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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