JPH0422081Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「技術分野」 本考案は、取出二次圧力を調整する空気リレー
に関し、特にその浮動ピストンの改良に関する。

「従来技術およびその問題点」 第２図について、まず本考案の対象とする空気
リレーを説明する。ハウジング１１には、一次圧
力導入口１２に、二次圧力取出口１３、および信
号圧力導入口１４が開口している。一次圧力導入
口１２と二次圧力取出口１３間の通路１６は主弁
１７が開閉するもので、常時は圧縮ばね１８の力
により、この主弁１７が通路１６を閉塞してい
る。

ハウジング１１内には、信号圧力導入口１４か
らの信号圧力の大小に応じて、二次圧力取出口１
３に取り出す圧力を変化させる調圧機構が設けら
れている。この調機構は、ハウジング１１内に設
けた制御室２０と、この制御室２０内に配設した
弾性体からなるメジヤリングカプセル２１とを有
する。

メジヤリングカプセル２１は、ハウジング１１
に螺合させた調整ねじ２２の下端に結合されてい
て、この調節ねじ２２の軸部に穿けた導入路２３
を介して、その内部に信号圧力導入口１４からの
信号圧力が及ぼされる。このメジヤリングカプセ
ル２１には、パイロツト弁２４が一体に設けられ
ていて、このパイロツト弁２４は、パイロツト圧
室２５内に臨んでいる。パイロツト弁２４は、そ
の上下位置に応じ、制御室２０とパイロツト圧室
２５間の連通路２６の流路面積を変化させて、制
御室２０からパイロツト圧室２５内に流入する空
気量を変化させる機能を持ち、連通路２６を完全
に閉塞することはない。パイロツト圧室２５はブ
リード孔２７を介し外気と通じている。制御室２
０内には、二次圧力取出口１３に通ずる取出室３
０および連通路３１を介して、二次圧力取出口１
３側の二次圧力が導入される。

パイロツト圧室２５の下壁は、パイロツトダイ
アフラム３２によつて画成されており、このパイ
ロツトダイアフラム３２はその周縁がハウジング
１１に、中央部が浮動ピストン３３の上面に、そ
れぞれ固定されている。浮動ピストン３３の下面
には、取出室３０内に臨むコントロールダイアフ
ラム３４が固定されていて、このコントロールダ
イアフラム３４の周縁は、同様にハウジング１１
に固定されており、このパイロツトダイアフラム
３２とコントロールダイアフラム３４の間に、リ
リーフ室３５が形成されている。リリーフ室３５
は、ハウジング１１に穿けたリリーフ孔３６を介
して外気と連通している。浮動ピストン３３に
は、取出室３０とリリーフ室３５とを連通させる
連通孔３７が形成されており、この連通孔３７
は、上記主弁１７と一体のリリーフ弁３８によつ
て開閉される。３９は、浮動ピストン３３を下方
に押す圧縮ばねである。パイロツトダイアフラム
３２とコントロールダイフラム３４とでは、その
受圧面積がパイロツトダイアフラム３２の方が大
きく設定されている。

以上の空気リレーは、一次圧力導入口１２側
の一次圧力の大小に拘わらず二次圧力取出口１３
側の二次圧力を一定にすることができる。信号
圧力導入口１４に与える信号圧力の大小により二
次圧力を変化させることができる。二次圧力取
出口１３側に二次圧力を生じさせる信号圧力の大
小（バイアス圧力）を調整できるという特徴があ
る。

すなわち、以上の空気リレーは、主弁１７が通
路１６を閉じている状態において、信号圧力導入
口１４から、図の状態より大きい値の信号圧力を
与えると、これが導入路２３を介してメジヤリン
グカプセル２１内に導入され、メジヤリングカプ
セル２１が膨らむ。すると、パイロツト弁２４が
下降して連通路２６が大きく開き、その結果パイ
ロツト圧室２５内の圧力が上昇して、パイロツト
ダイアフラム３２および浮動ピストン３３が下降
する。下降した浮動ピストン３３は、リリーフ弁
３８を押し、主弁１７を下降させて通路１６を開
くため、取出室３０、つまり二次圧力取出口１３
側に一次圧力導入口１２側の高い圧力が導入され
る。

取出室３０内の圧力が一定値に達すると、今度
はコントロールダイアフラム３４がその圧力を受
けて浮動ピストン３３とともに上昇する。する
と、連通孔３７がリリーフ弁３８から離れるた
め、取出室３０がリリーフ室３５およびリリーフ
孔３６を介して外気と連通し、その結果取出室３
０内の圧力が下降する。パイロツトダイアフラム
３２とコントロールダイフラム３４には、受圧面
積に差があり、この受圧面積差に基づき以上の二
つの動作が連続して行なわれるため、二次圧力取
出口１３に取り出される二次圧力は、一次圧力の
大小に関係なく、信号圧力導入口１４に与えられ
る信号圧力に応じた大きさの一定値になり（第３
図参照）、かつ信号圧力が変化すると、それに応
じて二次圧力が変化する（第４図参照）。

そして、パイロツト弁２４を上下させるという
動作は、調整口１５に螺合させたプラグ２９を外
し、調整ねじ２２を回転させてメジヤリングカプ
セル２１を上下させる動作によつても行なうこと
ができる。このため、主弁１７が通路１６を開き
始める信号圧力導入口１４の圧力（バイアス圧
力）を調整することができる。図の精密空気リレ
ーの場合、第４図に破線で示すように、信号圧力
がOKgf／cm２のとき二次圧力を約2Kgf／cm²とす
る＋２バイアスから、信号圧力が約2Kgf／cm²の
とき二次圧力をOKgf／cm²とする−２バイアスま
で、バイアス圧力を調整することができる。

ところが、この空気リレーにおいては以上のよ
うに、作動中にパイロツト圧室２５および取出室
３０の圧力が変動し、浮動ピストン３３が上下動
する。このため、動作条件によつては、浮動ピス
トン３３が振動する現象が生じ、二次圧力に有害
な変動が生じることがあることが見出された。

「考案の目的」 本考案は、このような従来品についての問題点
の発見に基づき、浮動ピストンが振動しない空気
リレーを得ることを目的とする。

「考案の概要」 本考案は、従来のこの種空気リレーにおける浮
動ピストンを、パイロツトダイアフラム側とコン
トロールダイフラム側とに分断すると、振動現象
は生じないという事実に基づいて完成されたもの
である。理論的には、浮動ピストンをパイロツト
ダイフラム側とコントロールダイフラム側に分断
すると、パイロツト圧室内の圧力変動と取出室内
の圧力変動の影響を受ける浮動ピストンが瞬間的
には分断され、その結果、振動現象が防止される
ものと考えられる。

したがつて本考案は、一次圧力導入口と、二次
圧力取出口と、一次圧力導入口と二次圧力取出口
間を開閉する主弁と、二次圧力取出口とパイロツ
ト圧室の圧力差に応じて移動し、主弁を開閉する
浮動ピストンと、パイロツト圧室に対する上記二
次圧力取出口の圧力の導入を制御する調圧機構と
を備えた空気リレーにおいて、浮動ピストンを、
互いに離隔し得る、二次圧力取出口側部材とパイ
ロツト圧室側部材との二部材に分断したことを特
徴としている。

「考案の実施例」 以下図示実施例について本考案を説明する。第
１図は本考案による空気リレーに実施例を示す。
もので、第２図と同一の要素には、同一の符合を
付している。この実施例は、信号圧力に応じて二
次圧力を変化させるタイプではなく、マニユアル
操作によつて、二次圧力を調整するタイプの精密
空気リレーに本考案を適用した実施例である。

ハウジング１１は、図の上方から順に、符合１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを付した４部材か
ら構成されていて、ハウジング１１ｂと１１ｃの
間にパイロツトダイアフラム３２の周縁が、同１
１ｃと１１ｄの間にコントロールダイフラム３４
の周縁がそれぞれ挟着支持されている。またハウ
ジング１１ａと１１ｂの間には、パツキン４０が
挟着されている。

調整ねじ２２は、ハウジング１１ａに固定した
中間筒部材４２に螺合されていて、調整ノブ４３
を回すことにより、メジヤリングカプセル２１の
軸方向位置が変化する。そして調整ねじ２２の軸
方向通路２３は、大気連通孔１４ａを介して大気
に連通している。

またパイロツト弁２４はその軸の上端にボール
体４４を有し、このボール体４４に板ばね体４５
が作用して、ボール体４４を常時メジヤリングカ
プセル２１の下面に押し付けている。つまりパイ
ロツト弁２４は、常にメジヤリングカプセル２１
の下面の上下動に従つて、上下に移動する。

以上は、第２図の従来例に比してこの実施例の
異なる主な点であるが、次に本考案の特徴とする
浮動ピストン５０を説明する。この浮動ピストン
５０は、パイロツトダイアフラム３２の内面に沿
うバツクプレート５１と、コントロールダイフラ
ム３４の内面に沿うバツクプレート５２と、コン
トロールダイフラム３４およびバツクプレート５
２にリテーナ５４を介して固定される浮動ブロツ
ク５５とからなつている。浮動ブロツク５５に
は、取出室３０とリリーフ室３５を連通させる軸
方向通路５６および半径方向通路５７が穿けら
れ、軸方向通路５６の図の上端はバツクプレート
５１に臨んでおり、下端はリリーフ弁３８と係脱
して軸方向通路５６の端部を開閉するテーパ弁座
５８を構成している。

そして本浮動ピストン５０は、バツクプレート
５１と浮動ブロツク５５とが接合されておらず、
互いに離隔し得る。しかし通常の状態では、パイ
ロツトダイアフラム３２（バツクプレート５１）
が圧縮ばね３９の力により下方に押され、コント
ロールダイフラム３４（バツクプレート５２）が
取出室３０内の圧力により上方に押されるから、
両者は密着状態を保持している。

上記構成の本空気リレーは、次のように作動す
る。すなわちいま一次圧力導入口１２に供給され
る圧力に対して、二次圧力取出口１３に供給され
る圧力があるバランスを保持していたとする。こ
の状態において導入口１２側の圧力が下降する
と、制御室２０内の圧力がメジヤリングカプセル
２１内の圧力に対して相対的に減少し、メジヤリ
ングカプセル２１が膨らむ。すると、パイロツト
弁２４が下降して連通路２６が開き、その結果パ
イロツト圧室２５内の圧力が上昇して、パイロツ
トダイアフラム３２および浮動ピストン５０が下
降する。下降した浮動ピストン５０は、その浮動
ブロツク５５のテーパ弁座５８によつてリリーフ
弁３８を押し、主弁１７を下降させて通路１６を
開くため、取出室３０、つまり二次圧力取出口１
３側に一次圧力導入口１２側の高い圧力が導入さ
れる。

取出室３０内の圧力が一定値に達すると、今度
はコントロールダイアフラム３４がその圧力を受
けて浮動ピストン５０とともに上昇する。する
と、テーパ弁座５８がリリーフ弁３８から離れる
ため、取出室３０が、軸方向通路５６、半径方向
通路５７、リリーフ室３５およびリリーフ孔３６
を介して外気と連通し、その結果取出室３０内の
圧力が下降する。

以上の二つの動作が連続して行なわれるため、
二次圧力取出口１３に取り出される二次圧力は、
一次圧力の大小に関係なく、メジヤリングカプセ
ル２１の軸方向位置に応じた大きさの一定値に制
御される。

そして本考案によると、パイロツト圧室２５と
取出室３０の圧力差あるいは圧力変動によつて、
浮動ピストン５０が振動現象を起こすことがな
い。これは次のように説明できる。いま取出室３
０側の圧力が上昇して浮動ピストン５０が上昇す
る場合を考える。取出室３０内の圧力は、軸方向
通路５６および半径方向通路５７からバツクプレ
ート５１に及ぼされ、パイロツトダイアフラム３
２（バツクプレート５１）が浮動ブロツク５５か
ら離れる傾向となる。そして一旦離れると、再び
接触する迄に僅かではあつても時間がかかる。こ
のため取出室３０とパイロツト圧室２５の圧力
差、あるいは圧力変動によつて、浮動ピストン５
０が振動現象を起こすことがない。

もつとも振動現象は、複雑な事象が重なつて生
じる場合が多い。以上の説明は、振動現象を防止
する主要な理由であると信ずるが、仮に以上とは
異なる理由によつて振動が防止されるとしても、
本考案の有効性は妨げられない。本考案の有効性
は、浮動ピストン５０を分断したことによつて、
振動現象が生じなくなつた事実から明らかであ
る。

以上は、本考案をマニユアルタイプの精密空気
リレーに適用したものであるが、大気連通孔１４
ａから信号圧力を導入するようにすれば、信号圧
力応動タイプになり、この場合にも、本考案は全
く同様に適用できる。

「考案の効果」 以上のように本考案の空気リレーによれば、浮
動ピストンの表裏に加わる圧力差および圧力変動
に起因して該浮動ピストンが振動し、その結果二
次圧力が不安定になるという現象を確実に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の空気リレーの実施例を示す縦
断面図、第２図は従来の空気リレーの断面図、第
３図は一次圧力と二次圧力の関係を示すグラフ、
第４図は信号圧力と二次圧力およびバイアス圧力
の関係を示すグラフである。 １１……ハウジング、１２……一次圧力導入
口、１３……二次圧力取出口、１４……信号圧力
導入口、１４ａ……大気導入口、１５……調整
口、１７……主弁、２０……制御室、２１……メ
ジヤリングカプセル、２２……調整ねじ、２４…
…パイロツト弁、２５……パイロツト圧室、３２
……パイロツトダイアフラム、３４……コントロ
ールダイアフラム、３８……リリーフ弁、４２…
…中間筒部材、５０……浮動ピストン、５１……
バツクプレート（パイロツト圧室側部材）、５２
……バツクプレート（二次圧力取出口側部材）、
５４……リテーナ（二次圧力取出口側部材）、５
５……浮動ブロツク（二次圧力取出口側部材）、
５６……軸方向通路、５７……半径方向通路、５
８……テーパ弁座。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；上記一
   次圧力導入口と二次圧力取出口間を開閉する主弁
   と；上記二次圧力取出口とパイロツト圧室の圧力
   差に応じて移動し、上記主弁を開閉する浮動ピス
   トンと；上記パイロツト圧室に対する上記二次圧
   力取出口の圧力の導入を制御する調圧機構とを備
   えた空気リレーにおいて、上記浮動ピストンを、
   互いに離隔し得る、二次圧力取出口側部材とパイ
   ロツト圧室側部材との二部材に分断したことを特
   徴とする空気リレー。