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電磁弁とエアシリンダー②電磁弁

電磁弁とエアシリンダー① ではエアシリンダーについて解説をしました。

ここではエアシリンダーを動作させるためにエアを供給したり排気したりを自動で切り替えるための電磁弁について解説を行っていきます。

電磁弁とエアシリンダーとの組み合わせについては電磁弁とエアシリンダー③で解説しています。

 

電磁弁は電気信号を受けて弁を開閉する機器です。電気信号はPLCなどの制御機器からの指令として受けます。

さてその電磁弁。これもまた様々な種類があります。順にみていきましょう。

 

◆電磁弁の種類

   NCタイプ:Normal Close 信号オフ状態でバルブクローズ

    NOタイプ:Normal Open 信号オフ状態でバルブオープン

以下の解説では特に断りがない限り、NCタイプとします。

 

 ①駆動方式

   直動型    :シングルソレノイド/ダブルソレノイド

   パイロット式 :内部パイロット式/外部パイロット式

 

 ②方向性(ポート数)

   2ポート

   3ポート

   4ポート

   5ポート

 

  ③ポジション

   2位置

   3位置(クローズドセンタ)

   3位置(プレッシャセンタ)

   3位置(エキゾーストセンタ)

 

 



①駆動方式

◆直動型    :

弁を電力のみで開閉させるタイプ。

 


シングルソレノイド

電磁弁が一つ付いていて、電気を流すと弁が開き、1番(Pressure)ポートから2番(Actuator)ポートにエアが流れます。

 

 

電気を遮断するとばね力で弁が閉じ、1番(Pressure)ポートから2番(Actuator)ポートが遮断されます。


 ダブルソレノイド

電磁弁が二つ付いていて、一方に電気を流すと弁が開きます(もしくは閉じる)。

電気を切り替えて、もう一方に電気を流すと弁が閉じます(もしくは開く)。

 

 



◆パイロット式 :

弁(主弁)をエアで開閉させるタイプ。

主弁を開閉するためのエア供給を電磁弁で制御します。

 

 

 

内部パイロット式

電磁弁の1次エア供給をメインの流路から分岐させて接続するタイプ。 

外部パイロット式

電磁弁の1次エア供給を別系統で接続するタイプ。

 




②方向性 ポート数


◆2ポート

ポートつまり配管接続口が2つある(PとA)タイプです。

 1番ポート P(Pressure) : エア源からの配管を繋ぎます。いわゆる一次側圧力。

 2番ポート A(Actuator) : 電磁弁がonの時、エアが供給されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

2ポート、シングルソレノイド、NCタイプの電磁弁イメージ図

 


◆3ポート

ポートつまり配管接続口が3つある(P、A、B)タイプです。

 1番ポート P(Pressure) : エア源からの配管を繋ぎます。いわゆる一次側圧力。

 2番ポート A(Actuator)  : 電磁弁がonの時、エアが供給されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

 3番ポート R(Return )    : 排気ポート

3ポート、シングルソレノイド、NCタイプの電磁弁イメージ図

 


◆4ポート

ポートつまり配管接続口が3つある(P、A、B、R)タイプです。

 1番ポート P(Pressure) : エア源からの配管を繋ぎます。いわゆる一次側圧力。

 2番ポート B        : 電磁弁がonのとき3番と繋がり排気されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

 3番ポート R(Return )    : 排気ポート

 4番ポート A(Actuator)  : 電磁弁がonのとき1番と繋がりエア供給されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

4ポート、シングルソレノイド、NCタイプの電磁弁イメージ図

 


◆5ポート

ポートつまり配管接続口が5つある(P、A、B、R、R)タイプです。

動作は4ポートと同じです。4ポートと比べて製造が容易なため、5ポートの方が一般的です。

 1番ポート P(Pressure) : エア源からの配管を繋ぎます。いわゆる一次側圧力。

 2番ポート B        : 電磁弁がonのとき3番と繋がり排気されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

 3番ポート R(Return )    : 排気ポート

 4番ポート A(Actuator)  : 電磁弁がonのとき1番と繋がりエア供給されます。アクチュエータへ配管を繋ぎます。

 5番ポート R(Return )    : 排気ポート

5ポート、シングルソレノイド、NCタイプの電磁弁イメージ図

 



③ポジション

ここまでの説明はすべて2位置タイプ、つまりonーoffの2位置があるものでした。

3位置は文字通りonー中間ーoffの3位置があります。

 

ダブルソレノイドタイプでは片側通電でon状態、反対側通電でoff状態を作ります。

3位置タイプではこれにさらに、両方を電気遮断で中間位置を作り出します。

 

3位置タイプは内部構造(中間位置の構造)で3種類に分かれます。

 

 

それぞれ順に解説していきます。


◆3位置 クローズドセンタ

中間位置でアクチュエータへのエアの給排気が停止されるます。

このためアクチュエータは一時停止します。

長時間放置すると徐々に圧力が抜けて保持力が弱くなっていきます。

 

精度は求めないけれど、一時停止させたいときに使用します。

  

◆3位置 プレッシャセンタ

アクチュエータ受圧面積のバランスで徐々に動作もしくは一時停止します。

ロッド付きシリンダでは押出側の受圧面積が引込側に比べて大きいため押出側で保持します。

あるいはロッドレスなど両側の受圧面積が同一の場合は一時停止します。

圧力をかけ続けるため、保持力が低下することがありません。

 

◆エキゾーストセンタ

排気が解放されます。

これによりアクチュエータがフリーになり、手動などの外力で動かせるようになります。

非常時の安全対策などで、圧力を抜きたいときに使用します。

 

 

 



一部を動画で解説しています。ご参考まで。

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