空気圧回路には必ず電磁弁（ソレノイドバルブ）がある
空気圧回路を学ぶ上で必ずと言っていいほど、電磁弁（ソレノイドバルブ）があります。
しかし、始めて空気圧回路を見ると、電磁弁（ソレノイドバルブ）の場所で？？？？と訳が分からなくなります。
何故、そのような事になるのかと言うと、電磁弁（ソレノイドバルブ）の種類や何故その種類の電磁弁（ソレノイドバルブ）を使用するのかが理解できていないからです。
ここでは、電磁弁（ソレノイドバルブ）の種類やその特徴を紹介していきたいと思います。
電磁弁（ソレノイドバルブ）とは？
まず、電磁弁とは、電磁石と弁を組み合わせたもので、電気をON、OFFすることにより、空気や水などの流体を止めたり、流したり、また流れの方向を切り換えるものです。
簡単にいうと電気のON、OFFで貫通している所が、移動するというものです。
電磁弁の駆動方式
まず、電磁弁の駆動方式は直動型、パイロット型の2種類あります。
直動型電磁弁
直動型電磁弁は操作力が直接弁体を切り替える方式の電磁弁です。
特徴
- 弁体が大きくなるほど、コイル部も大きくなる
- 真空、低圧状況でも使用可能
直動型JIS図記号は以下のように表されます。
直動型電磁弁記号
パイロット型電磁弁
パイロット型電磁弁は内臓されている直動型3ポート弁を操作し、その出力圧力をピストンに加え弁体を操作させる電磁弁である。
パイロット型は更に、供給圧力を駆動用に用いる内部パイロット方式と、駆動圧力を外部から供給する外部パイロット方式に細分される。
特徴
- コイル部を多くする必要が無いのでソレノイドバルブがコンパクトになる。
- 使用するのに0.1～0.25MPa程度の圧力が必要
パイロット型JIS図記号は以下のように表されます。
パイロット型電磁弁記号
弁の開閉方式
ソレノイドバルブは「ノーマルオープン」、「ノーマルクローズ」があります。
この2つは以下の特徴があります。
ノーマルオープン(NO型)
ノーマルオープン型は、非通電時は弁が開いており、通電中のみ弁が閉じます。
普段、回路が開いていて欲しい時に使います。
ノーマルオープン型JIS図記号は以下のように表されます。
直動型図記号
非通電時はバネの力で弁を開にする。
パイロット型図記号
ノーマルクローズ(NC型)
非通電時は弁が閉じており、通電中のみ弁が開きます。
普段、回路が閉じてほしい欲しい時に使います。
ノーマルクローズ型JIS図記号は以下のように表されます。
直動型図記号
非通電時はバネの力で弁を閉にする。
パイロット型図記号
弁の切換方式の種類
流体の出口を切換える機構にも様々な種類があります。
電気課の立場から言うと、ソレノイドバルブは出来るだけ、2位置シングルを使って欲しいみたいですね。
回路図面や配線が面倒になると言われました(笑)
しかし、安全という意味では3位置のソレノイドバルブを使った方が良いです。
それぞれのソレノイドバルブの切替方式の種類を紹介したいと思います。
2位置シングル
２位置シングルは部屋が２つでソレノイドが1つ付いているバルブです。
動力をOFFにするとばねの力でノーマルクローズ型orノーマルオープン型の使用している方向にしたいときに使います。
JIS図記号は以下のように表されます。
ノーマルオープン型は
ノーマルクローズ型JIS図記号
| メーターアウトの場合 | シングル |
| JIS記号 |  |
| 電源OFFの場合 | 必ず原位置復帰 |
| 電源OFFの場合シリンダ出力 | 全力発生 |
| エアー再投入の際の動作 | 原位置に飛び出し現象 |
2位置ダブル
２位置ダブルは部屋が２つでソレノイドが2つ付いているバルブです。
JIS図記号は以下のように表されます。
| メーターアウトの場合 | ダブル |
| JIS記号 | |
| 電源OFFの場合 | その時の動作を継続 |
| 電源OFFの場合シリンダ出力 | 全力発生 |
| エアー再投入の際の動作 | カット時の状態に飛び出し現象 |
3位置クローズドセンター
3位置クローズドセンターは部屋が3つで中央の部屋に移動すると、全ての回路が途切れる特徴があります。
実用例として、緊急停止ボタンを押すと、真ん中の部屋に行くようにし、シャフトやピストン等の動作を止めるために使われます。
5ポート3位置クローズドセンター図
| メーターアウトの場合 | クローズドセンター |
| JIS記号 |  |
| 停止状態 | 内圧封じ込め |
| 電源OFFの場合シリンダ出力 | カット時の出力保持 |
| 外力に対して | 動作しにくい |
| 飛び出し現象の発生 | 通常発生しない 残圧解放後に発生 |
| 配管容積の影響 | 比率が大きくなるとストローク中間で停止しにくい |
| 使用する上での注意点 | エアーリークにシリンダが動作する |
3位置エキゾーストセンター
3位置エキゾーストセンターは部屋が3つで中央の部屋に移動すると、接続されている回路のエアーが排気される特徴があります。
例として、緊急停止ボタンを押すと、真ん中の部屋に行くようにし、シャフトやピストン等の位置を排気時の位置に移動させるために使われます。
5ポート3位置エキゾーストセンター図
| メーターアウトの場合 | エキゾーストセンター |
| JIS記号 | |
| 停止状態 | エア圧力開放 |
| 電源OFFの場合シリンダ出力 | 出力ゼロ |
| 外力に対して | 動作可能 |
| 飛び出し現象の発生 | 中立状態後常時発生 |
| 配管容積の影響 | 大きな影響はない |
| 使用する上での注意点 | 負荷慣性力・スピード状況により停止しにくい |
3位置プレッシャーセンター
3位置プレッシャーセンターは部屋が3つで中央の部屋に移動すると、接続されている回路にエアーを入れる特徴があります。
例として、緊急停止ボタンを押すと、真ん中の部屋に行くようにし、シャフトやピストン等の位置を加圧時の位置に移動させるために使われます。
5ポート3位置プレッシャーセンター図
| メーターアウトの場合 | プレッシャーセンター |
| JIS記号 | |
| 停止状態 | 両側加圧 シリンダ出力を バランスさせる |
| 電源OFFの場合シリンダ出力 | 出力ゼロ |
| 外力に対して | 動作可能 |
| 飛び出し現象の発生 | 発生しない |
| 配管容積の影響 | 大きな影響はない |
| 使用する上での注意点 | バランスが崩れると停止しない |
まとめ
ソレノイドバルブは色々な種類がありますが、今の時代、安全が重視されているので3位置クローズドセンターを選定することが多いのではないでしょうか？
勿論、2位置の方が簡潔な構造になるので、そのメリットと安全を天秤にかけて選定すると良いと思います。
終わり
関連記事
