JP3061609B2 - ２方向制御弁構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮空気を清浄し
且つ乾燥させる装置内の空気乾燥装置に関する。特に、
本発明は、総てのシールを軸方向において空気圧作動式
ピストンの周囲に配置して、密封を向上させると共に部
品の摩耗を最小限に抑えることができる、二塔式圧縮空
気清浄／乾燥装置に使用される新しい改良型の圧縮空気
２方制御弁に関する。さらに、本発明に係る弁は、組み
立て及び分解が容易で、対応部品への取付け及び取り外
しが容易であると共に、開いた弁ポートのいずれにも最
適な流れを与える。さらに、新しい改良型の弁では、内
部ダイアフラムに背圧がまったく加わらないため、同様
な従来の弁と比べて内部ダイアフラムの寿命が長くな
る。
且つ乾燥させる装置内の空気乾燥装置に関する。特に、
本発明は、総てのシールを軸方向において空気圧作動式
ピストンの周囲に配置して、密封を向上させると共に部
品の摩耗を最小限に抑えることができる、二塔式圧縮空
気清浄／乾燥装置に使用される新しい改良型の圧縮空気
２方制御弁に関する。さらに、本発明に係る弁は、組み
立て及び分解が容易で、対応部品への取付け及び取り外
しが容易であると共に、開いた弁ポートのいずれにも最
適な流れを与える。さらに、新しい改良型の弁では、内
部ダイアフラムに背圧がまったく加わらないため、同様
な従来の弁と比べて内部ダイアフラムの寿命が長くな
る。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人であるウエスチングハウス・
エヤー・ブレーキ社のＣ−１空気乾燥機は、鉄道列車、
輸送車両等に用いられ、必要に応じて空気ブレーキ装置
及び空気弁を作動させるために、圧縮空気系統に使用さ
れる圧縮空気から水分を除去するように構成されている
ことが理解されるであろう。本願出願人の所有する米国
特許第５，４２３，１２９号は、乾燥剤を収容している
再生装置に圧縮空気を流すことにより、水分を吸収し粒
状物質を濾過することができる、圧縮空気を清浄し乾燥
させる装置を開示している。乾燥剤は、その乾燥剤を通
して少量の乾燥空気を逆流させ、この乾燥空気が乾燥剤
に回収された水分の少なくとも一部を吸収してから排出
されることによって、再生される。
エヤー・ブレーキ社のＣ−１空気乾燥機は、鉄道列車、
輸送車両等に用いられ、必要に応じて空気ブレーキ装置
及び空気弁を作動させるために、圧縮空気系統に使用さ
れる圧縮空気から水分を除去するように構成されている
ことが理解されるであろう。本願出願人の所有する米国
特許第５，４２３，１２９号は、乾燥剤を収容している
再生装置に圧縮空気を流すことにより、水分を吸収し粒
状物質を濾過することができる、圧縮空気を清浄し乾燥
させる装置を開示している。乾燥剤は、その乾燥剤を通
して少量の乾燥空気を逆流させ、この乾燥空気が乾燥剤
に回収された水分の少なくとも一部を吸収してから排出
されることによって、再生される。
【０００３】次に、作用を説明すると、上記の従来型空
気乾燥装置（ここでは「単塔式」装置と称す）は、通常
の空気圧縮機から圧縮空気を受け取るが、この供給源に
は、一般的に容認できないほどの大量の水分及び他の粒
状物質が浮遊状態で含まれている。この未浄化の圧縮空
気は、一般的に多孔質乾燥剤を収容している多孔カート
リッジの形状をした乾燥剤内を上方に流れる。圧縮空気
が乾燥剤内を上方に流れる時、乾燥剤は水分を吸収し、
様々な粒状物質（例えば埃、ゴミ等）を捕らえるので、
乾燥剤は、単塔式空気乾燥装置において重要な役割を果
たしている。水分及び粒状物質が空気流から取り出され
た後、清浄な乾燥圧縮空気は、乾燥剤から塔の上部付近
に配置された浄化チェック弁を通って流れ続ける。この
清浄圧縮空気は、次に側部室を通り、その一部が最終的
に浄化部に達する。
気乾燥装置（ここでは「単塔式」装置と称す）は、通常
の空気圧縮機から圧縮空気を受け取るが、この供給源に
は、一般的に容認できないほどの大量の水分及び他の粒
状物質が浮遊状態で含まれている。この未浄化の圧縮空
気は、一般的に多孔質乾燥剤を収容している多孔カート
リッジの形状をした乾燥剤内を上方に流れる。圧縮空気
が乾燥剤内を上方に流れる時、乾燥剤は水分を吸収し、
様々な粒状物質（例えば埃、ゴミ等）を捕らえるので、
乾燥剤は、単塔式空気乾燥装置において重要な役割を果
たしている。水分及び粒状物質が空気流から取り出され
た後、清浄な乾燥圧縮空気は、乾燥剤から塔の上部付近
に配置された浄化チェック弁を通って流れ続ける。この
清浄圧縮空気は、次に側部室を通り、その一部が最終的
に浄化部に達する。
【０００４】空気圧縮機が運転を停止した時、空気乾燥
装置は、浄化モードで作動する。浄化モードでは、浄化
部内に収容されている清浄圧縮空気が浄化チェック弁内
のチョークをゆっくり逆方向に流れてから、乾燥剤内を
逆流する。乾燥空気のこの低速流は、乾燥剤内に先に回
収されていた水分の一部分を再吸収する。乾燥空気のこ
の通過流内に蒸発した後、蒸発水分は、最終的に水受け
部から大気へ排出される。乾燥空気が空気乾燥装置内を
逆流して徐々に浄化することによって、乾燥剤を乾燥さ
せて若返らせる、すなわち再生することができる。空気
圧縮機が運転を再開すると、単塔式空気乾燥装置は、乾
燥モードでの作動を再開し、乾燥剤が再びそれを通る未
浄化圧縮空気流から水分を除去する。
装置は、浄化モードで作動する。浄化モードでは、浄化
部内に収容されている清浄圧縮空気が浄化チェック弁内
のチョークをゆっくり逆方向に流れてから、乾燥剤内を
逆流する。乾燥空気のこの低速流は、乾燥剤内に先に回
収されていた水分の一部分を再吸収する。乾燥空気のこ
の通過流内に蒸発した後、蒸発水分は、最終的に水受け
部から大気へ排出される。乾燥空気が空気乾燥装置内を
逆流して徐々に浄化することによって、乾燥剤を乾燥さ
せて若返らせる、すなわち再生することができる。空気
圧縮機が運転を再開すると、単塔式空気乾燥装置は、乾
燥モードでの作動を再開し、乾燥剤が再びそれを通る未
浄化圧縮空気流から水分を除去する。
【０００５】最近では、１対の乾燥剤収容室または塔を
設けて、各々を乾燥モード及びリサイクルモードで交互
に作動させる二塔式装置が提案され、開発されている。
従って、いずれの作動時点でも、一方の塔が空気乾燥サ
イクルで作動しているのに対して、他方がリサイクルモ
ード、すなわち浄化サイクルで作動している。これらの
流れ方向を逆転させるように流れを自動的に切り換える
ために、１対の制御弁を設けることによって、所定時間
後にサイクルが逆転して、各塔が交互に乾燥モードで作
動して水分を乾燥剤に回収する間、他方の塔がリサイク
ルモードで乾燥剤から回収水分を除去することによっ
て、実質的に連続作動が達成される。この独特の装置
は、当然ながら水分除去能力が高いと共に、蓄積した水
分を乾燥剤から除去するために未浄化空気源の運転を停
止させる必要が回避され、それによって、圧縮機を止め
ている間に空気圧系統への清浄な乾燥圧縮空気の定常供
給を一時的に停止する必要がなくなる。
設けて、各々を乾燥モード及びリサイクルモードで交互
に作動させる二塔式装置が提案され、開発されている。
従って、いずれの作動時点でも、一方の塔が空気乾燥サ
イクルで作動しているのに対して、他方がリサイクルモ
ード、すなわち浄化サイクルで作動している。これらの
流れ方向を逆転させるように流れを自動的に切り換える
ために、１対の制御弁を設けることによって、所定時間
後にサイクルが逆転して、各塔が交互に乾燥モードで作
動して水分を乾燥剤に回収する間、他方の塔がリサイク
ルモードで乾燥剤から回収水分を除去することによっ
て、実質的に連続作動が達成される。この独特の装置
は、当然ながら水分除去能力が高いと共に、蓄積した水
分を乾燥剤から除去するために未浄化空気源の運転を停
止させる必要が回避され、それによって、圧縮機を止め
ている間に空気圧系統への清浄な乾燥圧縮空気の定常供
給を一時的に停止する必要がなくなる。
【０００６】上記利点に加えて、２つの乾燥アセンブリ
を乾燥及び浄化モード間で交互に切り換えることによっ
て、二塔式空気乾燥装置は、従来の単塔式空気乾燥装置
よりも効果的に空気流を乾燥させることができる。空気
乾燥装置に１つではなく２つの乾燥塔を用いて、一方が
水分を吸収している間、他方がその水分を除去してい
る。２つの乾燥アセンブリを乾燥及び浄化モード間で交
互に切り換えることによって、二塔式空気乾燥装置から
継続的に水分を除去することができる。このため、さら
に十分に除湿された空気が空気圧系統へ供給される。乾
燥剤の量、密度及び全体表面積も、様々な要求に合わせ
て選択することができる。
を乾燥及び浄化モード間で交互に切り換えることによっ
て、二塔式空気乾燥装置は、従来の単塔式空気乾燥装置
よりも効果的に空気流を乾燥させることができる。空気
乾燥装置に１つではなく２つの乾燥塔を用いて、一方が
水分を吸収している間、他方がその水分を除去してい
る。２つの乾燥アセンブリを乾燥及び浄化モード間で交
互に切り換えることによって、二塔式空気乾燥装置から
継続的に水分を除去することができる。このため、さら
に十分に除湿された空気が空気圧系統へ供給される。乾
燥剤の量、密度及び全体表面積も、様々な要求に合わせ
て選択することができる。
【０００７】二塔式空気乾燥装置は、様々な空気圧系統
に適用することができる。二塔式空気乾燥装置を適用で
きる空気圧系統の一般的な例として、旅客及び貨物鉄道
列車、地下鉄及び様々な他の鉄道関連輸送システムの空
気圧ブレーキ系統が含まれる。さらなる例として、様々
なトラック輸送車両の空気圧ブレーキ系統がある。二塔
式空気乾燥装置を適用できる他の形式の空気圧系統は、
輸送分野以外にも見つけることができるであろう。
に適用することができる。二塔式空気乾燥装置を適用で
きる空気圧系統の一般的な例として、旅客及び貨物鉄道
列車、地下鉄及び様々な他の鉄道関連輸送システムの空
気圧ブレーキ系統が含まれる。さらなる例として、様々
なトラック輸送車両の空気圧ブレーキ系統がある。二塔
式空気乾燥装置を適用できる他の形式の空気圧系統は、
輸送分野以外にも見つけることができるであろう。
【０００８】単塔式空気乾燥装置の他の問題点として、
それは浄化モード中に、一定の限定量の水分しか除去で
きないということである。乾燥するために空気乾燥装置
に流入する未浄化空気の量が、乾燥剤の浄化に使用され
る浄化空気の量より遙かに多いため、単塔式空気乾燥装
置の作動中において、乾燥剤は、決して十分に乾燥され
ない。実際に、乾燥剤が十分に乾燥するのは、空気乾燥
装置がそれを達成することができる十分に長い時間に亙
って空気乾燥装置を停止させた後だけである。二塔式空
気乾燥装置は、除水能力が大幅に向上するが、既存装置
に使用されている制御弁に問題がないわけではなかっ
た。特に、弁部材の非対称性、特に弁部材に取り付けら
れているシールの非対称性のため、不均一な摩耗が発生
しがちで、頻繁にシールを交換する必要があり、また弁
体内の流体の動きがダイアフラムに大きな背圧を加える
傾向があるため、弁の寿命が短くなると共に、弁の信頼
性に悪影響を与える。
それは浄化モード中に、一定の限定量の水分しか除去で
きないということである。乾燥するために空気乾燥装置
に流入する未浄化空気の量が、乾燥剤の浄化に使用され
る浄化空気の量より遙かに多いため、単塔式空気乾燥装
置の作動中において、乾燥剤は、決して十分に乾燥され
ない。実際に、乾燥剤が十分に乾燥するのは、空気乾燥
装置がそれを達成することができる十分に長い時間に亙
って空気乾燥装置を停止させた後だけである。二塔式空
気乾燥装置は、除水能力が大幅に向上するが、既存装置
に使用されている制御弁に問題がないわけではなかっ
た。特に、弁部材の非対称性、特に弁部材に取り付けら
れているシールの非対称性のため、不均一な摩耗が発生
しがちで、頻繁にシールを交換する必要があり、また弁
体内の流体の動きがダイアフラムに大きな背圧を加える
傾向があるため、弁の寿命が短くなると共に、弁の信頼
性に悪影響を与える。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、第１通路を第２通路か第３通
路のいずれか一方に選択的に開放する新しい改良型の２
方制御弁構造の着想及び開発に基づいており、水分除去
サイクルを実施するために濾過／水分除去用の乾燥剤収
容塔へ湿った圧縮空気を送ると共に、それと交互して乾
燥剤浄化サイクル中に再循環浄化空気を大気へ排気する
ために、２塔式圧縮空気清浄／乾燥装置に使用されるの
に理想的に適している。本発明に係る弁では、総てのシ
ールが軸方向において空気圧作動式の往復動ピストンの
周囲に配置されているため、密封が向上すると共に部品
の摩耗が最小限に抑えられる。さらに、本発明に係る弁
は、組み立て及び分解が容易で、対応部品への取付け及
び取り外しが容易であると共に、開いた弁ポートのいず
れにも最適な流れを与える。加えて、新しい改良型の弁
では、内部ダイアフラムに背圧が全く加わらないため、
同様な従来の弁と比べて内部ダイアフラムの寿命が長く
なる。
路のいずれか一方に選択的に開放する新しい改良型の２
方制御弁構造の着想及び開発に基づいており、水分除去
サイクルを実施するために濾過／水分除去用の乾燥剤収
容塔へ湿った圧縮空気を送ると共に、それと交互して乾
燥剤浄化サイクル中に再循環浄化空気を大気へ排気する
ために、２塔式圧縮空気清浄／乾燥装置に使用されるの
に理想的に適している。本発明に係る弁では、総てのシ
ールが軸方向において空気圧作動式の往復動ピストンの
周囲に配置されているため、密封が向上すると共に部品
の摩耗が最小限に抑えられる。さらに、本発明に係る弁
は、組み立て及び分解が容易で、対応部品への取付け及
び取り外しが容易であると共に、開いた弁ポートのいず
れにも最適な流れを与える。加えて、新しい改良型の弁
では、内部ダイアフラムに背圧が全く加わらないため、
同様な従来の弁と比べて内部ダイアフラムの寿命が長く
なる。
【００１０】従って、要約すると、本発明に係る２方向
制御弁の現時点で好適な実施例は、弁体開口を有するハ
ウジング構造体から成り、該弁体開口は、側壁部分及び
底部分を備える弁体開口を有し、第１通路が底部分付近
において側壁部分に開き、第２通路が底部分から離れた
位置において側壁部分に開き、第３通路が底部分に開い
ている。弁体は、弁体開口内に取り付けられており、そ
の内側一端部が第１通路と第２通路との間に配置されて
いる。ピストンは、弁体を軸方向に貫通して第３通路と
連通しているピストンシリンダ内に往復動可能に配置さ
れている。ばね付勢されたプランジャは、底部分に近い
ピストンの内側端部に配置されており、ピストンがピス
トンシリンダに対して外向きに往動した時、弁体に押し
付けられて、ピストンシリンダ及び第２通路を第１通路
から遮断し、それによって第３通路を第１通路に開放す
ることができ、さらに、ピストンがピストンシリンダに
対して内向きに復動した時、底部分に押し付けられて、
第３通路を第１通路から遮断し、それによってピストン
シリンダ及び第２通路を前記第１通路に開放することが
できる。
制御弁の現時点で好適な実施例は、弁体開口を有するハ
ウジング構造体から成り、該弁体開口は、側壁部分及び
底部分を備える弁体開口を有し、第１通路が底部分付近
において側壁部分に開き、第２通路が底部分から離れた
位置において側壁部分に開き、第３通路が底部分に開い
ている。弁体は、弁体開口内に取り付けられており、そ
の内側一端部が第１通路と第２通路との間に配置されて
いる。ピストンは、弁体を軸方向に貫通して第３通路と
連通しているピストンシリンダ内に往復動可能に配置さ
れている。ばね付勢されたプランジャは、底部分に近い
ピストンの内側端部に配置されており、ピストンがピス
トンシリンダに対して外向きに往動した時、弁体に押し
付けられて、ピストンシリンダ及び第２通路を第１通路
から遮断し、それによって第３通路を第１通路に開放す
ることができ、さらに、ピストンがピストンシリンダに
対して内向きに復動した時、底部分に押し付けられて、
第３通路を第１通路から遮断し、それによってピストン
シリンダ及び第２通路を前記第１通路に開放することが
できる。
【００１１】上記の制御弁は、それ自体が単独で独特で
新規であると考えられるが、上記のように乾燥剤を用い
る圧縮空気濾過／乾燥装置に該制御弁を組み込むこと
も、独特で新規である。なぜなら、各乾燥剤収容塔に対
して１つの弁を設け、圧縮空気の濾過及び乾燥のために
乾燥剤収容塔へ未濾過の湿った圧縮空気を送る共に、乾
燥剤浄化サイクル中に乾燥剤収容塔を開放して通気する
ことによって浄化空気を流出させることができるからで
ある。実際に、乾燥剤を使用している二塔式または単塔
式空気乾燥装置内に本発明に係る独特な改良型の制御弁
を組み合わせることで、長期間に亙って問題のない作動
を行うことができることが明らかになっている。従っ
て、その組み合わせは、コストを大幅に増加させたり、
整備コストを増加させることになる複雑な部品を追加す
ることなく、非常に改良された装置を提供する。
新規であると考えられるが、上記のように乾燥剤を用い
る圧縮空気濾過／乾燥装置に該制御弁を組み込むこと
も、独特で新規である。なぜなら、各乾燥剤収容塔に対
して１つの弁を設け、圧縮空気の濾過及び乾燥のために
乾燥剤収容塔へ未濾過の湿った圧縮空気を送る共に、乾
燥剤浄化サイクル中に乾燥剤収容塔を開放して通気する
ことによって浄化空気を流出させることができるからで
ある。実際に、乾燥剤を使用している二塔式または単塔
式空気乾燥装置内に本発明に係る独特な改良型の制御弁
を組み合わせることで、長期間に亙って問題のない作動
を行うことができることが明らかになっている。従っ
て、その組み合わせは、コストを大幅に増加させたり、
整備コストを増加させることになる複雑な部品を追加す
ることなく、非常に改良された装置を提供する。
【００１２】従って、本発明の主たる目的は、第１通路
を第２通路か第３通路のいずれか一方に選択的に開放す
る新しい改良型弁を提供することである。
を第２通路か第３通路のいずれか一方に選択的に開放す
る新しい改良型弁を提供することである。
【００１３】本発明の別の目的は、総てのシールを軸方
向において空気圧作動式ピストンの周囲に配置して、密
封を向上させると共に部品の摩耗を最小限に抑えること
ができる、第１通路を第２通路か第３通路のいずれか一
方に選択的に開放する新しい改良型弁を提供することで
ある。
向において空気圧作動式ピストンの周囲に配置して、密
封を向上させると共に部品の摩耗を最小限に抑えること
ができる、第１通路を第２通路か第３通路のいずれか一
方に選択的に開放する新しい改良型弁を提供することで
ある。
【００１４】本発明のさらなる目的は、組み立て及び分
解が容易で、対応部品への取付け及び取り外しが容易で
あると共に、開いた弁ポートのいずれにも最適な流れを
与える、第１通路を第２通路か第３通路のいずれか一方
に選択的に開放する新しい改良型弁を提供することであ
る。
解が容易で、対応部品への取付け及び取り外しが容易で
あると共に、開いた弁ポートのいずれにも最適な流れを
与える、第１通路を第２通路か第３通路のいずれか一方
に選択的に開放する新しい改良型弁を提供することであ
る。
【００１５】本発明のさらに別の目的は、内部ダイアフ
ラムに背圧が全く加わらないため、同様な従来の弁と比
べて内部ダイアフラムの寿命が長くなる、第１通路を第
２通路か第３通路のいずれか一方に選択的に開放する新
しい改良型弁を提供することである。
ラムに背圧が全く加わらないため、同様な従来の弁と比
べて内部ダイアフラムの寿命が長くなる、第１通路を第
２通路か第３通路のいずれか一方に選択的に開放する新
しい改良型弁を提供することである。
【００１６】本発明の制御弁の上記目的及び利点に加え
て、当該及び関連技術の専門家であれば、特に添付の図
面及び請求項と組み合わせて考えた時、以下の本発明の
詳細な説明から本発明の他の様々な目的及び利点が容易
に明らかになるであろう。
て、当該及び関連技術の専門家であれば、特に添付の図
面及び請求項と組み合わせて考えた時、以下の本発明の
詳細な説明から本発明の他の様々な目的及び利点が容易
に明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する前に、明
確且つ理解し易くするために、添付図面の各々において
同一機能を有する同一部材には、各図面を通して同一の
参照番号を付してあることを記しておく。
確且つ理解し易くするために、添付図面の各々において
同一機能を有する同一部材には、各図面を通して同一の
参照番号を付してあることを記しておく。
【００１８】図１乃至図４は、第１通路を第２通路か第
３通路のいずれか一方に選択的に開放する本発明に係る
制御弁１０の現時点で好適な実施例を示している。第３
図に示されているように、制御弁１０は、ハウジング構
造体１２の表面から挿入可能であり、ハウジング構造体
を介して、第１、第２及び第３通路が連通される。すな
わち、ハウジング構造体１２は、二塔式空気乾燥装置の
主構成本体にすることができるが、実質的に円筒形の側
壁部分１６と円形の底部分１８とにより画成された弁体
開口１４を備えている。図３にさらに示されているよう
に、共通軸線を有する３つの円筒形側壁部分、すなわち
底部分１８に隣接して弁体開口１４の底部すなわち内側
端部に位置する小径部分１６ａと、弁体開口１４の外側
端部に位置する大径部分１６ｃと、小径部分１６ａ及び
大径部分１６ｃの中間の中間径部分１６ｂとがある。第
１通路が２０は、底部分１８に隣接する側壁部分の小径
部分１６ａを通って底部分１８付近で円筒室２６に開放
しており、第２通路２２は、小径部分１６ａ及び大径部
分１６ｃの間のほぼ中間であるが底部分１８から幾分離
れる方向に移動した位置で側壁部分の中間径部分１６ｂ
に開放しており、第３通路２４は、底部分１８に、好ま
しくはその軸方向中心で開放している。
３通路のいずれか一方に選択的に開放する本発明に係る
制御弁１０の現時点で好適な実施例を示している。第３
図に示されているように、制御弁１０は、ハウジング構
造体１２の表面から挿入可能であり、ハウジング構造体
を介して、第１、第２及び第３通路が連通される。すな
わち、ハウジング構造体１２は、二塔式空気乾燥装置の
主構成本体にすることができるが、実質的に円筒形の側
壁部分１６と円形の底部分１８とにより画成された弁体
開口１４を備えている。図３にさらに示されているよう
に、共通軸線を有する３つの円筒形側壁部分、すなわち
底部分１８に隣接して弁体開口１４の底部すなわち内側
端部に位置する小径部分１６ａと、弁体開口１４の外側
端部に位置する大径部分１６ｃと、小径部分１６ａ及び
大径部分１６ｃの中間の中間径部分１６ｂとがある。第
１通路が２０は、底部分１８に隣接する側壁部分の小径
部分１６ａを通って底部分１８付近で円筒室２６に開放
しており、第２通路２２は、小径部分１６ａ及び大径部
分１６ｃの間のほぼ中間であるが底部分１８から幾分離
れる方向に移動した位置で側壁部分の中間径部分１６ｂ
に開放しており、第３通路２４は、底部分１８に、好ま
しくはその軸方向中心で開放している。
【００１９】ほぼ円形の開口３２が貫設されている固定
弁体３０は、弁体開口１４内に、その内側端部３４が第
１通路２０と第２通路２２との間に位置すると共に、そ
の端部に円筒室２６を形成できるように十分に底部分１
８から離して取り付けられている。弁体３０の周囲に環
状溝３６が設けられ、この環状溝３６に第２通路２２が
開放している。図１及び図２に示されているように、軸
線に対して傾斜させて等間隔に配置された複数の半径方
向ポート３８が、円形開口３２から環状溝３６内へ延在
するように設けられている。
弁体３０は、弁体開口１４内に、その内側端部３４が第
１通路２０と第２通路２２との間に位置すると共に、そ
の端部に円筒室２６を形成できるように十分に底部分１
８から離して取り付けられている。弁体３０の周囲に環
状溝３６が設けられ、この環状溝３６に第２通路２２が
開放している。図１及び図２に示されているように、軸
線に対して傾斜させて等間隔に配置された複数の半径方
向ポート３８が、円形開口３２から環状溝３６内へ延在
するように設けられている。
【００２０】円形開口３２は、弁体３０内に軸方向に配
置された３つの個別の円筒部分、すなわち、外側端部に
ヘッド部分４２を有する往復動ピストン４０を収容でき
る大きさのピストンシリンダ３２ｂと、ピストン４０の
ヘッド部分４２が往復動することができる室３２ｃを形
成している大径の円筒部分と、円筒室２６寄りの底部に
弁体開口１４の底部分１８から離して設けられて、内部
をピストン４０の内側端部４４が往復動する小径部分３
２ａとにより画成されている。図４に示されているよう
に、小径部分３２ａには、複数のスロット３９が互いに
等間隔に設けられており、これらのスロットは、半径方
向ポート３８と整合していることが好ましい。
置された３つの個別の円筒部分、すなわち、外側端部に
ヘッド部分４２を有する往復動ピストン４０を収容でき
る大きさのピストンシリンダ３２ｂと、ピストン４０の
ヘッド部分４２が往復動することができる室３２ｃを形
成している大径の円筒部分と、円筒室２６寄りの底部に
弁体開口１４の底部分１８から離して設けられて、内部
をピストン４０の内側端部４４が往復動する小径部分３
２ａとにより画成されている。図４に示されているよう
に、小径部分３２ａには、複数のスロット３９が互いに
等間隔に設けられており、これらのスロットは、半径方
向ポート３８と整合していることが好ましい。
【００２１】ピストン４０の内側端部４４には、プラン
ジャ５０のステム５２を往復動可能に収容できる円筒形
の穴４６が設けられている。プランジャ５０には、ステ
ム５２に整合させ且つ軸方向に取り付けられた外側ディ
スク部分５４も設けられている。ピストン部分４０と円
形開口３２の小径部分３２ａとの間において、ピストン
４０の小径の内側端部４４の周囲に圧縮ばね５６が配置
され、ピストン４０を弁体３０に対して外向きに押し付
けている。図示のように、圧縮ばね５６の付勢作用によ
ってピストン４０とプランジャ５０とが外向きに往動す
る時、ステム５２に隣接するディスク部分５４の下表面
は、弁体３０の内側端部３４に、および円形開口３２の
小径部分３２ａの縁部に押し付けられるようになってい
る。このため、プランジャ５０は、弁体３０の円形開口
３２に対して密着状態に位置するので、円筒室２６から
円形開口３２を封止する。反対に、ピストン４０とプラ
ンジャ５０とが弁体３０に対して内向きに復動した時、
ディスク部分５４の外側表面は、弁体開口１４の底部分
１８に押し付けられるため、円筒室２６から第３通路２
４を封止する。
ジャ５０のステム５２を往復動可能に収容できる円筒形
の穴４６が設けられている。プランジャ５０には、ステ
ム５２に整合させ且つ軸方向に取り付けられた外側ディ
スク部分５４も設けられている。ピストン部分４０と円
形開口３２の小径部分３２ａとの間において、ピストン
４０の小径の内側端部４４の周囲に圧縮ばね５６が配置
され、ピストン４０を弁体３０に対して外向きに押し付
けている。図示のように、圧縮ばね５６の付勢作用によ
ってピストン４０とプランジャ５０とが外向きに往動す
る時、ステム５２に隣接するディスク部分５４の下表面
は、弁体３０の内側端部３４に、および円形開口３２の
小径部分３２ａの縁部に押し付けられるようになってい
る。このため、プランジャ５０は、弁体３０の円形開口
３２に対して密着状態に位置するので、円筒室２６から
円形開口３２を封止する。反対に、ピストン４０とプラ
ンジャ５０とが弁体３０に対して内向きに復動した時、
ディスク部分５４の外側表面は、弁体開口１４の底部分
１８に押し付けられるため、円筒室２６から第３通路２
４を封止する。
【００２２】第３図に示されているように、室３２ｃを
閉鎖するために、蓋部材６０がハウジング構造体１２の
外側表面に取り付けられ、蓋部材とハウジング構造体と
の間にダイアフラム６２を挟み込んで、蓋部材６０とダ
イアフラム６２との間に弁制御室６４を形成することが
できる。ピストン４０を内向きに復動させるために、必
要に応じて圧縮空気を制御室６４内へ流入させるための
弁制御ポート６６が蓋部材６０に貫設されている。円形
開口３２ｃの周囲には、ダイアフラム６２を所定位置に
係止すると共に、制御室６４を気密状態にするためのＯ
リングシール（図示せず）を収容する環状凹部６８が設
けられている。同様に、円筒形の側壁部分１６ａ及び１
６ｂ間、及び１６ｂ及び１６ｃ間を封止するために、Ｏ
リングシール６９が設けられている。
閉鎖するために、蓋部材６０がハウジング構造体１２の
外側表面に取り付けられ、蓋部材とハウジング構造体と
の間にダイアフラム６２を挟み込んで、蓋部材６０とダ
イアフラム６２との間に弁制御室６４を形成することが
できる。ピストン４０を内向きに復動させるために、必
要に応じて圧縮空気を制御室６４内へ流入させるための
弁制御ポート６６が蓋部材６０に貫設されている。円形
開口３２ｃの周囲には、ダイアフラム６２を所定位置に
係止すると共に、制御室６４を気密状態にするためのＯ
リングシール（図示せず）を収容する環状凹部６８が設
けられている。同様に、円筒形の側壁部分１６ａ及び１
６ｂ間、及び１６ｂ及び１６ｃ間を封止するために、Ｏ
リングシール６９が設けられている。
【００２３】明らかなように、制御ポート６６を介して
制御室６４内へ圧縮空気が導入されない時、圧縮ばね５
６の伸張作用によって、ピストン４０は、弁体３０の内
側端部３４に当接する位置へ往動し、そのためにスロッ
ト３９が閉鎖され、従って第２通路２２が円筒室２６か
ら遮断される。しかし、圧縮空気が制御ポート６６を介
して制御室６４に導入されると、ピストン４０は、反対
方向に押し進められるため、プランジャ５０のディスク
部分５４が底部分１８に押し付けられることによって、
第１通路２０が第３通路２４から遮断される。第３通路
２４から出た圧縮空気は、ステム５２をピストン４０の
端部の穴に完全に押し込んだ状態に維持するであろう。
当然ながら、プランジャ５０は、スロット３９を閉鎖す
る時、従って第２通路２２を円筒室２６から遮断する時
に、弁体３０の内側縁部３４に押し付けられた状態にな
る場合を除いて、ピストン４０とまったく一緒に往復動
できるようにしている。良好な密封状態を得るために、
プランジャのディスク部分５４の２つの面に、突出リン
グ部分を設けてもよい。
制御室６４内へ圧縮空気が導入されない時、圧縮ばね５
６の伸張作用によって、ピストン４０は、弁体３０の内
側端部３４に当接する位置へ往動し、そのためにスロッ
ト３９が閉鎖され、従って第２通路２２が円筒室２６か
ら遮断される。しかし、圧縮空気が制御ポート６６を介
して制御室６４に導入されると、ピストン４０は、反対
方向に押し進められるため、プランジャ５０のディスク
部分５４が底部分１８に押し付けられることによって、
第１通路２０が第３通路２４から遮断される。第３通路
２４から出た圧縮空気は、ステム５２をピストン４０の
端部の穴に完全に押し込んだ状態に維持するであろう。
当然ながら、プランジャ５０は、スロット３９を閉鎖す
る時、従って第２通路２２を円筒室２６から遮断する時
に、弁体３０の内側縁部３４に押し付けられた状態にな
る場合を除いて、ピストン４０とまったく一緒に往復動
できるようにしている。良好な密封状態を得るために、
プランジャのディスク部分５４の２つの面に、突出リン
グ部分を設けてもよい。
【００２４】次に図５乃至図７を参照しながら、本発明
に係る制御弁１０が本願と同日付けで出願した整理番号
ＳＡＳ１４５７９（米国特許出願第０８／９７９，１９
８号）に開示されている二塔式空気清浄装置に、いかに
組み込まれるかを説明する。従来型の二塔式空気清浄装
置は、空気圧縮機等の圧縮空気源から受け取った未浄化
圧縮空気流を清浄且つ乾燥させることによって、清浄な
乾燥空気を空気圧系統へ供給できるように構成されてい
た。通常の空気圧縮機からの未浄化圧縮空気は、一般的
に、水または様々なオイル等の他の液体の形の水分と共
に様々な物質の蒸気を含む。簡単にするため、ここで
は、蒸気及び水分を合わせて「水分」と呼ぶ。未浄化圧
縮空気は、また一般的に、ゴミ、埃、花粉及び様々な他
の汚染物質も含んでいるであろう。
に係る制御弁１０が本願と同日付けで出願した整理番号
ＳＡＳ１４５７９（米国特許出願第０８／９７９，１９
８号）に開示されている二塔式空気清浄装置に、いかに
組み込まれるかを説明する。従来型の二塔式空気清浄装
置は、空気圧縮機等の圧縮空気源から受け取った未浄化
圧縮空気流を清浄且つ乾燥させることによって、清浄な
乾燥空気を空気圧系統へ供給できるように構成されてい
た。通常の空気圧縮機からの未浄化圧縮空気は、一般的
に、水または様々なオイル等の他の液体の形の水分と共
に様々な物質の蒸気を含む。簡単にするため、ここで
は、蒸気及び水分を合わせて「水分」と呼ぶ。未浄化圧
縮空気は、また一般的に、ゴミ、埃、花粉及び様々な他
の汚染物質も含んでいるであろう。
【００２５】図５乃至図７を参照すると、これらの図に
は、本発明に係る制御弁１０を組み込んだ二塔式空気乾
燥装置が示されており、この空気乾燥装置は、通常は、
遠心水除去器等の分離手段７０と、各々が乾燥剤を収容
している１対の乾燥剤収容室または乾燥剤収容塔７４を
含むベースハウジング部材７２と、本発明に従った１対
の制御弁１０（１つだけが図示されている）と、シャト
ル弁機構７８を収容しているカバー部材７６とを備えて
いる。要約して説明すると、二塔式空気乾燥装置は、通
常の空気圧縮機（図示せず）等の圧縮空気源から受け取
った未浄化の湿った空気を清浄且つ乾燥させることによ
って、清浄な空気を空気圧系統（図示せず）へ供給する
ことができる。一般的に、圧縮空気は、最初に遠心分離
器等の水分離手段７０を通過し、その分離手段において
水分の大部分がまず圧縮空気から機械的に除去された
後、乾燥剤による水分除去が行われる。本発明に係る制
御弁１０の機能によって、分離手段７０からの未浄化の
湿った空気は、乾燥剤収容室７４へ交互に送り込まれ、
この乾燥剤収容室において、圧縮空気が２つの乾燥剤収
容室７４内に収容されている粒状乾燥剤を通過すること
によって濾過され、さらに乾燥される。
は、本発明に係る制御弁１０を組み込んだ二塔式空気乾
燥装置が示されており、この空気乾燥装置は、通常は、
遠心水除去器等の分離手段７０と、各々が乾燥剤を収容
している１対の乾燥剤収容室または乾燥剤収容塔７４を
含むベースハウジング部材７２と、本発明に従った１対
の制御弁１０（１つだけが図示されている）と、シャト
ル弁機構７８を収容しているカバー部材７６とを備えて
いる。要約して説明すると、二塔式空気乾燥装置は、通
常の空気圧縮機（図示せず）等の圧縮空気源から受け取
った未浄化の湿った空気を清浄且つ乾燥させることによ
って、清浄な空気を空気圧系統（図示せず）へ供給する
ことができる。一般的に、圧縮空気は、最初に遠心分離
器等の水分離手段７０を通過し、その分離手段において
水分の大部分がまず圧縮空気から機械的に除去された
後、乾燥剤による水分除去が行われる。本発明に係る制
御弁１０の機能によって、分離手段７０からの未浄化の
湿った空気は、乾燥剤収容室７４へ交互に送り込まれ、
この乾燥剤収容室において、圧縮空気が２つの乾燥剤収
容室７４内に収容されている粒状乾燥剤を通過すること
によって濾過され、さらに乾燥される。
【００２６】乾燥剤は、ばら状態で２つの乾燥剤収容室
７４に充填することができるが、乾燥剤を多孔カートリ
ッジか、布袋に詰めて配設するのが好ましい。空気が乾
燥剤を通過しないで通り抜けることができる開放空間を
完全になくすため、乾燥剤収容室７４にぴったりはまる
大きさ及び形状で、乾燥剤収容室を完全に満たす多孔カ
ートリッジまたは布袋に粒状乾燥剤を収容するのが好ま
しい。いずれの作動時点においても、湿った圧縮空気
は、圧縮空気を乾燥剤で濾過する方の乾燥剤収容室７４
だけに流入でき、乾燥剤は、その内部を上昇する圧縮空
気から水分を除去する。前述したように、湿った空気を
２つの内の一方の乾燥剤収容室７４で濾過して乾燥させ
る間、２つの内の他方の乾燥剤収容室７４は、浄化サイ
クルで作動中であり、濾過済みの乾燥圧縮空気の一部が
逆方向に、他方の乾燥剤収容室７４内の乾燥剤から水分
を除去するために、この他方の乾燥剤収容室７４内の乾
燥剤内を下方へ流れることができる。
７４に充填することができるが、乾燥剤を多孔カートリ
ッジか、布袋に詰めて配設するのが好ましい。空気が乾
燥剤を通過しないで通り抜けることができる開放空間を
完全になくすため、乾燥剤収容室７４にぴったりはまる
大きさ及び形状で、乾燥剤収容室を完全に満たす多孔カ
ートリッジまたは布袋に粒状乾燥剤を収容するのが好ま
しい。いずれの作動時点においても、湿った圧縮空気
は、圧縮空気を乾燥剤で濾過する方の乾燥剤収容室７４
だけに流入でき、乾燥剤は、その内部を上昇する圧縮空
気から水分を除去する。前述したように、湿った空気を
２つの内の一方の乾燥剤収容室７４で濾過して乾燥させ
る間、２つの内の他方の乾燥剤収容室７４は、浄化サイ
クルで作動中であり、濾過済みの乾燥圧縮空気の一部が
逆方向に、他方の乾燥剤収容室７４内の乾燥剤から水分
を除去するために、この他方の乾燥剤収容室７４内の乾
燥剤内を下方へ流れることができる。
【００２７】２つの制御弁１０を間欠的に作動させて、
一方の制御弁を開いて湿った圧縮空気が一方の乾燥剤収
容室７４の内部の乾燥剤内を上方へ流れることができる
ようにする一方、２つの内の他方の制御弁１０を閉じ
て、乾燥剤収容室の上方への流れを阻止するタイマー制
御装置８０が設けられている。周期的間隔で、タイマー
制御装置８０は、先に開いていた制御弁１０を閉じて、
先に閉じていた他方の制御弁１０を開くことによって、
湿った圧縮空気の流れを他方の乾燥剤収容室７４に切り
換える。従って、湿った圧縮空気は、連続作動状態で濾
過して乾燥されるため、流れは２つの乾燥剤収容室７４
間で交互する。当然であるが、乾燥剤浄化サイクルで作
動中に、２つの乾燥剤収容室７４から浄化空気が流出で
きるようにする出口手段を設けなければならない。本発
明に係る制御弁１０において、これは、空気乾燥サイク
ル中に未濾過の湿った圧縮空気を乾燥剤収容室７４に流
入させるだけでなく、閉弁した時に浄化空気を大気へ排
出することができる制御弁１０で達成される。
一方の制御弁を開いて湿った圧縮空気が一方の乾燥剤収
容室７４の内部の乾燥剤内を上方へ流れることができる
ようにする一方、２つの内の他方の制御弁１０を閉じ
て、乾燥剤収容室の上方への流れを阻止するタイマー制
御装置８０が設けられている。周期的間隔で、タイマー
制御装置８０は、先に開いていた制御弁１０を閉じて、
先に閉じていた他方の制御弁１０を開くことによって、
湿った圧縮空気の流れを他方の乾燥剤収容室７４に切り
換える。従って、湿った圧縮空気は、連続作動状態で濾
過して乾燥されるため、流れは２つの乾燥剤収容室７４
間で交互する。当然であるが、乾燥剤浄化サイクルで作
動中に、２つの乾燥剤収容室７４から浄化空気が流出で
きるようにする出口手段を設けなければならない。本発
明に係る制御弁１０において、これは、空気乾燥サイク
ル中に未濾過の湿った圧縮空気を乾燥剤収容室７４に流
入させるだけでなく、閉弁した時に浄化空気を大気へ排
出することができる制御弁１０で達成される。
【００２８】カバー部材７６内に組み込まれたシャトル
弁機構７８は、意図された用途のために空気乾燥サイク
ルで作動中の乾燥剤収容室７４から出た濾過済み乾燥圧
縮空気を空気圧系統へ送る一方、同時に乾燥剤浄化サイ
クルを実施するためにその濾過済み乾燥空気の浄化分を
他方の乾燥剤収容室７４へ送ることができる。従って、
乾燥剤収容室７４と組み合わされた制御弁１０は、浄化
空気を大気へ排気しなければならない。
弁機構７８は、意図された用途のために空気乾燥サイク
ルで作動中の乾燥剤収容室７４から出た濾過済み乾燥圧
縮空気を空気圧系統へ送る一方、同時に乾燥剤浄化サイ
クルを実施するためにその濾過済み乾燥空気の浄化分を
他方の乾燥剤収容室７４へ送ることができる。従って、
乾燥剤収容室７４と組み合わされた制御弁１０は、浄化
空気を大気へ排気しなければならない。
【００２９】通常の作動中、二塔式圧縮空気濾過／乾燥
装置内では、一方の制御弁１０が開放位置に維持されて
いる、すなわち、ピストン４０が左方向へ押し付けられ
て、プランジャ５０が円形開口３２を閉鎖しているのに
対して、他方の制御弁１０は、閉鎖位置に維持されてい
る。開放位置にある時、底部分１８に開放する第３通路
２４は、円筒室２６に通じており、それにより、遠心分
離器７０からの湿った空気は、第１通路２０を介して対
応の乾燥剤収容室７４へ流入することができる。閉鎖位
置にある他方の制御弁１０では、ピストン４０が右側へ
押し付けられ、プランジャ５０の外側の平坦面が底部分
１８に押し付けられているため、第３通路２４が円筒室
２６から遮断される。しかし、この位置では、プランジ
ャ５０は、弁体３０から離れているため、円形開口３２
の小径部分３２ａが円筒室２６及び第１通路２０に開放
している。従って、対応の乾燥剤収容室７４（すなわ
ち、乾燥剤浄化サイクルで作動中の乾燥剤収容室）に送
り込まれた再循環浄化空気は、第１通路２０を介して円
筒室２６へ流入し、そこで半径方向スロット３９、半径
方向ポート３８及び環状溝３６を通って第２通路２２か
ら大気へ逃げることができる。周期的間隔で、タイマー
制御装置８０が上記のように先に開いていた制御弁１０
を閉じると同時に、他方の制御弁１０を開くことによっ
て、乾燥剤収容室７４内の空気の流れが逆転する。
装置内では、一方の制御弁１０が開放位置に維持されて
いる、すなわち、ピストン４０が左方向へ押し付けられ
て、プランジャ５０が円形開口３２を閉鎖しているのに
対して、他方の制御弁１０は、閉鎖位置に維持されてい
る。開放位置にある時、底部分１８に開放する第３通路
２４は、円筒室２６に通じており、それにより、遠心分
離器７０からの湿った空気は、第１通路２０を介して対
応の乾燥剤収容室７４へ流入することができる。閉鎖位
置にある他方の制御弁１０では、ピストン４０が右側へ
押し付けられ、プランジャ５０の外側の平坦面が底部分
１８に押し付けられているため、第３通路２４が円筒室
２６から遮断される。しかし、この位置では、プランジ
ャ５０は、弁体３０から離れているため、円形開口３２
の小径部分３２ａが円筒室２６及び第１通路２０に開放
している。従って、対応の乾燥剤収容室７４（すなわ
ち、乾燥剤浄化サイクルで作動中の乾燥剤収容室）に送
り込まれた再循環浄化空気は、第１通路２０を介して円
筒室２６へ流入し、そこで半径方向スロット３９、半径
方向ポート３８及び環状溝３６を通って第２通路２２か
ら大気へ逃げることができる。周期的間隔で、タイマー
制御装置８０が上記のように先に開いていた制御弁１０
を閉じると同時に、他方の制御弁１０を開くことによっ
て、乾燥剤収容室７４内の空気の流れが逆転する。
【００３０】以上に本発明の制御弁の１つの実施例を説
明してきたが、発明の精神から逸脱しない様々な異なっ
た実施例及び変更を考えて組み込むことができることは
明らかである。従って、本発明は、添付の請求項だけで
なく、下記の項目に記載の概念も、その保護の対象とす
ることができる。 （１） 前記第３通路を前記弁体開口から封止するため
のＯリングシールが前記プランジャの表面に配置されて
いる請求項１記載の２方向制御弁構造。 （２） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる所定直
径を有する外側円筒部分と、該所定直径よりも小径で前
記プランジャを収容できる直径を有する内側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記内側円筒部分から分離する
第１環状フランジ部分とを含む請求項４記載の２方向制
御弁構造。 （３） 前記弁体は、前記弁体開口の前記第１環状フラ
ンジ部分と組み合わされる第２環状フランジ部分を含
み、該第２環状フランジ部分は、前記第１通路を前記第
２通路から遮断するための第２Ｏリングシールを備えて
いる上記（２）項に記載の２方向制御弁構造。 （４） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる前記所
定直径よりも大径の最外側円筒部分と、前記外側円筒部
分を前記最外側円筒部分から分離する第３環状フランジ
部分とを含み、前記弁体は、前記弁体開口の該第３環状
フランジ部分と組み合わされる第４環状フランジ部分を
含み、該第４環状フランジ部分は前記第２通路を前記弁
体開口の外側の大気から分離するための第３Ｏリングシ
ールを備えている上記（２）項に記載の２方向制御弁構
造。 （５） さらに、前記ピストン及び前記プランジャの間
に配置され、前記ピストンが前記ピストンシリンダに対
して外向きに往動した位置にある時に、前記第２通路を
前記第１通路から確実に遮断するために、前記プランジ
ャを前記弁体にまっすぐに押し付けるばね部材を含む請
求項５記載の２方向制御弁構造。 （６） 前記第３通路を前記弁体開口から遮断するため
のＯリングシールが前記プランジャの表面に配置されて
いる請求項６記載の２方向制御弁構造。 （７） 前記ピストンは、空気圧で作動する請求項６記
載の２方向制御弁構造。 （８） 前記ピストンは、室内に収容されたヘッド部分
を備えており、ダイアフラムが該室をヘッド収容部分
と、前記２方向制御弁構造を空気圧式に作動させるため
の圧縮空気入口部分とに分離している上記（７）項に記
載の２方向制御弁構造。 （９） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる所定直
径を有する外側円筒部分と、該所定直径よりも小径で前
記プランジャを収容できる直径を有する内側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記内側円筒部分から分離する
第１環状フランジ部分を含む上記（８）項に記載の２方
向制御弁構造。 （１０） 前記弁体は、前記弁体開口の前記第１環状フ
ランジ部分と組み合わされる第２環状フランジ部分を含
み、該第２環状フランジ部分は、前記第１通路を前記第
２通路から遮断するための第２Ｏリングシールを備えて
いる上記（９）項に記載の２方向制御弁構造。 （１１） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる前記
所定直径よりも大径の最外側円筒部分と、前記外側円筒
部分を前記最外側円筒部分から分離する第３環状フラン
ジ部分とを含み、前記弁体は、前記弁体開口の該第３環
状フランジ部分と組み合わされる第４環状フランジ部分
を含み、該第４環状フランジ部分は前記第２通路を前記
弁体開口の外側の大気から分離するための第３Ｏリング
シールを備えている上記（９）項に記載の２方向制御弁
構造。 （１２） 前記プランジャは、円筒形端部キャップ部分
と、軸方向ステム部分とを含み、前記ピストンの前記内
側端部は、前記プランジャの前記軸方向ステム部分を収
容できる軸方向開口を有する細い突出部分を備えている
請求項６記載の２方向制御弁構造。 （１３） さらに、前記ピストン及び前記プランジャの
間に配置されて、前記ピストンが前記ピストンシリンダ
に対して外向きに往動した位置にある時、前記第２通路
を前記第１通路から確実に遮断するために、前記プラン
ジャを前記弁体にまっすぐに押し付けるばね部材を含む
上記（１２）項に記載の２方向制御弁構造。
明してきたが、発明の精神から逸脱しない様々な異なっ
た実施例及び変更を考えて組み込むことができることは
明らかである。従って、本発明は、添付の請求項だけで
なく、下記の項目に記載の概念も、その保護の対象とす
ることができる。 （１） 前記第３通路を前記弁体開口から封止するため
のＯリングシールが前記プランジャの表面に配置されて
いる請求項１記載の２方向制御弁構造。 （２） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる所定直
径を有する外側円筒部分と、該所定直径よりも小径で前
記プランジャを収容できる直径を有する内側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記内側円筒部分から分離する
第１環状フランジ部分とを含む請求項４記載の２方向制
御弁構造。 （３） 前記弁体は、前記弁体開口の前記第１環状フラ
ンジ部分と組み合わされる第２環状フランジ部分を含
み、該第２環状フランジ部分は、前記第１通路を前記第
２通路から遮断するための第２Ｏリングシールを備えて
いる上記（２）項に記載の２方向制御弁構造。 （４） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる前記所
定直径よりも大径の最外側円筒部分と、前記外側円筒部
分を前記最外側円筒部分から分離する第３環状フランジ
部分とを含み、前記弁体は、前記弁体開口の該第３環状
フランジ部分と組み合わされる第４環状フランジ部分を
含み、該第４環状フランジ部分は前記第２通路を前記弁
体開口の外側の大気から分離するための第３Ｏリングシ
ールを備えている上記（２）項に記載の２方向制御弁構
造。 （５） さらに、前記ピストン及び前記プランジャの間
に配置され、前記ピストンが前記ピストンシリンダに対
して外向きに往動した位置にある時に、前記第２通路を
前記第１通路から確実に遮断するために、前記プランジ
ャを前記弁体にまっすぐに押し付けるばね部材を含む請
求項５記載の２方向制御弁構造。 （６） 前記第３通路を前記弁体開口から遮断するため
のＯリングシールが前記プランジャの表面に配置されて
いる請求項６記載の２方向制御弁構造。 （７） 前記ピストンは、空気圧で作動する請求項６記
載の２方向制御弁構造。 （８） 前記ピストンは、室内に収容されたヘッド部分
を備えており、ダイアフラムが該室をヘッド収容部分
と、前記２方向制御弁構造を空気圧式に作動させるため
の圧縮空気入口部分とに分離している上記（７）項に記
載の２方向制御弁構造。 （９） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる所定直
径を有する外側円筒部分と、該所定直径よりも小径で前
記プランジャを収容できる直径を有する内側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記内側円筒部分から分離する
第１環状フランジ部分を含む上記（８）項に記載の２方
向制御弁構造。 （１０） 前記弁体は、前記弁体開口の前記第１環状フ
ランジ部分と組み合わされる第２環状フランジ部分を含
み、該第２環状フランジ部分は、前記第１通路を前記第
２通路から遮断するための第２Ｏリングシールを備えて
いる上記（９）項に記載の２方向制御弁構造。 （１１） 前記弁体開口は、前記弁体を収容できる前記
所定直径よりも大径の最外側円筒部分と、前記外側円筒
部分を前記最外側円筒部分から分離する第３環状フラン
ジ部分とを含み、前記弁体は、前記弁体開口の該第３環
状フランジ部分と組み合わされる第４環状フランジ部分
を含み、該第４環状フランジ部分は前記第２通路を前記
弁体開口の外側の大気から分離するための第３Ｏリング
シールを備えている上記（９）項に記載の２方向制御弁
構造。 （１２） 前記プランジャは、円筒形端部キャップ部分
と、軸方向ステム部分とを含み、前記ピストンの前記内
側端部は、前記プランジャの前記軸方向ステム部分を収
容できる軸方向開口を有する細い突出部分を備えている
請求項６記載の２方向制御弁構造。 （１３） さらに、前記ピストン及び前記プランジャの
間に配置されて、前記ピストンが前記ピストンシリンダ
に対して外向きに往動した位置にある時、前記第２通路
を前記第１通路から確実に遮断するために、前記プラン
ジャを前記弁体にまっすぐに押し付けるばね部材を含む
上記（１２）項に記載の２方向制御弁構造。
【図１】 本発明に係る制御弁の現時点で好適な実施例
の側面図である。
の側面図である。
【図２】 図１に示されている制御弁の側部断面図であ
る。
る。
【図３】 弁通路を設けたハウジング構造体内に挿入さ
れた弁を示す、図２と同様の側部断面図である。
れた弁を示す、図２と同様の側部断面図である。
【図４】 ピストンシリンダの底部の穴の形状を明瞭に
示す、ピストンまたはプランジャを除いた弁体の底面図
である。
示す、ピストンまたはプランジャを除いた弁体の底面図
である。
【図５】 本発明に従った制御弁を組み込んだ（当該弁
の１つだけが示されている）二塔式圧縮空気濾過／乾燥
装置の現時点で好適な実施例の断面図である。
の１つだけが示されている）二塔式圧縮空気濾過／乾燥
装置の現時点で好適な実施例の断面図である。
【図６】 図５に示されている二塔式圧縮空気濾過／乾
燥装置の側部断面図である。
燥装置の側部断面図である。
【図７】 様々な通路が本発明係る２つの制御弁にどの
ように連結されているかを明瞭に示す、図５及び図６に
示されている二塔式縮空気濾過／乾燥装置の底部断面図
である。
ように連結されているかを明瞭に示す、図５及び図６に
示されている二塔式縮空気濾過／乾燥装置の底部断面図
である。
１０…制御弁、１２…ハウジング構造体、１４…弁体開
口、１６…円筒形側壁部分、１８…底部分、２０…第１
通路、２２…第２通路、２４…第３通路、２６…円筒
室、３０…弁体、３２…円形開口、３２ｂ…ピストンシ
リンダ、３４…内側端部、３６…環状溝、３８…半径方
向ポート、３９…スロット、４０…ピストン（往復動ピ
ストン）、４２…ヘッド部分、４４…内側端部、４６…
円筒形の穴、５０…プランジャ、５２…ステム、５４…
ディスク部分（円筒形端部キャップ部分）、６０…蓋部
材、６２…ダイアフラム、６４…制御室、６６…制御ポ
ート、６９…Ｏリングシール、７０…分離手段、７２…
ベースハウジング部材、７４…乾燥剤収容室、７６…か
バー部材、７８…シャトル弁機構、８０…タイマー制御
装置。
口、１６…円筒形側壁部分、１８…底部分、２０…第１
通路、２２…第２通路、２４…第３通路、２６…円筒
室、３０…弁体、３２…円形開口、３２ｂ…ピストンシ
リンダ、３４…内側端部、３６…環状溝、３８…半径方
向ポート、３９…スロット、４０…ピストン（往復動ピ
ストン）、４２…ヘッド部分、４４…内側端部、４６…
円筒形の穴、５０…プランジャ、５２…ステム、５４…
ディスク部分（円筒形端部キャップ部分）、６０…蓋部
材、６２…ダイアフラム、６４…制御室、６６…制御ポ
ート、６９…Ｏリングシール、７０…分離手段、７２…
ベースハウジング部材、７４…乾燥剤収容室、７６…か
バー部材、７８…シャトル弁機構、８０…タイマー制御
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ヴィ・カザキス アメリカ合衆国、サウスカロライナ州、 シンプソンヴィル、ホーリークレスト・ サークル 222 (56)参考文献 特開 平９−206546（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/26 101 F16K 11/00 - 11/24
Claims (7)
- 【請求項１】 第１通路を第２通路か第３通路のいずれ
か一方に選択的に開放する２方向制御弁構造であって、 （ａ） 側壁部分と底部分とを備えた弁体開口を有し、
前記第１通路は該底部分に隣接する前記側壁部分に開
き、前記第２通路は前記底部分から離れた位置で前記側
壁部分に開き、前記第３通路は前記底部分に開くように
したハウジング構造体と、 （ｂ） 前記弁体開口内に取り付けられ、内側端部が前
記第１通路と前記第２通路との間に配置されると共に、
前記弁体開口の前記第１環状フランジ部分と組み合わさ
れ、前記第１通路を前記第２通路から遮断するための第
２Ｏリングシールを有する第２環状フランジ部分を含む
弁体と、 （ｃ） 該弁体を軸方向に貫通し前記第３通路と連通し
ているピストンシリンダ内に往復動可能に配置されてい
るピストンと、 （ｄ） 前記底部分に近い該ピストンの内側端部に配置
されたプランジャとを含み、前記弁体開口は、前記弁体
を収容できる前記所定直径よりも大径の最外側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記最外側円筒部分から分離す
る第３環状フランジ部分とを含み、前記弁体は、前記弁
体開口の該第３環状フランジ部分と組み合わされる第４
環状フランジ部分を含み、該第４環状フランジ部分は前
記第２通路を前記弁体開口の外側の大気から分離するた
めの第３Ｏリングシールを備えており、前記プランジャ
は、前記ピストンが前記ピストンシリンダに対して外向
きに往動した時、前記弁体に押し付けられ、前記ピスト
ンシリンダ及び前記第２通路を前記第１通路から遮断す
ることにより、前記第３通路を前記第１通路に開くこと
ができ、さらに、前記ピストンが前記ピストンシリンダ
に対して内向きに復動した時、前記底部分に押し付けら
れ、前記第３通路を前記第１通路から遮断することによ
り、前記ピストンシリンダ及び第２通路を前記第１通路
に開くことができるようにした２方向制御弁構造。 - 【請求項２】 前記ピストンシリンダと連通している環
状溝を前記弁体の周囲に配置し、前記第２通路が該環状
溝と連通すると共に、前記弁体には、前記ピストンシリ
ンダから前記環状溝へ延設される半径方向ポートが該弁
体及び前記ピストンの軸線に対して傾斜するように設け
られるようにした請求項１記載の２方向制御弁構造。 - 【請求項３】 前記ピストンは、空気圧で作動する請求
項１記載の２方向制御弁構造。 - 【請求項４】 前記ピストンは、室内に収容されるヘッ
ド部分を備えており、ダイアフラムが該室をヘッド収容
部分と、前記２方向制御弁構造を空気圧式に作動させる
ための圧縮空気入口部分とに分離すると共に、前記ピス
トンが前記シリンダに対して外向きに往動した時、前記
ダイアフラムが該ダイアフラムより外側に位置する蓋部
材との間に空間を有するようにした請求項３記載の２方
向制御弁構造。 - 【請求項５】 前記プランジャは、円筒形端部キャップ
部分と、軸方向ステム部分とを含み、前記ピストンの前
記内側端部は、前記プランジャの前記軸方向ステム部分
を収容できる軸方向開口を有する細い突出部分を備えて
いる請求項１記載の２方向制御弁構造。 - 【請求項６】 少なくとも１つの乾燥剤収容室を備え、
未浄化のガス流を該乾燥剤収容室に流し、該ガスを濾過
し水分を除去することができ、濾過済みの乾燥ガスの一
部を逆方向に前記乾燥剤収容室に逆流させることによっ
て、乾燥剤から水分を除去し、浄化ガスを大気に排出す
るようにしたガス乾燥装置内のガスの流れを制御する２
方向制御弁構造であって、 （Ａ） 側壁部分と底部分とを備えた弁体開口を有し、 （ａ） 該底部分に隣接する前記側壁部分に開き、前記
乾燥剤収容室を前記弁体開口に連通させる第１通路、 （ｂ） 前記底部分から離れた位置で前記側壁部分に開
き、大気を前記弁体開口に連通させる第２通路、及び （ｃ） 前記底部分に開き、未浄化ガス源を前記弁体に
連通させる第３通路を有するハウジング構造体と、 （Ｂ） 前記弁体開口内に取り付けられ、内側端部が前
記第１通路と前記第２通路との間に配置されると共に、
前記弁体開口の前記第１環状フランジ部分と組み合わさ
れ、前記第１通路を前記第２通路から遮断するための第
２Ｏリングシールを有する第２環状フランジ部分を含む
弁体と、 （Ｃ） 前記弁体を軸方向に貫通し前記第３通路と連通
しているピストンシリンダ内に往復動可能に配置されて
いるピストンと、 （Ｄ） 前記底部分に近い該ピストンの内側端部に配置
されたプランジャとを含み、前記弁体開口は、前記弁体
を収容できる前記所定直径よりも大径の最外側円筒部分
と、前記外側円筒部分を前記最外側円筒部分から分離す
る第３環状フランジ部分とを含み、前記弁体は、前記弁
体開口の該第３環状フランジ部分と組み合わされる第４
環状フランジ部分を含み、該第４環状フランジ部分は前
記第２通路を前記弁体開口の外側の大気から分離するた
めの第３Ｏリングシールを備えており、前記プランジャ
は、前記ピストンが前記ピストンシリンダに対して外向
きに往動した時、前記弁体に押し付けられ、前記ピスト
ンシリンダ及び前記第２通路を前記第１通路から遮断す
ることにより、前記第３通路を前記第１通路に開くこと
ができ、さらに、前記ピストンが前記ピストンシリンダ
に対して内向きに復動した時、前記底部分に押し付けら
れ、前記第３通路を前記第１通路から遮断することによ
り、前記ピストンシリンダ及び第２通路を前記第１通路
に開くことができるようにした２方向制御弁構造。 - 【請求項７】 前記ピストンシリンダと連通している環
状溝を前記弁体の周囲に配置し、前記第２通路が該環状
溝と連通するようにした請求項６記載の２方向制御弁構
造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/978551 | 1997-11-26 | ||
| US08/978,551 US6000432A (en) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | Control valve with axial sealing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11221426A JPH11221426A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3061609B2 true JP3061609B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=25526204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33420698A Expired - Fee Related JP3061609B2 (ja) | 1997-11-26 | 1998-11-25 | ２方向制御弁構造 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6000432A (ja) |
| EP (1) | EP0919751A3 (ja) |
| JP (1) | JP3061609B2 (ja) |
| AU (1) | AU754629B2 (ja) |
| BR (1) | BR9803361A (ja) |
| CA (1) | CA2233311C (ja) |
| ZA (1) | ZA986286B (ja) |
Cited By (1)
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| DE112017005305T5 (de) | 2016-10-21 | 2019-07-04 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Trocknervorrichtung und Luftfederungssystem |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |