(57)【要約】【課題】不感帯の発生を抑制して、如何なる入力であっても応答の良い圧力増幅装置を提供する。【解決手段】ダイアフラムの弾性変形によって移動する移動体と、入力流体圧の変化に関連して出力流体圧が変化する出力圧室と、出力圧室に配置され、移動体によって頭部部位が押されることにより出力圧室と排気圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ３）により支持された第１弁プラグと、移動体に一端が固定されたバーと、バーの他端に一端が固定されたばね（Ｋ１）と、供給圧室に配置され、ばね（Ｋ１）によって頭部部位が押されることにより出力圧室と供給圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ２）により支持された第２弁プラグと、を備えている。【選択図】      図１
2010048270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流体圧と入力流体圧とを受け、該入力流体圧の変化に応じて出力流体圧を変化させ、流体の圧力を増幅する圧力増幅装置であって、
前記供給流体圧を受ける供給圧室と、
前記供給流体圧を受けるバイアス室と、
前記入力流体圧を受ける入力圧室と、
前記出力流体圧を受けるフィードバック室と、
前記バイアス室、入力圧室、フィードバック室のそれぞれを区切ってダイアフラムで支持し、且つ該ダイアフラムの弾性変形によって移動する移動体と、
前記入力流体圧の変化に関連して出力流体圧が変化する出力圧室と、
前記出力圧室に配置され、前記移動体によって頭部部位が押されることにより前記出力圧室と前記排気圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ３）により支持された第１弁プラグと、
前記移動体に一端が固定されたバーと、
該バーの他端に一端が固定されたばね（Ｋ１）と、
前記供給圧室に配置され、前記ばね（Ｋ１）によって頭部部位が押されることにより前記出力圧室と前記供給圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ２）により支持された第２弁プラグと、を備えたことを特徴とする圧力増幅装置。
【請求項２】
入力流体圧が一定で出力流体圧に変化がない場合、前記第２弁プラグは前記供給圧室と前記出力圧室を接続する流路を閉とし、前記第１弁プラグは出力圧室と前記排気圧室との間に所定の距離を有して出力圧室と排気圧室との流路を開とするように配置したことを特徴とする請求項１に記載の圧力増幅装置。
【請求項３】
入力流体圧が増加して出力流体圧が増加中の場合、前記移動体が移動して前記第１弁プラグが前記出力圧室と排気圧室の流路を閉としたと同時に、前記第２弁プラグは供給圧室と前記出力圧室の間の流路を開とするようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバルブポジショナ・電空変換器の構成要素として機能する圧力増幅装置（コントロールリレー）に関するものであり、入力流体圧力変化量に対し、出力変化量を一定倍率に制御する機器である。ポジショナとは、バルブの駆動を外乱に抗して正確に保つために、空気圧力を加減する機器のことである。電空変換器とは、入力電流に対し、一定の圧力を発生させる機器のことである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における圧力増幅装置は、供給流体圧Ｐｓと入力流体圧Ｐｎとを受け、この入力流体圧Ｐｎの変化に応じて出力流体圧Ｐｏを変化させて、流体の圧力を増幅する装置である。
【０００３】
この圧力増幅装置は、空気式バルブの空気圧を制御するバルブポジショナなどの構成要素であり、開度を調整可能なコントロールバルブ（調節弁）などを、外乱に抗して正確に駆動するために、入力流体圧Ｐｎの変化量に対して出力流体圧Ｐｏの変化量を一定倍率に制御するパイロットリレーなどに用いられる。
【０００４】
図３は特開２００４−３６０８０５号公報に記載された従来の圧力増幅装置の要部断面構成図である。図に示すように、内部を空洞に形成した弁本体１１１と、弁本体１１１の空洞内に配置した移動体（排気弁組立体）１１２と、移動体１１２を弁本体１１１内部において支持する第１〜第４ダイアフラム１１３〜１１６と、供給圧室１１７と、バイアス室１１８と、入力圧室１１９と、出力圧室１２０と、排気圧室１２１と、フィードバック室１２２と、弁プラグ１２３と、ばね１２４と、を備えている。
【０００５】
弁本体１１１は、装置本体を構成する収容部（ケーシング）である。この弁本体１１１には、空気などの流体を供給圧室１１７に供給する供給口１１７ａと、空気などの流体を入力圧室１１９に流入させる入力口１１９ａと、出力圧室１２０から流体を流出させる出力口１２０ａと、排気圧室１２１から流体を流出させる排気口１２１ａと、供給圧室１１７とバイアス室１１８とを接続する流路１２６と、出力圧室１２０とフィードバック室１２２とを接続する流路１２７と、供給圧室１１７と出力圧室１２０とを接続する流路１２８と、供給圧室１１７と出力圧室１２０とを接続する流入孔（ブリード孔）１２９とが形成されている。
【０００６】
即ち、弁本体１１１には、移動体１１２、第１〜第４ダイアフラム１１３〜１１６、弁プラグ１２３及びばね１２４が収容されている。
【０００７】
移動体１１２は、第１〜第４ダイアフラム１１３〜１１６の弾性変形によって移動する部材であり、出力圧室１２０と排気圧室１２１とを接続する流路１３０ａが形成されている。この移動体１１２は、第１〜第４ダイアフラム１１３〜１１６によって弁本体１１１内に移動自在に支持されており、第１〜第４ダイアフラム１１３〜１１６が弾性変形すると矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に移動する。
【０００８】
第ｌ〜第４ダイアフラム１１３〜１１６は、弁本体１１１と移動体１１２とを連結し、この移動体１１２を移動自在に支持する膜板である。
【０００９】
第１ダイアフラム１１３は、一方の表面側に出力流体圧Ｐｏを受け、他方の表面側に供給流体圧Ｐｓを受けて弾性変形する。
【００１０】
第２ダイアフラム１１４は、一方の表面側に供給流体圧Ｐｓを受け、他方の表面側に入力流体圧Ｐｎを受けて弾性変形し、第ｌダイアフラム１１３よりも受圧面積が小さく形成されている。
【００１１】
第３ダイアフラム１１５は、一方の表面側に入力流体圧Ｐｎを受け他方の表面側に排気流体圧Ｐｅを受けて弾性変形する入力ダイアフラムであり、第２ダイアフラム１１４よりも受圧面積が大きく形成されている。
【００１２】
第４ダイアフラム１１６は、一方の表面側に排気流体圧Ｐｅ又は大気圧を受け、他方の表面側に出力流体圧Ｐｏを受けて弾性変形するフィードバックダイアフラムである。この第４ダイアフラム１１６は、第１ダイアフラム１１３よりも受圧面積が大きいために、第４ダイアフラム１１６と第１ダイアフラム１１３との受圧面積の差分に相当する力が移動体１１２に作用したときに移動体１１２を矢印Ｂ方向に移動させるように機能する。
【００１３】
供給圧室１１７は、供給流体圧Ｐｓを受ける部屋である。この供給圧室１１７は、供給口１１７ａに接続されており、この供給口１１７ａから空気が供給されると供給流体圧Ｐｓを内部に受ける。この供給圧室１１７は、弁本体１１１の端部側に形成されており、内部にばね１２４を収容する。
【００１４】
バイアス室１１８は、供給流体圧Ｐｓを受ける部屋である。このバイアス室１１８は、一対の第１及び第２ダイアフラム１１３、１１４によって仕切られており、供給圧室１１７と流路１２６を通じて接続されているために、供給圧室１１７と同じ大きさの供給流体圧Ｐｓを内部に受ける。更に、このバイアス室１１８は、入力圧室１１９とフィードバック室１２２との問に位置しこれらに隣接して配置されている。
【００１５】
このような構成からなるバイアス室１１８は、第ｌダイアフラム１１３が第２ダイアフラム１１４よりも受圧面積が大きいために、第ｌダイアフラム１１３と第２ダイアフラム１１４との受圧面積の差分に相当する押圧力を移動体１１２に常時作用させ、移動体１１２をＢ方向に押圧する空気ばねとして機能する。
【００１６】
入力圧室１１９は、入力流体圧Ｐｎを受ける部屋であり、バイアス室１１８と排気圧室１２１との間に位置し、これらに隣接して配置されている。この入力圧室１１９は、一対の第２及び第３ダイアフラム１１４、１１５によって仕切られており、入カ口１１９ａから空気が流入すると入力流体圧Ｐｎを内部に受ける。
【００１７】
このような構成からなる入力圧室１１９は、第３ダイアフラム（入力ダイアフラム）１１５が第２ダイアフラム１１４よりも受圧面積が大きいために、第２ダイアフラム１１４と第３ダイアフラム１１５との受圧面積の差分に相当する力が移動体１１２に作用したときに、この移動体１１２を矢印Ａ方向に移動させるように機能する。
【００１８】
出力圧室１２０は、入力流体圧Ｐｎが変化すると出力流体圧Ｐｏが変化する部屋であり、第４ダイアフラム１１６、移動体１１２及び弁本体１１１によって仕切られる空間である。この出力圧室１２０は、弁プラグ１２３が流路１２８を開くと弁プラグ１２３と流路１２８との間の隙間を通じて供給圧室１１７から空気が流入し出力流体圧Ｐｏを内部に受ける。この出力圧室１２０は、図示しないアクチュエータに出力口１２０ａから空気を排出する。
【００１９】
この出力圧室１２０は、入力圧室１１９とは離間して配置され、供給圧室１１７と排気圧室１２１との間に位置しこれらに隣接して配置されている。
また、入力圧室１１９と出力圧室１２０との間には排気圧室１２１が配置されている。
【００２０】
排気圧室１２１は、空気を排出させる部屋であり、一対の第３及び第４ダイアフラム１１５、１１６によって仕切られており、流路１３０ａ、１３０ｂから流入した空気を排気口１２１ａから大気中に排出させる。この排気圧室１２１は、入力圧室１１９と出力圧室１２０との間に位置し、これらに隣接して配置されている。
【００２１】
フィードバック室１２２は、出力流体圧Ｐｏを受ける第ｌダイアフラム１１３を有する部屋であり、弁本体１１１と第ｌダイアフラム１１３とによって仕切られており、出力圧室１２０と流路１２７を通じて接続されているために出力圧室１２０と同じ大きさの出力流体圧Ｐｏを内部に受ける。
【００２２】
弁プラグ１２３は、供給圧室１１７と出力圧室１２０とを接続する流路１２８を開く弁であり、流路１３０ａを開閉する半球形状に形成した排気弁部１３１と、流路１２８を開閉する供給弁部１３２とで形成されている。
【００２３】
この弁プラグ１２３は、流路１２８を貫通した状態で、供給圧室１１７と出力圧室１２０との間に配置されており、入力流体圧Ｐｎが増加して、移動体１１２が矢印Ａ方向に移動したときに、出力流体圧Ｐｏが増加するように流路１２８を開く。
【００２４】
ばね１２４は、弁プラグ１２３を押圧する押圧部材であり、弁プラグ１２３の排気弁部１３１が流路１３０ａを閉鎖し、供給弁部１３２が流路１２８を閉鎖するように、この弁プラグ１２３を矢印Ｂ方向に常時押圧する。この、ばね１２４は、入力流体圧Ｐｎが増加して、弁ブラグ１２３を加圧しながら移動体１１２が矢印Ａ方向に移動すると圧縮される。
【００２５】
次に、以上説明した構成からなる圧力増幅装置の動作を説明する。
【００２６】
（平衡状態）
図３に示すように、供給口１１７ａから供給圧室１１７に空気が供給されると、供給圧室１１７とバイアス室１１８とが流路１２６によって接続されているため、供給圧室１１７及びバイアス室１１８が供給流体圧Ｐｓを受ける。
又、入力口１１９ａから入力圧室１１９に空気が流入して、入力圧室１１９が入力流体圧Ｐｎを受ける。
【００２７】
供給圧室１１７から流入孔１２９を通じて出力圧室１２０に僅かに空気が流入すると、出力圧室１２０と、フィードバック室１２２とが流路１２７、１２７ａによって接続されているため、出力圧室１２０及びフィードバック室１２２が出力流体圧Ｐｏを受ける。
【００２８】
このとき、ばね１２４が弁プラグ１２３を矢印Ｂ方向に押圧して、供給弁部１３２が流路１２８を閉鎖しているが、排気弁部１３１と流路１３０ａとの間には僅かに隙間が形成されている。
【００２９】
その結果、供給圧室１１７から流入孔１２９を通じて出力圧室１２０に流入する空気が、排気弁部１３１と流路１３０ａとの間の隙間から排気圧室１２１に流入して、力学的に安定した平衡状態になっている。
【００３０】
（出力増加）
図４は、圧力増幅装置において出力流体圧Ｐｏが増加したときの状態を示す動作説明図である。
入力口１１９ａから入力圧室１１９に流入する空気圧力が増加すると、入力圧室１１９が受ける入力流体圧Ｐｎが増加する。
【００３１】
第２ダイアフラム１１４の受圧面積よりも第３ダイアフラム１１５の受圧面積が大きいため、こられの受圧面積の差分に相当する力によって第２及び第３ダイアフラム１１４、１１５が撓み、移動体１１２が矢印Ａ方向に移動する。
【００３２】
一方、バイアス室１１８が供給流体圧Ｐｓを受けると、第２ダイアフラム１１４の受圧面積よりも第１ダイアフラム１１３の受圧面積が大きいため、これらの受圧面積の差分に相当する力が、矢印Ｂ方向に抵抗力として移動体１１２に作用する。
【００３３】
そして、ばね１２４の押圧力に抗して、このばね１２４を圧縮しながら移動体１１２が弁プラグ１２３を加圧して、排気弁部１３１が流路１３０ａを閉鎖して移動体１１２と弁プラグ１２３とが一体となって矢印Ａ方向に移動する。
【００３４】
その結果、弁プラグ１２３が流路１２８を徐々に開き、供給弁部１３２と流路１２８との間の隙間を通じて供給圧室１１７から出力圧室１２０に空気が流入して、出力圧室１２０が受ける出力流体圧Ｐｏが増加する。
【００３５】
流路１２８から出力圧室１２０に流入する空気圧力が増加すると、フィードバック室１２２が受ける出力流体圧Ｐｏも増加して、この出力流体圧Ｐｏの増加分がフィードバック室１２２にフィードバックされる。
【００３６】
第１ダイアフラム１１３の受圧面積よりも第４ダイアフラム１１６の受圧面積が大きいため、こられの受圧面積の差分に相当する力が矢印Ｂ方向に抵抗力として移動体１１２に作用する。即ち、入力流体圧Ｐｎが増加すると一定倍率で出力流体圧Ｐｏが増加する。
【００３７】
（出力減少）
図５は、出力流体圧Ｐｏが減少したときの状態を示す動作説明図である。
【００３８】
入力口１１９ａから入力圧室１１９に流入する空気圧力が減少して、入力圧室１１９が受ける入力流体圧Ｐｎが減少すると、第２及び第３ダイアフラム１１４、１１５の受圧面積の差分に相当する力が低下して移動体１１２を矢印Ａ方向に移動する力が低下する。
【００３９】
一方、バイアス室１１８は供給流体圧Ｐｓを受けており、第１及び第２ダイアフラム１１３、１１４の受圧面積の差分に相当する力が矢印Ｂ方向に作用するため移動体１１２が矢印Ｂ方向に移動する。
このため、弁プラグ１２３と移動体１１２が離間して排気弁部１３１が流路１３０ａを開く。
【００４０】
その結果、出力圧室１２０から流路１３０ａ、１３０ｂを通じて排気圧室１２１に空気が流入し、排気圧室１２１内の空気が排気口１２１ａから大気中に排出されて、出力圧室１２０及びフィードバック室１２２が受ける出力流体圧Ｐｏが減少する。
【００４１】
【特許文献１】特開２００４−３６０８０５号
【特許文献２】特開２００１−００４０４６号
【特許文献３】特開平６−２４７１２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
しかしながら、従来技術で示した圧力増幅装置においては、入力が増加する場合、移動体（排気弁組立）１１２は弁プラグ１２３方向に移動し、弁プラグと移動体１１２が接触して排気される流量がほとんどなくなる。更に弁プラグ１２３を押す場合は、弁プラグと供給弁部１３１の間隙が増加して供給圧室１１７から出力圧室１２０へ空気が流入し、出力圧室の圧力が上昇する。この場合、移動体１１２は弁プラグと接触しても、ある一定以上の力が弁プラグ１２３に加わらないと弁プラグは移動しない。
【００４３】
これは、弁プラグ１２３が供給圧とばね１２４の力を受けて移動体１１２の方向に力を受けているためである。入力が増加しても弁プラグが移動せず、結果として出力が上昇しない現象を不感帯と呼ぶ。不感帯が発生すると、入力増加に対しても出力が増加しないため、制御上好ましくなく、できるだけ小さな不感帯にすることが望ましい。
不感帯が発生するタイミングを正確に知ることは難しいため、ソフト等により出力流体圧を適切に補正することは難しい。
【００４４】
なお、不感帯幅は計算で求めることができ、それは弁プラグ１２３と移動体１１２との関係において求めることができる。
不感帯：（Ａｆ／２）２π・Ｐｓｕｐ−
{（Ａｆ／２）２−（Ａｘ／２）２}π・Ｐｏｕｔ＋ＫΔＬ・・・１式
最大値（Ｐｏｕｔ＝０）：（Ａｆ／２）２π・Ｐｓｕｐ＋ＫΔＬ・・・・・２式
最小値（Ｐｏｕｔ＝Ｐｓｕｐ）：（Ａｘ／２）２π・Ｐｏｕｔ＋ＫΔＬ・・３式
Ａｆ：弁プラグが接触する部分の直径
Ａｘ：弁プラグが移動体と接触する部分の直径
Ｋ：バネ定数
ΔＬ：バネ変形量
【００４５】
このようにして、弁プラグ１２３が接触する部分の直径（Ａｆ）と大気開放部屋に出ている弁と弁プラグ１２３が移動体１１２と接触する部分の直径（Ａｘ）との関係から不感帯の幅を求めることができる。
【００４６】
従って本発明は、不感帯の発生を抑制して、如何なる入力であっても応答の良い圧力増幅装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、請求項１に記載の圧力増幅装置機構の発明においては、
供給流体圧と入力流体圧とを受け、該入力流体圧の変化に応じて出力流体圧を変化させ、流体の圧力を増幅する圧力増幅装置であって、
前記供給流体圧を受ける供給圧室と、
前記供給流体圧を受けるバイアス室と、
前記入力流体圧を受ける入力圧室と、
前記出力流体圧を受けるフィードバック室と、
前記バイアス室、入力圧室、フィードバック室のそれぞれを区切ってダイアフラムで支持し、且つ該ダイアフラムの弾性変形によって移動する移動体と、
前記入力流体圧の変化に関連して出力流体圧が変化する出力圧室と、
前記出力圧室に配置され、前記移動体によって頭部部位が押されることにより前記出力圧室と前記排気圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ３）により支持された第１弁プラグと、
前記移動体に一端が固定されたバーと、
該バーの他端に一端が固定されたばね（Ｋ１）と、
前記供給圧室に配置され、前記ばね（Ｋ１）によって頭部部位が押されることにより前記出力圧室と前記供給圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ２）により支持された第２弁プラグと、を備えたことを特徴とする。
【００４８】
請求項２においては、請求項１に記載の圧力増幅装置の発明において、
入力流体圧が一定で出力流体圧に変化がない場合、前記第２弁プラグは前記供給圧室と前記出力圧室を接続する流路を閉とし、前記第１弁プラグは出力圧室と前記排気圧室との間に所定の距離を有して出力圧室と排気圧室との流路を開とするように配置したことを特徴とする。
【００４９】
請求項３においては、請求項１または２に記載の圧力増幅装置の発明において、
入力流体圧が増加して出力圧が増加中の場合、前記移動体が移動して前記第１弁プラグが前記出力圧室と排気圧室の流路を閉としたと同時に、前記第２弁プラグは供給圧室と前記出力圧室の間の流路を開とするようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１〜３によれば、
供給流体圧を受ける供給圧室およびバイアス室と、入力流体圧を受ける入力圧室と、
出力流体圧を受けるフィードバック室と、バイアス室、入力圧室、フィードバック室のそれぞれを区切ってダイアフラムで支持し、且つ該ダイアフラムの弾性変形によって移動する移動体と、
【００５１】
入力流体圧の変化に関連して出力流体圧が変化する出力圧室と、出力圧室に配置され、移動体によって頭部部位が押されることにより出力圧室と排気圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ３）により支持された第１弁プラグと、移動体に一端が固定されたバーと、該バーの他端に一端が固定されたばね（Ｋ１）と、供給圧室に配置され、ばね（Ｋ１）によって頭部部位が押されることにより出力圧室と前記供給圧室とを接続する流路を開閉するばね（Ｋ２）により支持された第２弁プラグとで構成され、
【００５２】
入力流体圧が一定で出力流体圧に変化がない場合、第２弁プラグは供給圧室と出力圧室を接続する流路を閉とし、第１弁プラグは出力圧室と排気圧室との間に所定の距離を有して出力圧室と排気圧室との流路を開とするようにし、
【００５３】
入力流体圧が増加して出力流体圧が増加中の場合、移動体が所定の距離Ｄ０（Ｄ０:入力が０のときの移動体１１２と第一弁プラグ１３１の距離＝ばねＫ１の自然長）を移動して第１弁プラグが出力圧室と排気圧室の流路を閉としたと同時に、第２弁プラグは供給圧室と出力圧室の間の流路を開とするようにした（このとき、第２弁プラグ１３２を下から押し上げている力と同等の力がバネ（Ｋ１）１４２に蓄えられている）ので、不感帯を消滅させることができ、制御性と信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
図１は本発明の圧力増幅装置の要部断面図である。
本発明に係る圧力増幅装置は、従来技術で説明した圧力増幅装置と同じく、供給流体圧Ｐｓと入力流体圧Ｐｎとを受け、この入力流体圧Ｐｎの変化に応じて出力流体圧Ｐｏを変化させて、流体の圧力を増幅する装置である。
【００５５】
この圧力増幅装置は、空気式バルブの空気圧を制御するバルブポジショナなどの構成要素であり、開度を調整可能なコントロールバルブ（調節弁）などを、外乱に抗して正確に駆動するために、入力流体圧Ｐｎの変化量に対して出力流体圧Ｐｏの変化量を一定倍率に制御するパイロットリレーなどに用いられる。
【００５６】
図１において、図３に示す従来例と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。図１と図３では弁プラグの形状と数および取付け位置が異なっている。
即ち、第１弁プラグ１３１は出力圧室１２０の底部に一端が固定されたバネ（Ｋ３1）１３３に支持されており、その頂部Ｔは移動体１１２に形成された空洞１１２ａの中心に配置されている。
【００５７】
１４３は所定の長さを有するバーであり、一端が移動体１１２の空洞１１２ａの開口部の外周付近の底部に固定され、他端にはばね（Ｋ１）１４２の一端が固定されている。そして、このばねの他端は第２弁プラグ１３２の頂部Ｔに固定されており、第２弁プラグ１３２は一端が供給圧室１１７の底部に固定されたばね（Ｋ２)１４０の他端に固定されている。給気弁１４１は出力圧室１２０と供給圧室１１７を隔てる隔壁に配置され、バー１４３の他端とばね（Ｋ１）１４２はバーの径よりも僅かに大きな孔とばねＫ１の直径よりも大きな径を有する凹状の孔で形成されている。
【００５８】
図２（ａ〜ｃ）は入力と出力の関係および第１，第２弁プラグの位置関係を示す説明図である。
図２（ａ）は入力が一定で出力に変化がない（力学的に平衡な状態）を示すもので、第１弁プラグ１３１の頂部Ｔは移動体１１２の底部から所定の距離離れた位置にある。そして、第２弁プラグ１３２の頂部Ｔはバー１４３の他端と第２弁プラグ１３２の頂部の間に配置されており、供給圧室１１７と出力圧室１２０の隔壁に配置された給気弁の流路が閉じた状態となるようにばね（Ｋ２）１４０とばね（Ｋ１）１４２のばね定数が設計されている。また、このときバー１４３の他端と第２弁プラグ１３２の頂部Ｔ間の距離は移動体１１２の底部と第１弁プラグ１３１までの所定の距離に等しくなっている。
【００５９】
このときに移動体から印加される圧力Ｐは下式で表すことができる。
（φＡｙ／２）２・π・Ｐｓｕｐ＋Ｋ２・ｄ２＞Ｐ（＝Ｋ1・ｄ1）・・・４式
φＡｙ：給気弁の大径部の直径
Ｐｓｕｐ：供給圧室に供給される供給圧
Ｋ２    ：ばねＫ２のばね定数
Ｐ      ：バー１４３が下向きに押す力
ｄ1，ｄ２：ばねＫ1，Ｋ２の圧縮量
【００６０】
図２（ｂ）は出力流体圧が増加中の状態（Ｄ＝０・・・移動体１１２の底部と第１弁プラグ１３１の頂部間の距離がゼロとなり接している。ｄ１＝Ｄ０・・・ばねＫ１がｄ１だけ圧縮されている）を示すもので、第１弁プラグ１３１の頂部Ｔと移動体１１２の底部が接した状態となる。
その結果、排気量が減少するので出力流体圧が増加する。
このとき第２弁プラグ１３２の頂部は給気弁１４１と接し閉じた状態となり不感帯を突破するだけの力を備えた状態で力学的に平衡な状態となっている。
【００６１】
このとき移動体から印加される圧力Ｐは下式で表すことができる。
（φＡｙ／２）２・π・Ｐｓｕｐ＋Ｋ２・ｄ２＝Ｐ（＝Ｋ1・ｄ1）・・・５式
符号の意味は４式と同じなので省略
【００６２】
図２（ｃ）は出力流体圧が図２（ｂ）より更に増加中の状態（Ｄ＝０，ｄ１＝Ｄ０）を示すもので、移動体１１２は更に下方に押し下げられ、同時にバー１４３も押し下げられている。その結果、第２弁プラグ１３２の頂部は給気弁１４１から離れ流路が開いた状態となる。
【００６３】
このとき移動体から印加される圧力Ｐは下式で表すことができる。
(φＡｙ／２）２・π×Ｐｓｕｐ＋Ｋ２×ｄ２＝Ｐ（＞Ｋ1×ｄ1）・・・６式
符号の意味は４式と同じなので省略
上述の構成によれば、不感帯をなくすことができるので、制御性を向上させることができ、圧力増幅器としての信頼性を向上させることができる。
【００６４】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。実施例では移動体と第１弁プラグが接触したと同時に第２弁プラグが給気弁から離れ、供給圧室から出力圧室へ空気が流入する構成としたが、移動体と第１弁プラグが接触する前に第２弁プラグが給気弁から離れ、供給圧室から出力圧室へ空気が流入する構成としてもよい。また、実施例ではバルブ開度を調節するためポジショナに搭載されるコントロールリレーに適用した例について説明したが、この例に限ることなく様々な製品のコントロールリレーに適用することができる。
また、本体，移動体，弁プラグの形状は図示の例に限るものではない。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る圧力増幅装置の要部断面図である。
【図２】入力と出力の関係および第１，第２弁プラグの位置関係を示す説明図である。  本発明に係る出力増加したときの圧力増幅装置の断面図である。
【図３】従来の圧力増幅装置における平衡状態のときの断面図である。
【図４】従来の圧力増幅装置における出力増加のときの断面図である。
【図５】従来の圧力増幅装置における出力減少のときの断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１１      弁本体
１１２      移動体（排気弁組立）
１１２ａ    空洞
１１３      第１ダイアフラム
１１４      第２ダイアフラム
１１５      第３ダイアフラム
１１６      第４ダイアフラム
１１７      供給圧室
１１７ａ    供給口
１１８      バイアス室
１１９      入力圧室
１１９ａ    入力口
１２０      出力圧室
１２０ａ    出力口
１２１      排気圧室
１２１ａ    排気口
１２２      フィードバック室
１２３      弁プラグ
１２６，１２７，１２７ａ  流路
１２９      流入孔（ブリード孔）
１３１      第１弁プラグ
１３２      第２弁プラグ
１３３      ばね(Ｋ３)
１４０      ばね(Ｋ２)
１４１      給気弁
１４２      ばね(Ｋ１)２６
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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