(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-09
(45)【発行日】2023-02-17
(54)【発明の名称】電空レギュレータ
(51)【国際特許分類】
G05D 16/20 20060101AFI20230210BHJP
F15B 5/00 20060101ALI20230210BHJP
【ＦＩ】
G05D16/20 Z
F15B5/00 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020072907
(22)【出願日】2020-04-15
(65)【公開番号】P2021170219
(43)【公開日】2021-10-28
【審査請求日】2022-01-31
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＣＫＤ製品カタログ デジタル電空レギュレータＥＶＤシリーズ（発行日：令和２年２月、発行者：ＣＫＤ株式会社）
(73)【特許権者】
【識別番号】000106760
【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 勢太
(72)【発明者】
【氏名】長崎 功
(72)【発明者】
【氏名】鷲見 治彦
【審査官】牧 初
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５２５７３７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｄ １６／００－１６／２０
Ｆ１５Ｂ １／００－ ７／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の圧力を調整するための給気弁と排気弁とを備える主弁部と、前記主弁部により制御された制御圧力を測定する圧力センサと、
前記給気弁と前記排気弁に駆動力を付与するダイアフラムと、
前記ダイアフラムを変位させるパイロット流体の供給を制御する給気用電磁弁と、
前記パイロット流体の排気を制御する排気用制御弁と、
前記制御圧力の設定値を示す設定制御圧力と、前記圧力センサが測定した前記制御圧力との差分に応じて前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作をＰＷＭ制御する制御部と、
を備える電空レギュレータにおいて、
前記制御部は、
０を示す前記設定制御圧力を受け付けた場合に、前記制御圧力を０に制御した後、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに開閉動作を行わせる第１モードと、０を示す前記設定制御圧力を受け付けた場合に、前記制御圧力を０に制御した後、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに閉動作を行わせる第２モードとの設定を受け付けるモード設定処理を実行し、
０を示す前記設定制御圧力を受け付け、前記圧力センサが０を示す前記制御圧力を測定する場合に、前記モード設定処理にて受け付けたモードに応じて前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作を制御すること、
を特徴とする電空レギュレータ。
【請求項2】
請求項１に記載する電空レギュレータにおいて、外部装置と通信可能に接続される通信部を有し、
前記外部装置から出力された前記第１モード又は前記第２モードの設定を前記通信部を介して受け付けること、
を特徴とする電空レギュレータ。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載する電空レギュレータにおいて、情報の入力操作を受け付ける操作部を有し、
前記第１モード又は前記第２モードの設定を前記操作部を介して受け付けること、
を特徴とする電空レギュレータ。
【請求項4】
請求項１から請求項３の何れか１つに記載する電空レギュレータにおいて、前記制御部は、
前記モード設定処理にて前記第２モードの設定を受け付けた場合に、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに開閉動作を再開させる時刻の予約を受け付ける予約時刻受付処理と、
前記予約時刻受付処理にて受け付けた前記時刻になった場合に、前記第２モードを前記第１モードに自動的に切り替える第１自動切替処理と、
を実行すること、
を特徴とする電空レギュレータ。
【請求項5】
請求項１から請求項４の何れか１つに記載する電空レギュレータにおいて、前記制御部は、
前記モード設定処理にて前記第２モードの設定を受け付けた場合に、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作を停止する停止時間の設定を受け付ける停止時間受付処理と、
前記停止時間受付処理にて受け付けた前記停止時間が経過した場合に、前記第２モードを前記第１モードに自動的に切り替える第２自動切替処理と、
を実行すること、
を特徴とする電空レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体の圧力を無段階で制御する電空レギュレータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、生産設備の空圧制御に、流体の圧力を無段階で制御する電空レギュレータが使用されている。電空レギュレータは、主弁部の給気弁と排気弁とを用いて流体の圧力を制御する。電空レギュレータは、給気弁と三方弁を駆動させるパイロット機構を備える。パイロット機構は、パイロット圧力を供給する給気用電磁弁と、パイロット圧力を排気する排気用電磁弁と、パイロット圧力に応じて三方弁に駆動力を付与するダイアフラムとを備える（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】「ＣＫＤ製品カタログ デジタル電空レギュレータＥＶＤＳｅｒｉｅｓ」，ＣＫＤ株式会社，２０１９年，ｐ．５８６－ｐ．５９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来技術には以下の問題があった。従来の電空レギュレータは、設定制御圧力が０である場合にも、応答性を維持するために、パルス幅を極力小さくして給気用電磁弁と排気用電磁弁とに開閉動作を行わせていた。そのため、給気用電磁弁と排気用電磁弁が劣化しやすかった。一方、ユーザが電空レギュレータに求める機能は、様々である。例えば、電空レギュレータに高応答性を求める場合もあれば、応答性が多少悪くなっても製品寿命を延ばしたい場合もある。よって、１台の電空レギュレータがその両方の要求を満たすことができれば、便利である。このように、従来の電空レギュレータには、使い勝手を改善する余地があった。
【0005】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、流体の圧力を無段階で制御する電空レギュレータにおいて、使い勝手を良くする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、次のような構成を有している。（１）流体の圧力を調整するための給気弁と排気弁とを備える主弁部と、前記主弁部により制御された制御圧力を測定する圧力センサと、前記給気弁と前記排気弁に駆動力を付与するダイアフラムと、前記ダイアフラムを変位させるパイロット流体の供給を制御する給気用電磁弁と、前記パイロット流体の排気を制御する排気用制御弁と、前記制御圧力の設定値を示す設定制御圧力と、前記圧力センサが計測した前記制御圧力との差分に応じて前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作をＰＷＭ制御する制御部と、を備える電空レギュレータにおいて、前記制御部は、０を示す前記設定制御圧力を受け付けた場合に、前記制御圧力を０に制御した後、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに開閉動作を行わせる第１モードと、０を示す前記設定制御圧力を受け付けた場合に、前記制御圧力を０に制御した後、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに閉動作を行わせる第２モードとの設定を受け付けるモード設定処理を実行し、０を示す前記設定制御圧力を受け付け、前記圧力センサが０を示す前記制御圧力を測定する場合に、前記モード設定処理にて受け付けたモードに応じて前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作を制御すること、を特徴とする。
【0007】
上記構成の電空レギュレータは、第１モードが設定されている場合には、０を示す設定制御圧力を受け付けたとき、給気用電磁弁と排気用電磁弁とに開閉動作を行わせる。そのため、設定制御圧力が変更された場合、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを直ちに動作させ、入力ポートに供給された流体を変更後の設定制御圧力に応答性良く制御できる。一方、電空レギュレータは、第２モードが設定されている場合には、０を示す設定制御圧力を受け付けたとき、給気用電磁弁と排気用電磁弁とに閉動作を行わせる。この場合、給気用電磁弁と排気用電磁弁が開閉しないので、第１モードと比べて給気用電磁弁と排気用電磁弁の寿命を長くできる。よって、上記構成の電空レギュレータによれば、第１モードと第２モードの設定を切り替えることで、１台で高応答性と高寿命化の要求を満たすことができるので、使い勝手がよい。
【0008】
（２）（１）に記載する電空レギュレータにおいて、外部装置と通信可能に接続される通信部を有し、前記外部装置から出力された前記第１モード又は前記第２モードの設定を前記通信部を介して受け付けること、が好ましい。
【0009】
上記構成の電空レギュレータは、外部装置から出力された第１モード又は第２モードの設定を通信部を介して受け付けることで、外部装置からの指示に応じて第１モードと第２モードとを切り替えることができる。
【0010】
（３）（１）又は（２）に記載する電空レギュレータにおいて、情報の入力操作を受け付ける操作部を有し、前記第１モード又は前記第２モードの設定を前記操作部を介して受け付けること、が好ましい。
【0011】
上記構成の電空レギュレータは、操作部に入力された第１モード又は第２モードの設定を操作部を介して受け付けることで、自装置で第１モードと第２モードとを切り替えることができる。
【0012】
（４）（１）から（３）の何れか１つに記載する電空レギュレータにおいて、前記制御部は、前記モード設定処理にて前記第２モードの設定を受け付けた場合に、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とに開閉動作を再開させる時刻の予約を受け付ける予約時刻受付処理と、前記予約時刻受付処理にて受け付けた前記時刻になった場合に、前記第２モードを前記第１モードに自動的に切り替える第１自動切替処理と、を実行すること、が好ましい。
【0013】
上記構成の電空レギュレータは、第２モードが設定されて、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを停止させる場合に、予約した時刻になると、第２モードが第１モードに切り替えられて、給気用電磁弁と排気用電磁弁とが開閉動作を再開する。よって、上記構成の電空レギュレータは、例えば、給気用電磁弁と排気用電磁弁とに閉動作を長時間行わせた場合でも、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを自動的に暖めてから、圧力制御を再開できるようになり、高寿命化と高応答性の両方を実現することが可能になる。
【0014】
（５）（１）から（４）の何れか１つに記載する電空レギュレータにおいて、前記制御部は、前記モード設定処理にて前記第２モードの設定を受け付けた場合に、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁の開閉動作を停止する停止時間の設定を受け付ける停止時間受付処理と、前記停止時間受付処理にて受け付けた前記停止時間が経過した場合に、前記第２モードを前記第１モードに自動的に切り替える第２自動切替処理と、を実行すること、が好ましい。
【0015】
上記構成の電空レギュレータは、第２モードが設定されて、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを停止させる場合に、停止時間が経過すると、第２モードが第１モードに切り替えられて、給気用電磁弁と排気用電磁弁とが開閉動作を再開する。よって、上記構成の電空レギュレータは、例えば、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを長時間停止させた場合でも、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを自動的に暖めてから、圧力制御を再開できるようになり、高寿命化と高応答性の両方を実現することが可能になる。
【発明の効果】
【0016】
よって、本発明によれば、流体の圧力を無段階で制御する電空レギュレータにおいて、使い勝手を良くする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施形態に係る電空レギュレータの外観斜視図である。
【図7】第１モード選択時の動作を説明するタイミングチャートである。
【図8】第２モード選択時の動作を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明に係る電空レギュレータの実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電空レギュレータ１の外観斜視図である。電空レギュレータ１は、流路ブロック１０とカバー２を結合して、直方体形状の外観が構成されている。本形態では、流路ブロック１０は金属で形成され、カバー２は樹脂で形成されている。なお、流路ブロック１０とカバー２の材質は同じでもよい。
【0019】
カバー２の上面には、外部装置に通信可能に接続されるコネクタ３を備える。コネクタ３は「通信部」の一例である。
【0020】
カバー２は、４つの側面のうちの正面に、操作パネル４が設けられている。操作パネル４は、表示部５と、操作部６とを含む。操作部６は、情報の入力操作を受け付けるボタン群で構成されている。
【0021】
図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。電空レギュレータ１は、ブースタ２０とパイロット制御部３０が内設されている。ブースタ２０は、流体の圧力を調整するための給気弁２６と排気弁２７とを備え、流路ブロック１０内に配置されている。ブースタ２０は「主弁部」の一例である。パイロット制御部３０は、給気弁２６と排気弁２７を操作するものであり、ブースタ２０の図中上方に配置されている。
【0022】
流路ブロック１０は、立方体形状をなし、入力ポート１１と出力ポート１４とが対向する側面に開設されている。入力ポート１１は、連通流路１２と、フィードバック室１３とを介して出力ポート１４に連通している。流路ブロック１０は、連通流路１２の図中奥側に、ブースタ２０の可動軸２１が図中上下方向に移動可能に配置されている。
【0023】
給気弁２６は、入力ポート１１と出力ポート１４との間に配置されている。給気弁２６は、弁座１６と、弁体２１１と、圧縮ばね２３とを含む。弁座１６は、連通流路１２の開口端部に沿って設けられている。弁体２１１は、可動軸２１に一体に設けられ、弁座１６に当接又は離間する。流路ブロック１０の下面には、ボトムプラグ２５がＯリング２４を介して螺設されている。圧縮ばね２３は、弁体２１１とボトムプラグ２５との間に縮設され、弁体２１１に弁座１６方向の付勢力を常時付与している。
【0024】
図３は、図１のＣ－Ｃ断面図である。流路ブロック１０は、フィードバック室１３とボトムプラグ２５との間に貫通穴７１が形成されている。ボトムプラグ２５には、排気ポート１５が設けられている。可動軸２１は、中空穴２１３を備える筒形状をなす。可動軸２１は、図中上端部がフィードバック室１３に配置され、図中下端部がボトムプラグ２５内に配置されるように貫通穴７１に貫き通され、フィードバック室１３が中空穴２１３を介して排気ポート１５と連通している。
【0025】
排気弁２７は、出力ポート１４と排気ポート１５との間に配置されている。排気弁２７は、弁座面２１２と、鋼球３４とを含む。弁座面２１２は、可動軸２１の図中上端面に設けられている。鋼球３４は、弁座面２１２に当接又は離間可能に設けられた弁体である。鋼球３４は、後述するダイアフラム組立３１に保持され、ダイアフラム３２の変位に従って図中上下方向に移動する。中間部材２２は、ゴム等で形成された圧縮変形可能な部材である。中間部材２２は、弁体２１１とボトムプラグ２５とに密着する状態で弁体２１１とボトムプラグ２５との間に配置され、ボトムプラグ２５と可動軸２１との間の隙間などから流体が漏れることを防いでいる。
【0026】
図３に示すように、パイロット制御部３０は、ダイアフラム組立３１と、給気用電磁弁３６と、排気用電磁弁３７と、圧力センサ３９と、バルブベース７２と、パイロットチャンバ７３とを含む。バルブベース７２は、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が取り付けられている。また、図２に示すように、パイロット制御部３０は、制御基板３８と、圧力センサ３９を含む。制御基板３８は、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の図中上方の位置にて、ケース２に保持されている。圧力センサ３９は、バルブベース７２に取り付けられている。バルブベース７２は、パイロットチャンバ７３と結合されている。
【0027】
ダイアフラム組立３１は、ダイアフラム３２と、リリーフシート３３と、鋼球３４とを備える。ダイアフラム３２は、パイロットチャンバ７３と流路ブロック１０との間で外縁部を挟持され、フィードバック室１３とパイロット室３５とを気密に区画している。リリーフシート３３は、金属など剛性のある部材であり、ダイアフラム３２の受圧面側（図中下側に位置する面）に一体的に取り付けられている。リリーフシート３３は、弁座面２１２と対向する位置にて鋼球３４を保持している。
【0028】
図４は、図１に示す電空レギュレータ１の制御ブロック図である。電空レギュレータ１は、入力ポート１１をパイロット用排気ポート４１に接続するパイロット流路４２を備える。パイロット用排気ポート４１は、例えば、カバー２の側面のうち、操作パネル４が設けられた正面と反対側に位置する背面に、設けられている。パイロット流路４２には、上流側（入力ポート１１側）から順に、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が配設されている。パイロット流路４２は、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７との間の位置から給排気流路４３が分岐し、パイロット室３５（例えば図３参照）と連通している。
【0029】
制御基板３８は、コネクタ３を介して受け付けた設定制御圧力と、圧力センサ３９が測定する制御圧力との差分に基づいて、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作をＰＷＭ制御することで、パイロット室３５の圧力を調整し、ブースタ２０の給気弁２６と排気弁２７を操作して制御圧力を設定制御圧力に制御する。
【0030】
具体的に説明すると、制御基板３８は、コネクタ３を介して上位コントローラ１００に通信可能に接続されている。制御基板３８は、上位コントローラ１００から出力された指令値をコネクタ３を介して入力することができる。指令値は、例えば、設定制御圧力を決定するための入力信号を含む。指令値は、例えば、制御基板３８が実行するモードを指定するモード信号を含んでもよい。また、制御基板３８は、上位コントローラ１００に出力信号をコネクタ３を介して出力することができる。出力信号は、例えば、電空レギュレータ１の動作に関する動作情報や、電空レギュレータ１の設定に関する設定情報を含む。
【0031】
制御基板３８は、比較部５１と制御回路５２とを備える。制御回路５２は、周知のマイクロコンピュータであって、ＣＰＵやメモリを含む。メモリは、不揮発性メモリと揮発性メモリを含む。メモリには、電空レギュレータ１の動作を制御するための制御プログラムや、各種設定が記憶される。メモリは、制御プログラムの処理を実行する際にデータを一時的に記憶する記憶領域としても使用される。制御回路５２は、表示部５と操作部６が接続されている。制御回路５２は、操作部６を介して、設定制御圧力やモードを受け付けることができる。また、制御回路３２は、表示部５を用いて、動作状態や設定内容を表示することができる。
【0032】
制御回路５２は、電源が投入されると、ＣＰＵがメモリに記憶される制御プログラムを起動し、電空レギュレータ１の動作を制御する制御処理を開始する。制御回路５２のＣＰＵは、電源が切断されると、制御処理を終了する。
【0033】
制御処理について説明する。制御処理では、制御圧力の設定値を示す設定制御圧力と、圧力センサ３９が測定した制御圧力との差分を求める。すなわち、比較部５１は、コネクタ３を用いて受信した設定制御圧力と、圧力センサ３９が測定した制御圧力とを比較し、その比較結果を制御回路５２に渡す。なお、比較部５１は、操作部６を介して受け付けた設定制御圧力と、圧力センサ３９が測定した制御圧力とを比較し、その比較結果を制御回路５２に渡してもよい。
【0034】
制御処理では、受け付けた設定制御圧力が０を示すか否かを判断する。受け付けた設定制御圧力が０を示さない場合、制御回路５２は、求めた差分に応じて、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作をＰＷＭ制御する。すなわち、制御回路５２は、比較部５１から受け取った比較結果に基づいて、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７に出力するパルス信号Ｐ１，Ｐ２を生成し、出力する。パルス信号Ｐ１，Ｐ２は、一定のパルス周期Ｔで出力され、開動作を指示する「ＯＮ信号」と閉動作を指示する「ＯＦＦ信号」とを含む。「ＯＮ信号」のパルス幅は、設定制御圧力と制御圧力との差分に応じて設定される。給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７は、パルス信号Ｐ１，Ｐ２に従って開閉動作を行う。本形態では、制御基板３８が「制御部」の一例であるが、制御回路５２を「制御部」としてもよい。
【0035】
これに対して、受け付けた設定制御圧力が０を示す場合、制御回路５２は、第１モードと第２モードの何れか設定されているか判断する。第１モードは、コネクタ３又は操作部６を介して０を示す設定制御圧力を受け付けた場合に、制御圧力を０に制御した後、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに開閉動作を行わせるモードである。第２モードは、コネクタ３又は操作部６を介して０を示す設定制御圧力を受け付けた場合に、制御圧力を０に制御した後、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに閉動作を行わせるモードである。制御回路５２は、制御処理と別のモード設定処理にて、第１モードと第２モードとの設定を受け付けることができる。
【0036】
制御回路５２は、モード設定処理にて第１モードが設定されている場合、０を示す設定制御圧力を受け付け、圧力センサ３９が０を示す制御圧力を測定すると、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに開閉動作を行わせる。一方、制御回路５２は、モード設定処理にて第２モードが設定されている場合、０を示す設定制御圧力を受け付け、圧力センサ３９が０を示す制御圧力を測定すると、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに閉動作を行わせる。
【0037】
ここで、制御回路５２は、モード設定処理にて第２モードが設定された場合、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに開閉動作を再開させる時刻の予約を受け付けることができる。この処理は「予約時刻受付処理」の一例である。制御回路５２は、上位コントローラ１００から出力された予約時刻をコネクタ３を介して受け付けてもよいし、操作部６を用いて入力された予約時刻を受け付けてもよい。制御回路５２は、第２モードの設定を受け付け、予約時刻を受け付けた場合、予約時刻になると、第２モードを第１モードに自動的に切り替える。この処理は「第１自動切替処理」の一例である。
【0038】
また、制御回路５２は、第２モードが設定された場合、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を停止する停止時間の設定を受け付けることができる。この処理は「停止時間受付処理」の一例である。制御回路５２は、上位コントローラ１００から出力された停止時間をコネクタ３を介して受け付けてもよいし、操作部６を用いて入力された停止時間を受け付けてもよい。制御回路５２は、第２モードの設定を受け付け、停止時間の設定を受け付けた場合、受け付けた停止時間が経過すると、第２モードを第１モードに自動的に切り替える。この処理は「第２自動切替処理」の一例である。
【0039】
続いて、電空レギュレータ１の動作を説明する。図５は、図１に示す電空レギュレータ１における昇圧動作を説明する図である。電空レギュレータ１は、圧力センサ３９が計測した圧力が設定制御圧力より低い場合、給気用電磁弁３６にパルス信号Ｐ１を出力して開閉動作を行わせ、排気用電磁弁３７にパルス信号Ｐ２を出力せず、閉動作させる。入力ポート１１からパイロット流路４２に流入した流体が給気用電磁弁３６を介してパイロット室３５に供給され、パイロット室３５の圧力が上昇する。パイロット室３５のパイロット圧力がフィードバック室１３の制御圧力より高くなると、ダイアフラム３２が図中下向きに変位する。
【0040】
鋼球３４は、ダイアフラム３２の図中下向きの変位により、弁座面２１２に対して図中下向きに押し付けられ、排気弁２７が弁閉される。弁座面２１２に作用する図中下向きの力が、弁体２１１に作用する流体の圧力と圧縮ばね１３のばね力との図中上向きに作用する合力より大きくなると、可動軸２１は、ダイアフラム３２の変位に応じて、圧縮ばね２３と中間部材２２を圧縮させながら図中下向きに移動する。これに伴い、可動軸２１に一体に設けられた弁体２１１が弁座１６から離間し、給気弁２６が弁開する。これにより、入力ポート１１に供給された流体が連通流路１２、フィードバック室１３を介して出力ポート１４に供給される。また、流体は、貫通穴７１と可動軸２１との間の隙間を介してフィードバック室１３に供給される。よって、出力ポート１４の制御圧力が上昇する。
【0041】
図６は、図１に示す電空レギュレータ１における減圧動作を説明する図である。電空レギュレータ１は、圧力センサ３９が測定した圧力が設定制御圧力より高い場合、排気用電磁弁３７にパルス信号Ｐ２を出力して開閉動作を行わせ、給気用電磁弁３６にパルス信号Ｐ１を出力せず、閉動作させる。パイロット室３５の流体は、排気用電磁弁３７を介してパイロット用排気ポート４１から排気され、パイロット室２５の圧力が低下する。パイロット室３５の圧力がフィードバック室１３の圧力（つまり、出力ポート１４の制御圧力）より低くなると、ダイアフラム３２が図中上向きに変位する。
【0042】
可動軸２１は、弁体２１１に作用する流体の圧力と圧縮ばね２３のばね力との合力によって、ダイアフラム３２の図中上向きの変位に追従して図中上向きに移動する。給気弁２６は、弁体２１１が弁座１６に当接することで、弁閉される。可動軸２１は、弁体２１１が弁座１６に当接すると、それ以上、図中上向きに移動できなくなる。鋼球３４は、弁体２１１が弁座１６に当接した後も、ダイアフラム３２の図中上向きの変位に従って図中上向きに移動することで、可動軸２１の弁座面２１２から離間し、排気弁２７が弁開される。これにより、出力ポート１４の流体は、フィードバック室１３、中空穴２１３を介して排気ポート１５から排気される。よって、出力ポート１４の制御圧力が低下する。
【0043】
このように、ブースタ２０は、ダイアフラム３２の変位に応じて給気弁２６と排気弁２７とが相対的に開閉されることで、流体の圧力を無段階で制御することができる。
【0044】
続いて、第１モードが選択されている場合の電空レギュレータ１の動作を図７を参照して説明する。
【0045】
本形態では、電空レギュレータ１のメモリに圧力制御範囲が登録されており、入力信号が示す割合によって、設定制御圧力が決定される。例えば、圧力制御範囲が「０～１００ｋＰａ」であり、入力信号が「０％～１００％」の範囲で設定されるとする。この場合、入力信号が１００％である場合、設定制御圧力は、圧力制御範囲の上限値である「１００ｋＰａ」とされる。入力信号が５０％である場合、設定制御圧力は、圧力制御範囲の上限値に対して５０％の値となる「５０ｋＰａ」とされる。また、入力信号が０％である場合、設定制御圧力は、圧力制御範囲の上限値に対して０％の値となる「０ｋＰａ」とされる。なお、本形態では、入力信号が１％以下の場合も、設定制御圧力は、「０ｋＰａ」とされる。
【0046】
例えば、図中ｔ１に示すように、入力信号が０％から１００％に切り替えられた場合、給気用電磁弁３６にパルス信号Ｐ１が出力され、排気用電磁弁３７にパルス信号Ｐ２が出力されない。これにより、図中Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に示すように、制御圧力が０ｋＰａから設定制御圧力まで上昇する。パルス信号Ｐ１は、圧力センサ３９が測定する制御圧力の設定制御圧力に対する割合が１００％に近づくにつれて、つまり、制御圧力が設定制御圧力に近づくにつれて、パルス周期Ｔに対するパルス幅ｔ２が小さくなる。
【0047】
図中Ｘ３に示すように、圧力センサ３９が測定する制御圧力の設定制御圧力に対する割合が１００％になると、つまり、制御圧力が設定制御圧力に到達すると、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７に、極力短いパルス幅のパルス信号Ｐ１，Ｐ２が同期して出力される。これにより、制御圧力が設定制御圧力に維持される。
【0048】
図中ｔ４に示すように、入力信号が１００％から０％に切り替えられた場合、給気用電磁弁３６にパルス信号Ｐ１が出力されず、排気用電磁弁３７にパルス信号Ｐ２が出力される。これにより、図中Ｘ４、Ｘ５に示すように、制御圧力が設定制御圧力から０ｋＰａまで低下する。パルス信号Ｐ２は、圧力センサ３９が測定する制御圧力の設定制御圧力に対する割合が０％に近づくにつれて、つまり、制御圧力が０ｋＰａに近づくにつれて、パルス周期Ｔに対するパルス幅ｔ１が小さくなる。
【0049】
図中Ｘ５に示すように、圧力センサ３９が測定する制御圧力の設定制御圧力に対する割合が０％になると、つまり、制御圧力が０ｋＰａに到達すると、図中Ｙ３に示すように、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７に、極力短いパルス幅のパルス信号Ｐ１，Ｐ２が同期して出力される。これにより、図中Ｙ１に示すように、制御圧力が０ｋＰａに維持される。
【0050】
次に、第２モードが設定されている場合の電空レギュレータ１の動作を図８を参照して説明する。図８に示す動作では、図中ｔ４に示すように、入力信号が１００％から０％に切り替えられ、図中Ｙ１に示すように、制御圧力が０ｋＰａに制御された場合における図中Ｙ５に示す動作が、図７の図中Ｙ３に示す動作と異なる。すなわち、図中Ｙ５に示すように、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７は、０％の入力信号を入力し（０を示す設定制御圧力を受け付け）、圧力センサ３９が測定する制御圧力の設定制御圧力に対する割合が０％である（制御圧力が０ｋＰａである）場合、パルス信号Ｐ１，Ｐ２が停止されている。この他は、図７の動作と同じなので説明を省略する。
【0051】
このように、本形態の電空レギュレータ１は、第１モードが設定されている場合には、０％の入力信号を受信したとき（０を示す設定制御圧力を受け付けたとき）、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに開閉動作を行わせる。そのため、入力信号が０％から１００％に変更され、設定制御圧力が変更された場合、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７を速やかに動作させ、入力ポート１１に供給された流体を変更後の設定制御圧力に応答性良く制御できる。一方、電空レギュレータ１は、第２モードが設定されている場合には、０％の入力信号を受信したとき（０を示す設定制御圧力を受け付けたとき）、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに閉動作を行わせる。この場合、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が開閉しないので、第１モードと比べて給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の寿命を長くできる。また、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の動作に伴う騒音を低減できる。よって、本形態の電空レギュレータ１によれば、第１モードと第２モードの設定を切り替えることで、１台で高応答性と高寿命化の要求を満たすことができるので、使い勝手がよい。
【0052】
具体的に説明すると、例えば、昼休憩の際には、第１モードを電空レギュレータ１に設定する。この場合、昼休憩後、或いは、昼休憩終了前に作業を再開しても、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が、開閉動作により暖められているので、速やかに動作を開始することができ、流体を設定制御圧力に応答性良く制御できる。また、休憩中の入力信号が１％であり、再開後の入力信号が１．５％である場合でも、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が応答性良く動作できる。このように、第１モードが設定されることで、電空レギュレータ１は、いつでも同じ圧力制御性能を実現できる。
【0053】
これに対して、例えば、メンテナンスなどのためにラインを半日止める場合には、第２モードを電空レギュレータ１に設定する。これにより、メンテナンス時に使用する必要がない給気用電磁弁３６や排気用電磁弁３７が停止されるため、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が無駄に動作せず、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の劣化が抑制される。また、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作に伴う騒音がなくなるので、メンテナンス等の作業者にかかるストレスを軽減できる。
【0054】
もっとも、第２モードが設定されている場合、圧力制御を再開する際に、停止していた給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７が冷えている。給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７は、冷えている時でも仕様の性能は満足するが、暖められることで安定して性能を満足するようになる。
【0055】
そこで、電空レギュレータ１は、第２モードが設定されて、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを停止させる場合に、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を再開する時刻の予約を受け付ける。電空レギュレータ１は、予約した時刻になると、第２モードを第１モードに自動的に切り替える。これにより、予約した時刻から給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とが開閉動作を再開され、暖められる。そのため、電空レギュレータ１は、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とに閉動作を長時間行わせた場合でも、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを自動的に暖めてから、圧力制御を再開できるようになり、高寿命化と高応答性の両方を実現することが可能になる。
【0056】
また、電空レギュレータ１は、第２モードが設定されて、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを停止させる場合に、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を停止する停止時間の設定を受け付ける。電空レギュレータ１は、設定された停止時間が経過すると、第２モードを第１モードに自動的に切り替える。これにより、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを停止してから、停止時間が経過すると、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とが開閉動作を再開され、暖められる。そのため、電空レギュレータ１は、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを半日もの長時間停止させた場合でも、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７とを自動的に暖めてから、圧力制御を再開できるようになり、高寿命化と高応答性の両方を実現することが可能になる。
【0057】
電空レギュレータ１は、コネクタ３を介して上位コントローラ１００に接続されているため、上位コントローラ１００から出力された第１モードと第２モードの設定や、予約時間の設定や、停止時間の設定を受け付け、それに従って給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を制御できる。
【0058】
また、電空レギュレータ１は、操作部６を介して第１モードと第２モードの設定や、予約時間の設定や、停止時間の設定を自装置で受け付け、それに従って給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を制御できる。
【0059】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。電空レギュレータ１は、入力信号に代えて、設定制御圧力を上位コントローラ１００から直接取得してもよい。
【0060】
例えば、第２モードの設定を受け付けた場合に、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の開閉動作を再開させる時刻の予約を受け付けなくてもよい。また、第２モードの設定を受け付けた場合に、給気用電磁弁３６と排気用電磁弁３７の停止時間の設定を受け付けなくてもよい。つまり、第１モードと第２モードは、上位コントローラ１００或いは操作部６から設定が変更されたときをトリガとして、切り替えられてもよい。
【0061】
電空レギュレータ１は、上位コントローラ１００等の外部装置と通信する機能がなくてもよい。
【0062】
電空レギュレータ１は、表示部５や操作部６がなくてもよい。但し、表示部５や操作部６を備えることにより、電空レギュレータ１毎に情報の表示や入力を行うことができ、便利である。
【0063】
ブースタ２０の構造は上記形態と異なっても差し支えない。また、ダイアフラム組立３１は、ダイアフラム３２に弁座面２１２に当接する弁体部を一体的に設けてもよい。ただし、金属等で形成したリリーフシート３３を介して弁座面２１２に当接又は離間する鋼球３４をダイアフラム３２に取り付けることにより、排気弁２７の動作を安定させることができる。
【0064】
給気用電磁弁３６や排気用電磁弁３７や圧力センサ３９や制御基板３８の配置は上記形態と異なっても差し支えない。
【符号の説明】
【0065】
１ 電空レギュレータ
３ コネクタ
６ 操作部
２０ ブースタ
２６ 給気弁
２７ 排気弁
３２ ダイアフラム
３６ 給気用電磁弁
３７ 排気用電磁弁
３８ 制御基板
３９ 圧力センサ
３ コネクタ
６ 操作部
２０ ブースタ
２６ 給気弁
２７ 排気弁
３２ ダイアフラム
３６ 給気用電磁弁
３７ 排気用電磁弁
３８ 制御基板
３９ 圧力センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】