【電気部品・電子部品の解説】ソレノイドバルブ(電磁弁)とは？～弁を開閉して流体を制御する部品～

実物を見る機会はあまり無いかもしれませんが、“バルブ”というものをご存じですか？
捻るとせき止められた水などが一気に放出される大型の蛇口みたいなものです。
普通のバルブは手動で回しますが、電磁力を使ってバルブを開け閉めできる部品が存在します。
今回は、そんな部品であるソレノイドバルブ(電磁弁)についてわかりやすく解説していきます。

電気の仕事をしていると様々な部品を用いる機会が出てきます。
コイル・コンデンサ・IC・コンバータ・パワーサプライなどなど…名前は聞いたことあるけどイマイチ何なのか理解していないものもあるのではないでしょうか？
この記事では、そんな部品について基本からわかりやすく解説していけたらと思っています。
機械部品に関する記事も混ざってたりしますが、深く考えないでください。
分類するのが面倒だっただけです。

今回は、「ソレノイドバルブ(電磁弁)」についての説明です。

１．初めに
２．ポートについて
３．DCソレノイドとACソレノイド
４．弁部の構造
５．用途について
６．ソレノイドバルブ情報まとめリンク

１．初めに

そもそもソレノイドバルブという単語を聞いたことがありますでしょうか？
私は最近まで無かったです。
ですが、電磁弁という単語は聞いたことがありました。
実際に使用した訳ではなかったので何のことか理解してませんでしたけどね。
この電磁弁=ソレノイドバルブです。

ソレノイドバルブとは、その名の通りソレノイド部とバルブ部から構成されています。
ソレノイド部とバルブ部のそれぞれの役割は以下のようになっています。

ソレノイド部

電磁石の原理を用いて電磁力を発生させている。
この電磁力でバルブ部が駆動する。
電気エネルギーを運動エネルギー(直線運動が多い)に変換している。

バルブ部

流体(気体や油など)を流すか流さないか、流れる方向を変化させるといった制御を行う。
弁として機能するので電磁弁、弁部と呼ばれる。
また、流れる方向を制御する為、方向制御弁とも呼ばれる。

つまり、ソレノイドバルブとは「ソレノイドによってバルブを開閉して弁として扱い、流体を制御するもの」ということになります。
「蛇口を捻って水を出す」という動作を手動ではなく機械で行うイメージですね。

上部がソレノイド部、下部がバルブ部に当たります。

２．ポートについて

ソレノイドバルブにはポートと呼ばれる流体(気体や油など)の出入口(通路・接続口)があります。
基本的なポートには以下のような種類があります。

給気ポート：流体を取り込んで圧力をかける為のポート。「P」と表示される。
出力ポート：流体を出力するポート。「A」や「B」と表示される。
排気ポート：流体を排出して圧力を逃がすポート。「R」と表示される。

ポート数には2ポート、3ポート、4ポート、5ポートのものがあります。
ポート数ごとの構造や動きについては以下のようになっています。

2ポート弁

流体(気体や油など)の流れを止める/止めないの2パターンで制御する。
その為、給気ポート(P)と出力ポート(A)から構成される。
蛇口の動きがまさにこれ。

弁部(バルブ部の弁として機能して電磁力によって動作する部分)が通常時に開いている(励磁時に閉じる)ものと、通常時に閉じている(励磁時に開く)ものがある。
前者をNO(ノーマリーオープン)と呼び、後者をNC(ノーマリークローズ)と呼ぶ。
この辺りのルールはリレーと同じ。

3ポート弁

2ポート弁の給気ポート(P)と出力ポート(A)に加え、排気ポート(R)が追加されます。
給気ポート(P)と排気ポート(R)は片方が開いている時はもう片方が閉じるようになっている。

3ポート弁にもNOとNCが存在する。
前者は通常時は給気された状態、後者は通常は排気された状態となる。
3ポートの場合はNOとNCが混同しやすいので注意。
「2ポートの場合は通常時に閉じている(NC)⇒給気されない状態⇒3ポートのNCも通常時に給気されない⇒3ポートのNCは通常時に排気している」という思考です。