製品の紹介

急速開閉形シリンダバルブの紹介

1. はじめに２-3）
コンパクトで取扱い性抜群

従来、短時間で開閉操作が出来、流体の流れ抵抗が小トかつ軽量であり、取扱いも容易である。また、駆動部がさいエアー操作式自動弁としてはボールバルブやバタフライ出っ張っていないため、配管スペースも少なくでき、取付姿勢

バルブが多用されてきたが、「耐久性・高速作動性」に難点に制限がない。シリンダバルブカットサンプル写真をFigure1があった。に示す。

バルブに駆動部を内蔵し一体化されているので、コンパク少ないが、高頻度、高速作動で使用される製鉄所の圧延ライン冷却水切換弁では問題となることがあった。

Winter 2020

その問題とは、弁座シール部が摺動接触となっており、作動回数の積み重ねにより弁座が摩耗、損傷するため、長期間良好なシールを達成することが困難なことである。開閉回数としては10 万～20 万回が限度であった。また、開閉作動時間が短い場合には、急閉止に伴って発生するウォータハンマ現象によるバルブ1 次側の急激な圧力上昇が、弁座シール部や弁体支持軸受、操作用ステムに損傷を与えバルブが操作不可能になることがある。
本報では、これらの問題を解決出来、更なる価値を付加して約 40 年前に開発・製造販売開始し、現在も沢山のご支持を得ている急速開閉形シリンダバルブを紹介する。

2. 特長
２-1）
シール寿命が長い
弁座シールは摺動接触ではないため、摩耗によるシール性の低下はない。
２-2）作動信頼性は良好
内部構造をシンプルにして、可動部品を少なくしたため、トラブルの発生は極めて少ない。また、ウォータハンマ現象による、急激な圧力負荷に対してもバルブ全体が円筒形状であるので、十分な強度を有しているので、作動不良になることはない。

Figure1

駆動部を内蔵し一体化したシリンダバルブ

２-4）高速作動性良好
可動部は軽量であり、作動ストロークも短いため高速作動が可能で、その作動性も良好である。標準仕様での作動時
間一覧表をTable1に示す。
Table1 シリンダバルブ標準作動時間
作動時間（秒）
流体圧力0.98MPa
1.96MPa
作動開→閉 閉→開 開→閉 閉→開呼び径
15A
0.10 0.10 0.10 0.10
20A
0.11 0.10 0.13 0.10
25A
0.14 0.12 0.17 0.12
32A
0.21 0.19 0.26 0.17
40A
0.21 0.19 0.26 0.17
50A
0.33 0.28 0.43 0.26
65A
0.30 0.26 0.36 0.25
80A
0.34 0.29 0.42 0.27
100A
0.44 0.38 0.57 0.35
125A
0.68 0.59 0.85 0.54
150A
0.94 0.81
1.2
0.74
200A
1.7
1.5
2.1
1.3
250A
2.4
2.0
3.1
1.8
300A
2.6
2.1
3.5
1.9
350A
3.1
2.6
4.0
2.4
400A
3.4
3.1
3.82.8450A
4.84.55.34.1

使用エアー機器（甲南電機製）
電磁弁

バルカー技術誌

これらの難点は、通常の使用条件では問題になることは

スピコン

453S202C
SC6-02-8A
413S302C

413S603C SC6-04-10A

413S604C SC6-04-15A

413S806C SC6-08-20A

18No.38

急速開閉形シリンダバルブの紹介

２-5）空気消費量が少ない
内部流体圧力がバルブの作動に与える影響は、最小限にも製作できる。３方シリンダバルブの断面構造図をFigure4に示す。

しているためシリンダ有効面積は少ない。作動に必要な圧縮ピストンはシリンダ（本体）に供給される作動エアー圧の切エアーは同一サイズのボール弁を作動させる必要量よりも少換えによって、弁座側または反弁座側に移動する。弁座側ない。に移動したとき、ピストン先端が弁座パッキンに押し付けられ、本体流路及びピストン内部を流れてきた流体をシールし、バ２-6）流体流れ抵抗は小さい

ルブは「閉」の状態になる。次に、作動エアー圧を切換えピス弁座が摺動接触しないバルブ（例：グローブバルブ）
では、トンが反弁座側に移動したとき、ピストン先端と弁座パッキン

流体の流れ方向が数回にわたり変化するため流れ抵抗は大の間は流路として開放され、流体は本体流路及びピストン内きいが、シリンダバルブは流れ方向の変化が少なく、また流部を経てキャップ流路を通ってバルブは「開」の状態になる。

バルカー技術誌

路形状も流線形なので、流れ抵抗は小さく、比較的大流量バルブの開閉状態は、ピストンに取り付けた開閉指示棒に用途でも使用出来る。2 方向弁のCv 値―差圧―流量関係より目視で容易に確認できる構造である。また、開閉指示棒

図をFigure2に示す。に操作バーなどを取り付けることにより、リミットスイッチ及び近接スイッチによる開閉状態の検知、ポジショナの取り付け・コントロール弁化が可能である。

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Figure2

Cv 値―差圧―流量関係図
Figure4 ３方シリンダバルブ断面構造図

No.38

3. 構造と作動シリンダバルブの主な構成部品は本体、キャップ、ピストン

4. 標準仕様の３点であり、その他に各接合部、可動部シールのシール材

シリンダバルブの標準仕様は以下の通りである。

が用いられた構造となっている。２方シリンダバルブの断面構■接液金属材質…… SCS13、SUS304

造図をFigure3に示す。また、２方弁の１次側（本体ラインフ■パッキン材質… …… NBR,AU（流体により他も選定）

ランジ側）にＴ形部品を取り付けることにより３方シリンダバルブ■接続……………… JIS 10k、20kフランジ（CLASS 150も可）■サイズ… …………… 呼び径15A～450A■シール寿命………… 50 万回サイクル■最高使用圧力……… Table2による■操作エアー圧力…… 0.4～0.7MPa■使用温度範囲……… パッキン材質により異なる（要相談）
Table2 シリンダバルブ最高使用圧力
分類2 方弁
3 方弁Figure3 ２方シリンダバルブ断面構造図
19呼び圧力

最高使用圧力10K

1.37MPa

20K

3.33MPa10K

0.98MPa

20K

2.45MPa

備考 ただし、20k-15A～25Aは2 方、3 方共 1.97MPa

製品の紹介OFF 弁の使用頻度が高い場合、エアーの内部漏れが発生

5. 用途

しラインを止めてメンテナンスを実施しなくてはならない。

５-1）従来からの主要用途開発目的であった製鉄所及び PSA 式窒素ガス発生装置

通常上記用途ではON-OFFボール弁が使用されるが、弁座が摺動接触のため、シール寿命が短い。シリンダバルブのが主要用途である。

採用により廃水設備の稼働率向上、メンテナンス工数削減に

5-1-1）製鉄所（非鉄金属含む）寄与できる。

厚板及び熱間圧延ラインの製品、ロール冷却用切換弁。

顧客ニーズ：シール寿命、自動 ON-OFF 弁

顧客ニーズ：シール寿命、作動信頼性、高速開閉、自動弁
5-1-2）PSA 式窒素ガス発生装置

大型マウント式 PSA 式窒素ガス発生装置のガス切換弁。
顧客ニーズ：‌シール寿命、シール性、高速開閉、自動 ON-OFF 弁
最近の用途事例を以下に紹介する。
5-2-1）テーマパーク噴水設備

テーマパーク内の噴水を含むショーに採用。シリンダバルブ

今回紹介した急速開閉形シリンダバルブは、顧客の抱える難点・問題（＝課題）を確かなシール・バルブ技術ソリューションにより解決（＝価値の提供）したバルブであり、現在も継続してご使用いただいているのは高い品質を維持しているからである。まさに当社名の由来である「Value＆Quality」を具現化したものである。
これからも顧客の潜在ニーズを掘り起こし、ソリューション用される。高速開閉を伴う噴水流量コントロールにより、従来の提供により顧客とWin-Winの関係構築に邁進していきたにない表現豊かなショーの実現に寄与。

い。

顧客ニーズ：‌作動信頼性、高速開閉、自動 ON-OFF 弁、コントロール弁
5-2-2）工場廃水設備濾過機

工場廃水は濾過機を通し、基準を満たした状態で工場外

7. 参考文献
1）‌社団法人日本バルブ工業会：新版 バルブ便覧 , 368-370に排出される。廃水を濾過した濾過機のフィルタにはゴミが（2011）付着するが、そのまま使い続けると濾過能力の低下につなが2）北澤 正広：バルブ技報 . No.52, 80-81（2004）

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は噴水エフェクトのON-OFF 弁、及びコントロール弁として使バルカー技術誌

5-2）最近の新規用途事例

6. おわりにNo.38

る。そこでエアーブローによるゴミの除去が行われるが、ON-

村山 聡
営業本部
テクニカルソリューショングループ

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