空気圧電磁弁の種類：2/2、3/2、5/2、5/3方弁と選び方

空気圧ソレノイドバルブの種類: 最初に必要な答え

できるだけ簡単に言うと、理解すべき 4 つの主要な空気圧ソレノイド バルブ タイプがあります。 2/2方、3/2方、5/2方、5/3方バルブ 。最初の数字は動作中のエアポートの数です。 2 番目の数字はスプール位置の数です。その分類に加えて、すべてのバルブはその作動方法 (直動またはパイロット操作) および静止状態の動作 (常開、常閉、単安定、または双安定) によっても定義されます。

その組み合わせは学術的ではありません。 4 つのポート数タイプは、空気圧回路内の 4 つの異なるジョブに直接マッピングされます。単動シリンダには3/2方バルブが必要です。複動シリンダには5/2方弁または5/3方弁が必要です。単純なエアブローオフまたは供給遮断ラインは、2/2 方弁で処理できます。マシンがサイクルの途中で停止する場合、通常、原因はこれらのマッピングのいずれかが間違って選択されたことです。

バルブのタイプと仕様を混同することがよくあります。このタイプは、「ポートの数、ポジションの数、どのように作動するか、電源がオフのときに何が起こるか」という質問に答えます。仕様は「どのポートサイズ、どの電圧、どの Cv か」を答えます。完全な Cv 値を持つ 5/2 バルブでも単動シリンダは正しく動作しないため、最初にタイプに関する質問を解決する必要があります。表記法は空気圧回路記号の ISO 1219-1 に従っているため、回路図に描かれた 5/2 バルブは常に 5 つのポートと 2 つのポジションを意味します。シンボルを正しく読むことが、これまで見たことのないバルブを識別する最も早い方法です。 CKT が全文を公開 電磁弁・空圧機器カタログ これは、シンボルと実際のモデル番号を一致させる必要がある場合に実用的な参考資料となります。

タイプを選択する前に、空気圧ソレノイドバルブの仕組み

モデルを比較する前に、バルブの内部に何があるか、および内部構造がタイプを決定する理由を確認するのに役立ちます。すべての工業用ソレノイド バルブには同じコア部品が含まれていますが、それらの部品がどのように相互作用するかによって、ゼロ圧力で動作できるかどうか、通過できる空気の量、および応答速度が決まります。

• ソレノイドコイルとプランジャー: コイルは電気エネルギーを磁場に変換し、プランジャーを引き、スプールを直接またはパイロットステージを介して動かします。
• スプールまたはポペット: バルブ本体内でスライドし、ポート間の空気の方向を変える精密部品。スプールの形状はバルブの機能を定義します。
• リターンスプリング： コイルへの通電が遮断されると、スプールを押し戻します。スプリングが存在する場合、バルブは単安定です。
• バルブ本体： ポート、ボア、シール面を保持します。ほとんどのエアバルブ本体はアルミニウム合金です。流体バルブにはステンレス鋼または真鍮が使用されます。
• シールとパイロットチャンネル: シールはポート間のクロスリークを防ぎます。パイロット操作バルブでは、パイロット チャネルがスプールの端に空気を供給してスプールを移動させます。
• 手動オーバーライド: 試運転中に手動でバルブを移動できるボタンまたはネジ。これは、多くの購入者の期待よりもはるかに便利です。

直接作動とパイロット作動を 1 つの段落で説明

で 直動弁 はコイルがスプールを直接動かすため、入口圧力が0MPaでもバルブが移動します。コイルは摩擦と空気力に打ち勝つのに十分な大きさでなければならないため、トレードオフとして流れが制限されます。で パイロット弁 、小さなソレノイドがパイロット スプールを動かし、吸気自体がメイン スプールを押します。この設計では、コンパクトなコイルではるかに高い流量を処理できますが、最小動作圧力 (通常は約 0.15 MPa) が必要です。アン 外部パイロット弁 パイロットエアが別の調整された供給源から供給されることを除いて、同じ考えです。

産業用バイヤーにとって、建設の品質は種類と同じくらい重要です。許容差が緩くなるように加工されたスプールは、パイロットエアの漏れが多くなり、反応が遅くなり、摩耗が早くなります。 CKT が強調するのは、 社内での製造と組み立て 20,000 種類を超える半完成部品を在庫し、90% 以上の部品を社内で機械加工しています。このレベルの垂直統合により、バルブメーカーは大規模な生産バッチ全体でスプールと本体のクリアランスを一定に保つことができます。

2/2 ウェイ空気圧ソレノイドバルブ: シンプルなオン/オフ流量制御

2/2 方バルブには、正確に 2 つのポートと 2 つのポジションがあります。常閉バージョンでは、静止状態では入口ポート P がブロックされ、コイルが通電されると出口ポート A に接続されます。ノーマルオープンバージョンでは、休止状態では P が A に接続され、コイルが通電されるとブロックされます。出口が 1 つしかなく、専用の排気ポートがないため、2/2 方弁は、それ自体でシリンダの方向制御を行うのではなく、供給の遮断、ブローオフ、およびベントに使用されます。

典型的な用途は、圧縮空気のオンとオフを切り替えるだけで済むブロー ガンやダスト クリーニング ノズルです。もう 1 つは、独自の排気経路を持つ小型スライド機構に給電したり、メンテナンス中にマニホールドの分岐を隔離したりすることです。バルブの背後にあるデバイスが別の経路を通って排気できない場合は、代わりに 3/2 ウェイ バルブが正しい選択です。

空気圧 2/2 バルブと液体用のプロセス 2/2 ソレノイド バルブを混同しないことも重要です。 2V025 のような空気圧 2/2 バルブは、圧縮空気回路用に設計されています。水、油、またはガス媒体用に、CKT はプロセス バルブ カテゴリで 2S ステンレス鋼シリーズと 2W 銅シリーズを個別に提供しています。これは、シール材料と流路が空気ではなく流体媒体用に設計されているためです。コンパクトで低流量のエアオン/オフアプリケーションの場合、 直動式2/2方電磁弁 が最も一般的な出発点です。1/8 インチのポートと短いボディにより、使用箇所の近くに取り付けることができます。また、直動式であるため、入ってくる空気圧が非常に低い場合でも機能します。

2V025 シリーズ直動 2 方ソレノイド バルブ サプライヤー、OEM/ODM 工場 - 浙江 CKT Pneumatic は、中国の卸売 2V025 シリーズ直動 2 方ソレノイド バルブ サプライヤーおよび OEM/ODM 工場です。2V025 シリーズは、... 製品を見る→

3/2方空圧ソレノイドバルブ: 単動シリンダの制御

3/2 方バルブには 3 つのポート (圧力 P、シリンダー A、排気 R) と 2 つのポジションがあります。単動シリンダの標準的な方向制御弁です。ある位置では、シリンダーに供給が流れてシリンダーを延長します。他の位置では、供給がブロックされ、シリンダーポートが排気に接続されるため、内部スプリングがロッドを後退させることができます。

で normally closed 3/2 valve, the cylinder is exhausted when power is off and pressurizes when energized. In a normally open 3/2 valve, the cylinder is pressurized when power is off. For machines where a cylinder must stay extended during a power cut, a normally open or a latching valve is the deliberate choice. For most standard automation routines, normally closed is the safer default because the actuator relaxes to a known position when the machine stops.

直動式 3/2 バルブとパイロット式 3/2 バルブの比較

3V1、3V2シリーズなどの直動式3/2バルブはソレノイドのみでスプールを移動させるため、入口圧力0MPaから作動します。反応が早く、小口径や低流量回路に最適です。 3V シリーズなどのパイロット操作の 3/2 バルブは、入口圧力を使用してシフトを補助し、大流量回路に適していますが、約 0.15 MPa を超える供給圧力が必要です。また、クランプ回路やツーリング回路でよく使用される、ポペットスタイルの内部設計を備えた直動式シートバルブ構造の VT307 シリーズもあります。 CKT ではさらに、35 シリーズ (MAC タイプ) および 3PA シリーズ (SELEX タイプ) の直動式三方弁も提供しており、お客様が既存の機械の設置面積や制御規則に適合させる必要がある場合に選択されます。

小型単動シリンダ用に単純な 3/2 回路のサイズを設定する場合は、 直動式3/2方電磁弁 構築が簡単で、即時応答が可能です。最小圧力要件がないため、起動時の工場空気圧力が不確実な機械の試運転も容易になります。

3V1 シリーズ直動式 3 方ソレノイド バルブ サプライヤー、OEM/ODM 工場 - 浙吉 CKT Pneumatic は、中国の卸売 3V1 シリーズ直動 3 方ソレノイド バルブ サプライヤーおよび OEM/ODM 工場です。3V1 シリーズは... 製品を見る→

5/2 および 5/3 方空圧ソレノイドバルブ: 複動シリンダ制御

5/2 方バルブには 5 つのポートがあります。1 つの圧力入口 P、2 つのシリンダ ポート A および B、および通常 R1 と R2 または EA と EB のラベルが付けられる 2 つの排気ポートです。 2 つの位置により、電源が A と B の間で切り替わります。これはまさに複動シリンダーに必要なものです。シングルソレノイドバージョンはスプリングリターン式 (単安定) です。ダブルソレノイドバージョンは最後の位置 (双安定) でラッチし、電力が失われた場合でもストロークの終わりにシリンダーを保持します。

5/3 方バルブは 3 番目の中央位置を追加し、常にダブル ソレノイド バルブになります。中心位置は、両方のソレノイドの電源が切られたときに何が起こるかを定義し、ほとんどのエンジニアが予想するよりも機械の動作を変化させます。以下の表は、3 つの標準的なセンター構成をまとめたものです。

クローズドセンターは、剛性の高い中間位置で停止できるため、5/3 の最も一般的な選択肢です。ただし、長期間使用すると、スプールとシールの漏れによってシリンダの位置がずれる可能性があるため、クローズドセンターを機械的なロックとして扱うべきではありません。漏れなく荷重を無期限に保持する必要がある場合は、バルブのシールだけに頼るのではなく、外部の機械式ブレーキまたは逆止弁を使用してください。

製造ラインでは、5/2 バルブと 5/3 バルブがマニホールド サブベースに取り付けられることが多く、複数のバルブが 1 つの供給ブロックと排気ブロックを共有します。この配置により、チューブが簡素化され、漏れ箇所が減り、配線がより整理されます。 CKTさん パイロット式5・2方電磁弁シリーズ G1/8 ～ G1/2 のポートを備えた 4V110 ～ 4V410 のサイズ範囲をカバーし、同じ本体プラットフォームは 3 ポジション スプールとダブル ソレノイドを取り付けることで 5/3 バルブとしても構成されています。この互換性は、プロジェクトの後半でマシン設計が変更される場合に役立ちます。

4V シリーズ パイロット式 5 方ソレノイド バルブ サプライヤー、OEM/ODM 工場 - Zheji CKT Pneumatic は、中国の卸売 4V シリーズ パイロット操作 5 ウェイ ソレノイド バルブ サプライヤーおよび OEM/ODM 工場、4V シリーズ パイロット操作 ... 製品を見る→

直動式、パイロット操作式、外部パイロット式: どの作動タイプが適合するか

ポート数を選択したら、次に決定するのは作動方法です。この選択により、最小作動圧力、最大流量、および場合によってはバルブの物理的なサイズが決まります。以下の表は、実際にサイズ設定に影響を与えるパラメーターに関する 3 つの主要なオプションを比較しています。

実際のルールは簡単です。始動時や機械の故障時に供給圧力がパイロットしきい値を下回る可能性がある場合は、直動式バルブの方がより寛容です。アプリケーションがコンパクトなバルブに高流量を要求する場合、パイロット操作が標準的なソリューションです。メイン入口圧力が非常に低いにもかかわらず、プロセスに大きな方向制御バルブが必要な場合、外部パイロットバルブを使用すると、メインフローがプロセスが提供する圧力に関係なく動作しながら、小さな調整されたパイロット圧力を使用して大きなスプールをシフトできます。

ノーマルオープン、ノーマルクローズ、双安定構成

バルブの静止状態は、安全性とエネルギー消費という 2 つの理由から重要です。停電時にバルブが既知の位置に戻ると、負荷の落下、シリンダの予期せぬ動作、工具の衝突を防ぐことができます。最後の位置でラッチされるバルブはまさにプロセスに必要なものかもしれませんが、慎重な安全性の検討が必要です。

通常開と通常閉

で normally closed valve, no flow passes in the rest state. This is the safer default for most automation because actuators relax to a defined position. In a normally open valve, flow passes in the rest state. This suits functions that must remain active when power is off, such as keeping a coolant nozzle open or continuously venting a pressure line. The choice is not about performance; it is about defining what the machine should do during an outage.

単安定 vs 双安定 (ラッチング)

モノステーブル バルブには 1 つのソレノイドとリターン スプリングがあり、電源が遮断されるとスプリングがスプールを即座にリセットします。双安定バルブには 2 つのソレノイドがあり、リターン スプリングはありません。電源が切断されても、スプールは最後に移動した位置に留まります。コイルはスイッチング パルス中にのみ電流を引きます。これは、発熱が少なく、エネルギー消費が少なく、停止状態で継続的にコイルが焼損する危険がないことを意味します。

典型的な例は、クランプ シリンダを駆動するダブル ソレノイド 5/2 バルブです。サイクルの途中で電源が切れた場合、シリンダは現在のクランプ状態を保持し、ワークピースを保護する可能性があります。ただし、同じ動作は、マシンが不明な状態で再起動することを意味します。再起動シーケンスが最初に両方のソレノイドに指令を出さない場合、予期しない動作が発生する可能性があります。このため、双安定バルブはバッテリ駆動の機器や、短時間の停電中にアクチュエータの位置を保持する必要があるシステムで一般的ですが、よく練られた制御シーケンスが必要です。

適切な空気圧ソレノイド バルブ タイプの選択方法: 選択基準

タイプが明確になったら、残りの作業は仕様です。以下のチェックリストは、ほとんどの空気圧エンジニアが新しい機械のバルブのサイズを決定するときに実際に使用する順序に従っています。

1. アクチュエーターを特定します。 単動シリンダ：3・2方向。複動シリンダ: 5/2 方向、または定義された中間位置が必要な場合は 5/3 方向。
2. 休止状態を決定します。 2/2 および 3/2 バルブの場合はノーマル オープンまたはノーマル クローズを選択します。 5/2 バルブの場合は単安定または双安定を選択します。 5/3バルブのセンター構成を選択してください。
3. 最低使用圧力を確認してください。 パイロット弁の場合は約0.15MPaが必要です。回路がこれを下回る可能性がある場合は、直動式に切り替えるか、バルブの前にレギュレーターを追加してください。
4. 電圧とコイルの種類を一致させてください。 24 VDC は PLC ベースのマシンの標準です。 AC コイルは今でも後付けで一般的ですが、制御回路に正確に適合させる必要があります。
5. 流量係数（Cv）を計算します。 Cv が大きいほど、空気の流れが多くなり、シリンダーの動きが速くなります。推測ではなく、シリンダボア、ストローク、必要サイクルタイムから推定してください。
6. ポートサイズと接続を選択します。 ねじポート（G1/8、G1/4など）、ワンタッチ継手、サブベースの取り付けにより物理的なレイアウトが変わります。
7. 応答時間を確認します。 直動式バルブは通常、10 ～ 20 ミリ秒の範囲で応答します。パイロット操作バルブは 20 ～ 50 ミリ秒の範囲で動作します。非常に高いサイクルレートの場合、これは Cv と同じくらい重要です。
8. 環境を考慮したアカウント。 周囲の温度、湿度、ほこり、および IP 保護定格は、シールの寿命とコイルの信頼性に影響します。

バルブ定格を残りの準備ユニットと組み合わせると、同じエンジニアリングロジックが上流にも適用されます。実用的な参考書はこれです 圧力マッチングと取り付けシーリングの分析 では、フィルタ、レギュレータ、ルブリケータのセット、バルブ圧力範囲、および継手が実際の回路でどのように相互作用するかを説明します。バルブは正しく評価されているが、周囲のコンポーネントが正しく評価されていない場合、隠れた故障の一般的な原因となります。

空気圧ソレノイドバルブのタイプを選択する際のよくある間違い

機械の試運転レポートやメンテナンス ログには、繰り返されるいくつかの間違いが繰り返し現れます。以下の表は、何が問題なのか、マシン上でどのような症状が発生するのか、および修正方法をまとめたものです。

これらの故障のほとんどは、注文前にバルブのシンボル、アクチュエータのタイプ、供給圧力を簡単に確認することで回避できます。機械がすでに存在しており、試運転中に問題が発生した場合は、まず本体に刻印されているバルブのシンボルを確認してください。やみくもに部品を交換するよりも早くなります。

空気圧電磁弁の種類に関するよくある質問

空気圧ソレノイドバルブの「2/2ウェイ」または「5/2ウェイ」とは何を意味しますか?

最初の数字は動作するエアポートの数、2 番目の数字はスプール位置の数です。したがって、5/2 バルブには 5 つのポート (圧力、2 つのシリンダー ポート、2 つの排気) と 2 つのポジションがあります。 3/2 バルブには 3 つのポートと 2 つのポジションがあります。

単動シリンダにはどのタイプの空気圧電磁弁を使用すればよいですか?

3/2方バルブを使用してください。シリンダーポートを加圧してロッドを伸ばし、同じポートを排気に接続して内部のスプリングがロッドを縮めることができます。常閉 3/2 バルブが標準のデフォルトです。

複動シリンダにはどのタイプの空気圧電磁弁を使用すればよいですか?

標準の伸縮操作には 5/2 方バルブを使用します。シリンダーがストローク途中で停止するか、定義された中心位置でフロートする必要がある場合は、5/3 方バルブを使用します。

直動式電磁弁とパイロット式電磁弁の違いは何ですか?

直動式バルブはコイルのみでスプールを動かすため、0MPaから動作しますが、通過する空気量は少なくなります。パイロット操作弁は入口空気圧を利用してメインスプールを動かすため、より大きな流量が得られますが、最低作動圧力は約 0.15 MPa です。

5/2 バルブではなく 5/3 バルブを選択する必要があるのはどのような場合ですか?

シリンダーをストローク途中で停止させたり、浮かせたり、途中で加圧状態を維持したりする必要がある場合は、5/3 バルブを選択してください。センタータイプは大きな違いを生みます。クローズドセンターはピストンをロックし、エキゾーストセンターはピストンを浮かせ、プレッシャセンターは両方のポートを加圧して空気消費量を増やします。

双安定またはダブルソレノイドバルブが必要になるのはどのような場合ですか?

電力損失後にアクチュエータが最後の位置を保持する必要がある場合や、連続的なコイルの加熱を軽減したい場合は、ダブル ソレノイド バルブを使用します。スプールをリセットするためのスプリングがないため、マシンが不明な状態で再起動する可能性があることに注意してください。

空圧ソレノイドバルブはどの電圧を選択すればよいですか?

24 VDC は、安全で駆動が簡単で、サージ抑制ダイオードによる保護が簡単であるため、最新の PLC 制御マシンにとって最も一般的な選択肢です。従来の制御パネル用に 110 VAC または 220 VAC の AC バージョンがまだ存在しますが、コイルと電源の慎重なマッチングが必要です。

エア電磁弁は水や油にも使用できますか？

いいえ。エアソレノイドバルブは、圧縮空気用に設計されたシールと流路を使用します。水、油、またはガス媒体の場合は、媒体互換性のあるシールと本体材質を備えた CKT の 2S ステンレス鋼シリーズや 2W 銅シリーズなどの専用流体ソレノイド バルブを使用してください。