JPH102431A - パイロットリレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作が安定で、且つ、安価なパイロットリレ
ーを提供する。 【解決手段】 ボディの一端側に設けられ入力空気圧信
号が入力される入力圧室と排気室とを構成するダイアフ
ラムと、ボディの途中に設けられ出力空気圧信号が出力
される出力室と、ボディの他端側に設けられ供給空気圧
が供給される給気室と、ダイアフラムに一端が接続され
出力室と排気室とを連通するチューブと、入力空気圧信
号に対応してチューブの他端との開口面積を変化する排
気弁と、出力室と排気室とを連通する給気孔と、入力空
気圧信号に対応して給気孔の開口面積を変化する給気弁
と、チューブの他端とボディとの間に設けられチューブ
にバイアス力を付与するバイアスばねとを具備するパイ
ロットリレーにおいて、バイアスばねの端面が接する少
なくとも一方の面に排気弁と排気弁座の傾きを低減する
ようなテーパー形状或いは球面形状のばね座を具備した
ことを特徴とするパイロットリレーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動作が安定で、且
つ、安価なパイロットリレーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、特開昭６３−２７７６
６号、発明の名称「パイロットリレー」に示されてい
る。図４，図５，図６，図７は図３の要部動作説明図で
ある。

【０００３】図において、１ａは入力空気圧信号Ｐｎが
作用する入力室、２ａは入力空気圧信号Ｐｎを受け変位
するダイアフラム、３ａは給気圧Ｐｓの空気が供給され
る給気圧室、４ａはダイアフラム２ａの変位に応じて出
力空気圧信号Ｐｏを出力する出力室である。

【０００４】５ａは大気圧Ｐａが作用する排気室で、出
力室４ａから排気室５ａに流入した空気を大気中に排出
する。６ａはダイアフラム２ａに作用した力を、ばね７
ａに伝達するステム、８ａはステム６ａに固定された半
球形の給気弁で、ダイアフラム２ａの変位に応じて、給
気圧室３ａの給気圧Ｐｓを出力室４ａへ導く。

【０００５】９ａはダイアフラム２ａに固定されたチュ
ーブで、チューブ９ａの内側と外側とを連通する開口部
１０ａが設けられている。１１ａはステム６ａに固定さ
れた半球形の排気弁で、チューブ９ａに当接して、出力
室４ａの空気の一部を排気室５ａに導く。

【０００６】１２ａはチューブ９ａに固定された隔膜
で、出力室４ａと排気室５ａの空気の出入りを絶縁する
と共に、チューブ９ａのダイアフラム２ａによる軸方向
の動きを吸収する。

【０００７】図４は、図３のパイロットリレーの動作説
明図で、横軸は入力空気圧Ｐｎ、縦軸は弁の開口面積を
示している。ここに、開口面積とは、弁において、空気
流量が流れ得る最小の断面積を言う。

【０００８】図４において、点０はパイロットリレーの
動作基準点で、入力空気圧ＰｎはＰｎｏ、出力空気圧Ｐ
ｏはＰｏｏになっている。この状態では、給気弁８ａと
排気弁１１ａは閉じており、供給空気は消費されない。

【０００９】入力空気圧ＰｎがＰｎｏより大きくなる
と、ダイアフラム２ａを介して力がばね７ａに伝達され
る。すると、ばね７ａが圧縮されて給気弁８ａが開き、
この開口面積と給気圧Ｐｓ及び出力空気圧Ｐｏで決まる
空気流量により出力空気圧Ｐｏは増大し、給気圧Ｐｓで
飽和する。

【００１０】入力空気圧Ｐｎが、Ｐｎｏより小さくなる
と、ダイアフラム２ａが屈曲して排気弁１１ａが開き、
この開口面積と大気圧Ｐａ及び出力空気圧Ｐｏで決まる
空気流量により出力空気圧Ｐｏは減少し、大気圧Ｐａで
飽和する。ばね７ａが作用して、給気弁８ａは閉じたま
まになっている。

【００１１】また、１３ａは、バイアスばねで、チュー
ブ９ａにダイアフラム１ａが入力空気圧Ｐｎによって受
ける力と反対方向の力を加えることにより、動作基準点
の入力空気圧Ｐｎｏを大気圧Ｐａと給気圧Ｐｓのほぼ中
間に定めている。

【００１２】図５はパイロットリレーの使用状態の説明
図である。図において、２０はノズルフラッパ装置等の
増幅要素、３０は制御の対象とする弁の開度等を検出し
て制御の目標値との偏差を求める帰還要素である。

【００１３】このように構成されたフィードバックルー
プでは、弁の開度等の目標値と測定値との偏差に対応し
て入力空気圧信号Ｐｎを増幅要素２０が増幅する。この
入力空気圧信号Ｐｎから、パイロットリレーは出力空気
圧信号Ｐｏを出力する。

【００１４】すると、出力空気圧信号Ｐｏによって、弁
の開度等が操作される。この変化した弁の開度等は帰還
要素３０によって、増幅要素２０に伝達され、目標値と
一致するように制御される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、バイアスばね１３ａの両端面の平行
度や、端面と側面の垂直度が悪い場合に、このバイアス
ばね１３ａにより、チューブ９ａに回転力が加わり、チ
ューブ９ａが傾く事があった。

【００１６】すなわち、図６に示す如く、バイアスばね
１３ａの両端面の平行度が悪いと、バイアスばね１３ａ
を縮めて行くと、バイアスばね１３ａの最も高い点から
チューブ９ａに接触し、チューブ９ａに力Ｆが働き、チ
ューブ９ａに回転力Ｔｒが生ずる。

【００１７】図７に示す如く、回転力Ｔｒによりチュー
ブ９ａに傾きが生じると、チューブ９ａとステム６ａと
が、図７に示すように、排気弁１１ａが全閉する付近で
部分的に接触するため、流れが発生している状態で、チ
ューブ９ａに摩擦力等の非線形な力が生じる。

【００１８】また、開口面積がステム６ａの中心軸に対
して非対称になるため、流れが乱れ、ステム６ａ及びチ
ューブ９ａに不安定な流体力が加わる。このため、弁が
全閉する付近で、動作が不安定になる。即ち、制御動作
の精度を上げるために、弁開度が小さな付近で、弁の開
閉を繰り返すと、弁動作が不安定になる問題があった。

【００１９】一方、上記の様な問題点を解決するため
に、バイアスばね１３ａの端面の加工精度を上げると、
コストアップを招く問題点があった。

【００２０】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、バイアスばね１３ａの加工精度
を上げることなく、弁座と弁が非対称に接触することを
防止することにより、動作が安定で、且つ、安価なパイ
ロットリレーを提供するにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、ボディの一端側に設けられ入力空気圧信
号が入力される入力圧室と排気室とを構成するダイアフ
ラムと、前記ボディの途中に設けられ出力空気圧信号が
出力される出力室と、前記ボディの他端側に設けられ供
給空気圧が供給される給気室と、前記ダイアフラムに一
端が接続され前記出力室と前記排気室とを連通するチュ
ーブと、前記入力空気圧信号に対応して該チューブの他
端との開口面積を変化する排気弁と、前記出力室と前記
排気室とを連通する給気孔と、前記入力空気圧信号に対
応して該給気孔の開口面積を変化する給気弁と、前記チ
ューブの他端と前記ボディとの間に設けられ前記チュー
ブにバイアス力を付与するバイアスばねとを具備するパ
イロットリレーにおいて、前記バイアスばねの端面が接
する少なくとも一方の面に前記排気弁と排気弁座の傾き
を低減するようなテーパー形状或いは球面形状のばね座
を具備したことを特徴とするパイロットリレーを構成し
たものである。

【００２２】

【作用】以上の構成において、バイアスばねの端面が接
する少なくとも一方の面に、排気弁と排気弁座の傾きを
低減するようなテーパー形状或いは球面形状のばね座が
設けられた。

【００２３】このため、バイアスばねの両端面間の平行
度が悪い場合でも、ばね座は、バイアスばねの端面の最
も高さの異なる点から接触を始めるため、従来例の、面
で力を受ける場合に比較して、チューブに加わる回転力
が少なくなり、ステムに対するチューブの傾きを低減で
きる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部構
成説明図である。図において、図３と同一記号の構成は
同一機能を表わす。以下、図３と相違部分のみ説明す
る。

【００２５】２１は、バイアスばね１３ａの端面が接す
るチューブ９ａに設けられ、排気弁１１ａとチューブ９
ａの傾きを低減するようなテーパー形状のばね座であ
る。

【００２６】以上の構成において、バイアスばね１３ａ
の端面が接するチューブ９ａに、排気弁１１ａとチュー
ブ９ａの傾きを低減するようなテーパー形状のばね座２
１が設けられた。

【００２７】このため、バイアスばね１３ａの両端面間
の平行度が悪い場合でも、ばね座２１は、バイアスばね
１３ａの端面の最も高さの異なる点から接触を始めるた
め、３図従来例の、面で力を受ける場合に比較して、チ
ューブ９ａに加わる回転力が少なくなり、ステム６ａに
対するチューブ９ａの傾きを低減できる。

【００２８】この結果、バイアスばね１３ａの端面の接
触部である、ばね座２１がテーパー形状となっているた
め、バイアスばね１３ａの両端面間の平行度が悪い場合
でも、チューブ９ａに加わる回転力が減少し、チューブ
９ａと排気弁１１ａとの傾きの発生を低減できる。

【００２９】このため、バイアスばね１３ａの加工精度
を高くする必要が無く、空気流が発生している状態で、
チューブ９ａに加わる摩擦力及び非対称な流体力を低減
できる。また、バイアスばね１３ａの端面の加工精度を
上げる必要が無いので、製造コストを低減することが出
来る。従って、動作が安定で、且つ、安価なパイロット
リレーが得られる。

【００３０】図２は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例において、３１は外径部においてバ
イアスばね１３ａの端面を受け、内径部においてばね座
２１に接触する帽子状のスペーサである。

【００３１】この様なものにおいては、バイアスばね１
３ａの内径寸法のばらつきによるバイアス力のばらつき
や、バイアスばね１３ａ端面の内径側の真円度や、バイ
アスばね１３ａ端面のエッジ部の形状のばらつきの影響
を低減する事ができる。

【００３２】なお、前述の実施例においては、ばね座２
１は、バイアスばね１３ａの端面が接するチューブ９ａ
に設けられていると説明したが、これに限ることはな
く、バイアスばね１３ａの反対の端面が接する、ボディ
の出力室４ａの壁面に設けられても良い。要するに、排
気弁１１ａとチューブ９ａの傾きを低減するようなテー
パー形状のばね座があれば良い。

【００３３】また、前述の実施例においては、テーパー
形状と説明したが、これに限ることはなく、例えば、球
形状でも良い。要するに、排気弁と排気弁座の傾きを低
減するようなものであればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
バイアスばねの端面が接する少なくとも一方の面に、排
気弁と排気弁座の傾きを低減するようなテーパー形状或
いは球面形状のバネ座を構成した。

【００３５】この結果、バイアスばねの端面の接触部で
あるばね座が、テーパー形状或いは球形状となっている
ため、バイアスばねの両端面間の平行度が悪い場合で
も、チューブに加わる回転力が減少し、チューブと排気
弁との傾きの発生を低減できる。

【００３６】このため、バイアスばねの加工精度を高く
する必要が無く、空気流が発生している状態で、チュー
ブに加わる摩擦力及び非対称な流体力を低減できる。ま
た、バイアスばねの端面の加工精度を上げる必要が無い
ので、製造コストを低減することが出来る。

【００３７】従って、本発明によれば、動作が安定で、
且つ、安価なパイロットリレーを実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図３】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【図４】図３の動作説明図である。

【図５】図３の動作説明図である。

【図６】図３の動作説明図である。

【図７】図３の動作説明図である。

【符号の説明】

１ａ 入力室 ２ａ ダイアフラム ３ａ 給気圧室 ４ａ 出力室 ５ａ 排気室 ６ａ ステム ７ａ ばね ８ａ 給気弁 ９ａ チューブ １０ａ 開口部 １１ａ 排気弁 １２ａ 隔膜 １３ａ バイアスばね ２１ ばね座 ３１ スペーサ Ｐｎ 入力空気圧信号 Ｐｏ 出力空気圧信号 Ｐｓ 給気圧 Ｐａ 大気圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディの一端側に設けられ入力空気圧信号
   が入力される入力圧室と排気室とを構成するダイアフラ
   ムと、前記ボディの途中に設けられ出力空気圧信号が出
   力される出力室と、前記ボディの他端側に設けられ供給
   空気圧が供給される給気室と、前記ダイアフラムに一端
   が接続され前記出力室と前記排気室とを連通するチュー
   ブと、前記入力空気圧信号に対応して該チューブの他端
   との開口面積を変化する排気弁と、前記出力室と前記排
   気室とを連通する給気孔と、前記入力空気圧信号に対応
   して該給気孔の開口面積を変化する給気弁と、前記チュ
   ーブの他端と前記ボディとの間に設けられ前記チューブ
   にバイアス力を付与するバイアスばねとを具備するパイ
   ロットリレーにおいて、 前記バイアスばねの端面が接する少なくとも一方の面に
   前記排気弁と排気弁座の傾きを低減するようなテーパー
   形状或いは球面形状のバネ座を具備したことを特徴とす
   るパイロットリレー。