JP2002312038A

JP2002312038A - ダイアフラム・アセンブリ

Info

Publication number: JP2002312038A
Application number: JP2001113870A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Kuramasu; 將智蔵増
Original assignee: Taco Co Ltd
Current assignee: Azbil TA Co Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイアフラム自体が持ち上がっても、下位のス
チールボールは残されるため、ダイアフラムの動きに同
ボールが追従できず、調圧が不安定になる。【解決手段】パイロットダイアフラム１１の中心部を、
ボールホルダー１５を介してスチールボール１２と一体
的に支持せしめる。具体的には、基端側がボールホルダ
ー１５の取付フランジ１５ａとダイアフラム押圧板１１
ａとの間に狭持せしめ、前記調圧スプリング１０の付勢
力に抗して動くと同時に、スチールボール１２が弁孔１
４より離れるため、ダイアフラム１１の動きにスチール
ボール１２が完全に追従でき、正確かつ安定した調圧が
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、より精密な圧力調
整を必要とするエアシステムに最適なダイアフラム・ア
センブリの改良に関し、更に詳しくは、性能の向上と共
に部品点数の削減と小型化を実現した有用なダイアフラ
ム・アセンブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体圧力と機械的力の釣り合いを
取る手法では、流体圧力側の力を受けるスチールボール
と、バネ力等の機械的圧力を受けるスチールボールとが
別であるため、各スチールボール毎のホルダー（収納孔
部）が必要であり、力の軸方向に同ホルダーを収容する
二組分の取付スペースを必要としている。

【０００３】例えば、ダイアフラム式レギュレータ（空
気圧用減圧弁）の場合は、図３に示すように、レギュレ
ータ基１に組み付けされたバルブ機構２と、流体圧力側
の力を受けるスチールボール１６を支持するボールホル
ダー１６と、調圧スプリング１０の機械的圧力を受ける
べくパイロットダイアフラム１１の中央位置にボールホ
ルダー１５を介して配設されたスチールボール１２とを
備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のダイアフラム・アセンブリにあっては、パイロ
ットダイアフラム１１下の圧力が高くなって同ダイアフ
ラム１１自体が持ち上がっても、下位のスチールボール
１６は残されるため、ダイアフラム１１の動きに同ボー
ル１６が追従できず、その結果、調圧が不安定になった
り、ボール１６が激しく振動することによる唸り音の発
生が危惧されている。

【０００５】しかも、前記ボールホルダー１５の下面に
は、図２(ｂ)に拡大して示すように、スチールボール１
６を着座せしめるための突起１５ａが、ボールホルダー
１７には、同ボール１６を保持するためのガイド部（弁
座）１７ａと空気通路１７ｂとが必要となるため、部品
点数が多く、小型化に適さないといった問題を有する。

【０００６】特に、軸方向の構成要素が多く、寸法精度
を高めないと中心軸に対する上下の位置が設計どおりに
得られないといった問題があり、また、互いのスチール
ボール１２，１６とボールホルダー１５，１７との硬度
差で、同ホルダー１５，１７部分に摩滅・潰れが発生し
てしまうことも相俟って、寸法維持の困難性が危惧され
るものである。

【０００７】また、流体圧力と機械的力の平衡点の移動
（精度の低下）ばかりではなく、摩滅粉の発生により流
体の清浄度の低下、それに伴うシステムの安全度の低
下、精度の低下を来すことになる。

【０００８】因に、ボールホルダー１５，１７の硬度を
上げることは、スチールボール１２，１６の組み込み、
固定に困難を来すことになり、また、ボールホルダー１
５，１７は、アルミニューム、黄銅、亜鉛合金等が多用
されている。

【０００９】更に、構成部分に摩耗、摩滅が発生する
と、僅かであるが斯かる部品間に隙間が生じることにな
る。例えば、流体側の力が大きくなってダイアフラム１
１が上方へ移動する際に、隙間があると、まず、ダイア
フラム１１とホルダー１５が移動し、隙間分移動してか
らスチールボール１６に移動の力が働くことになり、機
能的な遅れ要素になり、システムの圧力応答性・精度を
低下させることになる。

【００１０】また、スチールボール１６を弁体とする
時、ガイド部（弁座）１７ａとダイアフラム１１周縁部
のシール部と高さ方向の寸法は、その設計上、ダイアフ
ラム１１の自然状態或いは伸び（引張り側・逆の引張り
側）を設定する上で、重要な要素となるが、従来法では
積み重ね要素が多く、寸法を得るためには斯かる部品の
加工精度を高める必要がある。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、一つのスチールボールで流体圧力用
とバネ力等の機械的圧力用とを共用することにより、従
来の如き二つのホルダースペースを必要とせず、小型化
が図れると共に、加工工数・加工精度の低滅・生産性の
向上が図れ、性能的に高寿命に貢献する有用なダイアフ
ラム・アセンブリを提供することを目的としたものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題点
を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とす
る構成は、ダイアフラムを介して流体圧力とバネ等の機
械的力を比較する機構において、一つのスチールボール
の最大円周で上下に分別される一方の半球の頂点を流体
圧力の中心とし、かつ、その反対側の半球の頂点を機械
的力点の中心とするダイアフラム・アセンブリに存し、
延いては、流体圧力の中心としてのスチールボールが流
体切換弁の弁体として機能するダイアフラム・アセンブ
リに存する。

【００１３】更に、前記ダイアフラムは、ボールホルダ
ーを介してスチールボールと一体的に支持されるのが良
い。

【００１４】このように構成される本発明のダイアフラ
ム・アセンブリは、一つのスチールボールの最大円周で
上下に分別される一方の半球の頂点を流体圧力の中心と
し、かつ、その反対側の半球の頂点を機械的力点の中心
とすることによって、従来、使用されていた流体圧力側
の力を受けるスチールボールとバネ力等の機械的圧力を
受けるスチールボールとを、一つのスチールボールで共
用し得ることとなる。

【００１５】また、前記ダイアフラムが、ボールホルダ
ーを介してスチールボールと一体的に支持されることに
よって、ダイアフラムの動きにスチールボールが完全に
追従し得ることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るダイアフラム
・アセンブリの実施の一例を図面を参照しながら説明す
る。図中Ａは、本発明に係るダイアフラム・アセンブリ
を有するレギュレータ（ダイアフラム式空気圧用減圧
弁）であり、このレギュレータＡは、図１に示すよう
に、レギュレータ基１に組み付けられたバルブ機構２
と、該バルブ機構２の上位に組み付けられたボンネット
部３とを備えている。

【００１７】レギュレータ基１は、左右方向にＩＮポー
ト１ａとＯＵＴポート１ｂとを形成しており、その中間
位置にバルブ機構２を内設している。

【００１８】バルブ機構２は、リリーフスプリング４を
介して垂設されたメインバルブ５と、該メインバルブ５
の上位に形成された調整室６と、該調整室６内に配設さ
れたメインダイアフラム７とを備えている。

【００１９】また、ボンネット部３は、頂部に調圧ハン
ドルのステム８を回動自在に支持すると共に、内方に上
下両端にスプリング受け９，９を介して配設された調圧
スプリング１０と、該調圧スプリング１０で変位される
パイロットダイアフラム１１と、該パイロットダイアフ
ラム１１の中央位置に配設されたスチールボール１２と
を備えている。

【００２０】パイロットダイアフラム１１は、中心部が
後述するボールホルダー１５を介してスチールボール１
２と一体的に支持されている。

【００２１】換言すれば、同ダイアフラム１１は、基端
側がボールホルダー１５の取付フランジ１５ａとダイア
フラム押圧板１１ａとの間に狭持されており、前記調圧
スプリング１０の付勢力に抗して動くと同時に、前記ス
チールボール１２が後述する弁孔１４より離れ（フリー
となり）、開弁するものである。

【００２２】スチールボール１２は、スペーサ部１３の
中心位置に形成された弁孔１４上に（換言すれば、スペ
ーサ部１３のフランジ面に弁孔１４と同心位置に設けら
れたダイアフラム案内溝１３ａを介して）、位置決めさ
れており、かつ、上面側が下位のスプリング受け９の底
面（湾曲部９ａ）にて、常時、押圧されることにより、
弁孔１４を気密状態に閉塞するものである（閉弁状
態）。

【００２３】このように構成される本発明のダイアフラ
ム・アセンブリは、一つのスチールボール１２で、流体
圧力受け用と（ばね力等の）機械的圧力受け用とを共用
するため、従来の如き上下位置に二つのホルダースペー
ス（図３参照）を設ける必要がなく、また、弁体の高さ
方向の寸法を、スチールボール１２の寸法とスペーサ部
１３のフランジ面と弁孔１４との一体化された本体寸法
で決めることが可能となるため、図２に比較するよう
に、小型化（高さ：従来品に比して１／２以下）が図
れ、また、ダイアフラム１１が、ボールホルダー１５を
介してスチールボール１２と一体的に支持されているた
め、ダイアフラム１１の動きにスチールボール１２が完
全に追従でき、正確かつ安定した調圧ができるのであ
る。

【００２４】尚、本発明に係るダイアフラム・アセンブ
リは、本実施例に限定されることなく、本発明の目的の
範囲内で自由に設計変更し得るものであり、本発明はそ
れらの全てを包摂するものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成され、ダイア
フラムを介して流体圧力とバネ等の機械的力を比較する
機構において、一つのスチールボールの最大円周で上下
に分別される一方の半球の頂点を流体圧力の中心とし、
かつ、その反対側の半球の頂点を機械的力点の中心とす
ることによって、一つのスチールボールで流体圧力用と
機械的圧力用とを共用できるため、従来の如き二つのホ
ルダースペースを設ける必要がなく、また、弁体の高さ
方向の寸法を、スチールボールの寸法とスペーサ部のフ
ランジ面と弁孔との一体化された本体寸法で決めること
ができるため、小型化が図れると共に、加工工数・加工
精度の低滅・生産性の向上が図れ、性能的に高寿命に貢
献できるといった効果を奏するものである。

【００２６】また、前記ダイアフラムが、ボールホルダ
ーを介してスチールボールと一体的に支持されることに
よって、ダイアフラムの動きにスチールボールが完全に
追従できるため、正確かつ安定した調圧ができるといっ
た効果を奏するものである。

【００２７】このように本発明は、小型化と共に、加工
工数・加工精度の低滅及び生産性の向上が図れるなど、
性能的に高寿命に貢献できるダイアフラム・アセンブリ
を提供できるものであり、また、構成が単純であるた
め、大量生産に適し、価格も低廉なものとして需要者に
供給できる等、本発明を実施することはその実益的価値
が甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイアフラム・アセンブリを示す
レギュレータの縦断面図である。

【図２】図２(ａ)は同ダイアフラム・アセンブリの構成
を示す要部縦断面図、図２(ｂ)は従来のダイアフラム・
アセンブリの構成を示す要部縦断面図である。

【図３】従来のダイアフラム・アセンブリを示すレギュ
レータの縦断面図である。

【符号の説明】

１レギュレータ基１ａＩＮポート１ｂＯＵＴポート２バルブ機構３ボンネット部４リリーフスプリング５メインバルブ６調整室７メインダイアフラム８ステム９スプリング受け９ａ湾曲部１０調圧スプリング１１パイロットダイアフラム 11ａダイアフラム押圧板１２スチールボール１３スペーサ部 13ａダイアフラム案内溝１４弁孔１５ボールホルダー 15ａ取付フランジ１６スチールボール１７ボールホルダー１８ダイアフラムスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H056 AA07 BB24 CA07 CB02 CD06 DD04 EE06 GG01 GG12 5H316 AA18 BB02 DD03 DD11 DD12 EE02 EE10 EE12 HH04 HH15 HH16 JJ01 JJ13 KK02 KK04 KK08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイアフラムを介して流体圧力とバネ等の
機械的力を比較する機構において、一つのスチールボー
ルの最大円周で上下に分別される一方の半球の頂点を流
体圧力の中心とし、かつ、その反対側の半球の頂点を機
械的力点の中心とすることを特徴とするダイアフラム・
アセンブリ。
【請求項２】流体圧力の中心としてのスチールボールが
流体切換弁の弁体として機能することを特徴とする請求
項１に記載のダイアフラム・アセンブリ。
【請求項３】前記ダイアフラムは、ボールホルダーを介
してスチールボールと一体的に支持されていることを特
徴とする請求項１に記載のダイアフラム・アセンブリ。