カム＆プランジャーバルブ 11シリーズ

製品概要

ROSS Controls社のカムバルブおよびプランジャーバルブは、機械動作によってオペレーターの介入なしに空気圧回路を直接開閉する必要がある自動化アプリケーション向けに設計された、11シリーズの機械式方向制御バルブです。これらのバルブは、機械が動作サイクルを進む際に、カム、機械部材、または作動面との物理的な接触に応じて、パイロット信号を生成し、シーケンシャル動作を開始し、機械の位置を確認し、空気圧回路をインターロックします。

本シリーズは、同一の11シリーズポペットバルブ本体に3種類の作動方式を採用しています。双方向カムローラー（カムの移動方向のどちらからでも作動）、一方向カムローラー（カムの移動方向の一方からのみ作動）、およびプランジャー（ローラーを使用しない直接接触作動）です。これら3種類はすべて、一体型の側面および底部取り付けフランジを備えた堅牢な鋳造アルミニウム製本体、Cv値0.5の1/4インチNPTまたはGポート、そして11シリーズ製品プラットフォーム全体で実績のある同一のポペットバルブ内部構造を使用しています。

各アクチュエータタイプには、2/2ノーマルクローズ（2ポート、オン/オフ）と3/2ノーマルクローズ（3ポート、方向制御、一体型排気機能付き）の2種類のバルブ機能が用意されています。スプリングリターン機構により、カムまたはプランジャーの接触力がなくなるとバルブはノーマルクローズ位置に戻り、オペレーターの操作や制御システムの介入なしにフェイルクローズ動作を実現します。

自動化シーケンスを設計するエンジニアにとって、このシリーズは機械動作と空気圧制御ロジック間の機械的インターフェースを提供します。ダイレクトカム駆動方式により、ソレノイドバルブと組み合わせた電子近接スイッチに必要なトランスデューサチェーンが不要になり、空気圧を主動力とする自動化セルにおける部品点数、故障モード、および配線が削減されます。ポペット設計により、スプール型機械式バルブと比較して優れた耐汚染性を持ち、数百万回の作動サイクルにわたって信頼性の高い動作を実現します。

主なエンジニアリング機能

• 1つのボディプラットフォーム上に3種類のアクチュエータタイプ- 双方向カムローラー（どちらの方向からのカムアプローチでも作動）、一方向カムローラー（一方向のカムからのみ作動）、およびプランジャー（ローラーなしの直接接触）は、同じ11シリーズのボディ、ポートパターン、および取り付けフランジを共有しているため、スペアパーツの管理が簡素化されます。
• 高サイクル寿命を実現するポペット構造- ポペット設計はスプリングの力で着座するため、シールにスプールとボアのクリアランスを狭くする必要がありません。これにより、自動化環境でスプール式機械バルブが固着する一般的な原因となる金属切粉、切削油ミスト、および空気中の汚染物質に対する耐性が向上しています。
• 側面および底面取り付けフランジ- 直径0.34インチ（8mm）の貫通穴を備えた一体鋳造取り付けフランジにより、垂直方向と水平方向の両方で機械フレームに直接取り付けることができ、複数のバルブタイプにわたって一貫した機械レイアウトを実現する標準11シリーズの取り付けパターンと互換性があります。
• 双方向センシング用2方向カムローラー- 2方向カムローラーのバリアント（3/2用モデル1133A2001、2/2用モデル1131A2001）は、カムがどちらかの接近方向からローラーに接触すると作動し、往復運動する機械要素のストローク終了検出と位置確認を前進ストロークと戻りストロークの両方で提供します。
• 一方向センシング用一方向カムローラー- 一方向カムローラータイプ（3/2用モデル1133A2002、2/2用モデル1131A2002）は、設計されたカム接近方向からの接触時のみ作動します。反対方向からの接触時には、ローラーはバルブを作動させることなく旋回するため、機械要素は意図しない信号を発生させることなくリセットまたは通過できます。
• 直接接触センシング用プランジャーアクチュエータ- プランジャータイプの製品（3/2用モデル1133A2003、2/2用モデル1131A2003）は、ローラーを使用しない直接接触アクチュエータを採用しており、カム接触角やローラー摩耗が二次的な考慮事項となる用途において、コンパクトな設置面積とシンプルな直接推力駆動を実現します。
• コンパクトな物理的寸法- 11シリーズのカムおよびプランジャーバルブ本体は、幅1.82インチ（46 mm）、高さ2.76インチ（70 mm）で、高さはアクチュエータの種類によって異なります。プランジャーは約3.27～3.38インチ（83～86 mm）、2方向カムローラーは約4.37インチ（111 mm）、1方向カムローラーは約4.50インチ（114 mm）です。
• カム移動量の仕様- 2方向カムローラーの移動範囲は0.07～0.25インチ（1.8～6.4mm）です。1方向カムローラーの移動範囲は0.10～0.29インチ（2.5～7.4mm）です。プランジャーの移動範囲は0.05～0.10インチ（1.3～2.5mm）です。これらの仕様は、カムおよびアクチュエータプロファイル設計における有効な作動領域を定義します。
• NPTおよびGネジオプション- 全モデルに標準でNPTネジが装備されています。G（BSPP）ネジ仕様は、型番にDの接頭辞を追加することで選択可能です（例：Gネジ仕様の3/2 2方向カムローラーの場合はD1133A2001）。
• リモートパイロットサービス対応- 本シリーズは、他の圧力作動弁に動作信号を伝達するリモートパイロットとして機能するように特別に設計されています。Cv 0.5の流量容量は、一般的な空気圧回路構成における下流方向制御弁のパイロット信号要件に適合しています。

技術仕様

一般仕様

温度定格

本シリーズは、周囲温度および流体温度の両方において、-10°F～175°F（-23℃～80℃）の範囲で動作します。これは、12シリーズのスプールバルブ（最低動作温度40°F）よりも広い範囲であり、本シリーズは低温環境下での自動化アプリケーションに適しています。

重要：媒体温度が40°F（4℃）未満の場合、ポペットシート面に氷が形成されるのを防ぐため、供給空気には水蒸気が含まれていない必要があります。-10°F（-23℃）未満の温度の場合は、用途に応じたガイダンスについてROSS Controls社にお問い合わせください。

流量性能データ

シリーズ全モデルは、アクチュエータの種類に関わらず、Cv値0.5ポンドおよび1.0ポンド（0.5kg）の重量を共有しています。モデル間の違いは、流量性能ではなく、アクチュエータの形状と方向感度です。作動力はモデルと作動圧力によって異なり、シリーズ11メカニカルバルブの標準的な作動力範囲は7～12ポンドです。

認証およびコンプライアンス

代表的な用途と産業分野

自動機械シーケンスと位置検出

• 空気圧シリンダおよびリニアアクチュエータにおけるストローク終端検出。カムローラーバルブは機械フレームに取り付けられ、シリンダロッドまたは作動要素に取り付けられたカムが所望のストローク位置でローラーに接触する。
• 直列弁がパイロット信号を生成し、前のステップが完了したことを機械的に確認した後、多段階自動化シーケンスの次のステップを開始するシーケンシャル制御回路。
• 2方向カムローラーバリアントを使用した双方向ストローク終端検出により、2つのストローク端の間に取り付けられた単一のバルブから、シリンダの伸長位置と収縮位置の両方を確認する。
• 回転式インデックステーブルの位置確認では、インデックステーブル上のカムが各停止位置でカムローラーバルブに接触し、パイロット信号を生成することで、次の機械動作が開始される前に正しい位置決めが行われていることを確認します。

安全インターロックとガード確認

• 機械の安全扉が閉じたことを確認する機構。安全扉が完全に閉じると、安全扉のカムがプランジャーまたはカムローラーバルブに接触し、機械の運転サイクルを開始するための許可パイロット信号を生成する。
• 両手操作による制御回路インターロックでは、空気圧回路が潜在的に危険な動作を開始する前に、プランジャーバルブが機械要素との物理的な接触を確認する。
• マシニングセンタや組立自動化における治具係合確認。治具クランプ機構に取り付けられたカムが、完全クランプ位置でカムローラーに接触し、加工サイクル開始前にワークピースが適切にクランプされていることを確認する。
• 自動化されたセルにおける安全バリアおよびゲートの監視では、双方向カムローラーバルブがアクセスバリアの開閉を検知し、セルへの入退室監視のための連動パイロット信号を生成します。

遠隔操縦信号生成

• 機械要素の位置によって下流側のバルブを作動させる必要がある回路において、電気センサーやPLC制御に頼ることなく、大型のソレノイド式またはエアパイロット式方向制御バルブ用の機械式パイロット信号源。
• カスケード回路のパイロット信号は、マルチシリンダー空気圧自動化において、あるシリンダーの出力ストロークがカムローラーバルブに接触し、シーケンス内の次のバルブの切り替えをパイロットする仕組みである。
• 電気制御式自動化システムにおける機械式オーバーライドおよびバックアップシステム。カムバルブは、電源障害またはPLC障害時に電子制御システムとは独立して動作する、ハードワイヤードの機械式バックアップ回路を提供する。

製造および組立の自動化

• 組立治具における部品の存在および位置確認。バネ式プランジャーバルブが特定の位置でワークピース表面に接触し、組立作業を進める前に部品の存在と正しい位置決めを確認する。
• コンベヤおよび搬送システムのインデックス制御では、コンベヤフレームに取り付けられたカムローラーがキャリア要素と接触することで、各コンベヤステーションでインデックスシリンダの伸長と収縮が開始されます。
• 金属プレス加工および成形加工用金型保護回路において、カムバルブがラムの位置を監視し、金型空間内に異物が検出された場合、電気的干渉を受けない機械的信号を用いて金型の閉鎖を防止する。
• プラスチック加工および射出成形機の補助回路では、カムローラーバルブが金型の閉鎖、エジェクタピンの引き込み、およびロボット部品の取り外しを確認してから、次の射出サイクルが開始されます。

注文と型番構成

本シリーズは11シリーズの型番構造を採用しています。型番には、機能（2/2または3/2）とアクチュエータの種類（2方向カムローラー、1方向カムローラー、またはプランジャー）が符号化されています。全モデルとも標準で1/4インチNPTです。

標準モデルはNPTネジ仕様です。G（BSPP）ネジ仕様の場合は、型番にDの接頭辞を追加してください。

6つの標準モデルはすべて、Cv値0.5、ポートサイズ1/4インチ、重量1.0ポンド（0.5kg）という共通点があります。違いは、機能（2/2または3/2）とアクチュエータの方向（2方向ローラー、1方向ローラー、またはプランジャー）です。

小型アクチュエータまたはパイロット装置に一体型の排気機能が必要な場合は、3/2（1133Aシリーズ）を選択してください。排気経路が回路内の別の場所で処理される、単純なオン/オフ流量切り替えの場合は、2/2（1131Aシリーズ）を選択してください。

双方向カム接触検出には、2方向カムローラー（サフィックス2001）を選択してください。カム接触によってバルブを一方向のみに作動させる必要がある場合は、1方向カムローラー（サフィックス2002）を選択してください。ローラー機構を用いない直接接触作動には、プランジャー（サフィックス2003）を選択してください。

アクセサリー

排気サイレンサー

高サイクル自動化環境におけるパイロット回路の排気騒音を低減するため、3/2カムバルブおよびプランジャーバルブの1/4インチ排気ポート用アルミニウム製排気サイレンサー。

警告：排気サイレンサーは排気の流れを妨げてはなりません。高サイクルカムバルブの場合、排気サイクルの累積によるサイレンサー内の汚染物質が蓄積し、背圧が発生してポペットのリセットが遅れ、パイロット信号の解放が遅くなる可能性があります。

関連製品およびアクセサリー

• パームボタン式およびプッシュボタン式バルブ（256シリーズ） - 11シリーズおよび12シリーズの手動プッシュボタン式およびパームボタン式バルブは、11シリーズの本体と取り付けパターンをシリーズカムバルブと共有しています。https ://www.rosscontrols.com/en/series/256-palm-push-button-valves
• レバーバルブ（258シリーズ） - 11シリーズのトグルレバーバルブ。11シリーズの本体を使用し、同じバルブ取り付け位置で手動操作が可能です。https ://www.rosscontrols.com/en/series/258-lever-valves
• ペダル式および踏み込み式バルブ（259シリーズ） - 36シリーズおよびRMシリーズの足踏み式ポペットバルブは、オペレーターが手を触れることなく回路制御を行うことができます。https ://www.rosscontrols.com/en/series/259-pedal-treadle-valves
• ペンダントバルブ（255シリーズ） - マテリアルハンドリングおよび天井クレーン用途向けの手動ペンダント制御バルブ。https ://www.rosscontrols.com/en/series/255-pendant-valves
• 排気サイレンサー- 高サイクル自動化設備におけるカムバルブおよびプランジャーバルブの1/4インチ排気ポート用アルミニウム製サイレンサー。https ://www.rosscontrols.com/en/series/90-silencers
• ロックアウトバルブ LOX - カムバルブのメンテナンス中に、OSHA準拠の空気圧自動化回路のロックアウト/タグアウトを行うためのエネルギー遮断装置。https ://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series

よくある質問（FAQ）

Q：2方向カムローラーバルブと1方向カムローラーバルブの違いは何ですか？

A： 2方向カムローラーバルブは、カムがカム移動の接近方向または離脱方向のいずれかからローラーに接触したときに作動します。これは、シリンダーの伸長と収縮の両方など、両方のストローク方向でバルブをトリガーする必要がある場合に使用されます。1方向カムローラーは、カムの接近方向のいずれか一方からのみ作動します。反対方向からの接触は、バルブポペットを作動させることなくローラーを旋回させます。これは、一方のストローク方向のみで信号を生成する必要があり、カムが戻りストローク中にバルブを再トリガーすることなく戻る必要がある場合に使用されます。

Q：ソレノイドバルブと電子近接スイッチを組み合わせたものよりも、カムローラーバルブを選ぶ理由は何ですか？

A：カムローラーバルブはトランスデューサチェーンを不要にします。位置検出と空気回路の切り替えを単一のデバイスに統合し、電気配線、PLC入力カード、ソレノイドドライバ、電源を必要としません。これにより、空気圧を主動力とする自動化システムにおける部品点数、設置配線、故障モード、電気設計の複雑さが軽減されます。カムバルブは電磁干渉にも強く、停電時にも機能します。ただし、カムバルブは物理的な接触と機械的なカム形状設計を必要とするのに対し、近接スイッチは非接触で検出できるという欠点があります。

Q：カムローラーバルブの設計には、どのようなカムプロファイル仕様を使用すればよいですか？

A:カムの推奨進入角度は、初期接触時のローラーとバルブステムへの衝撃力を最小限に抑えるため、30～45度です。カムは、有効な作動ストローク領域全体を通過するのに十分な保持時間を確保する必要があります。2方向ローラーの場合は0.07～0.25インチ（1.8～6.4 mm）、1方向ローラーの場合は0.10～0.29インチ（2.5～7.4 mm）です。ローラーと接触するカム表面は、数百万回の作動サイクルにおける摩耗を最小限に抑えるため、焼入れ工具鋼または浸炭鋼でなければなりません。通常の機械公差の蓄積と摩耗を補償するため、カムは最小有効作動ストロークを超えてオーバートラベルするように設計してください。

Q：プランジャーの移動量仕様と、アクチュエータの設計上の考慮事項は何ですか？

A：プランジャーの移動範囲は0.05～0.10インチ（1.3～2.5mm）です。作動面は、この移動範囲全体にわたって、ポペットスプリングの力と入口の供給圧力による空気圧背圧を克服するのに十分な力を提供する必要があります。プランジャーの移動距離はカムローラーの移動距離よりも短いため、プランジャーを用いた用途では、定義された有効移動範囲内で確実に作動させるために、機械要素の位置決め精度をより高める必要があります。

Q：このシリーズのバルブは、どの向きにも取り付けることができますか？

A：はい。シリーズ11の機械式バルブは、側面または底面の取り付けフランジを使用して、バルブの性能に影響を与えることなく、どの向きにも取り付けることができます。取り付け方向は、ポペットシール機構やスプリングの戻り力に影響を与えません。カムローラーまたはプランジャーが作動機械要素に対して最もアクセスしやすい位置になるように、取り付け方向を選択してください。

Q：カムバルブとプランジャーバルブを作動させるには、どのくらいの作動力が必要ですか？

A：シリーズ11メカニカルバルブの標準的な作動力範囲は、作動圧力と機種によって異なりますが、7～12ポンドです。カムまたは機械要素は、ポペットスプリングの戻り力と入口圧力による差圧に打ち勝つのに十分な接触力を提供する必要があります。供給圧力が高いほど、作動力も高くなります。特定の作動圧力における具体的な作動力データについては、ROSSカタログを参照するか、ROSSにお問い合わせください。

Q：このシリーズのカムバルブは、安全インターロック用途に適していますか？

A：本シリーズのカムバルブおよびプランジャーバルブは、空気圧主制御回路におけるインターロック用途に適した、機械的に作動する空気圧信号を提供します。ISO 13849またはIEC 62061に準拠した特定のPLr（性能レベル）またはSIL要件を満たす安全定格インターロック回路については、適切な安全バルブ製品についてROSS社にお問い合わせください。本シリーズのカムバルブはTÜVの安全認証を受けていないため、適切なリスクアセスメントなしに、定格安全機能回路の唯一の安全要素として使用しないでください。

Q: カムバルブのパイロット回路で、2/2機能と3/2機能を選択するにはどうすればよいですか？

A：カムバルブが単純なオン/オフ流量信号を提供する必要があり、下流パイロット容積の排気が回路内の別の排気経路で処理される場合は、2/2（1131Aシリーズ）を使用してください。カムバルブがカム解除時に下流パイロット容積を積極的に排気する必要があり、下流バルブのリセットが速くなり、カム解除後のパイロット信号の滞留時間が短縮される場合は、3/2（1133Aシリーズ）を使用してください。3/2機能は、高速な信号生成と同様に高速な信号解放が重要なシーケンシャル制御回路でより一般的に使用されます。

Q：高頻度使用用途におけるカムバルブおよびプランジャーバルブには、どのようなメンテナンスが必要ですか？

A：高サイクル自動化アプリケーション（年間数十万～数百万サイクル）では、定期メンテナンス時にカムローラーの摩耗、ローラーベアリングの状態、ローラーピボットピンの摩耗を点検してください。摩耗したローラーとベアリングは交換して、作動力と接触形状を一定に保ってください。プランジャータイプの場合は、プランジャー先端の摩耗や変形を点検してください。ROSS社からは、交換用ポペットシール、スプリング、アクチュエータ部品を含むサービスキットが提供されており、バルブ全体を交換することなく現場で修理できます。

Q：このシリーズのバルブは、圧縮空気以外の流体媒体にも使用できますか？

A：いいえ。全シリーズのカムバルブおよびプランジャーバルブは、ろ過された圧縮空気専用に設計されています。油圧作動油、水、プロセスガス、その他の液体または気体媒体には対応していません。空気以外の媒体を使用すると、シールや内部部品が劣化します。

Q：カムバルブおよびプランジャーバルブへの供給空気の推奨最小ろ過レベルは？

A： ROSS社は、すべてのシリーズバルブにろ過された圧縮空気の使用を推奨しています。自動化環境では、バルブが冷却液ミスト、金属粉塵、および空気中の汚染物質にさらされる可能性があるため、上流でのろ過が非常に重要です。カムバルブ供給口の上流に5ミクロン以上の凝集フィルターを設置することで、ポペットシール面を保護し、シール交換までの耐用年数を延ばすことができます。

Q: 異なる製造段階のカムバルブとマニュアルバルブに、同じ11シリーズの取り付けフットプリントを使用できますか？

A：はい。11シリーズの本体と取り付けフランジのパターンは、カムローラー、プランジャー、パームボタン（256シリーズ）、トグルレバー（258シリーズ）の各製品バリエーションで共通です。これにより、取り付け構造を変更することなく、自動生産用の機械式カムバルブ、または試運転、工具交換、メンテナンス時の手動操作用の手動パームボタンやトグルレバーのいずれにも対応できる共通の取り付けインターフェースを備えた機械を設計できます。

設置およびメンテナンスに関するガイドライン

• カムバルブまたはプランジャーバルブは、取り付け面と想定される作動力に適した締結具を使用して、側面または底面の取り付けフランジに取り付けてください。バルブ本体がしっかりと固定され、高速機械運転中にカムの接触力によってずれないことを確認してください。
• カムローラーまたはプランジャーが、パイロット信号が発生する正確な位置において、作動機械要素の移動経路内にあるようにバルブを配置します。ダイヤルゲージまたは測定方法を使用して、機械の基準データムに対する接触位置を確認します。
• カムローラーバルブの場合、接触開始時のローラーへの衝撃荷重を軽減するため、カムプロファイルの接近角度を30～45度に設計してください。また、機械の停止期間全体を通してローラーが有効な作動ゾーン（2方向の場合は0.07～0.25インチ、1方向の場合は0.10～0.29インチ）内に留まるよう、カムが十分な停止長さを確保していることを確認してください。
• プランジャーバルブの場合、作動面がプランジャー軸に対して垂直に接触するようにしてください。プランジャーに横方向の負荷がかかると、シール摩耗が増加し、作動の信頼性が低下する可能性があります。作動面は、プランジャーの有効ストローク範囲である0.05～0.10インチ全体を移動する必要があります。
• ポート1をフィルター付き圧縮空気供給源に接続し、ポート2を下流側のアクチュエータまたはパイロットバルブに接続します。3/2モデルの場合は、ポート3をサイレンサーを介して大気に接続するか、機械部品、作業者、および精密機器から離れた経路で直接大気に接続します。
• 取り付け後、機械の減圧状態でカムローラーまたはプランジャーを手動で操作し、バルブがシフトすること、および出口にポート2の圧力が存在することを確認します。アクチュエータを放し、バルブスプリングが戻り、ポート2の圧力が低下することを確認します。これにより、実際の機械運転前に、ポートの割り当てとバルブの機能が正しいことが確認できます。
• カムまたは機械要素が正しい機械位置でローラーまたはプランジャーに接触していることを確認するには、機械を低速でストローク全体にわたってジョギングし、機械コントローラまたは圧力計上の意図した位置でパイロット信号が出現および消失することを確認します。
• カムバルブ供給口の上流に、5ミクロンの凝縮フィルターを通してろ過された空気を供給してください。切削油ミスト、研削粉塵、スケール粒子などが発生する自動化環境では、汚染物質がポペットシートに到達して漏れや固着を引き起こすのを防ぐために、ろ過が必要です。
• ポート1での圧力は150psig（10bar）を超えないようにしてください。バルブを実際の圧縮空気システムに接続する前に、上流側のレギュレーターの設定を確認してください。
• 高速用途のカムローラーバルブの場合、カム接触点における機械要素の速度が、カムローラーの設計荷重を超える衝撃力を発生させないことを確認してください。接触速度が過剰になると、ローラーベアリングの損傷やバルブの摩耗加速の原因となります。必要に応じて、接近速度を下げるか、カムの停止長さを再設計してください。
• 可能な限り、シールドやカバーを使用して、カムローラーまたはプランジャーアクチュエータを冷却液の直接噴霧や切粉の衝突から保護してください。ポペット構造はスプールバルブよりも汚染に対する耐性が高いですが、アクチュエータが冷却液や切粉にさらされるのを最小限に抑えることで、ローラーベアリングとシールの寿命を延ばすことができます。
• 高サイクル生産用途におけるカムローラーバルブの定期点検スケジュールを確立してください。各定期メンテナンス間隔で、ローラーの状態、カム表面の摩耗、および取り付けの安定性を確認してください。高サイクルで連続生産を行う場合は、適切な摩耗ベースのサービス間隔を確立するために、最初の数か月間は点検間隔を短縮することを検討してください。

保証とグローバルサポート

ROSS Controls社は、すべてのシリーズカムバルブおよびプランジャーバルブに対し、購入日から1年間の保証を提供します。この保証は、材質および製造上の欠陥を対象としています。

技術サポートおよび自動化アプリケーションに関する支援は、ROSS Controls USA（(800) 438-7677）またはカナダ、ブラジル、ドイツ、フランス、英国、インド、中国、日本のROSSグローバルオフィスを通じてご利用いただけます。

交換用シール、ポペット、スプリング、アクチュエータ部品を含むサービスキットは、シリーズ全カムバルブおよびプランジャーバルブの現場での修理にご利用いただけます。

カムの重要な接触点の寸法を含む寸法図、CADモデル、および完全な技術仕様については、rosscontrols.comのROSS Controls製品ページをご覧いただくか、お近くのROSS正規代理店にお問い合わせください。

カタログのダウンロード： https://www.rosscontrols.com/en/documents/3885