JPH0540674U - 空気マイクロメータの空気制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した制御作動の確保、および小型化を可
能とした空気マイクロメータの空気制御弁を提供する。 【構成】 測定用の加圧空気が導入され、かつ空気マイ
クロメータの測定ノズルと連通される背圧室７を第１の
ダイヤフラム２により隔成する。第１のダイヤフラム２
の面積Ｓ₀よりも小さな面積Ｓ₁を有する第２のダイヤフ
ラム５によって、測定ノズルの背圧Ｐ₁よりも高い一定
圧Ｐ₀に維持される定圧室１９を隔成する。双方のダイ
ヤフラム２，５を中子ブロック１８により連結する。ノ
ズル側圧力室７と流入路８との連通部に弁座９を形成
し、背圧室７と流入路８間に絞り弁１２を有するバイパ
ス流路１１を設ける。測定ノズルの背圧Ｐ₁（背圧室７
内の圧力）が変化してＰ₀×Ｓ₀≒Ｐ₁×Ｓ₁を満足する値
を超えた圧力になると、第１のダイヤフラム２が移動し
て加圧空気を導入する流入路８を閉鎖する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、非測定時に測定ノズルから放出される空気量を自動的に低減させる 空気マイクロメータの空気制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、空気マイクロメータの空気制御弁としては、図３に示したものが知られ ている（実公昭５５−３３６９号公報参照）。すなわち空気制御弁３１は、第１ のダイヤフラム３２が形成する第１室３３と、第１のダイヤフラム３２よりも面 積の小さな第２のダイヤフラム３４が形成する第２室３５を有し、前記第１，第 ２のダイヤフラム３２，３３をブロック３６により連結されている。また、第１ 室３３と第２室３５との双方には、測定用の加圧空気の流入路３７，３８が夫々 設けられ、第２室３５には空気マイクロメータの測定ノズルに連通される流出路 ３９が設けられている。第２室３５と流入路３８との連通口４０には、連通口４ ０の開度を変化させて第２室３５へ流入する加圧空気の量を調節する、ブロック ３６ら支持された流量調整子４１が遊嵌されている。さらに流量調整子４１（ブ ロック３６）は、調整ねじ４２に支持されたスプリング４３によって、第１及び 第２のダイヤフラム３２，３４を第１室３３側へ押圧されている。

【０００３】 そして、前記空気制御弁３１では、ブロック３６に生ずる第２室側への力と、 スプリング４３の力とのバランスによって測定調整子４１を作動させ、流出路４ ０側に接続された測定ノズルが非測定状態にあるときには、流量調整子４１によ り連通口４０の開度を減少し、これにより測定ノズルから放出される空気量を自 動的に低減させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の空気制御弁３１にあっては、調整ねじ４２に よって調整されたスプリング４３の力とブロック３６に生ずる力とのバランスに より、流量調整子４１を作動させる構造であるため、スプリング４２のヒステリ シスにより流量調整子４１すなわち空気制御弁３１の作動特性が変化する。また 、スプリング４３の力は流量調整子４１の作動位置にかかわりなく常に一定に維 持されることが要求されるため、スプリング４３の全長を長くする必要がある。 このため空気制御弁３１の小型化が困難である等の不具合があった。

【０００５】 本考案は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、安定した制御 作動の確保、および小型化を可能とした空気マイクロメータの空気制御弁の提供 を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案にあっては、測定用の加圧空気が流入する流 入路と、該流入路との連通部に弁座が形成されるとともに測定ノズルに連通され る背圧室と、前記弁座に対向し前記背圧室を構成する第１のダイヤフラムと、前 記流入路および前記背圧室を連通する絞りを有するバイパス流路と、前記背圧室 の内部圧力よりも大きな一定の内部圧力を維持される定圧室を構成し、かつ前記 第１のダイヤフラムに対向して配設されるとともに、第１のダイヤフラムよりも 小面積に設定された第２のダイヤフラムと、該第２のダイヤフラムおよび前記第 １のダイヤフラムを連結する中子ブロックとを備えている。また、前記バイパス 流路が有する絞りは、絞り弁により構成されることが好ましい。

【０００７】

【作用】

前記構成において、背圧室の内部圧力が所定の圧力以下のときには、定圧室の 内部圧力が背圧室の内部圧力よりも高いことから、中子ブロックにより連結され た第１のダイヤフラム及び第２のダイヤフラムは背圧室方向へ撓む。これに伴い 、前記第１のダイヤフラムは近接する弁座に着座して流入路を閉鎖する。したが って、前記背圧室に流入する測定用の加圧空気の流量は、絞りを有するバイパス 流路を経由して流入するごくわずかな流量となる。

【０００８】 一方、背圧室の内部圧力が増大し、前記所定の圧力以上になると、第１のダイ ヤフラム及び第２のダイヤフラムは、双方の面積差および、背圧室と定圧室との 間における圧力差によって生ずる力により定圧室側へ撓む。これに伴い、第１の ダイヤフラムが弁座から離間して流入路と背圧室とが連通される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図にしたがって説明する。すなわち図１に示すよう に、本考案の空気制御弁１は、第１のダイヤフラム２を挾持する第１ブロック３ および第２ブロック４と、該第２ブロック４との間に第２のダイヤフラム５を挾 持する第３ブロック６とにより３層構造をなしている。前記第１ブロック３には 、前記第１のダイヤフラム２によって背圧室７が隔成されるとともに、該背圧室 ７には、測定用の加圧空気を供給するための流入路８が連設されている。背圧室 ７の中程部には、流入路８との連通部に、前記第１のダイヤフラム２に貼設され た弁部材９に対向する弁座１０が形成されている。

【００１０】 また、前記第１ブロック３には、背圧室７と流入路８とを連通するバイパス流 路１１が設けられ、該バイパス流路１１には絞り弁１２が介装されている。該絞 り弁１２は、前記第３ブロック６の外周より前記第２ブロックを貫通して前記バ イパス流路１１と連通された孔１３と、該孔１３内に螺合され、かつ先端部にニ ードル形状の弁部１４が一体形成された調整つまみ１５とによって構成されてい る。さらに第１ブロック３には、前記背圧室７と空気マイクロメータの測定ノズ ル（図示せず）とを連通するための流出路１６が形成されている。

【００１１】 一方、前記第２ブロック４には、大気と連通する中間室１７が相対向した前記 第１および第２のダイヤフラム２，５によって隔成されており、第１および第２ のダイヤフラム２，５は中子ブロック１８によって連結されている。また、前記 第３ブロック６には、前記第２のダイヤフラム５によって前記中間室１７と隔成 された定圧室１９が設けられている。該定圧室１９は、その外形寸法を前記第１ ブロック３に形成された背圧室７の外形寸法よりも小さく設定されており、これ によって、前記第２のダイヤフラム５は前記第１のダイヤフラム２よりも小面積 となっている。そして、定圧室１９には、前記第１および第２ブロック３，４を 貫通するパイロット側流入路２０が連通されている。

【００１２】 以上の構成において、流入路８に測定用の加圧空気が供給され、パイロット側 流入路２０に前記加圧空気と同一の空気源等から一定圧の加圧空気が供給される 一方、流出路１６に空気マイクロメータの測定ノズル（図示せず）が連通された 際、測定ノズルと非測定面と間隙が変化すると、測定ノズルの背圧すなわち背圧 室７内の圧力が変化する。

【００１３】 図２は、かかる際における空気マイクロメータの特性図であって、図２におい て、Ｐ₀は定圧室１９内の圧力（一定圧）、Ｐ₁は背圧室７内の圧力（測定ノズル の背圧）、Ｑ₀は全流出量、Ｑは流出量、曲線Ｂは測定ノズルにおける空気の噴 出面積Ａの変化に対するＰ₁／Ｐ₀の変化特性、そして曲線ＣはＱ／Ｑ₀の変化特 性を示している。曲線Ｂ上の点ｍ，ｎの間が空気マイクロメータによる通常の測 定範囲であり、これに対応する流出量の範囲はそれぞれ曲線Ｃ上の点ｉ，ｊ間で ある。したがって、背圧Ｐ₁がｎ点より低いところでは測定に使用しないが、こ のとき空気の流出量Ｑは大きく、空気消費量が測定時より非常に多くなる。また 、曲線Ｂ上のｋ点は、前記第１のダイヤフラム２の面積をＳ₀、これより小さな 前記第２のダイヤフラム５の面積をＳ₁としたとき、Ｐ₀×Ｓ₀≒Ｐ₁×Ｓ₁の関係 となる点であり、曲線Ｃ上の点ｑは、前記バイパス流路１１から前記背圧室７を 介して測定ノズルに供給される空気の流出量を示している。

【００１４】 かかることから、測定ノズルが非測定状態（噴出面積Ａが大）にあり、前記背 圧室７内の圧力Ｐ₁が、図２で前記曲線Ｂ上の点ｋに対応する圧力よりも低い圧 力であるときには、前記定圧室１９内の圧力Ｐ₀と背圧室７内の圧力Ｐ₁との関係 がＰ₀＞Ｐ₁であることに起因し、第１のダイヤフラム２に生ずる定圧室１９方向 への力Ｆ₁よりも第２のダイヤフラム５に生ずる背圧室７方向への力Ｆ₂のほうが 大きくなる。このため、第１および第２のダイヤフラム２，５が背圧室７方向（ 閉弁方向）へ撓み、第１のダイヤフラム２の前記弁部材９が、近接する前記弁座 １０に着座して前記流入路８を閉鎖する。したがって、非測定時には、測定ノズ ルより噴出する空気量は、バイパス流路１１を経由した前記曲線Ｃ上の点ｑに対 応するごくわずかな流量となる。

【００１５】 一方、測定ノズルが測定状態（噴出面積Ａが小）になると、背圧室７内の圧力 Ｐ₁は急に増大して、前記曲線Ｃ上の点ｋに対応する圧力を超えて測定範囲であ る点ｍ，ｎ間に対応する圧力となる。このため、第１のダイヤフラム２の面積Ｓ ₀ と第２のダイヤフラム５の面積Ｓ₁との関係が、Ｓ₀＞Ｓ₁であることに起因し、 前述したＦ₁とＦ₂ との関係が逆転して、第１および第２のダイヤフラム２，５ は定圧室１９方向（開弁方向）へ撓み、第１のダイヤフラム２が弁座から離間し て流入路８と背圧室７とが連通される（図１の状態）。したがって、測定時には 、測定ノズルから前記曲線Ｃの特性に従った流出量の空気が噴出し、正常な測定 を行うことができる。

【００１６】 そして、測定ノズルが再び非測定状態となり、背圧室７内の圧力Ｐ₁が、前記 曲線Ｂ上の点ｋと対応する圧力以下となると、第１のダイヤフラム２が閉弁方向 に撓み前記流入路８を再び閉鎖する。したがって、非測定時に測定ノズルから噴 出する空気量を自動的に低減制御することができる。

【００１７】 以上のように、前記空気制御弁１では、第１のダイヤフラム２が、背圧室７内 の圧力変化に伴う背圧室７と定圧室１９とのバランス変化によって作動制御され 、これにより前記流入路８を開閉する構造であることから、その構成上ヒステリ シスが存在しない。よって、測定ノズルから放出される空気流量を制御する際に は、常に安定した制御作動を得ることが可能となり、しかも制御作動時の応答性 が良い。また、図３に示した従来の空気制御弁３１のように、スプリングを用い ることなく簡単な構造で第１のダイヤフラム２を作動させることができることか ら、空気制御弁１を容易にしかも低コストにて小型化することが可能である。そ の結果、空気マイクロメータ本体への組み付けも可能となる。

【００１８】 一方、空気制御弁１では、図１に示した前記調整つまみ１５により前記絞り弁 １２の開度が変化されると、前記バイパス流路１１を通流する空気流量が変化し 、測定ノズルから常時噴出される空気流量が変化する。つまり、図２に示した点 ｑを横軸方向へ移動して制御弁の開閉時期を変え、空気マイクロメータの特性に 対応させることができる。

【００１９】 なお、本実施例においては、第１のダイヤフラム２に別途弁部材９を設け、該 弁部材９によって前記流入孔８を開閉する構造とし、これにより空気制御弁１の 耐久性が向上されたものを示したが、前記弁部材９は必ずしも設ける必要はない 。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案においては、空気マイクロメータの測定ノズルが連 通される背圧室と、該ノズル該圧力室の内部圧力よりも大きな所定の内部圧力を 維持される定圧室との圧力バランスを前記背圧室の内部圧力の変化によって変化 させ、これにより、中子ブロックによって連結された背圧室を構成する第１のダ イヤフラムと、定圧室を構成する第２のダイヤフラムとを作動制御し、非測定時 の前記測定ノズルにおける空気流量を自動的に低減するようにした。

【００２１】 このため、構成上その制御作動時にはヒステリシスが存在せず、第１および第 ２のダイヤフラムは常に一定の作動特性を有することとなる。よって、測定ノズ ルから噴出される空気流量を制御する際には常に安定した制御作動が確保される 空気制御弁とすることが可能となり、しかも制御作動時における応答性が良い。 また、第１および第２のダイヤフラムをスプリングを用いずに作動させることが でき、しかも構造が簡単であるため、空気制御弁を容易に、しかも低コストにて 小型化することが可能となる。その結果、空気マイクロメータ本体へ組み付ける こともできる。

【００２２】 また、測定用の加圧空気が流入する流入路と前記背圧室とを連通するバイパス 流路が有する絞りを、絞り弁によって構成した場合には、前記測定ノズルから常 時噴出される空気流量は絞り弁の開度により変化される。よって、空気制御弁自 体の作動特性を意識することなく、制御弁の開閉時期を空気マイクロメータの特 性に対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である空気マイクロメータの
空気制御弁を示す縦断面である。

【図２】同実施例における空気マイクロメータの特性図
である。

【図３】従来の空気制御弁を示す図である。

【符号の説明】

１ 空気制御弁 ２ 第１のダイヤフラム ５ 第２のダイヤフラム ７ 背圧室 ８ 流入路 １０ 弁座 １１ バイパス流路 １３ 絞り弁（絞り） １６ 流出路 １８ 中子ブロック １９ 定圧室

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定用の加圧空気が流入する流入路と、
   該流入路との連通部に弁座が形成されるとともに測定ノ
   ズルに連通される背圧室と、前記弁座に対向し前記背圧
   室を構成する第１のダイヤフラムと、前記流入路および
   前記背圧室を連通する絞りを有するバイパス流路と、前
   記背圧室の内部圧力よりも大きな一定の内部圧力を維持
   される定圧室を構成し、かつ前記第１のダイヤフラムに
   対向して配設されるとともに、第１のダイヤフラムより
   も小面積に設定された第２のダイヤフラムと、該第２の
   ダイヤフラムおよび前記第１のダイヤフラムを連結する
   中子ブロックとを備えたことを特徴とする空気マイクロ
   メータの空気制御弁。
2. 【請求項２】 前記バイパス流路が有する絞りは、絞り
   弁により構成されたことを特徴とする請求項１記載の空
   気マイクロメータの空気制御弁。