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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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コンパクト電動シリンダ　DRシリーズ

主な特徴 αSTEPとボールねじを一体化した構造高精度なαSTEPとボールねじを組み合わせることで、高精度な位置決めを実現カップリングなどの連結部品を使用せず、中空ローターとボールねじナットを一体化することで、部品の剛性や組み合わせによるバックラッシの影響を抑えています。 DRシリーズ内部構造 2種類の駆動用ボールねじ駆動ボールねじ精密転造繰り返し位置決め精度 ±0.003mm ±0.01mm 最小移動量 0.001mm 高可搬質量と高速運転を実現※ リード 1mm 2.5mm 可搬質量水平 4kg 4kg 垂直 4kg 2kg 最高速度 40mm/s 100mm/s ※ 表中の仕様値は、取付角寸法28ｍｍテーブルタイプの場合。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。駆動モーターにαSTEP AZシリーズを搭載バッテリレスのアブソリュートセンサ内蔵、外部センサ不要でモーター位置情報を常時監視クローズドループ制御による高信頼性高効率化により、モーター発熱低減、省エネルギー ABZOセンサ安定した微細送りが可能 αSTEPを搭載しているため、1stepずつの微細な動作を安定して繰り返すことが可能です。カメラやレンズの微調整に最適です。 DRシリーズ微細送り低速でなめらかな動きマイクロステップ駆動、スムースドライブ機能※により低速での振動を抑え、なめらかに動かすことができます。シリンジから溶液を安定して供給する駆動軸に最適です。 ※ パルス入力の設定を変えることなく、フルステップのときと同じ移動量、速度で自動にマイクロステップ駆動する制御です。 DRシリーズ低速でなめらか装置の小型化・軽量化に貢献 αSTEPとボールねじを一体化したコンパクトボディで、装置の小型化・省スペース化に貢献することができます。装置先端の軽量化により、設計の自由度の向上が期待できます。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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高速形シリンダ高エネルギー吸収シリンダ HCM

【新クッション機構内蔵】新クッション機構内蔵により、ストロークエンドでの滑らかな停止を実現。【アジャスト機構付】広範囲の条件に対応し、簡単調整。【衝撃吸収力が従来シリンダの5倍】クッションパッキンにフローティング方式採用。特に重負荷で中速領域（MAX2000mm/sec)使用に最適。

解決できる課題

品質向上
コスト削減
自動化
省スペース
生産効率改善

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蒸気用パイロットキック式2ポート電磁弁

【信頼性】 PTFE角リングによる特殊シール構造で外部シール力を向上、高温蒸気における外部漏れリスク低減。【信頼性】異物に強い独自のピストン構造。【耐久性】蒸気用としてコイルアクチュエータ部を最適化し、耐久回数100万回を実現。

解決できる課題

品質向上
コスト削減
自動化
省スペース
生産効率改善

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Type2873 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： 0.8～4.0mm / 0.1～0.8MPa レンジアビリティ 1:200 ヒステリシス < 5 % 応答速度　< 20 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。

解決できる課題

品質向上
省スペース
生産効率改善

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ペンシルシリンダ SCPS・SCPD3・SCPS3・SCPH3

【コンパクト設計】チューブ内径Φ6、Φ10、Φ16の超小形。全長も短く、コンパクトを追求。【小形シリンダスイッチでさらにコンパクト】小形シリンダスイッチ「Tシリーズ」採用でスイッチ高さが1/2。

解決できる課題

人手不足解決
品質向上
コスト削減
自動化
生産効率改善

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Type6223 比例電磁弁(ソレノイドバルブ）-液体専用-

【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》液体専用廉価版大流量タイプオリフィス / 最大差圧： 10.0～20.0mm / 0.05～1.0MPa レンジアビリティ 1:10 ヒステリシス < 5 % 《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。

解決できる課題

品質向上
省スペース
生産効率改善

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手動式2・3・4ポート弁　手動切換弁 HMV・HSV

【低摺動化】操作はスイングレバー（ディテント内蔵ロータリ）方式を採用し、操作が簡単。【用途に応じ2タイプを用意】 HMV：ミニチュアタイプ（Rc1/4） HSV：スタンダードタイプ（Rc1/4～4/3）

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品質向上
コスト削減
省スペース
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マイクロミストフィルタ

微粉子のゴミ、オイルミストの除去用フィルタ。特長１．微粉子のゴミ、オイルミストの除去用フィルタ。濾過度：0.01μm。２．ボウルガードはプラスチック製で、腐蝕の心配不要。３．ドレン排出方式は、マニュアル式、オートドレン式から選択可能。 ●接続口径　　　　　Rc1/4、Rc3/8 ●使用流体　　　　　空気 ●最高使用圧力　　　1.0MPa ●最低使用圧力　　　0.15MPa ●耐圧力　　　　　　1.5MPa ●使用温度範囲　　　5～50℃ ●濾過度（※）　　　0.01μm(捕集効率：99.9%)　　※）当社測定条件によります

解決できる課題

品質向上
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コンパクト電動シリンダ　DRS2シリーズ

主な特徴 αSTEPとボールねじを一体化した構造高精度なαSTEPとボールねじを組み合わせることで、高精度な位置決めを実現カップリングなどの連結部品を使用せず、中空ローターとボールねじナットを一体化することで、部品の剛性や組み合わせによるバックラッシの影響を抑えています。 DRS2シリーズの内部構造 2種類の駆動用ボールねじ駆動ボールねじ精密転造繰り返し位置決め精度 ±0.003mm ±0.01mm 最小移動量 0.001mm 高可搬質量と高速運転を実現※ リード 2mm 8mm 可搬質量（水平方向、垂直方向共通） 10kg 5kg 最高速度 50mm/s 200mm/s ※ 表中の仕様値は、取付角寸法42mm ガイド付タイプの場合。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。駆動モーターにαSTEP AZシリーズを搭載バッテリレスのアブソリュートセンサ内蔵、外部センサ不要でモーター位置情報を常時監視クローズドループ制御による高信頼性高効率化により、モーター発熱低減、省エネルギー ABZOセンサ安定した微細送りが可能 αSTEPを搭載しているため、1stepずつの微細な動作を安定して繰り返すことが可能です。カメラやレンズの微調整に最適です。 DRシリーズ微細送り低速でなめらかな動きマイクロステップ駆動、スムースドライブ機能※により低速での振動を抑え、なめらかに動かすことができます。シリンジから溶液を安定して供給する駆動軸に最適です。 ※ パルス入力の設定を変えることなく、フルステップのときと同じ移動量、速度で自動にマイクロステップ駆動する制御です。 DRシリーズ低速でなめらか装置の小型化・軽量化に貢献 αSTEPとボールねじを一体化したコンパクトボディで、装置の小型化・省スペース化に貢献することができます。装置先端の軽量化により、設計の自由度の向上が期待できます。装置の小型化・軽量化に貢献タイプや付加機能を自由に組み合わせ可能ガイド付タイプシリンダに負荷を固定できる高剛性ガイドを付けた製品です。負荷の直接取り付けが容易です。ガイド付タイプガイドなしタイプガイドなどがないコンパクト形状のため、装置に直接組み込むことが可能です。また、装置の負荷搬送用ガイド部にコンパクトな推力軸としてご使用いただける製品です。ガイドなしタイプガイド付・ガイドなしタイプに電磁ブレーキ付をラインアップ無励磁作動型の電磁ブレーキ付をラインアップ。電源OFF時に停止位置を保持できます。垂直方向に取り付けても、メンテナンスの作業中にワークが落下する心配がありません。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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e-Actuator かんたん制御コントローラ一体型／スライダタイプ EQFS□H

エア機器感覚かんたん設定！＜製品の特長＞特長① エア機器感覚かんたん設定！　　　プログラム不要の2点停止　　　プログラム不要の3点停止　　　全ての操作モードでサイクルタイム設定可能特長② コントローラ内蔵による省スペース/省配線/省工数・プログラムレス・調整、時間短縮特長③ モータ制御方式の最適化により年間CO2排出量：最大59%削減　　　 5.8kg-CO2e/年（14.1）※動作条件により値は異なります。

解決できる課題