油圧マニホールドブロックの構造的特徴
事業部の構造と用途による、 油圧マニホールドブロック は、バーブロック、小プレートブロック、カバープレート、合板、バルブ取り付けベースプレート、ポンプバルブブロック、ロジックバルブブロック、スタックバルブブロック、特殊バルブブロック、コレクタドレインと接続ブロックなど、様々な形を持っています。実際のシステムでは、バルブブロック本体と各種油圧バルブ、配管継手、付属品などの部品で油圧マニホールドブロックを構成する。これらの部品をバルブブロックに取り付ける。
バルブ本体
バルブブロック本体は、統合された油圧システムの重要なコンポーネントであり、取り付けキャリアの他の油圧部品だけでなく、チャネル本体に接続されているそれらの油回路でもあります。一般的にバルブブロック本体の形状は長方形で、材質はアルミニウムまたは可鍛鋳鉄を使用します。油圧バルブ関連の取り付け穴、油穴、接続ねじ穴、位置決めピン穴、および公共の油穴と接続穴をバルブブロックボディ全体に配置します。開口部が正しく接続され、穴の設置プロセスを妨げないようにする。
一般的に、比較的単純なバルブブロック本体には少なくとも40～60個の穴があり、数百個の穴はもう少し複雑で、これらの穴は十字型の穴システムネットワークを構成している。バルブブロック本体には、ライトホール、ステップホール、ネジ穴など様々な形の穴があります。これらは一般的に、通常のボール盤やCNC工作機械で加工しやすい直線穴です。特殊な接続性の要求には斜めの穴を設定することもありますが、使用することはほとんどありません。
油圧バルブ
プレート弁、カートリッジ弁、スタック弁など、さまざまなタイプを含む一般的な標準部品である油圧バルブを、連結ねじを使ってバルブブロックのボディに取り付ける。この配置により油圧回路の制御機能を実現する。
管継手
バルブブロックに外部配管を接続するための管継手です。各種バルブとバルブブロック本体で構成される油圧回路を外部配管に接続する。この接続により、油圧シリンダやその他のアクチュエータの制御、給油、還油、排油が行われる。
その他のアクセサリー
パイプ接続フランジ、プロセスホールプラグ、オイルラインシールなどの付属品も含む。
油圧マニホールドブロックのレイアウト原理
バルブブロック本体の外面はバルブエレメントの取り付け面であり、内部はオリフィスを配置するための空間である。バルブブロックの6つの面は、取り付け面の集合体を形成している。通常、底面は部品として設置されるのではなく、タンクや他のバルブブロックと重ね合わせ面として設置される。技術的には、取り付けや操作の容易さから、油圧バルブの取り付け角度は直角が一般的である。
油圧マニホールドブロックの6つの面の機能（参考用）：
上下面
油圧バルブブロックの上面と下面は、共通の圧力ポートP、共通の戻りポートO、リークポートL、および4つのボルト穴で重ね合わされた接合面となっている。
フロント、バック、右サイド
右側の顔：
リリーフバルブ、減圧バルブ、シーケンスバルブなどの圧力制御バルブ、スロットルバルブ、速度調整バルブなどの流量制御バルブなど、頻繁に調整されるコンポーネントの設置。
フロント
電磁方向弁や逆止弁などの方向弁を設置する場合は、以下のことを考慮してください。圧力弁と流量弁をフェースの右側に設置できない場合は、代わりに前面に設置してください。この配置により、調整が容易になります。
リア：
方向弁のような調整不可能な部品を取り付ける。
左側
左側には、アクチュエータを接続するための出力ポートを装備する。外部圧力測定点およびその他の補助ポートを設ける。これらの補助ポートには、アキュムレータ油孔とバックアップ圧リレー接続用の油孔を設ける。
油圧マニホールドブロックの空間レイアウトの計画は、油圧システムの概略図とレイアウト図の設計要件に基づいて行われる。また、設計者の設計経験にも依存する。繰り返される原則は以下の通りである：
(1) 油圧マニホールドブロックに取り付ける油圧部品の寸法は、互いに干渉しないようにしなければならない。
(2) バルブブロックの形状は、主にバルブブロックに取り付けられる部品の外形寸法の観点から考 えてください。部品間に十分な組立スペースを確保する。油圧部品間の距離が 5mm 以上あることを確認してください。方向切換弁のソレノイド、圧力弁のパイロット弁、および圧力計は、バルブブロックの設置面より延長することができます。この延長により、ブロックの体積を小さくすることができます。ただし、延長した部分が他の部品に接触しないようにしてください。
(3) レイアウトにおいて、バルブ本体の取り付け方向が妥当かどうかを検討する必要があります。スプールの自重がバルブの感度に影響を与えないように水平に配置する。特に方向弁は水平に配置する。
(4) バルブブロックの共通油孔の形状と位置寸法は、システムの設計要件に従って決定する。バルブブロック上のコンポーネントの取り付けパラメータを決定する際、接続オリフィスを可能な限り直交させることを目指すべきである。この方法によって、部品が直接接続され、不必要なプロセスホールの必要性が減少します。
(5) 各エレメントには2つ以上のオイルスルー穴がある。これらの穴は、他のコンポーネントやバルブブロックボディの共通オイルホールと接続します。直接接続できない場合もあります。このため、必要なプロセス穴を設計する必要があります。バルブブロックの穴の設計には、いくつかの考慮事項があります。まず、必要な穴の数を決定し、この数を増やす必要があるかどうかを決定します。次に、穴の種類と位置を指定します。最後に、バルブブロックの穴のサイズ、直径、深さを決めます。
(6)アクセスできないオリフィス間の肉厚が小さい場合は、強度チェックを行わなければならない。
(7)バルブブロックの油圧部品の固定ねじ穴がオイルパイプラインに触れないように注意する。また、肉厚が小さい場合は強度校正を行う。
上記の原則に基づき、油圧マニホールドのブロックレイアウトは以下のように最適化される：
(1) 油圧マニホールドブロックの1面に配置する油圧機器の数が4個以内であれば、油圧機器を4隅の近傍に配置する。部品はコーナーに正確に配置する必要はない。こうすることで、プロセスホールの設計が2つの辺の近くで行われるようになる。
(2) 油圧マニホールドブロックの1面に配置する油圧エレメントの数が8個以内であれば、油圧エレメントを4つの辺の近くに配置する。また、四隅に配置することもできる。さらに、4つのコーナーの近くに配置することもできる。この方法によって、1つまたは2つのエッジの近くにプロセスホールを確実に設計することができる。
(3) 油圧マニホールドブロックの 1 面に配置される油圧部品の数が 8 個を超える場合は、最適設計のためのインテ リジェント手法の使用を検討する。
油圧マニホールドブロックは通常、合計10個以下の油圧コンポーネントを含む。各面に割り当てられる油圧コンポーネントの数は、一般に10以下である。通常、この数は3～5の範囲である。
一般的な油圧マニホールドブロックの設計では、多数の油圧コンポーネントを配置することはほとんどない。最初の2つの記事で概説したルールに従うことで、システム設計の基本的な要件を満たすことができる。
油圧マニホールドブロックのデザインアイデア
統合ブロックユニット回路図は、基本的に油圧システムの原理を等価な形に変換したものである。この図は、ブロックタイプの統合油圧制御装置を設計するための基礎となり、また統合ブロック自体を設計するための基礎ともなる。ブロック図には対応する回路図を含める。回路図は油路の接続性を反映したものでなければならない。さらに、使用する部品の仕様モデル、オイルポートの名称、開口部の直径が記されていなければならない。これらの情報は、油圧マニホールドブロックを設計するために不可欠である。
バルブブロックを設計する前に、まず回路図に目を通し、オイル回路のどの部分を統合できるかを確認する必要がある。各ブロックに含まれるエレメントの数は、適度でなければならない。バルブブロック本体を設計する際には、側面に取り付ける部品の種類と外形寸法の両方を考慮しなければならない。穴と穴の間の油路は、許容される最小の肉厚を確保する必要があります。また、小型・軽量でコンパクトな構造を目指さなければなりません。
油圧マニホールド・ブロック設計の原則
油圧マニホールドブロック設計の第一の原則は、油路が油圧システムの回路図に適合していなければならないということです。これにより、設計がシステムの動作要件に適合することが保証される。
バルブブロックを設計する前に、オイル回路のどの部分を統合できるかを決定する。各ブロックに含まれる部品の数は適度であるべきである。部品点数が多すぎると、バルブブロックの体積が大きくなり、設計や加工が難しくなる。部品点数が少なすぎると、一体化の意味がなくなり、材料のムダにつながります。JISCOの製鉄所ビレット連続鋳造機シャー油圧システムを例にとろう。この油圧システムはカートリッジバルブで流量を制御する。要求される動作精度は高く、システム動作には高い信頼性が要求される。
油圧マニホールド・ブロック設計の考慮点
油圧マニホールドブロックの設計は、油回路はできるだけ単純であるべきで、深い穴、斜めの穴とプロセスの穴を最小限に抑える。バルブブロックの開口部を流量に合わせるときは、貫通孔の面積に特に注意する。この面積が必要な流量に対して十分であることを確認してください。流入口と流出口の方向と位置を考慮し、システム全体のレイアウトとパイプラインの接続に合っていることを確認する必要があります。さらに、設置および運用面も考慮する。コンポーネントが垂直設置が必要か水平設置が必要かを判断する。設置がすべての要件を満たしていることを確認する。
コンポーネントを調整する際には、操作や観察の利便性を考慮した設計が必要である。例えば、リリーフバルブや速度制御バルブは、調整ハンドルに容易に手が届く位置に配置する。この配置により、コンポーネントを便利に操作できるようになります。この配置は、便利な操作を容易にする。比例弁やサーボ弁のようなコンポーネントやキーエレメントは、バルブブロックの上部または外部に配置してください。この配置は、分解と再組み立てを容易にします。さらに、バルブブロックのデバッグのために十分な数の圧力測定点を設定するバルブブロックの設計。30kg以上のバルブブロックの重量については、ネジ穴を持ち上げるように設定する必要があります。ただし、使用条件を満たすことを前提に、バルブブロックの体積はできるだけ小さくする必要があります。
リリーフバルブ：モータを保護するため、システムは低圧領域でポンプの始動または停止を完了します。そのため、ソレノイドリリーフバルブを選択し、高圧・大流量の作業要件に対応するため、カートリッジ付きリリーフバルブを選択します；
反転バルブ：このバルブの役割は、油圧シャーシリンダーが衝撃なくスムーズに反転するようにすることです。さらに、切断に必要なときだけシャーが作動するようにし、誤作動を防ぎます。
カウンターバランスバルブ：このバルブは、並進制御を行うための差動回路として機能する。油圧剪断機が長さ切断中にシリンダーの差動を行うのを助け、ビレットが剪断されている間作動する；
アンローディングバルブ：油圧シャーが速やかに戻るようにするため、バイパスに常閉バルブを追加する。このバルブは、油圧シャーが戻るときにのみ作動する；
カートリッジバルブ差動制御にはカートリッジバルブを選択する。
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