プラント設備や流体を扱う装置では弁（バルブ）が多用されますが、その中の一つに「電磁弁」があります。
電磁弁はその名の通り電磁石を使って弁を開閉する装置です。
本記事では電磁弁の仕組み・構造・種類について詳しく解説します。
電磁弁とは
電磁弁とは何か
電磁弁とは「電磁石」と「弁」を組み合わせた物で、電磁石（ソレノイド）への電流をON-OFFする事で流体の流れを止める、流す、方向を変える、といった操作を遠隔で行えるようにする装置です。
英語表記のSolenoid Valve（ソレノイドバルブ）の頭文字をとってSV（エスブイ）とも呼ばれます。
単純に流体の流れをON-OFFする使い方が基本ですが、接続口数によっては流れ方向を切替える使い方もすることから「電磁切替弁」「方向制御弁」と呼ばれる事もあります。
電「動」弁との違い
名前が似ている電動弁と混同されがちですが、電磁弁は電磁石の吸引力によって弁体を開閉するのに対し、電動弁はモーターの回転を使って弁体を開閉します。
電磁弁と電動弁の違いを簡単にまとめます。
このように、電磁弁と電動弁は用途によって使い分けられています。
電磁弁の仕組み
代表的な電磁弁の内部構造と仕組みを解説します。
ON-OFF弁の用途
構造と記号
最も基本的な電磁弁である、常時閉のポペット式２方向電磁弁の構造と記号を示しています。
この形式の電磁弁は流体のON-OFF（流すor止める）を制御する場合に用いられます。
動作の仕組み
ソレノイドに通電されると電磁石となり、鉄でできたプランジャを持ち上げます。プランジャは弁体と繋がっているので、プランジャが持ち上げられると弁体が開き流体が流れます。
ソレノイドが非通電となるとバネの力によってプランジャが降り、弁体が閉じて流体が止まります。
このように比較的シンプルな仕組みで流体をON-OFFすることができます。
切替弁の用途
構造と記号
切替弁として最もよく見られる、スプール式2位置５ポート電磁弁の構造と記号を示しています。シリンダーなど、アクチュエーターの動作方向を制御する場合に用いられます。
動作の仕組み
非通電の時はバネの力によってスプールが左に押されています。P→Bに流体が流れ、アクチュエータから戻ってきた流体がA→R2に排出されます。
ソレノイドに通電されると鉄心が引き寄せられる力でスプールが右にスライドし、今度はP→Aに流体が流れ、B→R1に排出されます。
このように流体の行先をP→AあるいはP→Bに切り替える事によって、アクチュエータの動作方向を切替えることができます。
電磁弁の種類
電磁弁は弁体構造、駆動方式、ポート数などにより様々な種類が存在します。
以下に仕様の選定項目と、その種類を簡単にまとめます。
電磁弁の種類の詳細については下の記事で詳しく解説しています。電磁弁を選定する際の参考にしてください。
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また電磁弁の記号の意味については下の記事で詳しく解説しています。回路図を読む・書く際の参考にしてください。
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まとめ
電磁弁の仕組み・構造・種類について解説しました。
ポイントをまとめます。
- 電磁弁とは電磁石（ソレノイド）への電流をON/OFFする事で弁体が開閉される弁である。
- 流す/止めるを制御するだけでなく、流れ方向を切替えてアクチュエーターの動作方向を制御することも可能。
- 弁体構造、駆動方式、ポート数などにより電磁弁には様々な種類が存在する。
皆様の参考になれば幸いです。
