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機械設計歴20年以上のtsurfと言います。
今回は以下に関する記事です。
電磁弁解説 ダブルソレノイド
内部パイロット式5ポート弁の基礎
⇩本記事は機械設計初心者の方で
以下の方にオススメです⇩
初心者機械設計者
エアシリンダの
駆動に使う
５ポート弁の基礎
について教えて欲しい
⇩本記事を読むと以下が
わかります⇩
今回は
３ポート弁を
エアブローに使う理由と
その時の注意点を
解説します。
本記事は以下の知識があることを
前提としています。
①結論
５ポート弁は以下の状態を切り替えます。
| 弁切り替え 状態1 |
機器の操作ポートＡ にエアを供給 |
機器の操作ポートＢ にエアを排気 |
|---|---|---|
| 弁切り替え 状態2 |
機器の操作ポートＢ のエアを供給 |
機器の操作ポートＡ のエアを排気 |
この切り替えによってエアシリンダーを
駆動させることができます。
そして
- ダブルソレノイド
であることにより
通電を切ってもその状態を保持します。
今回は以下の順で解説をします。
- ５ポート弁について
- ダブルソレノイドについて
- 内部パイロットについて
②５ポート弁について
5ポート弁を解説します。
| 弁切り替え 状態1 |
機器の操作ポートＡ にエアを供給 |
機器の操作ポートＢ にエアを排気 |
|---|---|---|
| 弁切り替え 状態2 |
機器の操作ポートＢ のエアを供給 |
機器の操作ポートＡ のエアを排気 |
少し 詳しい解説が必要ですね。
主な仕様用途は複動のエアシリンダーなのですが、
上記のようにエアシリンダー等の機器に対して
- ポートＡにエア加圧／ポートＢエア排気
- ポートＢにエア加圧／ポートＡエア排気
を切り替えています。
このように
弁切り替え状態１と弁切り替え状態２ともに
配管や制御を変えれば、どちらにもなるので
Ｎ．Ｃや Ｎ．Ｏは存在しません
③ダブルソレノイド、内部パイロット
基本構造
実際には、
複動のエアシリンダーや
複動のエアオペレートバルブを
動かす5ポート弁は
- ダブルソレノイド
- 内部パイロット
が多いです。
内部パイロットの基礎については
以下の記事を御参照ください
では、実際の５ポート弁の動きを
ダブルソレノイド、内部パイロットと絡めて
解説しましょう。
以下が
ダブルソレノイド内部パイロット式5ポート弁
の構造です。
スプール構造の両端に３ポート弁が２ヶついています。
現在切り替え状態１です。
では上記の状態で装置が停止しているとします。
エアも抜かれています。
この装置停止から、装置が起動してエアも供給されました。
すると、以下の状態になります。
ポイントとしてはエア加圧ポートから
分岐ラインがあります。
この分岐ラインは内部の使用流体を分岐して
3ポート弁につながっています。
そしてエアを投入されたことで電磁弁手前まで
ライン加圧されています。
３ポート弁の供給は
スプール室につながっていますね。
また3ポート弁の排気はメインの排気に
つながっていますね。
３ポート電磁弁Ｂに通電
では、
3ポート電磁弁Ｂに通電しましょう。
すると、電磁弁Ｂは以下のようになり、
スプール室にエアを送ります。
すると、エアの力でスプールが移動して
以下のように弁が切り替わります。
切り替え状態2
3ポート電磁弁Ａに通電
では、
3ポート電磁弁Ｂの通電をOFFにして
3ポート電磁弁Ａに通電ONしましょう。
すると、電磁弁Ａは通電ONにより
以下のようになり、スプール室にエアを送ります。
一方 電磁弁Ｂは通電OFFにより
以下のようになり、操作エアを排気します。
すると、エアの力でスプールが移動して
以下のように弁が切り替わります。
切り替え状態1
④ダブルソレノイドの性質
ダブルソレノイドであると・・
今回御紹介している５ポート弁は
ダブルソレノイドです。
５ポート弁本体に２つの3ポート電磁弁がありますね？
つまり、それぞれの電磁弁に通電すると
弁が切り替わるのであって
通電OFFしただけでは弁が切り替わりません。
具体例をあげます。
例えば
- 3ポート電磁弁Ａ通電ON
- 3ポート電磁弁Ｂ通電OFF
上記の状態にします。
すると、以下の状態になりますね。
この状態で3ポート電磁弁Ｂの通電をOFFします。
すると・・・
上記の状態を維持します。
これがダブルソレノイドの特徴で
シングルソレノイドの場合は通電OFFで
スプリングリターンで戻ってしまいますが
ダブルソレノイドは現状の位置を保持します。
つまり、
停電などの災害時にエア源さえ
生きていれば、その位置を保持
します。
勝手に動いてクラッシュを避けることが
できますね。
なのでエアシリンダーの駆動は
５ポート弁内部パイロットシングルソレノイド
ではなく、
5ポート弁内部パイロットダブルソレノイド
が多いのです。
⑤なぜ内部パイロット？
上記記事で解説していますが
- スプールを動かすのは、
あくまで強大な力を持つエアーです。 - そして、3ポート電磁弁はエア吸排気のみです。
つまり、巨大なソレノイドを持つ必要がありません。
ということは・・
小型ができ省電力となります。
⑥まとめ
- 5ポート弁は機器の
Aポート供給 Ｂポート排気
Aポート排気 Ｂポート供給
を切り替えます。 - その多くが内部パイロット式で
省電力化と小型化を実現しています。 - エアシリンダー等は
基本的にダブルソレノイドです。 - ダブルソレノイドであることにより
通電OFF状態でも現状の位置を保持します。 - つまり、停電時などでも
現状の位置を保持して装置内クラッシュを
防ぎます。
５ポート弁の具体的な駆動例は
⇩以下の記事を御参照ください⇩
本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございました。
