JP6864533B2 - 空気圧制御装置および調節弁 - Google Patents

Description

本発明は、ダイヤフラムに支持されたバルブシートと、このバルブシートを付勢する圧縮コイルばねとを備えた空気圧制御装置およびこの空気圧制御装置を備えた調節弁に関する。

従来、アクチュエータを空気圧によって駆動する空気圧機器においては、アクチュエータの動作を制御するために空気圧制御装置を備えている。この種の空気圧制御装置は、例えば特許文献１に記載されているように、空気圧供給源から送られた空気の圧力を減圧する構成が採られている。

この種の空気圧制御装置のうち、構成が最も単純なものとして、例えば図５に図示されているような減圧弁１がある。図５に示す減圧弁１は、ハウジング２内を図５において下側に位置する第１の気室３と上側に位置する第２の気室４とに仕切るダイヤフラム５を備えている。第１の気室３は、図示していないアクチュエ−タの空気入口に接続されている。また、第１の気室３は、図５において最も下に位置する上流側気室６にポペット弁７を介して接続されている。第２の気室４は、図示していない連通孔によって大気中に開放されている。

上流側気室６は、図示していない空気圧供給源から高圧空気が供給される。ポペット弁７は、第１の気室３と上流側気室６とを連通する連通孔８と、この連通孔８の上流側（図５においては下側）の開口部を開閉する弁体９と、この弁体９を閉方向に付勢するばね部材１０とを備えている。弁体９は、連通孔８から第１の気室３内に突出するピン１１を有している。

ダイヤフラム５には、バルブシート１２と面積板１３とが取付けられている。バルブシート１２は、ダイヤフラム５を貫通している。バルブシート１２には、第１の気室３と第２の気室４とを連通する貫通孔１４が穿設されている。この貫通孔１４は、上述した弁体９のピン１１と同一軸線上に位置付けられている。貫通孔１４の孔径は、ピン１１の外径より小さい。この貫通孔１４におけるピン１１と対向する開口部は、開口端に向かうにしたがって孔径が次第に大きくなるテーパー状に形成されている。ピン１１の先端部は、この開口部内に挿入されている。

面積板１３は、圧縮コイルばね１５のばね力を受けるためのもので、第２の気室４内においてバルブシート１２に固定されている。この面積板１３には、圧縮コイルばね１５の内周部内に係入される複数の爪片１６が立設されている。
圧縮コイルばね１５は、ダイヤフラム５を第１の気室３に向けて付勢するためのもので、上述した面積板１３に一端部が保持され、他端部がアッパーシート１７に保持されている。
アッパーシート１７は、圧縮コイルばね１５の他端部と重なる円板状に形成されており、圧力調整用ボルト１８の尖った先端部が挿入される凹陥部１７ａを有している。圧力調整用ボルト１８は、ハウジング２に螺合している。

この減圧弁１のダイヤフラム５は、圧縮コイルばね１５のばね力と第１の気室３内の圧力とが釣り合うように変位する。圧縮コイルばね１５のばね力と第１の気室３内の圧力とが釣り合っている状態から第１の気室３内の圧力が低下すると、圧縮コイルばね１５のばね力でダイヤフラム５が第１の気室３側へ変位し、バルブシート１２が弁体９のピン１１に押し付けられる。このとき、ピン１１がバルブシート１２の貫通孔１４を閉塞することによって、第１の気室３と第２の気室４との連通状態が解消される。そして、ピン１１がバルブシート１２によってさらに押されることにより、連通孔８が開き、この連通孔８を通って空気が上流側気室６から第１の気室３に流入する。この空気は、第１の気室３からアクチュエータに供給される。

一方、第１の気室３内の圧力が圧縮コイルばね１５のばね力より大きくなると、ダイヤフラム５が第２の気室４側に変位し、バルブシート１２が弁体９のピン１１から離れる。この状態においては、弁体９が連通孔８を閉じて上流側気室６と第１の気室３との連通状態が解消される。また、第１の気室３内の空気が貫通孔１４を通って第２の気室４に流入し、第２の気室４から大気中に排出される。

実開平７−８６０４号公報

このように構成された減圧弁１においては、バルブシート１２の貫通孔１４の中心がピン１１の軸線から僅かにずれてしまい、貫通孔１４と弁体９のピン１１との間に隙間が発生して排気漏れ（ブリード）を起こすことがあった。この排気漏れは、出力圧力が不安定になる要因となるし、エネルギーが損失されることにもなる。また、排気音が騒音になるという問題もある。

さらに、排気漏れが生じるときにはポペット弁７のピン１１の先端部がバルブシート１２に繰り返し衝突することがある。このような場合は、ピン１１とバルブシート１２との接触部が摩耗し、継続的に大きな排気漏れが発生するようになる。また、ピン１１とバルブシート１２との接触部の摩耗が進むと、減圧弁は調圧不良状態となり、調整弁の動作不良（動作しない、動作が遅い等）が発生し、接続される後段製品群に影響を与える場合がある。

従来、このような排気漏れを防ぐために、弁体９の位置の安定性を高くしたり、製造過程で弁体９のピン１１と貫通孔１４とを同一軸線上に位置付けるなどの対策が施されている。しかし、ダイヤフラム５がゴム製であるために、圧縮コイルばね１５の圧縮時あるいは伸長時の挙動の影響を強く受け、バルブシート１２の位置が変わってしまい、貫通孔１４の中心がピン１１の軸線から僅かにずれる。

圧縮コイルばね１５が圧縮されるときは、主に以下に説明するような３つの現象が生じる。
第１の現象は、図６（Ａ）に示すように圧縮コイルばね１５の中心線Ｃと直交するように形成されていた端面１５ａが、圧縮後には図６（Ｂ）に示すように傾斜することである。圧縮コイルばね１５の端面１５ａが傾斜すると、面積板１３やアッパーシート１７もこれに倣って傾斜し、これに伴ってバルブシート１２の位置が変わってしまう。

第２の現象は、図７に示すように、面積板１３やアッパーシート１７が常に垂直にばね力を受けることから、これらの部材が受けるばね力の大きさが不均一になることである。図７においては、ばね力の大きさを矢印の長さで表現している。このように面積板１３やアッパーシート１７が受けるばね力が均一でないと、面積板１３やアッパーシート１７が傾斜する原因になる。

第３の現象は、圧縮コイルばね１５が図８（Ａ）に示す状態から図８（Ｂ）に示すように圧縮されることにより、圧縮コイルばね１５の両端部が捻れ、いわゆる「ツイスト」することである。この「ツイスト」による回転力が面積板１３やアッパーシート１７に伝達されることにより、ダイヤフラム５の捩じれやしわを発生させ、バルブシート１２の位置が変化してしまう。

アッパーシート１７は、圧力調整用ボルト１８に点接触の状態で接触しているために、圧縮コイルばね１５の端面１５ａとともに傾斜したり捻れることが可能である。しかし、アッパーシート１７と圧力調整用ボルト１８との接触部分には、接触による摩擦抵抗があり、圧縮コイルばね１５の反力（ばね力）を受ける為、大きな摩擦力が発生し、アッパーシート１７が圧力調整用ボルト１８に対して偏心したり摩耗したりして摺動し難くなっていることもある。また、この摩擦力は、圧力調整ボルト１８の位置や圧縮コイルばね１５の圧縮量によって大きく変化し、接触状態を不安定にすると共に、圧力調整ボルト１８の回転力を増大させる。このため、このアッパーシート１７の傾斜や回転で上述した３つの現象に伴って生じる問題を解消することは難しい。なお、このような不具合を解消するためには、面積板１３やアッパーシート１７にこれらの部材の作動方向を規制するガイド（図示せず）を設けることが考えられる。しかし、ガイド部の摺動抵抗による作動力増加、ガイドの摩耗、摺動部にかじりが発生するために、このようなガイドを使用することはできない。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、圧縮コイルばねが圧縮したり伸長するときの挙動の影響を受けることなく、ダイヤフラムに支持されたバルブシートが正しく変位して排気漏れや調圧不良を生じることがない空気圧制御装置およびこの空気圧制御装置を備えた調節弁を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る空気圧制御装置は、ハウジングに支持され、ハウジング内を一方の気室と他方の気室とに仕切るダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを貫通する状態で前記ダイヤフラムに支持され、前記一方の気室と前記他方の気室とを連通する貫通孔が穿設されたバルブシートと、前記一方の気室に配置され、前記バルブシートに接離して前記貫通孔を開閉する弁体と、前記ダイヤフラムに前記他方の気室側から加えられる力を調整する調圧機構と、前記他方の気室に収容され、前記バルブシートに設けられたばね受け部材にばね力を加える圧縮コイルばねとを備え、前記バルブシートと前記ばね受け部材との間に軸受が介装されているものである。

本発明は、前記空気圧制御装置において、前記調圧機構は、前記ハウジングに螺合した圧力調整用ボルトと、前記圧縮コイルばねにおける前記ばね受け部材とは反対側の端部に接触する押圧部材と前記圧力調整用ボルトと前記押圧部材との間に介装された軸受とを備えていてもよい。

本発明は、前記空気圧制御装置において、前記軸受は、傾斜と回転とを許容する球面滑り軸受であってもよい。

本発明に係る調節弁は、前記発明に係る空気圧制御装置を備えたバルブポジショナによって弁開度制御が行われるものである。

本発明によれば、バルブシートに対するばね受け部材の移動を軸受が許容する。このため、バルブシートは、圧縮コイルばねが圧縮されたり伸長するときに生じる上述した３つの現象、すなわち、端面の傾斜（第１の現象）と、ばね力の不均一性（第２の現象）と、ツイストによる回転力の発生（第３の現象）などの現象の影響を受け難くなる。
したがって、本発明によれば、圧縮コイルばねが圧縮あるいは伸長するときの挙動の影響を受け難く、ダイヤフラムに支持されたバルブシートが正しく変位して排気漏れがない空気圧制御装置を提供することができる。

また、本発明に係る調節弁は、圧縮コイルばねの挙動の影響を受け難く、排気漏れや調圧不良を生じることがない空気圧制御装置を備えたバルブポジショナによって弁開度制御が行われる。したがって、開度を高い精度で制御できるとともにエネルギーの損失が少なく、調整弁の動作不良が発生しない、信頼性の高い調節弁を提供することができる。

第１の実施の形態による空気圧制御装置の断面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 第２の実施の形態による空気圧制御装置の断面図である。 空気圧制御装置を有する調節弁の構成を示すブロック図である。 従来の空気圧制御装置の断面図である。 圧縮コイルばねの圧縮時の挙動を説明するための側面図で、図６（Ａ）は圧縮前の状態を示し、図６（Ｂ）は圧縮後の状態を示す。 圧縮コイルばねの圧縮時に両端面から受けるばね力の大きさを説明するための側面図である。 圧縮コイルばねの圧縮時の捻り運動を説明するための側面図で、図８（Ａ）は圧縮前の状態を示し、図８（Ｂ）は圧縮後の状態を示す。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る空気圧制御装置の一実施の形態を図１および図２によって詳細に説明する。この実施の形態においては、構成が最も単純な空気圧制御装置である減圧弁に本発明を適用した例を示す。
図１に示す空気圧制御装置としての減圧弁２１は、高圧の空気を所定の圧力に減圧し、この所定圧力の空気をアクチュエータ（図示せず）に供給するためのものである。
減圧弁２１は、図１において下側に位置する第１のハウジング２２と、この第１のハウジング２２に取付けられた第２のハウジング２３とを備えている。以下においては、便宜上、図１において下側を減圧弁２１の一端側とし、図１において上側を減圧弁２１の他端側として説明する。

第１のハウジング２２の一端側には上流側気室２４が形成され、他端側には第１の気室２５が形成されている。上流側気室２４は、図示していない空気圧供給源に接続されており、空気圧供給源から圧力空気が供給される。第１の気室２５は、図示していないアクチュエータの空気入口に接続されている。上流側気室２４と第１の気室２５との間には、後述するポペット弁２６が設けられている。この実施の形態においては、第１の気室２５が本発明でいう「一方の気室」に相当する。

ポペット弁２６は、上流側気室２４と第１の気室２５とを連通する連通孔３１と、この連通孔３１の一端側（減圧弁２１の一端側）に位置する開口部を開閉する弁体３２と、この弁体３２を減圧弁２１の他端側に向けて付勢する弁体用スプリング３３とを備えている。
連通孔３１は、第１のハウジング２２に固定された弁座部材３４に穿設されている。弁体３２は、連通孔３１の開口部内に一部が臨む所定の形状に形成されており、この減圧弁２１の軸心部に配置されている。この弁体３２は、弁体用スプリング３３によって押されることにより連通孔３１の開口を閉塞する。また、この弁体３２は、この減圧弁２１の一端側から他端側を指向する方向に延びる円柱状のピン３５を有している。このピン３５は、移動方向がある程度規制されるように、弁座部材３４に形成された小孔３６に移動自在に嵌挿されている。このピン３５の先端部は弁座部材３４から第１の気室２５内に突出している。弁体用スプリング３３は、圧縮コイルばねによって形成されており、ホルダー３７によって第１のハウジング２２に支持されている。

第２のハウジング２３は、第１のハウジング２２に向けて開口する有底円筒状に形成されており、圧縮コイルばねからなるメインスプリング４１が収容されている。メインスプリング４１は、減圧弁２１の一端側から他端側を指向する方向と平行に延びる状態で減圧弁２１の軸心部に配置されている。このメインスプリング４１を支持する構成は後述する。この実施の形態においては、このメインスプリング４１が本発明でいう「圧縮コイルばね」に相当する。

第２のハウジング２３と第１のハウジング２２との間には、ダイヤフラム４２が挟まれた状態で保持されている。このダイヤフラム４２は、ゴム材料によって薄い板状に形成されており、第１のハウジング２２の第１の気室２５と、第２のハウジング２３内に形成された第２の気室４３とを仕切っている。第２の気室４３は、図示してない排気通路によって大気中に開放されている。この実施の形態においては、第２の気室４３が本発明でいう「他方の気室」に相当する。

ダイヤフラム４２には、ポペット弁２６の弁体３２と対向するバルブシート４４と、面積板４５とが取付けられている。バルブシート４４は、第１の気室２５内に配置されてダイヤフラム４２を面積板４５と協働して挟む円板部４６と、この円板部４６から減圧弁２１の他端側に向けて延びてダイヤフラム４２を貫通する円柱状の軸部４７とによって構成されている。このバルブシート４４は、上述したポペット弁２６のピン３５と同一軸線上に位置付けられている。バルブシート４４の軸部４７の軸心部には、第１の気室２５と第２の気室４３とを連通する貫通孔４８が穿設されている。貫通孔４８の孔径は、ピン３５の外径より小さい。貫通孔４８における第１の気室２５側の開口部４８ａは、開口端に向かうにしたがって孔径が次第に大きくなるテーパー状に形成されている。ピン３５の先端部は、このテーパー面からなる壁面を有する開口部４８ａ内に挿入されている。

バルブシート４４の軸部４７は、図２に示すように、ダイヤフラム４２と面積板４５とを貫通する大径部４７ａと、この大径部４７ａから減圧弁２１の他端側に向けて突出する小径部４７ｂとによって構成されている。軸部４７の大径部４７ａには面積板４５が固定されている。面積板４５は、円板状に形成されており、バルブシート４４の円板部４６にダイヤフラム４２を押し付ける状態で大径部４７ａに固定されている。軸部４７の小径部４７ｂには、後述するロアシート５１が設けられている。

ロアシート５１は、面積板４５と対向する大径部５１ａと、反対側の小径部５１ｂとからなる円環板状に形成されており、後述する軸受５２を介してバルブシート４４の軸部４７（小径部４７ｂ）に取付けられている。
ロアシート５１の大径部５１ａには、メインスプリング４１の一端面４１ａが重ねられている。ロアシート５１の小径部５１ｂは、メインスプリング４１の一端部内に嵌入されている。メインスプリング４１の一端部は、このロアシート５１に支持されている。この実施の形態においては、このロアシート５１が本発明でいう「ばね受け部材」に相当する。

有底円筒状を呈する第２のハウジング２３の底部（減圧弁２１の他端部）には、図１に示すように、圧力調整用ボルト５３が螺合している。この圧力調整用ボルト５３は、この減圧弁２１の軸心部であって、上述したピン３５やバルブシート４４の軸部４７と同一軸線上に位置付けられている。
圧力調整用ボルト５３の先端部は、軸心部が最も突出する尖った形状に形成されている。この圧力調整用ボルト５３は、アッパーシート５４に当接し、このアッパーシート５４を介してメインスプリング４１の他端部を減圧弁２１の一端側に向けて押圧している。

アッパーシート５４は、メインスプリング４１の内部に挿入された凹陥部５４ａと、この凹陥部５４ａから外側に延びてメインスプリング４１の他端面４１ｂに重ねられたフランジ部５４ｂとを有している。圧力調整用ボルト５３は、凹陥部５４ａの最も深くなる中心部に接触している。このため、圧力調整用ボルト５３のねじ込み量を変えることによって、メインスプリング４１ばね力が変化し、ダイヤフラム４２に第２の気室４３側から加えられる力を調整することができる。
この実施の形態においては、圧力調整用ボルト５３とアッパーシート５４とが本発明でいう「調圧機構」に相当する。

上述したバルブシート４４とロアシート５１との間に介装された軸受５２は、球面滑り軸受である。この実施の形態による軸受５２は、図２に示すように、内輪６１と外輪６２とを有するものが用いられている。内輪６１は、バルブシート４４の軸部４７の小径部４７ｂに嵌合状態で固定されている。この内輪６１の外面は、球面の一部となる形状に形成されている。外輪６２は、内輪６１に摺動自在に嵌合した状態でロアシート５１の軸心部に嵌合状態で固定されている。このように球面滑り軸受からなる軸受５２がバルブシート４４とロアシート５１との間に介装されていることにより、ロアシート５１のバルブシート４４に対する傾斜と回転とが許容される。

このように構成された減圧弁２１においては、圧力調整用ボルト５３が第２のハウジング２３にねじ込まれることによって、メインスプリング４１のばね力が増大し、第１の気室２５からアクチュエータに供給される空気の圧力が増大する。すなわち、メインスプリング４１のばね力でバルブシート４４が押され、このバルブシート４４がポペット弁２６のピン３５を押してポペット弁２６が開く。ポペット弁２６が開くことにより上流側気室２４から高圧の空気が連通孔３１を通って第１の気室２５に流入し、この空気がアクチュエータに供給される。

一方、圧力調整用ボルト５３が第２のハウジング２３に対して緩められると、メインスプリング４１のばね力が減少し、第１の気室２５の空気圧でダイヤフラム４２が押されてバルブシート４４がピン３５とは反対方向に変位する。このとき、バルブシート４４がピン３５から離間することにより、ポペット弁２６が閉じ、第１の気室２５への空気流入は停止する。また、バルブシート４４がピン３５から離間すると、バルブシート４４の貫通孔４８が開口することになり、第１の気室２５内の空気が貫通孔４８を通って第２の気室４３に流入し、この第２の気室を通って大気中に排出される。このため、圧力調整用ボルト５３のねじ込み量を調整することによって、アクチュエータに供給される空気を減圧された一定の圧力に制御することができる。

この実施の形態による減圧弁２１は、メインスプリング４１のばね力（スプリング荷重）を軸中心付近で支える部分（ロアシート５１とバルブシート４４との結合部分）に軸受５２が介装されている。このため、バルブシート４４に対するロアシート５１の移動を軸受５２が許容し、メインスプリング４１の圧縮時あるいは伸長時の挙動が軸受５２によって吸収されてバルブシート４４に伝達されることを防ぐことができる。

このため、バルブシート４４は、メインスプリング４１が圧縮あるいは伸長するときに生じる上述した３つの現象を含めてメインスプリング４１の挙動の影響を受け難くなる。すなわち、ロアシート５１の端面の傾斜（第１の現象）と、ばね力の不均一性（第２の現象）と、ツイストによる回転力の発生（第３の現象）と、メインスプリング４１の回転力を受けるアッパーシート５４の回転摩擦力および偏心などの影響を受けることがなくなる。また、ダイヤフラム４２に傾斜や回転に伴う応力が発生することも抑制される。さらに、ロアシート５１が傾斜したり回転するから、アッパーシート５４が回転したり傾斜することは少なくなり、アッパーシート５４と圧力調整用ボルト５３との接触部分の摩耗と圧力調整用ボルト５３の回転力が低減される。

したがって、この実施の形態によれば、メインスプリング４１が圧縮されたり伸長するときの挙動の影響を受けることがないから、ダイヤフラム４２に支持されたバルブシート４４が正しく変位するようになり、貫通孔４８の中心とピン３５の軸線ずれが発生しない為、排気漏れや調圧不良が生じることがない空気圧制御装置を提供することができる。
この実施の形態による減圧弁２１(空気圧制御装置）は、従来の空気圧制御装置に軸受５２を装備するだけで大きな構造変更やサイズ拡大を伴うことなく実現することが可能である。また、ロアシート５１の作動方向をガイドで規制する構成を採る場合とは異なり、ガイド部の摺動抵抗、摩耗や摺動部にかじりが発生することもない。

この実施の形態による軸受５２は、傾斜と回転とを許容する球面滑り軸受である。このため、メインスプリング４１の圧縮に伴って生じる傾斜と回転の全てがバルブシート４４に伝達されることを防ぐことができる。したがって、この実施の形態によれば、バルブシート４４が常に弁体３２の軸線に沿って変位することになるから、排気漏れや調圧不良が生じることがない空気圧制御装置を提供することができる。

（第２の実施の形態）
軸受は、図３に示すように、メインスプリングの他端部を支持する部分にも設けることができる。図３において、図１および図２によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図３に示す減圧弁７１は、圧力調整用ボルト５３とアッパーシート７２との間に軸受７３が介装されている。

軸受７３は、内輪７４と、この内輪７４が嵌合する外輪７５とを有する球面滑り軸受である。内輪７４は、圧力調整用ボルト５３に軸線方向への移動が規制されるとともに回転自在になる状態で取付けられている。外輪７５は、アッパーシート７２の軸心部に嵌合状態で固定されている。この実施形態によるアッパーシート７２は、ロアシート５１と同様に円板状に形成されている。この実施の形態においては、アッパーシート７２が請求項２記載の発明でいう「押圧部材」に相当する。
なお、この実施の形態による軸受７３を圧力調整用ボルト５３とアッパーシート７２とに取付ける部分の構造と、アッパーシート７２の形状は、図３に示した例に限定されることはなく、適宜変更することができる。

この実施の形態によれば、圧力調整用ボルト５３に対するアッパーシート７２の傾斜や回転が軸受７３によって吸収され、圧力調整用ボルト５３に対するアッパーシート７２の偏心と摩耗が抑制されるから、メインスプリング４１の圧縮あるいは伸長時の挙動の影響をより一層受け難い空気圧制御装置を提供することができる。また、軸受７３によって摩擦抵抗が減少し、圧力調整用ボルト５３の回転力を低下させることができる。

上述した各実施の形態においては、軸受５２，７３として内輪６１，７４と外輪６２，７５とを有する、いわゆるラジアル形の球面滑り軸受を使用する例を示した。しかし、球面滑り軸受は、減圧弁２１の一端側から他端側を指向する方向に向けて突になる球面と、この球面に摺動自在に嵌合する凹曲面とを有する、いわゆるスラスト形のものでもよい。
また、軸受５２，７３は、転がり軸受５２でもよい。この構成を採る場合は、メインスプリング４１の圧縮、伸長時に生じる回転力が軸受５２，７３によって吸収されることになる。

上述した第１および第２の実施の形態に示した減圧弁の用途としては、以下の（１）〜（６）に記載するような用途がある。
（１）工業計器と調節弁等の空気供給（プロセス制御用、空調制御用）調整弁（バルブポジショナ）、圧力発信機。
（２）空気圧シリンダー、モーター等の駆動装置。
（３）ガス分析装置のガス送り出し機構。
（４）自動工作機械での切粉除去、部品洗浄、空気チャック。
（５）塗装用スプレーガン。
（６）自動組立機械のエアードライバー、ナットランナー、ワイヤーラッピング、鉄道車両用閉じ機械。

（第３の実施の形態）
本発明に係る調節弁の一実施の形態を図４によって詳細に説明する。図４において、図１〜図３によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図４に示す調節弁８１は、弁本体８２と、この弁本体８２にブラケット８３を介して支持されたアクチェータ８４と、ブラケット８３に支持されたバルブポジショナ８５とを備えている。

弁本体８２は、弁体（図示せず）を有している。この弁体は、駆動軸８６を介してアクチュエータ８４に接続されている。
アクチュエータ８４は、空気圧によって駆動軸８６を駆動するものである。空気圧は、バルブポジショナ８５から空気管８７を介して供給される。

バルブポジショナ８５は、上述した第１の実施の形態で示した減圧弁２１あるいは第２の実施の形態で示した減圧弁７１を備えており、この減圧弁２１（７１）で所定の圧力に減圧された空気が供給される。減圧弁２１（７１）は、空気圧供給源８８に接続されており、この空気圧供給源８８から圧力空気が供給される。

バルブポジショナ８５は、調節弁８１の現在の開度が目標開度と一致するように、アクチュエータ８４に供給する空気圧の大きさを制御する。すなわち、この調節弁８１は、減圧弁２１（７１）備えたバルブポジショナ８５によって弁開度制御が行われるものである。減圧弁２１（７１）は、上述したように圧縮コイルばね（メインスプリング４１）の挙動の影響を受け難く、排気漏れや調圧不良がないものである。
したがって、この実施の形態によれば、開度を高い精度で制御できるとともにエネルギーの損失が少なく、調整弁の動作不良が発生しない、信頼性の高い調節弁を提供することができる。

上述した実施の形態においては、本発明を減圧弁２１，７１に適用する例を示した。しかし、本発明は他の空気圧制御装置、例えばアクチュエータのポジショナに使用されるパイロットリレーなどに適用することもできる。パイロットリレーに本発明を適用する場合は、調圧機構として第２の気室４３に圧力空気を供給し、この空気圧力でダイヤフラム４２を押圧するものを使用することができる。

２１，７１…減圧弁、２２…第１のハウジング、２３…第２のハウジング、２５…第１の気室（一方の気室）、３２…弁体、４１…メインスプリング（圧縮コイルばね）、４２…ダイヤフラム、４３…第２の気室（他方の気室）、４４…バルブシート、４８…貫通孔、５１…ロアシート（ばね受け部材）、５２，７３…軸受、５３…圧力調整用ボルト（調圧機構）、５４…アッパーシート（調圧機構）、７２…アッパーシート（押圧部材）、８１…調節弁、８５…バルブポジショナ。

Claims (4)

1. ハウジングに支持され、ハウジング内を一方の気室と他方の気室とに仕切るダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムを貫通する状態で前記ダイヤフラムに支持され、前記一方の気室と前記他方の気室とを連通する貫通孔が穿設されたバルブシートと、
   前記一方の気室に配置され、前記バルブシートに接離して前記貫通孔を開閉する弁体と、
   前記ダイヤフラムに前記他方の気室側から加えられる力を調整する調圧機構と、
   前記他方の気室に収容され、前記バルブシートに設けられたばね受け部材にばね力を加える圧縮コイルばねとを備え、
   前記バルブシートと前記ばね受け部材との間に軸受が介装されている空気圧制御装置。
2. 請求項１記載の空気圧制御装置において、
   前記調圧機構は、
   前記ハウジングに螺合した圧力調整用ボルトと、
   前記圧縮コイルばねにおける前記ばね受け部材とは反対側の端部に接触する押圧部材と 前記圧力調整用ボルトと前記押圧部材との間に介装された軸受とを備えていることを特徴とする空気圧制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載の空気圧制御装置において、
   前記軸受は、傾斜と回転とを許容する球面滑り軸受であることを特徴とする空気圧制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載の空気圧制御装置を備えたバルブポジショナによって弁開度制御が行われる調節弁。

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