tsurfの機械設計研究室

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。

電磁弁解説　ダブルソレノイド内部パイロット式5ポート弁の基礎

⇩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⇩

エアシリンダの駆動に使う５ポート弁の基礎について教えて欲しい

⇩本記事を読むと以下が　わかります⇩

今回は３ポート弁をエアブローに使う理由とその時の注意点を解説します。

本記事は以下の知識があることを前提としています。

• ①結論
• ②５ポート弁について
• ③ダブルソレノイド、内部パイロット
  • 基本構造
  • ３ポート電磁弁Ｂに通電
  • 3ポート電磁弁Ａに通電
• ④ダブルソレノイドの性質
  • ダブルソレノイドであると・・
• ⑤なぜ内部パイロット？
• ⑥まとめ

５ポート弁は以下の状態を切り替えます。

この切り替えによってエアシリンダーを駆動させることができます。

そして　

• ダブルソレノイド

であることにより通電を切ってもその状態を保持します。

今回は以下の順で解説をします。

• ５ポート弁について
• ダブルソレノイドについて
• 内部パイロットについて

5ポート弁を解説します。

少し　詳しい解説が必要ですね。

主な仕様用途は複動のエアシリンダーなのですが、上記のようにエアシリンダー等の機器に対して

• ポートＡにエア加圧／ポートＢエア排気
• ポートＢにエア加圧／ポートＡエア排気

を切り替えています。

このように弁切り替え状態１と弁切り替え状態２ともに配管や制御を変えれば、どちらにもなるのでＮ．Ｃや　Ｎ．Ｏは存在しません

実際には、

複動のエアシリンダーや複動のエアオペレートバルブを動かす5ポート弁は

• ダブルソレノイド
• 内部パイロット

が多いです。

内部パイロットの基礎については以下の記事を御参照ください

では、実際の５ポート弁の動きをダブルソレノイド、内部パイロットと絡めて解説しましょう。

以下が　ダブルソレノイド内部パイロット式5ポート弁の構造です。

スプール構造の両端に３ポート弁が２ヶついています。

現在切り替え状態１です。では上記の状態で装置が停止しているとします。エアも抜かれています。

この装置停止から、装置が起動してエアも供給されました。すると、以下の状態になります。

ポイントとしてはエア加圧ポートから分岐ラインがあります。この分岐ラインは内部の使用流体を分岐して3ポート弁につながっています。

そしてエアを投入されたことで電磁弁手前までライン加圧されています。

３ポート弁の供給はスプール室につながっていますね。

また3ポート弁の排気はメインの排気につながっていますね。

では、3ポート電磁弁Ｂに通電しましょう。すると、電磁弁Ｂは以下のようになり、スプール室にエアを送ります。

すると、エアの力でスプールが移動して以下のように弁が切り替わります。

切り替え状態2

では、3ポート電磁弁Ｂの通電をOFFにして3ポート電磁弁Ａに通電ONしましょう。

すると、電磁弁Ａは通電ONにより以下のようになり、スプール室にエアを送ります。

一方　電磁弁Ｂは通電OFFにより以下のようになり、操作エアを排気します。

すると、エアの力でスプールが移動して以下のように弁が切り替わります。

切り替え状態1

今回御紹介している５ポート弁はダブルソレノイドです。

５ポート弁本体に２つの3ポート電磁弁がありますね？

つまり、それぞれの電磁弁に通電すると弁が切り替わるのであって通電OFFしただけでは弁が切り替わりません。

具体例をあげます。例えば

• 3ポート電磁弁Ａ通電ON
• 3ポート電磁弁Ｂ通電OFF

上記の状態にします。すると、以下の状態になりますね。

この状態で3ポート電磁弁Ｂの通電をOFFします。すると・・・

上記の状態を維持します。

これがダブルソレノイドの特徴でシングルソレノイドの場合は通電OFFでスプリングリターンで戻ってしまいますがダブルソレノイドは現状の位置を保持します。

つまり、停電などの災害時にエア源さえ生きていれば、その位置を保持します。

勝手に動いてクラッシュを避けることができますね。

なのでエアシリンダーの駆動は５ポート弁内部パイロットシングルソレノイドではなく、

5ポート弁内部パイロットダブルソレノイドが多いのです。

上記記事で解説していますが

• スプールを動かすのは、あくまで強大な力を持つエアーです。
• そして、3ポート電磁弁はエア吸排気のみです。

つまり、巨大なソレノイドを持つ必要がありません。ということは・・

小型化かつ、省電力となります。

• 5ポート弁は機器のAポート供給　Ｂポート排気Aポート排気　Ｂポート供給を切り替えます。
• その多くが内部パイロット式で省電力化と小型化を実現しています。
• エアシリンダー等は基本的にダブルソレノイドです。
• ダブルソレノイドであることにより通電OFF状態でも現状の位置を保持します。
• つまり、停電時などでも現状の位置を保持して装置内クラッシュを防ぎます。

５ポート弁の具体的な駆動例は　⇩以下の記事を御参照ください⇩

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した。