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電磁弁・シリンダー・エア機器類を徹底解説！

電磁弁・シリンダー・エア機器類とは？

電磁弁とは、電磁弁は電磁石（ソレノイド）に電流を流すことで、プランジャと呼ばれる鉄片を吸引し、電流を切ると離れる原理を使用し、弁（バルブ）を開閉する仕組みを持つ機器のことをいいます。
エアーシリンダーとは、空気圧機器の最末端に使用され、装置の中で物を動かしたり押し付けたりつかんだりと電磁弁で制御されて製品に接する機器のことをいいます。

食品製造現場では製造混合工程、包装工程問わず、数多くの現場で使用されています。
センサーとの組み合わせで、センサーで製品を検出したら電磁弁で制御した動きをシリンダーが行うというような使い方を様々な工程で行われています。
電磁弁、シリンダーの種類、選定ポイント、トラブルについて解説します。

電磁弁・シリンダー（メーターイン/アウト制御)の種類、原理、使用用途について

電磁弁の種類
・2方向電磁弁
2方向電磁弁は入口側と出口側の2つの配管接続口を持つ電磁弁です。流体の流止を制御します。
オリフィスは1つで、次の2つのタイプがあります。
常時閉（ノーマルクローズ　NC、通電開）：消磁（非通電）時には「閉」状態を保ち、励磁（通電）時に開きます。
常時開（ノーマルオープン NO、通電閉）：消磁（非通電）時には「開」状態を保ち、励磁（通電）時に閉じます。

・3方向電磁弁
3方向電磁弁は供給ポート、シリンダポート、排気ポートの３つの配管接続口と2つのオリフィス
（一方が開けば他方は閉じるように連動して動く）を持つ電磁弁です。単動シリンダ等のアクチュエータの制御や、流体の流路方向の切換えに使用されます。

・4方向電磁弁
4方向電磁弁は供給ポート、シリンダポート（2つ）、排気ポート（1つ～2つ）の4つまたは5つの配管接続口を持っています。
一般に複動シリンダ等のアクチュエータ制御に使用され、励磁（通電）、消磁（非通電）により圧力の供給と排気の流路を切換えます。

エアシリンダの種類
エアシリンダーには大きく分けて二つあります。
・単動式　・複動式
【単動式】
エア圧をかけるポート（入口）が一つあり、そこにエア圧をかけるとロッドが動く、エア圧を排気するとロッドが戻るシリンダー。
「エア圧でロッドを押し出す」ものを単動押出式、「エア圧でロッドを引き込む」ものを単動引込式と言います。

【複動式】
エア圧をかけるポートが二つあり、それぞれ給気排気を入れ替えることでロッドを押し出したり引き込んだりするシリンダー。

メータイン制御について
シリンダの駆動時にシリンダへの供給流量を制御し、シリンダの速度を調整する制御方式です。
・排気条件に左右されない（飛び出し現象発生の抑制）
・動き出しが早い。
・負荷変動に弱い。
・外力や負荷の慣性力の作用を受けやすく,垂直方向の制御が難しい。
・エアクッションが使用しにくい。

メータアウト制御
シリンダの駆動時にシリンダからの排気流量を制御し、シリンダの速度を調整する制御方式です。
「特徴と動作」
・調整しやすい。
・負荷変動に対して速度が安定する。
・垂直方向でも制御できる。
・排気側の圧縮空気がないと制御できない。（シリンダの飛び出し現象の発生）
電磁弁、シリンダー価格について

電磁弁、シリンダーともに安価な仕様であれば数千円から購入することは可能です。
ただし電磁弁、シリンダー共通して、包装機や製造工程の一部品として使用することになります。
それぞれの工程や設備仕様に合わせ、必要な機能、処理能力、サイズが変わるため、事前に使用している機器型番の確認を必ず行う必要があります。一般的に使用されているスペックや仕様の電磁弁、シリンダーで約１～５万円程度が多く使用されています。
電磁弁・シリンダー（メーターイン/アウト制御)の選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

・メーターインアウトの違いと使い分け
メーターインアウトの違い
メーターイン・・エアが入る量（吸気）を調整
メータアウト・・エアが抜ける量（排気）を調整
特徴と使い分け
メーターインとメーターアウトにはそれぞれ異なった特徴が次のようにあり、適切に使用しないと不具合の原因となってしまいます。
【メーターイン、メーターアウトの特徴】メーターイン〇動き出しが早い〇エアが抜けた状態のシリンダでも飛び出しが無く安全✕調整がピーキー（ちょっと設定を変えるだけで動きが大きく変わる＝安定しずらい）

メーターアウト〇調整がしやすい（変動が緩やか＝安定しやすい）✕エアが抜けた状態だと飛び出しが発生し危険
通常は調整しやすく安定性が高いメーターアウトが使われますが、場合によってはメーターインを選ぶ事もあります。

【メーターインを選ぶ場合】
・単動シリンダの流量調整
・エアブローの流量調整
単動シリンダは吸気側しかないので、メーターアウトを使ってしまうと調整できなくなります。
エアブローも同じで吸気方向しかエアが流れないので、メーターインでの調整しかできません。

メーターインとメーターアウトの見分け方
両者の見分け方ですが、スピコン本体に刻印されている記号と色の違いで分かるようになっています。記号だけでは分かりづらいので、色でも見分ける事ができます。たまにメーターイン、メーターアウトが間違って使用されている機械があるので、基本を押さえて正しいスピコンを選択できるようにしましょう。
電磁弁、シリンダー関連のトラブル事例、事前対策ポイントについて

トラブル事例
包装機内で使用しているシリンダーの動きが先端まで動作しないなどの不具合が不定期で起きる、起きる頻度が増加している。

原因①
電磁弁内の弁（バルブ）の切替を行っているスプールの動きが悪い、スプールのOリングパッキンが劣化している。
原因②
シリンダー本体からエア漏れしている。シリンダー内部のロッド又はピストンパッキンのシール性が低下している。

対策①
電磁弁の交換を行う、交換後の電磁弁は分解してOリング交換でリペア可能。
対策②
シリンダーの交換を行う、シリンダーもパッキン交換でリペアは可能だが、シール性が復元できなければシリンダー寿命。

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揺動・回転形シリンダスーパーファンロータリ SFR・SFRT

【業界最少の空気漏れ】独創的なシール構造により業界最少の空気漏れを実現。【低速動作が可能】独創的なシール構造により、スティックスリップがなく、滑らかな低速動作が実現。低速度域1.5秒/90°。【小形、軽量、高トルク】（SFR-※-90) コンパクトボディに従来比1.5倍の高トルク。【取付場所を選ばない多面取付タイプ】上面、側面3面、下面の5面を取付面として利用可能。

解決できる課題

品質向上
コスト削減
自動化
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ドレンセパレータ FX

【軽量コンパクト】水分分離効率：99％適応コンプレッサ：0.75kW~37kW FX1004、FX1011はFRLの3000、4000シリーズと、FX1037は6000、8000シリーズとモジュール接続が可能。

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Type2871 比例電磁弁（ソレノイドバルブ）液体でも使用可

【任意の流量・圧力調整が可能な、高精度比例制御電磁弁[液体でも使用可能]】比例電磁弁（Solenoid Control Valve）は、任意の開度設定により、多段階制御が可能なので。装置のグレードアップ、小型化を同時に実現します。当社比例電磁弁は、高いレンジアビリティ・精度・ヒステリシス・リニアリティを有しております。例えば必要流量の異なる２つの装置に対し、同じ型式の比例電磁弁が搭載可能となるという実績も多数ございます。また現在マスフローコントローラをご使用中の箇所に対し、比例電磁弁と流量センサを個別に使用することにより、大幅なコストダウンが可能となります。さらに調節計を搭載した比例電磁弁用コントローラType8611を使用すると、容易に圧力ループ、流量ループなどのローカル制御が可能となります。特に、要素開発段階では前述の簡易ループにより、比例電磁弁の有用性や動作について基盤の作成などを行わずに確認していただくことが可能です。《仕様》オリフィス / 最大差圧： 0.05～2.0mm / 0.15～1.0MPa レンジアビリティ 1:200 ヒステリシス < 5 % 応答速度　< 15 msec ※12V仕様もラインナップしております。《用途》・デンタルチェア・呼吸器/麻酔器・送気装置その他・気体流量、圧力制御・水の添加量制御・燃料電池のガス流量制御・タンク背圧制御など、幅広いアプリケーションでお使いいただいております。

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Type127 小型・高耐蝕電磁弁(ソレノイドバルブ)

【海外大手の生乳成分分析装置やPCR装置でも採用中。分析・理化学機器等に適した高耐蝕電磁弁】海外大手の生乳成分分析装置やPCR装置でも使われている電磁弁。流体が金属に触れない高耐蝕仕様の小型電磁弁。コンパクトな寸法で、各種分析装置、理化学機器への使用実績を誇ります。年間５００,０００個以上を世界へ向けて生産しております。《基本情報》海外大手の生乳成分分析装置やPCR装置でも使われている電磁弁。流体が金属に触れない高耐蝕仕様の小型電磁弁。コンパクトな寸法で、各種分析装置、理化学機器への使用実績を誇ります。年間５００,０００個以上を世界へ向けて生産しております。メンテ用途などのために、１個から販売が可能です。ビュルケルトジャパンのスタッフは日本人がほとんどですので、お問い合わせなどにも日本語で対応いたします。また代理店ではなく、日本法人ですので社内の豊富なデータベースを使用し、同等仕様品のご提案なども可能となっております。装置に似たものが付いているなどの際には、お気軽にお問い合わせください。《用途》・生乳成分分析装置・PCR装置・ＨＰＬＣ・ガス分析

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真空レギュレータプッシュロックタイプ

元圧の制御はもちろん、末端部の制御も可能。プッシュロック式ツマミで簡単操作。特長１．プッシュロック式ツマミにより、片手でも楽々操作。２．従来品より最大50％の軽量化。本体を樹脂にし、金属部材質はアルミニウムを使用。３．標準品でS3仕様相当。銅を主成分とする材料を不使用。ゴム材質は耐オゾン性に優れたHNBR。 (※)S3仕様相当はゲージ及びセンサは除く。４．1次側と2次側の継手が個別に回転し、配管方向が自由。真空源の元圧制御に最適。末端部の制御も可能。 ●使用流体　　　　　空気 ●使用圧力範囲　　　-100～100kPa／-100～0kPa(ゲージ部仕様により) ●設定圧力範囲　　　-100～-1.3kPa ●最大吸込流量　　　30L/min[ANR] ●使用温度範囲　　　0～50℃／0～40℃(凍結なきこと) (ゲージ部仕様により)

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電動シリンダ　EACシリーズ

シリンダ部の特徴軽負荷から高負荷まで高速駆動が可能 EACM6タイプの場合 EACM6タイプの場合高速駆動特性最短位置決め時間が簡単に算出できます当社電動アクチュエータの該当製品について、「機種」「運転条件」に合わせて目安となる位置決め時間を算出できるサポートツールをご用意しています。低速でも速度ムラが少ない安定した動きクローズドループステッピングモーターのマイクロステップ駆動により、減速機構などの機械的要素なしに分解能を上げることができます。このため低速（1.25mm/s）でも速度ムラが少なく、一定の速度を保ち続けます。低速運転小型・高推力シリンダロッド部にアルミニウムを採用した、小型・軽量ながら高推力な電動シリンダです。振動抑制構造にしたことにより、加速特性が向上し高速位置決め運転が可能です。小型・高推力シリンダ豊富なシリンダバリエーションラインアップ EACシリーズはストレートタイプの他に折り返しタイプをご用意しています。さらに、それぞれのタイプはシリンダ形状にシャフトガイド無し、シャフトガイド付とシャフトガイドカバー付の3種類をご用意しています。

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HACCP対策
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流量切換電磁弁（クイックオープンタイプ）

【省エネ】ガスバーナの低燃焼、高燃焼をガス流量切替で制御。【流量の最適化】メイン（大流量）、バイパス（小流量）それぞれに流量調整機構を内蔵し、流量の最適化が可能。【多段切替】 2台を使用すれば低・中・高の3段階の燃焼レベルの切替が可能。

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精密レギュレータ RP1000・RP2000

【優れた微圧・低圧域性能】(RP1000シリーズ）ノズルフラッパによるパイロット圧力制御方式を採用。 0.003~0.4MPaの設定圧力範囲内で高精度・高安定な精密圧力制御が可能。特に0.03~0.1MPaの微圧・低圧域での制御性能に最適。 □42㎜コンパクトサイズながらリリーフ流量大。【安定した流量特性】(RP1000シリーズ）圧力降下の小さい安定した流量特性。流量を問わず、繰り返し精度。フルスパンの±0.5％以内。感度フルスパンの0.1％以内。【バランサに最適な長寿命・大流量】(RP2000シリーズ) 高性能・長寿命・大排気流量を実現。 0.03~0.85MPaの圧力範囲で精密圧力制御が可能。流量問わず、繰り返し精度:フルスパンの±0.5％以内、感度:フルスパンの0.2％以内。【大きなリリーフ流量】(RP2000シリーズ) ノズルフラッパによるパイロット圧力制御方式。 □50㎜の小形サイズながらリリーフ量の大きい大排気流量タイプ。稼働部には低摺動パッキンを採用して長寿命化を実現。バランサ等の装置に最適な高頻度・高応答での優れた耐久性と十分な給・排気量を実現。

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Type6757 高温・高圧・高耐食電磁弁（フリッパー式）

【独自のフリッパー構造を搭載した電磁弁シリーズに高温・高圧・高耐食仕様をラインナップ。オリフィス1.4ミリと4.0ミリの２段展開。電磁弁の可動部（コイル側）とバルブボディ（配管接続部）が弊社独自構造の特殊ダイヤフラムにて分離しており、ゴミや異物が可動鉄芯周りに流れ込むことがないため、試薬や洗剤、溶媒などが通液する医療機器や洗浄機、精製装置やノズルアプリケーションに好適です。《仕様》オリフィス：DN 1.4 & 4.0 ボディ材質：PEEK ダイヤフラム：FFKM 耐熱：～90℃ 耐圧：～1.6MPa 電源電圧：DC24V ポート接続：マニホールド接続 (他接続に関してもお気軽にご相談ください) 《用途》ビュルケルトの分析・測定・検査・洗浄機器用電磁弁は、国内外の多くのアプリケーションでご使用頂いております。 ■分析装置・液体分析・ガス分析・クロマトグラフ・各種理化学機器 ■医療装置・人工透析・内視鏡洗浄・尿検査・血液分析・免疫分析・DNA合成・PCR ■印刷機械・インクジェットプリンター ■半導体／液晶製造機器（主に薬液用）

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小形エアオペレイト式2ポート弁形番 NAB・GNAB

【多種流体対応】ボディ材質（黄銅・ステンレス）、シール材質（ニトリルゴム・フッ素ゴム）の選択で多様な流体に対応。【軽量】コンパクト・軽量、シリンダカバー材質にPPS樹脂をラインアップしさらに軽量化も可能。【簡単エア配管】外部パイロットエア用の接続ではエアファイバ（Φ1.8mmエアチューブ）用継手一体形を選択可能。

解決できる課題