JPS61214012A - 圧力制御弁 - Google Patents

圧力制御弁

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JPS61214012A
JPS61214012A JP5715985A JP5715985A JPS61214012A JP S61214012 A JPS61214012 A JP S61214012A JP 5715985 A JP5715985 A JP 5715985A JP 5715985 A JP5715985 A JP 5715985A JP S61214012 A JPS61214012 A JP S61214012A
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JP
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pressure
piston
control valve
spring
pressure control
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Yoshihisa Sudo
良久 須藤
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CKD Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • G05D16/103Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
    • G05D16/106Sleeve-like sensing elements; Sensing elements surrounded by the flow path

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高感度、高応答の圧力制御機構を実現し、空気圧を利用
するバランサー、圧力サーボ弁等、高精度を要求する分
野への応用を可能とするために、従来の圧力制御弁の欠
点であった排気機構を大幅に改善することで、圧力を降
下させるスピードを極めて速くかつ高感度にすることが
できた。
〔産業上の利用分野〕
空気圧の利用分野は、従来のシリンダを作動させるため
の単純な分野から、重量物のバランサー、布やフィルム
等のテンションコントロール、高精度なシリンダの位置
決め、高精度空圧ロボット等、高精度を要求する分野へ
と拡がり始めている。そのため、空気圧の圧縮性を任意
に制御できる、高精度な圧力制御弁が必要とされ、それ
を実現するには、従来の圧力制御弁の欠点である圧力の
逃がし機構の改善、特にすばやく放出するために逃がし
部の面積を改善する必要がある。本発明は、従来の弁に
とられれず大幅に機構を改善することで、圧カド昇、降
下とも高感度、高応答、高精度に制御することが可能と
なり、バランサ、テンションフン]・ロール、空気圧ザ
ーポ弁等にも適用できるようにしたものである。
〔従来の技術〕
第2図は従来の圧力制御弁の縦断面図である。
圧力の設定は、まずノブ1を操作することにより、アジ
ャステインダスクリュー2を回転し、ナラ1〜3を下降
させて、セットスプリング4に力を与える。
すると、ダイヤフラム組付5に接している弁棒6と弁体
6vが、ボトムスプリング7に抗して押し下げられ、I
N(入口)側の高圧流体がA室、B室を経て、0UT(
出口)側に流れ込む。
一方OUT側およびB室内の流体圧力が上昇すると、ダ
イヤフラム組付5を介して、セントスプリング4が圧縮
される。その結果弁体6vば、ボi・ムスプリング7に
より押し上げられ、弁孔8を閉じていくため、IN側か
らの高圧流体の流入量が減少する。この動作を繰り返す
ことにより、OUT側への供給圧力が一定となる。その
時の釣り合いの関係は、はぼ次の式で現される。
P2−工 ・・・(1) ただし P2 : OUT側に供給される流体圧力f 
: セットスプリング4に加えられたハネ力 S : ダイアフラム組付5の受圧面積次に、なんらか
の状態で、OUT側の流体圧力が設定圧力P2よりも−
に胛すると、ダイヤフラム組付5が、セットスプリング
4に抗して押し上げられ、そのために、ダイヤフラム組
付5のリリーフシート面9と、弁棒6の先端が離れ、B
室内の圧力流体が、設定圧力P2になるまでリリーフポ
ート10より外部へ放出される。
この様にして、供給流体は、一定の圧力P2になるよう
、圧力制御弁で制御される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
圧力制御のスピードは、IN側からA室、B室を経てO
UT側に流れ込む場合は、連I78断面積が大きいため
、極めて短時間で、設定圧力P2に設定される。逆に0
IJT側の圧力が何らかの状態で、設定圧力P2より高
くなった場合は、OUT側からB室、リリーフポー目O
を経て、流体が放出される。ところがリリーフポート1
0の通路断面積は小さいため、通常設定圧力P2になる
までには相当の時間を要し、高速応答の高精度な圧力制
御に使用される場合に問題となっている。
本発明の技術的課題は、従来の圧力制御弁におけるこの
ような問題を解消し、リリーフポートの断面積を極めて
大きくできる圧力IIJ御弁構造を実現することで、設
定圧力以上に上昇した時に流体が短時間に逃げて、流体
圧力を高速、高精度に制御できるようにすることにある
C問題点を解決するための手段〕 この問題点を解決するために講じた本発明による技術的
手段は、第1図に示すように、第1のピストン】7と第
2のピストン27を備えている。第1=5− のピストン17ば、入口14と速達しているガイド筒1
5の外周に摺動可能に配設され、かつスプリング19な
どの加圧手段で押圧されている。
第2のピストン27は、第1のピストン17と対向して
配設され、かつスプリング24などの加圧手段で第1の
ピストン17側に押圧されている。
該第2のピストンの中央に筒状軸22を設&j、該筒状
軸22と前記ガイド筒15の先端との間で制御弁部が構
成されている。該筒状軸22と第2のピストンとの間の
通路23は出口25と連通し、流体が入口14→ガイド
筒15−制御弁部C−通路23→シリンダ室20→出口
25の経路で通過可能と成っている。
第1のピストン17が第2のピストン27から離れる方
向に移動すると、両者の間に隙間が発生し、該隙間が逃
がし弁の機能を司る。
〔作用〕
圧力セント用のスプリング19を調節して、圧力設定す
ると、該スプリング19で第1のピストン17および第
2のピストンが押し下げられて、筒状軸6一 22がガイド筒15の先端の弁座Cから離れるため、入
口14から流入した圧縮空気は、出口25側に流れ込み
、空気圧機器などに供給される。弁座Cから流出した圧
縮空気は、供給圧力を上昇させる方向に作用する。供給
圧力が」二昇すると、第1のピストン17がスプリング
19に抗して押し上げられ、第2のピストンが弁座Cに
接近して、隙間を狭める方向に作用し、通過流量を減少
させ、出口側への供給圧力を一定とする。なお再び出口
側が設定圧力P2より低下すると、セットスプリング1
9で第1のピストン17および第2のピストンが押し下
げられて、弁座Cの隙間を拡大し、通過流量を増やして
出口側の圧力を高める。このような動作の繰り返しで、
出口25側は常時設定圧力P2に維持される。
いまなんらかの原因で、出口25側が設定圧力P2より
高くなると、その圧力で第1のピストン17が押し上げ
られ、第2のビス1〜ンの筒状軸22が弁座Cに当接し
てそれ以−1−上昇不能となる。そのため第1のピスト
ン17のみが上昇し、第2のビス1〜ン27から離れて
逃がし弁部Gが開き、外部に流出する。そしてセントス
プリング19のバネ力より低下すると、第1のピストン
17が下降して逃がし弁部Gが閉じる。
〔実施例〕
次に本考案による圧力制御弁が実際上どのように具体化
されるかを実施例で説明する。第1図は本発明による圧
力制御弁の実施例を示す縦断面図である。アソパーカハ
11と本体12とボトムカバー13が一体となり、入口
14と連通したガイド筒15の上半分に操作盤16が螺
合され、ガイド筒15の下半分に、第1のピストンとな
るアッパピストン17がシール部材18を介して摺動可
能に実装されている。
該アッパピストン17と操作盤16との間には、セント
スプリング19が取付けられ、アッパピストン17を下
方に押圧している。
本体12中に形成されたシリンダ室20には、第2のピ
ストンとなるボトムピストン27が内蔵され、シール部
材21でシールされている。このボトムピストン27に
は、ピストンロンド状に筒状軸22が一体に設けられ、
該筒状軸22とボトムピストン27との間には、貫通孔
23が開けられ、また筒状軸22の端面とガイド筒15
の先端とで制御弁部Cが形成され、ボトムピストン27
の端面とアッパピストン17の端面とで逃がし弁Gを形
成している。シリンダ室20には、セントスプリング1
9よりバネ力の弱いボトムスプリング24が内蔵され、
ボトムピストン27をアッパピストン17側に押圧して
いる。ボトムカバー13に開けられた出口25とボトム
ピストン27の貫通孔23は、シリンダ室20および本
体12に開けられた貫通孔26を介して連通している。
IN側の高圧流体は、ガイド筒15の先端の弁座Cとボ
トムピストン27が接している状態では、OUT側へ流
れ込めない。いま操作盤16を回転させ、セントスプリ
ング19のバネ力を強めると、アッパピストンI7がボ
トムピストン27を、ボトムスプリング24に抗して押
し下げるため、弁座Cが開き、IN側の高圧流体がD室
、E室、F室を経て、OUT側へ流れ込む。一方り室の
圧力流体は、アソバピストン17を、セントスプリング
19に抗して押し上げるため、ボトムピストン27も、
ボトムスプリング24により押し上げられて弁座Cに接
しようとし、IN側からの高圧流体の供給量は減少する
この動作の繰り返しで、OUTから常時一定圧の圧縮空
気が供給される。
この場合の釣り合いの関係は、第2図の場合と同様に、 P2 = f / s  ・・・(2)ただし P2:
OUT側に供給される流体圧力f :セットスプリング
19に加えられたバネ力 S ニアソバ−ピストン17の受圧面積法になんらかの
状態でOUT側の流体圧力が設定圧力P2より上昇する
と、アッパピストン17がセントスプリング19に抗し
て押し上げられる。一方ボトムピストン27は、ガイド
筒15先端の弁座Cに接すると、それ以上上昇できない
ため、アッパピストン17のみが上昇して、OUT側の
圧力流体が、F室、E室、D室を経て、アッパピストン
17とボトムピストン27間の逃がし弁部Gより外部へ
放出される。この放出部の面積は、ボトムピストン27
の外周(仮に外径をDlとするとπDi)と、圧力上昇
によるアッパピストン17の上昇量(仮にδtとする)
の積(πD1×δt)によるため、その放出断面積は極
めて大きく、アッパピストン17の微少な上昇量でも、
瞬時に圧力を放出し、設定圧力P2に戻すことができる
。このため、極めて高感度、高応答でかつ高精度な圧力
制御弁とすることができた。
なお、筒状軸22に設けられた通孔Hは、IN側の高圧
流体を筒状軸22の下側のJ室に導くことによって、ボ
トムピストン27に加わる、IN側圧力の影響を少なく
するように工夫され、そのためdlとd2はほぼ等しく
造られている。
第3図は本発明の別の実施例を示す縦断面図である。こ
の実施例は、第1図の操作盤16とセントスプリング1
9を省き、アッパピストン17をアソパーカハ11例の
シリンダ室28に内蔵し、ボート29から供給される流
体圧でアッパピストン17を駆動可能とし、外部圧力信
号による、パイロット型の圧力制御弁と成っている。
なお実施例では、圧力制御弁が垂直に成っているが、水
平にしたり、上下逆にしたり、自由にできることはいう
までもない。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、出口側の圧力が設定圧以
上に上昇したときのリリーフ口を大きくできるため、設
定圧力より上昇したときの圧力制御が短時間に行なわれ
、応答性の速い圧力制御が可能となる。また第2図に示
す従来の圧力制御弁に比べて、流体の流れ方向と圧力調
整のためのノブが同一方向となっているため、小型にな
るとともに、配管の一部のような取り扱いが可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による圧力制御弁の実施例を示す縦断面
図、第2図は従来の圧力制御弁の縦断面図、第3図は本
発明の別の実施例を示す縦断面図、第4図は第1図の圧
力制御弁の平面図である。 図において、15はガイド筒、17はアッパピストン、
19はセットスプリング、22は筒状軸、24はボトム
スプリング、25は出口、27はボトムピストン、Cは
弁座(制御弁部)、Gは逃がし弁部をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入口と連通しているガイド筒の外周に、軸方向に摺動す
    る第1のピストンを配設し、圧力設定用の加圧手段で第
    2のピストン側に押圧すること、該第1のピストンと対
    向して該第2のピストンを配設し、かつ加圧手段で第1
    のピストン側に押圧される構造としたこと、 該第2のピストンの中央に筒状軸を設け、該筒状軸と前
    記ガイド筒の先端との間で制御弁部を構成したこと、 該筒状軸と該第2のピストンとの間の通路を出口と連通
    したこと、 該第1のピストンと該第2のピストンとの間で、逃がし
    弁部を形成したこと、 を要件とする圧力制御弁。
JP5715985A 1985-03-20 1985-03-20 圧力制御弁 Granted JPS61214012A (ja)

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JP5715985A JPS61214012A (ja) 1985-03-20 1985-03-20 圧力制御弁

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JP5715985A JPS61214012A (ja) 1985-03-20 1985-03-20 圧力制御弁

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JPS61214012A true JPS61214012A (ja) 1986-09-22
JPH0435768B2 JPH0435768B2 (ja) 1992-06-12

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Cited By (5)

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