油圧流量制御バルブを正しく取り付けることで、最初のテスト実行中にシリンダーがスムーズに伸びるか、モーターシールが吹き飛ばされるかが決まります。接続方法 (メータイン、メータアウト、ブリードオフ) は、システムの剛性、発熱、耐荷重能力に影響します。このガイドでは、ポートの識別、回路トポロジーの選択、方向矢印の解釈、およびメーターアウト用途でホースを破壊する圧力増加のリスクについて説明します。
流量制御バルブのタイプとその接続要件を理解する
レンチを手に入れる前に、どのタイプのバルブを扱っているかを確認してください。非補償ニードルバルブと圧力補償流量制御では、接続について異なる考慮事項が必要です。
非補償型スロットルバルブシンプルなニードルバルブが、調整可能なオリフィスを通る流れを調整します。流れは次の方程式に従います。
$$Q = C_d \cdot A \cdot \sqrt{\frac{2 \cdot \Delta P}{\rho}}$$
ここで、$Q$ は流量、$A$ はオリフィス面積、$\Delta P$ はバルブ全体の圧力降下です。平方根の関係は、負荷の変化がアクチュエータの速度に直接影響することを意味します。増大する抵抗に対抗してシリンダーが押されると、出口圧力が上昇し、$\Delta P$ が減少し、アクチュエーターの速度が低下します。この負荷感度により、ニードルバルブは一定の負荷または低精度要件の用途に限定されます。
これらのバルブは、負荷の変化に関係なく計量オリフィス全体で一定の $\Delta P$ を維持する補償器スプールを追加します。補償器は圧力差を一定に保つためにその開きを自動的に調整し、出力流量をオリフィスの設定のみに依存させます。
逆止弁の統合 (一方向流量制御)多くの流量制御バルブには、逆方向の自由な流れを可能にする並列逆止弁が含まれています。逆止弁の方向によって、どのアクチュエータのストロークが制御されるかが決まります。
クリティカルインストールルール:バルブ本体の矢印は通常、メーカーに応じて「制御された流れ」または「自由な流れ」の方向を示します。これを逆向きに取り付けると、意図した制御ストロークが全速力で動作し、反対側のストロークがクロールします。
3 つのコア回路戦略: バルブをどこに接続するか
物理的な接続だけでなく、回路内のバルブの位置がシステムの動作を定義します。エンジニアは、メータイン、メータアウト、ブリードオフの 3 つの標準トポロジを使用します。
1. メータイン制御（入口絞り）接続場所:流量制御バルブをポンプとアクチュエータの入口ポートの間に直列に取り付けます。シリンダー延長の場合はキャップエンド（盲側）のラインに引っ掛けてください。
重大な制限:過負荷に対してメータインのみを使用しないでください。シリンダが重い負荷を下げると、制限された入口流量がオイルを供給できるよりも速く負荷がピストンを引っ張り、「負荷の暴走」とキャビテーションが発生します。
2. メータアウト制御（出口絞り）接続場所:流量制御バルブをアクチュエータの出口とタンクの間に直列に接続します。シリンダの伸び制御の場合はロッドエンド（ピストン側）の戻りラインに取り付けてください。
業界の経験則:「疑わしい場合はメーターアウトしてください。」メータアウトは背圧により低速時のぎくしゃくした動きの原因となるスティックスリップ現象を排除するため、優れたモーションコントロールを実現します。
これがメーターアウト接続の隠れた危険です。デフシリンダでは、メータアウト制御で伸長する場合、ロッド側の圧力が危険なレベルまで上昇する可能性があります。
過負荷による力の平衡方程式: $$P_2 = \frac{P_1 \cdot A_1 - F_{load}}{A_2}$$
リスク:面積比 2:1 のシリンダの場合、システム圧力が 3000 psi の場合、ロッドエンドは 6000 psi 以上になる可能性があります。標準の 3000 psi ホースは致命的に故障します。メータアウト回路を接続する前に、ロッドエンドのコンポーネントの定格を必ず確認してください。
接続場所:流量制御バルブをメインのポンプからアクチュエータへのラインから離れた分岐ライン (T 継手) に取り付け、バルブ出口がタンクに直接つながるようにします。
| 回路の種類 | 接続ポイント | 負荷能力 | モーションの品質 |
|---|---|---|---|
| メータイン | インレットライン（シリーズ） | 抵抗膜のみ | 適度 |
| メーターアウト | アウトレットライン（シリーズ） | 抵抗 + オーバーランニング | 素晴らしい |
| ブリードオフ | 支線（平行） | 定負荷のみ | 悪い（高効率） |
ポートの識別と方向標識
間違ったポートに接続したり、バルブを逆に取り付けたりすると、ほとんどの接続エラーが発生します。接続する前にバルブ本体をよく読んでください。
- P (圧力) または IN:ポンプ供給または高圧源に接続します。
- T (タンク) または OUT:貯水池に戻ります。ブリードオフでは、これはダンプポートになります。
- CF (制御されたフロー):優先バルブでは、一定の計量流量を供給します。
- EF (過剰流量):余剰流量をタンクに送るバイパスポート。
矢印マークの解釈:通常、バルブ ボディには鋳造矢印が付いています。よくあるエラー: シリンダー速度制御で、矢印が間違った方向を指している場合、制御しようとしているストローク中に逆止弁がオリフィスをバイパスします。
段階的な接続手順
安全への備え- 減圧:方向制御バルブを循環させて、閉じ込められた圧力を解放します。ゲージで圧力がゼロであることを確認します。
- 清潔さ:砂粒 1 つでもコンペンセーターのスプールに詰まる可能性があります。取り外す前にフィッティングを清掃します。
- 注射のリスク:漏れを探すのに決して手を使わないでください。ピンホール漏れがあると、皮膚から液体が注入される可能性があります。
ステップ 1:ロッドエンドポートを見つけます。
ステップ 2:逆止弁の向きを決定します。伸長時はロッドエンドからオイルが流れます。伸長中にチェックバルブが閉じるようにバルブを取り付けます。
ステップ 3:初期調整。ノブを完全に閉じてから 1 ～ 2 回転戻します。決して全開から始めないでください。
試運転とトラブルシューティング
接続後、適切な起動と調整によりパフォーマンスが最適化され、損傷が発生する前にインストール エラーが明らかになります。
| 症状 | 考えられる原因 | 検証と修正 |
|---|---|---|
| 速度調整不可 | 逆止弁が逆に取り付けられている | バルブの向きを逆にします。 |
| ぎくしゃくした動き（スティックスリップ） | 低背圧のメータイン | メータアウト構成に切り替えます。 |
| 負荷が制御不能に低下する | 過負荷時のメータイン | すぐにやめてください。メーターアウトとして再設計。 |
| モーターシャフトシールの漏れ | ケースドレンなしのメータアウト | 専用のケースドレンラインをタンクに取り付けます。 |
インストールの最終チェックリスト
新しく接続したシステムに圧力をかける前に、次のことを確認してください。
減圧 (システム最大値の 30 ～ 50%) で初期起動を実行し、最終動作速度に調整する前にアクチュエータの動作が正しいことを確認します。
