特開 2024-165392 パイロットリレー及びポジショナ

(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】P2024165392

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】パイロットリレー及びポジショナ

(51)【国際特許分類】

   F15B 9/06 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

F15B9/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081554

(22)【出願日】2023-05-17

(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）】

3H001AA03

3H001AB07

(57)【要約】

【課題】パイロットリレーの弁体を、出力気圧室と供給気圧室とを連通する連通路を閉じた第１位置から、当該連通路を開いた第２位置に速やかに移動させる。
【解決手段】パイロットリレー３０は、出力気圧室３１Ｅと供給気圧室３１Ｆとを連通する連通路３１Ｇを通り、移動体３５側に付勢され、連通路３１Ｇと移動体３５の空気流路３５Ａとを下方側から閉じる弁体３６を備える。弁体３６は、下方に移動する移動体３５により押されることで空気流路３５Ａを閉じた状態で連通路３１Ｇの開度を増加させ、上方に移動する移動体３５から離れることで連通路３１Ｇを閉じた状態で空気流路３５Ａの開度を増加させる。受圧部材３８は、弁体３６及びハウジング３１と接続され、供給気圧室３１Ｆの圧縮空気圧Ｐｓを受圧することで弁体３６に下方への力を作用させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気圧信号を増幅するパイロットリレーであって、
前記空気圧信号が入力される入力気圧室と、前記入力気圧室よりも第１方向側に配置され、増幅後の前記空気圧信号を出力する出力気圧室と、前記入力気圧室よりも前記第１方向側に配置され、前記パイロットリレーの外部から供給される圧縮空気圧が入力される供給気圧室と、前記出力気圧室から前記第１方向に延びて前記供給気圧室に至り、前記出力気圧室と前記供給気圧室とを連通する連通路と、前記出力気圧室の空気を排気する排気室と、が形成されたハウジングと、
前記入力気圧室に面し、前記空気圧信号の空気圧が増加したときに前記第１方向に変形し、前記空気圧が減少したときに前記第１方向と反対の第２方向に変形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、前記排気室を貫通して前記出力気圧室に至り、前記入力ダイアフラムの変形に連動して前記第１方向又は前記第２方向に移動する移動体であって、前記出力気圧室に繋がる第１端と前記排気室に繋がる第２端を有する空気流路が通る移動体と、
前記出力気圧室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に連動して前記第１方向又は前記第２方向に変形し、前記入力ダイアフラムとの面積の違いが前記空気圧信号の増幅率に寄与する出力ダイアフラムと、
前記連通路を通り、前記第２方向に付勢され、前記連通路と前記第１端とを前記第１方向側から閉じる弁体であって、前記第１方向に移動する前記移動体により押されることで前記第１端を閉じた状態で前記連通路の開度を増加させ、前記第２方向に移動する前記移動体から離れることで前記連通路を閉じた状態で前記第１端の開度を増加させる弁体と、
前記弁体及び前記ハウジングと接続され、前記供給気圧室の前記圧縮空気圧を受圧することで前記弁体に前記第１方向への力を作用させる受圧部材と、
を備えるパイロットリレー。

【請求項2】

前記弁体は、増幅後の前記空気圧信号の空気圧が、増幅前の前記空気圧信号の空気圧を所望の増幅率で増幅させた目標空気圧に達したときに、前記第１端を閉じかつ前記連通路をブリード分だけ開くブリード型である、
請求項１に記載のパイロットリレー。

【請求項3】

前記ハウジングには、前記連通路と前記供給気圧室を介して対向しかつ大気が導入される対向室が設けられ、
前記受圧部材は、前記供給気圧室と前記対向室とを隔てるダイアフラムである、
請求項１又は２に記載のパイロットリレー。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のパイロットリレーと、
増幅前の前記空気圧信号を前記パイロットリレーに出力する電空変換機構と、
を備えるポジショナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイロットリレー及びポジショナに関する。

【背景技術】

【0002】

ポジショナ等に使用されるパイロットリレーは、入力される空気圧信号を増幅して出力するように構成されている（特許文献１）。パイロットリレーは、入力ダイアフラム及び出力ダイアフラムに接続され、ハウジング内に形成された出力気圧室と排気室とを連通する空気流路が内部を通る移動体と、ハウジング内に形成された出力気圧室及び供給気圧室を連通する連通路を通り、連通路と空気流路との少なくとも一方を閉じる弁体と、を備える。

【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】

上記パイロットリレーでは、弁体が、連通路を閉じた第１位置から開いた第２位置に移動するときに、供給気圧室内の圧縮空気圧が邪魔をして、速やかに移動しない場合がある。

【0005】

本発明は、パイロットリレーの弁体を、出力気圧室と供給気圧室とを連通する連通路を閉じた第１位置から、当該連通路を開いた第２位置に速やかに移動さ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、空気圧信号を増幅するパイロットリレーであって、前記空気圧信号が入力される入力気圧室と、前記入力気圧室よりも第１方向側に配置され、増幅後の前記空気圧信号を出力する出力気圧室と、前記入力気圧室よりも前記第１方向側に配置され、前記パイロットリレーの外部から供給される圧縮空気圧が入力される供給気圧室と、前記出力気圧室から前記第１方向に延びて前記供給気圧室に至り、前記出力気圧室と前記供給気圧室とを連通する連通路と、前記出力気圧室の空気を排気する排気室と、が形成されたハウジングと、前記入力気圧室に面し、前記空気圧信号の空気圧が増加したときに前記第１方向に変形し、前記空気圧が減少したときに前記第１方向と反対の第２方向に変形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、前記排気室を貫通して前記出力気圧室に至り、前記入力ダイアフラムの変形に連動して前記第１方向又は前記第２方向に移動する移動体であって、前記出力気圧室に繋がる第１端と前記排気室に繋がる第２端を有する空気流路が通る移動体と、前記出力気圧室に面し、前記移動体に接続され、前記移動体の移動に連動して前記第１方向又は前記第２方向に変形し、前記入力ダイアフラムとの面積の違いが前記空気圧信号の増幅率に寄与する出力ダイアフラムと、前記連通路を通り、前記第２方向に付勢され、前記連通路と前記第１端とを前記第１方向側から閉じる弁体であって、前記第１方向に移動する前記移動体により押されることで前記第１端を閉じた状態で前記連通路の開度を増加させ、前記第２方向に移動する前記移動体から離れることで前記連通路を閉じた状態で前記第１端の開度を増加させる弁体と、前記弁体及び前記ハウジングと接続され、前記供給気圧室の前記圧縮空気圧を受圧することで前記弁体に前記第１方向への力を作用させる受圧部材と、を備える。

【0007】

一例として、前記弁体は、増幅後の前記空気圧信号の空気圧が、増幅前の前記空気圧信号の空気圧を所望の増幅率で増幅させた目標空気圧に達したときに、前記第１端を閉じかつ前記連通路をブリード分だけ開くブリード型である。

【0008】

一例として、前記ハウジングには、前記連通路と前記供給気圧室を介して対向しかつ大気が導入される対向室が設けられ、前記受圧部材は、前記供給気圧室と前記対向室とを隔てるダイアフラムである。

【0009】

本発明に係るポジショナは、上記パイロットリレーと、増幅前の前記空気圧信号を前記パイロットリレーに出力する電空変換機構と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、パイロットリレーの弁体を、出力気圧室と供給気圧室とを連通する連通路を閉じた第１位置から、当該連通路を開いた第２位置に速やかに移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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、図１のパイロットリレーのバランス状態を示す概略切断部端面図である。

【図3】図３は、図１のパイロットリレーの排気状態を示す概略切断部端面図である。

【図4】図４は、図１のパイロットリレーの給排気停止状態を示す概略切断部端面図である。

【図5】図５は、比較例に係るパイロットリレーのバランス状態を示す概略切断部端面図である。

【図6】図６は、増幅信号の空気圧の目標空気圧が切り替わったときの目標空気圧の時間変化の例を示す図である。

【図7】図７は、図６の時間変化で目標空気圧を変化させたときの、比較例に係るパイロットリレーの増幅信号の空気圧の時間変化の例を示す図である。

【図8】図８は、図６の時間変化で目標空気圧を変化させたときの、実施形態に係るパイロットリレーの増幅信号の空気圧の時間変化の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

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を増幅し、増幅した後の空気圧信号Ｐｎを増幅信号Ｐｏとして流量制御弁９５に出力するパイロットリレー３０と、を備える。増幅信号Ｐｏにより流量制御弁９５の弁開度が制御される。なお、空気圧信号Ｐｎの空気圧及び増幅信号Ｐｏの空気圧を、空気圧Ｐｎ及び空気圧Ｐｏとそれぞれ呼ぶことがある。

【0014】

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。

【0015】

図２に示すように、パイロットリレー３０は、ハウジング３１と、ダイアフラム３２Ａ～３２Ｃと、移動体３５と、弁体３６と、スプリング３７と、受圧部材３８と、を備える。なお、図２は、端面図であるが、奥に見える外形線の一部を適宜破線（ハウジング３１の内部に配置された要素）又は実線（ハウジング３１の輪郭線）で描いている。

【0016】

ハウジング３１には、入力気圧室３１Ａと、導入路３１Ｂと、排気室３１Ｃと、バイアス室３１Ｄと、出力気圧室３１Ｅと、供給気圧室３１Ｆと、連通路３１Ｇと、導入路３１Ｈと、対向室３１Ｉと、が形成されている。また、ハウジング３１には、ダイアフラム３２Ａ～３２Ｃ、及び、ダイアフラムからなる受圧部材３８が接続されており、ハウジング３１は、これらを支持している。図示はしていないが、ハウジング３１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３２Ａ～３２Ｃ、及び、受圧部材３８をそれぞれ挟み込んで支持してもよい。

【0017】

ダイアフラム３２Ａは、入力気圧室３１Ａとその下側の排気室３１Ｃとを隔てている。ダイアフラム３２Ｂは、排気室３１Ｃとその下側のバイアス室３１Ｄとを隔てている。ダイアフラム３２Ｃは、バイアス室３１Ｄとその下側の出力気圧室３１Ｅとを隔てている。受圧部材３８は、供給気圧室３１Ｆと対向室３１Ｉとを隔てている。

【0018】

入力気圧室３１Ａには、電空変換機構２０からの空気圧信号Ｐｎが、入力気圧室３１Ａに接続された導入路３１Ｂを介して入力される。入力気圧室３１Ａに面しているダイアフラム３２Ａには、移動体３５が接続されている。

【0019】

移動体３５は、上下方向に移動可能に設けられており、かつ、上下方向に延びてダイアフラム３２Ｂ及びその下方に位置するダイアフラム３２Ｃを貫通している。移動体３５には、ダイアフラム３２Ｂ及び３２Ｃが接続されている。このような構成により、移動体３５は、排気室３１Ｃとバイアス室３１Ｄとを貫通して出力気圧室３１Ｅに至っている。移動体３５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３２Ａ～３２Ｃを挟み込むことで、これらが移動体３５に接続される。

【0020】

移動体３５の内部には、下側（第１方向側）の出力気圧室３１Ｅと上側（第２方向側）の排気室３１Ｃとを連通する断面Ｔ字状の空気流路３５Ａが通っている。移動体３５の下端部には、空気流路３５Ａの両端のうちの出力気圧室３１Ｅに繋がる第１端３５ＡＡが下方に開口している。この下端部ないし第１端３５ＡＡは、連通路３１Ｇと対向し、後述のように連通路３１Ｇを通っている弁体３６と対向している。移動体３５の上端部には、空気流路３５Ａの両端のうちの排気室３１Ｃに繋がる２つの第２端３５ＡＢが左右に開口している。

【0021】

移動体３５の空気流路３５Ａに繋がる排気室３１Ｃは、左右方向の両端が開放されており、後述のように空気流路３５Ａを介して排出される出力気圧室３１Ｅ内の空気を大気に排気する。

【0022】

出力気圧室３１Ｅ及び供給気圧室３１Ｆは、入力気圧室３１Ａ、排気室３１Ｃ、及び、バイアス室３１Ｄよりも下方に配置されている。出力気圧室３１Ｅは、空気圧信号Ｐｎの空気圧及び空気流量を増幅させた増幅信号Ｐｏを出力する。供給気圧室３１Ｆには、パイロットリレー３０の外から供給される圧縮空気の圧縮空気圧Ｐｓが供給される。

【0023】

供給気圧室３１Ｆと出力気圧室３１Ｅとは、連通路３１Ｇにより連通している。連通路３１Ｇは、出力気圧室３１Ｅから下方に延びて供給気圧室３１Ｆに至っている。連通路３１Ｇには、弁体３６が通っている。供給気圧室３１Ｆの圧縮空気圧Ｐｓの圧縮空気は、連通路３１Ｇを介して出力気圧室３１Ｅに流入する他、供給気圧室３１Ｆに接続された導入路３１Ｈを介してバイアス室３１Ｄにも流入する。出力気圧室３１Ｅの空気圧つまり増幅信号Ｐｏの空気圧は、圧縮空気の流入量つまり連通路３１Ｇの後述の開度に応じた量だけ増加する。バイアス室３１Ｄの空気圧は、圧縮空気圧Ｐｓに保たれる。

【0024】

弁体３６は、上下方向に移動可能に設けられている。弁体３６は、スプリング３７により、上方つまり移動体３５側に付勢されている。弁体３６は、ポペット弁として構成されている。弁体３６は、移動体３５の下端部に当たって空気流路３５Ａの第１端３５ＡＡを下方から閉じる上側弁３６Ａと、連通路３１Ｇを下方から閉じる下側弁３６Ｂとを備える。弁体３６は、下側弁３６Ｂから下方に延びた下端部３６Ｃを備える。下端部３６Ｃには、ハウジング３１に接続された受圧部材３８が接続されている。弁体３６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つにより、受圧部材３８を挟み込んで受圧部材３８と接続されてもよい。

【0025】

ダイアフラムからなる受圧部材３８は、供給気圧室３１Ｆと、供給気圧室３１Ｆを介して連通路３１Ｇと対向する対向室３１Ｉと、を隔てている。受圧部材３８は、供給気圧室３１Ｆに面する上面で圧縮空気圧Ｐｓを受け、対向室３１Ｉに面する下面で対向室３１Ｉに導入される大気圧Ｐａｉｒを受ける。受圧部材３８は、圧縮空気圧Ｐｓは大気圧Ｐａｉｒよりも大きいので、圧縮空気圧Ｐｓを受けることで弁体３６に下方への力を作用させる。受圧部材３８の役割については、後述する。

【0026】

以上のような構成のパイロットリレー３０は、入力気圧室３１Ａに導入される空気圧信号Ｐｎの空気圧を、所定の増幅率で増幅させる。以下、空気圧信号Ｐｎの空気圧を所定の増幅率で増幅させたあとの空気圧を目標空気圧という。

【0027】

空気圧の増幅率の多少は、入力気圧室３１Ａに面するダイアフラム（入力ダイアフラム）３２Ａと、出力気圧室３１Ｅに面するダイアフラム（出力ダイアフラム）３２Ｃと、の面積の違いが寄与する。より具体的に、空気圧の増幅率は、ダイアフラム（入力ダイアフラム）３２Ａと移動体３５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、ダイアフラム（出力ダイアフラム）３２Ｃと移動体３５との組み合わせにおける増幅信号Ｐｏの空気圧の受圧面との有効面積（上下方向の空気圧を受ける領域の面積）比により決まる。

【0028】

パイロットリレー３０は、空気圧信号Ｐｎの空気流量も増幅する。この増幅は、出力気圧室３１Ｅと、供給気圧室３１Ｆと、連通路３１Ｇと、空気流路３５Ａと、排気室３１Ｃとの、空気の流れ方向に直交する断面のそれぞれの面積が大きいことで実現される。

【0029】

パイロットリレー３０は、ブリード型で構成されており、図２に示すバランス状態では、弁体３６が、移動体３５の空気流路３５Ａの第１端３５ＡＡを閉じ、かつ、連通路３１Ｇを所定の開度以下の開度つまりブリード分だけ開く位置に位置する。従って、バランス状態では、供給気圧室３１Ｆからの圧縮空気圧Ｐｓの圧縮空気が、一定量つまり所望のブリード量分、出力気圧室３１Ｅに流入する。

【0030】

図２に示すバランス状態から、入力気圧室３１Ａに導入される空気圧信号Ｐｎの空気圧が増加すると、この増加により、ダイアフラム３２Ａが下方に膨らむように変形する（図示略）。この変形に連動して、移動体３５が下方に移動する。移動体３５の下方への移動に連動して、ダイアフラム３２Ｂ及び３２Ｃが下方に変形する。移動体３５が下方に移動することで、移動体３５が弁体３６をスプリング３７の付勢力に抗して下方に押し込む。この押し込み時、空気流路３５Ａの第１端３５ＡＡが弁体３６の上側弁３６Ａにより閉じられる。弁体３６の下方への移動により、下側弁３６Ｂが連通路３１Ｇから離れる方向である下方に移動するため、連通路３１Ｇの開度が増加し、供給気圧室３１Ｆから出力気圧室３１Ｅに流入する圧縮空気圧Ｐｓの圧縮空気が増加する。この状態が、圧縮空気を出力気圧室３１Ｅに供給する給気状態である。給気状態により、供給気圧室３１Ｆから出力される増幅信号Ｐｏの空気圧が連通路３１Ｇに開度に応じた量だけ増加する。増幅信号Ｐｏの空気圧が目標空気圧に近づくにつれて、弁体３６および移動体３５が上方に移動し、弁体３６による連通路３１Ｇの開度が減少し、増幅信号Ｐｏの空気圧が目標空気圧に到達することで、パイロットリレー３０は図２のバランス状態となる。

【0031】

空気圧信号Ｐｎの空気圧が減少した場合、図３に示すように、ダイアフラム３２Ａが上方に凹むように変形し、これに連動して移動体３５が上方に移動する。移動体３５の上方への移動に連動し、ダイアフラム３２Ｂ及び３２Ｃが上方に変形する。移動体３５の上方への移動により、移動体３５が弁体３６と離れ、移動体３５の空気流路３５Ａの第１端３５ＡＡが開放される。この開放時、弁体３６は連通路３１Ｇを閉じる。これにより、出力気圧室３１Ｅ内の空気が、空気流路３５Ａ及び排気室３１Ｃを介して大気に放出される。従って、増幅信号Ｐｏの空気圧が下がる。この状態が、出力気圧室３１Ｅ内の空気を排気する排気状態である。増幅信号Ｐｏの空気圧が目標空気圧に近づくにつれて、移動体３５は、下方に徐々に移動する。下方に移動する移動体３５は、図４に示すように弁体３６に接触する。このときの状態は、空気流路３５Ａ及び連通路３１Ｇの両者が閉鎖した給排気停止状態である。その後、移動体３５は、弁体３６を下方に押す。増幅信号Ｐｏの空気圧が目標空気圧に到達したとき、弁体３６は連通路３１Ｇを予め定められたブリード分だけ開く位置に配置され、パイロットリレー３０は図２のバランス状態となる。

【0032】

この実施の形態では、排気状態からバランス状態への移行をスムーズにするために、受圧部材３８が設けられている。この点を、図５に示す、受圧部材３８を備えない比較例に係るパイロットリレー１３０を参照して説明する。パイロットリレー１３０では、弁体３６の下端部３６Ｃが設けられず、対向室３１Ｉも設けられていない。パイロットリレー３０及び１３０で共通する要素については、同じ符号を付して以下説明する。

【0033】

排気状態において、パイロットリレー１３０の移動体３５に作用する上下方向に沿った力Ｆ１は、下記式（１）で算出される。なお、下記式（１）では、各ダイアフラム３２Ａ～３２Ｃを平坦に近似している（他の式についても同じ）。ここでは、下方の向きの力を正とする（以下同じ）。また、Ａｎは、ダイアフラム（入力ダイアフラム）３２Ａと移動体３５との組み合わせにおける、空気圧信号Ｐｎの空気圧の受圧面の有効面積である。Ｐｎは、空気圧信号Ｐｎの空気圧の値である。Ａｓは、ダイアフラム３２Ｂと移動体３５との組み合わせにおける、バイアス室３１Ｄ内の圧縮空気圧Ｐｓの受圧面の有効面積と、ダイアフラム３２Ｃと移動体３５との組み合わせにおける、バイアス室３１Ｄ内の圧縮空気圧Ｐｓの受圧面の有効面積との差分である。Ａｏは、ダイアフラム（出力ダイアフラム）３２Ｃと移動体３５との組み合わせにおける、増幅信号Ｐｏの空気圧の受圧面の有効面積である。Ｐｏは、増幅信号Ｐｏの空気圧の値である。
Ｆ１＝Ａｎ＊Ｐｎ－Ａｓ＊Ｐｓ－Ａｏ＊Ｐｏ・・・（１）

【0034】

また、排気状態から移行した給排気停止状態において移動体３５に作用する上下方向に沿った力Ｆ２は、弁体３６が受ける上下方向に沿った力Ｆｂも移動体３５に作用するため、下記式（２）及び式（３）で算出される。ここで、Ｐｓは、供給気圧室３１Ｆ内の圧縮空気圧Ｐｓの値であり、Ａｂは、連通路３１Ｇを閉じた位置の弁体３６のうち、圧縮空気圧Ｐｓを受圧する受圧面（ここでは、下面）の有効面積である。
Ｆ２＝Ａｎ＊Ｐｎ－Ａｓ＊Ｐｓ－Ａｏ＊Ｐｏ－Ｆｂ・・・（２）
Ｆｂ＝Ａｂ＊Ｐｓ・・・（３）

【0035】

上記式（２）から分かるように、移動体３５が弁体３６に当たった瞬間から、Ｆ１とＦ２の差のＦｂ＝Ａｂ＊Ｐｓ分（つまり、弁体３６が受ける力の分）だけ、どこかの圧力が変化しない限り、移動体３５及び弁体３６の一体移動つまりバランス状態への移行が開始されない。しかしながら、圧縮空気圧Ｐｓ及び空気圧Ｐｎは意図的に変化させることができないので、バランス状態への移行時には、空気圧Ｐｏがブリード分だけ減少するのを待つほかなく、バランス状態への移行つまり空気圧Ｐｏの整定に時間がかかる。また、移動体３５に押されて弁体３６が動き始めるほど空気圧Ｐｏが下がっている頃には、空気圧Ｐｏが本来意図していた目標空気圧よりも小さくなってしまっている場合もあり、その場合は再び給気状態への移行が発生し、オーバーシュートして整定にさらに多くの時間を要する場合もある（図５及び図６参照）。

【0036】

上記Ａｂは、弁体３６の大きさに依存するが、例えばパイロットリレー１３０の給気能力を上げるため弁体３６を大きくした場合、上記Ｆｂの影響がより大きくなる。また、近年、弁体３６の連通路３１Ｇの閉鎖のための圧力増加を狙って、圧縮空気圧Ｐｓを高く設定する傾向があり、このような観点からも上記Ｆｂの影響は無視できなくなっている。なお、大きなブリード穴を設けるなどにより、ブリード量を増加させれば整定は早くなるが、全体の空気消費量が大きくなる問題がある。

【0037】

他方、この実施の形態では、図４の給排気停止状態において、受圧部材３８により、Ｆｂを下記式（４）とすることができる。ここで、Ａｄｉａは、弁体３６を囲む環状の受圧部材３８の面積（平坦に近似したときの有効面積）である（図３参照）。Ａｂは、連通路３１Ｇを閉じた位置の弁体３６のうち、圧縮空気圧Ｐｓを受圧する受圧面（ここでは、下側弁３６Ｂの、下端部３６Ｃを囲む下面）の有効面積である（図３参照）。
Ｆｂ＝（Ａｂ－Ａｄｉａ）＊Ｐｓ・・・（４）

【0038】

式（４）から分かるように、受圧部材３８が圧縮空気圧Ｐｓを受けることで弁体３６に下方への力（Ａｄｉａ＊Ｐｓ）を作用させることができ、この力の分だけ、Ｆｂの値を小さくすることができる。その結果、バランス状態への移行時間、つまり、上記整定に要する時間を比較例よりも短くすることができる（図５及び図７参照）。

【0039】

以上のように、この実施の形態では、連通路３１Ｇと供給気圧室３１Ｆを介して対向し、弁体３６及びハウジング３１と接続され、供給気圧室３１Ｆの圧縮空気圧を受圧することで弁体３６に第１方向への力を作用させる受圧部材３８を設けたので、弁体３６の下方への移動時における圧縮空気圧Ｐｓの影響を低減できる。従って、バランス状態への移行時間、つまり、上記整定に要する時間が受圧部材３８を設けない場合よりも短くなる。

【0040】

なお、対向室３１Ｉ内に弾性体を配置し、受圧部材３８を上方に付勢してもよい。また、受圧部材３８は、ベローズなどにより実現されてもよい。本実施形態のように、受圧部材３８は、弾性体により付勢されず、圧縮空気圧の受圧面と反対側の面が大気を受圧することで、簡便な構成により、上記整定に要する時間を受圧部材３８を設けない場合よりも短くすることができる。

【0041】

上記実施形態では、ブリード型のパイロットリレー３０を説明した。つまり、弁体３６は、増幅後の空気圧信号Ｐｎつまり増幅信号Ｐｏの空気圧が、増幅前の空気圧信号Ｐｎの空気圧をパイロットリレー３０に設定された所望の増幅率で増幅させた目標空気圧に達したときに、空気流路３５Ａの第１端３５ＡＡを閉じかつ連通路３１Ｇをブリード分だけ開くブリード型としている。しかし、パイロットリレー３０は、ノンブリード型であってもよい。パイロットリレー３０が、ノンブリード型であってもブリード型であっても、受圧部材３８により、弁体３６を、出力気圧室３１Ｅと供給気圧室３１Ｆとを連通する連通路３１Ｇを閉じた第１位置から、当該連通路３１Ｇを開いた第２位置に移動させるときに、圧縮空気圧Ｐｓの影響を低減でき、弁体３６を速やかに移動させることができる。

【0042】

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、バイアス室３１Ｄは設けられなくてもよい。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】

【0043】

１０…ポジショナ、２０…電空変換機構、３０…パイロットリレー、３１…ハウジング、３１Ａ…入力気圧室、３１Ｂ…導入路、３１Ｃ…排気室、３１Ｄ…バイアス室、３１Ｅ…出力気圧室、３１Ｆ…供給気圧室、３１Ｇ…連通路、３１Ｈ…導入路、３１Ｉ…対向室、３２Ａ…ダイアフラム、３２Ｂ…ダイアフラム、３２Ｃ…ダイアフラム、３５…移動体、３５Ａ…空気流路、３５ＡＡ…第１端、３５ＡＢ…第２端、３６…弁体、３６Ａ…上側弁、３６Ｂ…下側弁、３６Ｃ…下端部、３７…スプリング、３８…受圧部材、９１…外部装置、９５…流量制御弁、１３０…パイロットリレー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】