tsurfの機械設計研究室

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エアシリンダー 5ポート弁での動作とスピードコントローラー

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

エアシリンダー 

5ポート弁での動作とスピードコントローラー

 

  

⇩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

実際にエアシリンダーと
電磁弁の動作の関係を教えてよ

 

 

 

⇩本記事を読むと以下が わかります⇩

f:id:tsurf:20210611183707p:plain

管理人TSURF

複動のエアシリンダーを例に
電磁弁との動きを
解説します
補足として
スピードコントローラーも
解説します

 

 

①結論

f:id:tsurf:20211123203511p:plain

 

5ポート弁の以下の動作を利用しエアシリンダーを動作させます

  弁切り替え状態1 弁切り替え状態2
5ポート弁 機器のポートAにエアを供給
機器のポートBのエアを排気
機器のポートBにエアを供給
機器のポートAのエアを排気

 

f:id:tsurf:20211204104529p:plain

 エアシリンダーのポートA ポートB

 

 

②押し出し方向動作

5ポート弁電磁弁のスプールが以下の位置にあるとき

f:id:tsurf:20200812203016p:plain

エアの供給圧は 

真ん中の加圧INポートから 加圧/排気ポートBを通り過ぎて

エアシリンダのヘッド側の加圧/排気室を加圧します

 

逆にロッド側の加圧/排気室にあるエア圧は 加圧/排気ポートAから

排気OUTポートAを通り過ぎて排気されます

 

このように一方が加圧 一方が排気されることにより ロッドが

図のように動作するのです

 

 

③引き込み方向動作

電磁弁が切り替わり

5ポート弁電磁弁のスプールが以下の位置にあるとき

 

 

f:id:tsurf:20200812203442p:plain

エアの供給圧は 

真ん中の加圧INポートから 加圧/排気ポートAを通り過ぎて

エアシリンダのロッド側の加圧/排気室を加圧します

 

逆にヘッド側の加圧/排気室にあるエア圧は 加圧/排気ポートBから

排気OUTポートBを通り過ぎて排気されます

 

このように一方が加圧 一方が排気されることにより ロッドが

図のように動作するのです

 

 

 

④スピードコントローラー

概要

上記のエアシリンダを動作させる上で重要になるのが スピードコントローラーです

業界用語でスピコンと呼ばれています

 

電磁弁からエアシリンダをエア配管のみで

直結してしまうと動作が早すぎるので これで速度を落とします

 

結論を言うと スピードコントローラーとは

ある方向からのエアの量を絞りますが その逆方向からのエアは

制限なく流します

 

スピードコントローラーエア配管記号で示すと以下になります

 

f:id:tsurf:20200812221856p:plain

  • 線はエアの流路を示します
  • 絞り弁とは 実際につまみがありエアの量を低くして調整できます
  • チャッキ弁とはある方向からはエアが流せ その逆方向からはエアが流せません

 

つまりスピードコントローラーの正体は

絞り弁と チャッキ弁を 内蔵したものということになります

 

 

補足 チャッキ弁について

チャッキ弁を説明するモデルとして図4 図5で解説します

 

しかし 

実際のスピードコントローラーのチャッキ弁は スプリング構造ではありません

 

まず図4のように

IN側の流体とOUT側の流体圧が同じ もしくは OUT側の流体圧が高い時は

スプリングにより球体部品が

配管に押し付けられて IN側からOUT側へ流体は通りません

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しかし 次に図5のように

f:id:tsurf:20200812222632p:plain

IN側の流体が高い時のみ スプリングがOUT側へ追いやられ

IN側→OUT側と流体が通ります

 

 

⑤メーターアウトスピードコンローラー

概要

以下のように排気時のみエア量の絞りを実現しています

f:id:tsurf:20200812223617p:plain

エアシリンダの加圧/排気ポートへエア供給時

絞り弁も通りますが 二手に分かれたチャッキ弁ルートは

流せる方向なので結果的に制限なしのエア量を流せます

 

エアシリンダの加圧/排気ポートからエア排気時

チャッキ弁側は流せない方向なので絞り弁のみ通ります 

 

⑥メーターインスピードコンローラー

概要

以下のように供給時のみエア量の絞りを実現しています

基本的に④の逆です

 

f:id:tsurf:20200812224542p:plain

エアシリンダの加圧/排気ポートへエア供給時

チャッキ弁側は流せない方向なので絞り弁のみ通ります

  

エアシリンダの加圧/排気ポートからエア排気時

絞り弁も通りますが 二手に分かれたチャッキ弁ルートは

流せる方向なので結果的に制限なしのエア量を流せます

 

⑦まとめ

●5ポート弁は 各ポートへの吸排気の状態を切り替えます

●上記動作により エアシリンダーを動作させます

●スピードコントローラーは エアシリンダの速度を手動制御するものです

●スピコンは チャッキ弁と絞り弁を組み合わせたものとなります

 

 

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

 

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