特開 2024-145676 パイロットリレー、ポジショナ、及び、パイロットリレーの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145676

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】パイロットリレー、ポジショナ、及び、パイロットリレーの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 9/08 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

F15B9/08 E

F15B9/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058128

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】大藪 裕貴

【テーマコード（参考）】

3H001

【Ｆターム（参考）】

3H001AA01

3H001AA02

3H001AA03

3H001AB06

3H001AB07

3H001AC02

3H001AD03

(57)【要約】

【課題】パイロットリレーの空気圧の増幅率と空気流量の増幅率とにバリエーションを持たせる。
【解決手段】パイロットリレー３０は、空気圧増幅モジュール４０と、空気流量増幅モジュール５０と、を備える。空気圧増幅モジュール４０は、電空変換機構２０からの空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅し、増幅後の空気圧信号Ｐｎを増幅圧力信号Ｐａｍｐとして出力する。増幅圧力信号Ｐａｍｐは、空気圧増幅モジュール４０にチューブＴを介して又は直接接続された空気流量増幅モジュール５０に入力される。空気流量増幅モジュール５０は、空気圧増幅モジュール４０からの増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気流量を増幅し、増幅後の増幅圧力信号Ｐａｍｐを増幅流量信号Ｐｏとして出力する。増幅流量信号Ｐｏは、空気駆動信号として、チューブなどを介して、流量制御弁９５に入力される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気圧信号の空気圧及び空気流量を増幅するパイロットリレーであって、
前記空気圧信号の空気圧を増幅し、増幅後の前記空気圧信号を増幅圧力信号として出力する空気圧増幅モジュールと、
前記空気圧増幅モジュールに接続され、前記増幅圧力信号の空気流量を増幅し、増幅後の前記増幅圧力信号を増幅流量信号として出力する空気流量増幅モジュールと、
を備えるパイロットリレー。

【請求項2】

前記空気圧増幅モジュールでの、前記空気圧信号の空気圧の増幅率は、前記空気流量増幅モジュールでの、前記増幅圧力信号の空気圧に対する前記増幅流量信号の空気圧の増幅率よりも高く、
前記空気圧増幅モジュールでの、前記空気圧信号の空気流量に対する前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率は、前記空気流量増幅モジュールでの、前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率よりも低い、
請求項１に記載のパイロットリレー。

【請求項3】

前記空気圧増幅モジュールは、
前記空気圧信号が入力される第１室と、前記増幅圧力信号を出力する第２室と、前記空圧増幅モジュールの外部から供給される供給空気圧が入力される第３室と、前記第２室と前記第３室とを連通する連通路と、が形成されたハウジングと、
前記第１室に面する入力ダイアフラムと、
前記入力ダイアフラムに接続され、前記空気圧信号の空気圧の変化によって変形する前記入力ダイアフラムの変形量に応じて移動する移動体と、
前記第２室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に伴って変形する出力ダイアフラムと、
前記空気圧信号の空気圧の変化によって移動する移動体とともに移動することで前記連通路の開度を変化させる弁体と、を備え、
前記入力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記空気圧信号の空気圧の受圧面と、前記出力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅圧力信号の空気圧の受圧面との面積比に応じて、前記空気圧信号の空気圧の増幅率が変化する構造に形成され、
前記第２室の増幅圧力信号の流れ方向に直交する断面の面積に応じて、前記空気圧信号の空気流量の増幅率が変化する構造に形成された、
請求項１に記載のパイロットリレー。

【請求項4】

前記空気流量増幅モジュールは、
前記増幅圧力信号が入力される第１室と、前記増幅流量信号を出力する第２室と、前記空気流量増幅モジュールの外部から供給される供給空気圧が入力される第３室と、前記第２室と前記第３室とを連通する連通路と、が形成されたハウジングと、
前記第１室に面する入力ダイアフラムと、
前記入力ダイアフラムに接続され、前記増幅圧力信号の空気圧の変化によって変形する前記入力ダイアフラムの変形量に応じて移動する移動体と、
前記第２室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に伴って変形する出力ダイアフラムと、
前記増幅圧力信号の空気圧の変化によって移動する移動体とともに移動することで前記連通路の開度を変化させる弁体と、を備え、
前記入力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅圧力信号の空気圧の受圧面と、前記出力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅流量信号の空気圧の受圧面との面積比に応じて、前記増幅圧力信号の空気圧の増幅率が変化する構造に形成され、
前記第２室の増幅流量信号の流れ方向に直交する断面の面積に応じて、前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率が変化する構造に形成された、
請求項１に記載のパイロットリレー。

【請求項5】

前記空気流量増幅モジュールは、
前記増幅圧力信号が入力され、前記増幅圧力信号の空気圧の増加により前記増幅流量信号の空気圧を増加させる正作動の空気流量増幅モジュールと、
前記増幅圧力信号が入力され、前記増幅圧力信号の空気圧の増加により前記増幅流量信号の空気圧を減少させる逆作動の空気流量増幅モジュールと、の少なくとも一方を備える、
請求項１に記載のパイロットリレー。

【請求項6】

請求項１に記載のパイロットリレーと、
電気信号である制御信号を前記空気圧信号に変換する電空変換機構と、
を備えるポジショナ。

【請求項7】

前記空気圧増幅モジュールと、前記空気流量増幅モジュールと、前記電空変換機構とを収容する筐体をさらに備える、
請求項２に記載のポジショナ。

【請求項8】

空気圧信号の空気圧及び空気流量を増幅するパイロットリレーの製造方法であって、
それぞれが、前記空気圧信号の空気圧を増幅し、増幅後の前記空気圧信号を増幅圧力信号として出力する、前記空気圧の増幅率の異なる複数の空気圧増幅モジュールのうちから１つの空気圧増幅モジュールを選択する第１ステップと、
それぞれが、前記増幅圧力信号の空気流量を増幅し、増幅後の前記増幅圧力信号を増幅流量信号として出力する、前記空気流量の増幅率の異なる複数の空気流量増幅モジュールのうちから１つの空気量増幅モジュールを選択する第２ステップと、
前記第１ステップで選択した前記空気圧増幅モジュールと前記第２ステップで選択した前記空気量増幅モジュールとを接続してパイロットリレーを構成する第３ステップと、
を有するパイロットリレーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイロットリレー、ポジショナ、及び、パイロットリレーの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パイロットリレーは、入力される空気圧信号の空気圧及び空気流量を増幅して出力するように構成されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６３－５６３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のパイロットリレーは、１つの装置として構成されている。従って、従来のパイロットリレーでは、空気圧の増幅率と空気流量の増幅率との少なくとも一方にバリエーションを持たせることができない。

【0005】

本発明は、パイロットリレーの空気圧の増幅率と空気流量の増幅率との少なくとも一方にバリエーションを持たせることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係るパイロットリレーは、空気圧信号の空気圧及び空気流量を増幅するパイロットリレーであって、前記空気圧信号の空気圧を増幅し、増幅後の前記空気圧信号を増幅圧力信号として出力する空気圧増幅モジュールと、前記空気圧増幅モジュールに接続され、前記増幅圧力信号の空気流量を増幅し、増幅後の前記増幅圧力信号を増幅流量信号として出力する空気流量増幅モジュールと、を備える。

【0007】

一例として、前記空気圧増幅モジュールでの、前記空気圧信号の空気圧の増幅率は、前記空気流量増幅モジュールでの、前記増幅圧力信号の空気圧に対する前記増幅流量信号の空気圧の増幅率よりも高く、前記空気圧増幅モジュールでの、前記空気圧信号の空気流量に対する前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率は、前記空気流量増幅モジュールでの、前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率よりも低い。

【0008】

一例として、前記空気圧増幅モジュールは、前記空気圧信号が入力される第１室と、前記増幅圧力信号を出力する第２室と、前記空圧増幅モジュールの外部から供給される供給空気圧が入力される第３室と、前記第２室と前記第３室とを連通する連通路と、が形成されたハウジングと、前記第１室に面する入力ダイアフラムと、前記入力ダイアフラムに接続され、前記空気圧信号の空気圧の変化によって変形する前記入力ダイアフラムの変形量に応じて移動する移動体と、前記第２室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に伴って変形する出力ダイアフラムと、前記空気圧信号の空気圧の変化によって移動する移動体とともに移動することで前記連通路の開度を変化させる弁体と、を備え、前記入力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記空気圧信号の空気圧の受圧面と、前記出力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅圧力信号の空気圧の受圧面との面積比に応じて、前記空気圧信号の空気圧の増幅率が変化する構造に形成され、前記第２室の増幅圧力信号の流れ方向に直交する断面の面積に応じて、前記空気圧信号の空気流量の増幅率が変化する構造に形成されている。

【0009】

一例として、前記空気流量増幅モジュールは、前記増幅圧力信号が入力される第１室と、前記増幅流量信号を出力する第２室と、前記空気流量増幅モジュールの外部から供給される供給空気圧が入力される第３室と、前記第２室と前記第３室とを連通する連通路と、が形成されたハウジングと、前記第１室に面する入力ダイアフラムと、前記入力ダイアフラムに接続され、前記増幅圧力信号の空気圧の変化によって変形する前記入力ダイアフラムの変形量に応じて移動する移動体と、前記第２室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に伴って変形する出力ダイアフラムと、前記増幅圧力信号の空気圧の変化によって移動する移動体とともに移動することで前記連通路の開度を変化させる弁体と、を備え、前記入力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅圧力信号の空気圧の受圧面と、前記出力ダイアフラムと前記移動体との組み合わせにおける前記増幅流量信号の空気圧の受圧面との面積比に応じて、前記増幅圧力信号の空気圧の増幅率が変化する構造に形成され、前記第２室の増幅流量信号の流れ方向に直交する断面の面積に応じて、前記増幅圧力信号の空気流量の増幅率が変化する構造に形成されている。

【0010】

一例として、前記空気流量増幅モジュールは、前記増幅圧力信号が入力され、前記増幅圧力信号の空気圧の増加により前記増幅流量信号の空気圧を増加させる正作動の空気流量増幅モジュールと、前記増幅圧力信号が入力され、前記増幅圧力信号の空気圧の増加により前記増幅流量信号の空気圧を減少させる逆作動の空気流量増幅モジュールと、の少なくとも一方を備える。

【0011】

本発明に係るポジショナは、上記パイロットリレーと、電気信号である制御信号を前記空気圧信号に変換する電空変換機構と、を備える。

【0012】

一例として、ポジショナは、前記空気圧増幅モジュールと、前記空気流量増幅モジュールと、前記電空変換機構とを収容する筐体をさらに備える。

【0013】

本発明に係るパイロットリレーの製造方法は、空気圧信号の空気圧及び空気流量を増幅するパイロットリレーの製造方法であって、それぞれが、前記空気圧信号の空気圧を増幅し、増幅後の前記空気圧信号を増幅圧力信号として出力する、前記空気圧の増幅率の異なる複数の空気圧増幅モジュールのうちから１つの空気圧増幅モジュールを選択する第１ステップと、それぞれが、前記増幅圧力信号の空気流量を増幅し、増幅後の前記増幅圧力信号を増幅流量信号として出力する、前記空気流量の増幅率の異なる複数の空気流量増幅モジュールのうちから１つの空気量増幅モジュールを選択する第２ステップと、前記第１ステップで選択した前記空気圧増幅モジュールと前記第２ステップで選択した前記空気量増幅モジュールとを接続してパイロットリレーを構成する第３ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、パイロットリレーの空気圧の増幅率と空気流量の増幅率との少なくとも一方にバリエーションを持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るポジショナの構成図である。

【図2】図２は、空気圧増幅モジュールの概略切断部端面図である。

【図3】図３は、空気流量増幅モジュールの概略切断部端面図である。

【図4】図４は、変形例に係る空気流量増幅モジュールの概略切断部端面図である。

【図5】図５は、変形例に係るパイロットリレーの構成図である。

【図6】図６は、パイロットリレーの製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、下記での上下方向及び左右方向は、便宜上設定されたものであり、パイロットリレー及びポジショナの取り付け方向を限定する意図で設定されたものではない。

【0017】

図１に示す本実施形態に係るポジショナ１０は、調節計などの外部装置９１からの弁開度を指定する電気信号を空気圧信号Ｐｎに変換する電空変換機構２０と、空気圧信号Ｐｎの空気圧および空気流量を増幅し、増幅後の空気圧信号を後述の増幅流量信号Ｐｏとして流量制御弁９５に入力するパイロットリレー３０と、を備える。増幅流量信号Ｐｏにより流量制御弁９５の弁開度が制御される。ポジショナ１０は、電空変換機構２０及びパイロットリレー３０を収容した筐体Ｌも備える。

【0018】

電空変換機構２０は、モータ等のアクチュエータによって変位するフラッパと、フラッパと対向し、流体を噴出するノズルと、を備えるノズルフラッパ機構からなる。ノズルフラッパ機構は、外部装置９１からの電気信号によりアクチュエータを駆動することにより、当該電気信号の電流値に応じた変位量でフラッパを変位させる。ノズルフラッパ機構は、フラッパとノズルの先端との距離に応じて変化するノズル背圧を空気圧信号Ｐｎとして出力する。このように電空変換機構２０は、電気信号を空気圧信号Ｐｎに変換し、変換した空気圧信号Ｐｎを出力する。空気圧信号Ｐｎは、チューブを介してパイロットリレー３０に入力される。

【0019】

パイロットリレー３０は、空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅する空気圧増幅モジュール４０と、空気圧増幅後の空気圧信号Ｐｎの空気流量を増幅する空気流量増幅モジュール５０と、を備える。両者は、別体として形成されている。つまり、この実施の形態では、パイロットリレー３０の空気圧を増幅する部分と、空気流量を増幅する部分とを別モジュール化して分割している。

【0020】

空気圧増幅モジュール４０は、電空変換機構２０からの空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅し、増幅後の空気圧信号Ｐｎを増幅圧力信号Ｐａｍｐとして出力する。増幅圧力信号Ｐａｍｐは、空気圧増幅モジュール４０にチューブＴを介して又は直接接続された空気流量増幅モジュール５０に入力される。空気圧増幅モジュール４０の詳細は後述する。

【0021】

空気流量増幅モジュール５０は、空気圧増幅モジュール４０からの増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気流量を増幅し、増幅後の増幅圧力信号Ｐａｍｐを増幅流量信号Ｐｏとして出力する。増幅流量信号Ｐｏは、空気駆動信号として、チューブなどを介して、流量制御弁９５に入力される。この空気駆動信号により流量制御弁９５が駆動され、弁開度が調整される。空気流量増幅モジュール５０の詳細は後述する。

【0022】

図２に示すように、空気圧増幅モジュール４０は、ハウジング４１と、ダイアフラム４２Ａ～４２Ｃと、移動体４５と、弁体４６と、スプリング４７とを備える。なお、図２は、空気圧増幅モジュール４０を切断した切断部の端面図であるが、奥に見える線の一部を適宜点線で示している（図３も同様。図４では実線を使用した）。なお、図２の状態を初期状態とする。

【0023】

ハウジング４１には、入力気圧室４１Ａと、導入路４１Ｂと、排気室４１Ｃと、バイアス室４１Ｄと、出力気圧室４１Ｅと、供給気圧室４１Ｆと、連通路４１Ｇと、導入路４１Ｈと、が形成されている。また、ハウジング４１は、ダイアフラム４２Ａ～４２Ｃを支持している。ダイアフラム４２Ａ～４２Ｃは、互いに間隔を空けて平行に支持されている。図示はしていないが、ハウジング４１は、例えば複数の部材からなってもよく、複数の部材のいずれか２つずつによりダイアフラム４２Ａ～４２Ｃをそれぞれ挟み込んで支持してもよい（図４の構造も参照）。

【0024】

ダイアフラム４２Ａは、入力気圧室４１Ａと排気室４１Ｃとを隔てている。ダイアフラム４２Ｂは、排気室４１Ｃとバイアス室４１Ｄとを隔てている。ダイアフラム４２Ｃは、バイアス室４１Ｄと、出力気圧室４１Ｅと、を隔てている。

【0025】

入力気圧室４１Ａには、電空変換機構２０からの空気圧信号Ｐｎが導入路４１Ｂを介して入力される。入力気圧室４１Ａに面しているダイアフラム４２Ａには、移動体４５の上端部である第１端部が接続されている。移動体４５は、ダイアフラム４２Ａの変形により上下方向に移動する。

【0026】

移動体４５は、上下方向に延びてダイアフラム４２Ｂ及び４２Ｃを貫通しており、移動体４５の上下方向の中央部と第１端部と反対の第２端部（下端部）とに、ダイアフラム４２Ｂ及び４２Ｃがそれぞれ接続されている。移動体４５は、複数の部材の組み合わせから構成されてもよい。この場合、複数の部材のいずれか２つずつによりダイアフラム４２Ｂ及び４２Ｃを挟み込むことで、これらが移動体４５に接続される（図４の構造も参照）。

【0027】

移動体４５の第１端部（上端部）は、排気室４１Ｃに配置されている。移動体４５の第２端部（下端部）の下面には、開口４５Ａが形成され、移動体４５内には、開口４５Ａと排気室４１Ｃとを連通させる連通路４５Ｂが形成されている。排気室４１Ｃは、左右方向の両端が開放されており、後述のように、移動体４５を介して供給される出力気圧室４１Ｅ内の空気を大気に排出する。

【0028】

供給気圧室４１Ｆには、モジュール４０外から供給される供給空気の空気圧Ｐｓが入力される。空気圧Ｐｓは、供給気圧室４１Ｆに接続された導入路４１Ｈを介しバイアス室４１Ｄに入力される。

【0029】

出力気圧室４１Ｅは、空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅させた増幅圧力信号Ｐａｍｐを出力する。供給気圧室４１Ｆと出力気圧室４１Ｅとは、連通路４１Ｇにより連通している。連通路４１Ｇは、初期状態において、ポペット弁として構成されている弁体４６により閉じられている。弁体４６は初期状態において、移動体４５の第２端部（下端部）に当接して開口４５Ａも閉じている。弁体４６は、スプリング４７により、上方つまり移動体４５側に付勢されている。

【0030】

ここで、空気圧増幅モジュール４０の動作を説明する。

【0031】

入力気圧室４１Ａに導入される空気圧信号Ｐｎの圧力増加は、ダイアフラム４２Ａを下方に膨らむように変形させる。この変形は、移動体４５及び移動体４５に当接する弁体４６をスプリング４７の付勢力に抗して下方に移動させる。移動体４５の下方への移動は、ダイアフラム４２Ｂ及び４２Ｃも変形させる。弁体４６の下方への移動により、弁体４６により閉じられていた連通路４１Ｇが開かれ、供給空気圧Ｐｓの空気がその開度に応じた量だけ出力気圧室４１Ｅに供給される。これにより、出力気圧室４１Ｅの空気圧が増える。増えた空気圧は、増幅圧力信号Ｐａｍｐとして出力気圧室４１Ｅから空気圧増幅モジュール４０の外部に出力される。増幅圧力信号Ｐａｍｐの値が目的値に到達すると、スプリング４７の付勢力により弁体４６および移動体４５が上方に移動し、再度連通路４１Ｇが閉じる。

【0032】

空気圧信号Ｐｎの空気圧が減少した場合、ダイアフラム４２Ａの形状が初期状態の方向に戻り、移動体４５が上方に移動する。この移動により、移動体４５が弁体４６と離れ、移動体４５の開口４５Ａが開放される。これにより、出力気圧室４１Ｅ内の空気が、移動体４５の開口４５Ａ、連通路４５Ｂ、及び排気室４１Ｃを介して大気に放出される。従って、増幅圧力信号Ｐａｍｐが下がる。増幅圧力信号Ｐａｍｐの値が目的値に到達すると、スプリング４７の付勢力により弁体４６も移動して移動体４５と接触し、再度開口４５Ａを閉じる。

【0033】

以上のような動作により、空気圧増幅モジュール４０は、入力である空気圧信号Ｐｎの圧力変化を、出力である増幅圧力信号Ｐａｍｐに伝達する。また、空気圧増幅モジュール４０は、増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気圧が、空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅した空気圧となるように設計されている。具体的に、空気圧の増幅率は、入力気圧室４１Ａに面するダイアフラム（入力ダイアフラム）４２Ａと移動体４５との組み合わせにおける、空気圧信号Ｐｎの空気圧の受圧面と、出力気圧室４１Ｅに面するダイアフラム（出力ダイアフラム）４２Ｃと移動体４５との組み合わせにおける増幅流量信号Ｐａｍｐの空気圧の受圧面との面積比に応じて変化する。前者に対して後者が小さくなるほど、増幅率は大きくなるため、空気圧増幅モジュール４０では、所望の増幅率が得られるように特にダイアフラム４２Ｃが小さく設計され、ダイアフラム４２Ａが大きく設計されている。以上のようなことから、増幅圧力信号Ｐａｍｐは、空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅した信号として出力される。

【0034】

次に、空気流量増幅モジュール５０の構成を図３に示す。図３に示すように、空気流量増幅モジュール５０の基本構成は、空気圧増幅モジュール４０と同様である。つまり、空気流量増幅モジュール５０は、ハウジング５１と、ダイアフラム５２Ａ～５２Ｃと、移動体５５と、弁体５６と、スプリング５７とを備える。ハウジング５１には、入力気圧室５１Ａと、導入路５１Ｂと、排気室５１Ｃと、バイアス室５１Ｄと、出力気圧室５１Ｅと、供給気圧室５１Ｆと、連通路５１Ｇと、導入路５１Ｈと、が形成されている。これら各要素の説明は、空気圧増幅モジュール４０の説明に準じる（空気圧増幅モジュール４０の要素の符号に１０を足して読み替えることができる）。

【0035】

空気流量増幅モジュール５０には、空気圧信号Ｐｎの代わりに増幅圧力信号Ｐａｍｐが空気圧増幅モジュール４０から入力される。また、出力気圧室５１Ｅからは、増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気流量を増幅した増幅流量信号Ｐｏが出力される。ここで、出力気圧室５１Ｅと、供給気圧室５１Ｆと、連通路５１Ｇと、開口５５Ａと、連通路５５Ｂと、排気室５１Ｃとの各断面積（特に、出力気圧室５１Ｅの断面積）は、大きく設定されている。断面積は、空気（増幅流量信号Ｐｏを含む）の流れ方向に直交する断面の面積である。断面積が大きいことで、増幅流量信号Ｐｏの空気流量が多く、従って、増幅流量信号Ｐｏは、増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気流量を増幅した信号となる。なお、空気圧増幅モジュール４０は、空気流量の増幅が不要なので、前記の断面の面積は小さくてよい。従って、空気圧増幅モジュール４０は、空気流量増幅モジュール５０よりも大幅に小さくできる。また、空気流量増幅モジュール５０では、移動体５５の横方向に切った断面が上下でほぼ変わらず、ダイアフラム５２Ａとダイアフラム５２Ｃとの各面積もほぼ同じとなっている。このため、空気圧の増幅率はほぼ１となっている。換言すると、空気流量増幅モジュール５０は、空気圧信号Ｐａｍｐの空気圧及び空気流量のうち主に空気流量を増幅する。

【0036】

以上のように、本実施形態では、パイロットリレー３０が、空気圧信号Ｐｎの空気圧を増幅し、増幅後の空気圧信号を増幅圧力信号Ｐａｍｐとして出力する空気圧増幅モジュール４０と、空気圧増幅モジュール４０に接続され、増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気流量を増幅し、増幅後の増幅圧力信号を増幅流量信号Ｐｏとして出力する空気流量増幅モジュール５０と、を備える。従って、空気圧増幅モジュール４０と空気流量増幅モジュール５０とが別体となっているため、例えば、モジュール４０を空気圧の増幅率の異なる他のモジュール４０に交換することができ、モジュール５０を空気流量の増幅率の異なる他のモジュール５０に交換できる。従って、空気圧の増幅率と空気流量の増幅率とにバリエーションを持たせることができる。このため、流量制御弁９５等の空気信号の出力先の機械的特性が要求する空気圧及び空気流量を提供するパイロットリレーが容易に得られる。なお、モジュール４０及び５０のうちのどちらかを固定としてもよい。空気圧の増幅率と空気流量の増幅率との少なくとも一方にバリエーションを持たせることができればよい。

【0037】

また、パイロットリレー３０全体が従来のパイロットリレーよりも小型化される。従来のパイロットリレーでは、空気圧の増幅のため、入力側のダイアフラム（正確には、移動体も含めた受圧面。以下同じ）を大きくするか出力側のダイアフラムを小さくする必要がある。しかしながら、従来のパイロットリレーでは、空気流量の増幅のために出力側のダイアフラムをある程度大きくする必要があり、入力側のダイアフラムをさらに大きくする必要がある。そして、その分パイロットリレーが大きくなる。この実施の形態では、空気圧増幅モジュール４０では流量増幅の必要がないので、入力側のダイアフラム４２Ａ及び出力側のダイアフラム４２Ｃを小さくしたまま、両者の面積差を大きくすることができ、空気圧の増幅率を向上させることができる。また、空気流量増幅モジュール５０では空気圧の増幅の必要がないので、入力側のダイアフラム５２Ａ及び出力側のダイアフラム５２Ｃの大きさを同じとすることができる。これにより、パイロットリレー３０全体が小型化される。このようなことは、特に、空気圧増幅モジュール４０での空気圧の増幅率が、空気流量増幅モジュール５０での空気圧の増幅率よりも高く、かつ、空気圧増幅モジュール４０での空気流量の増幅率が、空気流量増幅モジュール５０での空気流量の増幅率よりも低いときにいえる。

【0038】

さらに、モジュール４０及び５０は、空気圧信号Ｐｎ又は増幅気圧信号Ｐａｍｐの空気圧の上記受圧面と、増幅圧力信号Ｐａｍｐ又は増幅流量信号Ｐｏの空気圧の上記受圧面との面積比に応じて、空気圧の増幅率が変化する構造に形成され、かつ、出力気圧室４１Ｅ又は５１Ｅの出力信号の流れ方向（空気の流れ方向）に直交する断面の面積に応じて、空気流量の増幅率が変化する構造に形成されている。これにより、増幅率を異ならせたモジュールが容易に用意される。

【0039】

また、パイロットリレー３０を、空気圧増幅モジュール４０と、空気流量増幅モジュール５０とに分割したことにより、個々のモジュール４０及び５０は、従来のパイロットリレーよりも小型化されるため、個々のモジュール４０及び５０を、ポジショナ１０の筐体Ｌ（図１）の、電空変換機構２０などが配置されないデッドスペースに分散して配置することができる。従って、ポジショナ１０の大型化が抑制される。なお、モジュール４０及び５０は、増幅圧力信号Ｐａｍｐを供給するためのチューブＴ（図１）により接続されるとよい。これにより、分散配置が実現される。

【0040】

本実施形態では、入力される増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気圧の増加により増幅流量信号Ｐｏの空気圧を増加させる正作動タイプの空気流量増幅モジュール５０が採用されているが、増幅圧力信号Ｐａｍｐの空気圧の減少により増幅流量信号Ｐｏの空気圧を増加させる逆作動タイプの空気流量増幅モジュール１５０（図４参照）が採用されてもよい。

【0041】

空気流量増幅モジュール１５０は、ハウジング１５１と、ダイアフラム１５２Ａ～１５２Ｄと、移動体１５５と、弁体１５６と、スプリング１５７とを備える。

【0042】

ハウジング１５１には、外部からの供給気圧Ｐｓが入力される供給気圧室１５１Ａ及び１５１Ｂと、増幅気圧信号Ｐａｍｐが入力される入力気圧室１５１Ｃと、大気圧Ｐａｉｒが入力される大気圧室１５１Ｄと、増幅流量信号Ｐｏを出力する出力気圧室１５１Ｅと、が形成されている。さらに、ハウジング１５１には、出力気圧室１５１Ｅの空気をモジュール１５０の外部の放出するための排気室１５１Ｆも形成されている。さらに、ハウジング１５１には、供給気圧室１５１Ｂと出力気圧室１５１Ｅとを連通する連通路１５１Ｇも形成されている。

【0043】

ハウジング１５１は、ダイアフラム１５２Ａ～１５２Ｄを支持している。ダイアフラム１５２Ａ～１５２Ｄは、互いに間隔を空けて平行に支持されている。移動体１５５と、弁体１５６と、スプリング１５７とは、上記実施形態のものと同様の構成を有する。

【0044】

ダイアフラム１５２Ａは、供給気圧室１５１Ａと排気室１５１Ｆとを隔てている。ダイアフラム１５２Ｂは、排気室１５１Ｆと入力気圧室１５１Ｃとを隔てている。ダイアフラム１５２Ｃは、入力気圧室１５１Ｃと大気圧室１５１Ｄとを隔てている。ダイアフラム１５２Ｄは、大気圧室１５１Ｄと出力気圧室１５１Ｅとを隔てている。

【0045】

入力気圧室１５１Ｃに導入される増幅気圧信号Ｐａｍｐの圧力増加は、移動体１５５を上方に移動させる。これは、入力気圧室１５１Ｃに面するダイアフラム１５２Ｃよりもダイアフラム１５２Ｂの方がその面積が大きいことによる。この上方への移動により、移動体１５５と弁体１５６とが離れ、出力気圧室１５１Ｅ内の空気が、移動体１５５の開口１５５Ａ及び連通路１５５Ｂと排気室１５１Ｆとを介して大気に放出される。これにより、増幅流量信号Ｐａｍｐの空気圧は下がる。他方、入力気圧室１５１Ｃに導入される増幅気圧信号Ｐａｍｐの圧力減少は、移動体１５５を下方に移動させる。この移動体１５５により弁体１５６がスプリング１５７の付勢力に抗して下方に押され、連通路１５１Ｇが開かれる。これにより、供給空気圧Ｐｓが、出力気圧室１５１Ｅに供給され、出力気圧室１５１Ｅ内の圧力が増加し、増幅流量信号Ｐｏの空気圧が上昇する。空気圧の増幅率は、（ダイアフラム１５２Ｂとダイアフラム１５２Ｃとの面積差と、ダイアフラム１５２Ｄの面積との比により決まる。ここでは、面積比率を１程度にすることで、空気圧の増幅が抑制される（増幅はその前段のモジュール４０により行われる）。供給空気室１５１Ａは、バイアス室であり、バイアス室４１Ｄ及び５１Ｄと同様、入力の信号と出力の信号とがつりあう範囲をオフセットするために設けられている。

【0046】

図５に示すように、パイロットリレー１３０は、空気圧増幅モジュール４０と、当該モジュールが出力する増幅気圧信号Ｐａｍｐが入力される空気流量増幅モジュール５０及び１５０を備えてもよい。これにより、正作動及び逆作動が可能なパイロットリレーについて、空気圧を増幅する部分を空気圧増幅モジュール４０に共通化できるので、全体的な小型化が実現される。

【0047】

パイロットリレーは、例えば、下記のようなステップで製造されるとよい。

【0048】

例えば、図６に示すように、空気圧信号の空気圧の増幅率（例えば、上記面積比）の異なる複数の空気圧増幅モジュールと、増幅気圧信号の空気流量の増幅率（例えば、上記断面積）の異なる複数の空気流量増幅モジュールとを用意する（ステップＳ１１）。その後、用意した複数の空気圧増幅モジュールの中から、所望の空気圧の増幅率の空気圧増幅モジュールを選択する（ステップＳ１２）。さらに、ステップＳ１２と並行して又は前後して、用意した複数の空気流量増幅モジュールの中から、所望の空気流量の増幅率の空気流量増幅モジュールを選択する（ステップＳ１３）。その後、選択した各モジュールを接続して、パイロットリレーを構成する（ステップＳ１４）。

【0049】

このような構成によれば、製造するパイロットリレーの空気圧の増幅率と空気流量の増幅率とにバリエーションを持たせることができる。なお、空気流量増幅モジュールと空気圧増幅モジュールとのうちの一方を１種類とし、他方のみを選択可能としてもよい。

【0050】

以上、実施の形態及び変形例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。例えば本発明には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る、上記の実施の形態及び変形例に対する様々な変更が含まれる。例えば、空気流量増幅モジュールは、所定の増幅率で空気圧を増幅するように構成されてもよい。なお、上記実施の形態及び変形例に挙げた各構成は、矛盾の無い範囲で適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0051】

１０…ポジショナ、２０…電空変換機構、３０…パイロットリレー、４０…空気圧増幅モジュール、４１…ハウジング、４１Ａ…入力気圧室、４１Ｂ…導入路、４１Ｃ…排気室、４１Ｄ…バイアス室、４１Ｅ…出力気圧室、４１Ｆ…供給気圧室、４１Ｇ…連通路、４１Ｈ…導入路、４２Ａ～４２Ｃ…ダイアフラム、４５…移動体、４５Ａ…開口、４５Ｂ…連通路、４６…弁体、４７…スプリング、５０…空気流量増幅モジュール、５１…ハウジング、５１Ａ…入力気圧室、５１Ｂ…導入路、５１Ｃ…排気室、５１Ｄ…バイアス室、５１Ｅ…出力気圧室、５１Ｆ…供給気圧室、５１Ｇ…連通路、５１Ｈ…導入路、５２Ａ～５２Ｃ…ダイアフラム、５５…移動体、５６…弁体、５７…スプリング、９１…外部装置、９５…流量制御弁、１３０…パイロットリレー、１５０…空気流量増幅モジュール、１５１…ハウジング、１５１Ａ…供給気圧室、１５１Ｂ…供給気圧室、１５１Ｃ…入力気圧室、１５１Ｄ…大気圧室、１５１Ｅ…出力気圧室、１５１Ｆ…排気室、１５１Ｇ…連通路、１５２Ａ～１５２Ｄ…ダイアフラム、１５５…移動体、１５５Ａ…開口、１５５Ｂ…連通路、１５６…弁体、１５７…スプリング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】