JP2551556Y2 - 圧力制御弁 - Google Patents

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51）
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を開ける。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51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、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、また圧力設定
用の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大気に連通される調圧室が
配設され、連結部材によって第１ダイヤフラムと第２ダ
イヤフラムとが所定の間隔に維持され、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、
給排気ポペット弁（給気ポペット弁及び排気ポペット
弁）がピストンに連結され、調圧室とピストン上室（ピ
ストンの上側室）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及びパイロット部ボディ
に固定され、連結部材に固定された当接部材により上限
位置が制限され、かつノズルの連通孔を開閉するフラッ
パが調圧室内に配設され、ピストン上室が固定オリフィ
スを介して一次側室に連通され、パイロット室には圧力
設定用のパイロットエアが流入されるとともにフィード
バック室及びピストン下室（ピストンの下側室）には給
排気ポペット弁の二次側室のエアが流入され、二次側室
圧力を一次側室圧力よりも低い設定圧力に保持するよう
にした。

【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（一次側供給ポー
ト），Ｒポート（排気ポート）が開口され、他側（図１
で右側）にはＡポート（二次側ポート）が開口されてい
る。主弁部ボディ１の上面視で中央位置には、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
が摺動自在に嵌合されている。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・一次側室63と二次側室64・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（第１）ダイヤフラ
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、その下側から略逆椀状
のシェル23（連結部材）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
パイロット部ボディ２のパイロットボディ29の段付中央
孔に、上側から挿入されて固定され、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、
シェル23の内側上端に固定された当接部材62がフラッパ
16の上側に位置している。ノズル15は前記のとおり固定
され、上ダイヤフラム19・下ダイヤフラム20と共に上下
動される当接部材62がフラッパ16に当接可能であり、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の上面
視で中央位置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
ートを通って一次側室63に流入されるエアは、給排気ポ
ペット弁（給気ポペット弁４及び排気ポペット弁６）の
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。一次側室63のエアはエア通路17及び固定
オリフィス11を通ってピストン上室26に流入し、二次側
室64のエアはフィードバック通路18を通ってピストン下
室32に流入し、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に流入する。上ダイヤフラム19・下ダイ
ヤフラム20はパイロット室14の圧力とフィードバック室
12の圧力とによって定められる位置に移動し、フラッパ
16はピストン上室26の圧力によって押し上げられ、かつ
当接部材62の下面によって上限位置が規制される。ピス
トン上室26の圧力は固定オリフィス11の絞りとノズル12
の開度（ノズル12とフラッパ16との間隙の大きさ）によ
って定められ、ピストン３の上下のピストン上室26・ピ
ストン下室32の圧力によって給排気ポペット弁の位置が
定められる。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・シェル23
が下降し当接部材62の下面がフラッパ16を押し下げ、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、二次側の
圧力が上昇する。二次側のエアは、二次側室64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・シェル23が押し上げられ、当接部材62の下面
が上方へ移動し、フラッパ16の上限位置が上方へ移動し
て、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（連結部材）
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。（フィードバック室と調圧室とを区画する従来技術
のダイヤフラム43が省略され、また圧力設定用のパイロ
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従来技術のダイヤフラム41が省
略された。）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)

(57)【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
   の間に大気に連通される調圧室が配設され、連結部材に
   よって第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムとが所定の
   間隔に維持され、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、給排気ポペット弁がピ
   ストンに連結され、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
   及びパイロット部ボディに固定され、連結部材に固定さ
   れた当接部材により上限位置が制限され、かつノズルの
   連通孔を開閉するフラッパが調圧室内に配設され、ピス
   トン上室が固定オリフィスを介して一次側室に連通さ
   れ、パイロット室には圧力設定用のパイロットエアが流
   入されるとともにフィードバック室及びピストン下室に
   は給排気ポペット弁の二次側室のエアが流入され、二次
   側室圧力を一次側室圧力よりも低い設定圧力に保持する
   ようにした圧力制御弁。