッサ機構等に低コストで付加することができる。

また、このような第２流路ｒ２であれば、第１実施形態と同様に、接続口１の側の高圧空気が弁体ｖ３を往復移動させる方向に外力を加えることがなく弁体ｖ３が不意に移動することがない。よって、安定したオリフィス機能を発揮することができる。

〔第３実施形態〕
第３実施形態には、コンプレッサＣと接続口１との間に循環路Ｒを設け、エアサスペンションＡから空気を排出する際に、ドライヤＤが吸着した水分を除去し易くする空気圧調節装置Ｓの例を示す。

ドライヤＤが吸着した水分の除去について、例えば、先に挙げた従来技術（特開2002-087040号公報）では、コンプレッサ(1)、ドライヤ(3)、低圧タンク(5)、制御対象であるエアばね(7)とを有し、コンプレッサ(1)の吐出側とドライヤ(3)との間から回路内の空気を大気に放出する排気弁(17)が設けられている。

この装置において空気を大気開放する場合、エアばね(7)或いは低圧タンク(5)にある空気はオリフィス(9)を介してドライヤ(3)に流入し、ドライヤ(3)に吸着された水分の幾らかを取り去りつつ排気弁(17)から放出される。この際のドライヤ(3)の再生は、オリフィス(9)を一定流速の空気が通過するときにのみ行われるからドライヤ(3)の再生効率を向上させるにも限界がある。

また、他の従来技術（特開2017-171285号公報）は、コンプレッサ(24)と、ドライヤ(40)、リザーバタンク(38)、エアばね(22)、分離チェックバルブ(33)を備えている。分離チェックバルブ(33)によって主エアライン(63)と補助エアライン(67)を切り替えることで、リザーバタンク(38)とエアライン(63,67)との間の流量が変更され、高速/通常の二つの排気速度を選択することができる。これにより、車高の降下速度を高めることができる。

ただし、この装置においてもドライヤ(40)の再生能力には限界がある。ドライヤ(40)は、コンプレッサ(24)の内部においてモータポンプ(48)と併設されており、通常は、モータポンプ(48)からの空気がドライヤ(40)を介して各エアばね(22)に送られる際に水分が吸着される。一方、水分を放出できるのは、空気がドライヤ(40)からモータポンプ(48)に逆流するときに限られる。モータポンプ(48)からエアばね(22)に供給された空気が排出される際には、殆どの空気が分離チェックバルブ(33)の近傍に設けられた高流量排気バルブ(31)やサスペンションバルブ(30)を介して大気開放されるからドライヤ(40)を逆流する空気は少ない。よって、当該従来技術においてもドライヤ(40)の再生能力は十分とは言えない。

そこで本実施形態の装置Ｓは、ドライヤＤの再生能力を高めるべく、例えば図６および図７に示す構成を備えている。図６は、本実施形態に係る空気圧調節装置Ｓの構成を示すブロック図である。図７には、水分除去に際しての構成部材の動作態様等を示す。

具体的には、図６に示すように、コンプレッサＣの下流であって、ドライヤＤおよび排気弁２の上流側に第２切替弁Ｖ２を設ける。図示は省略するが、第２切替弁Ｖ２は、例えばコンプレッサＣの筐体の一部に設置することができる。この第２切替弁Ｖ２は、ソレノイドを備えており、二つの位置に切り替え可能である。また、第２切替弁Ｖ２は、上流側に二つのポートを備え、下流側に三つのポートを備えている。上流側の二つのポートは、コンプレッサＣの上流部と下流部とに接続されている。また、下流側の三つのポートは、ドライヤＤおよび排気弁２に向かう流路と、循環路Ｒと、コンプレッサＣが外気を吸う際の外気吸入部ＡＩに接続されている。

循環路Ｒは、第２切替弁Ｖ２における下流側のポートの一つと、切替弁ＶとエアサスペンションＡとの間の位置に接続される。

第２切替弁Ｖ２は、例えば、空気を圧縮してエアサスペンションＡに供給する第１状態と、エアサスペンションＡから空気を抜いた後、ドライヤＤに吸着されている水分を除去する第２状態とに切り替えることができる

第１状態では、コンプレッサＣの吐出口がドライヤＤおよび排気弁２に接続され、コンプレッサＣの吸入口が外気吸入部ＡＩに接続される（図７（ａ）～（ｃ）参照）。このとき循環路Ｒは遮断される。この第１状態は、第１実施形態における流路構成と同じとなる。一方、第２状態では、コンプレッサＣの吐出口が循環路Ｒと接続され、コンプレッサＣの吸入口がドライヤＤおよび排気弁２に接続される（図７（ｄ）,（ｅ）参照）。

以下には第１状態および第２状態における空気圧調節装置Ｓの動作態様を示す。
図７（ａ）は、第１状態にあって車高を上げる状態を示している。コンプレッサＣで圧縮された空気はドライヤＤで水分を取り除かれたのちエアサスペンションＡに送られる。このとき循環路Ｒは遮断されており、コンプレッサＣの吸入口が外気吸入部ＡＩに連通している。

図７（ｂ）は、通常速度において車高を降下させる状態を示している。循環路Ｒは遮断されており、切替弁Ｖは空気流量の小さなオリフィスである第２流路ｒ２に切り替えられている。エアサスペンションＡからの空気が、切替弁Ｖを通過し、ドライヤＤで吸着されていた水分を空気中に取り込んだのち排気弁２から放出される。この状態は、例えば、急速な車高降下が不要な場面であって、例えば、オートレベリング、車速感応等において通常の排気速度によりドライヤＤの再生を行う場合である。この状態では、ドライヤＤの内部を流量が絞られ圧力が下がった状態の空気が通過するためドライヤＤに吸着されている水分の除去効果は高い。

図７（ｃ）は、急速に車高を降下させる状態を示している。このときも循環路Ｒは遮断状態にある。切替弁Ｖは流量の大きな第１流路ｒ１に切り替えられており、エアサスペンションＡの空気は切替弁、ドライヤＤ、排気弁２を介して一気に放出される。このとき、大きな流量の空気がドライヤＤを逆流するが、空気の圧力は高い状態であり、ドライヤＤに吸着されている水分から空気中に取り込まれる水分量は少ない。よって、ドライヤＤの再生効果は少ない。

図７（ｄ）は、ドライヤＤを再生する際の第１工程である。ここでは、第２切替弁Ｖ２が第２状態に設定される。コンプレッサＣの吐出口が循環路Ｒに接続され、コンプレッサＣの吸入口がドライヤＤに接続される。切替弁Ｖは流量の大きな第１流路ｒ１に切り替えられている。この状態は、例えば、人員乗降や、荷物積載など、急速に車高を降下させた後に設定される。車高を降下させた後でもエアサスペンションＡは所定量の圧縮空気を保持している。よって、ドライヤＤおよび循環路Ｒの内部はエアサスペンションＡと均衡して大気圧よりも大きな圧力を有している。第２切替弁Ｖ２の切替動作は、例えば、使用者によるスイッチ操作で行うことができる。

この状態で所定時間のあいだコンプレッサＣを稼働させ、ドライヤＤと循環路Ｒとに亘って空気を循環させる。ドライヤＤを流通する空気は、エアサスペンションＡの側からコンプレッサＣの側に逆向きとなる。循環する空気はコンプレッサＣなどで発生した熱によって加熱され、ドライヤＤの内部を加熱する。これにより、ドライヤＤに吸着されている水分が離脱し易くなる。

この加熱時にドライヤＤに対する空気の流通方向を逆にすることは、ドライヤＤの内部における水分の吸着分布が維持されて好都合である。ドライヤＤに吸着された水分は、コンプレッサＣからの高圧空気がエアサスペンションＡに向けて通過する際のものである。よって、吸着された水分の分布はコンプレッサＣに近い上流領域で多く、エアサスペンションＡに近い下流領域では少ない。

仮に、このようなドライヤＤに対して通常の供給動作と同じ方向に空気を流通させると、ドライヤＤの上流側にある水分が下流側に分散されてしまい、次ぎに排気弁２に向けて空気がドライヤＤの内部を逆流する際にドライヤＤの内部に残留する水分を効率的に除去し難い。この不都合を防止するために本実施形態では第２切替弁Ｖ２が第２状態にあるときの空気の流通方向を逆向きとしている。

図７（ｅ）は、ドライヤＤを再生する際の第２工程である。ここでは、第２切替弁Ｖ２は第２状態に維持され、コンプレッサＣが停止される。続けて排気弁２が開放され、切替弁Ｖが流量の小さな第２流路ｒ２に切り替えられる。

これにより、大気圧よりも高い圧力を有し、加熱され既に幾分かの水分を取り込んだ空気がドライヤＤの内部を流量が絞られ圧力が下がった状態で通過する。具体的には、コンプレッサＣの吸入口と排出路４との間にある空気はそのまま排気弁２から放出されるが、コンプレッサＣの吐出口から下流側にある循環路Ｒの空気の一部と接続口１から切替弁５の間にある空気がドライヤＤを介して排出される。このようにして、ドライヤＤに吸着されている水分を効果的に取り込みながら排気弁２から放出される。

以上の如く、第２切替弁Ｖ２および循環路Ｒを設けることで、急速に車高降下が可能であり、重量増を抑え、搭載スペースを少なく低コストな空気圧調節装置Ｓを得ることができる。さらに、ドライヤＤが保持する水分の効率的な排出が可能となる。特に、エアサスペンションＡの空気を急速に排出した後に、第２切替弁Ｖ２を第２状態とし、ドライヤＤに対する空気の流通方向を規定して第１工程および第２工程を実施することで、ドライヤＤの乾燥剤に吸着された水分の除去効果が高まり、ドライヤＤを常に良好な状態に維持することができる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、切替弁ＶをドライヤＤの上部に一体に設けたが、空気圧調節装置Ｓの製品高さが搭載上の問題となるような場合には、切替弁Ｖは必ずしもドライヤＤと一体に構成する必要はなく別途の接続配管等で接続されるものであってもよい。

本発明の空気圧調節装置は、高圧空気を供給する他の機器において急激に高圧空気を排出する必要がある装置に接続するものとして広く用いることができる。

１ 接続口
２ 排気弁
Ｃ コンプレッサ
Ｄ ドライヤ
ｄ１ 除湿剤
ｈ１ 弁座
Ｒ 循環路
ｒ１ 第１流路
ｒ２ 第２流路
ｒ２３ 縦孔
Ｓ 空気圧調節装置
Ｖ 切替弁
ｖ１ 付勢部材
ｖ２ コイル
ｖ３ 弁体
Ｖ２ 第２切替弁

Claims (6)

1. 外部から取り入れた空気を圧縮するコンプレッサと、
   前記コンプレッサに連接され、可逆性除湿剤が封入されたドライヤと、
   前記ドライヤで除湿された空気を他の機器に供給する接続口と、
   前記コンプレッサと前記ドライヤとの間に設けられ、前記ドライヤの空気を排出する排気弁と、
   前記ドライヤと前記接続口との間に設けられ、空気流量の大きな第１流路および空気流量の小さな第２流路を切り替える切替弁と、を備えた空気圧調節装置。
2. 前記切替弁が、外周が前記接続口と連通し内周が前記ドライヤに連通する環状の弁座と、
   前記弁座に当接・離間する弁体と、を備え、
   前記第１流路が、前記弁体が前記弁座から離間した状態で前記弁体と前記弁座との隙間に形成され、
   前記第２流路が、前記弁体が前記弁座に当接した状態で前記接続口と前記ドライヤとを連通するように前記弁体に貫通形成されている請求項１に記載の空気圧調節装置。
3. 前記切替弁がソレノイドを備え、前記弁体が前記ソレノイドのコイルに対して往復移動するプランジャであり、
   前記第２流路の前記接続口に対する開口が、前記弁体のうち前記往復移動の方向に交差する法線を有する外表面に形成され、
   前記第２流路の前記ドライヤに対する開口が、前記弁体のうち前記往復移動の方向に沿う法線を有する外表面に形成され、
   前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材が設けられている請求項２に記載の空気圧調節装置。
4. 前記切替弁がソレノイドを備え、前記弁体が前記ソレノイドのコイルに対して往復移動するプランジャであり、
   前記第２流路の前記接続口に対する開口が、前記弁体と前記コイルの隙間によって形成され、
   前記第２流路の前記ドライヤに対する開口が、前記弁体において前記往復移動の方向に沿って貫通形成された縦孔によって形成され、
   前記縦孔に、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材が設けられている請求項２に記載の空気圧調節装置。
5. 前記コンプレッサと前記ドライヤとの間、且つ、前記コンプレッサと前記排気弁との間に第２切替弁を備えると共に、
   前記切替弁と前記接続口との間の位置と、前記第２切替弁と、を接続する循環路を備え、
   前記第２切替弁の切替により、前記コンプレッサからの圧縮空気を前記ドライヤに供給すると共に前記循環路を遮断する第１状態と、
   前記コンプレッサからの空気を前記循環路を介して前記ドライヤに対して逆方向に供給すると共に、前記ドライヤを通過した空気を前記コンプレッサに還流させる第２状態と、に切り替え可能である請求項１に記載の空気圧調節装置。
6. 前記第２切替弁を前記第２状態に切り替えたのち、
   前記切替弁を前記第１流路に切り替えて空気流量の大きな第１工程を行い、
   次に、前記切替弁を前記第２流路に切り替えて空気流量を小さくすると共に、前記排気弁を解放する第２工程を行う請求項５に記載の空気圧調節装置の作動方法。

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