JPH0517683Y2 - - 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レギユ
レータに関し、特に浮動ピストンの上下位置によ
つて、流量を制御するタイプの空気レギユレータ
の改良に関する。

「従来技術およびその問題点」 浮動ピストンを有するタイプの空気レギユレー
タは、一次圧力導入口と二次圧力取出口との間
に、常時は閉じる方向に付勢された主弁を設ける
一方、二次圧力取出口とパイロツト圧室の圧力差
で移動する浮動ピストンをこの主弁とは反対の方
向に付勢し、この浮動ピストンに設けた排気孔を
主弁と一体に設けたリリーフ弁で開閉するように
なしている。二次圧力の変動によつて浮動ピスト
ンが移動すると、リリーフ弁と浮動ピストンの排
気孔とが接触を保持している状態では該リリーフ
弁を介して主弁が開閉し、浮動ピストンの排気孔
がリリーフ弁から離れると、二次圧力取出室の空
気が排気孔から逃げる。この動作により、二次圧
力と取出口の圧力がほぼ一定に保たれる。パイロ
ツト圧室の圧力は、該パイロツト圧室への二次圧
力取出口の圧力の導入を制御する調圧機構によつ
て制御することができ、この調整によつて取出二
次圧力を調整することができる。

ところがこの浮動ピストンタイプの空気レギユ
レータは、特に流量が大きい場合に、浮動ピスト
ンの振動現象が生じ、その結果、取出二次圧力が
設定値にならなくなるという問題点のあることが
判明した。この問題点は、本願考案の実施例を説
明した後に、さらに具体的に説明する。

「考案の目的」 したがつて、本考案は、二次圧力取出口とパイ
ロツト室の圧力差に応じて作動する浮動ピストン
を有するタイプの空気レギユレータにおいて、浮
動ピストンの振動現象を防止することを目的とす
る。

「考案の概要」 本考案は、浮動ピストンの振動が生じる原因に
ついて検討の結果、従来品においては、主弁を通
つた空気が直接浮動ピストンに当たる構造となつ
ており、このため特に大流量を流すと、この空気
流のエネルギーによつて浮動ピストンが振動する
という事実を発見してなされたものである。

本考案はこのため、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する、排気孔
を有する浮動ピストンと；この浮動ピストンが二
次圧力取出室側に移動しているとき上記排気孔と
当接してこれを閉じ、パイロツト圧室側に移動し
たとき同排気孔を開く、上記主弁と一体に設けた
リリーフ弁と；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
とを備えた空気レギユレータにおいて、上記浮動
ピストンの二次圧力取出口側に、該浮動ピストン
との間にダイアフラム室を画成するバツフアを設
け、このバツフアに、二次圧力取出口との連通孔
を穿設するとともに、上記ダイアフラム室と上記
排気孔との連通を遮断するシール手段を設けたこ
とを特徴としている。

この構造によると、主弁を通る空気はバツフア
によつて遮られ、直接浮動ピストンに当たること
が少なく、しかもダイアフラム室は連通孔を介し
て二次圧力取出口に連通していて、排気孔との連
通はシール手段によつて断たれているため、二次
圧力取出口の圧力に正確に応答する。よつて大流
量を流す場合にも設定した正確な二次圧力を取り
出すことができる。

シール手段は、バツフアの連通孔より内側にお
いてその下端がバツフアに接続され、上端が浮動
ピストンに接続された環状蛇腹から構成すること
が望ましい。この環状蛇腹によると、浮動ピスト
ンの移動に際し、摺動抵抗が発生しない。よつて
より小さい圧力変動で浮動ピストンが動作するか
ら、応答性に優れ、精密な二次圧力を取り出すこ
とができる空気レギユレータが得られる。

「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図は本考案の実施例を示すものである。

ハウジング１１は、図の上方から順に、符号１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを付した４部材か
ら構成されている。最下方のハウジング１１ｄに
は、一次圧力導入口１２、二次圧力取出口１３が
開口し、二次圧力取出口１３に連通する二次圧力
室１４が形成されている。この一次圧力導入口１
２と二次圧力取出口１３（二次圧力室１４）の間
の連通路１６は、主弁１７によつて開閉されるも
ので、常時は圧縮ばね１８の力により、この主弁
１７が連通路１６を閉じている。

最上方のハウジング１１ａと１１ｂの間には、
連通路１９を介して二次圧力室１４と連通する制
御室２０が形成され、この制御室２０内にメジヤ
リングカプセル２１が位置している。このメジヤ
リングカプセル２１は、弾性体からなる中空容器
で、外部との圧力差に応じて、その大きさを変化
させる。このメジヤリングカプセル２１は、ハウ
ジング１１ａの軸部に螺合したねじ軸２２の下端
に固定されていて、このねじ軸２２の螺合位置を
変えることにより、その制御室２０内での位置を
変える。２３はねじ軸２２の上端に固定した調整
ノブ、２４は、調整後の位置にねじ軸２２を固定
するロツクナツトである。

メジヤリングカプセル２１は、その拡縮また上
下位置の調整により、パイロツト弁３０を開閉さ
せて浮動ピストン３１を上下させ、浮動ピストン
３１の上下動により、さらに主弁１７と、一次圧
力導入口１２と二次圧力取出口１３の間を開閉す
るものである。

すなわち、ハウジング１１ｂと１１ｃの間、お
よびハウジング１１ｃと１１ｄの間には、それぞ
れパイロツトダイアフラム３３、およびコントロ
ールダイアフラム３４の周縁が挟着されており、
ハウジング１１ｂとパイロツトダイアフラム３３
によつてパイロツト圧室３５が形成されている。
またパイロツトダイアフラム３３とコントロール
ダイアフラム３４の中心部には、浮動ピストン３
１が支持されている。

パイロツト弁３０は、その上端がメジヤリング
カプセル２１の下面に当接し、その下端の弁部が
ハウジング１１ｂに穿けた連通路３６を介してパ
イロツト圧室３５内に臨んでいる。パイロツト弁
３０はその上端にボール体３７を有しており、こ
のボール体３７に板ばね３８が作用して、ボール
体３７、つまりパイロツト弁３０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。板ば
ね３８は固定ねじ３９によつてハウジング１１ｂ
に固定されている。このパイロツト弁３０は、そ
の上下位置に応じ、連通路３６の流路面積、つま
り制御室２０とパイロツト圧室３５間の流路面積
を変化させる。パイロツト圧室３５はブリード孔
４０を介し外気と通じている。

浮動ピストン３１は、パイロツトダイアフラム
３３に沿うリテーナプレート４１、コントロール
ダイアフラム３４に沿うリテーナプレート４２、
この両プレートに挟まれたセンタブロツク４３、
およびバランスウエイト４４を有し、センタブロ
ツク４３には、二次圧力室１４側に開放した排気
孔４５が穿けられている。そしてこの排気孔４５
は、半径方向通路４６を介し、パイロツトダイア
フラム３３とコントロールダイアフラム３４によ
つて形成されたリリーフ室４７に連通し、リリー
フ室４７はさらにリリーフ孔４８を介して外気と
連通している。またこの排気孔４５の二次圧力室
１４への開口端は、リリーフ弁４９によつて開閉
されるもので、リリーフ弁４９は、連結軸４９ａ
によつて上記主弁１７と一体にされている。

パイロツトダイアフラム３３とコントロールダ
イアフラム３４とでは、その受圧面積がパイロツ
トダイアフラム３３の方が大きく設定されてい
る。また浮動ピストン３１は、その上面とハウジ
ング１１ｂとの間に挿入された圧縮ばね５０によ
り主弁１７の付勢方向と反対の方向に付勢されて
いる。圧縮ばね５０の力は圧縮ばね１８の力より
強い。

ハウジング１１ｃと１１ｄの間には、コントロ
ールダイアフラム３４の下面に位置させて、本考
案の特徴とするバツフア５１の周縁フランジ５１
ａが挟着支持されている。このバツフア５１は、
コントロールダイアフラム３４との間にダイアフ
ラム室５３を画成するもので、ダイアフラム室５
３は、バツフア５１に穿けた連通孔５１ｂによつ
て二次圧力室１４と連通している。またこのバツ
フア５１は、その軸部に、リリーフ弁４９の通る
中心孔５１ｃを有しており、この中心孔５１ｃよ
り外側には、環状蛇腹５５が設けられている。こ
の環状蛇腹５５は、バツフア５１の中心孔５１ｃ
より外側で、連通孔５１ｂより内側に位置してい
て、その上端部は浮動ピストン３１のセンタブロ
ツク４３またはコントロールダイアフラム３４に
一体に結合され、下端部は、バツフア５１の中心
孔５１ｃの周縁に一体に結合されている。この環
状蛇腹５５は、浮動ピストン３１の上下位置に拘
らず、ダイアフラム室５３と排気孔４５（二次圧
力室１４）との連通を断つ作用をする。

上記構成の本空気レギユレータは、一次圧力導
入口１２と二次圧力取出口１３に空気圧力が作用
しない状態では、圧縮ばね５０の力が圧縮ばね１
８の力に勝ち、浮動ピストン３１およびリリーフ
弁４９を介して主弁１７が連通路１６を開いてい
る。この状態から一次圧力導入口１２に一次圧力
が供給され、これが連通路１６を通つて二次圧力
室１４に与えられると、やがて二次圧力室１４の
圧力が上昇する。この二次圧力室１４の圧力は、
バツフア５１の連通孔５１ｂを介してダイアフラ
ム室５３に及ぼされ、その圧力が一定値を越える
と、浮動ピストン３１が圧縮ばね５０の力に抗し
て上昇する。すると、圧縮ばね１８の力により主
弁１７が上昇して、連通路１６との連通面積を狭
め、やがて主弁１７が連通路１６を閉じる。さら
に浮動ピストン３１が上昇すると、リリーフ弁４
９が浮動ピストン３１の排気孔４５から離れ、二
次圧力室１４内の空気はブリード孔４８から排出
される。

また二次圧力室１４の圧力が上昇すると、この
圧力は連通路１９を介して制御室２０に及ぼされ
るため、その圧力によつてメジヤリングカプセル
２１が縮む。するとパイロツト弁３０が連通路３
６との連通面積を狭め、あるいは閉じる。すると
パイロツト圧室３５はブリード孔４０を介して大
気と連通しているため、パイロツト圧室３５の圧
力が下降し、パイロツト圧室３５とダイアフラム
室５３の圧力差が増大することから、浮動ピスト
ン３１はさらに上昇の傾向を強める。よつて主弁
１７が連通路１６を閉じ、二次圧力室１４の圧力
が下降する。

二次圧力室１４の圧力が下降すると、ダイアフ
ラム室５３の圧力も下降し、圧縮ばね５０の力に
よつて浮動ピストン３１がリリーフ弁４９側に下
降する。するとまず浮動ピストン３１の排気孔４
５がリリーフ弁４９によつて閉塞され、浮動ピス
トン３１がさらに下降すると、リリーフ弁４９お
よび主弁１７が下降して連通路１６が開く。よつ
て再び一次圧力導入口１２から二次圧力室１４に
空気が流れ、二次圧力室１４の圧力が上昇する。
また二次圧力室１４の圧力の下降は、制御室２０
にも及ぼされ、その結果メジヤリングカプセル２
１が膨らんでパイロツト弁３０が開きパイロツト
圧室３５の圧力も下降するが、この圧力降下の速
度はダイアフラム室５３に比して遅く、よつて浮
動ピストン３１は二次圧力室１４の圧力降下に敏
感に作動して下降し、主弁１７を開く。そして以
上の動作が連続して行なわれる結果、二次圧力取
出口１３から取り出される二次圧力は一定とな
る。メジヤリングカプセル２１の制御室２０内に
おける上下位置は、ねじ軸２２のハウジング１１
ａに対する螺合位置を変化させることで調整する
ことができ、メジヤリングカプセル２１の上下位
置により、パイロツト弁３０の開度が変化するか
ら、取出二次圧力の大小も調整できる。さらにメ
ジヤリングカプセル２１内に信号圧力を導くよう
にすれば、信号圧力に応じた大きさの二次圧力を
取り出すことができる。

以上の調圧動作において、浮動ピストン３１は
二次圧力室１４の圧力変動によつて上下に移動す
るが、本考案によると、二次圧力室１４の圧力
は、直接浮動ピストン３１に作用せずに、バツフ
ア５１の連通孔５１ｂを介してダイアフラム室５
３に及ぼされる。このため、主弁１７から大流量
が流れる場合にも、空気流のエネルギによつて浮
動ピストン３１の上下位置が影響を受けることが
少なく、浮動ピストン３１が振動することがな
い。よつてより精密な取出圧力の制御を行なうこ
とが可能となる。また環状蛇腹５５は、浮動ピス
トン３１の移動によつても摺動抵抗が発生しない
から、浮動ピストン３１をより小さい圧力変動で
移動させ、精密に取出二次圧力を制御するために
効果がある。さらに環状蛇腹５５の伸縮抵抗の経
年変化は殆どないと考えられるから、浮動ピスト
ン３１の応答性の変化も生じない。

第２図は、従来のこの種の空気レギユレータを
示すものである。この空気レギユレータは、バツ
フア５１、ダイアフラム室５３、および環状蛇腹
５５が存在しない点だけが本考案品と異なり、本
考案品と同一部分には同一の符号を付している。
この従来品では、バツフア５１、ダイアフラム室
５３、および環状蛇腹５５が存在しないために、
主弁１７を通つて流れる流体圧力、及び二次圧力
室１４の圧力が直接浮動ピストン３１に及ぼされ
る。このため、特に主弁１７を通つて大流量が流
れる際、浮動ピストン３１が振動し、取出二次圧
力が設定値にならないという問題点があつた。こ
の従来品と比較すると、本考案の浮動ピストン３
１がより静圧的な二次圧力室１４の圧力を受け、
安定した状態で上下に移動することが容易に理解
される。

「考案の効果」 以上のように本考案は、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する浮動ピスト
ンにより、主弁の開閉を制御する空気レギユレー
タにおいて、浮動ピストンの二次圧力取出口側
に、該浮動ピストンとの間にダイアフラム室を画
成するバツフアを設け、このバツフアに、二次圧
力取出口との連通孔を穿設するとともに、ダイア
フラム室と上記排気孔の連通を遮断するシール手
段を設けたものであるから、二次圧力取出口側の
動的な圧力変動が浮動ピストンに及ぶのを防止し
または抑制することができ、よつて浮動ピストン
の振動現象を防止することができる。

またこのシール手段として、摺動抵抗の生じな
い環状蛇腹を用いることにより、より小さい圧力
変動で浮動ピストンを動作させることができるか
ら、応答性に優れ、精密な二次圧力を取り出すこ
とができる空気レギユレータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の空気レギユレータの実施例を
示す縦断面図、第２図は従来の空気レギユレータ
の縦断面図である。 １１……ハウジング、１２……一次圧力導入
口、１３……二次圧力取出口、１４……二次圧力
室、１６……連通路、１７……主弁、１８……圧
縮ばね、１９……連通路、２０……制御室、２１
……メジヤリングカプセル、２２……ねじ軸、３
０……パイロツト弁（調圧機構）、３１……浮動
ピストン、３３……パイロツトダイアフラム、３
４……コントロールダイアフラム、３５……パイ
ロツト圧室、３６……連通路、４０……ブリード
孔、４７……リリーフ室、４９……リリーフ弁、
５０……圧縮ばね、５１……バツフア、５１ａ…
…周縁フランジ、５１ｂ……連通孔、５１ｃ……
中心孔、５３……ダイアフラム室、５５……環状
蛇腹（シール手段）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一次圧力導入口１２と；二次圧力取出口１３
   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１７と；上記二次圧力取出口とパイロ
   ツト圧室３５の圧力差に応じて移動する、排気孔
   ４５を有する浮動ピストン３１と；この浮動ピス
   トンが二次圧力取出室側に移動しているとき上記
   排気孔と当接してこれを閉じ、パイロツト圧室側
   に移動したとき同排気孔を開く、上記主弁と一体
   に設けたリリーフ弁４９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３０とを備えた空気レギユレータに
   おいて、 上記浮動ピストン３５の二次圧力取出口１３側
   に、該浮動ピストンとの間にダイアフラム室５３
   を画成するバツフア５１を設け、 このバツフアに、二次圧力取出口１３との連通
   孔５１ｂを穿設するとともに、上記ダイアフラム
   室と上記排気孔との連通を遮断するシール手段５
   ５を設けたことを特徴とする空気レギユレータ。