JPH0361706A - マルチモード空気リレー - Google Patents
マルチモード空気リレーInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
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-
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-
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
的に行うことができる空気リレーに関するものである。
使用されている。基本的に空気リレーは制御した出力圧
力を負荷装置または利用装置例えば、アクチュエータま
たはピストンに、入力信号、圧力または力に応答して供
給する装置である。空気リレーは比例モードまたはオン
/オフモードのいずれかで機能することを要求される。
力出力が発生する。オン/オフモードでは普通供給圧力
に等しい定圧出力が所定範囲の圧力または力の入力に対
して得られる。オン/オフモード操作は、「スナップ動
作」と称される。これら2個のモードの何れにおいても
、リレーはダイレクト状態またはリバース状態で動作す
る。ダイレクト操作は、入力が増加するのに従ってリレ
ーの出力が増加するものであり、リバース操作は入力が
増加するのに従って、リレー出力が減少するものである
。
うことができる。
な操作によりダイレクトモードまたはリバースモードの
いずれにおいても比例動作またはスナップ動作を行うリ
レーが得られるようにしたものである。本発明によれば
、簡単な2位置タイプスイッチをリレー本体に配置し、
手動で操作することによってこのことを行うことができ
る。
るにある。
モードの変更を行うことができるリレーを得るにある。
クト/比例、リバース/スナップまたはリバース/比例
操作の組合せを行う新規な4モード空気リレーを得るに
ある。
空気リレーにおいて、第1入力ポートおよび第2入力ポ
ートと、第1出力ポートおよび第2出力ポートとを有す
るリレー本体と、入力力に応答して移動可能なオリフィ
ス軸と、前記オリフィス軸に連結し、かつ前記第2入力
ポートおよび前記第1出力ポートおよび前記第2出力ポ
ートに連通ずるダイアフラム手段と、前記第1出力ポー
トおよび前記第2入力ポートとの間を連通ずる手段を有
する前記オリフィス軸に掛合自在であり、前記第1入力
ポートと前記第1出力ポートとの間に位置する第弁室お
よび前記オリフィス軸の第2弁座の開閉を行う弁プラグ
手段と、前記オリフィス軸および前記弁プラグ出力に力
を加えるばね手段と、供給圧力および出力圧力を前記ポ
ートのうちの異なるポートに選択的に接続するスイッチ
手段とを具えたことを特徴とする。
スイッチの操作に応答してダイレクト/スナップ、ダイ
レクト/比例、リバース/スナップおよびリバース/比
例モードで選択的に動作する空気リレーにおいて、リレ
ー本体と、前記リレー本体に支持したダイアフラム手段
と、前記リレー本体に前記ダイアフラム手段によって形
成した4個の室と、前記室のうちの対応する室に連通ず
る2個の入力ポートおよび2個の出力ポートと、前記ダ
イアフラム手段に連結した外部力に応答するオリフィス
軸手段と、前記オリフィス軸手段に連係動作し、前記2
個の入力ポートと前記出力ポートのうちの1個との間の
連通を行う弁手段と、前記入力ポートのうちの一方の入
力ポートに供給圧力を供給しかつ他方の入力ポートを通
気したり、また前記他方の入力ポートに供給圧力を供給
しかつ前記一方の入力ポートを通気したりすることを選
択的に行う第1機械的スイッチと、前記出力ポートのう
ちの一方のポートを通気したり、前記出力ポートを互い
に接続したりすることを選択的に行う第2機械的スイッ
チとを具えたことを特徴とする。
な操作によりダイレクトモードまたはリバースモードの
いずれにおいても比例動作またはスナップ動作を行うリ
レーが得られるようにしたものである。本発明によれば
、簡単な2位置タイプスイッチをリレー本体に配置し、
手動で操作することによってこのことを行うことができ
る。
レー本体は、リレー本体lO内に形成した各室に連通ず
る一連の入力ポートおよび出力ポートを有する。入力ポ
ートllは室15に連通し、出力ポート12および圧力
出力ポート17は室16に連通し、入力ポート13は室
18に連通し、出力ポート14は室20に連通ずる。圧
力出力ポート17は負荷または利用装置(図示せず)に
接続する。ダイアフラムケージ組立体19は、第1環状
ダイアフラム22、第2環状ダイアフラム24および転
勤環状ダイアフラム26とを有し、これらダイアフラム
はl対の外側スペーサ23.27および内側スペーサ2
5.29により支持する。ダイアフラムはほぼ平坦なも
のとして示すが、ディスク状のダイアフラムも使用する
ことができる。オリフィス軸28を内側スペーサ25.
29の円形開口47(第6図参照)に位置決めし、この
オリフィス軸の一端に弁座30、他端に突出部58を設
ける。突出部58は丸い入力ポスト56の孔57に嵌合
させ、この入力ポスト56は転勤ダイアフラム26の円
形開口に掛合する段差部分を有する。入力ポストは端部
ポスト60で終端し、この端部ポスト60に調整キャッ
プ62を固着する。ダイアフラムケージ組立体19はリ
レー本体10内で端部カバー35およびねじ21により
挟持する。
ラグ40を有する。弁プラグ38はリレー本体10に支
持した弁座42に連係動作し、弁プラグ40はオリフィ
ス軸28の弁座30に連係動作する。室■5に配置した
圧縮ばね44は弁プラグ38を押圧して弁座42に掛合
させる。同様に室16に配置した圧縮ばね48はリレー
本体IOとオリフィス軸28の肩部との間に作用してオ
リフィス軸28の弁座30を押圧し、プラグ組立体36
の弁プラグ40との掛合から離脱させる。
なるT字状開口をオリフィス軸28の一部に形成する。
面に示すように、孔および窪みにより弁プラグ30が弁
座40から離座しているとき室16と室18との間の連
通を生じる。室18はリレー本体10内でダイアフラム
22およびダイアフラム24により部分的に規定され、
これらダイアフラムは外側スペーサ23および内側スペ
ーサ25により互いに離れた関係に維持される。同様に
、室20はリレー本体lO内でダイアフラム24および
転勤ダイアフラム26により部分的に規定され、これら
ダイアフラムは外側スペーサ27および内側スペーサ2
9の連係作用により互いに離れた関係に維持される。
部にOリング50を配置して内側スペーサ29との圧力
シールを維持する。外側スペーサ23.27には、Oリ
ング52.54およびダイアフラム24の周縁部分に連
係する周縁***部またはリップ68を設け、室18と室
20とを分離する。
70.72をそれぞれ対応のピン7173によりリレー
本体lOに回動自在に取付ける。これらポートスイッチ
は蛇行チャンネル74.76を生ずるよう区分し、これ
ら蛇行チャンネルは入力および出力ポートの種々のポー
トを入力および出力圧力源(図示せず)に空気的に接続
する作用を行う。例えば、圧力入力ポードア8がチャン
ネル74に連通した状態を示す。スイッチ70が図示の
状態にあるとき、入力ポート11は圧力入力ポードア8
に連通し、入力ポート13は大気に通気する。スイッチ
70を僅かに反時計方向に角度回転すると入力ポート1
3は圧力入力ポードア8に接続され、入力ポートllは
通気される。スイッチ70は戻止め構成(図示せず)を
有し、このスイッチに固着したハンドル75を操作する
ことにより移動することができる。同様にスイッチ72
を設け、出力ポート14をチャンネル76を介して出力
ポート12に接続することができるようにする。スイッ
チ72の図示の状態では、出力ポート14は大気に通気
される。スイッチ72を時計方向に僅かに角度回転する
ことにより、出力ポート12および出力ポート14の双
方が圧力出力ポート80に連通ずる状態となる。スイッ
チ72には図示しない手段によりリレー本体IOに戻止
めし、操作ハンドル77を設ける。ポートスイッチ70
はリレーをダイレクト操作からリバース操作に変更する
作用を行い、ポートスイッチ72は比例動作モードから
スナップ動作モードに変更する作用を行う。
図は、オリフィスの内部構成即ち、孔32.34および
窪み33を示す。
。外側スペーサ27は同様の構成である。外側スペーサ
23はほぼカップ状の形状であり、8個の互いに等間隔
離れた切欠き部分66を有する。リップ68はスペーサ
23の外周を規定する。内側孔64は、内側スペーサ2
5の周縁に関連するダイアフラム22の有効作動面積を
規定する。
断面図を示し、内側スペーサ29も同様の構成である。
67.69はダイアフラムの有効作動面積を決定する。
8が貫通する軸線方向オリフィス47およびオリフィス
軸28の横孔34に整列する横孔46を有する。
なモードおよび操作タイプを行うよう位置決めする。第
1操作は比例/ダイレクトである。この操作は第2図に
示すポートスイッチの位置に対応し、このとき圧力入力
ポードア8からの供給圧力が入力ポート11に供給され
、出力ポート12が室16および圧力出力ポート17を
介して(第1図参照)負荷装置(図示せず)に接続され
る。供給圧力は、弁座42がプラグ組立体36の弁プラ
グ38により緊密に遮断され、調整ナツト62に何も力
が加わらないと仮定するとき、室15内に閉塞される。
ト12にも出力はない。調整ナツト62を介して入力ポ
スト56に力を加えるとき弁プラグ38は、供給圧力と
出力圧力との間の圧力均衡およびばね44.48により
発生する力に打ち勝つに十分な力が加わるまで弁プラグ
38は弁座42に接触し続ける。このことはオリフィス
軸28が入力ポスト56に加わる(調整ナツト62を介
して)力によって(図面では上向き)力を受けるためで
ある。出力ポート12の出力圧力は、ダイアフラム22
によりフィードバックダイアフラムとして作用し加わる
入力の力をずらそうとする力に変換される。出力圧力は
、弁プラグ38が弁座42から移動するとき、上述のば
ね力および圧力均衡に打ち勝ちまた入力圧力の若干を室
15から室16に通過させることができる入力力により
増加する。均衡している際、すべての弁プラグはそれぞ
れの弁座に密着し、入力力に比例した出力圧力が室16
に溜まり、圧力出力ポート17を介して制御される装置
(図示せず)に流入する。ダイアフラム22の出力圧力
により発生する力の方が大きくなるよう入力力が減少す
ると、弁座30および弁プラグ40は分離し、室16を
オリフィス軸28のオリフィス32.34を介してこの
とき大気に連通している入力ポート13に通気させる。
力圧力は入力力に直接比例したものとなる。調整ナツト
62に加わる入力力は圧力信号および直接的な機械力を
含む多くの既知の手段から導くことができること勿論で
ある。
ッチ70は上述の状態に留まるが、ポートスイッチ72
は時計方向に回転して出力ポート12.14がチャンネ
ル76を介して互いに連通し、また室16を介して圧力
出力ポート17に連通ずる。再び入力ポスト56には力
が加わらないと仮定すると、供給圧力が室15に閉塞さ
れ、弁プラグ38および弁座42との間には緊密遮断が
存在する。弁プラグ38における圧力均衡およびばね4
4.48のばね力に打ち勝つに十分な力が入力ポスト5
6に加わるまでは弁プラグ38は弁座42に密着゛した
状態を維持する。入力力が弁プラグ38を弁座42から
移動するに十分な大きさになるとき、出力圧力は室16
.20の双方で増加する。即ち、出力ポート12.14
が互いに接続されているためである。ダイアフラム24
の有効面積はダイアフラム22の有効面積よりも大きく
、正味の確実なフィードバック力が発生し、プラグ38
を弁座42から急速に離れさせ、室15.16間の通路
を全開にする。ダイアフラム24の有効面積は内側スペ
ーサ25の外周縁67と外側スペーサ23の内周縁65
により決定される。ダイアフラム22の有効面積は内側
スペーサ25の周縁69と外側スペーサ23の孔64の
直径により決定される。有効直径に差があることは、ダ
イアフラム24の有効直径がダイアフラム22の有効直
径よりも相当大きいことから明らかである。入力ポスト
56における入力力が減少すると、ばね44.48によ
り発生する力により弁プラグ38および弁座42を閉鎖
する。入力力が更に減少すると、ばね48により発生す
る力によりオリフィス軸28の弁座30をプラグ組立体
36の弁プラグ40から離れさせ、出力圧力を通気する
。このことはオリフィス軸28の孔32.34および窪
み33および大気に連通ずる入力ポート■3を介して行
われる。ダイアフラム22.24の面積差は他の方向へ
の確実なフィードバックを生じ、出力圧力の通気を迅速
に行う。
入力力の範囲が存在すること明らかである。
入力圧力を入力ポート13に供給し、入力ポ−)11を
通気する位置に位置決めする。ポートスイッチ72は、
スナップ動作/ダイレクト操作に関して示した図示の状
態に位置決めし、出力ポート12.14が連通した状態
とする。供給される圧力は入力ポ−)13に連通する室
18に閉塞される。入力ポスト56に力が加わらないと
き、弁プラグ40は弁座30から完全に離座し、弁プラ
グ38は弁座42に完全に着座する。このようにして、
全供給圧力が室I6に、また相互接続した出力ポート1
2.14を介して室20に得られる。出力をゼロにする
ため、入力力を入力ポスト56に加えて、ダイアフラム
22.24の面積差により得られる室18に加わる圧力
による力およびばね44.48の力に打ち勝つことが必
要になる。室16.20における出力圧力は、入力ポス
ト56に加わる力を増加するにつれて減少する。入力力
の減少にともなって、ダイアフラム22.24の面積差
により生ずる力の均衡によりオリフィス軸28の弁座3
0を弁プラグ40からはなれさせ、相互接続された出力
ポート12.14を介して室20に接続される出力圧力
を生ずる。室20の出力圧力およびダイアフラム24は
弁座30を弁プラグ40に掛合するよう押し戻す力を発
生する。従って、減少する入力力は圧力出力の比例増加
を生ずる。
チ70を比例/リバース操作のための位置に留めたまま
にし、ポートスイッチ72は、入力ポート12が通気し
た出力ポート14に連通しない状態に位置決めする。入
力ポスト56に力を加えないとき、弁プラグ40および
弁座30は全開し、弁プラグ38と弁座42は完全に閉
鎖する。圧力出力をゼロにするには、入力力を加えてダ
イアフラム24の面積を掛けた供給圧力による力および
ばね44.48の力に打ち勝つことが必要になる。必要
とされる入力力が得られると、弁プラグ40は弁座30
に着座し、出力圧力は入力ポート11から室15を介し
て通気される。即ち、プラグ組立体36が弁プラグ38
を弁座42から離れさせるためである。室16における
圧力減少は確実なフィードバックを発生する効果を有し
、弁プラグ38を開放し、室15を介して入力ポート1
1の出力圧力をゼロにする。入力力の減少に応じて、オ
リフィス軸28の弁座30がはなれるとき弁プラグ38
を離座させ、弁プラグ4oを開放する。この減少入力力
は室16の出力圧力減少を生じ、弁座30を全開にし、
出力圧力を供給圧力に等しくする。
。小さい入力力に対しては出力は供給圧力となる。従っ
て、リバース/スナップ動作が得られる。
リレーの異なる寸法を異なる動作条件に合致させること
ができる。しかし、本発明の原理は同一であり、1対の
ポートスイッチの簡単な移動に基づく4タイプの操作モ
ードを変更することができる。
過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることが
できること勿論である。
面図、 第3図は、本発明のオリフィス軸の一部切除した斜視図
、 第4図は、本発明のダイアフラムケージの外側スペーサ
の平面図、 第5図は、第4図の5−5線上の断面図、第6図は、本
発明のダイアフラムケージの内側スペーサの平面図、 第7図は、第6図の7−7線上の断面図であるIO・・
・リレー本体 11.13・・・入力ポート12
、14・・・出力ポート15.16,18.20・・・
室17・・・圧力出力ポート 19・・・ダイヤフラムケージ組立体 21・・・ねじ 22、24・・・環状ダイヤフラム 23、27・・・外側スペーサ 26・・・転勤環状ダイアフラム 25、29・・・内側スペーサ 28・・・オリフィス
軸30・・・弁座 35・・・端部カバー
36・・・プラグ組立体 38.40・・・弁プラ
グ42・・・弁座 44・・・ばね47・
・・円形開口 48・・・圧縮ばね50、52
.54・・・Oリング 56・・・入力ポストロ0・・
・端部ポスト62・・・調整キャップ66・・・切欠き
部分 68・・・リップ70、71・・・ポート
スイッチ 74、76・・・蛇行チャンネル FIG。 ■ FIG、 3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、力均衡マルチモード空気リレーにおいて、第1入力
ポートおよび第2入力ポートと、第1出力ポートおよび
第2出力ポートとを有するリレー本体と、 入力力に応答して移動可能なオリフィス軸と、 前記オリフィス軸に連結し、かつ前記第2入力ポートお
よび前記第1出力ポートおよび前記第2出力ポートに連
通するダイアフラム手段と、 前記第1出力ポートおよび前記第2入力ポートとの間を
連通する手段を有する前記オリフィス軸に掛合自在であ
り、前記第1入力ポートと前記第1出力ポートとの間に
位置する第弁室および前記オリフィス軸の第2弁座の開
閉を行う弁プラグ手段と、 前記オリフィス軸および前記弁プラグ出力に力を加える
ばね手段と、 供給圧力および出力圧力を前記ポートのうちの異なるポ
ートに選択的に接続するスイッチ手段と を具えたことを特徴とするマルチモード空気リレー。 2、2個の入力ポートおよび2個の出力ポートを有しこ
れらポートがそれぞれリレー本体の対応の第1室、第2
室、第3室および第4室に連通するリレー本体と、 前記リレー本体に設け、前記第2室、第3室、および第
4室に連通するダイアフラム手段と、 前記ダイアフラム手段に連結し、前記第2室を前記第3
室に接続するための弁座を有する可動オリフィス軸手段
と、 前記第1室および第2室を空気的に接続し、また前記オ
リフィス軸手段を介して前記第2室および第3室を空気
的に接続する可動弁プラグ組立体と、 前記第2室と前記第4室とを空気的に接続しかつ前記第
4室を通気するのを選択的に行い、また入力圧力を前記
第1室および第3室に選択的に加える1対の機械的スイ
ッチと を具えたことを特徴とする力均衡マルチモード空気リレ
ー。 3、ダイアフラム手段は、異なる有効面積のダイアフラ
ムを有するものとして構成した請求項2記載のリレー。 4、前記可動オリフィス軸手段は、前記第2室と前記第
3室との間を連通する通路を有するものとして構成した
リレー。 5、前記可動オリフィス軸手段は、前記ダイアフラム手
段に連結した入力ポストと、入力力を前記可動オリフィ
ス軸手段に連結するよう前記入力ポストに設けた調整自
在のキャップとを有するものとして構成した請求項4記
載のリレー。 6、第1機械的スイッチおよび第2機械的スイッチの操
作に応答してダイレクト/スナップ、ダイレクト/比例
、リバース/スナップおよびリバース/比例モードで選
択的に動作する空気リレーにおいて、 リレー本体と、 前記リレー本体に支持したダイアフラム手段と、 前記リレー本体に前記ダイアフラム手段によって形成し
た4個の室と、 前記室のうちの対応する室に連通する2個の入力ポート
および2個の出力ポートと、 前記ダイアフラム手段に連結した外部力に応答するオリ
フィス軸手段と、 前記オリフィス軸手段に連係動作し、前記2個の入力ポ
ートと前記出力ポートのうちの1個との間の連通を行う
弁手段と、 前記入力ポートのうちの一方の入力ポートに供給圧力を
供給しかつ他方の入力ポートを通気したり、また前記他
方の入力ポートに供給圧力を供給しかつ前記一方の入力
ポートを通気したりすることを選択的に行う第1機械的
スイッチと、 前記出力ポートのうちの一方のポートを通気したり、前
記出力ポートを互いに接続したりすることを選択的に行
う第2機械的スイッチと を具えたことを特徴とする空気リレー。
Applications Claiming Priority (2)
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