油圧システムは、建設機器や製造機械から航空宇宙システムや自動車コンポーネントまで、無数の産業用途のバックボーンです。これらのシステムの中心には、油圧液の流れ、圧力、方向を制御するバルブのネットワークがあります。これらの重要なコンポーネントの中で、2方向のバルブは、油圧回路設計で最も基本的でありながら重要な要素の1つとして立っています。
2ポートバルブとしても知られる2方向のバルブは、単一の流パスを通る流体の流れを制御するシンプルでありながら重要な油圧成分です。より複雑なマルチポートバルブとは異なり、2ウェイバルブには、入口ポートとアウトレットポートの2つの接続ポイントが正確に2つあります。この簡単な設計により、流体の流れを完全に許可またはブロックする必要がある基本的なフロー制御アプリケーションに最適なソリューションになります。
2ウェイバルブの背後にある基本原理はバイナリ操作です。完全に開いているか、完全に閉じています。開くと、油圧液は入口から出口に自由に流れることがあります。閉じたとき、バルブは完全なシールを作成し、システムを介した流体の動きを防ぎます。このオン/オフ機能により、2方向バルブは、正確なフロー制御とシステムの分離を必要とするアプリケーションに不可欠です。
2ウェイバルブの動作は、通常、ポペット、ボール、スプールなどの可動要素を含む内部メカニズムに依存します。バルブが手動、空気圧、油圧、または電気のいずれであっても、作動信号を受信すると、この内部要素は流れパスを開くか閉じるように移動します。
閉じた位置では、バルブ要素がバルブシートに対してタイトなシールを作成し、液体の流れを効果的にブロックします。シールは、漏れなくシステムの動作圧力に耐えるのに十分堅牢でなければなりません。開いた位置に作動すると、バルブ要素はシートから離れて移動し、油圧液が流れるように明確に通過します。
2方向バルブの応答時間とフロー特性は、システムのパフォーマンスにおける重要な要因です。最新の油圧2ウェイバルブは、オープン時に最小限の圧力低下で迅速なスイッチング機能を提供し、効率的なシステム動作と正確な制御を確保するように設計されています。
通常は開いて閉じています
2方向バルブは、作動しないときにデフォルトの状態に基づいて分類されます。通常閉じた（NC）バルブは、アクティブになるまで閉じたままであるため、デフォルトでフローをブロックする必要がある安全用途に最適です。通常、開いている（no）バルブは、安静状態の流れを可能にし、アクティブ化されたときに閉じることができ、連続流が標準であるアプリケーションに適しています。
作動方法
マニュアル2ウェイバルブ：レバー、ノブ、またはボタンを介して手作業で動作します。これらは、システム制御に人間の介入が必要なアプリケーションで一般的に使用されます。
ソレノイド操作バルブ：電磁力を使用してバルブ要素を作動させる電磁バルブ。迅速な応答時間を提供し、自動制御システムに簡単に統合できます。
パイロット操作バルブ：これらのバルブは、油圧圧力を使用してメインバルブ要素を作動させ、直接ソレノイド操作が非実用的である可能性のある高圧アプリケーションに適しています。
空気圧バルブ：圧縮空気によって作動するこれらのバルブは、電気部品が安全リスクをもたらす可能性のある環境でよく使用されます。
油圧システムのアプリケーション
2ウェイバルブは、さまざまな油圧アプリケーションで多数の重要な機能を提供します。
2ウェイバルブの主要な用途の1つは、システム分離です。彼らは、特定の回路ブランチへの油圧フローを完全に遮断し、メンテナンス作業または緊急シャットダウン手順を可能にすることができます。掘削機やクレーンなどのモバイル油圧機器では、2方向のバルブは、オペレーターがメンテナンスを行っているときに危険な動きを分離することにより、重要な安全機能を提供します。
2ウェイバルブは主にオン/オフデバイスですが、フロー制御戦略において重要な役割を果たします。オープンポジションとクローズド位置の間で迅速にサイクリングすることにより、パルス幅変調（PWM）制御システムの平均流量を効果的に調節できます。この手法は、効率の向上と正確な制御を求める最新の油圧システムでますます一般的になっています。
方向制御サポート
他のバルブと組み合わせて、2方向のバルブは複雑な方向制御スキームに寄与します。特定のアクチュエーターまたは回路枝を分離することができ、他の方向バルブがより効果的かつ安全に動作することができます。
特殊な2方向圧力緩和バルブは、過剰圧力条件から油圧システムを保護します。これらのバルブは、通常の動作圧力の下で閉じたままですが、システム圧力が安全な制限を超えて自動的に開き、余分な液体を貯水池に戻します。
2ウェイバルブのシンプルさは、油圧システム設計にいくつかの重要な利点をもたらします。
信頼性：マルチポートバルブよりも可動部品が少ないため、2方向のバルブは通常、優れた信頼性と寿命を提供します。それらのシンプルな設計により、機械的障害の可能性が減り、メンテナンスが簡単になります。
費用対効果：2ウェイバルブの基本的な設計と製造のシンプルさにより、より複雑なバルブタイプと比較して費用対効果が高くなります。この手頃な価格は、予算の制約が重要なアプリケーションにとって魅力的です。
高速応答：多くの2ウェイバルブ、特にソレノイド操作バージョンは、非常に速い切り替え時間を提供します。この迅速な応答機能は、正確なタイミングと制御を必要とするアプリケーションでは重要です。
タイトなシャットオフ：適切に設計および維持されると、2ウェイバルブは優れたシーリング機能を提供し、システムの効率や安全性を損なう可能性のある内部漏れを防ぎます。
汎用性：シンプルさにもかかわらず、2方向のバルブは、さまざまな作動方法、材料、および構成を通じて多数のアプリケーションに適合させることができます。
油圧アプリケーションのために適切な2ウェイバルブを選択するには、いくつかの要因を慎重に検討する必要があります。
圧力定格：バルブは、適切な安全マージンでシステムの最大動作圧力を処理できる必要があります。過小評価は、バルブの故障と潜在的な安全上の危険につながる可能性があります。
流れ容量：バルブの流れ係数（CV）は、過度の圧力降下なしに必要な流量を処理するのに十分でなければなりません。細かいバルブは、システムボトルネックを作成し、効率を低下させることができます。
応答時間：迅速な切り替えが必要なアプリケーションでは、応答特性が高速なバルブが必要です。作動方法は、応答時間に大きく影響します。
動作環境：温度、汚染レベル、振動などの要因は、バルブの選択に影響します。過酷な環境には、特殊な材料または保護機能が必要になる場合があります。
制御統合：バルブの作動方法は、システムの制御アーキテクチャと互換性がなければなりません。多くの場合、最新のシステムには、電子フィードバック機能を備えたバルブが必要です。
