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3 B2

Vol.

May/2004■ 新商品紹介
海外安全規格認証を取得「G01 ソレノイドバルブ」
機能部品事業

G01 Solenoid Valve - - Certified by the Major International Safety Standards〈キーワード〉

安全・省エネ・使いやすさ・海外安全規格
集中端子箱・配線作業・メンテナンス

部品事業部／技術二部

小倉 祐二
浜田 善造
三輪 哲朗

海外安全規格認証を取得 「G 01 ソレノイドバルブ」

1. 省エネと安全で

要 旨

世界をリード油圧機器が搭載されている工作機械や鍛圧機
械などの母機は、日本のメーカーが国際的競争力を有し、輸出比率が高い。NACHIは、母機のグローバル化に対応して、国内メーカーでは初めて、3つの海
※1

※2

※3

外安全規格（ＣＥ、ＵＬ、ＣＳＡ）の認証を取得した。
また、油圧ソレノイドバルブのパイオニアとして、30年以上の開発・製造経験のなかで培った工程のノウハウ、油圧の流体力低減、ソレノイドコイル設計などのコア技術を深化させた。そして、ソレノイドコイルの大幅な省エネ化を実現し、組付時に行なわれる配線作業やメンテナンスを容易にするなど、使いやすさを向上させた。

現在、産業機械業界では、省エネルギーとともに機械を使用する上での安全性に対する要求が高まってきている。産業機械部品として広く使用されている油圧機器についても、「安全」は、「省エネ」と同様に重要なキーワードとなっている。
一般に、油圧装置は、ポンプで高圧の作動流体（作動油）を供給し、シリンダーや油圧モーターといったアクチュエーターを駆動するシステムである。その中で、ソレノイドバルブは、電気信号で作動油の流れる方向、すなわちアクチュエーターの動作向を制御する、重要な機器である。
NACHIは、1974年に国内初の「ウエット形（油浸Abstract
The hydraulic equipment is installed in machine
tools and press machines. The export rate ofthese machines is high since the Japanesemakers have become more competitive in theinternational market. Responding to the global
application of machine tools, we have developed
the solenoid valve that satisfies the threeinternational safety standards, CE, UL and CSA
for the first time in Japan.
Likewise, as a pioneer of hydraulic solenoidvalves, we have further refined our coretechnologies such as the know-how on theprocesses, reduction of hydrodynamic force,and the design of solenoid coils that are theresults of the thirty-year experience indevelopment and manufacturing. We are able
to achieve the substantial energy saving insolenoid coils and improve on user-friendlinessby simplifying the wiring and maintenanceprocedures.
1形）
ソレノイドバルブ」を商品化して以来、ソレノイドバルブのパイオニアとして、バルブ本体、スプールの他に、ソレノイドコイルや鉄心を社内で設計・製造している。
今回、最高使用圧力や制御流量などの仕様で、すでに世界最高水準にあるG01ソレノイドバルブの基本性能に加えて、
「安全」
「省エネ」
「使いやすさ」をさらに向上させ、世界をリードするソレノイドバルブとして31デザインシリーズを商品化した。

2. 用途に合わせて3シリーズ●●●

SS-G01-31

M12-4ピンコネクタ付｢SS-G01-31シリーズ｣（集中端子箱配線タイプ）
世界最高レベルの高圧、大流量仕様を達成した
集中端子箱配線タイプ

SA-G01-31「SA-G01-31シリーズ」（DINコネクタ配線タイプ）
世界最高レベルの高圧、大流量仕様を達成した
DINコネクタ配線タイプ「SL-G01-31シリーズ」（集中端子箱配線タイプ）
主に工作機械向けに開発し、最高使用圧力7MPa、最大流量30L/min、消費電力10Wの省電力タイプ

SS-G01-31
図１．
SS/SA-G01-31

これら3つのシリーズで、用途に合わせて効率のよいバルブの選定が可能になる。

SL-G01-31

M12-4ピンコネクタ付

SL-G01-31

図2．
SL-G01-31

表1.各社のバルブ仕様（SS/SA-G01-31ベース）
項 目

NACHI

A社

B社

C社

D社

E社

最高使用圧力35MPa

35MPa

35MPa

35MPa

31.5MPa

35MPa

最大流量

100L/min

80L/min

100L/min

100L/min

63L/min80L/min

許容背圧

21MPa

21MPa

21MPa

17.5MPa

16MPa

16MPa

消費電力（DC24V仕様）

26W

31.2W

28W

29.2W

29W

29W

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Vol.3 B22

海外安全規格認証を取得 「G 01 ソレノイドバルブ」

3. 安全を追求
集中端子箱

新シリーズは、世界各地で安心して使用できるよう、※4

ＣＥ（ＴUV認証取得：ヨーロッパ）、ＵＬ（アメリカ）、ＣＳＡ（カナダ）の3つの安全規格の認証を取得した。
各社ソレノイドバルブの海外安全規格取得状況を表2に示す。
安全規格は、国、地域または団体において、機器（主に電気製品）の使用における事故を防止し、人命を保護するために制定された。規格によって強制力や

図3．
集中端子箱

対象となる機器は異なるが、規格の対象となる機器を輸出する場合、その国が定める安全規格の認証を取得していれば、自由に流通できるメリットがある。
これらの海外安全規格の認証を取得するには、部（1）集中端子箱の安全構造 その1品レベルでの徹底した安全性が要求される。その中海外安全規格では、プリント基板のパターン間でもとくに電装部品に高い安全性が要求される。

や配線端子間の、漏電により発生する火災・感NACHIは、ソレノイドバルブの電装部品である集中電に対して安全を確保するため、パターン間と端子箱を、3つの海外安全規格すべてに適合する構配線端子間の沿面距離と空間距離について造に改良した。

厳しい規定を設けている。
新シリーズでは、パターン間の距離を従来品より長く、配線端子間のバリア（境界）を高くした。また、新たにバリアを追加し、隣り合う配線端子間の沿面距離と空間距離を長くした。
従来品に対して、一段と高い安全性を有している。

表2.各社ソレノイドバルブの海外安全規格取得状況
NACHI

A社

B社

CE

○××

UL

○××

CSA

○○××

安全規格

（注）○：認証を取得している。 ×：認証を取得していない。

3

C社

D社

E社

○○××××○×アース端子側にバリアを追加
バリア高さ寸法をアップ

従来品

新シリーズ

図4.集中端子箱バリア構造の比較（2）安全構造 その2
集中端子箱上面のパッキン形状を、プレートの溝に合わせて一体で成形し、同時に、従来品に比べてパッキンを厚くして、組付時のつぶし代を大きくした。より高い防水性能が得られる。
（プレートとパッキン形状：PAT．
PEND．
）

プレート

パッキン

従来品

新シリーズ

図5.プレートとパッキンの比較

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海外安全規格認証を取得 「G 01 ソレノイドバルブ」

4. 省エネを追求（SS/SA-G01 ＤＣタイプ消費電力13％ダウン）
ソレノイドバルブにおいて、コイルの消費電力を下げると吸引力（油の流れを切り換えているスプールのスプール形状で、スプール弁を切換える駆動力の余裕を高めた。

弁を駆動させる力）が低下する。
したがって、
コイル

流体反力とは、スプール弁の移動を妨げる方向の消費電力を下げて、かつ最高使用圧力、最大流に働く力である。図７に示すように、
コイル励磁により量という仕様を維持することは難しい。この相反すスプール弁が同図の右方向に移動し、油が供給ポーる問題に対して、NACHIは、コイルサイズを従来品集中端子箱に対して大きくすることなく、コイルの巻線断面積のみを大きくした。また、コイルに使用する電線径と巻コイル数を再検討し、消費電力を下げても、従来品と同等の吸引力が得られるようにした。
SS/SA-G01-31 DCタイプでは、仕様を全く変更することなく、消費電力を従来品の30Wから26Wへ低減し、また、従来品と同等のスプール弁切換性能スプール弁を確保している。さらに、流体反力を低減する独自

供給ポート側流速遅い→圧力高い

B

供給ポート

油P

T
Fu

流体反力

図6.ソレノイドバルブ断面構造図

負荷ポート
負荷ポート側流速速い→圧力低い

A
T

スプール切り換え方向

Fd予想される圧力分布

スプール弁

図7.流体反力の説明図
流路形態：C5（中立時オールポートブロックタイプ）

図8a.従来品のスプール弁形状

5

流路形態：C5（中立時オールポートブロックタイプ）

図8b.新シリーズのスプール弁形状

付近の流速が速くなり、この部分で圧力降下が発生する。この現象によりスプール弁の、供給ポートを挟んでいる両壁面の圧力バランスが崩れ、供給ポートと負荷ポートの開口部分を閉じる方向に流体反力が発生する（流体反力＝Fu−Fd）。

スプール弁駆動に必要な力

トから負荷ポートに流れ出るさい、負荷ポート入り口駆動に必要な力（流路形態：C5）（条件：35MPa、100L/min）
スプールストローク

図9a.従来品スプール弁（品質工学を適用して形状を最適化）のＡ部に注目し、品質工学（タグチメソッド）のパラメーター設計を適用して、流体反力が発生するA部の形状の最適化を行なった。その結果、スプール弁のA部を、図8bで示す形状に変更し、流体反力が低減

スプール弁駆動に必要な力

この力を低減させるため、図8ａに示すスプール弁

流体力を低減駆動に必要な力（流路形態：C5）（条件：35MPa、100L/min）できた。このような形状にすることで、供給ポートからスプールストローク

負荷ポートに油が流れ出るさいのスプール表面の流図9b.新シリーズスプール弁速を均一化し、スプール弁の圧力バランスの崩れが小さくなる（本スプール弁形状：PAT．
PEND．
）。
スプール形状の改良効果を図9a・図9bに示す。
35MPa、100L/minにおいて、従来品スプール弁と新シリーズのスプール弁を駆動させ、その時に必要な力を実測した。新シリーズのスプール弁を駆動さ新シリーズせるために必要な力は、従来品に対して大きく低減している。
また、消費電力を低減することで、コイルの発熱を抑え、図10で示すように、コイルを連続通電したさいのコイル表面温度を低下させた。従来品に比べて、さらに安全に使用できる。

図10.SS/SA-G01
DC24Vタイプにおけるコイル表面温度

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Vol.3 B26海外安全規格認証を取得 「G 01 ソレノイドバルブ」

5. 使いやすさを追求
新シリーズは安全性、省エネ、そして使いやすさを（1）配線作業を容易化 その1追求した構造である。
とくに、組付時に行なわれる配線作業とメンテナンスの面で、「使う人の立場」に立って考え、負担を低減した。

新シリーズでは、従来品に対して、端子箱サイズを大きくすることなく、配 線スペースを従 来の21.5mmから23mmに広げ、配線作業性を向上した。

21.5mm

23mm

配線スペース

スロープ

プレート

9.6mm

高さスペース

プレート

スロープ

スロープ

従来品

新シリーズ

図11.集中端子箱内構造比較

7

配線導入口

11mm

配線導入口

10mm

6.1mm

高さスペースまた、プレートを取り付けたさいの高さ方向のスペM12-4ピンコネクターースを従来の10mmから11mmに広げ、配線にかかるストレスは小さい。
配線導入口から端子箱内へのスロープは、緩やかで、かつ長くなり、配線の挿入がスムーズになる。

（2）配線作業を容易化 その2

図12.M12-4ピンコネクタを装備した状態

現在、工作機械を中心に、配線工数の縮減を※5※6めざしてDevice Net、AS-iなどの省配線システ
ムが使用されるようになってきた。これらのシステムは今後さらに普及していくものと思われる。
上述の省配線システムでは、制御機器とソレノイ

銘板取付穴

※7

ドバルブの接続にM12-4ピンコネクターが使用されることが多い。新シリーズはM12-4ピンコネク
ター（IEC60947-5-2）を特殊品として装備することにより、制御機器とワンタッチで配線でき、組付時の配線工数縮減に大きく貢献できる。

作動指示銘板図13.作動指示銘板を取付けた状態（3）作動指示銘板が取り付け可能（4）従来品との互換性

油圧ユニットなどに搭載するソレノイドバルブには、従来品であるSS/SA/SL-G01-30に対し、取付寸作動させるアクチュエーターや作動方向などを示法と仕様、性能を変えることなく、外形寸法につす、作動指示銘板が取り付けられる場合が多い。

いては高さをわずかに変更しただけで、従来品新シリーズでは、図13に示すように集中端子箱からの置き換えに対する弊害はない。補修部品

上面にあらかじめ銘板取付穴を設けており、銘の集中端子箱キットやコイルキットは互換性があり、板を簡単に取り付けることができる。

部品（キット）単位での供給が可能となっている。

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海外安全規格認証を取得 「G 01 ソレノイドバルブ」

6. 仕 様新シリーズは、従 来から世 界 最 高 水 準にある
SS/SA/SL-G01-30の仕様を継承し、安全性を高めて海外安全規格の認証を取得した。仕様の詳細を表3に示す。
表3．
新シリーズ仕様
項 目タイプ
最高使用圧力 標準形（P,A,Bポート） ショックレス形
標準形
ショックレス形
許容背圧（Tポート）

最大流量
（注1）

防塵・防水性仕SL-G01-31
7MPa−30L/min−
7MPa

SS：JIS C 0920 IP64
SA：JIS C 0920 IP65

JIS C 0920 IP64

周囲温度
使用温度範囲作 使用粘度動
油 粘度指数
フィルトレーション
UL（アメリカ）
海外安全規格 CSA（カナダ）CE（ヨーロッパ）

使用条件（注1）最大流量はバルブ形式及び使用圧力により異なる。
（注2）
ショックレス形はSS/SA-G01-31 DCソレノイドタイプのみ対応が可能。

9様

SS/SA-G01-31
35MPa
25MPa（注2）
100L/min
50L/min（注2）21MPa−20〜50℃−20〜70℃
2
15〜300mm /s
90以下
25ミクロン以下認証取得

7. 母機のグローバル化に対応した世界標準
今回のモデルチェンジにより、G01ソレノイドバルブ

イドコイルを｢省エネ｣化し、実際に使用する際の利31デザインシリーズは、ヨーロッパ・アメリカ・カナダの3便性を考慮して配線作業を容易化するなどの｢使つの海外安全規格の認証を取得し、国内はもとよりい易さ｣を盛り込んでいる。工作機械や鍛圧機械な海外において｢安全｣で安心して使用できる、世界ど母機のグローバル化や、建機・産業車両などの過標準のソレノイドバルブとなった。

酷な使われ方にも対応できる、世界標準のソレノイド

また、スプールに作用する流体力を低減してソレノバルブである。

用語解説
※1 CE

※4 TUV

欧州委員会は、ＥＵ（欧州連合）域内で流通させる製品に対して、その使用者と消費者の健康や安全の保護を目的に、同委員会が発令する指令と呼ばれる安全規格の遵守を義務付けている。ＣＥとはその安全規格に適合していることを示すマーク。
※2 ＵＬ規格

Underwriters Laboratories Inc. が発行する規格。同団体はアメリカ政府から完全に独立した非営利団体であるが、アメリカにおいて最も権威のある安全試験機関である。この規格は国家の安全規格ではないが、州法、市条例などにより、アメリカのほとんどの地域で義務付けられており、実質的にはアメリカにおける安全規格となっている。
※3 ＣＳＡ規格

Canadian Standards Association（カナダ規格協会）という半官半民の組織により電気製品を使用する際、人命や安全の保護を目的として制定された規格であり、カナダへ輸出する電気製品はこの規格に適合したものでなければならない。安全性を確認する試験レベルはＵＬ規格に準じている。

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欧州の安全規格である指令に対応する認証機関。
※5 Device Net

As-iと同様に制御機器の相互接続を容易に行なうためのネットワーク規格で、北米を中心に採用されている。
配線点数が多くなっても、同様に2芯のケーブルで信号を伝送し、配線の数を削減できる。
※6 AS-i : (AS-Interface)

制御機器の電源と信号線を、専用の2芯ケーブルで伝送できるネットワーク規格。配線点数が多くても、2芯ケーブルで信号伝送が可能なので、配線の数を削減できる。ヨーロッパを中心に採用されている。
※7 M12-4ピンコネクター

ネットワークに制御機器を接続するための防水用コネクターで、Device NetとAS-iのどちらにも広く使用されている。
このコネクターを使用すると、ワンタッチで配線ができる。

10本社

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Vol.3 B2May / 2004

〈発行〉 2004年5月10日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213