CC4シリーズ ダブルバルブ 安全カテゴリ 4 PL e、外部モニタリング

製品概要

ROSS Controls社のCC4シリーズは、センターが閉じた4/3安全方向制御弁で、複動シリンダーやその他の空気圧アクチュエータへの空気の流れの方向を制御するように設計されています。この弁は、機械の動作要件を満たすためにシリンダーを前後に駆動し、その後、遮断信号を送ってシリンダー内に空気圧エネルギーを閉じ込め、負荷保持のためにシリンダーの動きを停止させます。この設計により、生産関連作業や軽微なメンテナンスのために従業員がアクセスする際に、シリンダーが予期せず動くという潜在的な危険性を低減します。

4/3 CC4シリーズバルブのすべてのソレノイドがオフになると、バルブは中央位置に戻り、シリンダの動きを停止させ、シリンダのジョギングを可能にします。CC4シリーズは、ISO 13849-1:2015に準拠したカテゴリ4、PL eまでの安全制御システムに求められるレベルの制御でこの機能を提供します。安全制御システムは、バルブ内部に故障が発生した場合に、バルブのそれ以上の動作を阻止できる必要があります。

ROSS社のポペット技術をベースに開発されたCC4バルブは、鋳造アルミニウム製の本体に冗長構成のデュアルポペットを採用しています。冗長ポペットにより、各出口ポートからの空気の供給と排出が同時に行われることを防ぎます。中間位置検出には、磁気近接センサー（PNPタイプ）を使用して閉位置を検出し、外部監視用の安全制御システムにフィードバックを提供します。バルブには、各ソレノイドにLEDインジケーターが搭載されており、必要に応じて蓄積されたエネルギーを解放する手動式トラップ圧力解放機能も備えています。

CC4シリーズは、あらゆる向きでのサブベース取り付けに対応していますが、ソレノイドを上側に配置した水平取り付けが推奨されます。ポートサイズは1/4インチから3/4インチまであり、NPTまたはG（BSPP）ネジを選択できます。電気接続には、ソレノイド用に2つの5ピンM12コネクタ（IEC 61076-2-101、Aコード）、センサー出力用に1つの5ピンM12コネクタを使用します。安全回路計算をサポートするSISTEMAライブラリはダウンロード可能です。

主なエンジニアリング機能

• 冗長デュアルポペット構造- 冗長ポペットにより、各出口ポートからの空気の供給と排出が同時に行われるのを防ぎ、閉センター位置監視による故障検出機能を備えたカテゴリ4の安全完全性を実現します。
• カテゴリー4 PL e達成- 適切に設計された顧客提供の安全制御システムと併用した場合、CC4はISO 13849-1:2015に準拠した安全カテゴリー4、パフォーマンスレベルeを達成します。これは、空気圧式安全方向制御弁における最高カテゴリーです。
• 中間位置検出（磁気近接、PNP） - 2つの磁気近接センサー（PNPタイプ）が両方のバルブ要素の閉中心位置を検出し、動的かつ周期的な外部監視のために、独立した位置フィードバック信号を外部安全コントローラーに提供します。
• 動的周期外部監視- 監視では、バルブ制御信号の状態変化に応じて、両方のバルブ中間位置センサーの状態をチェックします。安全システムは、故障が検出されるとバルブのそれ以上の動作を阻止し、中央位置が確認されるまでリセットを防止します。
• ROSSポペットテクノロジー- 高速で信頼性が高く、汚れに強く、面密着型で低摩擦のポペット設計により、ほぼゼロの漏れで高い流量容量を実現し、数百万回のサイクルにわたって一貫した応答性を発揮します。
• 4/3 クローズドセンター機能- クローズドセンターを備えたデュアル 4/3 ダブルソレノイド設計により、伸長方向と収縮方向の両方で安全なシリンダー制御が可能になり、非通電の中央位置での負荷保持とジョギングをサポートします。
• 手動式圧力解放 - サブベースに搭載された手動式2方向圧力解放弁（出口ポートごとに1つ）により、制御電源とは無関係に、メンテナンスアクセスが必要な場合に蓄積されたエネルギーを安全に解放できます。
• ソレノイドのLEDインジケーター- 各ソレノイドに搭載された視覚的なLEDインジケーターにより通電状態を確認できるため、追加の試験装置なしでトラブルシューティングや試運転が簡素化されます。
• 5ピンM12電気コネクタ- ソレノイド用の2つのM12コネクタ（Aコード、IEC 61076-2-101）とセンサー出力用の1つのM12コネクタにより、配線の迅速な切断が可能になり、設置時間の短縮と現場でのメンテナンスが容易になります。
• SISTEMAライブラリが利用可能- ダウンロード可能なSISTEMAライブラリファイルは、ISO 13849-1安全機能計算をサポートし、機械設計者およびCEマーキングのための安全回路ドキュメント作成を簡素化します。

技術仕様

一般仕様

温度定格

温度定格は、すべてのCC4シリーズ構成に適用されます。システム温度が動作下限値に近づく場合は、媒体に水蒸気が含まれていないことを確認してください。

電気データ（ソレノイドパイロットバルブ）

すべてのソレノイドは24VDCで、連続運転に対応しています。バルブアセンブリ全体では4つのソレノイド（伸長用2つ、収縮用2つ）を使用します。配線にはM12 Aコードコネクタを使用します。

流量性能データ

代表的なCC4シリーズのポートサイズにおける流量性能データ。ポート1-2および1-4はシリンダーへの供給経路、ポート2-3および4-3はシリンダーから排気への経路です。

認証およびコンプライアンス

代表的な用途と産業分野

垂直円筒および重力荷重アプリケーション

• ダイセット、クランプ、ワークポジショナー、プレスプラテンなど、重力に逆らって荷重を保持する垂直シリンダーにおいて、CC4は空気圧エネルギーを捕捉し、従業員がアクセスしている間の制御不能な下降を防ぎます。
• 高所作業台、チェリーピッカー、ブームリフトなどのマテリアルハンドリング機器において、クローズドセンターバルブは制御信号が除去された際にアクチュエータの位置を維持する。
• プレス加工、鍛造、金属成形などの用途において、金型の検査や交換中にシリンダーが所定の位置を保持する必要がある。

製造組立および試験作業

• 組立時のクランプおよび固定作業において、複動シリンダがワークピースを接合、締結、または検査中に所定の位置に保持し、作業者が短時間アクセスする際に荷重保持が必要となる場合。
• 空気圧アクチュエータを使用して既知の力を加える試験装置および機能試験装置では、試験の一時停止中に圧力が低下しない安全な停止状態が求められる。
• 自動車車体工場における溶接治具および組立治具。生産サイクル全体を通して、シリンダーの正確な位置決めと安全な停止が求められる用途向け。

金属、紙、重工業

• 圧延機、コイルハンドリング、ストリップ張力制御など、鋼材およびアルミニウム加工ラインにおいて、油圧シリンダーまたは空気圧シリンダーは、ストリップの破断時や緊急停止時に位置を保持する必要がある。
• 製紙業界のワインダー、テイクアップ装置、ロールハンドラー、スリッター、エンボス加工機など、ウェブの破損時やメンテナンス時にシリンダーの位置制御と負荷保持が必要な機器。
• 高温で汚染された工業環境において、安全なシリンダ制御を必要とするアルミニウム製錬設備および鋳造工場用アクチュエータ。

移動式機器

• 高所作業台、ブームリフト、資材運搬車両など、空気圧シリンダーを使用し、高所作業台の安全性を確保するためにカテゴリー4の荷重保持能力を必要とする移動式産業機器。
• オペレーターがアクセスする際、または安全装置が作動した際に、積載位置を保持する必要がある、空気圧作動式アタッチメントまたはスタビライザーシリンダーを備えたオフロードおよび建設機械。

注文と型番構成

CC4シリーズの型番は、ポートサイズ、スレッドタイプ、監視構成、およびリビジョンを符号化しています。型番の例を以下に示します。完全な構成ツールと最新の価格については、ROSS Controls（(800) 438-7677）までお問い合わせいただくか、rosscontrols.comをご覧ください。

ポート/本体サイズコード：22 = 1/4インチポート、23 = 3/8インチポート、44 = 1/2インチポート、45 = 3/4インチポート。

ねじの種類コード：N = NPT（標準）、G = G（BSPP）ねじ。

CC4の全バリエーションには、外部監視機能（EX）と2つの5ピンM12電気コネクタが付属しています。

CC4の全バリエーションは、24VDCで動作し、ソレノイド1個あたり3.5ワット（バルブアセンブリあたり4個のソレノイド）の電力を消費します。

外部パイロット電源モデルの構成や特別な用途要件については、ROSS Controlsまでお問い合わせください。

CC4シリーズのモデル番号例

アクセサリー

排気サイレンサー

アルミ製排気サイレンサーは、CC4ポートの全サイズ（1/4インチ～3/4インチ）に対応し、オスNPTまたはR/Rpネジが装備されています。耐圧は最大0～290psig（0～20bar）です。

警告：排気サイレンサーの流量容量は、バルブの排気容量以上でなければなりません。サイレンサーが汚染されると、背圧が増加し、バルブの動作に影響を与える可能性があります。サイレンサーは定期的に点検し、必要に応じて交換してください。

配線済み電気コネクタ

ソレノイドやセンサーの接続用に、M12コネクタとリード線が付属した配線済みの5メートルケーブルアセンブリが用意されており、パネル配線を簡素化し、設置時間を短縮できます。

関連製品およびアクセサリー

• 27シリーズ パイロット式チェックバルブ（1305） - 負荷保持およびシリンダ位置保持用のインラインポペットチェックバルブ、カテゴリ1 PL c、圧力リリーフの有無を選択可能。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1305-27-series-pilot-operated-check-valves
• SV27シリーズ外部監視用POチェックバルブ（1306） - 位置フィードバック機能を備えたカテゴリー2 PL c負荷保持用、DPST安全スイッチ内蔵のパイロット操作式チェックバルブ。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1306-sv27-series-pilot-operated-check-valves-for-external-monitoring
• SV27シリーズPO冗長チェックバルブ（1307） - カテゴリー3 PL e負荷保持用DPSTスイッチ付き冗長パイロット操作式チェックバルブアセンブリ。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1307-sv27-series-pilot-operated-redundant-check-valves
• LOXロックアウトバルブ（エネルギー遮断） - OSHAのロックアウト/タグアウト要件に基づき、メンテナンス中の安全なエネルギー遮断を実現するロックアウトバルブ。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series
• 安全排気弁- ROSS社の安全排気弁シリーズは、安全回路における制御された圧力排出とエネルギー遮断を実現します。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1288-safe-exhaust-valves

よくある質問（FAQ）

Q：CC4シリーズとは何ですか？また、標準的な方向制御弁とはどのように異なりますか？

A： CC4は、冗長なデュアルポペット要素と統合された中間位置検出機能を備えた4/3クローズドセンター安全方向制御弁です。標準的な方向制御弁とは異なり、CC4は2つのPNP磁気近接センサーを介して位置フィードバックを提供するため、安全コントローラは両方の弁要素を監視し、故障検出時に動作を阻止できます。この設計は、適切に設計された外部安全制御システムと統合することで、ISO 13849-1:2015のカテゴリ4、PL eまでをサポートします。

Q：CC4シリーズはどのような安全評価基準を満たしていますか？

A： CC4は、動的かつ周期的な外部監視を提供する顧客提供の安全制御システムと併用した場合、ISO 13849-1:2015に基づくカテゴリ4、PL e、およびIEC 62061:2021に基づくSIL 3を達成します。このバルブのB10Dは10,000,000サイクル、PFHDは1.62 x 10^-8、MTTFDは151年です。

Q：CC4における外部監視とはどういう意味ですか？また、安全制御システムは何をしなければならないのですか？

A：外部監視では、顧客が用意した安全コントローラが、バルブ制御信号の変化ごとに両方のバルブ中間位置センサの状態をチェックする必要があります。コントローラは、異常が検出された場合はバルブのそれ以上の動作を阻止し、中央位置が確認されるまでリセットを防止する必要があります。監視は、起動時の1回限りのチェックではなく、動的かつ周期的に行われる必要があります。

質問：許容される最大不一致時間はどれくらいですか？

A：バルブ要素の動作間の許容される最大不一致時間は150ミリ秒です。電源遮断コマンド後、2つの冗長バルブ要素が両方ともこの時間内に中央位置に到達しない場合、安全コントローラは故障を検出する必要があります。

Q：CC4の最小動作周波数はどれくらいですか？

A： CC4は、信頼性データの妥当性を維持し、バルブの適切な機能を確認するために、少なくとも月に1回は作動させる必要があります。作動サイクル率が非常に低い用途については、公開されているB10D値およびMTTFD値と照らし合わせて、十分な安全性が維持されていることを確認する必要があります。

Q：利用可能なポートサイズとスレッドタイプは何ですか？

A： CC4は、1/4インチ、3/8インチ、1/2インチ、3/4インチのポートサイズがあり、NPTまたはG（BSPP）ネジのいずれかを選択できます。NPTは北米での標準規格であり、Gネジはヨーロッパおよび海外での設置に使用されます。

Q：CC4の動作圧力範囲はどれくらいですか？

A：内部パイロットの場合、作動圧力は60～120 psig（4～8 bar）です。外部パイロットの場合、入口圧力は0～120 psig（0～8 bar）で、外部パイロット供給圧力は60～120 psig（4～8 bar）であり、常に入口圧力以上となります。静圧限界は150 psig（10.3 bar）です。

Q：手動式圧力解放装置はどのように機能しますか？

A： CC4サブベースには、各出口ポートに1つずつ、計2つの手動式双方向圧力リリーフバルブが装備されています。これにより、オペレーターはバルブソレノイドを作動させることなく、シリンダー内に閉じ込められた圧力を排出できます。これはLOTO（ロックアウト／タグアウト）手順において非常に重要であり、空気圧アクチュエータへの安全なアクセスを可能にします。

Q：CC4はシリンダーのジョギングに使用できますか？

A：はい。一対のソレノイドを瞬間的に通電し、その後非通電にすると、バルブは中央位置に戻り、シリンダーの動きが停止します。これにより、別途ジョグバルブを用意することなく、シリンダーを制御された増分でジョグ動作させることができます。

Q: CC4用のSISTEMAライブラリファイルは入手可能ですか？

A：はい。ROSS ControlsはCC4シリーズ用のSISTEMAライブラリファイルをダウンロード提供しており、安全エンジニアは手動でデータを入力することなく、バルブの安全データをSISTEMAに直接インポートしてISO 13849-1の性能レベル計算を行うことができます。

Q：CC4はドイツの施設（DGUV）での使用が認証されていますか？

A：はい。CC4は、DGUV認証（HSM 21015、安全性試験済み）とCEマーキング（機械指令2006/42/EC）を取得しており、さらにユーラシア経済連合市場向けのEAC宣言も取得しています。

Q：CC4はどのような用途には適していませんか？

A： CC4は、機械式プレス機のクラッチ／ブレーキ機構として使用することを想定していません。プレス機のクラッチ／ブレーキ制御には、ROSS社が特定のプレス制御認証を取得した専用の安全弁製品を提供しています。プレス機の安全用途に適したバルブの選定については、ROSS Controls社（(800) 438-7677）までお問い合わせください。

Q：CC4はどのような電気接続を使用しますか？

A: CC4は3つの5ピンM12コネクタ（IEC 61076-2-101、Aコード）を使用します。2つはソレノイドペア用、1つは2つのPNPセンサー出力用です。すべての接続は24VDCです。ピン1（茶色）は+24VDC、ピン3（青色）はソレノイドコネクタの共通0VDCです。センサーコネクタのピン1はセンサーA出力、ピン2はセンサーB出力、ピン3はグランドです。

設置およびメンテナンスに関するガイドライン

• CC4は、サブベースに任意の向きで取り付けることができます。凝縮水の排出とソレノイドへのアクセスを最適化するため、ソレノイドを上向きにして水平に取り付けることをお勧めします。
• 供給する圧縮空気は、ISO 8573-1クラス7:4:4以上の清浄度でろ過してください。ポペットシートとOリングシールを微粒子汚染から保護するため、バルブの上流側に最低5ミクロンのフィルターを設置することをお勧めします。
• 供給圧力が内部パイロット作動範囲である60～120psig（4～8bar）の範囲内であることを確認してください。内部パイロット作動時は、60psig未満で運転しないでください。パイロット圧力が不足すると、バルブが完全に切り替わりません。
• 外部パイロット供給を使用する場合は、外部パイロット圧力を60～120psig（4～8bar）に維持し、常に入口圧力以上であることを確認してください。試運転前に外部パイロットポートを接続し、動作確認を行ってください。
• 電源を入れる前に、5ピンM12ソレノイドコネクタと5ピンM12センサーコネクタの両方を接続してください。配線図と照らし合わせてピンの割り当てを確認してください。ソレノイドの場合、ピン1は茶色（+24VDC）、ピン3は青色（0VDC共通）です。センサーコネクタの場合、ピン1はセンサーA出力、ピン2はセンサーB出力、ピン3はグランドです。
• お客様提供の安全コントローラを設定し、バルブ制御信号の変化に応じて両方のPNPセンサ出力を監視するようにしてください。監視は動的かつ周期的に行う必要があります。いずれかのセンサが150ミリ秒の不一致時間内に中心位置を確認できない場合は、バルブのそれ以上の動作を禁止してください。
• 安全コントローラが、両方の中間位置センサーが中央位置を確認するまでリセットコマンドを阻止し、バルブが実際に中央位置に戻る前にラッチされた故障が解除されないようにすることを確認してください。
• 排気サイレンサーは、使用するバルブポートサイズの排気容量と同等以上の流量容量を持つものを取り付けてください。容量不足のサイレンサーや汚染されたサイレンサーは背圧を発生させ、バルブの切り替えを妨げ、カテゴリー4のバリデーション不合格の原因となる可能性があります。
• 初期試運転の前に、サブベースに取り付けられた手動式圧力逃がし弁が正常に機能することを確認してください。各逃がし弁を作動させて、両方のシリンダーポートから圧力が解放されることを確認してください。作業者が識別しやすいように、逃がし弁にラベルを貼ってください。
• 最低動作頻度要件を満たし、公表されているB10D値と一致する統計的信頼性を維持するために、低負荷用途であっても、少なくとも月に1回はバルブを作動させてください。
• 垂直シリンダーを使用する場合は、シリンダー負荷が供給圧力とシリンダー内径から算出できる耐荷重容量を超えないことを確認してください。CC4は、シリンダー圧力を入口供給圧力レベルに保持します。
• 排気背圧の上昇が認められた場合は、排気サイレンサーを点検し、必要に応じて交換してください。サイレンサーが飽和状態または詰まっていると、排気流量が低下し、バルブの変速速度や診断タイミングに影響を与える可能性があります。
• サブベースまたはバルブ本体のメンテナンス後は、完全な機能テストを実施してください。バルブを両方向に作動させ、両方のセンサー出力が正しく遷移することを確認し、安全コントローラーが位置フィードバックを受け入れることを確認してから、機械を稼働状態に戻してください。
• CC4を機械式パワープレスのクラッチ／ブレーキ機構として使用しないでください。プレス安全弁の選定については、ROSS Controls（(800) 438-7677）までお問い合わせください。

保証とグローバルサポート

ROSS Controlsは、すべての製品に対し、購入日から1年間の保証を提供します。保証期間は、材料および製造上の欠陥を対象とします。

ROSSのグローバルな技術サポートは、米国（本社はミシガン州ファーンデール）、カナダ、ブラジル、ドイツ、フランス、英国、インド、中国、日本の各オフィスを通じてご利用いただけます。

製品構成、技術サポート、販売代理店検索サービスについては、ROSS Controls USAまで+1-248-764-1800またはフリーダイヤル(800)438-7677までお問い合わせいただくか、rosscontrols.comをご覧ください。

詳細な技術データ、寸法図、SISTEMAライブラリファイル、DGUVおよびCE認証文書、バルブコンフィギュレーターへのアクセスについては、rosscontrols.comのROSS Controls CC4シリーズ製品ページをご覧ください。

カタログのダウンロード： https://www.rosscontrols.com/en/documents/374/cc4-series-double-valves