JP2017151571A - 圧力制御弁および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開弁状態での空気流量のばらつきを抑えることができる圧力制御弁を提供する。
【解決手段】圧力制御弁１は、供給側ポート５と、放出側ポート７と、開弁状態で供給側ポート５と放出側ポート７の双方に連通する弁室９と、弁室９内に収容されたピストン１２と、該ピストンを閉弁方向に押圧するスプリング１５と、スプリング１５の一端に当接して該スプリングを支えるリテーナ１７と、ピストン１２の開閉弁圧力を設定するためのボルト２３及びナット２５の組合せを備えている。スプリング１５は開弁時において、その巻き線の一部または全部がほぼ密着した状態で、ピストン１２を停止させる。あるいは、スプリング１５は開弁時において、空気圧力とスプリングの反力とがバランスした状態で、ピストン１２を停止させる。スプリング１５の巻き線が密着する前にピストン１２を強制的に停止させるようなストッパなどの物理的構造を設けてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載機器類等へ圧縮空気を供給する圧縮空気回路において、当該機器類等の手前に設けられる圧力制御弁（バルブ）と、該圧力制御弁の仕様を測定する際に用いる測定装置に関するものである。

大型トラックなどでトランスミッションの変速など複数の車載機器類の作動に圧縮空気を使用する機械的構造において、それらの作動に必要な空気圧を維持するために、圧力制御弁を空気圧回路に装備するのが一般的である。一般的な圧力制御弁の使用例を以下に説明する。

例えば大型トラックにおいて、複数の車載機器類へ供給する圧縮空気回路の空気圧が何らかの理由で低下して、例えばトランスミッションの変速に必要な空気圧維持が困難になった場合には、トランスミッション以外の機器類の手前に設けられた圧力制御弁を、通常の開弁した状態から閉弁させて圧縮空気の供給を遮断することにより、トランスミッション変速装置への供給空気圧を維持する。

上述したとおり、圧力制御弁は通常時は開弁状態であって、圧縮空気を通過させてトランスミッションなどの機器類に供給しているが、従来より、開弁時に圧力制御弁を通過する空気流量のばらつきが問題視されてきた。すなわち、圧力制御弁を通過する空気流量にばらつきがあると、その圧縮空気を使用する機器類の作動に不具合を招くため、開弁時における圧力制御弁を通過する空気流量のばらつきを抑制する手段が強く望まれてきた。

そこで、上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、開弁状態での空気流量のばらつきを抑えることができる圧力制御弁と、該圧力制御弁の仕様を正確に測定することを可能にする測定装置を提供することにある。

このような目的は、
供給側ポートおよび放出側ポートに連通する弁室に設けられた弁体をなすピストンと、
前記ピストンを反力によって閉弁方向に押圧するためのスプリングと、を具備し、
供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
開弁時において、前記スプリングは、その巻き線の一部または全部がほぼ密着した状態で、前記ピストンを停止させる、ことを特徴とする圧力制御弁によって達成される。

また上記目的は、
供給側ポートおよび放出側ポートに連通する弁室に設けられた弁体をなすピストンと、
前記ピストンを反力によって閉弁方向に押圧するためのスプリングと、を具備し、
供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
開弁時において、前記スプリングの巻き線が密着する前に前記ピストンを強制的に停止させるためのピストン停止手段を有することを特徴とする圧力制御弁によって達成される。

また上記目的は、
供給側ポートおよび放出側ポートに連通する弁室に設けられた弁体をなすピストンと、
前記ピストンを反力によって閉弁方向に押圧するためのスプリングと、を具備し、
供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
開弁時において、前記スプリングは、空気圧力とスプリングの反力とがバランスした状態で、前記ピストンを停止させる、ことを特徴とする圧力制御弁によって達成される。

また上記目的は、
上述した圧力制御弁の仕様を測定するための測定装置であって、
圧力制御弁の供給側ポートに接続して用いられ、圧縮気体を貯留可能に構成された供給側タンクと、
圧力制御弁の放出側ポートに接続して用いられ、圧縮気体を貯留可能に構成された放出側タンクと、
を具備する測定装置によって達成される。

上記測定装置は、更に、
前記圧力制御弁のピストンの動作圧力を測定するために用いられ、前記供給側タンクに流路を介して接続された、少なくとも１つの供給側切替弁と、
前記圧力制御弁のピストンの動作圧力を測定するために用いられ、前記放出側タンクに流路を介して接続された、少なくとも１つの放出側切替弁と、
を具備することが好ましい。

また、上記測定装置では、前記供給側切替弁および前記放出側切替弁の少なくとも何れか１つの出口側に、オリフィス単体又はオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられていることが好ましい。

本発明の圧力制御弁によれば、ピストンのストローク量のばらつきが減少し、開弁状態の圧力制御弁を通過する空気流量のばらつきを抑えることができる。

また、本発明の測定装置によれば、
１）閉弁状態にある圧力制御弁のピストン（弁体）が開く時の圧力
２）開弁状態にある圧力制御弁のピストン（弁体）が閉じる時の圧力
を正確に測定することができる。
また、この測定装置を複数台保有した場合でも、測定した圧力値の誤差（複数の測定装置間での測定値の誤差）を最小限に抑えることができる。

本発明に係る圧力制御弁を示す断面図であって、図１（ａ）は閉弁状態にある圧力制御弁を示しており、図１（ｂ）は開弁状態にある圧力制御弁を示している。 本発明に係る圧力制御弁を示す断面図とそのＡ部の拡大図である。 圧縮コイルスプリングの荷重-たわみ特性を示すグラフであって、図３（ａ）は圧力制御弁の第１実施形態に関するものであり、図３（ｂ）は圧力制御弁の第２実施形態に関するものであり、図３（ｃ）は圧力制御弁の第３実施形態に関するものである。 本発明に係る測定装置の第１実施形態を示す図である。 本発明に係る測定装置の他の実施形態を示す図である。 本発明に係る測定装置の他の実施形態を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の具体的実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態は、本発明の実施形態を例示するものであり、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、特許請求の範囲の記載の範囲内で、種々の実施形態や変形例を採用することができる。

（圧力制御弁の構成）
はじめに図１に基づいて、本発明に係る圧力制御弁の構成（後述する第１〜第３実施形態に共通する特徴）について説明する。
図１は本発明に係る圧力制御弁を示す断面図であり、図１（ａ）は閉弁時の状態を示しており、図１（ｂ）は開弁時の状態を示している。

図１に示すように、本発明に係る圧力制御弁１は、主として、
・圧力制御弁１の本体をなすボディ３と、
・圧縮空気の流入口である供給側ポート５と、
・圧縮空気の流出口である放出側ポート７と、
・開弁状態で供給側ポート５と放出側ポート７の双方に連通する弁室９と、
・弁室９内に摺動可能に収容された弁体をなすピストン１２と、
・ピストン１２の外周面に設けられたシール材であるＯ-リング１３と、
・弁体であるピストン１２を閉弁方向（着座方向）に押圧するためのスプリング１５と、
・スプリング１５の一端側に当接して該スプリングを支えるリテーナ１７と、
・リテーナ１７やスプリング１５の一部の収容空間を内側に有するキャップ１９と、
・キャップ１９をボディ３の上部に被せて両者を一体化させる取り付けボルト２１と、
・弁体であるピストン１２の開閉弁圧力を設定するためのボルト２３およびナット２５の組合せと、を備えている。

圧縮空気の入口である供給側ポート５（入力ポート）はボディ３に形成され、圧縮空気の流れの上流側に位置する。供給側ポート５は、圧縮空気の供給元である空気タンクに流路を介して接続される。

圧縮空気の出口である放出側ポート７（出力ポート）はボディ３に形成され、圧縮空気の流れの下流側に位置する。放出側ポート７は、圧縮空気を動力源として使用するトランスミッションなどの機器類に流路を介して接続される。

弁室９は供給側ポート５に連通しており、また、開弁状態において放出側ポート７にも連通している。この弁室９には、弁体をなすピストン１２が、所定ストロークで（図１で上下方向に）摺動可能に収容されている。

スプリング１５の一端側にはリテーナ１７が設けられている。また、スプリング１５の他端側は、ピストン１２を閉弁方向（着座方向）に押圧している。

リテーナ１７はキャップ１９の内側空間に設けられている。このリテーナ１７の上面側は、キャップ１９の内側に所定長さ突き出たボルト２３の先端に当接しており、また、その逆側の底面側ではスプリング１５の一端を支えている。

ピストン１２は弁室９内に摺動可能に設けられており、スプリング１５の反力、すなわち、圧縮方向に弾性変形したスプリング１５の復元力によって、常に閉弁方向へ（弁座１０に着座する方向へ）押圧されている。このピストン１２には、ボディに形成された弁座１０に対し密着可能なシール材１１が設けられている。ピストン底面のシール材１１が弁座１０に着座して密着することで、圧力制御弁１は閉弁状態となる。

ボルト２３およびナット２５の組合せは、開閉弁圧力設定手段を構成している。ナット２５はキャップ１９の上面側に設けられている。ボルト２３は、キャップ上面に設けられたナット２５に螺合しており、さらに、キャップ１９の上面に形成されたネジ孔（ナット２５の真下の孔）を貫通している。キャップ１９の内側に突き出たボルト２３の先端側は、リテーナ１７の上面に当接している。キャップ内側におけるボルト２３の突出長さを変えることで、キャップ内側におけるリテーナ１７の高さ位置が変わる。したがって、ボルト２３を調整することで、開閉弁圧力を任意の圧力に設定することができる。

（圧力制御弁の動作）
次に図１に基づいて、上記構成を具備する圧力制御弁の動作について説明する。
スプリング１５の一端はリテーナ１７によって支えられ、他端は常にピストン１２を着座方向に押圧している。すなわち、リテーナ１７とピストン１２の間にあるスプリング１５は常に圧縮方向に弾性変形しており、その反力（復元力）によってピストン１２を常に閉弁方向に押圧している。

供給側ポート５から入り込む圧縮空気の空気圧力が、スプリング１５の反力を下回った状態では、当該圧縮空気は、スプリング１５の反力に抗してピストン１２を押し上げることができない。つまり、空気圧力とスプリング１５の反力との差によって、ピストン１２は閉弁方向に押圧される。この状態では、ピストン底面側のシール材１１は弁座１０に着座し、放出側ポート７に通ずる流路８は弁室９から遮断され、圧力制御弁は図１（ａ）に示す閉弁状態を保持する。

一方、供給側ポート５から入り込む圧縮空気の空気圧力が、スプリング１５の反力を上回ると、供給側ポート５から入り込んだ圧縮空気が、スプリング１５の反力に抗してピストン１２を押し上げる。つまり、空気圧力とスプリング１５の反力との差によって、ピストン１２は開弁方向に押圧される。この状態では、ピストン底面側のシール材１１は弁座１０から離れ、供給側ポート５に通ずる弁室９は放出側ポート７と連通し、圧力制御弁は図１（ｂ）に示す開弁状態を保持する。

このように、本発明に係る圧力制御弁では、供給側ポート５から放出側ポート７へ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリング１５の反力との差によりピストン１２を開弁方向または閉弁方向に動かすようになっている。

以下、本発明に係る圧力制御弁の具体的実施形態について説明する。
なお、以下説明する圧力制御弁の各実施形態は、上述した構成を備えることを前提とし、また、上述した動作が可能であることを前提とする。

（第１実施形態に係る圧力制御弁の特徴）
スプリングの荷重〜たわみ特性は、一般に図３（ａ）に示すように、全たわみの３０−７０％の間は計算値と合うが、７０％以上では強くなる傾向を示す。これはスプリングが圧縮するにつれて、スプリング両端部付近の巻き線から接触（巻き線どうしの接触）を始め、有効巻き数が変化していくためである。

上記の特性を踏まえ、第１実施形態に係る圧力制御弁では、当該圧力制御弁に設けられるスプリングを、作動時に（開弁時に）密着または密着に近い状態で使用することを特徴とする。すなわち、第１実施形態の圧力制御弁が具備するスプリングは、開弁時において、スプリングの反力を上回る空気圧力を受けて圧縮し、スプリング巻き線の一部または全部がほぼ密着した状態で、ピストンのストロークを停止させる（開弁状態に至る）ように構成されている。

なお、特許請求の範囲に記載の「巻き線の一部または全部がほぼ密着した状態」とは、スプリングが圧縮方向に弾性変形して巻き線どうし（スプリングの隣り合う巻き線どうし）が密着した状態を含み、また、密着に近い状態、すなわち密着寸前の状態までスプリングが圧縮方向に弾性変形した態様を含む。

圧力制御弁のスプリングを、開弁後密着または密着に近い状態までたわませて使用することのメリットは、図３（ａ）における圧力変化ΔＰに対するスプリングたわみ量変化Δδを減少させて、すなわち、空気圧力をスプリングに伝えるピストンのストローク量のばらつきを減少させて、開弁時に圧力制御弁を通過する空気流量のばらつきが抑えられることにある。

なお、図３（ａ）において、たわみ変化量Δδ２がΔδ１より小さいことは、同図から明らかである。すなわち、開弁状態において、スプリングの巻き線の一部または全部が密着した状態（または密着に近い状態）までたわんで弾性変形していることで、ピストンのストローク量のばらつきが減少し、その結果、開弁状態の圧力制御弁を通過する空気流量のばらつきが抑えられる。

また、スプリング密着付近での線間接触（巻き線どうしの接触）の進行が緩やかなため、後述する第２実施形態で述べるピストンの衝突音の発生や締結部分の緩み発生の心配がない、といったメリットもある。

なお、一般に圧縮スプリングのせん断応力は下式で与えられ、使用上の最大応力を許容せん断応力の８０％以下とする様、ＪＩＳ Ｂ ２７０４−１に記載されている。

本実施形態においても同様に、スプリング密着時に許容せん断応力の８０％以下となる様、スプリング材料・巻き数・線径・コイル平均径を選択することが、スプリングのへたりによる開閉弁圧力の低下を防止するために重要である。

（第２実施形態に係る圧力制御弁の特徴）
スプリングたわみ量のばらつきを小さくする別の手段として、ピストンのストロークを強制的に停止させるためのピストン停止手段を、圧力制御弁に設けてもよい。例えば、弁体をなすピストン上方に突起部を設けるなどして、当該突起部によってピストンのストロークを強制的に規制するといった手段を採用することも可能である。

本実施形態では、上述した強制的なピストン停止手段の具体例として、図２（圧力制御弁のＡ部拡大図）に例示するとおり、キャップ１９の下面側にあるインロー２０の先端部をピストン１２のストッパとして使用する。スプリングを圧縮方向に弾性変形させながら開弁方向にストロークするピストン１２がストッパに衝突することで、スプリング巻き線が密着する前に（または密着寸前状態に至る前に）、ピストン１２のストロークが物理的構造によって強制的に停止されることになる。

なお、ピストンがストッパなどのピストン停止手段に衝撃的に当ることにより、衝突音の発生や締結部分の緩み発生などが懸念される。

そこで、ピストンがストッパなどのピストン停止手段に当たるまでのストローク量が、最大供給空気圧力時（機器類に向けて供給する空気圧力が最大の時）のピストンストローク量よりも若干小さくなる様に、スプリング諸元値および構成部品の寸法を定める。この場合のスプリング荷重〜たわみ線図を図３（ｂ）に示す。このような特性を持つスプリングを使用することで、スプリングの巻き線どうしが密着することなく、圧力制御弁開口時に安定した空気量を下流側に流すことが可能である。

なお、図２のＡ部拡大図において点線部に示すとおり、必要に応じて緩衝材２７（ストッパなどのピストン停止手段に対するピストン１２の衝撃を緩和する手段）を貼付してもよい。緩衝材１２の具体例としては、例えばゴムやスポンジなどが挙げられる。このような緩衝材１２を、インロー先端部などのピストン停止手段に設けることで、更なる衝突音防止効果を得ることができる。

（第３実施形態に係る圧力制御弁の特徴）
第３実施形態に係る圧力制御弁では、その設計にあたって、はじめに、圧力制御弁の開弁時に下流側に装備される機器類への必要空気流量（例えばトランスミッションなどの機器類が問題なく作動する空気流量）を確保できるピストンストローク量の最小値を算出する。ここでいう「ピストンストローク量」とは、閉弁状態にあるときのピストン位置と、開弁状態にあるときのピストン位置と、の間の距離である。そして、このような「ピストンストローク量の最小値」を満足する最大のばね定数を持つスプリングを圧力制御弁に具備させる。

これにより、第１実施形態で述べたような「スプリングの密着」や、第２実施形態で述べたような「ピストンのストッパ当たり」を発生させることなく、空気圧力とスプリングの反力とがバランスした状態でピストンを停止させる場合でも、スプリングたわみ量のばらつきをある程度小さくすることが可能である。

この場合のスプリング荷重〜たわみ線図を図３（ｃ）に示す。

（測定装置の実施形態）
次に、図４に基づいて、本発明に係る測定装置の具体的実施形態について説明する。
図４は、本発明に係る測定装置の一例を示す構成図である。

図４に例示する測定装置は、前述した圧力制御弁の仕様を測定するための測定装置であって、具体的には、閉弁状態において供給側ポートから気体を流した時にピストン（弁体）が開く時の圧力を測定するための測定装置であるとともに、開弁状態において供給側ポート又は放出側ポートから気体を抜いた時にピストン（弁体）が閉じる時の圧力を測定するための測定装置である。

図１に示すように、測定装置は、
圧縮気体を貯留可能に構成された供給側タンクａ（第１のタンク）と、
圧縮気体を貯留可能に構成された放出側タンクｂ（第２のタンク）と、
供給側タンクに流路を介して接続された供給側切替弁であるバルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、
放出側タンクに流路を介して接続された放出側切替弁であるバルブＦ，Ｅと、
流路を介してバルブＥに接続された液体入り容器ｘと、
を有している。

供給側タンクａは、切替弁Ａ又はＢを介して供給される圧縮気体を貯留可能に構成されており、圧力制御弁１の供給側ポートに流路を介して接続して用いられる。この供給側タンクには、該タンク内の圧縮気体の圧力を測定するための圧力センサと、測定圧力を表示する圧力計Ａとが設けられている。

放出側タンクｂは、圧力制御弁１から放出される圧縮気体を貯留可能に構成されており、圧力制御弁１の放出側ポートに流路を介して接続して用いられる。この放出側タンクｂには、該タンク内の圧縮気体の圧力を測定するための圧力センサと、測定圧力を表示する圧力計Ｂとが設けられている。

供給側切替弁であるバルブＡは、その入力ポートが流路を介してエアーコンプレッサなどの圧縮気体供給源に接続されており、また、出力ポートが流路を介して供給側タンクａに接続されている。

供給側切替弁であるバルブＢは、その入力ポートが流路を介してエアーコンプレッサなどの圧縮気体供給源に接続されており、また、出力ポートが流路を介して供給側タンクａに接続されている。バルブＢの出口側、すなわち出力ポート又はそれに接続された流路には、図４に示すように、オリフィス単体又はオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられている。流量制御手段を経由することで、バルブＢからの気体流量は、予め定めた所定流量に制御されて供給側タンクａに送り込まれる。

供給側切替弁であるバルブＣは、その入力ポートが流路を介して供給側タンクａに接続されており、出力側ポートは排気用の流路を介して大気に通じている。バルブＣの出口側、すなわち出力ポート又はそれに接続された流路には、図４に示すように、オリフィス単体又はオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられている。

供給側切替弁であるバルブＤは、その入力ポートが流路を介して供給側タンクａに接続されており、出力側ポートは排気用の流路を介して大気に通じている。

放出側切替弁であるバルブＥは、その入力ポートが流路を介して放出側タンクｂに接続されており、出力側ポートが流路を介して液体入り容器ｘに接続されている。バルブＥの出口側、すなわち液体入り容器に通ずる流路には、図４に示すように、オリフィス単体又はオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられている。

放出側切替弁であるバルブＦは、その入力ポートが流路を介して放出側タンクｂに接続されており、出力側ポートは排気用流路を介して大気に通じている。バルブＦの出口側、すなわち出力ポート又はそれに接続された流路には、図４に示すように、オリフィス単体又はオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられている。

なお、切替弁であるバルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、手動バルブでもよく、あるいは、電磁弁でもよい。また、バルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの構成として電磁弁を使用するときは、供給側タンクａ及び放出側タンクｂに圧力センサや圧力スイッチなどを設置し、プログラマブルコントローラーなどの制御手段を利用して各バルブを自動制御することも可能である。

容器ｘには、水などの液体が収容されている。バルブＥの出力ポートに通ずる流路の終端は、容器ｘ内の液中に没している。容器ｘは、当該容器内の状態を視認できるように、透明または半透明の材料で構成されている。

（圧力制御弁のピストンが開く時の圧力測定方法）
次に、上述した構成の測定装置を用いて「閉弁状態にある圧力制御弁のピストン（弁体）が開く時の圧力」を測定する際の手順について説明する。

・手順１
供給側タンクａの圧力計Ａ及び放出側タンクｂの圧力計Ｂを確認し、双方のタンクに気体が残っていない事を確認する。気体が残っている場合は、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆを開き気体を放出する。気体を放出する場合には、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの何れか一又は二以上を選択的に開いてもよく、あるいは、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆのすべてを開いてもよい。

・手順２
バルブＡを開き、気体を供給側タンクａに充填する。バルブＡ以外は全て閉じた状態とする。なお本実施形態において、バルブＡの出口側には（バルブＢと異なり）オリフィスなどの流量制御手段は設けられていない。したがって、バルブＡ経由で気体を充填することで、一定圧まで気体が急速充填され、測定作業をスピーディーに進めることができる。

・手順３
バルブＡを介して気体を急速充填し、供給側タンクａが一定圧に達したら、バルブＡを閉じる。一定圧とは、圧力制御弁１が具備するスプリングや圧力制御弁１の使用目的により変化する。

・手順４
バルブＢ，Ｅを開き、バルブＢ経由で気体を供給側タンクａに充填していく。なお、前述したとおり、バルブＢの出口側にはオリフィス単体やオリフィスを具備する機器などの流量制御手段が設けられている。したがって、バルブＢ経由で気体を充填することで、気体が（少ない流量ではあるが）あらかじめ定めた正確な流量で定量充填される。すなわち、単位時間あたりの気体流量が一定量に制限されて、供給側タンクａに徐々に充填される。

・手順５
バルブＢ経由で気体を徐々に充填していくと、供給側タンクａの圧力が上昇する。供給側タンクａの圧力が圧力制御弁１のスプリング反力を下回っている間は、圧力制御弁１は閉弁状態を保っているが、供給側タンクａの圧力が圧力制御弁１のスプリング反力を上回ると、圧力制御弁１のピストンがスプリングの反力に抗して押上られる。その結果、当該気体は圧力制御弁１の弁室を通過して放出側ポートから放出され、流路を介して放出側タンクｂに流れ込む。そして、放出側タンクｂに通ずるバルブＥが開いている事から、放出された気体は流路を介して排気され、その結果、液体の入った容器ｘに気泡が発生する。したがって、液体の入った容器ｘに気泡が発生した時の供給側タンクａに付いている圧力計Ａの数値を読みとる事に依り、圧力制御弁１のピストンが開いた時の圧力が分かる。

上述したとおり、本実施形態では、バルブＢなどの出口側にオリフィス単体または流量制御弁などを設けていて、それにより気体流量を一定に制限している。このようにオリフィスや流量制御弁など利用して流量を制御することで、測定装置を複数保有した場合でもオリフィスの性能が同じであれば、装置に依るピストンが開く圧力の差（複数の測定装置の仕様や精度などのバラつきによる測定圧力の誤差）があまり出ないといった効果が達成される。すなわち、測定装置を複数保有した場合の測定値の誤差を最小限に抑えることができる。

（圧力制御弁のピストンが閉じる時の圧力測定方法）
次に、測定装置を用いて「開弁状態にある圧力制御弁のピストン（弁体）が閉じる時の圧力」を測定する際の手順について説明する。

・手順１
供給側タンクａの圧力計Ａ及び放出側タンクｂの圧力計Ｂを確認し、双方のタンクに気体が残っていない事を確認する。気体が残っている場合は、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆを開き気体を放出する。気体を放出する場合には、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの何れか一又は二以上を選択的に開いてもよく、あるいは、バルブＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆのすべてを開いてもよい。

・手順２
バルブＡを開き、気体を供給側タンクａに充填する。バルブＡ以外は全て閉じた状態とする。バルブＡ経由で気体を供給し続ける事に依り、圧力制御弁１のピストンが押し上げられ放出側タンクｂにも気体が充填される。
なお本実施形態において、バルブＡの出口側には（バルブＢと異なり）オリフィスなどの流量制御手段は設けられていない。したがって、バルブＡ経由で気体を充填することで、一定圧まで気体が急速充填され、測定作業をスピーディーに進めることができる。

・手順３
バルブＡを介して気体を急速充填し、放出側タンクが一定圧に達したらバルブＡを閉じる。一定圧とは、圧力制御弁１が具備するスプリングや圧力制御弁１の使用目的により変化する。

・手順４
バルブＤ又はバルブＦを開いて気体を抜き、一定圧まで供給側タンクａと放出側タンクｂの圧力を降下させる。一定圧とは使用するスプリングや圧力制御弁の使用目的により変化する。また、バルブＤを開くかバルブＦを開くかは圧力制御弁１の使用目的により変化する。出口側にオリフィスなどの流量制御手段を備えたバルブＦを介して気体を抜く場合には、当該流量制御手段の作用によって、気体を徐々に抜くことができる。一方、出口側にオリフィスなどの流量制御手段を備えないバルブＤを介して気体を抜く場合には、当該気体を急速で抜くことができる。

・手順５
バルブＤ又はバルブＦを開いて供給側タンクａと放出側タンクｂの圧力を一定圧まで降下させた後、バルブＤ又はバルブＦ（排気した方のバルブ）を閉じて、供給側タンクａの圧力計Ａ及び放出側タンクｂの圧力計Ｂの数値が安定するまで待つ。

・手順６
出口側にオリフィスなどの流量制御手段を備えたバルブＣ又はバルブＦを開いて気体を徐々に抜く。そして、放出側タンクの圧力計Ｂが止まった時の数値を読む事に依り、圧力制御弁のピストンが閉じた時の圧力が分かる。なお、バルブＣを開くかバルブＦを開くかは圧力制御弁１の使用目的に依り変化する。

バルブＣ，バルブＦに一定のオリフィスを設ける事に依り，流量が制御され複数設備を保有した時でもオリフィスが同じであれば、設備に依るピストンが閉じる圧力の差があまり出ない。

上述したとおり、本実施形態では、バルブＣ，バルブＦの出口側にオリフィス単体または流量制御弁などを設けていて、それにより気体流量を一定に制限している。このようにオリフィスや流量制御弁など利用して流量を制御することで、測定装置を複数保有した場合でもオリフィスの性能が同じであれば、装置に依るピストンが閉じる圧力の差（複数の測定装置の仕様や精度などのバラつきによる測定圧力の差）があまり出ないといった効果が達成される。すなわち、測定装置を複数保有した場合の測定値の誤差を最小限に抑えることができる。

（測定装置の他の実施形態）
上述した実施形態では、供給側タンクａに流路を介して接続する切替弁を４つ設けており、また、放出側タンクｂに流路を介して接続する切替弁を２つ設けているが、本発明の実施形態はこれに限定されない。

すなわち、本発明では、切替弁の数は上述した実施形態に限定されるものではなく、供給側タンクａに流路を介して接続する切替弁を少なくとも１つ設ければ足り、また、放出側タンクｂに流路を介して接続する切替弁を少なくとも１つ設ければ足りる。

具体的には、図５や図６に例示するように、供給側タンクａに流路を介して方向切換バルブＡを一つ接続し、また、放出側タンクｂに流路を介して方向切換バルブＢを一つ接続し、さらに、何れかの流路にオリフィスや逆止弁などを設ける構成によっても、前述した実施形態と同様の測定を実施することができる。

１ 圧力制御弁
３ ボディ
５ 供給側ポート（入力ポート／上流側ポート）
７ 放出側ポート（出力ポート／下流側ポート）
８ 流路
９ 弁室
１０ 弁座
１１ シール材
１２ ピストン
１３ Ｏ-リング
１５ スプリング
１７ リテーナ
１９ キャップ
２０ インロー
２１ ボルト
２３ ボルト
２５ ナット
２７ 緩衝材
ａ 供給側タンク（第１のタンク）
ｂ 放出側タンク（第２のタンク）
ｘ 液体入り容器

Claims (6)

1. 弁体をなすピストンと、該ピストンを閉弁方向に押圧するスプリングと、を具備し、
   供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
   開弁時において、前記スプリングは、その巻き線の一部または全部がほぼ密着した状態で、前記ピストンを停止させる、ことを特徴とする圧力制御弁。
2. 弁体をなすピストンと、該ピストンを閉弁方向に押圧するスプリングと、を具備し、
   供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
   開弁時において、前記スプリングの巻き線が密着する前に前記ピストンを強制的に停止させるためのピストン停止手段を有することを特徴とする圧力制御弁。
3. 弁体をなすピストンと、該ピストンを閉弁方向に押圧するスプリングと、を具備し、
   供給側ポートから放出側ポートへ向かって圧縮空気を流したときに空気圧力とスプリングの反力との差によりピストンを開弁方向または閉弁方向に動かす圧力制御弁であって、
   開弁時において、前記スプリングは、空気圧力とスプリングの反力とがバランスした状態で、前記ピストンを停止させる、ことを特徴とする圧力制御弁。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の圧力制御弁の仕様を測定するための測定装置であって、
   圧力制御弁の供給側ポートに接続して用いられ、圧縮気体を貯留可能に構成された供給側タンクと、
   圧力制御弁の放出側ポートに接続して用いられ、圧縮気体を貯留可能に構成された放出側タンクと、
   を具備することを特徴とする測定装置。
5. 前記供給側タンクに流路を介して接続された、少なくとも１つの供給側切替弁と、
   前記放出側タンクに流路を介して接続された、少なくとも１つの放出側切替弁と、
   を更に具備することを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
6. 前記供給側切替弁および前記放出側切替弁の少なくとも何れか１つの出口側に、流量制御手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。