(57)【要約】【課題】圧縮空気の温度に応じてエアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替えることで、配管系の劣化を効果的に防止する。【解決手段】エアコンプレッサ１０と、エアコンプレッサ１０に配管５１〜５３を介して接続されて、エアコンプレッサ１０から供給される圧縮空気が充填されるエアタンク３０と、エアタンク３０内の空気圧力が所定の閾値圧力に達すると開放されるエアガバナ４０と、エアガバナ４０が開放されると作動して、エアコンプレッサ３０の吸入弁１５を強制的に開弁し、エアコンプレッサ１０を無負荷運転状態に切り替えるアンロード弁１７と、エアコンプレッサ１０により圧送される圧縮空気の温度を取得する温度センサ６０と、圧縮空気の温度が所定の閾値温度に達すると、エアガバナ４０を強制的に開放してエアコンプレッサ１０を無負荷運転状態に切り替える強制開放機構７０とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から伝達される動力で駆動して空気を圧縮するエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサに配管を介して接続されて、前記エアコンプレッサから供給される圧縮空気が充填されるエアタンクと、
前記エアタンク内の空気圧力が所定の閾値圧力に達すると、当該空気圧力によって開放されるエアガバナと、
前記エアガバナが開放されると作動して、前記エアコンプレッサの吸入弁を強制的に開弁し、前記エアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替えるアンロード弁と、
前記エアコンプレッサにより圧送される圧縮空気の温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が所定の閾値温度に達すると、前記エアガバナを強制的に開放して前記エアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替える強制開放機構と、を備える
ことを特徴とする圧縮空気供給装置。
【請求項２】
前記エアガバナは、前記エアタンクに接続された入口ポートと、前記アンロード弁に接続された出口ポートと、前記エアタンク内の空気圧力が前記閾値圧力に達すると、前記入口及び前記出口ポートを連通させる弁体と、を含み、
前記強制開放機構は、前記弁体に設けられたプランジャと、前記プランジャを囲む電磁コイルと、前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が前記閾値温度に達すると、前記電磁コイルに電流を印加して前記弁体を移動させ、前記エアガバナを強制的に開放させる制御手段と、を備える
請求項１に記載の圧縮空気供給装置。
【請求項３】
前記アンロード弁は、前記エアガバナが開放されると、当該エアガバナから供給される空気圧力で移動して、前記エアコンプレッサの吸入弁を強制的に開弁するロッドを含み、
前記強制開放機構は、前記ロッドに設けられたプランジャと、前記プランジャを囲む電磁コイルと、前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が前記閾値温度に達すると、前記電磁コイルに電流を印加して前記ロッドを移動させ、前記エアコンプレッサの前記吸入弁を強制的に開弁させる制御手段と、を備える
請求項１に記載の圧縮空気供給装置。
【請求項４】
前記エアコンプレッサ、前記エアタンク、前記エアガバナ及び、前記アンロード弁を接続する各配管の少なくとも一部にラバーホースが用いられ、前記閾値温度が前記ラバーホースの耐熱温度に設定された
請求項１から３の何れか一項に記載の圧縮空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、トラック等の大型車両には、エアブレーキ装置や車高調整装置等に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給装置が搭載されている。
【０００３】
この種の圧縮空気供給装置は、エンジンの動力で駆動するエアコンプレッサを備えており、エアコンプレッサによって圧縮された空気はエアタンクに充填される。エアタンク内の空気圧力が所定の閾値に達すると、エアガバナが開放してアンロード弁を作動させ、エアコンプレッサの吸入弁を強制的に開弁することで、エアコンプレッサは無負荷運転状態に切り替わるようになっている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３２１９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５４７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エアコンプレッサやエアタンク等、圧縮空気供給装置の各構成要素を接続する配管系には、金属製の配管の他にラバーホース等が用いられる場合がある。このため、エアコンプレッサによって圧縮されて各配管内に圧送される空気の温度がラバーホース等の耐熱温度を超えると、ラバーホースの劣化を引き起こす可能性がある。
【０００６】
本開示の技術は、圧縮空気の温度に応じてエアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替えることで、配管系の劣化を効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の技術は、駆動源から伝達される動力で駆動して空気を圧縮するエアコンプレッサと、前記エアコンプレッサに配管を介して接続されて、前記エアコンプレッサから供給される圧縮空気が充填されるエアタンクと、前記エアタンク内の空気圧力が所定の閾値圧力に達すると、当該空気圧力によって開放されるエアガバナと、前記エアガバナが開放されると作動して、前記エアコンプレッサの吸入弁を強制的に開弁し、前記エアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替えるアンロード弁と、前記エアコンプレッサにより圧送される圧縮空気の温度を取得する温度取得手段と、前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が所定の閾値温度に達すると、前記エアガバナを強制的に開放して前記エアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替える強制開放機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記エアガバナは、前記エアタンクに接続された入口ポートと、前記アンロード弁に接続された出口ポートと、前記エアタンク内の空気圧力が前記閾値圧力に達すると、前記入口及び前記出口ポートを連通させる弁体と、を含み、前記強制開放機構は、前記弁体に設けられたプランジャと、前記プランジャを囲む電磁コイルと、前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が前記閾値温度に達すると、前記電磁コイルに電流を印加して前記弁体を移動させ、前記エアガバナを強制的に開放させる制御手段と、を備えてもよい。
【０００９】
前記アンロード弁は、前記エアガバナが開放されると、当該エアガバナから供給される空気圧力で移動して、前記エアコンプレッサの吸入弁を強制的に開弁するロッドを含み、前記強制開放機構は、前記ロッドに設けられたプランジャと、前記プランジャを囲む電磁コイルと、前記温度取得手段によって取得される圧縮空気の温度が前記閾値温度に達すると、前記電磁コイルに電流を印加して前記ロッドを移動させ、前記エアコンプレッサの前記吸入弁を強制的に開弁させる制御手段と、を備えてもよい。
【００１０】
前記エアコンプレッサ、前記エアタンク、前記エアガバナ及び、前記アンロード弁を接続する各配管の少なくとも一部にラバーホースが用いられ、前記閾値温度が前記ラバーホースの耐熱温度に設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、圧縮空気の温度に応じてエアコンプレッサを無負荷運転状態に切り替えることで、配管系の劣化を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧縮空気供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本実施形態に係る圧縮空気供給装置において、強制開放機構によってエアガバナが開放された状態を説明する図である。
【図３】他の実施形態に係る圧縮空気供給装置の一例を示す模式的な全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る圧縮空気供給装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の圧縮空気供給装置は、エアコンプレッサ１０と、アンロード弁１７と、エアドライヤ２０と、エアタンク３０と、エアガバナ４０と、これらを接続する複数本のエア配管５０〜５５と、温度センサ６０と、強制開放機構７０と、コントロールユニット８０とを備えている。
【００１５】
エアコンプレッサ１０は、図示しないエンジンから伝達される動力で駆動する。より詳しくは、エアコンプレッサ１０は、何れも図示しないエンジンのクランクシャフトにプーリ等を介して接続された回転軸１１と、回転軸１１にコンロッド１２を介して連結されて、シリンダ１３内を往復移動可能なピストン１４と、開閉動作によりシリンダ１３内に外気を取り入れる吸入弁１５と、開閉動作によりシリンダ１３内から圧縮空気を吐出させる吐出弁１６とを備えている。
【００１６】
エアコンプレッサ１０は、ピストン１４が降下する吸気行程時には、吸入弁１５が開弁し、且つ、吐出弁１６が閉弁することで、シリンダ１３内に吸入配管５０を介して外気が取り込まれるようになっている。一方、ピストン１４が上昇する圧縮行程時には、吸入弁１５が閉弁し、且つ、吐出弁１６が開弁することで、圧縮空気がシリンダ１３内から第１供給配管５１内に吐出されるようになっている。
【００１７】
アンロード弁１７は、ハウジング１７Ａと、ハウジング１７Ａ内に摺動移動可能に設けられて、圧力室１７Ｂを区画するアンロードピストン１７Ｃと、一端側をアンロードピストン１７Ｃに固定されると共に、他端側を吸入弁１５に当接させたロッド１７Ｄと、ハウジング１７Ａ内に設けられてアンロードピストン１７Ｃを圧力室１７Ｂ側に付勢するリターンスプリング１７Ｅとを備えている。アンロード弁１７の作動については、詳細を後述する。
【００１８】
エアドライヤ２０は、第１供給配管５１及び、ラバーホース５２等を介してエアコンプレッサ１０に接続されており、エアコンプレッサ１０から供給される圧縮空気に含まれる水分を除去する。これらエアコンプレッサ１０とエアドライヤ２０とを接続する配管系には、逆止弁２１が設けられている。また、エアドライヤ２０は、第２供給配管５３を介してエアタンク３０に接続されている。
【００１９】
エアタンク３０には、エアドライヤ２０によって水分を除去された圧縮空気が充填される。エアタンク３０内の圧縮空気は、エアタンク３０に接続された各配管６０，６１を介して、図示しないエアブレーキ装置や車高調整装置等に供給される。
【００２０】
エアガバナ４０は、エアタンク３０内の空気圧力に応じて、エアコンプレッサ１０を負荷運転状態と無負荷運転状態とに切り替える。より詳しくは、エアガバナ４０は、ガバナシリンダ４１と、ガバナシリンダ４１の底部に設けられた入口ポート４２と、ガバナシリンダ４１の側部に設けられた出口ポート４３と、ガバナシリンダ４１内を摺動移動して各ポート４２,４３を開閉（連通／遮断）可能なガバナピストン４４と、ガバナシリンダ４１内に設けられてガバナピストン４４を各ポート４２，４３が閉塞（遮断）される方向（底部側）に付勢するガバナスプリング４５とを備えている。
【００２１】
入口ポート４２は、第３供給配管５４を介してエアタンク３０に接続され、出口ポート４３は、第４供給配管５５を介してアンロード弁１７のハウジング１７Ａに接続されている。
【００２２】
ここで、エアタンク３０内の空気圧力が所定の閾値圧力に達すると、エアタンク３０から第３供給配管５４を介して入口ポート４２に供給される圧縮空気の圧力がガバナスプリング４５の付勢力よりも大きくなり、ガバナピストン４４は各ポート４２，４３を連通させる方向（図中上方）に移動する。各ポート４２，４３が連通し、エアガバナ４０が開放されると、圧縮空気は第４供給配管５５を介してアンロード弁１７のハウジング１７Ａに供給され、アンロードピストン１７Ｃがリターンスプリング１７Ｅの付勢力に抗して移動することで、ロッド１７Ｄがエアコンプレッサ１０の吸入弁１５を強制的に開弁するようになっている。
【００２３】
このように、吸入弁１５が強制的に開弁されると、エアコンプレッサ１０のピストン１４が上下動しても、シリンダ１３内に吸入あるいは吐出される空気は、吸入弁１５及び吐出弁１６を比較的少ない抵抗で流れるのみとなり、エアコンプレッサ１０は第１供給配管５１に圧縮空気を送らない無負荷運転状態（アンロード運転状態）に切り替えられるようになっている。
【００２４】
温度センサ６０は、本発明の温度取得手段の一例であって、第１供給配管５１に設けられている。温度センサ６０によって取得される第１供給配管５１内の圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒは、電気的に接続されたコントロールユニット８０に出力される。
【００２５】
強制開放機構７０は、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに応じてエアガバナ４０を強制的に開放（各ポート４２，４３を連通）するもので、ガバナピストン４４のロッド４４Ａに固定されたプランジャ７１と、プランジャ７１を囲む電磁コイル７２と、電磁コイル７２を保持するホルダ７３とを備えている。
【００２６】
電磁コイル７２に電流が印加されると、図２（Ａ）に示すように、プランジャ７１が電磁コイル７２に引き付けられ、これに伴いガバナピストン４４がロッド４４Ａと一体に図中上方に移動して各ポート４２，４３を連通させることで、エアガバナ４０は強制的に開放される。エアガバナ４０が開放されると、アンロード弁１７が作動して吸入弁１５を強制的に開弁することで、エアコンプレッサ１０は無負荷運転状態に切り替えられる。
【００２７】
一方、電磁コイル７２への電流の印加が停止されると、図２（Ｂ）示すように、プランジャ７１が電磁コイル７２から離反して、ガバナピストン４４がロッド４４Ａと一体にガバナスプリング４５の付勢力によって移動することで、各ポート４２，４３は遮断される。この状態において、エアコンプレッサ１０は、エアタンク３０内の空気圧力が閾値圧力に達するまでは、圧縮空気の供給を行う負荷運転状態で維持されるようになっている。
【００２８】
コントロールユニット８０は、本発明の制御手段の一例であって、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、コントロールユニット８０は、温度センサ６０から入力される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、強制開放機構７０の作動を制御する。
【００２９】
より詳しくは、コントロールユニット８０は、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒがラバーホース５２の耐熱温度（例えば、約２００℃）に相当する所定の閾値温度Ｔ＿Ｍａｘに達すると（Ｔ＿Ａｉｒ≧Ｔ＿Ｍａｘ）、強制開放機構７０の電磁コイル７２に電流を印加する指示信号を出力する。すなわち、エアコンプレッサ１０によって圧送される圧縮空気の温度Ｔ＿Ａｉｒが閾値温度Ｔ＿Ｍａｘに達すると、エアガバナ４０が強制的に開放されてアンロード弁１７を作動させ、吸入弁１５を強制的に開弁することで、エアコンプレッサ１０は無負荷運転状態に切り替わるようになっている。
【００３０】
以上詳述したように、本実施形態の圧縮空気供給によれば、エアコンプレッサ１０によって圧送される圧縮空気の温度Ｔ＿Ａｉｒがラバーホース５２の耐熱温度に相当する所定の閾値温度Ｔ＿Ｍａｘに達すると、エアガバナ４０を強制的に開放してアンロード弁１７を作動させ、吸入弁１５を強制的に開弁することで、エアコンプレッサ１０が無負荷運転状態に切り替えられるように構成されている。これにより、ラバーホース５２を含めた各エア配管５０〜５５を流通する圧縮空気の過度な温度上昇が抑止されるようになり、ラバーホース５２等の配管類の熱による劣化を効果的に防止することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３２】
例えば、図３に示すように、強制開放機構７０をエアガバナ４０ではなく、アンロード弁１７に設けて構成してもよい。この場合は、アンロード弁１７のロッド１７Ｄにプランジャ７１を設け、温度センサ６０で取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒが閾値温度Ｔ＿Ｍａｘに達すると、電磁ソレノイド７２に電流を印加して、アンロード弁１７を作動させるようにすればよい。
【００３３】
また、ラバーホース５２は、エアコンプレッサ１０とエアドライヤ２０とを接続する配管に用いられるものとして説明したが、エアドライヤ２０とエアタンク３０とを接続する配管やエアタンク３０とエアガバナ４０とを接続する配管等、圧縮空気供給装置の他の部位の配管に用いられてもよい。
【００３４】
また、閾値温度Ｔ＿Ｍａｘは、ラバーホース５２の耐熱温度に限定されず、圧縮空気供給装置の他の配管類や部品等、エアコンプレッサ１０から圧送される高温の圧縮空気に晒される他の構成部品の耐熱温度に基づいて設定することもできる。
【００３５】
また、強制開放機構７０は、電磁ソレノイド式に限定されず、作動油圧を用いる油圧式や、ペレット等の感温部材を用いる感温式等、他の機構を用いることもできる。これら何れの場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  エアコンプレッサ
１１  回転軸
１２  コンロッド
１３  シリンダ
１４  ピストン
１５  吸入弁
１６  吐出弁
１７  アンロード弁
１７Ａ  ハウジング
１７Ｂ  圧力室
１７Ｃ  アンロードピストン
１７Ｄ  ロッド
１７Ｅ  リターンスプリング
２０  エアドライヤ  
２１  逆止弁
３０  エアタンク
４０  エアガバナ
４１  ガバナシリンダ
４２  入口ポート
４３  出口ポート
４４  ガバナピストン
４４Ａ  ロッド
４５  ガバナスプリング
５０  吸入配管
５１  第１供給配管
５２  ラバーホース
５３  第２供給配管
５４  第３供給配管
５５  第４供給配管
６０  温度センサ
７０  強制開放機構
７１  プランジャ
７２  電磁コイル
７３  ホルダ
８０  コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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