JP2538257B2 - 圧縮空気装置 - Google Patents

圧縮空気装置

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JP2538257B2
JP2538257B2 JP62145432A JP14543287A JP2538257B2 JP 2538257 B2 JP2538257 B2 JP 2538257B2 JP 62145432 A JP62145432 A JP 62145432A JP 14543287 A JP14543287 A JP 14543287A JP 2538257 B2 JP2538257 B2 JP 2538257B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターボ過給式エンジンを有する自動車のため
の圧縮空気装置に関するものである。
重量物運搬車両は一般にエアブレーキ装置を装備して
いる。エアブレーキ装置を作動させるのに用いられる圧
縮空気中の湿気は害となるので、このような車両にエア
ドライヤを装備することが益々一般化しており、エアド
ライヤは、これを通して連通される空気を貯溜リザーバ
に連通させる以前に乾燥させる乾燥剤を通常収蔵してい
る。空気を圧縮するのに用いられるエアコンプレッサは
ガバナによって無負荷にされ、ガバナは貯蔵リザーバ内
の圧力レベルに応答して、リザーバ内の圧力が所定レベ
ルに達した時にアンロード信号を発するようになってい
る。このアンロード信号はエアドライヤにも連通されて
エアコンプレッサの無負荷時にエアドライヤを逆流洗浄
又は浄化させる。
更に、エアブレーキ装置を装備した車両は一般にディ
ーゼルエンジンも装備しており、ディーゼルエンジンは
通常ターボ過給されている。エアコンプレッサへの入口
空気はターボチャージャの出口に連結されることが屡々
ある。しかし、エアコンプレッサが無負荷にされ且つエ
アドライヤが浄化されている場合、ターボチャージャに
よって発生される圧力がエアコンプレッサの吐出弁での
圧力よりも大きく、しかも、エアドライヤが浄化を完了
した後もエアコンプレッサが無負荷にされているときに
は、ターボチャージャの出口は大気に連通されることと
なる。このときは、エンジン出力の損失、燃費の増加及
びエンジン排気ガスの増加等の悪影響を招く結果とな
る。この従来の問題点に対してなされた解決策は、エア
コンプレッサとエアドライヤとの間の吐出ライン内に圧
力保護弁を配置することである。しかし、エアコンプレ
ッサからの吐出ライン内に絞り弁を使用することが実用
化を阻んでいる。これは、もしこのような弁が用いられ
たとしても、弁が吐出ライン内に絞りを形成することと
なり、また弁の故障がエアブレーキ装置を作動不良にし
得るからである。
従って、本発明は、エアコンプレッサの吐出ライン内
に絞り弁を配置することなく、ターボチャージャの出口
が大気に連通されることのないように保護することを目
的としている。
この目的を達成するため、本発明は、リザーバと、上
記リザーバに連通されて該リザーバを所定圧力レベルま
で充填する吐出ラインを有するエアコンプレッサと、リ
ザーバに連通される圧縮空気を乾燥させるように上記吐
出ライン内に配置され、圧力信号に応答して、リザーバ
の充填時に浄化可能な乾燥剤を通った空気を隔離する空
気室からこの空気を乾燥剤を経て排出させることによ
り、乾燥剤を再生できるようになっているエアドライヤ
と、リザーバ内の圧力レベルに応答して、該圧力レベル
が上記所定圧力レベルに達した時にエアコンプレッサを
無負荷にするとともに上記圧力信号を発するガバナと、
上記隔離された空気室内の圧力レベル及び上記圧力信号
に応答してエアドライヤへの圧力信号の連通を制御する
弁装置とを包含し、上記隔離された空気室の圧力レベル
が所定レベル以下に低下した時に該圧力信号が終止され
ることを特徴とする圧縮空気装置を提供している。
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳
細に説明する。
図面において、総括的に符号10で示す圧縮空気装置は
車両のエンジンによって動力を供給される普通の自動車
用エアコンプレッサ12を含む。車両は更に、エンジンの
吸気マニホルドに連通される空気を圧縮してエンジン出
力を増大させる普通のターボチャージャ14を含む。ター
ボチャージャ14は車両のエンジンによって発生された排
気ガスによって動力を供給される。ターボチャージャ14
の出口16はエアコンプレッサ12の入口に連通されてい
る。エアコンプレッサ12はターボチャージャ14からの空
気を圧縮し、この圧縮された空気を吐出ライン18を経て
エアドライヤ22の入口20に連通させる。エアコンプレッ
サ12が作動しているとき、空気はエアドライヤ22の出口
又は送出口24を経て普通の貯溜リザーバ26に連通され
る。ガバナ28が、ライン30を経て連通されるリザーバ26
内の圧力に応動する。リザーバ26内の圧力が所定レベル
に達すると、ガバナ28はエアコンプレッサ12を無負荷又
は非作動にさせるアンロード信号を発する。アンロード
信号は制御弁34の制御口32及び制御弁38の供給口又は入
口36に連通される。
第3図において、エアドライヤ22の供給口又は入口20
は通路42及び開口45を経て乾燥剤キャニスタ40に連通さ
れる。圧縮空気が乾燥剤キャニスタ40を経て上方へ流れ
る際、当業者には周知の態様で、乾燥剤キャニスタ40内
に収蔵された乾燥剤ペレットによって空気から湿気が除
去される。空気は乾燥剤キャニスタ40から、該キャニス
タとエアドライヤのハウジングの外壁44との間に形成さ
れた空気室又はパージ室47へ連通される。圧縮空気はパ
ージ室47から逆止弁46を経て出口24に連通される。従っ
て、圧縮空気はパージ室47から出口又は送出口24を経て
リザーバ26へ流れることができるが、逆方向の連通は逆
止弁46によって阻止される。それ故、後述するように、
エアコンプレッサが無負荷にされている時乾燥剤キャニ
スタ40を浄化するのに用いられる所定量の隔離された空
気がパージ室47内に収容されている。エアドライヤ22は
米国特許第4,487,617号に応じて構成されていてよい。
乾燥剤キャニスタ40の浄化は総括的に符号48で示すパー
ジ弁によって制御される。パージ弁48は弁部材50を含
み、弁部材はこれと一体のピストン54に作用するスプリ
ング52によってハウジングの対応する弁座に対して通常
押圧されている。スプリング52はピストン54及び弁部材
50を第3図の上方に付勢して、弁部材50をその弁座に密
封的に係合せしめる。しかし、ピストン54が室56内の流
体圧力レベルに応答してスプリング52の付勢力に抗し下
方に押されると、弁部材50は開いてパージ室47内の空気
を乾燥剤キャニスタ40及び開口45を経て通路58へ、そし
て該通路58から開いたパージ弁48を経て大気へ逆流させ
ることができる。この浄化は、後述するように、制御弁
38の送出口60から室56へ連通される圧力信号に基いて制
御される。第3図に示されているように、乾燥剤キャニ
スタ40及びパージ室47を大気に通気するようにパージ弁
48が下方に押動されると、入口又は供給口20も通路42と
58を経て大気に連通される。従って、浄化の完了時、入
口又は供給口20はエアコンプレッサの無負荷サイクルの
間大気に連通されることとなる。入口又は供給口20はエ
アコンプレッサ12を介してターボチャージャ14の出口16
に連結されているので、ターボチャージャ14の出口も大
気圧に連通されることとなる。このことは、勿論、上述
したように好ましくない結果を招くものである。しか
し、本発明によると、ターボチャージャ14の出口16の圧
力レベルが大気圧に連通されることはない。
第4図において、制御弁34はピストン装置64を内部に
摺動自在に収容するハウジング62を含む。弁部材66が弁
座68に係合して制御弁34の入口又は供給口70と出口また
は送出口72との連通を制御するようになっている。ピス
トン装置64は弁部材66を制御し、スプリング74がピスト
ン装置64に作用して該装置を弁部材66に向けて付勢し、
そしてピストン装置64及び弁部材66を第3図の下方に付
勢しているので、弁部材66は通常弁68から離隔されてい
る。制御弁34の制御口32はピストン装置64の有効面積76
をガバナ28の出口の制御圧力に連通させているので、制
御口32の圧力レベルが所定レベルに達すると、ピストン
装置64が図中上方に押動されて弁部材66を弁座68に密封
的に係合させ供給口70から送出口72への連通を遮断する
ことができる。しかし、弁部材66はスプリング78の作用
により弁座68に対して保持されるので、ピストン装置64
の上方移動によって弁部材66が弁座68に係合している時
でも、送出口72から供給口70へ圧力が逆流することがで
きる。上述したように、制御口32はエアコンプレッサの
無負荷の間ガバナ28によって発生されるアンロード圧力
信号を連通される。送出口72は制御弁38の制御口80に連
通され、制御弁34の供給口70は適宜の入口取付具(図示
しない)を介してエアドライヤ22のパージ室47に連通さ
れている。
制御弁38はピストン装置84を摺動自在に収容するハウ
ジング82を含み、ピストン装置84はスプリング86によっ
て第5図の上方に付勢されている。ピストン装置84は制
御口80の圧力レベルに応答して図中下方に移動する。弁
部材88がスプリング92によって弁座90に密封的に係合せ
しめられている。従って、制御口80の圧力が比較的低い
場合には、スプリング86がピストン装置84を図示の位置
へ付勢し、弁部材88を弁座90に密封的に係合させて供給
口36から送出口60への連通を遮断するとともに、送出口
60をピストン装置84内の通路96を経て排気口94に通気す
る。制御口80の圧力がスプリング86を克服するに十分な
所定値を超えると、ピストン装置84は下方に移動して弁
部材88に係合し、通路96を閉じて送出口60と排気口94と
の連通を遮断する。その後、弁部材88が弁座90から離隔
せしめられて供給口36から送出口60への連通を許容す
る。上述したように、制御口80は制御弁34の送出口72に
連通され、送出口60はエアドライヤ22のパージ弁48を作
動させるように室56に連通され、そして供給口36はガバ
ナ28によって発生されるアンロード信号に連通される。
作動において、エアコンプレッサ12の通常作動により
圧力が発生されて吐出ライン18及びエアドライヤ22を経
てリザーバ26に連通される。リザーバ26内の圧力が所定
レベルに達すると、ガバナ28がアンロード信号を発し、
この信号はエアコンプレッサ12を無負荷にさせるととも
に制御弁34の制御口32及び制御弁38の供給口36にも連通
される。ガバナ28は普通の構造のものであり、当業者に
は周知である。
リザーバ26が充填されると、リザーバ26内の圧力が上
昇するにつれてパージ室47内の圧力レベルも上昇する。
制御弁34のスプリング74が供給口と送出口とを連通する
位置へ弁部材66を付勢しているので、この圧力は開いて
いる制御弁34を経て制御弁38の制御口80に供給される。
しかし、制御口80での高圧力のため制御弁38が供給口36
と送出口60とを連通させているが、ガバナ28がアンロー
ド信号をいまだ発していないので、パージ弁48には圧力
信号は連通されていない。ガバナ28が前記アンロード信
号を発すると、制御弁34の制御口32に圧力信号が連通さ
れ、ピストン装置64が第4図の上方に押動されて弁部材
66を弁座68に対して着座させ、供給口70から送出口72へ
の連通を遮断することとなる。従って、制御弁38の制御
口80の圧力が制御弁34の閉止によって一時的に閉じ込め
られるが、パージ室47内の圧力は浄化サイクルの間に低
下し、パージ室47に連通された供給口70の低下した圧力
により送出口72の高圧力レベルがスプリング78の力に抗
して弁部材66を開くため、制御口80の圧力は制御弁34を
経て排出される。
制御弁38の制御口80の圧力がスプリング86を克服する
に十分である間は、ガバナ28からの圧力信号は制御弁38
を経てエアドライヤ22のパージ弁48に連通されて該パー
ジ弁を開く。制御弁38の制御口80から排出する圧力が、
スプリング86によりピストン装置84を図中上方に押動さ
せ得るような所定レベルに達すると、弁部材88がスプリ
ング92によって弁座90に密封的に係合せしめられ、送出
口60が通路96を経て排気口94に開放される。従って、こ
の所定の圧力レベルが得られると、室56内の圧力が排出
されてパージ弁48を閉じることとなる。スプリング86に
よりピストン装置84を図示の位置へ後退させる制御口80
の圧力レベルが大気圧よりも幾分高く且つターボチャー
ジャ14の出口の圧力レベルに略等しくなるように、制御
弁38は設計されている。従って、大気圧よりも幾分高い
圧力レベルが浄化の完了時にパージ室47内に閉じ込めら
れるので、供給口20が大気圧に連通されることはあり得
ない。
第2図に示す変形例は、制御弁34が省かれ且つ制御弁
38の制御口80がエアドライヤ22のパージ室47に直接連通
されている点を除き、第1図のものと実質的に同一であ
る。パージ弁48を制御する圧力信号がガバナのアンロー
ド信号の発生時に制御弁38の周りに連通されることを確
実にするため、逆止弁100が付設されている。従って、
リザーバ26が充填されている間にパージ室47内の圧力
が、ピストン装置84を下方に押圧することにより制御弁
38を開くに十分な圧力レベルに達すると、制御弁38は開
いて供給口36と送出口60とを連通させるが、ガバナ28か
らの信号は存在していないので、パージ弁48は閉じたま
まである。しかし、ガバナのアンロード信号が発せられ
ると、制御口80の圧力が制御弁38を開いているので、こ
の信号は供給口36から制御弁38を経てその送出口60に連
通されてエアドライヤ22を浄化させる。エアドライヤ22
が浄化されるにつれて制御弁38の制御口80の圧力が低下
する。制御口80の圧力が所定レベルまで低下すると、ス
プリング86がピストン装置84を上方に押動して弁部材88
を弁座90に係合させる。その後、パージ弁48が閉じるま
で送出口60の圧力が排出される。このパージ弁の閉止
は、ターボチャージャからのブースト圧が不足する以前
に、大気圧よりも高い圧力レベルで起こるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による圧縮空気装置の概略図、第2図は
本発明の変形例を示す第1図と同様の概略図、第3図は
第1図及び第2図の装置に用いられるエアドライヤの断
面図、第4図は第1図の装置に用いられる制御弁の縦断
面図、第5図は第1図及び第2図の装置に用いられる他
の制御弁の縦断面図である。 10……圧縮空気装置、12……エアコンプレッサ、14……
ターボチャージャ、18……吐出ライン、22……エアドラ
イヤ、26……貯溜リザーバ、28……ガバナ、32,80……
制御口、34,38……制御弁、36,70……入口又は供給口、
40……乾燥剤キャニスタ、47……空気室又はパージ室、
48……パージ弁、60,72……出口又は送出口、64,84……
ピストン装置、66,88……弁部材、94……排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゼームス・ポール・コーニグ アメリカ合衆国オハイオ州オムステドタ ウンシップ市 エリザベスレーン 26915 (72)発明者 ウィリアム・ロバート・ワースト アメリカ合衆国オハイオ州エリリア市 ノースフィールドドライブ 268 (72)発明者 ロイ・エドウィン・バーソロミュー アメリカ合衆国オハイオ州エリリア市 バターナットリッジロード 39449 (56)参考文献 特開 昭62−4424(JP,A) 特開 昭54−132475(JP,A) 特開 昭60−44022(JP,A) 実開 昭48−94264(JP,U)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リザーバと、上記リザーバに連通されて該
    リザーバを所定圧力レベルまで充填する吐出ラインを有
    するエアコンプレッサと、リザーバに連通される圧縮空
    気を乾燥させるように上記吐出ライン内に配置され、圧
    力信号に応答して、リザーバの充填時に浄化可能な乾燥
    剤を通った空気を隔離する空気室からこの空気を乾燥剤
    を経て排出させることにより、乾燥剤を再生できるよう
    になっているエアドライヤと、リザーバ内の圧力レベル
    に応答して、該圧力レベルが上記所定圧力レベルに達し
    た時にエアコンプレッサを無負荷にするとともに上記圧
    力信号を発するガバナと、上記隔離された空気室内の圧
    力レベル及び上記圧力信号に応答してエアドライヤへの
    圧力信号の連通を制御する弁装置とを包含し、上記隔離
    された空気室の圧力レベルが所定レベル以下に低下した
    時に該圧力信号が終止されることを特徴とする圧縮空気
    装置。
  2. 【請求項2】上記エアドライヤが、上記圧力信号に応答
    して上記隔離された空気を上記乾燥剤を経て排出させる
    パージ弁を含み、上記弁装置が、上記隔離された空気室
    内の圧力レベルに応答して、パージ弁をガバナに連通す
    る第1状態から、ガバナとパージ弁との連通を遮断する
    と同時に該パージ弁から上記圧力信号を解放する第2状
    態へ変位する手段を含んでいることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の圧縮空気装置。
  3. 【請求項3】上記弁装置がパージ弁及びガバナに連結さ
    れた第1弁と、上記第1及び第2状態間で上記第1弁を
    変位させるように制御する第2弁とを含み、上記第2弁
    が上記隔離された空気室内の圧力レベルに応答して上記
    第1及び第2状態間で上記第1弁を変化させる制御信号
    を発することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    圧縮空気装置。
  4. 【請求項4】上記第1弁がガバナに連通する入口、パー
    ジ弁に連通する出口、上記第2弁に連通する制御口及び
    大気に連通する排気口を具え、上記隔離された空気室内
    の圧力レベルに応答する手段が、上記制御口の圧力レベ
    ルに応動して上記入口、上記出口及び上記排気口間の連
    通を制御する上記第1弁の弁部材を含んでいることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項記載の圧縮空気装置。
  5. 【請求項5】上記第2弁が上記隔離された空気室に連通
    する入口、第1弁の制御口に連通する出口、上記圧力信
    号に連通する制御口、及び該制御口の圧力レベルに応答
    して入口及び出口間の連通を制御する弁構造体を含んで
    いることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の圧縮
    空気装置。
  6. 【請求項6】上記第2弁の上記入口及び出口が上記圧力
    信号の不在時に互いに連通され、上記弁構造体が上記圧
    力信号に応答して上記第2弁の入口及び出口間の連通を
    遮断し第1弁の制御口の圧力レベルを保持することを特
    徴とする特許請求の範囲第5項記載の圧縮空気装置。
  7. 【請求項7】上記弁装置が、排気口と、上記ガバナに連
    通する入口と、上記パージ弁に連通する出口と、上記隔
    離された空気室に連通する制御口と、上記制御口の圧力
    レベルに応答して、上記制御口の圧力レベルが所定レベ
    ルを超えた時に入口及び出口を互いに連通するとともに
    排気口を閉じる上記第1状態から、制御口の圧力レベル
    が上記所定圧力レベル以下に低下した時に入口及び出口
    間の連通を遮断するとともに上記出口を上記排気口に連
    通する上記第2状態へ変位させる弁構造体とから成る弁
    を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の圧縮空気装置。
  8. 【請求項8】上記制御口が上記隔離された空気室に直接
    連通されていることを特徴とする特許請求の範囲第7項
    記載の圧縮空気装置。
  9. 【請求項9】上記制御口及び上記隔離された空気室に連
    通し、圧力信号に応答して上記制御口を上記隔離された
    空気室に連通させる第1状態から上記制御口を遮断する
    第2状態へ変位する制御弁を設けたことを特徴とする特
    許請求の範囲第7項記載の圧縮空気装置。
  10. 【請求項10】リザーバと、上記リザーバに連通されて
    該リザーバを所定圧力レベルまで充填するエアコンプレ
    ッサと、リザーバに連通される圧縮空気を乾燥させるよ
    うにエアコンプレッサ及びリザーバに連結され、エアコ
    ンプレッサが無負荷にされている時にエアドライヤを浄
    化するための空気を隔離する空気室を含むエアドライヤ
    と、上記所定圧力レベルに応答して上記エアコンプレッ
    サを無負荷にするとともに圧力信号を発して上記隔離さ
    れた空気により上記エアドライヤを浄化させるガバナ
    と、上記隔離された空気室の圧力レベルに応答して、該
    圧力レベルが所定圧力レベル以下に低下した時にエアド
    ライヤの浄化を終止させる弁装置とを包含していること
    を特徴とする圧縮空気装置。
  11. 【請求項11】上記弁装置が、上記圧力信号が連通され
    る入口及び出口と、排気口と、上記隔離された空気室内
    の圧力レベルに応答して上記入口及び出口間の連通を遮
    断するとともに上記出口を上記排気口に通気する弁構造
    体とを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第10
    項記載の圧縮空気装置。
  12. 【請求項12】上記弁装置が制御口を含み、上記弁構造
    体が上記制御口における上記隔離された空気室内の圧力
    レベルの変化に応答して上記入口及び出口間の連通を遮
    断及び上記出口の排気口への通気を開始させることを特
    徴とする特許請求の範囲第11項記載の圧縮空気装置。
  13. 【請求項13】上記制御口が上記隔離された空気室に直
    接連通されていることを特徴とする特許請求の範囲第12
    項記載の圧縮空気装置。
  14. 【請求項14】上記制御口が他の弁装置を介して上記隔
    離された空気室に連通され、上記他の弁装置が上記圧力
    信号に応答して上記隔離された空気室及び上記制御口間
    の連通を制御することを特徴とする特許請求の範囲第12
    項記載の圧縮空気装置。
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