空気圧部品表の作成方法

ポール・ヘイニー 2019年12月17日

Kevin Kakascik、AutomationDirect 著

あなたは今週末にデッキの構築など、大きな住宅プロジェクトを計画しているとします。 週の初めに、あなたは金物店に立ち寄り、キットにまだ入っていないすべての木材といくつかの必要な工具を手に入れました。 今日は土曜日です。外が暑くなりすぎる前に早起きして、何かを始めましょう。 天気は最高で、すべての材料を準備すると、デッキネジが足りないことに気づきました。 おなじみですね？

あなたは急いで金物店に車で行き、デッキネジを購入し、家に戻って作業を再開します。 プロジェクトを開始してさらに 1 時間後、木材を切断した後、枠組みを開始しますが、ジョイスト ハンガーがないことに気づき、またホームセンターまでイライラする往復が必要になりました。 プロジェクトにとってこれらの小さいながらも重要なアイテムをどうして忘れてしまうのでしょうか? それは簡単です。アイテムは小さいため、多くの場合、大きなアイテムよりも優先順位が低くなります。

図 1. 空気圧設置では​​大きなアイテムに注目し、小さくても重要なコンポーネントを見落としがちです。 すべての図は AutomationDirect から提供されました。

詳細を見落とすこの症候群は、産業用空気圧プロジェクトでも非常に一般的です。 設計者はシステムを計画し、圧力と流量の要件を決定し、制御コンポーネントを選択し、シリンダーなどのより大きなアイテムに焦点を当てます (図 1)。しかし、多くの場合、小さいながらも重要なコンポーネントが見落とされます。 これらの部品は地元の代理店で入手できる場合がありますが、多くの空気圧コンポーネントは通りの金物店では販売されていません。

すべての部品が手元にあるかどうかで、プロジェクトを迅速に開始して実行できるか、作業が遅れて追加コストが発生するかの違いが生じます。 空気圧システムの部品表 (BOM) を作成するときに見落とされがちないくつかの空気圧コンポーネントを調べてみましょう。

チューブ柔軟で耐久性のあるチューブは、圧縮ガス、通常は空気 (場合によっては窒素) を輸送することによってデバイスを接続します (図 2)。ほとんどの空圧システムは、完全にハードパイプでない限り、ある程度の量の柔軟なチューブを使用します。

図 2. 空気圧チューブにはさまざまなサイズと色があります。

一部のデザインでは、1 つのサイズと色のチューブのみを使用するため、適切な材料を簡単に入手できます。 ただし、多くの設置では複数のチューブ サイズが必要であり、多くの場合、機能を識別するためにさまざまな色を使用すると便利です。 極端な温度や追加の柔軟性に対応する特別なチューブが必要になる場合があります。 このような場合やその他の場合、適切な材料を手元に用意することはさらに複雑になります。

通常、設計者は必要なものを計画するため、チューブは最初の材料注文とともに記憶されます。 ただし、曲がりくねったり、届きにくい場所を考慮して必要な長さが適切に計算されていないため、設置が不足することがよくあります。

設置工事でチューブが不足した場合、地元のサプライヤーには、すでに完了した作業に合わせて適切なサイズと色の在庫が十分にある可能性がありますが、事前に十分な量を注文することに比べれば、これは賭けです。 チューブに関しては、可能な限り標準化し、ある程度の過剰注文を行い、包括的な製品選択を提供するサプライヤーと協力することが有益です。

図 3. 空気圧継手が 1 つでも欠けていると、プロジェクトの完了が妨げられる可能性があります。

継手継手はチューブをデバイスまたはチューブの他の部分に接続するために使用され、通常、一方の端にはネジが切られ、もう一方の端にはプッシュ接続またはバーブ接続が付いています (図 3)。継手はさまざまなチューブおよびデバイスのサイズに対応する必要があるため、多くのスタイルが必要になる場合があります。

正しいサイズを確実に注文するには、慎重な計画が必要です。 チューブの外径によってプッシュ接続のサイズが決まり、内径によってバーブ スタイルの継手のタイプが決まります。 さまざまなタイプがあるため、ねじのサイズは非常に重要です。

• 国内管用ねじ（NPT）、テーパー• 英国標準管用ねじ（BSPT）、テーパー R ねじ• 英国標準平行管（BSPP）、ストレート G ねじ• メートル法と米国（または英国）サイズの比較

サイズ以外にも、各継手は環境と動作圧力に基づいて適切な構造材料を選択する必要があります。 ステンレスまたは熱可塑性プラスチックは、プッシュ接続継手のオプションです。 バーブスタイルの継手は通常真鍮です。

フィッティングが欠落していたり​​、サイズが間違っていたり、指定されていたりすると、プロジェクトのスケジュールに日数がかかる可能性があります。

マニホールド空気圧マニホールドは、圧縮ガスを複数のデバイスに分配することでスペースを節約します。これは、配電ブロックが複数の負荷に電力を供給できるのと同様です。 マニホールドは、同じサイズの接続が多数必要な場所で、すべて互換性のある圧力と流量の要件がある場合に最も効果的です。

マニホールドは必須ではなく、非常に小規模なシステムには推奨されない場合もありますが、低コストでコンパクトな設置が可能です。 マニホールドを使用すると、よりすっきりとした取り付けが可能になり、トラブルシューティングやメンテナンスが困難なスパゲッティのような取り付けの混乱を避けるのに役立ちます。

他の継手と同様に、マニホールドにはアルミニウム、ナイロン、ポリプロピレン、ステンレス鋼などのさまざまな素材があります。 ポートサイズ、数量、配列も各種取り揃えております。 十分なポートを確保し、未使用のポートにプラグを提供するように計画する必要があります。 マニホールドへの取り付けが不十分な場合は、他のフィッティングを使用する回避策がある可能性がありますが、見た目はそれほどエレガントではありません。

手動遮断および遮断/ロックアウトバルブ

図 4. 手動シャットオフおよび分離/ロックアウト バルブは、あらゆる空気圧システムにとって重要です。

手動遮断バルブは、電気切断スイッチが下流の負荷を遮断する方法と同様に、上流の空気圧から下流のデバイスを隔離するために使用できます (図 4)。また、電気切断スイッチと同じように安全な位置にロックアウトすることもできます。 遮断弁は、しばらく使用されないシステムを隔離するために使用できます。また、隔離されたシステムをユーザーが減圧できるように配置することもできます。

手動分離/ロックアウト バルブは、閉じたときに下流の空気圧を逃がすことを除いて、基本的な手動バルブと同様に動作します。 これらのバルブは緊急停止回路の空気圧部分であり、迅速に動作します。 OSHA 規格 1910.147 によれば、すべての自動機械について、操作担当者はすべての「危険なエネルギー」を迅速に解放できなければなりません。 隔離/ロックアウト バルブは、この目的のために OSHA によって承認されています。

バルブは、空気圧システムに適切に供給、隔離、減圧するために必要です。 メンテナンス担当者が機器をロックアウトできるように配置する必要があります。メンテナンス担当者は、機器が空気圧で動くことを恐れずに安全に作業を行うことができます。 各プロジェクトでは、機器を安全に操作できるように、すべてのバルブが手元にあり、設置の準備ができている必要があります。

自動ソフトスタートバルブ自動ソフト スタート バルブは、すべての可動空気圧機器の上流に設置される 3 方向 2 位置ソレノイド デバイスです。 機械が空気圧を必要とする場合、制御装置はソフトスタートバルブに通電し、徐々に圧力を加える調整可能な立ち上がり時間を備えています。 これにより、空気圧機器の寿命が延び、騒音、破損、怪我の原因となる突然の機械的動作が防止されます。

通電が遮断されると、ソフトスタートバルブはリリーフバルブとしても機能し、下流の空気圧を迅速に解放します。 ソフトスタートバルブは通常、手動遮断バルブと直列に取り付けられますが、手動遮断バルブまたは遮断バルブの要件を満たしていません。

通常、機器エリアごとに必要なソフト スタート バルブは 1 つだけです。これらは必須ではありませんが、設計上の推奨事項です。 このシステムは、デバイスなしでも実行できるように配管できるため、初期設計時にこのデバイスを忘れがちです。

排気マフラー排気マフラーは、最も小さく、最も単純で、最も安価な空気圧コンポーネントの一部です。 制御バルブ、遮断バルブ、隔離バルブの排気ポートに直接ねじ込み、空気を大気中に排気する装置によって発生する騒音を低減します。

技術的には、システムが機能するために排気マフラーは必要ありません。 ただし、これらはより快適で安全な職場環境を提供するものであり、OSHA 規格 1926.52 では、さまざまな時間にわたって指定されたデシベル レベルを超える継続的な騒音から従業員を保護することが雇用主に義務付けられています。

特殊継手

図 5. 特殊空気圧継手には、さまざまなタイプのコンポーネントが含まれます。

「特殊フィッティング」または「特殊目的フィッティング」という用語は、アプリケーションであまり一般的には使用されない機能を総称したものです (図 5)。いくつかの例を次に示します。

• アクチュエータの速度を下げるために使用される小型の流量制御制限バルブ• 一方向のみの空気の流れを許可するチェックバルブ• 2 つの入力のうちの 1 つからより高い圧力を出力に送るためにシフトするシャトル バルブ• 閉じ込められた圧力を抜くための手動押しボタン付きブリーダーバルブシステムの一部で

これらのアイテムは、デザイナーが通常使用しない可能性があるという意味で特別であるため、デザイン中に見落とされる可能性があります。 ただし、これらの商品の多くは地元で入手するのが難しいため、事前に慎重に注文する必要があります。

小さなことに汗を流すあらゆるタイプのプロジェクトは、慎重な計画から恩恵を受けます。 空気圧プロジェクトの場合、見落とされたり過小評価されたりする可能性のあるコンポーネントが多数あります。 これらの忘れられがちなコンポーネントは、必ずしも高価であるわけではありませんが、角を曲がったところの金物店ではすぐに入手できない場合があります。 事前に十分な量の適切な部品を入手しておくと、設置作業を予定通り、予算内で安全に進めることができます。