JPH0630815U - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルフラッパの向き及び位置を変えて、フ
ィードバック室と調圧室とを区画するダイヤフラムを省
略し、またパイロット圧の作用するダイヤフラムとフィ
ードバック圧の作用するダイヤフラムとに分けて、パイ
ロット室とフィードバック室とを区画するダイヤフラム
41を省略し、圧力制御弁を小型で高性能なものとするこ
とを課題とする。 【構成】 圧力制御弁において、第１ダイヤフラム19と
第２ダイヤフラム20との間に調圧室13及び連結部材23が
配設され、第１ダイヤフラム及び第２ダイヤフラムに関
して調圧室の反対側にはパイロット室14及びフィードバ
ック室12がそれぞれ配設され、調圧室とピストン室とを
連通する連通孔８を有するノズル15が第２ダイヤフラム
中央固定部に固定され、調圧室内にノズルの連通孔を開
閉するフラッパ16が配設され、ノズルの連通孔とＰポー
トとが固定オリフィス11を介して連通されるようにし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空気圧システムにおける作動の安定性、耐久性、安全性の確保や省 エネルギーのために、二次圧（二次側圧力）を一次圧（一次側圧力）より低い所 望の設定圧力に保持する機能を有する圧力制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の圧力制御弁の断面図である。この圧力制御弁において、ＰＡポー トに送られる入力信号圧力（パイロットエア圧）が上昇すると、ダイヤフラム41 ・ダイヤフラム43が下方に押圧されてフラッパ44がノズル45を閉じる。ノズル45 の閉鎖によりダイヤフラム42の上面のノズル背圧が上昇して、ダイヤフラム42・ 排気弁46が下降し、給気弁47が開くので、供給圧力がＰポート、給気弁47、Ａポ ートを通って二次側に流れる。流入した二次側の空気圧（二次圧）は、通路を通 ってダイヤフラム42の下面に流入して作用し、ノズル背圧による発生力と対抗す ると同時に、ダイヤフラム41の下面にも作用し、入力信号圧力と対抗した設定圧 力でバランスする。二次圧が設定圧力以上に上昇した場合には、二次圧がダイヤ フラム41の下面（フィードバック室）及びダイヤフラム42の下面に作用してダイ ヤフラム41・ダイヤフラム42・ダイヤフラム43が上方に押圧されて、フラッパ44 がノズル45を開く。ダイヤフラム42上方のエアがノズル45、調圧室50を通って排 気されてノズル背圧が下降し、排気弁46が上方へ移動して給気弁47の弁座から離 れ、上昇した二次圧は排気口49を通って排気される。 入力信号圧力が低下した場合には、動作が逆になり、二次圧は低下し、新たな 設定圧力でバランスする。

【０００３】 従来の圧力制御弁は、調圧室50の上方にフィードバック室42が設けられている ために、調圧室50とフィードバック室42との間をシールするシール用のダイヤフ ラム43が必要となり、圧力制御弁を小型化することが困難であった。また、エア オペレート構造にする場合に、パイロットエア圧と二次圧との比を１対１とする ためには、ダイヤフラム41の上面にパイロット圧が作用し、ダイヤフラム41の下 面にフィードバック圧が作用しているとき（上面と下面とは同一の受圧面積）、 ダイヤフラム43の上面の受圧面積と同一の受圧面積を下面に有するダイヤフラム 48が必要となる。そして、前記圧力比を１対１とするためのバイアス調整用スプ リングがダイヤフラム48の上方に位置するため、圧力制御弁全体の高さが大とな る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の前記欠点を解消するものであって、ノズルフラッパの向き及 び位置を変えて、フィードバック室と調圧室とを区画するダイヤフラム43を省略 し、またパイロット圧の作用するダイヤフラムとフィードバック圧の作用するダ イヤフラムとに分けて、パイロット室とフィードバック室とを区画するダイヤフ ラム41を省略し、圧力制御弁を小型で高性能なものとすることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題を達成するために、圧力制御弁において、第１ダイヤフラ ムと第２ダイヤフラムとの間に調圧室及び連結部材が配設され、第１ダイヤフラ ム及び第２ダイヤフラムに関して調圧室の反対側にはパイロット室及びフィード バック室がそれぞれ配設され、調圧室とピストン上室とを連通する連通孔を有す るノズルが第２ダイヤフラムの内側固定部に固定され、調圧室内にノズルの連通 孔を開閉するフラッパが配設され、ノズルの連通孔とＰポートとが固定オリフィ スを介して連通されるようにした。 なお、ノズルの連通孔は、各タイプの主弁（給気弁）を開閉する部材（例えば ピストン、ダイヤフラム）に連通される。

【０００６】

【作用】

圧力制御弁の設定圧を上げると、パイロット室の圧力が上昇するので、第１ダ イヤフラム及び第２ダイヤフラムが一方に移動して、フラッパがノズルを閉じる 。ノズルの閉鎖により連通孔内の圧力が上昇し、従来技術と同様に給気弁が開い て二次圧が上昇する。二次圧の上昇によりフィードバック室の圧力が上昇し、第 １ダイヤフラム及び第２ダイヤフラムが他方へ移動し、パイロット室の圧力とフ ィードバック室の圧力とが対抗し、設定圧力でバランスする。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の第１実施例の圧力制御弁の断面図であり、図２は図１のパイロ ット部ボディ２の拡大図である。圧力制御弁は、主弁部ボディ１の上部にパイロ ット部ボディ２を連結して構成され、主弁部ボディ１の一側（図１で左側）には Ｐポート，Ｒポートが開口され、他側（図１で右側）にはＡポートが開口されて いる。主弁部ボディ１の軸線方向中央には、段付中央孔が形成され、段付中央孔 の下端には弁ガイド27・底蓋が配設され、段付中央孔の上端の大径部にはピスト ン３が嵌合されている。弁ガイド27には給気ポペット弁４が摺動自在に嵌合され 、給気ポペット弁４とピストン３とは段付シャフト７によって連結され、給気ポ ペット弁４はＰポートとＡポートとを結ぶ流路の開口面積を調整する。段付中央 孔の大径部の下側には弁ガイド28が固定され、弁ガイド28の下側に排気ポペット 弁６が配設され、排気ポペット弁６はＡポートとＲポートとを結ぶ流路の開口面 積を調整する。給気ポペット弁４と弁ガイド27との間にはスプリング９が配設さ れ、同様に排気ポペット弁６と弁ガイド28との間にはスプリング10が配設され、 給気ポペット弁４及び排気ポペット弁６を閉鎖方向にそれぞれ押圧する。

【０００８】 パイロット部ボディ２は、下側からパイロットボディ29、スペーサ30、カバー 31の３個のブロックが連結されて構成されている。パイロットボディ29の他端部 （図１で右端部）には固定オリフィス11が配設され、スペーサ30の他側（図１で 右側）には排気用のＰＥポートが開口され、カバー31の他側にはパイロットエア 用のＰＡポートが開口される。Ｐポートと固定オリフィス11の入口との間はエア 通路17によって連通され、固定オリフィス11の出口とピストン上室26（ピストン ３の上側の室）との間は通路によって連通される。パイロットボディ29、スペー サ30、カバー31の接合部にはそれぞれ凹部が形成され、パイロットボディ29とス ペーサ30との間には下（第２）ダイヤフラム20の周辺部が挟持され、スペーサ30 とカバー31との間には上ダ（第１）イヤフラム19の周辺部が挟持される。下ダイ ヤフラム20の下側には環状のフィードバック室12が形成され、フィードバック室 12とピストン下室32（ピストン３の下の室）との間はフィードバック通路33によ り連通され、ピストン下室32とＡポートとの間はフィードバック通路18によって 連通される。

【０００９】 スペーサ30には調圧室13が形成され、上ダイヤフラム19の上側にはパイロット 室14が形成される。上ダイヤフラム19の中央孔には、その下側から略椀状のシェ ル23のボルト部が挿通され、ボルト部にナット36が螺合され、シェル23が上ダイ ヤフラム19に固定される。シェル23の環状の下突出部は下ダイヤフラム20の上側 に密着されており（シェル23によって上ダイヤフラム19と下ダイヤフラム20とが 連結される。）、シェル23の内側と外側とは複数の通孔37によって連通される。 調圧室13は上ダイヤフラム19の下面に面すると同時に下ダイヤフラム20の上面に 面しており、かつＰＥポートに連通される。パイロットボディ29の中央部に段付 中央孔が形成され、段付き中空のノズル15（中空部分が連通孔８となる。）が、 下ダイヤフラム20の中央孔及びパイロットボディ29の段付中央孔に、上側から挿 入固定され、ノズル15の下側（連通孔８）はピストン上室26に連通される。ノズ ル15の連通孔８の上部には鋼球製のフラッパ16が載置され、ノズル15はフラッパ 16によって開閉され、ノズル15・フラッパ16はシェル23の内側に位置される。カ バー31の軸線方向中央には段付き中央孔が形成され、段付き中央孔の上端には、 セットスクリュー24が回転自在に挿通される。セットスクリュー24下部の雄ねじ 部にはナット25が螺合され、ナット25とナット36との間にはバイアススプリング 21が配設される。セットスクリュー24の回転によりナット25が上下動し、上ダイ ヤフラム19及び下ダイヤフラム20に作用する力を調整することができる。バイア ススプリング21はＰＡポートの側部のスペースに収められ、圧力制御弁の小型化 に寄与している。パイロット室14とＰＡポートとは連通孔38等を介して連通され る。 なお、パイロットエア圧と二次圧との比を１対１とするため、上ダイヤフラム 19の固定寸法を下ダイヤフラム20の固定寸法と変えている。また、パイロットエ ア圧と二次圧との比が１対ｎのときは、上ダイヤフラム19の外側押さえ径と、内 側シェルの径を変えて行う。

【００１０】 第１実施例の作用について説明する。Ｐポートを通って流入されるエアは、給 気ポペット弁４を通り設定圧に調整されてＡポートから流出される。ＰＡポート に接続されている減圧弁の設定圧を上げると、それに応じてパイロット室14の圧 力が上昇し、上ダイヤフラム19・下ダイヤフラム20が下降して、フラッパ16がノ ズル15の開度を下げる。ノズル15の開度の下げによりピストン上室26の圧力が上 昇し、ピストン３が下方へ移動し、給気ポペット弁４の開度が上がると、Ｐポー トからＡポートに流れるエアが増加し、圧力が上昇する。二次側のエアは、Ａポ ートからフィードバック通路18を通ってピストン下室32に流入されてピストン３ を上げ、更にフィードバック通路33を通ってフィードバック室12に流入され、上 ダイヤフラム19・下ダイヤフラム20を上げ、二次圧が設定圧に達すると、ピスト ン３・上ダイヤフラム19・下ダイヤフラム20の移動が停止し、バランスする。も し、二次圧が設定圧以上に上昇すると、それに応じて上ダイヤフラム19・下ダイ ヤフラム20が押し上げられ、ノズル15の開度が上げられ、ピストン上室26の圧力 が下がり、ピストン３が上方向へ移動し、シャフト７を介して排気ポペット弁６ が開き、Ｒポートから大気へ放出される。その後、バランス位置へ戻る。なお、 設定圧を下げた場合には、前記と動作が逆になる。

【００１１】 図３は本考案の第２実施例の圧力制御弁のパイロット部ボディ２の拡大図であ り、固定オリフィスの図示は省略されている。第２実施例において、第１実施例 と共通の部分には第１実施例と同一の符号を用い、その説明は原則として省略す る。 上ダイヤフラム19と下ダイヤフラム20との間は、筒状スペーサ57と略椀状のシ ェル58との連設体によって連結される。上ダイヤフラム19の中央孔はカバー31の 段付中空突出部に嵌合され、その下方からリング60を段付中空突出部に嵌合させ 、段付中空突出部の先端をかしめて固定される。段付セットスクリュー55がカバ ー31の小径部付ねじ孔に上側から螺合され、セットスクリュー55の小径部の先端 がスペーサ30に挿通される。筒状スペーサ57内にはスプリング受け56が挿入され 、スプリング受け56とシェル58との間にバイアススプリング59が配設され、バイ アススプリング59の弾発力によってスプリング受け56は押し上げられ、スプリン グ受け56はセットスクリュー55の小径部の先端に当接する。略椀状のシェル58の 下部に複数の通孔37が形成され、通孔37によって略椀状のシェル58の内外が連通 される。その余の構造は第１実施例と同様であり、第２実施例の作用も第１実施 例と同様である。

【００１２】

【考案の効果】

本考案は、実用新案登録請求の範囲に記載された構成にすることにより、従来 技術ではダイヤフラム41，43，48の３個必要であったものを、第１ダイヤフラム 及び第２ダイヤフラムの２個で足りるようになった。ダイヤフラム１個の減少に 伴い、ダイヤフラムに隣接するスペースも不要となり、部品点数の減少と圧力制 御弁の小型化が実現した。そして、小型化に伴い、エアの通過時間が短縮され、 性能的にも向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の圧力制御弁の断面図であ
る。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】本考案の第２実施例の圧力制御弁の断面図であ
る。

【図４】従来の圧力制御弁の断面図である。

【符号の説明】

８ 連通孔 11 固定オリフィス 12 フィードバック室 13 調圧室 14 パイロット室 15 ノズル 16 フラッパ 19 第１ダイヤフラム 20 第２ダイヤフラム 23 シェル 57 筒状スペーサ 58 シェル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムと
   の間に調圧室及び連結部材が配設され、第１ダイヤフラ
   ム及び第２ダイヤフラムに関して調圧室の反対側にはパ
   イロット室及びフィードバック室がそれぞれ配設され、
   調圧室とピストン上室とを連通する連通孔を有するノズ
   ルが第２ダイヤフラムの内側固定部に固定され、調圧室
   内にノズルの連通孔を開閉するフラッパが配設され、ノ
   ズルの連通孔とＰポートとが固定オリフィスを介して連
   通された圧力制御弁。