tsurfの機械設計研究室

サーボモーターの選定計算やエアシリンダの選定計算なども扱っている技術ブログです  ブログのお問合せフォームからお気軽に連絡ください

スポンサーリンク


MENU

単動エアシリンダーとエアバルブ 3ポート弁での動作

本ブログの御訪問ありがとうございます

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

単動エアシリンダーとエアバルブ 3ポート弁での動作

 

  

⇩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⇩

f:id:tsurf:20210605171303p:plain
とある
初心者機械設計者

なんで単動エアシリンダーや
エアバルブって
3ポート弁でしか動かないんだよ

 

 

⇩本記事を読むと以下が わかります⇩

f:id:tsurf:20210611183707p:plain

管理人TSURF

どちらもスプリングが
内蔵されているからです
駆動原理と3ポート弁の動きを
絡めて解説します

 

 

①結論

f:id:tsurf:20211123203511p:plain

単動エアシリンダーとエアバルブは

内部にスプリングが内蔵されているため ポートが1つしかありません
(詳しくは後述します)

 

従って

そのポートの吸排気で動作を切り替えます

 

1つのポートの吸排気が行える電磁弁は3ポート弁となります

⇩以下の記事を参照お願いします⇩

 

 

②単動エアシリンダーとは

概要

詳しくは ⇩こちらの記事を御参照願います⇩

 

速度制御の注意点

エアを供給する方向の動作の速度制御はメーターインです

スプリングリターン方向はメーターアウトです

よってメーターイン メーターアウトを併用します

 

 

③3ポート弁での動作原理(単動エアシリンダー編)

動作解説内容

3ポート弁での動作を

単動押し出しのエアシリンダーで説明します

 

状態A ロッド押し出し

f:id:tsurf:20220109224620p:plain

 

状態A ロッド押し出し 3ポート弁がエア供給状態に切り替わる
エアでロッドが押し出される
スプリングが縮む

 

状態B ロッド引き込み

f:id:tsurf:20220109225225p:plain

 

状態B ロッド引き込み 3ポート弁がエア排気状態に切り替わる
スプリングでロッドが引き込まれる

 

2ポート弁での使用が不可な理由

ロッド引き込み状態の時に

エアシリンダーの加圧排気室のエアは排気されなくては
スプリングリターンできません

 

2ポート弁では排気が不可能で 3ポート弁でなくては排気ができません

 

もし操作電磁弁を間違って2ポート弁にしてしまうと

ロッドを引き込み状態にしたい場合

2ポート電磁弁ではエアを止めるだけで排気ができません

 

加圧排気室にエア圧が逃げずに留まってしまい

ロッドがが引き込み動作しないのです

 

④エアバルブとは

エアーで開閉するバルブのことです

3方向弁の電磁弁で駆動させます

 

以下 ノーマルクローズでのエア弁の図を添付しています

f:id:tsurf:20220109221259p:plain

 

状態A 弁 OPEN

駆動室が加圧されて
プランジャーが上昇しスプリングを
縮めている

状態B 弁 CLOSE 駆動室が排気されているので
プランジャーが
スプリングで押されている

 

電磁弁と比べたメリットは以下となります

  • 液体を扱うことが可能
    エアの密封度の確保のため機械室と流体室がダイヤフラム(図中赤)
    で仕切られているので液体も可能となります
    ダイヤフラムとは ゴムやテフロンでできた薄い膜です

  • エアを使うため 大流量のものでも省電力
    エアバルブを操作させる電磁弁は 操作エアを吸排気するだけなので
    小型のパイロット式 3方向弁で可能 

  • 構造が単純で丈夫
    電気の駆動系がないため 構造が単純です

  • エア弁の仕様によっては腐食性薬液も使用可
    例えば 液体流路の材質がフッ素樹脂であれば 腐食性薬液も扱えます

 

つまり 

大流量の液体を流す場合は必然的にエアバルブとなります

 

 

⑤3ポート弁での動作原理(エアバルブ編)

動作解説内容

3ポート弁での動作を

ノーマルクローズのエアバルブで説明します

 

状態A 弁OPEN

f:id:tsurf:20220109224308p:plain

状態A 弁 OPEN 3ポート弁がエア供給状態に切り替わる
エアでプランジャーが押し上げられる
スプリングが縮む
弁がOPEN状態となる

 

 

状態B 弁CLOSE

f:id:tsurf:20220109224347p:plain

状態B 弁 CLOSE 3ポート弁がエア排気状態に切り替わる
スプリングでプランジャーが押し下げられる
弁がCLOSE状態となる

 

 

2ポート弁での使用が不可な理由

弁CLOSE状態の時に

プランジャーとダイヤフラムの部屋は排気されなくては
スプリングリターンできません

 

2ポート弁では排気が不可能で 3ポート弁でなくては排気ができません

 

もし操作電磁弁を間違って2ポート弁にしてしまうと

バルブをCLOSE状態にしたい場合

2ポート電磁弁ではエアを止めるだけで排気ができません

 

プランジャーとダイヤフラムの部屋にエア圧が逃げずに留まってしまい

エアバルブが閉じないのです

 

⑥まとめ

  • 単動エアシリンダーとエアバルブは3ポート弁で動作をさせます
  • 単動エアシリンダーとエアバルブは2ポート弁で動作不可です
  • 単動エアシリンダー エアバルブともに中にスプリングが内蔵されています
  • エアの排気により スプリングが動作を始めます
  • したがって 排気ができる3ポート弁でなくてはなりません

 

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す

 

本ブログの文章や画像の無断転用を禁止します