JPH0949574A - ポジショナー装置のパイロット弁装置 - Google Patents

ポジショナー装置のパイロット弁装置

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JPH0949574A
JPH0949574A JP7230617A JP23061795A JPH0949574A JP H0949574 A JPH0949574 A JP H0949574A JP 7230617 A JP7230617 A JP 7230617A JP 23061795 A JP23061795 A JP 23061795A JP H0949574 A JPH0949574 A JP H0949574A
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valve
resistor
valve body
exhaust valve
exhaust
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JP7230617A
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Motoichiro Hoshino
素一郎 星野
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SURIIS KK
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    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/52Means for additional adjustment of the rate of flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44Details of seats or valve members of double-seat valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポジショナー装置(位置制御装置,並にこれ
に附随するブースター)に使用される、従来のパイロッ
ト弁装置の有する欠点を除去して、性能の優れたものを
経済的に得ることを課題とする。 【解決手段】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に設
けてあるパイロット弁に於て、該給気弁体(及び/又は
排気弁体)に抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状
が、弁の作動終了近傍における空気処理量が急速に減少
するように該抵抗体の外径と弁座内径との間の間隙を変
化せしめるようにした形状のものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ駆動制御、
プロセスオートメーション、その他一般産業用機器の駆
動制御に利用するポジショナー装置(位置制御装置並に
これに附隨するブースター)のパイロット弁装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ポジショナーは自動制御機器の一つであ
り、弁に組合わせて使用されるが、弁は小口径のものか
ら大口径のものまで多種に亘って存在する。一種類のポ
ジショナーパイロット弁で供与すると、弁が小口径のも
のでは、図13中の符号33に示すように信号30に対
して、弁の動きは発振状態となって安定せず、使用でき
ないものがしばしば発生する。したがって、従来は、こ
れらの弁に広範囲に使用できるようにするために、図2
4,25に示すように出力口10と圧力室11との間の
出力圧力の回路10dに絞り10aを装架する等の対策
が取られていた。しかし、絞り10aを出力圧力の回路
10dに挿入することは、絞りを通過する空気流量で駆
動部速度を決めることになる。したがって、調節弁が所
定の位置に到達したところで、ポジショナーの内部の弁
体が開、または閉の二位置動作をして開度コントロール
を行なうことになる。このため、図14に示すように、
周期の長いハンチング35が発生し、ある一定幅以下の
きめ細かな開度コントロールができなかった。この問題
点を解決せんとするのが本発明の目的の一つである。
【0003】従来のパイロット弁の構造としては、図2
8,23,24,25,26に示すように、ポジショナ
ーの給気弁体9aと排気弁体9bの二つの弁体はほぼ同
じ形状をして一体化されていた。また、これらの構造か
ら分かるように、弁体9a,9bは給気弁座22側から
挿入するため、弁体頭部の排気弁9bは該給気弁座22
の内径より大きくはできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図28,23,24,
25,26に示されるように、給気弁体9aと給気弁座
22とで構成される開口部は、圧縮状態の空気圧力を通
過させるのに対して、一方の排気弁体9bと排気弁座8
とで構成される開口部は、圧縮状態の空気圧力を大気圧
状態にして通過させるため給気側よりも大きな開口面積
が必要になるのであって、図28に示されるように、給
気側も排気側も同じ形状でほぼ同じ大きさの一体化の弁
体では通過流量に大きな差が生じて好ましくない。この
点の解決も本発明の目的の一つである。
【0005】また、ポジショナーのパイロット弁の空気
処理能力以上の極めて大きな容量の駆動部の組合わせの
場合、従来は図26に示すブースター40が併用されて
いた。ポジショナーの出力口10からの圧力はブースタ
ー圧力室41へ導入され、ダイヤフラム45aで受圧さ
れ、ブースター排気弁座46は排気弁47を押し上げ
る。給気弁48と給気弁座49との間が開くため、給気
圧力口50からの圧力は出力回路42へ導入され、駆動
部圧力室11へ印加される。このブースター40の信号
受信部の圧力室41は小さな容量でしかなく、従来のポ
ジショナーのパイロット弁と組み合わせると、ポジショ
ナーのパイロット弁の負荷容量が小さいため発振してし
まうことになるので、これを防止するために、パイロッ
ト弁の出力口10からの圧力を、該ブースターの信号受
信の圧力室41へ印加すると同時に、ブースターの出力
回路42へも、絞り弁43を介して、バイパス穴44か
ら、ブースター出力回路42へ導き、負荷を大きくして
使用していた。しかし、この出力回路42へのパイパス
絞り量の設定が非常に困難であった。即ち、絞り過ぎる
と発振し、絞りが小さいと不感帯が生じると云う問題点
があった。この問題点を解決するのも本発明の目的の一
つである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、図1、図2に示すように、給気弁体と排気弁
体とが一体の弁棒9に設けてあるパイロット弁に於い
て、該給気弁体又は排気弁体に抵抗体9p又は9wを設
けるもので、該抵抗体の形状が、弁の作動終了近傍にお
ける空気処理量が急速に減少するように該抵抗体外径と
弁座内径との間の間隙を変化せしめるようにした形状の
ものである構成となしたのである。
【0007】図3、図4、図5、図9に示すように、給
気弁体と排気弁体とが一体の弁棒9に設けてあるパイロ
ット弁に於いて、該給気弁体と排気弁体に夫々抵抗体
(給気弁体の抵抗体9c,9f,9i,9oと排気弁体
の抵抗体9dと9e,9gと9h,9jと9k,9q)
を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁の作動終了近傍
における空気処理量が急速に減少するように該抵抗体の
外径と弁座内径との間の間隙を変化せしめるようにした
形状のものである構成とする。
【0008】これらの抵抗体については、図3、図4、
図5、図9に示されるように、給気弁抵抗体(9c,9
f,9i,9o)が排気弁抵抗体(9dと9e,9gと
9h,9jと9k,9q)よりも前記間隙を変化する量
が小さく、該給気弁抵抗体の高さ(H,G,F,E)が
排気弁抵抗体の高さ(J,K,L,M)よりも短いもの
であることが好ましい。
【0009】而して図3、図4、図5に図示のように、
排気弁の抵抗体は大小2個の抵抗部(9dと9e,9g
と9h,9jと9k)を有するものであることが好まし
い。
【0010】図6と図7に示されるように、パイロット
弁に於いて、弁棒9がその一端部を細くした段付棒であ
って、給気弁体と抵抗体とが一体となったもの9l、又
は排気弁体と抵抗体とが一体となったもの9rをリング
状となして、段付棒の前記一端部に着脱自在に装架した
構成とすることは、多品種のパイロット弁製作に対し
て、コスト節減上好ましい。
【0011】而して、図8に示されるように、パイロッ
ト弁に於いて、弁棒9がその両端部を細くした段付棒で
あって、給気弁体と抵抗体とが一体となったもの9x並
びに排気弁体と抵抗体とが一体となったもの(9mと9
n)をリング状となして、該段付棒の一端には給気弁体
と抵抗体とが一体となったもの9xを、他端にはこれと
外径と高さの異なる大小2個の抵抗部を有する抵抗体と
排気弁体とが一体となったもの(9mと9n)を夫々着
脱自在に装架した構成となすこともできる。
【0012】図3と図4に図示のように、パイロット弁
に於いて、給気弁体と排気弁体がある距離をおいて装架
された一体の弁棒9の排気弁体に、外径と高さの異な
る、大小二つの円柱形状または円錐形状の抵杭体(9d
と9e、又は9gと9h)を、径の大きい抵抗体(9
d、又は9g)の高さが、径の小さい抵抗体(9eと9
h)の高さより僅かに長くし、該抵抗体の高さは弁体の
全行程の1/3〜1/4くらいにし、これに対応して排
気弁座の口径を大、小二つ(8bと8c、又は8dと8
e)のものとなすと共に、弁棒の他端の給気弁体弁座部
位置より、該弁座と嵌め合う弁座の内径よりも僅かに小
さい径の円柱形状または円錐形状の抵抗体(9c、又は
9f)を、弁座部位置より弁の全行程の1/3〜1/4
くらいの距離分の高さで配設した構成とすることが好ま
しい。
【0013】図5に図示のように、パイロット弁に於い
て、弁座部位置より、該弁座と嵌め合う弁座の内径より
も僅かに小さい径の円柱形状の抵抗体(給気弁体の抵抗
体9i、及び、排気弁体の抵抗体9jと9k)の端末部
を曲面形状とした弁体となすことが好ましい。
【0014】図10に図示のように、パイロット弁に於
いて、弁棒9がその給気弁側には抵抗体を設けないで排
気弁側の一端部を細くした段付棒となし、大小2個の抵
抗部を有する抵抗体と排気弁とが一体となったもの(9
yと9z)をリング状となして、段付棒の前記一端部に
着脱自在に装架した構成となすことが好ましい。
【0015】図11と図12に図示のように、弁棒9の
両端にある給気弁体と排気弁体に夫々抵抗体を設けるも
ので、該抵抗体の形状が、弁の作動終了近傍における空
気処理量が急速に減少するように該抵抗体の外径と弁座
内径の間隙を変化せしめるようにした形状のもので、排
気弁の抵抗体は大小2個の抵抗部(51,52、又は5
5,56)を有するものであり、且つ給気弁の抵抗体も
大小2個の抵抗部(53,54、又は57,58)を有
するものである構成とすることが好ましい。
【0016】図3、図4、図5、図8、図10、図11
と図12に図示のように、抵抗体が大小2個の(外径と
高さの異なる)抵抗部を有する抵抗体(図3では9dと
9e、図4では9gと9h、図5では9jと9k、図8
では9mと9n、図10では9yと9z、図11では排
気弁体側の51と52、給気弁体側の53と54、図1
2では排気弁体側の55と56、給気弁体側の57と5
8)であるときは、これに対応して弁座の方も大小2個
の内径の異なる弁座(図3では8bと8c、図4では8
dと8e、図5では8fと8g、図8では8hと8i、
図10では8jと8k、図11では排気弁座側の8lと
8m、給気弁座側の22aと22b、図12では排気弁
座側の8nと8p、給気弁座側の22cと22d)とな
すことが好ましい。
【0017】
【発明の実態の形態】本発明の装置が適用されるポジシ
ョナー装置について、図24の構成図によってその動作
を説明する。ポジショナーのトルクモーター1に入力信
号電流が印加されると、アーマチュア2が支点ばね3を
中心に矢印A方向に動く。このアーマチュア2の動きに
よって、フラッパー4はノズル5から引き離され、ノズ
ル背圧室6の圧力が低下し、圧力室7とのバランスがく
ずれて、リレースプール(排気弁座)8が弁体9の給気
弁9aを押しあげ供給圧力は給気弁座22から出力口1
0を通過し、駆動部圧力室11へ導入され、ステム12
の動きはフィードバックレバー13,14を介してカム
15を矢印Cのように回転させ、カム15の変位量をレ
ンジ調整アーム16に矢印D方向に伝達し、ベアリング
軸17を介してゼロ調整アーム18を矢印Eへ動作させ
る。ゼロ調整アーム18の先端とフラッパーアーム19
の間にフィードバックスプリング20の張力とトルクモ
ーター1の吸引力が平衡するまで動く。このようにし
て、入力信号電流に比例したステムの変化が得られるの
である。
【0018】また、図25に図示のような空気式ポジシ
ョナーでも同様である。入力信号が空気圧力に変わった
だけで動作は同じである。図24、図25に図示のもの
は単動型であるが、図23に図示のものは複動型の駆動
部と複動型のポジショナーパイロット弁の組合せた例
(複動型の例)で、出力圧力回路が二つあって、片方の
回路が給気状態のとき、一方の回路は排気状態になって
いる点を除いては、動作は単動型と同じてあり、本発明
装置が適用され得る。
【0019】空気圧で動作させる調節弁の駆動部は図2
3に示すような複動型と、図24,25,26に示すよ
うな単動型の二種類がある。複動型の場合、駆動部のピ
ストンの両側に圧力を印加して、差圧によって操作す
る。したがって、パイロット弁の弁体は、二組対向して
動作するように装架されていて、二組の弁体は、片方が
排気動作のとき、一方は給気動作する。このため、弁体
に配設する抵抗体は、給気弁側または排気弁側の片方だ
けに配設されていればよいことになる。また、複動型駆
動部の場合は操作圧力が高いのが殆んどで、そのため、
排出側の開口部の面積変化幅が大きいほどコントロール
しやすい。このため、排気弁側の抵抗体を二段階で制御
することは効果を一層上げることになる。
【0020】一方、単動型の場合は、弁体は一組しか装
架されていないため、一本の弁体に配設した給気弁と排
気弁が、駆動部の動作方向によって個々に作動する。し
たがって、単動型駆動部に使用するときは、該抵抗体の
装架は給気弁側と排気弁側の両方にあることが好まし
い。また、単動型駆動部の場合、給気状態のときは、ス
プリングを押し縮めながら動作し、駆動部の圧力室の圧
力が上昇して給気圧力との差が小さくなるため、動作速
度は圧力が上昇するのに比例して段々と遅くなる。一
方、排出状態のときは、スプリングが伸びて駆動部内の
圧力を押し出す作用をするため、排出時は給気時より早
くなるため抵抗体の特性が同じでは開閉動作時間はかな
り差が生じる。以上の特性を満たすようになするために
抵抗体の構造を、駆動部の特性に合わせて、それぞれ製
作するとコストが上昇すると言う問題点が生ずる。本発
明はこの問題点を解決したのであり、即ち、本発明は排
気状態のときは二段階に抵抗体の絞りが作用するように
し、一方給気状態のときは、一段階で抵抗体の絞りが作
用するようにすることで、単動型、複動型駆動部の共用
化を計り得るようにしたのである。
【0021】図15に図示の特性曲線36は二段階抵抗
体を配設した給排気弁体の絞り特性、特性曲線37は一
段階抵抗体を配設した給排気弁体の絞り特性である。図
15の特性曲線38は従来の給排気弁体の特性曲線であ
る。抵抗体の形状によって特性曲線は変化するが、この
ような特性曲線が大方のものである。
【0022】本発明の給気弁抵抗体と排気弁抵抗体の作
用について、図16乃至図22を参照して説明する。図
16は給気弁に一段抵抗体を、排気弁に二段抵抗体を配
設したパイロット弁で、調節弁がバランス状態にあると
きの状態図である。この時は給気弁、排気弁とも閉止状
態である。図17と図18は給気弁が開くときの説明図
で、図17は排気弁座が矢印Aの方向に移動し、給気弁
が給気弁座から離れて空気圧が流れ始め、給気弁抵抗体
の端部25と給気弁座端部24がほぼ一致した所でこの
間が給気弁抵抗体の作用範囲を示す。図18は排気弁座
が矢印Aの方向に更に移動し、給気弁が全開した状態を
示す。
【0023】図19、図20、図21、図22は排気弁
が動作する状態を順次に示したものである。図19は排
気弁座が矢印B方向に全量移動したときで、駆動部に入
っていた空気圧が排気口から外部へ排出している時であ
る。図20は排気弁座が矢印C方向へ移動し、一段目排
気弁座の端部27が一段目排気弁抵抗体の端部26に近
い位置の時のもので、この位置から抵抗体が作用を始め
る。この位置が図15の符号36aのポイントである。
この位置での開口部の面積は(一段目排気弁端部26と
一段目排気弁座端部27の間隙面積)A1<A2であ
る。ここにA1,A2は次式に示されるものである。
(図27参照)。
【数1】
【数2】
【0024】図21は排気弁座が矢印C方向に更に移動
して二段目排気弁座の端部29が二段目排気弁抵抗体の
端部28に近い位置の時のもので、この位置から抵抗体
による絞り作用が更に進む。この位置が図15の符号3
6bのポイントである。この位置から開口部の面積は
(二段目排気弁抵抗体の端部28と二段目排気弁座端部
29の間隙面積)A1>A2になる。図22は最終のバ
ランス位置の時のもので、駆動部からの空気圧力の排出
は停止する。この位置の開口部の面積はA1=0<A2
になる。(弁が閉止のため開口部の面積差は無関係)
【0025】図3、図4、図5及び図8に示されるよう
に、給気弁体の抵抗体(9c,9f,9i,9x)と給
気弁座22とで構成される開口部面積の変化量に対し
て、排気弁体の抵抗体(9dと9e,9gと9h,9j
と9k,9mと9n)の二段階動作の抵抗体の配設で、
排気弁側の開口部の面積変化が大きくとれる。したがっ
て、図15中の符号36に示されるように、弁体が全開
状態から閉止状態に至るまでの間で、通過処理流量が大
きく変化するようにできる。符号36aは一段目の排気
弁抵抗体が動作して操作圧力が絞り始めるポイント、符
号36bは二段目の排気弁抵抗体が動作して操作圧力が
更に絞られるポイントである。
【0026】前記の「発明が解決しようとする課題」の
欄で述べたように、図23,24,25,26に示され
るように、給気弁体9aと給気弁座22とで構成される
開口部は、圧縮状態の空気圧力を通過させるのに対し
て、一方の排気弁体9bと排気弁座8とで構成される開
口部は、圧縮状態の空気圧力を大気圧状態にして通過さ
せるために給気側よりも大きな開口面積が必要になるの
であって、図28に図示の従来のものに示されるよう
に、給気側も排気側も同じ形状でほぼ同じ大きさの一体
化の弁体では通過流量に大きな差が生じて好ましくな
い。本発明に於いては、給気弁体と給気弁座とで構成す
る開口部面積の変化量よりも、排気弁体と排気弁座とで
構成する排気側の開口部面積の変化の方を大きくするこ
とにより、これを解決したのである。即ち、図9に示す
ように、給気弁の抵抗体9oを、排気弁の抵抗体9qよ
り勾配の小さい円錐形状又は円柱状にすることと、給気
弁抵抗体9oの高さEを排気弁抵抗体9qの高さMより
短くすることとで、弁体の移動量に対して開口部の面積
が、給気弁側はバランス点近くで大きく変化させ、排気
弁側は給気弁側より長い区間大きく変化するようにした
のである。これは図24、図25、図26のポジショナ
ーに図示の調節弁の駆動部の如き単動駆動部に主として
利用される。
【0027】本発明に於いては、図3から図5に示すよ
うに、給気弁側には円柱状の抵抗体9cまたは円錐状抵
抗体9f、または曲面形状の抵抗体9iを配設し、排気
弁側には、外径と高さの異なる二つの円柱状の抵抗体9
d,9eまたは円錐形状の抵抗体9g,9hまたは曲面
形状の抵抗体9j,9kを二段重ねに配設し、給気弁9
c,9f,9iとの組み合わせで、弁の動作終了近傍
で、急速に空気処理量が減少するようにする。これに依
り、高速で動作させても目的値寸前で急速に二段制動動
作するため、迅速かつ安定した駆動部制御を可能ならし
める。
【0028】図3乃至図5に示す給、排気弁を複動型パ
イロット弁装置に装架したとき、片側の弁体が給気弁座
を開く動作をなすとき、別の側の弁体は排気弁座を開く
動作をする。即ち、排気弁抵抗体9d,9g,9j側
は、反対側の給気弁抵抗体9c,9f,9i側より先に
軽い制動動作を始め、動作終了近傍で、前記給気弁抵抗
体9c,9f,9iと排気弁抵抗体9e,9h,9kが
同時に急速制動動作する。すなわち、排気弁抵抗体9d
と9e,9gと9h,9jと9kは反対側の給気弁抵抗
体9c,9f,9iと同時に二段階の制動動作をするo
二段目の排気弁抵抗体9e,9h,9kの口径は一段目
より小さいため、弁座と弁体の間隙が同じでも開口面積
は小さくなるため制動効果が出しやすい。
【0029】図4の排気弁側の円錐形状の抵抗体9g,
9hは、弁が動作終了近傍で急速に空気処理量が比例減
少するようにしたもので、図3の円柱形状の抵抗体9
d,9eは図2のものより更に急制動動作の効果はあ
る。目的値寸前で急制動動作させるため、駆動部の制御
が著しく強い。(大容量の駆動部では前記の図3の円柱
形状の抵抗体9d,9eでも十分対応できる。)
【0030】給気弁側の抵抗体9c,9f,9iは、前
記排気弁側9dと9e,9gと9h,9jと9kより急
速制動動作の効果は強くはない。したがって、円柱形状
でも円錐形状でも良いが、広範囲の駆動部に対応するに
は、図5に示すように、該円柱形状の端部を曲面体形状
9i,9j,9kにすると開口面積の変化が滑らかにな
るため、円柱形状と円錐形状の中間特性が得られる。
【0031】別の実施例として、図8に示すように、給
気弁側の抵抗仕9xと排気弁側抵抗体9mと9nを着脱
自在の構造にすると、抵抗体の特性変更が自由に組み合
わせることができて、抵抗体外径と弁座内径の間隙をい
ろいろ選択することにより、一層の制動動作の効果が得
られる。
【0032】前記の「発明が解決しようとする課題」の
欄で述べたように、普通のポジショナーのパイロット弁
の空気処理能力以上の極めて大きな容量の駆動部の組合
わせの場合、図26に示すブースター40が併用されて
いたのであるが、出力回路42へのバイパス絞り量の設
定が非常に困難であった。すなわち、絞り過ぎると発振
し、絞りが小さいと不感帯が生じると云う問題点があっ
た。これは、パイロット弁の弁体の動き量と処理流量の
比率が小さいためにおきる現象である。本発明のポジシ
ョナー装置のパイロット弁は、図15の特性曲線36,
37に示すように、該弁体の動き量と、処理流量の比率
が大きいため、前記ブースターの絞り弁の設定幅が広く
なり、極めて容易に調整できるのである。この極めて優
れた効果が得られたため、一種類のパイロット弁で、大
きさの異なる調節弁を、広範囲に安定して動作させるこ
とを可能ならしめたと云う大きな効果が齎らされたので
ある。
【0033】
【実施例】図1に示された第一実施例は請求項1に記載
のパイロット弁装置に於いて、給気弁体側にだけ抵抗体
9pが設けられたものである。
【0034】図2に示された第二実施例は請求項1に記
載のパイロット弁装置に於いて、排気弁体側にだけ抵抗
体9wが設けられたものである。
【0035】図3に示された第三実施例は、請求項2と
3と4と7に記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁
抵抗体9cと排気弁抵抗体(9dと9e)をいずれも円
柱形状となしたものである。
【0036】図4に示される第四実施例は、請求項2と
3と4と7に記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁
抵抗体9fと排気弁抵抗体(9gと9h)をいずれも、
円錐形状となしたものである。
【0037】図5に示された第五実施例は、請求項2と
3と4と8に記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁
抵抗体9iと排気弁抵抗体(9jと9k)をいずれも円
柱形状の端末部を曲面形状となしたものである。
【0038】図6に示された第六実施例は、請求項5に
記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁体側にだけ弁
体と抵抗体とが一体となったもの(9l)がリング状を
なして着脱自在に(即ち、交換可能に)設けられたもの
である。
【0039】図7に示された第七実施例は、請求項5に
記載のパイロット弁装置に於いて、排気弁体側にだけ弁
体と抵抗体とが一体となったもの(9r)がリング状を
なして着脱自在に設けられたものである。
【0040】図8に示された第八実施例は、請求項6に
記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁体側と排気弁
体側の双方に抵抗体が弁体と一体になったもの(9x、
および9mと9n)がリング状をなして着脱自在に設け
られたものである。
【0041】図9に示された第九実施例は、請求項2と
3に記載のパイロット弁装置に於いて、給気弁体と排気
弁体に夫々抵抗体を一体として設けたもの(9o、およ
び9q)を有するものである。
【0042】図10に示された第十実施例は、請求項9
に記載のパイロット弁装置に於いて、排気弁体側にだけ
大、小2個の抵抗部を有する排気弁抵抗体を排気弁体と
一体となしたもの(9y,9z)がリング状をなして着
脱自在に設けられたものである。
【0043】図11に示された第十一実施例は、請求項
10に記載のパイロット弁装置に於いて、大、小2個の
抵抗部(排気弁体側は51と52、給気弁体側は53と
54)をいずれも円柱形状となし、これに対応して弁座
の方も大、小2個の(内径の異なる)弁座(排気弁座側
の8lと8m、給気弁座側の22aと22b)となした
ものである。
【0044】図12に示された第十二実施例は、請求項
10に記載のパイロット弁装置に於いて、大、小2個の
抵抗部(排気弁体側は55と56、給気弁体側は57と
58)をいずれも円錐形状となし、これに対応して弁座
の方も大、小2個の(内径の異なる)弁座(排気弁座側
の8nと8p、給気弁座側の22cと22d)となした
ものである。
【0045】図26に示された第十三実施例に於て、ブ
ースター40に於けるパイロット弁装置に抵抗体(一段
抵抗部からなる抵抗体9sと9t)を設けたものが示さ
れているが、該抵抗体を大、小2個の抵抗部を有するも
のとなしたものを適用し得ることは勿論である。
【発明の効果】本発明は、前記のようにして、ポジショ
ナー装置(位置制御装置並にこれに附随するブースタ
ー)のパイロット弁装置に於ける従来のものの欠点を充
分に除去して、性能の優れたものを経済的に得たと云う
大きな効果を齎したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施例の給、排気弁体部の側面図
【図2】第二実施例の給、排気弁体部の側面図
【図3】第三実施例の給、排気弁体部の側面図
【図4】第四実施例の給、排気弁体部の側面図
【図5】第五実施例の給、排気弁体部の側面図
【図6】第六実施例の給、排気弁体部の側面図
【図7】第七実施例の給、排気弁部の一部切欠した側面
【図8】第八実施例の給、排気弁部の断面側面図
【図9】第九実施例の給、排気弁部の側面図
【図10】第十実施例の給、排気弁部の一部切欠した側
面図
【図11】第十一実施例の給、排気弁部の側面図
【図12】第十二実施例の給、排気弁部の側面図
【図13】従来の給排気弁体及び給排気弁座の構成での
特性曲線図
【図14】従来の給排気弁体及び給排気弁座の構成のパ
イロット弁の出力回路力に絞りを装架したときの特性説
明図
【図15】本発明に係る給、排気弁体部を装架したとき
のパイロット弁の処理流量の代表的な特性説明図
【図16】給気弁に一段抵抗体を、排気弁に二段抵抗体
を配設したパイロット弁の部分断面側面図
【図17】同上の給、排気弁体部の給気状態の動作中間
の説明図
【図18】同上の給、排気弁体部の給気状態の動作最終
位置の説明図
【図19】同上の給、排気弁体部の最大排気状態の説明
【図20】同上の給、排気弁体部の排気状態の抵抗体の
一段目動作中間の説明図
【図21】同上の給、排気弁体部の排気状態の抵抗体の
二段目動作中間の説明図
【図22】同上の給、排気弁体部の給気状態の動作最終
位置の説明図
【図23】複動型電空ポジショナーの構造説明図
【図24】単動型電空ポジショナーの構造説明図
【図25】単動型空空ポジショナーの構造説明図
【図26】従来の単動型空空ポジショナーに、第十三実
施例の給排気弁を装着したブースターを併用したときの
構造説明図
【図27】大、小2個の抵抗体を有する排気弁体と排気
弁座との関係位置を説明するための構成図
【図28】従来の給、排気弁体部の断面側面図
【符号の説明】
1 トルクモーター 2 アーマチュア 3 支点ばね 4 フラッパー 5 ノズル 6 ノズル背圧室 7 圧力室 8 排気弁座 8b 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8c 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8d 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8e 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8f 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8g 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8h 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8i 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8j 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8k 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8l 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8m 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 8n 二段階特性排気弁体に対応した大径の方の排気弁
座 8p 二段階特性排気弁体に対応した小径の方の排気弁
座 9 弁棒 9a 従来の給気弁体 9b 従来の排気弁体 9c 給気弁体の円柱形状の抵抗体 9d 大径の方の、排気弁体の円柱形状の抵抗体 9e 小径の方の、排気弁体の円柱形状の抵抗体 9f 給気弁体の円錐形状の抵抗体 9g 大径の方の、排気弁体の円錐形状の抵抗体 9h 小径の方の、排気弁体の円錐形状の抵抗体 9i 給気弁体の端部曲面形状の抵抗体 9j 大径の方の、排気弁体の端部曲面形状の抵抗体 9k 小径の方の、排気弁体の端部曲面形状の抵抗体 9l 着脱自在の、給気弁体と(円柱形状の)抵抗体と
が一体となったリング状のもの 9m,9n 着脱自在の、排気弁体と円錐形状の抵抗体
と円柱状で端部曲面形状の抵抗体とが一体となったリン
グ状のもの 9o 給気弁体の円柱形状の抵抗体 9p 給気弁体の円柱形状の抵抗体 9q 排気弁体の円錐形状の抵抗体 9r 着脱自在の排気弁体と(円柱形状の)抵抗体とが
一体となったリング状のもの 9s ブースター内の弁の排気弁体の抵抗体 9t ブースター内の弁の給気弁体の抵抗体 9w 排気弁体の円柱形状の抵抗体 9x 着脱自在の、給気弁体と(円柱形状の)抵抗体と
が一体となったリング状のもの 9y,9z 着脱自在の、排気弁体と円錐形状の抵抗体
と円柱状で端部曲面形状の抵抗体とが一体となったリン
グ状のもの 10 出力口 10a 絞り 10b 複動型出力 10c 複動型出力 10d 出力圧力の回路 11 単動型駆動部圧力室 11a 複動型上部駆動部圧力室 11b 複動型下部駆動部圧力室 12 ステム 13 フィードバックレバー 14 フィードバックレバー 15 カム 16 レンジ調整アーム 17 ベアリング軸 18 ゼロ調整アーム 19 フラッパーアーム 20 フィードバックスプリング 21 入力室 22 給気弁座 22a 給気弁座の内径の大きい方の部分 22b 給気弁座の内径の小さい方の部分 22c 給気弁座の内径の大きい方の部分 22d 給気弁座の内径の小さい方の部分 23 供給圧力の導入回路 24 給気弁座の端部 25 給気弁抵抗体の端部 26 一段目排気弁抵抗体の端部 27 一段目排気弁座の端部 28 二段目排気弁抵抗体の端部 29 二段目排気弁座の端部 30 入力信号 31 従来の給排気弁体が装架されたパイロット弁と大
きい調節弁と組合わせた時の応答特性曲線(応答が遅い
状態) 32 従来の給排気弁体が装架されたパイロット弁と中
くらい調節弁と組合わせた時の応答特性曲線 33 従来の給排気弁体が装架されたパイロット弁と小
さい調節弁と組合わせた時の応答特性曲線(発振状態) 35 従来の給排気弁体が装架されたパイロット弁と小
さい調節弁と組合わせた時の発振状態の改善のために絞
り10aを装架した時の応答特性曲線(周期の長いハン
チング状態) 36 本発明に於ける、前記抵抗体が大、小2個の抵抗
部を有するものの実施例の給排気弁体が装架されたとき
の排気特性曲線 36a 一段目の排気弁抵抗体が動作して操作圧力が絞
り始めるポイント 36b 二段目の排気弁抵抗体が動作して操作圧力が更
に絞られるポイント 37 本発明に於ける、前記抵抗体が一段抵抗部からな
るものである実施例の給排気弁体が装架されたときの給
気特性曲線 37a 抵抗体の動作初めのポイント 38 従来の実施例の給排気弁体が装架されたときの給
排気特性曲線 40 ブースター 41 ブースターの入力室 42 ブースターの出力回路 43 バイパス穴の絞り弁 44 バイパス穴 45a ダイヤフラム 45b ダイヤフラム 46 ブースターの排気弁座 47 ブースターの排気弁 48 ブースターの給気弁 49 ブースターの給気弁座 50 ブースターの給気圧力口 51 大径の方の、排気弁体の円柱形状の抵抗体 52 小径の方の、排気弁体の円柱形状の抵抗体 53 大径の方の、給気弁体の円柱形状の抵抗体 54 小径の方の、給気弁体の円柱形状の抵抗体 55 大径の方の、排気弁体の円錐形状の抵抗体 56 小径の方の、排気弁体の円錐形状の抵抗体 57 大径の方の、給気弁体の円錐形状の抵抗体 58 小径の方の、給気弁体の円錐形状の抵抗体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年1月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】図19、図20、図21、図22は排気弁
が動作する状態を順次に示したものである。図19は排
気弁座が矢印B方向に全量移動したときで、駆動部に入
っていた空気圧が排気口から外部へ排出している時であ
る。図20は排気弁座が矢印C方向へ移動し、一段目排
気弁座の端部27が一段目排気弁抵抗体の端部26に近
い位置の時のもので、この位置から抵抗体が作用を始め
る。この位置が図15の符号36aのポイントである。
この位置での開口部の面積は(一段目排気弁端部26と
一段目排気弁座端部27の間隙面積)A1<A2であ
る。ここにA1,A2は次式に示されるものである。
(図27参照)
【数1】
【数2】

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に設
    けてあるパイロット弁に於いて、該給気弁体または排気
    弁体に抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁の
    作動終了近傍における空気処理量が急速に減少するよう
    に該抵抗体の外径と弁座内径との間の間隙を変化せしめ
    るようにした形状のものであることを特徴とするポジシ
    ョナー装置のパイロット弁装置。
  2. 【請求項2】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に設
    けてあるパイロット弁に於いて、該給気弁体と排気弁体
    に夫々抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁の
    作動終了近傍における空気処理量が急速に減少するよう
    に該抵抗体の外径と弁座内径との間の間隙を変化せしめ
    るようにした形状のものであることを特徴とするポジシ
    ョナー装置のパイロット弁装置。
  3. 【請求項3】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に設
    けてあるパイロット弁に於いて、該給気弁体と排気弁体
    に夫々抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁の
    作動終了近傍における空気処理量が急速に減少するよう
    に該抵抗体の外径と弁座内径との間の間隙を変化せしめ
    るようにした形状のもので、給気弁抵抗体が排気弁抵抗
    体よりも前記間隙を変化する量が小さく、且つ該給気弁
    抵抗体の高さが排気弁抵抗体の高さよりも短いものであ
    ることを特徴とするポジショナー装置のパイロット弁装
    置。
  4. 【請求項4】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に設
    けてあるパイロット弁に於いて、該給気弁体と排気弁体
    に夫々抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁の
    作動終了近傍における空気処理量が急速に減少するよう
    に該抵抗体の外径と弁座内径との間の間隙を変化せしめ
    るようにした形状のもので、排気弁の抵抗体は大小2個
    の抵抗部を有するものであることを特徴とするポジショ
    ナー装置のパイロット弁装置。
  5. 【請求項5】 パイロット弁に於いて、弁棒がその一端
    部を細くした段付棒であって、給気弁体と抵抗体又は排
    気弁体と抵抗体をリング状となして、段付棒の前記一端
    部に着脱自在に装架したことを特徴とする請求項1に記
    載のポジショナー装置のパイロット弁装置。
  6. 【請求項6】 パイロット弁に於いて、弁棒がその両端
    部を細くした段付棒であって、給気弁体と抵抗体並びに
    排気弁体と抵抗体をリング状となして、段付棒の一端に
    は、給気弁抵抗体を、他端にはこれと外径と高さの異な
    る排気弁抵抗体を夫々着脱自在に装架したことを特徴と
    する請求項2に記載のポジショナー装置のパイロット弁
    装置。
  7. 【請求項7】 空気圧で作動するパイロット弁に於い
    て、給気弁体と排気弁体がある距離をおいて装架された
    一体の弁棒の排気弁体に、外径と高さの異なる大、小二
    つの円錐形状または円柱形状の抵抗体を、径の大きい抵
    抗体の高さが、径の小さい抵抗体の高さより僅かに長く
    し、該抵抗体の高さは弁体の全行程の1/3〜1/4く
    らいにし、これに対応して排気弁座の口径を大、小二つ
    のものとなすと共に、弁棒の他端の給気弁体弁座部位置
    より、該弁座と嵌め合う弁座の内径よりも僅かに小さい
    径の円錐形状または円柱形状の抵抗体を、弁座部位置よ
    り弁の全行程の1/3〜1/4くらいの距離分の高さで
    配設したものとなすことを特徴とするポジショナー装置
    のパイロット弁装置。
  8. 【請求項8】 パイロット弁に於いて、弁座部位置よ
    り、該弁座と嵌め合う弁座の内径よりも僅かに小さい径
    の円柱形状の抵抗体の端末部を曲面形状とした弁体とな
    したことを特徴とする請求項1又は2に記載のポジショ
    ナー装置のパイロット弁装置。
  9. 【請求項9】 パイロット弁に於いて、弁棒がその給気
    弁側には抵抗体を設けないで排気弁側の一端部を細くし
    た段付棒となし、大、小2個の抵抗部を有する抵抗体と
    排気弁とが一体となったものをリング状となして、段付
    棒の前記一端部に着脱自在に装架したことを特徴とする
    請求項1に記載のポジショナー装置のパイロット弁装
    置。
  10. 【請求項10】 給気弁体と排気弁体とが一体の弁棒に
    設けてあるパイロット弁に於いて、該給気弁体と排気弁
    体に夫々抵抗体を設けるもので、該抵抗体の形状が、弁
    の作動終了近傍における空気処理量が急速に減少するよ
    うに該抵抗体の外径と弁座内径の間隙を変化せしめるよ
    うにした形状のもので、排気弁の抵抗体は大小2個の抵
    抗部を有するものであり、且つ給気弁の抵抗体も大小2
    個の抵抗部を有するものであることを特徴とするポジシ
    ョナー装置のパイロット弁装置。
  11. 【請求項11】 パイロット弁に於いて、排気弁及び/
    又は給気弁の抵抗体が大小2個の抵抗部を有することに
    対応して弁座の方も大小2個の内径の異なる弁座を有す
    るものとなしたことを特徴とする請求項4又は7又は9
    又は10に記載のポジショナー装置のパイロット装置。
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