絶対的な信頼性が必要な油圧システムに関しては、Bosch Rexroth のポペット方向切換弁 M-SEW 6 が有力な候補として際立っています。このバルブは、従来のスプールバルブでは対処できない問題、つまり高圧下での漏れのない完全な遮断を解決します。たとえ小さな漏れでも問題となる油圧システムを扱っている場合、M-SEW 6 の違いを理解しておけば、将来的に大きな悩みを抱えることがなくなる可能性があります。
ポペットバルブの違い
ポペット方向切換弁 M-SEW 6 は、一般的な油圧バルブとは根本的に異なるアプローチを採用しています。このバルブは、厳しい公差でシールを形成するスライド金属部品の代わりに、精密に加工された表面に着座することで流れを物理的に遮断する硬化ボールまたはコーンを使用します。ペットボトルのキャップと引き戸のようなものだと考えてください。ボトルのキャップは押し下げると完全に密閉されますが、スライド ドアには、どれほどしっかりとはめ込まれていても、常にある程度の隙間が生じます。
この設計の選択は、実際のアプリケーションでは非常に重要です。従来のスプールバルブは常にある程度の内部漏れを生じます。公差が厳しくなるほど漏れは少なくなりますが、漏れがゼロになることはありません。 M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、シートベースの設計によりこの問題を完全に解決します。ポペット要素がシートに押し付けられると、流れは完全に停止します。
差別化を図るプレッシャー機能
M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、最大 630 bar、つまり約 9,150 psi までの圧力に対応します。ちなみに、ほとんどの標準的な D03 サイズのバルブは最大約 350 bar です。このほぼ 2 倍の圧力定格は、データシート上の単なる数値ではありません。これは、ハウジングの厚さから取り付け要件に至るすべてに影響を与える、構造的完全性に対する基本的なエンジニアリングの取り組みを表しています。
630 bar で動作すると、バルブを取り付け面から引き離そうとする巨大な力が発生します。一般的な D03 バルブ接続領域は、この圧力で 4,000 ポンドを超える分離力を受けます。 M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、正確に従う必要がある特定の取り付け要件を通じてこれに対応します。取付面の平面度は100mm当たり0.01mm以内、表面粗さはRz0.8以上が必要です。取り付けボルト (M5x45 グレード 10.9) は、正確に 8.9 Nm のトルクで締める必要があります。
M-SEW 6の実際の仕組み
ポペット方向制御弁 M-SEW 6 は、直接ソレノイド作動によって動作します。コイルに通電すると磁力が発生し、ポペット要素がシートから引き離され、流れが可能になります。エネルギーが遮断されると、リターン スプリングとシステム圧力がポペットをシートに押し戻し、流れを瞬時に遮断します。これにより、M-SEW 6 ポペット方向制御弁の切り替え時間が、特に閉じるときに非常に速くなります。
スイッチング速度は重要な物語を語ります。純粋な 24V DC で動作している場合、バルブは 25 ～ 40 ミリ秒で通電され、わずか 10 ～ 15 ミリ秒で消勢されます。この非通電時間はスプールバルブに比べて非常に速く、これは安全用途において非常に重要です。何か問題が発生し、フローをすぐに停止する必要がある場合、この余分なミリ秒が重要になる可能性があります。
ただし、整流器を介して AC 電圧で M-SEW 6 ポペット方向切換弁を動作させる場合、性能は大幅に変化します。整流回路にはコイル内の電流減衰を遅くするフィルタ コンデンサが搭載されているため、非通電時間は 35 ～ 55 ミリ秒に増加します。この 3 ～ 4 倍遅い応答は、一部のアプリケーションでは許容できるかもしれませんが、緊急シャットダウン システムの場合は、直接 DC 動作の方が明らかに優れたパフォーマンスを提供します。
構成オプションとその意味
M-SEW 6 ポペット方向制御弁には、いくつかの機能構成があります。最も一般的なのは、記号 U および C が付いた 3/2 ウェイ バージョンです。U 記号は、バルブが通電されていないときにポート P がポート A に接続される常開構成を表します。 C の記号は、通電されていないときに P から A が遮断されるノーマルクローズを表します。これらの 3/2 構成は、シンプルな形状で完全な分離を維持できるため、ポペット バルブが真価を発揮する場所です。
バルブには記号 D および Y が付いた 4/2 ウェイ構成もありますが、これらはやや一般的ではありません。ポペット要素を使用して 4/2 機能を作成する場合は、複数のポートでリークのない絶縁を同時に維持する必要があるため、機械的により複雑になります。設計上のトレードオフはより困難になるため、レックスロスはポペット方向切換弁 M-SEW 6 が最大の信頼性と圧力能力を発揮できる 3/2 バージョンを重視しています。
流量は毎分 25 リットルで最大になります。一部のスプールバルブと比べると低いように思えるかもしれませんが、D03サイズの直動ポペットバルブとしては妥当な値です。ソレノイドは、ポペット要素に作用するバネ力と圧力の両方に勝つ必要があります。流量を増やすには、より大きなポペット面積が必要となり、直接操作するには非現実的なほど大きなソレノイドが必要になります。
注文コード構造の説明
M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、あらゆる技術的詳細を指定する 16 ポジションの注文コードを使用します。このコードを理解すると、必要なバルブを正確に入手することができます。位置 01 は流体のタイプを指定します。鉱物油の場合は M です。位置 02 は、2 方バルブ、3 方バルブ、4 方バルブのいずれであるかを示します。ポジション03はSEWであり、ポペット式直動弁であることが確認できます。
位置 04 はサイズが 6 であることを確認し、NG6 または D03 規格に対応します。位置 05 は、U や C などの記号の選択です。位置 07 は、圧力定格 (420 または 630 bar) を指定します。位置 09 は電圧を処理し、G24 は標準の 24V DC です。 G96 や G110 などのオプションは、整流による AC 110 V または 120 V での動作を示します。
位置監視が必要な場合は、位置 12 が重要になります。 M-SEW 6 ポペット方向切換弁には、バルブの実際の位置を確認する誘導センサー (QMAG24 または QMBG24) を取り付けることができます。ただし、これらの監視オプションは 420 bar バージョンでのみ機能します。 630 bar での動作に必要な厚いハウジングには、標準のセンサー取り付け配置のためのスペースがありません。
位置 13 では、スロットルまたはチェックバルブインサートを追加できます。 B12 ～ B22 と呼ばれるスロットル インサートは、流量をさまざまな程度に制限します。ポペット方向切換弁 M-SEW 6 を最大圧力と流量で操作している場合、これらのインサートは切り替え中のウォーターハンマーやキャビテーションを防ぐことができます。位置 14 は、特殊な流体との互換性のために標準 NBR または FKM (接尾辞 V で指定) のシール材質を指定します。
流体の適合性に関する考慮事項
M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、DIN 51524 仕様を満たす標準鉱油で動作します。 HEES、HEPG、HETG、HFDR、HFDU タイプなど、さまざまな生分解性および耐火性の流体も取り扱います。ここではシール材料の選択が重要になります。標準の NBR シールは鉱物油に適しており、-30°C ～ +80°C で動作します。特定の合成エステルまたはポリグリコール流体を使用している場合は、接尾辞 V を付けて FKM シールを指定する必要があります。 FKM シールの温度範囲は -20°C ～ +80°C と若干狭いですが、必要な耐薬品性を備えています。
シールの選択を誤ると急速な劣化を引き起こします。 NBR シールは特定の合成流体中で膨張して破損する可能性がありますが、FKM シールは温度範囲外で使用すると硬化して亀裂が生じる可能性があります。ポペット方向切換弁 M-SEW 6 の文書には、どのシールがどの流体に対して機能するかが明確に指定されており、これらのガイドラインに従うことは厳密には任意ではありません。
無視できないインストール要件
M-SEW 6 ポペット方向制御弁を正しく取り付けることにより、設計どおりに機能するか、圧力下で漏れが発生するかが決まります。バルブは、4 本の M5x45 ボルトを使用して D03/NG6 マニホールドまたはサブプレートに取り付けられます。これらのボルトはグレード 10.9 の強度があり、正確に 8.9 Nm のトルクで締められている必要があります。トルクが不足していると、圧力がかかっている状態でハウジングが取り付け面から離れる可能性があります。過剰なトルクは取り付け面を歪ませ、応力集中を引き起こし、シールの破損につながる可能性があります。
ポートの O リングも重要です。ポート P は 10x2mm O リングを使用し、ポート A と B は 9.25x1.78mm O リングを使用します。これらは任意のサイズではありません。これらは、溝の寸法と予想される圧力荷重に適合します。間違った O リングを使用したり、損傷した O リングを使用すると漏れが保証され、そもそもポペット方向切換弁 M-SEW 6 を選択する目的全体が無効になります。
ソレノイド コイルは、4 Nm のトルクで締め付けられたロック ナットで取り付けられます。これはメインの取り付けボルトほど重要ではないように思えるかもしれませんが、ソレノイドの取り付けが緩んでいると位置合わせの問題が発生し、磁気ギャップが増加して力が低下し、ポペットの完全な移動が妨げられる可能性があります。バルブは機能しているように見えても完全に開閉しておらず、流量の制限や密閉の不完全な原因となる場合があります。
設計に組み込まれたメンテナンスの利点
M-SEW 6 ポペット方向制御弁の優れた点の 1 つは、取り外し可能で回転可能なコイル設計です。ソレノイド コイルは、圧力を保持する油圧ハウジングを乱すことなく、取り外しや交換が可能です。これは、油圧システム全体を減圧することなく電気メンテナンスを行うことができることを意味します。高圧システムでは、減圧と再加圧に時間がかかり、潜在的に危険を伴います。油圧回路に触れることなく故障したコイルを交換できるため、ダウンタイムが大幅に短縮されます。
コイルは 90 度回転するため、狭いマニホールド ブロック内でのケーブルの配線に役立ちます。隣接するコンポーネントとの干渉を避けるために、電気接続の方向を調整できます。この柔軟性により、ポペット方向制御弁 M-SEW 6 は、スペースが限られている複雑なアセンブリに簡単に組み込むことができます。
ポペットの設計自体は、スプールバルブよりもメンテナンスの必要が少なくなります。精密に機械加工された滑り面はなく、徐々に磨耗して漏れが増加します。ポペットは密閉するか密閉しないかのどちらかです。汚れによって座面が損傷しない限り、バルブは本質的に無期限にゼロリーク性能を維持します。
このバルブが最も意味のあるところ
ポペット方向切換弁 M-SEW 6 は、長期間にわたって荷重をドリフトなく保持する必要がある用途に優れています。工作機械の油圧クランプ システムは、完璧な使用例です。クランプがワークピース上で閉じたら、加工中は圧力損失がゼロでクランプされた状態を維持する必要があります。わずかな漏れでもクランプがゆっくりと解放され、切断作業中にワークピースが移動する可能性があります。
アキュムレータの絶縁も自然に適合します。アキュムレータを充電した後、それを回路の他の部分から絶縁する必要がある場合、漏れのある遮断バルブによりアキュムレータから徐々に圧力が抜けます。 M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、その圧力を無期限に維持します。安全回路にも大きなメリットがあります。安全システムが非通電時の流れの防止に依存している場合、制御信号がオフのときでもスプールバルブを介した内部漏れにより、意図しない動作が発生する可能性があります。
リーク検出のために圧力を保持する必要があるテストシステムには、ゼロリーク遮断バルブが必要です。高圧成形および鍛造プレスは、M-SEW 6 の 630 bar 定格が価値を持つ圧力で動作します。海中油圧システムは高圧と厳しい信頼性の両方の要件に直面しており、ポペット方向切換弁 M-SEW 6 の漏れのない設計は重要な安全マージンを提供します。
競合オプションとの比較
パーカー・ハネフィンの D1SE シリーズは、D03 サイズ範囲で M-SEW 6 ポペット方向制御バルブに最も近い直接の競合製品です。 D1SE は最大 350 bar の圧力に対応し、毎分最大 20 リットルの流量を実現します。これは、コーン型シート要素と同様のポペット設計哲学を使用しています。スイッチング時間は遅くなり、DC 動作では通電で約 50 ミリ秒、非通電で約 60 ミリ秒になります。
350 bar と 630 bar の圧力差は、さまざまな市場戦略を明らかにします。パーカーは、D1SE を、通常の産業圧力で漏れのない絶縁を必要とするアプリケーションのより広範な市場に向けています。レックスロスは、M-SEW 6 ポペット方向制御弁を、極圧性能が高コストに正当化されるプレミアム セグメント向けに位置付けています。本当に 630 バールの能力を必要とするアプリケーションには代替手段が限られており、レックスロスはそのニッチ分野で強力な地位を築いています。
M-SEW 6 のより速いスイッチング時間、特に 10 ～ 15 ミリ秒の非通電時間は、緊急停止シナリオにおいて目に見える安全上の利点を提供します。 M-SEW 6 と D1SE のこの 45 ミリ秒の差によって、損傷や怪我を引き起こす前にマシンが停止するかどうかが決まる可能性があります。安全性が重要なアプリケーションにとって、応答時間の短縮は単なる優れた機能ではなく、必須の要件です。
トレードオフを理解する
ポペット方向切換弁 M-SEW 6 を選択するということは、一定の制限を受け入れることを意味します。毎分 25 リットルの流量容量は、高流量を必要とするアプリケーションを満足させることはできません。ポペット設計に固有の圧力の不均衡は、ソレノイドがシステム圧力に対してバルブを開くためにより強く働くことを意味します。直動式ポペットバルブは、M-SEW 6 が達成する流量と圧力範囲付近で実用的な限界に達します。大幅に規模を拡大するにはパイロット運用が必要となり、複雑さとコストが増加します。
一般的なスプールバルブよりも取付精度の要求が厳しくなります。 M-SEW 6 ポペット方向制御バルブを粗く加工された表面にボルトで固定し、630 bar でシールできることを期待することはできません。マニホールドまたはサブプレートは、平面度と仕上げ仕様を満たすために適切な機械加工が必要です。これによりシステム全体のコストが増加しますが、最初にポペットバルブを選択する正当な理由となるゼロリーク性能が実現します。
630 bar バージョンの位置監視の制限は、機能安全の検証が必要なアプリケーションにおいて重要です。安全分析により、バルブが閉じていることを証明するために位置フィードバックが必要であると判断された場合は、420 bar の圧力制限を受け入れる必要があります。これは、レックスロスがセンサーを収容するために 630 bar に必要な構造的完全性を損なわないことを選択した、基本的なエンジニアリングのトレードオフを表しています。
アプリケーションに合わせた正しい選択をする
内部漏れを絶対にゼロにする必要があるアプリケーションの場合は、ポペット方向切換弁 M-SEW 6 が候補リストに含まれます。 400 bar 以上の圧力を維持する必要がある場合、選択肢は大幅に狭まり、M-SEW 6 は D03 サイズの数少ない現実的な選択肢の 1 つになります。安全のために素早い非通電応答が重要な場合、10 ～ 15ms のスイッチング時間は大きな利点をもたらします。生分解性または耐火性の流体を扱う場合、FKM シール オプションは、一部の競合バルブが提供していない互換性に対応します。
逆に、毎分 30 リットルを超える高流量が必要な場合、M-SEW 6 ポペット方向制御弁は機能しません。最大流量と圧力で頻繁にサイクルを行うアプリケーションの場合、バルブがその性能限界内に収まっているかどうか、または条件を管理するためにスロットル インサートが必要かどうかを慎重に評価する必要があります。複雑なスイッチング要件を備えた 4/2 機能が必要な場合は、漏れ特性にもかかわらず、実際にはスプール バルブの方が単純な場合があります。
総所有コストの計算では、ダウンタイムが高くつく用途では M-SEW 6 ポペット方向制御弁が有利になります。長い耐用年数、最小限の摩耗、簡単なコイル交換により、メンテナンスコストとシステムのダウンタイムが削減されます。初期購入価格は標準のスプール バルブよりも高くなりますが、信頼性が重要な重要な用途では、その割増コストはすぐに償却されます。
技術文書とサポート
ボッシュ レックスロスは、複数形式の CAD モデル、フル寸法図、詳細な性能曲線など、M-SEW 6 ポペット方向切換弁に関する包括的な技術文書を提供しています。文書には、すべての取り付け要件、O リングの仕様、トルク値、および流体の適合性情報が明確に指定されています。定格性能を達成するには、これらの仕様に正確に従うことが重要です。
このバルブは ISO 4401-03-02-0-05 および DIN 24340 Form A 取り付け規格に準拠しており、業界標準のマニホールドおよびサブプレートとの互換性を保証します。この標準化により、統合リスクが軽減され、リーク性能を向上させるためにシステムをアップグレードする際に、M-SEW 6 ポペット方向制御弁が他の D03 バルブの簡単な代替品となります。
最終的な考慮事項
Bosch Rexroth M-SEW 6 ポペット方向制御弁は、要求の厳しい用途に特化したソリューションです。すべてのアプリケーションにすべてを適用しようとするわけではありません。その代わりに、標準化された D03 パッケージで最大 630 bar の圧力で漏れのない絶縁を提供するという 1 つの仕事を非常にうまく実行することに重点を置いています。これを可能にするエンジニアリングでは、設置および適用時に細部に注意を払う必要がありますが、従来のスプールバルブでは到底太刀打ちできない性能を実現します。
負荷保持回路、安全システム、または高圧アプリケーションに取り組むエンジニアにとって、M-SEW 6 ポペット方向切換弁が何を提供するのかを理解することは、情報に基づいたコンポーネントの選択に役立ちます。バルブの機能は、その強度が最も重要となる特定の要件に適合します。適切な用途に合わせて選択すると、信頼性が高く漏れのないパフォーマンスが得られ、市場での優れた地位が正当化されます。
