空圧システムと記号の見方 SMC 空圧の基礎を参考に作成 1 空圧単位 圧力 : 圧力の単位 MPa ( メガパスカル ) 0.1MPa 1kg/cm 2 力 0.5 100 =50 N 圧力 0.5MPa 面積 100mm 2 力 5 1 =5Kgf 圧力 5Kgf/cm 面積 1cm 2 国際 (SI) 単位 動力単位 ( 旧 ) 圧力力 1 MPa 10.2 Kg/cm 2 0.098 MPa 1 Kg/cm 2 1 N 0.102 Kgf 0.098 N 1 Kgf 応力 1 MPa 1 N/mm 2 現在国際単位 (SI) 表示するように決まっています 2 1
圧力に関する法則 大気圧 0 MPa 1 MPa 圧力と体積の関係 ( ボイルの法則 ) P( 圧力 ) V( 体積 )= 一定 H 1/2 H 1/2 H 圧縮空気に作用する力 ( パスカルの原理 ) 面積面積 圧力 = 力 100mm 2 圧力 0.5MP 体積が半分になると圧力は倍になる 大気圧 OMPa 圧力 1Kg 但し圧力は絶対圧力表示したとき絶対圧力 =ゲージ圧力 +大気圧 力 50N 圧力 5Kg/cm 2 面積 1cm 2 力 5Kg f 3 空圧回路システム コンプレッサーアフタクーラ空気溜めエアドライヤ 3 点セット フィルター 減圧弁 オイラー電磁弁駆動装置 ( シリンダー ) SMC 空圧の基礎より 4 2
コンプレッサー 大気を吸い込んで連続的に圧縮空気を作る機械 レシプロタイプ スクリュータイプ レシプロコンプレッサ IHI HP 往復運動で圧縮空気を製造 連続回転で圧縮空気を製造 5 コンプレッサーの比較 レシプロ式 スクリュー式 ターボ式 コスト 安い 高い 高い 脈動 大きい 小さい 小さい 振動 大きい 小さい 比較的小さい 騒音 大きい 小さい 大きい 保守 3~5000h で OH 1~20000h で OH 8~12000h で OH スクリュ - 式はコストが高いが騒音 振動が小さい 6 3
アフタークーラ コンプレサーで圧縮された空気は 高温になっているので常温まで冷却する必要がある 冷却の方式 1. 空冷式 2. 水冷式 2 種類がある エアフィンを空気又は水で冷却してパイプ内の空気の温度を下げる熱交換器です 7 空気溜め 安全弁 圧力計 出口 目的 1 脈動防止 ( 圧縮機で発生する脈動防止 ) 2 蓄圧 供給口 ドレン排出口 ( 大量消費による圧力低下防止 ) 3 水分分離 4 異物分離 40 リットル以上の容器は 労働安全衛生法施行令の第 2 種圧力容器安全規則に該当します 8 4
エアードライヤ コンプレッサーで圧縮された空気は 1. アフタークーラが 30~40 まで冷却して大方の水分をとります 2. 次に冷凍式エアドライヤが冷媒と熱交換を行うことで 10 程度 (0.7 MPa 時 ) へ冷却して さらに水分を除去します 3. 一旦 10 まで冷却した空気は 再び 10 まで冷却されない限りは結露しない乾燥空気になります エアドライヤ 9 冷却除湿の考え方 空気には少量の水分が水蒸気の形で含まれています この含有量は空気の温度により上限があります この含有量を超えた水蒸気は水滴として凝縮します 温度 ( ) 0 10 20 30 40 50 60 70 飽和水蒸気 (g/m 3 ) 4.9 9.4 17.3 30 51 83 130 197 飽和水蒸気量表 例 )1m3に10g 含んだ空気があるとすると 20 の時の飽和水蒸気は17.3gなので強い水蒸気となる これを0 まで下げると 0 の飽和水蒸気は4.9gゆえ (10-4.9=5.1g) が凝視して水滴 ( ドレン ) となります 10 5
エアーフィルター 水滴 錆 ごみの除去 フィルターエレメント バッフル オートドレン用フロート ( 水がたまるとフローとが上昇してドレンを自動的に排出 ) ドレンの排出 ( 手動 自動タイプ ) 11 フィルター ( 原理 ) デフレクタ 空気を旋回させ遠心力でゴミ 水分除去 手動ドレン抜き エレメント 遠心分離できない 手動タイプのドレン排出ボタン SCM 空圧の基礎より ゴミの捕獲 バッフル ケース内のドレンの巻上げ防止 12 6
減圧弁 ( レギュレータ ) 1 次圧力に対し 2 次圧力を設定し供給する圧力を安定させる 調圧スプリング ダイヤフラム 13 動作原理 2 次側の圧力が設定圧より高くなるとダイヤフラム中央のリリーフ穴から圧力を大気に開放して圧を下げる 設定圧後 14 7
ルブリケータ 供給空気にミスト状の潤滑油を混入させてエア機器に送り込み 作動部の潤滑を行う 使用油はタービン油 ( ゴムに影響が少ない ) 粘度 ISO VG32 原理は 霧吹きと同じ 最近は 耐摩耗性の高いパッキンや水滴流されにくい適度に粘性のあるグリースを封入した電磁弁やエアシリンダが次々に開発され 無給油でも使えるようになりました 15 シリンダ構造 タイロッド ピストン クッションバルブ クッションリング シリンダチューブ ヘッドカバー 16 8
シリンダーのクッション機構 ロッドエンドの衝撃緩和 クッションリング手前まではシリンダー排気 ニードル弁 クッションリングがヘッドカバーに入ると排気はニードル弁からだけに流れ 流量が絞られクッションが効き始める 17 継ぎ手 (SMC 製 ) 締め込み継ぎ手 ワンタッチ継ぎ手 シール性に優れている 操作性に優れている 専用工具で直角に切り奥まで差し込む 18 9
シールテープの巻き方 シールテープ 配管にシールテープを使いますが 巻き方が悪いと漏れ等の不具合がでます 1. シールテープは 先端まで巻かない ( 先端まで巻くと切れ端が配管に入る ) 2. テープを2 回程度巻いたら押えてテープを配管に密着させます 3. 巻く方向は ねじの同じで締まる方向の右廻りに巻きます 19 構造 方向弁 切り替え弁 配管の接続口をポートと言います 2 ポート弁 3 ポート弁 P(IN): 供給口 R(Ex): 排気 A B(OUT): 出口 20 10
方向弁 切り替え弁 5(4) ポート弁 4 ポート弁は 排気ポートが 1 つ 構造 A B A B R P R R P R 21 方向弁の切替方法 方向弁は 内部のスプールを切り替えて圧縮空気を A 側に流したり B 側に流したりします 22 11
直動式とパイロット式 直動式はスプールを直接ソレノイドで動かします パイロット式はソレノイドは弁の開閉だけで スプールを動かすのは空気圧です 標準の電磁弁はこのタイプ 23 です 直動式とパイロット式の比較 直動式 パイロット式 ソレノイド 大きい 小さい 消費電力 多い 少ない サイズ 大きい 小さい 最低使用圧力 0MPa 0.1~0.2MPa パイロット通路 24 12
各種スプールを動かす方式 押しボタン ソレノイド レバー パイロット ばね 外部ハ イロット ローラ 機械固定 25 2 ポート電磁弁記号の見方 ばね ソレノイド A P ソレノイドに通電していないとき空気が P から A に流れます ソレノイドに通電すると A には空気が流れません 26 13
通電してないときに空気が流れる回路を NO:Normal Open 通電してないときに空気の流れが止まる回路を NC:Normal Close といいます NO NC 27 5 ポート電磁弁の記号の見方 SOLa 通電 :P A に空気が流れる SOL 通電なし :AB 共空気が流れない SOLb 通電 :P B に空気が流れる 28 14
5 ポート弁の中央位置の種類 A B クローズドセンター すべてのポートが閉じています R P R A B エギゾーストセンター A B ポート共に排気されます R P R A B プレッシャセンター A B ポートがつながっています R P R 29 JIS 記号 使用目的 非通電時 外力でシリンタ は シルンタ の取付姿勢注意 3 位置タイプの特徴 クローズドセンター A B RPR 中間停止 非常停止シリンダ内に圧力を封じこめる エギゾーストンター 危険解除の非常停止 セ シリンダ内の圧力を開放 ( 残圧排気 ) 動かない動く動く 特に制約なし ( 負荷が軽い場合 ) エアリークあると停止位置ずれる A B RPR 水平のみ 慣性力の影響を受けやすい プレッシャーセンター A B RPR ブレーキ付シリンダの飛出し防止 シリンダ両ポートに加圧 特に制約なし 圧力バランスをと 30 る 15
スピコン ( スヒ ート コントローラ ) 空気の流量を調整してシリンダの速度を調整します エアーの接続方向によって自由流と制御流になります 自由流 : 流量が調整できません 制御流 : 流量が調整できます 31 シリンダ接続タイプのスピコン 自由流 ゴムシールが変形してエアが流れる 制御流 赤色のゴムパッキンに向きを変えると制御流と自由流の向きが変わります 32 16
メータアウト自由流制御流チェックバルブ その他 シャトルバルブ 入り口 2 出口 1 急速排気弁 A B A C C B(EXT) C 33 出口側で流量調整してシリンダの速度を調整します通常用いられる方式 34 17
制御流由流メータイン自入り口側で流量調整しシリンダーの速度を調整します負荷が少ない場合不安定になりやすいので一般的には使う頻度は少ない 35 3 方向弁 ( 手動 ) 排気流 圧力流 ばね圧で戻る 通常時 ボタンを押すとシリンダが出ます 36 18
5 ポート弁 排気流 圧力流 P R R P 電気が OFF の時 シリンダが出ます ソレノイドに電気が入った時シリンダが引っ込みます 37 クローズドセンター ソレノイド ON 電源 OFF 38 19
エギゾーストセンター ソレノイド ON 電源 OFF で全ての空気が排出される 39 プレッシャーセンター ソレノイド ON 電源 OFFするとロット側とシリンタ 側の回路が通じヒ ストンは矢印方向に動く 40 20
プレッシャーセンタ移動防止 減圧弁で圧を下げバランスさせる ロック機構を用いて固定 41 高速 低速切り替え メカバルブを叩くと速度が変わる回路 メカバルブ 破線 : パイロット回路 42 21
高 低切替回路説明 切替 高速 低速 高速 低速 高速回路 低速回路 43 急速排気弁 1 排気 シリンダーと電磁弁の距離が長い場合のシリンダ速度を上げたいとき 44 22