(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧空気システム内の圧縮機（２４）を制御するガバナー装置（１）であって、ガバナー装置（１）は
供給圧（ｐ２１）を受け取る供給ポート（２１）と、
制御圧（ｐ１）を圧縮機（２４）に運ぶ制御ポート（２０）と、
空気を排出する排気開口部（１７ａ）と、
供給ポート（２１）と制御ポート（２０）との間に設けられている入口弁と、
制御ポート（２０）と排気開口部（１７ａ）との間に設けられている出口弁と、
移動可能なピストン（４）であって、圧力を及ぼすべく、ピストン（４）の作用底面（４ａ）に供給圧（ｐ２１）をかけられる、ピストン（４）と、
供給圧（ｐ２１）の圧力に対するバイアス力をピストン（４）にバイアスするばね手段（５）と、
を備え、開いている出口弁と閉じている入口弁とを持つ基本位置と、閉じている出口弁と開いている入口弁とを持つ作動位置との間で切り替え可能であるガバナー装置（１）において、
弁装置（１２）がピストン（４）に設けられていて、弁装置（１２）はピストン（４）に固定されている固定手段（１４）と、固定手段（１４）について移動可能な弁板（１５）とを備え、
入口弁と出口弁とは弁装置（１２）によって実現されている
ことを特徴とする、ガバナー装置（１）。
【請求項２】
基本位置において、供給圧（ｐ２１）はバイアス力より大きくなく、
作動位置において、供給圧（ｐ２１）はバイアス力より大きく、制御ポート（２０）は圧力信号（ｐ１）を圧縮機（２４）に出力する、
請求項１に記載のガバナー装置（１）。
【請求項３】
外側部分に固定されるドーム（２）と、ドーム（２）にねじ込まれている挿入部（３）とをさらに備え、ピストン（４）は挿入部（３）内に摺動可能に設けられている、請求項１又は２に記載のガバナー装置（１）。
【請求項４】
固定手段（１４）は、出口弁を実現する圧力作動位置において弁板（１５）のリップ密閉部（１５ｃ）によって密閉される排気通路（１４ｃ、１４ｄ）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のガバナー装置（１）。
【請求項５】
固定手段（１４）はピストン（４）にねじ込まれていて、穴部、特に止まり穴（１４ｃ）を備え、
排出通路（１４ｃ、１４ｄ）が、軸線方向（Ａ）に延在している止まり穴（１４ｃ）と、軸線方向（Ａ）に対して垂直に延在している穿孔（１４ｄ）とによって実現されている請求項４に記載のガバナー装置（１）。
【請求項６】
リップ密閉部（１５ｃ）が弁板（１５）の中央穴部（１５ａ）に設けられていて、中央穴部（１５ａ）は前記出口弁を実現する固定手段（１４）を取り囲んでいて、
弁板（１５）が、ピストンの位置とは依存して穿孔（１４ｄ）を開閉するために、軸線方向（Ａ）において固定手段（１４）に対して移動可能である、請求項４又は５に記載のガバナー装置（１）。
【請求項７】
ばね手段（５）は、バイアス力を調整すべく調整可能であり、バイアス力より大きなカットアウト圧（Ｐ＿ｃｕｔ＿ｏｕｔ）を画定する、請求項１から６のいずれか一項に記載のガバナー装置（１）。
【請求項８】
入口弁は、弁板（１５）の密閉連絡部（１５ｂ）と、外部ケーシング密閉面（２５）とによって実現されていて、
弁ばね（１６）は弁板（１５）をピストン（４）に対してバイアスし、
ピストン（４）のアイドリング位置において、弁ばね（１６）は弁板（１５）の密閉面（１５ｂ）を第２密閉面（２５）に対して押すことで入口弁を閉じる、請求項１から７のいずれか一項に記載のガバナー装置（１）。
【請求項９】
アイドリング位置におけるピストン（４）とケーシング密閉面（２５）との間の距離は、作動位置におけるよりも短い、請求項８に記載のガバナー装置（１）。
【請求項１０】
弁ばね（１６）は、供給圧（ｐ２１）がかけられるピストン（４）の底面（４ａ）と、弁板（１５）との間に設けられている、請求項８又は９に記載のガバナー装置（１）。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項に記載のガバナー装置（１）と、
ガバナー装置（１）を受け収容するケーシング（３０）とを
備え、
ケーシング密閉面（２５）はケーシング（３０）に設けられていて、
制御通路（２３）は、制御ポート（２０）まで延在しているケーシング（３０）内に形成されている、
加圧空気システム。
【請求項１２】
ケーシング（３０）は空気乾燥器の空気乾燥ケーシングである、請求項１１に記載の加圧空気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車両の加圧空気システム、及び車両で使用されるこのような加圧空気システムにおいて、供給圧を監視し、圧縮機を制御するガバナー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の加圧空気システムは、車両のモーター又はエンジンによって駆動される圧縮機を備えている。圧縮機は、加圧空気を供給タンク又は供給タンクシステムに供給し、消費回路、例えば、圧縮空気システムのエアブレーキ回路又はサスペンション回路に、次々供給する。それゆえ、圧縮機は、供給タンクに保存されている供給圧に応じて制御される。
【０００３】
供給圧を監視するために、「ガバナー」と呼ばれる圧力監視装置が提供されている。ガバナーは、供給タンクに接続される供給ポートと、排気ポートと、圧縮機のアンローダー弁に圧力信号を出力するための制御出力ポートとを備える。供給タンクの圧力が第１の圧力しきい値であるカットアウト圧を超える場合、ガバナーは圧力信号を出力して、圧縮機をオフロード状態に切り替える。オフロード状態は、スイッチオフ状態、又は圧縮機がオフになっていない状態のアイドリング状態であってもよい。一般に、ガバナーは、供給圧をばね機構のばね力と比較するばね機構を備えている。それゆえ、ガバナーの可動ピストンには、その底面（作用）面に供給圧がかかり、上面（背面）にあるばね機構によってバイアスがかけられる。
【０００４】
ガバナーの基本位置では、その制御出力ポートはその排気ポートに接続され、それによって制御出力ポートと圧縮機の間の制御導管を排気する。供給圧力がカットアウト圧力を超えると、ガバナーはその供給ポートを切り替えて制御出力ポートに接続し、それによって制御導管を加圧（通気）し、圧縮機への圧力信号を実現する。
【０００５】
特許文献１、特許文献２、特許文献３は、機械部品を備える機械装置として実現されたガバナーを開示している。
【０００６】
特許文献４は、圧縮空気導管と、パージ空気リザーバとを備える熱交換乾燥装置を記載し、パージ空気リザーバは、少なくとも約１００Ｗ／ｍＫである熱伝達係数を有する材料を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】英国特許出願公告第１００６８０６号明細書
【特許文献２】米国特許第３８３４８３７号明細書
【特許文献３】米国特許第３５４５８８７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１４／０１１６５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、信頼性が高く低コストのガバナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載のガバナー装置によって実現される。従属請求項は、好ましい実施形態を説明している。
【００１０】
したがって、ガバナー装置は、前記供給圧力がその底面（作用面）にかけられるピストンを備え、前記ピストンはばねによって付勢されている。したがって、基本状態と作動状態とを切り替えるためのカットアウト圧は、ばね、特にピストンに作用する供給圧力のバランスをとることにより、ばね、特にコイルばねによって実現可能である。
【００１１】
入口弁及び出口弁は、前記ピストンに設けられた又は固定された弁装置によって実現され、前記弁装置は、前記ピストンに固定された固定手段と、前記固定手段に対して移動可能な弁板とを備える。
【００１２】
したがって、入口弁と出口弁を主要部品、特にピストンに組み込み可能な小型のコンパクトな設計が実現される。より多くの外部要素を使用するシステムに関しては、重量の削減が可能である。
【００１３】
好ましい実施形態によれば、ピストンは、ドームにねじ込まれた挿入部の内側に摺動可能に設けられている。ドームは、例えば空気乾燥機ケーシングとして、特に外部ケーシングとしての外部部品に固定される任意の部品である。それゆえ、ガバナーの主要な機能部分は挿入物で実現可能である。挿入部は事前に組み立てて調整可能であり、その後、インサートをドームにねじ込み、ドームを外部ケーシングにねじ込み可能である。
【００１４】
ほとんどの部品は、挿入部で調整して事前に組み立て可能であるため、事前組み立ては、したがって、取り扱いが簡単である。ガバナーの取り付けは、自動車用の軸方向ソケットツールを使用して、１回のねじ込み操作で行ってもよい。特に、追加の留め具なしで取り付けが可能である。完全な弁配置を構成するガバナーは、取り付ける前に既に事前設定及び事前試験可能である。
【００１５】
弁装置は、好ましくは、固定手段に形成された排気通路を備え、この排気通路は、弁ディスクとして実現してもよい弁板によって密閉可能である。それにより、これらの部品は出口弁を形成する。
【００１６】
したがって、ばね力と比較するために、ピストンに供給圧をかけてもよい。挿入部内のピストンの軸線方向位置は、それゆえ供給圧に依存する。これにより、ピストンの位置のみに応じて、弁配置を、出口弁が開いて入口弁が閉じた基本位置、又は出口弁が閉じて入口弁が開いた作動位置に切り替え可能である。
【００１７】
さらに、熱伝達率の低い材料で構成された外部部品は、熱応力からガバナーの内部（エラストマー部品）を絶縁するために使用してもよい。
【００１８】
本発明は、図面に示される好ましい実施形態によって以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるガバナーの断面斜視図である。
【図２】弁板の断面斜視図である。
【図３】弁装置の断面図である。
【図４】基本状態（消費、カットイン）のガバナーの断面図である。
【図５】作動状態（カットアウト、オフロード段階）の図３の弁装置の図である。
【図６】ガバナーを表す空気の象徴的なスキームを示す図である。
【図７】後続の段階中の時間の関数としての圧力の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ガバナー１は、供給タンク２２に供給される供給圧力ｐ２１に応じて圧縮機のオンとオフを切り替えるために、車両の加圧空気システムに設けられている。それゆえ、ガバナー１は、供給タンク２２のシステム圧ｐ２１を検出し、圧力信号として制御圧ｐ１を圧縮機２４の制御入力に出力する。この制御入力は、例えば圧縮機２４のアンローダー弁の一部として実現してもよい。
【００２１】
ガバナー１は、カバーとして機能して特にその外ねじ２ａでケーシング３０にねじ込まれたドーム２と、さらにドーム１にねじ込まれた挿入部３と、挿入部３の内側に摺動可能に設けられたピストン４と、ばねと、ばねキャップ６とを備え、ばね５はばねキャップ６とピストン４との間に設けられ、ピストン４の上面４ｂに作用する。
【００２２】
それゆえ、ガバナー１の主要部分は、挿入部３で実現され、挿入部３は、挿入部ねじ接続部１３によってドームに固定される。ほとんどの部品は、したがって、挿入部３で調整及び事前に組み立て可能であるため、事前組み立ては取り扱いが容易である。
【００２３】
さらに、ガバナー１は、ばねキャップ６を押すことによりばね５の付勢力を調整するための調整ねじ７を備える。ピストン４は、動的Ｏリング８によって挿入部３の内側に密封されている。さらに、静止Ｏリング９及び保護カバー１０が設けられている。調整ねじ７は、保護カバー１０に固定されたねじ部１１にねじ込まれる。
【００２４】
弁装置１２がピストン４の内側に設けられ、ピストン４の下に延在する。前記弁装置１２は、図２から５に関してより詳細に説明される。弁装置１２は、例えばねじ（又は締まり嵌め）によってピストン４に設けられた軸（ステム）１４と、さらに弁板１５（弁体）と、ピストン４と弁板１５との間に設けられた弁ばね１６とを備える。
【００２５】
弁板１５は、軸１４の比較的小さな上部１４ａを囲み、弁ばね１６により付勢される。軸１４は、上面１４ｅから始まり、小さな上部１４ａを通って延在し、比較的厚い底部１４ｂで終わる止まり穴１４ｃを備える。穿孔１４ｄは、軸線Ａについて垂直に、外側から比較的小さな上部１４ａの壁を通って止まり穴１４ｃまで延在する。
【００２６】
弁板１５は、ステムの小さい上部１４ａを囲む中央穴１５ａを備える。したがって、弁板１５は、軸Ａに沿って軸１４の上部１４ａ内で変位可能（シフト可能）である。弁板１５は、その底面に、中央穴１５ａを囲むリング状の密閉面１５ｂをさらに備える。さらに、弁板１５は、中央穴１５ａの上部にリップ密閉部１５ｃを備えている。
【００２７】
これらの特徴により、以下の弁機能を実現する弁装置１２を可能にする。
【００２８】
ａ）制御ポート２０と供給ポート２１間の入口弁
弁板１５の密閉面１５ｂ及び入口弁として機能するケーシング３０のケーシング密閉面２５（ケーシング３０は、例えば空気乾燥機本体の一部である）。
「閉じている入口弁、図４」
これは、ピストン４が最低位置にある、図の基本的な位置にある。それゆえ、弁板１５は、その密閉面１５ｂがケーシング密閉面２５に押し付けられ、それにより、供給タンク２２に接続された供給ポート２１と、圧縮機の制御入力に接続される制御ポート２０との間の通路を閉じる。したがって、入口弁は閉じている。
「開いている入口弁、図５」
制御ポート２０は、軸１４の底部１４ｂの下のケーシング３０に設けられている。空気は、底部１４ｂを取り囲む通路に沿って軸方向に底部１４ｂを通過可能である。したがって、弁板１５が図５の作動位置に従って外れ、ケーシング密閉面２５との接触から外れると、供給ポート２１からの空気が制御ポート２０に進入可能である。それゆえ、入口弁は開いている。制御ポート２０は、したがってケーシング３０に設けられた制御チャネル２３に気圧で接続されている。
【００２９】
ｂ）制御ポート２０と排気室１７との間の出口弁
第２の弁機能は、制御ポート２０とピストン４の上方に設けられた排気室１７との間の出口弁を実現する。制御ポート２０は、軸１４の底部１４ｂを囲む通路に接続される。これらの通路は、軸１４の穿孔１４ｄまで延在する。
「閉じている出口弁、図５」
穿孔１４ｄがリップ密閉部１５ｃによって閉じられ、弁板１５の密閉面１５ｂが軸１４の密閉座１４ｆに押し付けられると、制御ポート２０は排気室１７から切り離される。出口弁が閉じている。
「開いている出口弁、図４」
穿孔１４ｄが密閉されていない場合、制御ポート２０は、底部１４ｂ、穿孔１４ｄ、及び軸１４の止まり穴１４ｃの周りの通路を介して、外部空間に接続された排気室１７まで排気孔１７ａを経由して排気可能である。そのように、穿孔１４ｄ及び止まり穴１４ｃは、軸１４に形成された排気通路を実現する。
【００３０】
図４は、弁配置１２のアイドル状態又は基本位置を示す。供給ポート２１を介してピストン４の底面４ａに作用する供給チャンバ２２の圧ｐ２１は、ばね５のバイアスばね力を上回るのに十分なほどには大きくない。それゆえ、ピストン４は、弁板１５がケーシング密閉面２５に押し付けられるその最低位置に押し込まれるため、密閉面１５ｂとケーシング密閉面２５とからなる入口弁は閉じられる。弁ばね１６のばね力は、ばね５のバイアスばね力よりもかなり低く、したがってこの内容には関係ない。
【００３１】
このアイドリング状態又は基本位置では、制御ポート２０は、軸１４の底部１４ｂを囲む通路を介して、軸１４の小さい上部１４ａを囲む領域と、ドリル穴１４ｄを介して止まり穴１４ｃと排気室１７とに接続される。したがって、制御ポート２０は排気され、圧縮機は、空気の加圧を継続するために圧力信号ｐ１＝０（１バール）を受け取る。
【００３２】
供給ポート２１の供給圧ｐ２１が上昇し（図７の図を参照）、カットアウトレベルに達すると、圧力によってピストン４の底面４ａに加えられる力は、バイアスばね力よりも大きくなる。したがって、ピストン４は上方に移動し、それにより、弁板１５の密閉面１５ｂをケーシング密閉面２５から外し、それにより入口弁を開く。さらに、軸のリップ密閉部１５ｃ、穿孔１４ｄ、密閉面１５ｂ、及び密閉座１４ｆによって実現される出口弁は、軸１４に対する弁板１５の相対的な軸方向の動きによって閉じられる。この運動は、弁板１５を下向きに押す弁ばね１６によって可能になる。
【００３３】
それゆえ、２つの弁機能は、固定挿入部３（インサート弁）に対する弁板１５の相対位置と、ピストン４に固定された軸１４に対する弁板１５の相対位置によって実現される。
【００３４】
図７は、供給圧力ｐ２１の圧力時間図を示している。時刻ｔ０から、圧縮機は圧縮を開始する。時間ｔ１で、圧ｐ１は、上述のように、カットアウト圧力Ｐ＿ｃｕｔ＿ｏｕｔに達する時間ｔ２まで上昇し始め、それにより、入口弁を開き、出口弁を閉じる。時間ｔ３で、圧ｐ２１は最大の台形状態まで達して、時間ｔ４で、接続された空気回路、例えば空気ブレーキ回路による消費のために低下し始める。時間ｔ５で、圧ｐ２１がカットイン圧Ｐ＿ｃｕｔ＿ｉｎに到達し、それにより、既に説明したように、入口弁を閉じ、出口弁を開ける。
【符号の説明】
【００３５】
１      ガバナー
２      ドーム
２ａ    ドーム２の外側のねじ
３      挿入部
４      ピストン
４ａ    ピストン４の底面
４ｂ    ピストン４の上面
５      ばね
６      ばねキャップ
７      調整ねじ
８      動的Ｏリング
９      静的Ｏリング
１０    保護カバー
１１    保護カバー１０に固定されたねじ山部
１２    弁の配置
１３    ドーム２と挿入部３の間の挿入ねじ切り
１４    軸
１４ａ  比較的小さい上部
１４ｂ  比較的厚い底部
１４ｃ  止まり穴
１４ｄ  止まり穴と軸線Ａに垂直な穴開け
１４ｅ  軸の上面
１４ｆ  軸の密閉座
１５    弁板、弁ディスク
１５ａ  中央の穴
１５ｂ  密閉面
１５ｃ  リップ密閉部
１６    弁板１５をバイアスする弁リング
１７    排気室
１７ａ  排気口
２０    制御ポート
２１    供給ポート、供給室への供給ポート
２２    供給タンク
２３    ケーシング３０の制御チャネル
２４    圧縮機
２５    ケーシング密閉面
３０    ケーシング３０
Ａ      軸線
ｐ２１  供給圧力
ｐ１    制御圧力
Ｐ＿ｃｕｔ＿ｉｎ    カットイン圧力
Ｐ＿ｃｕｔ＿ｏｕｔ  カットアウト圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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