空圧機器に詳しい片！！

質問

機械設計をしております。空圧機器や電気のことも少しずつ勉強していきたいと思っておりますが、まだまだ未熟でどなたか質問に答えてください。
エアーシリンダーなどに良く使われる、スピードコントロラーと、減圧弁（レギュレーターとかいいますよね・・・）機能は似たり寄ったりだと思うのですが、どちらを使うとどうなんだ、ということを詳しく説明できる方教えてください。宜しくお願いします。　　2005/9/10

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

エアーシリンダーを選定する場合に圧力とストロークの要素が重要になると思います。この条件を満たすもので大きさとか形状(装置に取り付くスペース等)が次に要求されます。
条件を十分に満たしているのですが実際にエアーシリンダーを駆動してみると問題が出てくる時があります。圧力が強すぎてワークに傷が付くとか等・・・
この時には減圧弁で圧力を下げてエアーシリンダーの力を制限します。
またのストロークの距離が十分であっても移動の速度が速すぎる場合はスピードコントローラーで調整します。
スピードコントローラーで動作が遅くなってもエアーシリンダーの力は変わりません。ただ最大の力に達するまで多少時間がかかります。
スピードコントローラーで動作が速くなってもエアーシリンダーの力が大きくなる訳ではありません。

回答No.8

noname#230359

＜スピードコントロラーと、減圧弁（レギュレーターとかいいますよ　　　ね・・・）機能は似たり寄ったりだと思うのですが　

それぞれの目的とする機能が異なります。

減圧弁（レギュレータ、圧力調整弁）は、
シリンダの推力を調整するために使用します。
もし、スピードを調整するために用いると、
推力調整を別に考える必要があります。

推力調整を行った後にシリンダ速度を調整するために
エアーシリンダでは、スピードコントローラを使用します。
速度調整には、メータイン・メータアウトといった方法があります。
減圧弁ので制御ではシリンダへの供給エアーの制御しかできませんから、
復動シリンダには対応できないので流量制御のスピコンが必要となります。

減圧弁を使用して圧力制御でのスピードコントロールは可能ですが、
実用上の制約から、流量制御のスピードコントローラがあるとお考え下さい。

回答No.7

noname#230359

回答(4)のレギュレータの原理は下記URL参照で
理解できるのではないでしょうか
http://www.expr.st.keio.ac.jp/~nakajima/kazu/air/air1.html
<エア圧力とシリンダ推力>
シリンダ推力Ｆ(kgf)＝シリンダ受圧面積(cm^2)×エア圧力(kgf/cm^2)
上記より、エア圧力が小さければシリンダの推力が小さくなることが分かります。

<スピードコントローラ>
スピードコントローラは通称スピコンと言います。
スピコンはスピコンに付いてます「つまみ」を回すとエア流路を狭くする
働きをします。（水道の蛇口と同じイメージ）
エア流路を狭くすると、シリンダに流れるエア流量は少なくなり
シリンダの進む速度は遅くなります。
<エア流量とシリンダの速度について>
エア流量とシリンダ速度は下記の関係になります。
V：シリンダ速度(cm/sec)
Q：エア流量(cm^3/min)
A：シリンダ断面積(cm^2)
V=Q/60÷A
上記式よりエア流量が大きくなればシリンダ速度が速くなることが分かります。

回答No.6

noname#230359

スピコンとレギュレータですか
混乱しているようですが
こう考えてください

スピコンの場合

元圧5k　→　スピコン　→　流量制御・圧力は5kまで上がる

レギュレータ

元圧5k　→　レギュレータ　→　圧力制御・流量も、変わる

スピコンの場合
流量を制御します、もちろん圧力の上昇時間も変わりますが、
２次側は最終的に一次側と同じになります
クランプをさせた場合、最終的には５kになる

機構的には、水道の蛇口を考えてください

レギュレータは圧力を制御します
この時の機構は、スピコンに似ていますが中にバネが入っています、
このバネ長で圧力を制御します

このバネの力と圧力とのつりあいで圧力を制御しています

このため
元圧が5kで、設定圧が３kだった時
2次側の圧力が３ｋ以上の時はレギュレータからエアーは流れません
3k以下になった場合流れ始めます

ですから、レギュレータをスピコン代わりに使うと（使うことは出来る）
最終的には、設定圧にでとまるので
５ｋ必要なところでも３ｋになったりします

回答No.4

noname#230359

スピコンとレギュレータの違いですね。ちょっと書いてみます

スピコン　
　水道の蛇口と全く同じ。通路を広げたり狭くしたりするだけ。
　シリンダの出口につけた場合スピコンの一次側（入り口側）が高くても
　二次側（出口側）が排気すなわち大気中、工場の中と同じだとゼロ気圧に
　なります。
　シリンダーの入り口につけた場合はスピコンの入り口が０．７ＭＰa　
　の場合、スピコンの出口では０から０．７ＭＰaの間でしょう
　シリンダの動きが止まった時点では０．７ＭＰaになります。

レギュレータ
　レギュレータは二次側の圧力を何ＭＰaにするか、設定することができます
　設定した圧力よりも二次側が低くなれば通路を開きます。エアーが流れて
　二次側の圧力が設定した圧力まで上がれば通路を閉じる
　もし使うエアーの量が多く通路を開いていても二次側の圧力が設定圧力に
　達しなければ通路は開いたままです
　設定圧力を０．５ＭＰaに設定しても一次側の圧力が０．２ＭＰaしかなけ
　れば、二次側は０．２ＭＰaまでしかあがりません。

要するに
　スピコンは通路を狭くしたり広くしたりする
　レギュレータは基本的に通路を閉じたり開いたりする（短時間にできる）
　開くか閉じるか、ぎりぎりの場合には通路が狭くなっているかも

回答No.3

noname#230359

こんにちは。
空気はその動きが目で見えない分、最初のうちは中々良く判らないですよね。
私の身近にいる新人君も苦労しています。。。＾＾；
空気の流れや理屈を考える時に、身近なものに例えて考える時は、水を想定して考えると良いですよ。
教科書などでは、圧縮性の違いから違う性質の物とされたりもしているようですが、同じ流体なので、イメージを掴むには最適だと思います。

さて、ご質問の内容ですが、”圧力を下げる＝速度を下げる”という認識は必ずしも間違っていません。
ただ、それは非常に低圧でシリンダなどの摩擦が影響するというような状況でないと、表面化してきません。

そこで先ほどの水で考えると、「流しそうめん」をイメージしてもらって、
　　圧力＝竹さおの角度
　　速さ＝竹さおの下で受けているバケツに水が溜まる速さ（時間）
と考えてください。

この竹さおの角度を変えるのがレギュレータです。
そうすると先ほどの”圧力を落とす＝・・・”の式が成り立ちそうですが、ここでスピコン（スピードコントローラ）の出番です。

このスピコンのイメージは竹にある「ふし」だと思って下さい。
当然、割ったばかりの竹のふしはどこにも穴が空いていないので、水が流れませんよね？　どんなに角度を急にしても。（上からこぼれるってのは、今回無しで・・・＾＾；）
この状態が、スピコンを「全閉」にしている状態です。
ここからスピコンを空けていくのは、竹のふしに小さな穴を空けて、それを広げていくのと同じです。
小さい穴の時は、どんなに勢い良く水が飛び出して（流れて）も、中々バケツに水が溜まらないでしょう。
一見ゆっくりとした流れでも、ふしに邪魔されることなく大量の水が流れる方が早くバケツに水が溜まる事があると思いませんか？

このバケツというのが、実際のシリンダの圧力室にあたるもので、
シリンダが動く＝シリンダの中の空気が溜まる場所が増える
という事になり、
早く水が溜まる＝シリンダが早く動く
という事になります。

実際の空圧機器ではメーターアウトといって、排気を絞る方法が一般的ですので、この例えはふさわしく無いかもしれませんが、流量制御と圧力制御の違いはイメージできるのでは無いでしょうか。

回答No.2

noname#230359

こんにちわ
スピードコントローラーと減圧弁についてですが
これら機器の　正式名称（かな？）は
スピードコントローラー＝流量制御弁
減圧弁（レギュレーター）＝圧力制御弁
と言います
これらの用途を　感覚的に理解しようと思った場合
電気回路の　電流と電圧の関係に例えたら良いと思います

電流＝空気流量
電圧＝空気圧力

ものすごく　無理ある　って言うか　無理矢理ですが
このように例えて考えると　簡単に理解できると思いますよ

回答（1）で答えてられる方の説明が正解ですので
踏まえて　想像してみて下さい。

ついでに
エア圧力は　動作中、変動します。
元圧を　レギュレーターによって　設定圧にしても
動作中は　設定圧力では動作してません（負荷に応じた圧力で動作してます）
しかし、動作が終了した時点で　設定圧力に上昇してゆきます
空圧、油圧の本が　売ってますし、機器メーカーさんでも　たまに講習やってるはずですよ
ご自分で　調べたり努力したほうが身に付くと思いますよ

回答No.1

noname#230359

スピードコントローラはシリンダの速度をコントロールします、絞ると空気が出にくくなりピストンがゆっくり移動します。

減圧弁はシリンダに送る圧力をコントロールします、圧力を下げるとシリンダ
にかかる力が小さくなります、上げると大きくなります。

補足

ご回答ありがとうございます。頭の悪いわたしのためにもう少し、突っ込んでお伺いいてもよろしいでしょうか？カタログに載っている構造図をみても良くわからないのですが、「速度を落とす＝圧を下げる」ような気がするのですが、そもそもの考え方間違っているのでしょうか？ＳＳさんのおっしゃる通りであれば、スピコンは圧を下げずに速度を落とすことができるという機能をもつものだということですよね？レギュレーターとの構造的違いを説明頂けますか？