機械式レギュレーターの構造と仕組み

PCPエアライフルの蓄圧タンクには高圧の空気が蓄えられており、射撃によって空気を消費すると、その圧力は下がっていく。

レギュレーターは、タンクの空気を所定の圧力に減圧し、発射用の空気室である「プレナム」へ供給する。これにより、タンクの残圧が変化しても、一発ごとの発射前の圧力を揃えやすくなる。

表の図では、プレナムの空気圧によってピストンを押す力と、皿ばねが押し戻す力が向かい合っている。

プレナムの圧力が低いときは、ばねの力によって流路が開き、タンクから空気が流入する。圧力が上がるにつれてピストンが押され、所定の圧力付近で流路を閉じる。

発射によってプレナムの圧力が下がると、再び流路が開いて空気が補給される。この動作が繰り返されることで、圧力が一定の範囲に保たれる。

皿ばね（ベルビルワッシャースプリング）は、中央に穴のある、浅い円すい状の金属ばねである。押されて平らに近づくと、元の形に戻ろうとする力が生じる。

表の図では、複数枚の皿ばねを重ね、その反力によってピストンを押し戻している。空気圧による力と向かい合う、ばね側の力を受け持つ部品である。

図中の黒い丸は、Oリングの断面を表している。Oリングなどのシールは部品間の隙間を塞ぎ、高圧の空気がばね室や外部へ漏れることを防いでいる。

一方、大気開放穴は、ばねが収まる空間を外気につなぐ通路である。ばね室を大気圧に保つことで、ピストンが圧力を受けて動く際の基準を一定にしている。

レギュレーターが圧力を整えられるのは、タンク側に十分な供給圧力がある間である。タンクの圧力が所定の圧力を下回れば、プレナムをその圧力まで満たすことはできない。

発射時にはプレナムの圧力も一時的に低下する。レギュレーターは空気を補給して圧力を回復させ、次の発射に備える。

同じような構造では、低出力の銃ほど低め、高出力の銃ほど高めのレギュレーター圧を用いる傾向がある。ただし、口径だけで圧力が決まるわけではない。

従来は30 ft-lbで約140 bar、6.35 mm・44 ft-lbで約150 barという例があった。近年はプレナムの大容量化やエアフロー（空気の流れ）の改善により、30 ft-lb程度を100 bar未満で得る機種もある。同じ出力でも、必要な圧力は銃の設計によって変わる。