産業機械が確実に方向を変える必要がある場合、方向制御弁 WMR シリーズは、数十年にわたり信頼されているソリューションを提供します。これらの機械的に操作されるバルブは、産業システム内の作動油の流れを制御し、シリンダーがいつ伸縮するか、またモーターがいつ正転または逆転するかを決定します。
WMR バルブは、純粋な機械的動作によって機能するため、際立っています。ローラーまたはプランジャーがカムまたは可動部品によって押されると、内部スプールが移動し、オイルの流れの方向が変わります。この直接的な物理的接続は、バルブが電気信号ではなく実際の機械の位置に応答することを意味し、機械的信頼性が最も重要な用途に最適です。
基本機能を理解する
方向制御弁 WMR はサブプレートに取り付けられたスプール弁として動作します。ローラーを押すものが何もないときは、リターン スプリングがスプールを中立位置に保持します。外部のカムまたは機械コンポーネントがローラー プランジャーを押すと、スプールがバルブ本体内でスライドし、さまざまなポートを接続します。この動作により、作動油の方向が変更され、アクチュエータが所望の方向に駆動されます。
この設計哲学により、物理的な位置と油圧動作の間に直接的なつながりが生まれます。工作機械、クレーン、資材運搬装置はこの原理を使用して、動作が正しい順序で行われることを保証します。何かが物理的にローラーを動かすまでバルブは切り替わらないため、多くの用途で本質的な安全性が提供されます。
重要な技術仕様
方向制御弁 WMR シリーズには、ISO 4401 規格に準拠した 2 つの主要なサイズがあります。 NG6 サイズは、P、A、B ポートで最大 60 リットル/分の流量と最大 315 bar の圧力に対応します。 NG10 サイズは、より高い流量容量で同様の圧力定格を提供します。これらの仕様により、バルブは要求の厳しい産業環境でも動作することができます。
標準の NBR シールの場合、動作温度範囲は摂氏マイナス 20 度から摂氏プラス 80 度です。このバルブは、粘度が 2.8 ～ 500 平方ミリメートル/秒の作動油を受け入れます。流体の清浄度を ISO 4406 クラス 20/18/15 以上に維持すると、内部摩耗を防止し、耐用年数を延ばすことができます。
システム設計時に注意が必要な制限が 1 つあります。液体をタンクに戻す T ポートの標準圧力制限は 60 bar です。主要な作動ポートは 315 bar を容易に処理できますが、T ポートで 60 bar を超えるとシールが損傷したり、漏れが発生したりする可能性があります。一部の高仕様バージョンでは、背圧がより高いアプリケーション向けに、この制限を 210 bar に引き上げます。
さまざまなニーズに応じたさまざまな構成
方向制御バルブ WMR シリーズは複数のスプール構成を提供しており、通常は油圧記号として示されています。 4 ポート 3 位置バルブは、すべてのポートを中立にブロックしたままにするか、特定のポートをタンクに接続する場合があります。 C、E、J、L、M などのシンボル コードは、各位置にどのポートが接続されているかを示します。メーカーは、さまざまな回路要件に合わせて、約 19 種類の異なるシンボル バリエーションを提供しています。
2 位置バルブにより、より簡単なオン/オフ制御が可能になります。 3 位置バルブは、スプールの設計に応じて、流れを遮断したり、自由な動きを許可したり、その他の状態を作り出したりできる中立状態を追加します。適切な構成の選択は、バルブがニュートラルに戻ったときにシリンダーがその位置を保持する必要があるか、それとも自由に浮かせる必要があるかによって決まります。
メーカーとモデルバリエーション
Bosch Rexroth は、Hydronorma 製品ファミリーの一部としてオリジナルの WMR シリーズを製造しています。 NG6 サイズの 5X シリーズには、さまざまなローラー配置と取り付けオプションが含まれています。バルブは CETOP パターンに従って標準化されたサブプレートに取り付けられているため、交換が簡単になり、異なるメーカーのコンポーネントを混合することができます。
Hengli Hydraulics は、NG10 アプリケーション用の WMR/U10 シリーズを提供しています。同社の L3X シリーズは、R タイプと U タイプの両方のローラー構成で 19 のシンボル オプションを提供します。この多様性は、エンジニアが特定の機械レイアウトに必要な正確なローラーの位置と作動方向を選択するのに役立ちます。
PONAR Wadowice や Leader Hydraulics などの他のサプライヤーも互換性のあるバルブを製造しています。 ISO 4401 に基づく標準化は、これらのバルブが物理的に交換できることを意味しますが、設計者は圧力定格、流量容量、およびスプール構成がアプリケーションのニーズと一致することを確認する必要があります。
インストール要件
方向制御バルブ WMR の適切な取り付けは、表面の準備から始まります。サブプレートの取り付け面は、最大表面粗さ Rz 4 で 100 ミリメートルあたり 0.01 の平面度仕様を満たす必要があります。凹凸があると、バルブベースの周囲に漏れ経路が生じる可能性があります。
4 本の M6 x 40 ミリメートルソケットヘッドキャップネジでバルブをサブプレートに固定します。これらのボルトをプラスまたはマイナス 15% の公差で 9 ニュートン メートルに締め付けると、バルブ本体を歪ませることなく適切なクランプ力が得られます。対角パターンで十字に締め付けることにより、圧力が均一に分散されます。
油圧システムは、方向制御バルブ WMR に接続する前に適切な濾過を使用する必要があります。 ISO 4406 クラス 20/18/15 の清浄度を維持するフィルターを取り付けると、スプールとボディの間の狭い隙間が保護されます。小さな粒子でもこれらの表面に傷を付け、内部漏れや固着を引き起こす可能性があります。
現実世界のアプリケーション
工作機械では、工具交換シーケンスやワークのクランプ操作に方向制御弁 WMR が使用されます。機械のスピンドルまたはツールチェンジャーが特定の位置に移動すると、カムがローラーを作動させ、油圧動作を引き起こします。これにより、電子制御なしで正しいシーケンスが自動的に実行されます。
鉱山および冶金設備は、コンベアの位置決めとゲート制御にこれらのバルブを使用しています。これらの業界の過酷な環境では、腐食したり故障したりする電気接続がないため、機械的作動が魅力的になっています。電子センサーを破壊する可能性のあるほこりや湿気は、単純なローラーとカムの配置には最小限の影響を与えます。
リフト プラットフォームとシザー リフトには、安全システムに WMR バルブが組み込まれています。ローラーの位置は、安全バーが設置されているかどうか、またはプラットフォームが特定の高さに達しているかどうかを示すことができます。この物理的検証により、安全回路に冗長性が追加され、機械的インターロックを必要とする規制に準拠します。
メンテナンスとトラブルシューティング
取り付け面の周囲の外部漏れは通常、O リングの損傷または不適切なトルクのバルブを示します。取り付けガスケットを検査して交換すると、ほとんどの外部漏れの問題が解決します。取り付け面が平らで損傷がないことを確認することで再発を防ぎます。
内部漏れは、バルブがアクチュエーターを所定の位置に保持する必要があるときに、アクチュエーターがゆっくりとドリフトするときに発生します。これは多くの場合、スプールとボアの汚れた液体が原因で発生します。液体の清浄度をチェックし、フィルターを交換すると、根本原因が解決されます。ひどい場合には、摩耗が許容範囲を超えた場合、バルブの交換が必要になる場合があります。
スプールがボア内で自由に動かない場合、動作のベタつきや動作の鈍さが発生します。ここでも汚染が原因のリストの最上位にありますが、指定された温度または粘度範囲外での操作も問題を引き起こします。作動油が仕様内にあることを確認することで、方向制御バルブ WMR の動作上の問題のほとんどが防止されます。
他のバルブタイプとの比較
WMMシリーズはローラーの代わりに手動レバーを使用して作動します。オペレータはレバーを手動で動かしてバルブの位置を変更します。これは、人が直接操作する制御に適しています。 WMD シリーズはレバーをロータリーノブに置き換え、よりコンパクトな手動制御オプションを提供します。
電動ソレノイドバルブは遠隔制御を提供しますが、電力と制御信号が必要です。これらのバルブは機械式よりも速く切り替わりますが、配線、ソレノイド、電子コントローラーを通じて潜在的な故障点が生じます。方向制御バルブ WMR は、機械的作動が理にかなっている用途におけるこれらの懸念を解消します。
パイロット操作バルブは油圧を使用して大きなスプールを移動させ、より小さな作動力でより大きな流量の制御を可能にします。これらのバルブは、直動型 WMR 設計に比べてコストが高く、複雑さが増します。 WMR の流量および圧力機能内のアプリケーションでは、多くの場合、より単純な設計の方が信頼性が高く、経済的であることがわかります。
圧力管理の考慮事項
P、A、B ポートは 315 bar を安全に処理できますが、T ポートの制限にはシステム設計の注意が必要です。タンクラインに制限があるか、加圧リザーバーを使用すると、T ポートの圧力が上昇します。同じタンクラインを共有する他のバルブからの背圧もこのポートに影響します。
戻り流量が大きいバルブ用に別のタンクラインを設置すると、T ポート圧力の管理に役立ちます。設計者の中には、最小限の制限でタンクに直接接続する専用の低圧リターンマニホールドを使用する人もいます。 T ポート圧力の上昇が避けられないシステムの場合、方向制御バルブ WMR の高圧バージョンを指定することで、シールの早期故障を防止できます。
特定の回路位置にある逆止弁やリストリクターにより、T ポートに予期せぬ圧力が発生する可能性があります。設計中に慎重に回路を分析すると、これらの状況が特定されます。試運転中の T ポートの圧力計は、実際の状態が仕様の範囲内にあることを確認します。
フロー制御の統合
方向制御弁 WMR は流れの方向を切り替えますが、流量を直接制御しません。ほとんどのアプリケーションでは、アクチュエータの速度を調整するために追加の流量制御が必要です。ニードル バルブまたは圧力補償付きフロー コントロールは、回路内またはバルブ ポートに直接取り付けられます。
一部の WMR モデルは、P ポートに直接取り付けるネジ付きカートリッジ リストリクターを受け入れます。これらの B08、B10、または B12 サイズのプラグは、簡単な流量制限と圧力スパイクの減衰を提供します。統合された設計によりスペースが節約され、油圧マニホールド内の個別のコンポーネントの数が減ります。
メータイン流量制御はアクチュエータに入る流体を制限し、メータアウト制御は戻り流量を制限します。どちらを選択するかは、負荷の特性と必要な制御品質によって異なります。方向制御バルブ WMR は、バルブ周囲の適切な回路設計により、どちらのアプローチにも対応します。
2025 年の市場の考慮事項
サプライチェーンの課題は引き続き油圧コンポーネントの入手性に影響を与えています。特殊な WMR 構成のリードタイムは数か月かかる場合があり、一部のメーカーは納期を 2025 年 9 月と見積もっています。事前に計画を立て、戦略的な在庫を維持することで、生産の遅延を回避できます。
標準的な NG6 構成の価格は、主要メーカーから約 800 米ドルから始まります。流通市場では代替品が提供されており、中古バルブが 150 ～ 200 ドルの範囲で入手できる場合もあります。ただし、中古バルブを購入する場合は、内部状態を確認し、早期故障を回避するために慎重な検査が必要です。
Bosch Rexroth などの高級ブランドと Hengli などのメーカーの互換性のある代替製品の両方を含むマルチソーシング戦略により、供給の柔軟性が実現します。 ISO 4401 標準化は、仕様が一致していればブランド間の切り替えが引き続き可能であることを意味します。複数のサプライヤーの承認済みベンダー リストを維持すると、現在の市場環境におけるリスクが軽減されます。
最新のオートメーションにおける役割
工場でセンサー、コントローラー、ネットワーク接続が追加されると、シンプルな機械式方向制御バルブ WMR が戦略的な利点をもたらします。ハッキングされることはなく、ソフトウェアのアップデートも必要なく、予測可能な方法で失敗します。この信頼性は、機械的なバックアップを必要とする安全性が重要な機能にとって貴重になります。
サイバーレジリエンス法などの欧州の規制は、デジタル製品のセキュリティに重点を置いています。 WMR バルブのような純粋な機械コンポーネントはこれらの要件の対象外となるため、機械メーカーのコンプライアンスが簡素化されます。このバルブは、システムにサイバーセキュリティの脆弱性を導入しない安全な基盤層を提供します。
エネルギー効率への懸念により、油圧システムの最適化への関心が高まっています。方向制御弁 WMR 自体はエネルギーを節約しませんが、その信頼性と低い内部漏れはシステム全体の効率に貢献します。適切な流量定格を備えた適切なサイズのバルブは、圧力降下と無駄な発熱を最小限に抑えます。
適切な構成の選択
方向制御バルブ WMR の選択は、アプリケーション要件を理解することから始まります。最大流量と圧力によって、NG6 または NG10 のサイジングが適切かどうかが決まります。アクチュエータのタイプと必要な中立位置の動作により、必要なシンボル構成が決まります。
ローラーの位置は、バルブが機械システムとどのように統合されるかに影響します。 R タイプのローラーは一方の側に取り付けられ、U タイプのローラーはもう一方の側に取り付けられるため、カムの配置を柔軟に行うことができます。必要な作動力と利用可能なカムの形状は、この選択に影響します。
シール材料の選択は、流体の種類と極端な温度によって異なります。標準の NBR シールは、一般的な工業用温度範囲で石油ベースの作動油で動作します。高温用途または合成流体には、さまざまな条件に耐える FKM シールが必要な場合があります。化学的適合性を確認することで、シールの膨張や劣化を防ぎます。
ドキュメントとサポートリソース
メーカーは、方向制御弁 WMR の詳細な技術文書を Web サイトを通じて提供しています。データシートには、正確な仕様、寸法、注文コードが記載されています。取付説明書には取付手順やトルク値などが詳しく記載されています。
さまざまな形式の CAD モデルは、機械の設計とマニホールドのレイアウトに役立ちます。これらの 3D 表現には正確なバルブエンベロープとポートの位置が表示され、物理的なプロトタイピングの前に干渉チェックが可能になります。ほとんどのメーカーは、一般的な設計ソフトウェアにインポートできる STEP または IGES 形式のモデルを提供しています。
アプリケーション エンジニアリング サポートは、複雑な回路設計の問題の解決に役立ちます。メーカーは、特殊なアプリケーション向けに特定の構成を推奨したり、既存のシステムの問題をトラブルシューティングしたりできる技術チームを維持しています。設計段階でこれらのリソースを活用すると、コストのかかる間違いや再設計を防ぐことができます。
最終的な考慮事項
方向制御バルブ WMR は、電子的な高度化よりも機械的な位置制御と信頼性の高いスイッチングが重要な用途に役立ちます。その実証済みの設計は、電子制御の脆弱性を持たずに、採掘、金属加工、マテリアルハンドリングの厳しい条件に対応します。その機能と制限を理解することで、エンジニアはそれを効果的に適用できるようになります。
適切な流体管理により、バルブの寿命が大幅に延長されます。清浄度基準を維持し、指定された温度と粘度範囲内で動作し、T ポート圧力を管理することで、ほとんどの故障モードを防止します。これらの簡単な予防措置により、方向制御弁 WMR は数十年にわたって使用できる長持ちするコンポーネントになっています。
デジタル変革を推進する世界において、WMR バルブは機械的ソリューションが依然として重要な役割を担っていることを証明しています。ハッキングや遠隔操作ができないため、固有のセキュリティが確保されます。機械の位置と油圧動作の間の物理的な接続により、安全システムが依存できる予測可能な動作が作成されます。これらの理由により、方向制御弁 WMR は現代の産業用油圧機器に依然として関連しています。
