(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア作動器が接続されたエアタンクにエアを供給するコンプレッサと、前記エアタンクと前記コンプレッサとの間に介設されている除湿器と、前記エアタンクの内圧を設定値に制御するプレッシャレギュレータとを備えているエア供給装置において、
前記コンプレッサと前記除湿器との間には切換弁が介設されており、
この切換弁には排気口を有しオイルフィルタを内蔵したオイルセパレータが接続されており、
前記切換弁は前記プレッシャレギュレータによってアンローディング時に、前記コンプレッサからのエアの前記除湿器への送給を前記オイルセパレータへの送給に切り換えられるように構成されていることを特徴とするエア供給装置。
【請求項２】
前記切換弁が前記除湿器の入口に組み付けられていることを特徴とする請求項１記載のエア供給装置。
【請求項３】
前記切換弁は前記プレッシャレギュレータの前記除湿器への吸着剤再生用エア信号圧によって、前記除湿器からオイルセパレータへの供給に切り換えられるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のエア供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エア供給装置に関し、例えば、トラックやバス等の大型自動車のエアブレーキ装置に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トラックやバス等の大型自動車においてはエアブレーキ装置が広く使用されている。トラックやバス等の大型自動車に使用されるエアブレーキ装置は、自動車のエンジンによって駆動される容積形コンプレッサ（以下、コンプレッサという。）、メインエアタンク、ブレーキバルブ、ブレーキ作動器、プレッシャレギュレータ、逆止弁、除湿器およびアンローダを備えており、コンプレッサによってメインエアタンクに貯留されたエアの圧力がプレッシャレギュレータの設定値に達すると、アンローダによってコンプレッサの吸入口が開いたままの状態に制御されることにより、エンジンに対するコンプレッサの負荷が軽減されるようになっている。
【０００３】
このエアブレーキ装置で使用される作動流体としての圧縮エア（以下、エアという。）中には、大気から吸い込まれた水蒸気が含まれている。この水蒸気はエア回路中で凝縮して水になり、エア回路構成各部の腐食、機能不良および凍結による作動不良の要因になる。そこで、エアブレーキ装置においてはエア回路中に除湿器を介設して回路のエア中の水分を除去することが行われている。
【０００４】
従来のこの種の除湿器として、粒状の吸着剤（乾燥剤）をハウジング内に収納してエア回路中に介設するように構成されているものがある。除湿器に収納された吸着剤は水分を吸収したままの状態であると、水分吸着能力が低下するため、水分を吸収した吸収剤に乾燥エアを逆流させて吸着剤を乾燥させる再生処理が必要になる。そこで、除湿器においてはプレッシャレギュレータのエア信号圧によって除湿器の排気口を開いて再生用エアタンク内のエアを吸着剤収納室内部に逆流させ、吸着剤を乾燥させるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエアブレーキ装置においては、アンローダがコンプレッサに組み込まれているため、コンプレッサの構造がきわめて複雑になり、部品点数や組付工数が増加し、メンテナンスも面倒になるという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、コンプレッサへのアンローダの組み込みを省略することができるエア供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエア供給装置は、エア作動器が接続されたエアタンクにエアを供給するコンプレッサと、前記エアタンクと前記コンプレッサとの間に介設されている除湿器と、前記エアタンクの内圧を設定値に制御するプレッシャレギュレータとを備えているエア供給装置において、
前記コンプレッサと前記除湿器との間には切換弁が介設されており、
この切換弁には排気口を有しオイルフィルタを内蔵したオイルセパレータが接続されており、
前記切換弁は前記プレッシャレギュレータによってアンローディング時に、前記コンプレッサからのエアの前記除湿器への送給を前記オイルセパレータへの送給に切り換えられるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記した手段によれば、エアタンクが設定値以上になったときにプレッシャレギュレータによって切換弁が除湿器側からオイルセパレータ側に切り換えられるため、コンプレッサの吐出エアがオイルセパレータを介して大気に放出される。したがって、アンローダをコンプレッサに組み込まなくても、アンローディングすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態であるエアブレーキ装置を示す模式図である。図２はその切り換え作動時を示す回路図である。
【００１０】
本実施形態において、本発明に係るエア供給装置は、トラックやバス等の大型自動車に搭載されるエアブレーキ装置に使用するものとして構成されている。このエアブレーキ装置は、自動車のエンジンによって駆動される容積形エアコンプレッサ（以下、コンプレッサという。）１、コンプレッサ１によってエアを供給されるメインエアタンク（以下、メインタンクという。）２、ブレーキバルブ３を介してメインタンク２に接続されたエア作動器としてのブレーキ作動器４、メインタンク２の内圧を設定値に制御するプレッシャレギュレータ５、逆止弁６、除湿器７および切換弁８を備えている。
【００１１】
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、再生用エアタンク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、プレッシャレギュレータ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。
【００１２】
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の内周との間にはエア通路２２が形成されており、エア通路２２の途中には金網２３が装着されいる。エア通路２２の下流側にはオイルフィルタ２４が同心的に配されている。他方、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２７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おり、各仕切板２７と底板２５および天板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。
【００１３】
ハウジング１０の下部には再生用制御弁３０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おり、吸着剤収容室内である除湿筒２１の内部に連通する再生用ポート３２と排気口１６との間に介設されて、制御ポート１５へのエア信号圧によって排気口１６を開くようになっている。すなわち、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て制御ポート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。
【００１４】
切換弁８は３ポート２位置空圧オフセット直接形空圧パイロット操作式切換弁として構成されており、コンプレッサ１の吐出口と除湿器７の入口１４との間に介設されている。切換弁８は略円筒形状に形成された本体４１を備えており、本体４１は除湿器７の入口１４に取り付けられている。本体４１の一端に形成されたポンプポート４２にはコンプレッサ１の吐出口が接続されており、本体４１の他端に形成された負荷ポート４３には入口１４が接続されている。本体４１のポンプポート４２側の端部にはシリンダ室４４が形成され、シリンダ室４４にはピストン４５が本体４１の軸方向に摺動自在に嵌入されている。本体４１におけるピストン４５に対して負荷ポート４３寄りの位置には制御ポート４６が、シリンダ室４４のピストン４５に対して負荷ポート４３側の圧力室４４ａに連通するように開設されており、制御ポート４６には除湿器７に接続されたプレッシャレギュレータ５の出力端が接続されている。
【００１５】
本体４１の負荷ポート４３側の端部には連絡室４７が負荷ポート４３に連通するように形成されており、本体４１の連絡室４７とシリンダ室４４との間には弁孔４８が連絡室４７とシリンダ室４４とに貫通するように開設されている。弁孔４８にはスプール４９が軸方向に摺動自在に嵌入されている。スプール４９のポンプポート４２側端はピストン４５の負荷ポート４３側端面に一体移動するように連結されており、スプール４９の負荷ポート４３側端部は連絡室４７に挿入されている。ピストン４５およびスプール４９には弁路５０がピストン４５の端面において開口した状態で開設されており、弁路５０のポンプポート４２側端はシリンダ室４４を介してポンプポート４２に連通されている。スプール４９の外周面の負荷ポート４３側端部には弁口５１が弁路５０と連通するように開設されており、弁口５１はスプール４９の負荷ポート４３側端部が連絡室４７に挿入した状態において、弁路５０と連絡室４７とを連通させるようになっている。
【００１６】
弁孔４８の内周面における所定の位置には、後記するオイルセパレータ６０にドレイン路５３を介して接続されたドレインポート５２がスプール４９の外周面に対向するように開設されており、ドレインポート５２はスプール４９の外周面に開口された弁口５１に接続し得るように構成されている。弁孔４８におけるドレインポート５２とシリンダ室４４の中間位置にはシールリング５４が、弁孔４８の内周面とスプール４９の外周面とのクリアランスをシールするように介設されている。
【００１７】
オイルセパレータ６０は密閉された容器６１を備えており、容器６１の上側壁には入口６２と排気口６３とがそれぞれ開設されている。入口６２には切換弁８のドレイン路５３が接続されており、排気口６３は大気に開放されている。容器６１の内部には金網層６４と、合成樹脂等のファイバ層から構成されたオイルフィルタ６５とが上から順に配設されており、金網層６４は入口６２に連通されている。金網層６４およびオイルフィルタ６５の中央部には連絡路６６が上下方向に貫通するように開設されており、連絡路６６の上端は排気口６３に接続されている。容器６１のオイルフィルタ６５の下側には傾斜面部６７が末窄まりに形成されており、傾斜面部６７の下端部にはオイル溜め６８が形成されている。オイル溜め６８にはオイル抜き路６９の一端が接続されており、オイル抜き路６９の他端は止め弁７０を介してエンジンのオイルパン７１に接続されている。
【００１８】
次に作用を説明する。まず、メインタンク２の内圧が設定値未満の場合を説明する。メインタンク２の内圧が設定値以下の時には、プレッシャレギュレータ５によるエア信号圧が切換弁８の制御ポート４６に印加されていないため、図１に示されているように、ピストン４５はスプール４９を弁口５１が連絡室４７に開口した状態に維持する。コンプレッサ１から送出されたエアは除湿器７の切換弁８のポンプポート４２に流入し、ポンプポート４２に流入したエアは弁路５０、弁口５１および連絡室４７を経て除湿器７の入口１４に流入する。
【００１９】
入口１４に流入したエアはハウジング本体１１と除湿筒２１との間に形成されたエア通路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。エアがエア通路２２を通過する際、金網２３によってエアの流れる方向が変わり気液分離されるため、オイルミストは次第に大きくなる。オイルミストはエアの流れに乗ってオイルフィルタ２４によって捕集される。オイルフィルタ２４によりオイルミストを除去されたエアは、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から再生用エアタンク１３に至る。このとき、通気孔群を通過したエアは除湿筒２１内の吸着剤２８に効果的に接触するため、除湿筒２１内に導入されたエアの湿気は吸着剤２８により吸着捕捉されて除湿される。
【００２０】
再生用エアタンク１３内の乾燥エアは出口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内のエアはブレーキバルブ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。そして、メインタンク２内のエア圧は次第に増加して行く。
【００２１】
次に、メインタンク２の内圧が設定値に達した場合の作用を説明する。メインタンク２の内圧が設定値以上になると、プレッシャレギュレータ５が作動して、切換弁８の制御ポート４６および除湿器７の制御ポート１５にエア信号圧を印加させる。切換弁８の制御ポート４６にエア信号圧が印加されると、ピストン４５がポンプポート４２側に移動し、スプール４９の弁口５１が図２に示されているようにドレインポート５２に接続する。このため、コンプレッサ１からポンプポート４２に送出されたエアは、弁路５０、弁口５１、ドレインポート５２およびドレイン路５３を経由してオイルセパレータ６０の入口６２に流入する状態になる。したがって、除湿器７にはコンプレッサ１からのエアは供給されない状態になる。
【００２２】
オイルセパレータ６０の入口６２から容器６１の内部に流入したエアは、金網層６４、オイルフィルタ６５および連絡路６６を経て、容器６１の排気口６３から大気に放出される。
このようにして、メインタンク２の内圧が設定値以上になると、コンプレッサ１から吐出されたエアは除湿器７を経由することなく大気に放出されるため、コンプレッサ１に加わる負荷は大幅に低減された状態になる。したがって、コンプレッサ１を駆動するためのエンジンの負荷は軽減されることになる。
【００２３】
他方、オイルセパレータ６０の容器６１に流入したエアは、容器６１内を通過するときに金網層６４によって流れる方向が変更されるため、気液分離される。エア（気体）と気液分離されたオイルミストは次第に肥大化するとともに、エアの流れに乗ってオイルフィルタ６５によって捕集される。オイルフィルタ６５に捕集されたオイルはさらに肥大化すると、自重によって傾斜面部６７に滴下し、オイル溜め６８に貯留される。オイル溜め６８に貯留されたオイルは定期または不定期の保守点検に際して止め弁７０を開かれることにより、オイルパン７１に回収される。
【００２４】
つまり、コンプレッサ１から送出されて大気に放出されるエアは、オイルセパレータ６０によってオイルを除去されるため、大気に放出されるエアはオイルを含まないクリーンエアに浄化された状態になっている。したがって、コンプレッサ１から吐出されるエアが大気に放出されるといっても、大気が汚染されることはない。また、コンプレッサ１の潤滑に使用されたオイルは最終的にはオイルパン７１に回収することができるため、オイルの損失を防止することができる。
【００２５】
一方、除湿器７の制御ポート１５に印加されたエア信号圧は弁室３８へ導かれてピストン３７を下降させるため、再生用制御弁３０の弁体３５により弁口３３すなわち排気口１６が開放される。排気口１６が開放されると、ハウジング１０の除湿筒２１内が大気に連通するため、再生用エアタンク１３内のエアが絞り口１９を通って除湿筒２１内に徐々に流入する。流入したエアは各通気孔、吸着剤２８、オイルフィルタ２４、再生用ポート３２、弁口３３、排気口１６を逆流して大気に放出される。このとき、エアは除湿筒２１内の吸着剤２８に効果的に接触するため、吸着剤２８は効果的に乾燥再生されることになる。吸着剤２８を乾燥させて相対的に湿ったエアは、排気口１６から大気に放出される。
【００２６】
本実施形態によれば、コンプレッサにアンローダを組み込まなくて済むため、コンプレッサの構造やメンテナンスを大幅に簡単化することができるとともに、コンプレッサとプレッシャレギュレータとの間のエア配管を省略することができる。その結果、エアブレーキ装置の部品点数を低減することができ、エアブレーキ全体ひいては自動車全体としての製造コストを低減することができる。
【００２７】
しかも、メインタンクの内圧が設定値に達した時にはコンプレッサの吐出エアを除湿器を経由することなくオイルセパレータを経由して大気に放出させることができるため、アンローディングは確保することができる。
かつまた、コンプレッサの吐出エアを大気に放出させる際には、吐出エア中のオイルを回収することができるため、大気の汚染を防止することができるとともに、オイルの損失を防止することができる。
【００２８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３０】
メインタンクのエアはブレーキ作動器に使用するに限らず、クラッチ、トランスミッションの変速レバー等をアシストするエアシリンダやエアモータおよびエアスプリング等のエア作動器に使用するように構成してもよい。
【００３１】
前記実施形態ではトラックやバス等の大型自動車のエアブレーキ装置について説明したが、本発明は大型自動車のクラッチアシスト装置やエアスプリング装置、さらには、鉄道車両のエアブレーキシステムやエアスプリングシステム等のエア供給装置全般に適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンプレッサにアンローダを組み込まなくて済むため、コンプレッサの構造やメンテナンスを大幅に簡単化することができるとともに、コンプレッサとプレッシャレギュレータとの間のエア配管を省略することができ、その結果、エア供給装置全体としての生産性を大幅に向上することができ、エア供給装置全体としての製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるエアブレーキ装置を示す模式図である。
【図２】その切り換え作動時を示す回路図である。
【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…プレッシャレギュレータ、６…逆止弁、７…除湿器、８…切換弁、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、１７…出口、１８…逆止弁、１９…絞り口、２０…出口、２１…除湿筒（吸着剤収容室）、２２…エア通路、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…ピストン、３８…弁室、３８ａ…上部圧力室、３９…弁ばね、４１…本体、４２…ポンプポート、４３…負荷ポート、４４…シリンダ室、４４ａ…圧力室、４５…ピストン、４６…制御ポート、４７…連絡室、４８…弁孔、４９…スプール、５０…弁路、５１…弁口、５２…ドレインポート、５３…ドレイン路、５４…シールリング、６０…オイルセパレータ、６１…容器、６２…入口、６３…排気口、６４…金網層、６５…オイルフィルタ、６６…連絡路、６７…傾斜面部、６８…オイル溜め、６９…オイル抜き路、７０…止め弁、７１…オイルパン。
【図１】
0004112057.tif 000002
【図２】
0004112057.tif 000003