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電磁弁は空気圧制御バルブに不可欠な付属品の一つで、化学、電力、冶金、医薬、食品など、さまざまな業界で広く利用されています。電磁弁には多くの種類があり、大きく分けると、医療・衛生分野で使用される低流量の2ウェイ電磁弁や、環境分析機器に使われる4ウェイ~10ウェイのサンプリングバルブ、さらには自動車のアクセルの燃料量を制御する圧電バルブなども電磁弁に分類されます(その中には圧電効果の原理を利用したものもあり、例えば日本では;電磁原理を用いるものもあります(アメリカなどの比例弁など)。近年、安全性や自動化への要求が高まっているため、DCSの後段にはほとんどの場合セーフガードが必要となり、これにより電磁弁のコイル出力は低くなければなりません。この利点は、コイルが長期間帯電したままでいられ、ESDの要求を満たせることです。また、コイルの発熱が少ない。ほとんどの場合は4W未満が求められ、一部の動作条件では2W未満が求められます。空気バルブに搭載される電磁弁には、パイロット式構造と直動式構造がある。出力は4W未満にすることも可能で、パイロット構造の電磁弁の場合はさらに容易で、1W以下でも問題ありません。プリロード構造は、コイルの帯電の有無によって直接バルブシートを駆動するのではなく、プリロードブロック構造を通じて空気を供給し、まずピストンを駆動し、そのピストンがバルブシートを押し上げる仕組みになっています。このため、プリロード構造の電磁弁を起動するにはエアソースが必要であり、圧力差がない状態では動作しません。これがプローブ構造の電磁弁と直動式電磁弁の最大の違いです。直動式構造の電磁弁は、コイルに電流が流れると直接バルブシートを引き、圧力差なしで起動可能であり、外部の空気源は不要です。現在、バルブの開閉を制御するために使用されている電磁弁は、コストが低いため、プロセス制御方式が主流となっている。パイロット構造の電磁弁は、パイロット部の気孔が非常に小さい(直径1mm)ため、一部で詰まりが発生することがあります。したがって、ガス供給環境が厳しい作業条件では、直動式を選ぶのが最善です。シリコーンやPVCなどは粉塵が多く、ガス処理が困難です。全体的に見て、直動式構造の寿命と信頼性は、パイロット式構造の電磁弁よりも優れている。直動構造にはプリロード部がなく、プリロード排気なども不要なため、コイルが直接バルブシートを引っ張り、潜在的な故障箇所が減少します。電磁弁はすべてマクスウェル方程式に基づいているので、原理は分かっています。その中で特に重要な要素は、透磁率の選定と計算です。磁気透磁率は、電磁弁のバルブコアにおいて重要なパラメータです。コイルは十分な磁場を発生させて、バルブシートを吸着させる必要がある。同時に、バルブコアの材料は磁気飽和に達してはならず、そうでなければ磁場がどんなに強くても、コイルの電流がどんなに大きくても意味がない。コイルは電磁弁において比較的重要な部品です。消費電力はすべてコイルにかかる。コイルの出力の選定と計算は、電磁弁の実際のニーズを踏まえて行う必要があります。低消費電力の電磁弁のコイルは線径が細く、多くは0.0236以下(IEC規格)であり、インダクタンスの強度を確保するために巻き数が多い。具体的には式によって計算できる。コイルの絶縁等級であるH級、F級も非常に重要です。無酸素電解銅で線径が均一な、優良な銅線メーカーが必要であり、これによって各ロットのコイルの抵抗値と消費電力が一定になるようにする。コイルの気隙計算は、電磁弁の有効ストローク(特に直動構造)に直接関係しています。各電磁弁メーカーは、気隙を適切に設定した上で、バルブ芯材料の磁気飽和係数を考慮し、最適な組み合わせを実現するために様々な方法を模索している。