油圧システムを使用する場合、適切な方向制御バルブを選択することで、機器の性能と信頼性に大きな違いが生まれます。 Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブは、産業用油圧機器の信頼できるコンポーネントとしての評判を得ており、その特別な点を理解することは、それがアプリケーションにとって正しい選択であるかどうかを判断するのに役立ちます。
方向制御弁とは何ですか?
4WE 6 Y モデルの詳細に入る前に、方向制御弁の機能を理解するのに役立ちます。これらのバルブは、作動油が流れる場所を制御する油圧システムの基本コンポーネントです。流体の経路を変更することで、シリンダーがどの方向に移動するか、モーターが一方向に回転するか別の方向に回転するかを決定します。油圧作動油を必要な場所に導く交通管制官と考えてください。
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブはソレノイド作動バルブのカテゴリーに分類されます。つまり、電気信号を使用してバルブの位置を切り替えます。この電気制御により、正確なタイミングが重要となる自動化システムに簡単に統合できます。
4WE 6 Y デザインの基本
4WE 6 Y は、産業用油圧機器で最も一般的なサイズの 1 つである NG 6 サイズ標準に基づいて構築されています。このサイズは、世界のさまざまな地域で CETOP 3 または ISO 4401-03 としても知られています。これが意味するのは、バルブが標準の取り付けパターンに適合するため、取り付けが簡単で、将来必要になった場合でも交換が簡単になるということです。
バルブは 4 方 2 ポジションバルブとして動作します。簡単に言うと、油圧ラインを接続するためのポートが 4 つあり、2 つの異なる流量構成を切り替えることができます。名前の「Y」はバルブ内部の特定のスプール設計を指しており、各位置での流体の流れを正確に決定します。
4WE 6 Y 方向制御弁の注目すべき特徴の 1 つは、直動設計です。大きなメインバルブを動かすのに小さな制御信号が必要なパイロット操作バルブとは異なり、このバルブのソレノイドは流体の流れを制御するスプールを直接動かします。この設計では通常、応答時間が短縮されますが、バルブが極端に高い流量ではなく中程度の流量で最適に動作することを意味します。
Y スプール構成の仕組み
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブの Y スプール構成は、特定の流れパターンを作成します。ソレノイドが通電されていないとき、バルブは静止位置にあります。この状態では、ポンプからの圧力が一方の作業ポートに接続され、もう一方の作業ポートはタンクに排出されます。ソレノイドに通電すると、スプールがシフトしてこれらの接続が逆になります。
この切り替え動作により、4WE 6 Y はパイロット バルブとして特に役立ちます。多くの油圧システム、特に大きなメインバルブを備えたシステムでは、4WE 6 Y は、より大きなバルブに何をすべきかを指示する制御頭脳として機能します。パイロット圧力をメインバルブの一方の側またはもう一方の側に送り、その大きなバルブを移動させて高流量の要件に対応します。
バルブは、多くの構成でいわゆる戻り止め機構を使用します。これは、ソレノイドに通電するとバルブの位置が切り替わり、電源を切ってもその位置が維持されることを意味します。再度通電するまで元に戻りません。この機能により、ソレノイドに継続的に電力を供給し続ける必要がないため、エネルギーが節約されます。
圧力と流量の能力
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブは、メインポートで最大 350 bar、つまり約 5,000 psi の作動圧力に対応できます。これは、市場にある多くのエコノミーバルブよりもかなり高いです。タンクポートは標準バージョンで最大 160 バールに対応できますが、一部のモデルの定格は 210 バールです。
流量に関しては、バルブは毎分最大 80 リットル、つまり毎分約 21 ガロンを管理できます。これにより、中規模の油圧用途に適しています。システムがより大きな流量を処理する必要がある場合は、通常、すべての流れを直接処理するのではなく、このバルブをより大きなメイン バルブのパイロット制御として使用します。
これらの評価は、特定の条件下での最大の能力を表すことに注意してください。実際のアプリケーションでは、実際の圧力降下と流量処理は、作動油の粘度や各位置のバルブを通る特定の流路などの要因によって異なります。
ウェットピンソレノイド技術
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブを際立たせる重要な機能の 1 つは、ウェットピン ソレノイド設計です。この構成では、ソレノイドのプランジャーは作動油から密閉されるのではなく、作動油の中に直接置かれます。これは珍しいように聞こえるかもしれませんが、実際にはいくつかの利点があります。
作動油はソレノイドの冷却剤と潤滑剤の両方として機能します。これにより、ソレノイドの寿命が長くなり、数百万サイクルにわたってより確実に動作するようになります。流体は電磁コイルから発生する熱を吸収して運び去り、コイルの損傷や磁力の低下につながる過熱を防ぎます。
また、ウェットピン設計は、油圧システムを排水したり、圧力がかかるコンポーネントを壊したりすることなく、ソレノイドの取り外しや交換ができることも意味します。特定の設置に合わせて電気接続をよりアクセスしやすくするために、一部のモデルではコイルを 90 度または完全に回転させることもできます。
ただし、この設計では油圧作動油に特定の要件が課されます。オイルはソレノイドの内部コンポーネントと適合する必要があります。レックスロスは、特定の亜鉛ベースの添加剤を含む作動油の使用に対して特に警告しています。これらの添加剤は、時間の経過とともにバルブの小さな内部通路を詰まらせる堆積物を形成する可能性があるからです。
流体の適合性と清浄度
4WE 6 Y 方向制御バルブは、標準の鉱油作動油だけでなく、数種類の耐火性流体でも使用できます。標準シールは NBR (ニトリルゴム) で作られており、ほとんどの鉱物油に対応し、-30°C ～ +80°C の温度範囲で機能します。異なる流体や高温との互換性が必要な場合は、FKM (フッ素樹脂) シールをオプションでご利用いただけます。
油圧作動油を清潔に保つことは、Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブの長期的な信頼性にとって非常に重要です。バルブには ISO 4406 クラス 20/18/15 以上の流体清浄度が必要です。実際には、これは効果的な濾過が必要であることを意味し、通常は 10 ミクロン以上のフィルターを使用します。
流体の汚染は、方向制御弁の問題の最も一般的な原因の 1 つです。流体中の粒子はスプールとボアの精密表面を傷つけ、時間の経過とともに内部漏れが増加する可能性があります。また、スプールが固着して、シフトが遅くなったり、不完全になったりする可能性もあります。ろ過システムを適切に維持すると、これらの問題が防止され、バルブの耐用年数が大幅に延長されます。
電気的なオプションと接続
4WE 6 Y 方向制御弁には、さまざまな電力システムに適合するさまざまな電圧オプションが付属しています。一般的な選択肢には、110V や 230V などの AC 電圧だけでなく、多くの産業用制御システムで標準である 24V DC も含まれます。バルブの消費電力は通常約 30 ワットです。
バルブを注文する際、モデル番号によって必要な電圧が正確にわかります。たとえば、モデル指定の「G24」は DC24V を意味し、「W230」は AC230V を示します。電気接続は通常、DIN EN 175301-803 仕様を満たす標準 3 ピン コネクタとして提供されますが、他のタイプのコネクタも利用できます。
バルブの一部のバージョンには手動オーバーライド機能が含まれており、通常はモデル コードで「N9」として指定されます。これにより、電力が利用できない場合でもスプールを手動で押してバルブを移動できるため、セットアップやトラブルシューティングの際に役立ちます。ただし、この手動オーバーライドには制限があるため、タンク圧力が 50 bar 未満の場合にのみ使用してください。
インストール要件
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブを正しく取り付けるのは簡単ですが、細部にまで注意を払う必要があります。バルブは、4 本の取り付けボルトを使用して、標準の NG 6 マニホールドまたはサブプレートに取り付けます。適切なシールを確保するには、取り付け面は特定の平坦性と平滑性の要件を満たす必要があり、通常は Rz 4 よりも粗くしてはなりません。
トルク仕様はあなたが思っている以上に重要です。 Rexroth では、標準メートルボルトの場合、取り付けボルトを 9 Nm で締めることを指定しています。特定の帝国サイズのボルトを使用している場合、ねじ山の特性の違いを考慮して仕様が若干変更されます。ボルトの締めすぎは外部漏れの原因となり、締めすぎはバルブ本体の歪みやスプールの固着の原因となります。
バルブを取り付けるときは、すべてのポート接続がきれいで、ゴミがないことを確認してください。設置中に小さな粒子が混入した場合でも、後で問題が発生する可能性があります。また、油圧を加える前に電気接続を確認し、バルブが適切にシフトし、配線に問題がないことを確認することもお勧めします。
性能特性
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御弁の応答時間は、通電時 20 ～ 70 ミリ秒、非通電時 10 ～ 60 ミリ秒です。これらの時間は、流体の粘度、動作圧力、流量条件などの要因によって異なります。
すべてのスプール タイプのバルブと同様に、4WE 6 Y には設計上、内部漏れがあります。流れを妨げているはずの場合でも、少量の液体がスプールをすり抜けます。この漏れは正常であり、適切な潤滑のために必要ですが、このバルブは、負荷を動かさずに長期間所定の位置に保持する必要がある用途には適していないことを意味します。
スプールとボアの間に通常の摩耗が発生するため、内部漏れはバルブの寿命にわたって徐々に増加します。これは必ずしもバルブを直ちに交換する必要があることを意味するものではありませんが、監視する必要があります。過剰な漏れはシステム効率を低下させる可能性があり、最適なパフォーマンスを維持するために最終的にはバルブの交換が必要になる場合があります。
一般的なアプリケーション
4WE 6 Y 方向制御バルブは、幅広い産業用途で使用されています。工作機械では、クランプ装置やツールチェンジャーなどの補助機能を制御するためにこれらのバルブがよく使用されます。プラスチック射出成形機では、さまざまな制御機能に使用されます。テストスタンドやモバイル機器にもこれらのバルブが組み込まれているのが一般的です。
特に一般的な用途の 1 つは、4WE 6 Y を大型方向弁のパイロット バルブとして使用することです。この役割では、より大きなバルブを移動させるパイロット圧力を制御し、大流量油圧システムの電子制御を可能にします。このパイロット構成は、実際に高流量容量が必要な場合にのみ大型のバルブを使用しながら、バルブの信頼性と比較的低コストを利用します。
このバルブは最大 350 bar の圧力で確実に動作する能力があるため、低圧バルブでは十分な安全マージンが得られない可能性がある要求の厳しい用途に適しています。この圧力能力は、圧力スパイクのあるシステムや正確な圧力制御が常に維持されていないシステムでもバルブが効果的に機能できることも意味します。
メンテナンスに関する考慮事項
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブは、その仕様内で操作する場合、メンテナンスは比較的ほとんど必要ありません。最も重要なメンテナンス作業は、油圧作動油の状態を適切に維持することです。これは、オイルメーカーの推奨に従って定期的にオイルを交換し、フィルターの状態を一貫して監視することを意味します。
バルブの反応が通常より遅い、または完全にシフトしていないことに気付いた場合は、多くの場合、汚れが原因です。通常、必要に応じてフィルタを確認して交換すると、これらの問題は解決します。流体の清浄度を確保した後も問題が解決しない場合は、バルブ自体の検査または交換が必要になる場合があります。
ソレノイド コイルはシステムからバルブを取り外さずに交換できるため、ダウンタイムが最小限に抑えられます。コイルが故障した場合、多くの場合、数時間ではなく数分で交換品を取り付けることができます。このモジュール設計は、ウェットピン ソレノイド構成の実際的な利点の 1 つです。
コストと可用性
純正 Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブの価格は通常数百ドルですが、正確な価格は特定のオプションや電圧要件によって異なります。この価格帯は、バルブの高品質な構造と性能能力を反映しています。特にアジアのメーカーからは、より安価な代替品が存在しますが、レックスロスの名前は、多くのエンジニアが重要なアプリケーションで重視する信頼性の評判をもたらしています。
このバルブは、Rexroth 代理店および多くの産業用供給会社を通じて広く入手可能です。標準の NG 6 寸法に従っているため、正確な性能特性は異なる場合がありますが、必要に応じて機能的に類似した他のメーカーのバルブも見つけることができます。
大量のアプリケーションの場合、オプションについて Rexroth の販売代理店または担当者と直接話し合うことで、より良い価格設定やリードタイムが得られる場合があります。また、特定のニーズに合わせて正確に適切な構成を選択していることを確認するのにも役立ちます。
代替案を検討する場合
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブは多くの用途で優れていますが、常に最良の選択であるとは限りません。荷重保持のために内部漏れがまったくないことが必要なアプリケーションの場合は、ポペット式バルブまたはカウンターバランス バルブの方が適しています。スプールバルブには固有の漏れがあるため、これらのゼロ漏れ用途には適していません。
単純なオンオフ切り替えではなく比例制御が必要なアプリケーション向けに、レックスロスは 4WRPEH シリーズのような比例方向切換弁を提供しています。これらのバルブは可変流量制御を提供し、中間位置を維持できるため、より高度な制御機能を提供します。
流量要件が 80 リットル/分を超える場合は、より大きなバルブ サイズを使用するか、4WE 6 Y がより大きなメイン バルブのパイロットとして機能する構成が必要になります。定格流量容量を超えてバルブを使用すると、過度の圧力降下、発熱、摩耗の加速が発生する可能性があります。
最終的な考え
Rexroth 4WE 6 Y 方向制御バルブは、バルブの圧力と流量能力内で信頼性の高い切り替え制御を必要とする産業用油圧システムにとって確実な選択肢となります。ウェットピン ソレノイド設計は優れた耐久性を提供し、標準の NG 6 サイズによりほとんどの油圧システムに簡単に統合できます。
このバルブの成功は、適切な適用と取り付けにかかっています。油圧作動油が清浄で互換性があることを確認し、取り付けトルク仕様に従い、バルブの定格動作パラメータ内に留まることにより、長年にわたり信頼性の高いサービスを提供できます。直接制御要素またはパイロット バルブとして機能するバルブの機能により、システム設計に柔軟性がもたらされます。
4WE 6 Y 方向制御バルブの優れた機能とその制限がどこにあるのかを理解することは、油圧システムに適切なコンポーネントであるかどうかについて情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。正しく適用すれば、流体方向制御という要求の厳しいタスクを日々処理する信頼できる主力製品となります。
