電磁弁の種類と使い方 ( 仕組み編 )

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電磁弁の主体は、もちろん『弁』

制御する上では、電磁弁の動作さえ覚えておけば何とかなりますが
調整やメンテを行うとなれば、もう少し先を知っておくと安心ですね。

メカ屋さん配管屋さん程の知識は要らなくても、押えておかなくてはならないポイントはあります。

 

電気屋寄りの視点から、電磁弁を一緒に見てみましょう。

どうも!ずぶ です。今回は 電磁弁の種類と使い方 ( 仕組み編 )

 

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電磁弁の仕組み

まずは見て下さい。

 

『 弁 』の開閉を ソレノイド で行えば、それが 電磁弁 ですね。

 

上の回路を JIS記号 で表記すると、こうなります。

ソレノイドの力で中の箱が動かされて、経路が切り替わる のですね。

 

ですが、見慣れた シンボル からすると何か抜けている感じです。

それは一先ず置いておいて、

 

シンボル を帳尻を合わせて動かすとすれば、

まぁ、こんな感じです。

 

シングル と ダブル

まずは、にょ~ん と伸びた ソレノイド と 主弁 の動きだけを抜き出してみましょう。

※実際は にょ~ん なりません(笑)

上の図と同じで、ソレノイドが励磁して箱を押して います。

 

では、ソレノイド の励磁を解きます。

ソレノイド には通常、バネが付いているので、元の位置に戻りますが、箱は置いてけぼりです。

 

先程のシンボルに、何が抜けていたか分かりましたね。

箱も何らかの力で、元に戻してやらなければなりません。

 

バネ を引っ付けて戻しましょうか?

反対側からソレノイド で押しましょうか?

 

その特徴により、

上図の バネの方 は、
 ソレノイドが1つ なので、シングル  単動 と呼ばれます。

下図の ソレノイドの方 は、
 ソレノイドが2つ なので、ダブル  復動 と呼ばれます。

 

各々の特徴ですが、

 

シングル は、
 電気信号が継続中、主弁が開 となり
 途切れると、主弁は自動復帰 します。

 扱いが簡単 ですね。

 

ダブル は、
 電気的開閉指令を受けて、主弁の 開/閉 動作が入れ替わります。

 停電動作に強そう ですね。

 

 

シンボル上、箱 なんて呼んじゃっていますが、コレこそが 主弁 そのものです。

実際は、箱ではなく、スプール を行き来させて経路の切り替えを行っているのです。
(スプール方式で話を進めます)

 

更に構造的に知りたい方は、

日本アスコ株式会社  さんが、図入りで分かり易く説明してくれています。

 

直動式 と パイロット式

ソレノイドの動きに関しては違いはありませんが、スプール の動かし方に関しては
直動式 と パイロット式 という2つの方法に分かれます。

 

直動式 というのは
 ソレノイドの力で、主弁を開閉 する方式

パイロット式というのは
 ソレノイドの力で、補助弁(パイロット弁)を開閉 する方式
 補助弁を通った流体により主弁を開閉させます。

 

と、いうことは、

今までの説明は、直動式 の図や説明だったのですね。

それでは、パイロット式 を見て行きましょう。

 

<経路閉>

 

<経路開>

 

先程の回路と違って、小径が一本引かれていますね。

経路内の流体圧力を使って、主弁を開閉 しています。

(あくまでイメージです、図の回路だと開閉できませんし複雑な回路になります )

 

JIS記号 で表すとこうなります。

 

ソレノイドのシンボルの先に パイロットのシンボルの△ を入れるだけ。

これで、パイロット式シングル電磁弁 である事が分かります。

 

なぜパイロット式があるんだろう?

そもそも論ですが、なぜパイロット式があるんでしょうね?

親しみのあるリレー回路に置き換えて考えてみましょう。

 

 

微小出力で大きな主回路を開閉する為には、このような回路になります。

パイロットリレー を経由させて、大きな物を駆動させているのですね。

 

ここで言う パイロット とは、案内する という意味で使われています。

 

ちなみに、この回路だと、

 

赤囲み部分がパイロット

24V で 200V を案内しています。

 

これが電磁弁の場合は、200V の代わりに 一次側の流体を案内( パイロット )して主弁を開閉 させているのでした。

 

 

電磁弁でパイロットと出た場合、

主弁の開閉には、ソレノイドではない別の力を借りる という意味です。

水道ホースを、指でつまんで止めたのを思い出して下さい。
あれをソレノイドにやらすのは、結構きつい。
それでもやらそうとなると、大きくなっちゃいます。
24Vの チカラ って、タカが知れている のです。

 

そこで、パイロットの出番です。

 

一般的な特徴を書くと

直動:
電気のチカラだけで、弁を開閉できる。
開閉口径が小さくなる

パイロット:
電気以外のチカラが必要。
省電力

 

 

特に、パイロットの特徴の1行目 だけは覚えておいて下さい。

当たり前の事ですが、いつか救われる時が来るかもしれません。

 

内部パイロットと外部パイロット

別の力を借りるだけなので、主弁の開閉ができれば動力が1次側である必要はありません。

外部エアで代用する事も可能です。

 

JIS記号で表すと

外部から来てまっせ!の 点々を引っ張る だけ。

共通ポートがあるなら、そこに突っ込んでおけば良いですね。

 

どちらも パイロット式 なのですが、

この場合は、外部の力をパイロットしているので、外部パイロット式

先程の経路内の流体をパイロットしていたものは、内部パイロット式

と区別されます。

 

まとめ

電磁弁は、ソレノイド部 と 主弁部 に分かれているよ

弁の開閉が、ソレノイド1つで済む物を シングル これは 主弁が自動復帰するよ

弁の開閉が、ソレノイド2つ必要な物を ダブル これは 指令が来るまでは主弁を保持 するよ

 

スプールの動かし方 には、直動式 と パイロット式 があるよ

パイロット式には、内部パイロット式 と 外部パイロット式 があるよ

 

 

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