JP3425476B2 - 除湿器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、圧縮空気中の水分を除
去する除湿器、特に、その再生用制御弁の改良に関し、
例えば、車両の空気回路に介設される除湿器に利用して
有効なものに関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、自動車等の車両では種々の目的
で圧縮空気が利用されている。ところが、この圧縮空気
中には大気から吸い込まれた水蒸気が含まれており、こ
の水蒸気は空気回路中で凝結して水になり、空気回路構
成各部の腐蝕、機能不良および凍結による作動不良を招
来する。そこで、従来から、このような空気回路では除
湿器を介設して回路の空気中の水分を除去することが行
われている。 【０００３】従来のこの種の除湿器として、図３に示さ
れているものがある。図３において、除湿器は車両のエ
アブレーキ回路に介設されている。このエアブレーキ回
路は、容積形エアコンプレッサ（以下、コンプレッサと
いう。）１、メインエアタンク２、ブレーキバルブ３、
ブレーキ作動器４、プレッシャガバナ５、逆止弁６およ
び除湿器７を備えている。 【０００４】除湿器７は上面が開放し下面が閉塞した略
円筒形状の本体１１と、本体１１の上面開口に着脱自在
に被着された蓋体１２とを備えており、本体１１に蓋体
１２がボルト等（図示せず）を介して締結されることに
より中空体のハウジング１０が構成されている。ハウジ
ング１０の上には上面閉塞の円筒形状をなす再生用エア
タンク１３が蓋体１２に着脱自在に嵌合されて連設さ
れ、タンク１３は本体１１に蓋体１２と共締めされてい
る。また、ハウジング１０はコンプレッサ１の吐出口に
接続された入口１４と、プレッシャガバナ５に接続され
た制御ポート１５と、大気に連通した排気口１６とを備
えている。さらに、ハウジング１０の蓋体１２は逆止弁
１８を介して再生用エアタンク１３に連通する出口１７
と、再生用エアタンク１３に僅かな通路をもって直接連
通してなる絞り口１９とを備えている。再生用エアタン
ク１３は逆止弁６を介してメインタンク２に連通する出
口２０を備えている。 【０００５】ハウジング１０の内部には外径を本体１１
の内径よりも小径に形成された除湿筒２１が同心的に嵌
装され、この除湿筒２１の上端部は蓋体１２に嵌合され
ている。除湿筒２１の外周とハウジング１０の内周との
間には空気通路２２が形成されており、空気通路２２の
途中には金網２３が装着されている。空気通路２２下流
側にはオイルフィルタ２４が同心的に配されている。除
湿筒２１内には底板２５、天板２６および複数枚の仕切
板２７が互いに離隔されて、水平に配置され、各板の外
周面が除湿筒２１の内壁面に着脱可能に支持されてい
る。これら底板２５、天板２６および複数枚の仕切板２
７には全面にわたって多数の通気孔がそれぞれ開設され
ている。そして、各仕切板２７と天板２６との間には粒
状の吸着剤２８がそれぞれ収納されている。 【０００６】ハウジング１０の下部には再生用制御弁３
０が、弁箱３１を本体１１に固定された状態で設備され
ている。この再生用制御弁３０は、除湿筒２１の内部に
連通する再生用ポート３２と排気口１６との間に介設さ
れ制御ポート１５への信号圧によって排気口１６を開く
常時閉の空圧パイロット操作式切換弁として構成されて
いる。すなわち、この再生用制御弁３０は、弁箱３１に
開設された再生用ポート３２と排気口１６との途中に開
設されている弁口３３と、この弁口３３の周囲に形成さ
れている弁座３４に離着座して弁口３３を開閉する弁体
３５と、この弁体３５に連結されている弁棒３６に連動
するピストン３７と、このピストン３７が摺動自在に嵌
合され制御ポート１５が弁体３５と反対側の上部圧力室
３８ａに接続されている弁室３８と、ピストン３７を弁
体３５が弁座３４に着座する方向に付勢している弁ばね
３９とを備えている。 【０００７】次に作用を説明する。まず、圧縮空気供給
行程として、コンプレッサ１から送出された圧縮空気は
除湿器７の入口１４に入る。流入空気は本体１１と除湿
筒２１との間に形成された空気通路２２の金網２３およ
びオイルフィルタ２４を経て、除湿筒２１の底側から除
湿筒２１内に至る。空気が空気通路２２を通過する際、
金網２３によって空気の流れる方向が変わり気水分離さ
れるため、オイルミストは次第に大きくなる。そして、
このオイルミストは圧縮空気の流れに乗ってオイルフィ
ルタ２４によって捕集される。 【０００８】オイルフィルタ２４によりオイルミストを
除去された圧縮空気は、底板２５、天板２６および複数
枚の仕切板２７の通気孔を透過して吸着剤２８群を通過
しながら出口１７から再生用タンク１３に至る。このと
き、通気孔群を通過した空気は除湿筒２１内の周辺部領
域と、除湿筒２１内の中央部領域とを交互に通過しなが
ら出口１７に至る。このため、除湿筒２１の全ての領域
に空気通路が形成され、除湿筒２１内の全ての吸着剤２
８に空気が接触しながら出口１７に至る。これにより、
除湿筒２１内に導入された空気の湿気は吸着剤２８によ
り吸着捕捉されて除湿される。 【０００９】再生用タンク１３内の乾燥空気は出口２０
から逆止弁６を経てメインタンク２に貯蔵される。メイ
ンタンク２内の空気はブレーキバルブ３の操作時にブレ
ーキ作動器４に随時送出されてブレーキ作動を実行せし
める。 【００１０】メインタンク２の内圧が設定値以上になる
と、プレッシャガバナ５が作動し、コンプレッサ１をア
ンロード状態にさせるとともに、除湿器７の制御ポート
１５に信号圧を印加させる。この印加圧により、ピスト
ン３７が下降され、弁体３５をして弁口３３すなわち排
気口１６を開放せしめる。排気口１６が開成されると、
ハウジング１０の除湿筒２１内が大気に連通するため、
再生用タンク１３内の圧縮空気が絞り口１９を通って除
湿筒２１内に徐々に流入する。 【００１１】この流入空気は通気孔、吸着剤２８、フイ
ルタ２５、弁口３３、排気口１６を逆流して大気に放出
する。このときも、流入空気は除湿筒２１内の周辺部領
域と、除湿筒２１内の中央部領域とを交互に流れ、除湿
筒２１内の全ての領域に空気通路が形成され、除湿筒２
１内の全ての吸着剤２８が流入空気と接触して乾燥再生
され、大気に空気が放出される。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】前記のように構成され
作用する従来の除湿器においては、再生用制御弁３０が
単純に開閉作動するように構成されていることにより、
吸着剤２８の再生作動に際して高圧の圧縮空気が再生用
制御弁３０から一気に放出されるため、大きな排気騒音
が発生されてしまうという問題点がある。 【００１３】そこで、図４に示されているように、弁体
３５にゴム製の可動弁体４０を介設することにより、圧
力差が小さい時には開弁量が大きく、圧力差が大きい時
には開弁量が小さくなるように構成した再生用制御弁３
０が、考えられる。この再生用制御弁３０によれば、圧
力差が大きい時には開弁量が小さくなるため、排気騒音
は小さくなる。 【００１４】しかし、この再生用制御弁３０において
は、ゴム製の可動弁体４０の僅かな形状誤差やバルブス
プリングの付勢力のばらつきによって設定切換圧力が大
きく変動してしまうため、大きな排気騒音が発生する場
合がある。 【００１５】本発明の目的は、再生用ポートの圧力に応
じて再生用制御弁の開弁量を自動的に制御することがで
き、吸着剤の再生作動時における圧縮空気の放出による
騒音を確実に低減することができる除湿器を提供するこ
とにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】本発明に係る除湿器は、
除湿筒の内部に連通する再生用ポートと排気口との間に
介設され制御ポートへの信号圧によって排気口を開く常
時閉の再生用制御弁において、前記再生用ポートと排気
口との間に介設された弁口を開閉する弁体に連結された
ピストンの外側に外側ピストンが摺動自在に嵌合され、
この外側ピストンが前記弁室に摺動自在に嵌入されてい
るとともに、この外側ピストンは内側ピストンが開弁作
動した後に開弁作動するように構成されていることを特
徴とする。 【００１７】 【作用】前記した手段によれば、制御ポートに信号圧が
作用すると、内側ピストンが弁体を弁座から直ちに離座
させる。外側ピストンは再生用ポートの圧力が切換圧に
低下するまでは作動しないため、再生用制御弁としての
開弁量は小となる。したがって、その排気騒音は抑制さ
れる。 【００１８】再生用ポートの圧力が切換圧に低下する
と、外側ピストンが作動して弁体を弁座からさらに離間
させるため、再生用制御弁としての開弁量は大となる。
その結果、再生用圧縮空気は逆流を維持することがで
き、吸着剤の乾燥は継続される。また、再生用制御弁の
開弁量は大きくとも、排気口から放出される圧縮空気自
体の圧力が低いため、その圧縮空気の排気口からの放出
による騒音は小さく抑制されることになる。 【００１９】そして、再生用制御弁における２段階の開
弁量およびその切り換えの際の切換圧力は、内側ピスト
ンおよび外側ピストンの外径や弁ばねの強さで正確に設
定することができるため、再生用制御弁の騒音低減作動
の精度および信頼性を高めることができる。 【００２０】 【実施例】図１は本発明の一実施例である除湿器を示す
再生用制御弁部分の拡大断面図、図２（ａ）、（ｂ）は
その作用を説明するための各拡大断面図である。 【００２１】本実施例において、除湿器７は図１の場合
と同様に車両のエアブレーキ回路に介設されており、そ
の構成は再生用制御弁３０を除き前記した図１の場合と
同様であるので、図１と同一の構成については、同一の
符号を示して重複する説明を省略する。 【００２２】本実施例において、再生用制御弁３０は弁
箱３１を備えており、弁箱３１は除湿器７のハウジング
１０における本体１１の一端部（以下、下部とする。）
に固定されている。弁箱３１には弁室３８が開設されて
おり、弁室３８における排気口１６側（以下、下部圧力
室という。）には上端面が開口し下端面が閉塞した固定
筒４１が嵌入されている。固定筒４１の下端閉塞壁には
弁口３３が開設されており、閉塞壁の下端面における弁
口３３の周囲には弁座３４が形成されている。また、固
定筒４１の側面筒壁には除湿器７の除湿筒２１の内部に
連通する再生用ポート３２が、筒内外を連通するように
開設されており、この再生用ポート３２は固定筒４１の
中空部および弁口３３を通じて排気口１６に連通されて
いる。 【００２３】弁室３８における上部に位置する圧力室３
８ａには、プレッシャガバナ５に接続された制御ポート
１５が接続されている。弁室３８における中間部には外
側ピストン４４が上下方向に摺動自在に嵌入されてい
る。この外側ピストン４４のストロークＢの上限は弁室
３８の中間部に段差形状に形成されたストッパ４２によ
って規定され、その下限は固定筒４１の肩部で構成され
たストッパ４３によって規定されている。 【００２４】外側ピストン４４の内部には上部大径室４
６と下部小径室４７とを備えたシリンダ室４５が形成さ
れており、シリンダ室４５の上部大径室４６の内部には
弁棒３６に一体的に形成されたピストン（以下、内側ピ
ストンという。）３７が上下方向に摺動自在に嵌入され
ている。内側ピストン３７のストロークＡの上限は上部
大径室４６の上端に径方向内向きに突設されたストッパ
４９によって規定され、その下限は上部大径室４６と下
部小径室４７との境目に形成された段差ストッパ４８に
よって規定されている。そして、内側ピストン３７のス
トロークＡは外側ピストン４４のストロークＢよりも小
さく設定されている。 【００２５】シリンダ室４５の下部小径室４７の内部に
おける外側ピストン４４と内側ピストン３７との間に
は、弁ばね（以下、内側弁ばねという。）５０が蓄力状
態で装着されており、この内側弁ばね５０は外側ピスト
ン４４に反力をとって内側ピストン３７を、弁体３５を
弁座３４に着座させる方向に常時付勢するようになって
いる。また、弁室３８の固定筒４１の内部における固定
筒４１の底壁と外側ピストン４４との間には、別の弁ば
ね（以下、外側弁ばねという。）５１が蓄力状態で装着
されており、この外側弁ばね５１は固定筒４１に反力を
とって外側ピストン４４を、弁体３５を弁座３４に着座
させる方向に常時付勢するようになっている。そして、
外側弁ばね５１の付勢力は内側弁ばね５０の付勢力より
も大きく設定されている。 【００２６】次に、前記構成に係る除湿器７の再生用制
御弁３０の作用を説明する。プレッシャガバナ５により
除湿器７のコントロールポート１５に信号圧が印加され
ると、図２（ａ）に示されているように、弁室３８の上
部圧力室３８ａの圧力によって内側ピストン３７が外側
ピストン４４のシリンダ室４５内を、内側弁ばね５０お
よび再生用ポート３２を通じてシリンダ室３８の下部圧
力室３８ｂに作用する圧力に抗して押し下げられる。こ
のとき、外側弁ばね５１は内側弁ばね５０よりも強く設
定されているため、外側ピストン４４は押し下げられな
い。また、内側ピストン３７のストロークＡは小さく抑
制されているため、その押し下げ量は小さい。 【００２７】内側ピストン３７が押し下げられると、弁
棒３６を介して弁体３５が弁座３４から離座されるた
め、弁口３３を介して再生用ポート３２と排気口１６と
が連通される。再生用ポート３２と排気口１６との連通
により、除湿器７の除湿筒２１の内部が大気に連通する
ため、再生用タンク１３内の圧縮空気が絞り口１９を通
って除湿筒２１の内部に徐々に流入する状態になる。こ
の流入空気は除湿筒２１の内部を逆流する間に吸着剤２
８に接触することにより、吸着剤２８を乾燥させる。除
湿筒２１を逆流した圧縮空気は再生用ポート３２から弁
口３３を経由して排気口１６から大気に放出する。この
際、内側ピストン３７の押し下げ量が小さくなるように
設定されていることにより、弁体３５の弁口３３の開放
量が小さく抑制されるため、排気口１６からの圧縮空気
の放出はきわめて徐々に実行される。その結果、圧縮空
気の圧力が高圧にもかかわらず、排気口１６からの圧縮
空気の放出に伴う騒音はきわめて小さく抑制されること
になる。 【００２８】このようにして再生用タンク１３の圧縮空
気が徐々に放出されることにより、再生用ポート３２が
連通したシリンダ室３８の下部圧力室３８ｂの圧力が予
め設定された切換圧力に低下すると、図２（ｂ）に示さ
れているように、弁室３８の上部圧力室３８ａの圧力に
よって外側ピストン４４が弁室３８を外側弁ばね５１お
よび低下した下部圧力室３８ｂの圧力に抗して押し下げ
られる。この外側ピストン４４の押し下げにより、弁体
３５は弁棒３６を介してさらに押し下げられることにな
る。この弁体３５の押し下げ量は、先の内側ピストン３
７のストロークＡと後の外側ピストン４４のストローク
Ｂとの総和となるため、弁口３３の開放量はきわめて大
きくなる。したがって、再生用タンク１３内の圧力が低
下した状態であっても、圧縮空気は除湿筒２１内を充分
に逆流することができる。また、排気口１６から放出さ
れる際の圧縮空気の圧力は低下しているため、弁口３３
の開放量が大きくとも、その放出に伴う騒音は小さく抑
制されることになる。 【００２９】以上の再生用制御弁３０の作動における内
側ピストン３７による開弁量、外側ピストン４４の開弁
量、開弁量を切り換える再生用ポート３２の切換圧は、
内側ピストン３７および外側ピストン４４の外径やスト
ッパ４２、４３、４８、４９の位置によるストローク
Ａ、Ｂ、内側弁ばね５０および外側弁ばね５１の強さで
正確に設定することができるため、再生用制御弁３０の
騒音低減作動の精度および信頼性を充分に確保すること
ができる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再生用ポートの圧力に応じて再生用制御弁の開弁量を自
動的に制御することができるため、吸着剤の再生作動時
における圧縮空気の放出による排気騒音を確実に低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例である除湿器を示す再生用制
御弁部分の拡大断面図である。 【図２】（ａ）、（ｂ）はその作用を説明するための各
拡大断面図である。 【図３】従来の除湿器を示す正面断面図である。 【図４】その応用を示す各拡大部分断面図である。 【符号の説明】 １…容積形エアコンプレッサ、２…メインエアタンク、
３…ブレーキバルブ、４…ブレーキ作動器、５…プレッ
シャガバナ、６…逆止弁、７…除湿器、１０…ハウジン
グ、１１…本体、１２…蓋体、１３…再生用エアタン
ク、１４…入口、１５…制御ポート、１６…排気口、１
７…出口、１８…逆止弁、１９…絞り口、２０…出口、
２１…除湿筒、２２…空気通路、２３…金網、２４…オ
イルフィルタ、２５…底板、２６…天板、２７…仕切
板、２８…吸着剤、３０…再生用制御弁、３１…弁箱、
３２…再生用ポート、３３…弁口、３４…弁座、３５…
弁体、３６…弁棒、３７…内側ピストン、３８…弁室、
３８ａ…上部圧力室、３８ｂ…下部圧力室、３９…弁ば
ね、４０…可動弁体、４１…固定筒、４２、４３…スト
ッパ、４４…外側ピストン、４５…シリンダ室、４６…
上部大径室、４７…下部小径室、４８、４９…ストッ
パ、５０…内側弁ばね、５１…外側弁ばね。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 除湿筒が収納されているハウジングと、
   除湿筒の内部に連通されている再生用エアタンクと、ハ
   ウジングに配設されて大気に連通する排気口と、除湿筒
   の内部に連通する再生用ポートと排気口との間に介設さ
   れ制御ポートへの信号圧によって排気口を開く常時閉の
   再生用制御弁とを備えており、この再生用制御弁は、前
   記再生用ポートと排気口との間に介設された弁口を開閉
   する弁体と、この弁体に連結された弁棒に連動するピス
   トンと、このピストンが摺動自在に嵌合され前記制御ポ
   ートが弁体と反対側の圧力室に接続されている弁室とを
   備えている除湿器において、 前記ピストンの外側に外側ピストンが摺動自在に嵌合さ
   れ、この外側ピストンが前記弁室に摺動自在に嵌入され
   ているとともに、この外側ピストンは内側ピストンが開
   弁作動することによって前記再生用ポートの圧力が低下
   した後に開弁作動するように構成されていることを特徴
   とする除湿器。