DCソレノイド設計ガイドの8つの重要な要素 テクニカルサポート
DC ソレノイドの専門的リーダーとして、当社は DC ソレノイドの最適な設計は、以下の 8 つの重要な要素にあると考えています。
No.1 必要な動きの方向
ソレノイドは、押す、引く、または回転する動作を行うように設計できます。どの動作がアプリケーションに適しているかを定義する必要があります。
1.1 オープンフレームソレノイド:
このタイプのソレノイドは、ストローク動作により制御性が高く、多くの産業用途に適しています。例えば、回路ブレーカー、カメラシャッター、スキャナー、コインカウンター、ゲーム機などです。DC構成を採用していますが、DCフレームソレノイドはAC電源機器とも互換性があります。
1.2 保持ソレノイド:
保持型電磁石の基本は、コイルに流れる電流を制御することで磁場を急速に変化させることです。通電後、磁場はプランジャーの中心部に集中しますが、他の領域では実際には磁力は発生しません。
1.3 ラッチング型電磁石は、オープンフレーム型の一種ですが、永久磁石の利点を活かした構造です。通電中はプランジャーがソレノイド本体の中心に向かって移動しますが、発生した磁界により、通電を止めた後も同じ位置に「保持」されます。この特性により、お客様は省電力化のメリットを享受できるだけでなく、コイルの焼損リスクも回避できます。
1.4 管状型ソレノイド、管状ソレノイドはリニアプッシュプル機能を備えており、車両の点火システム、ドアがロック時に大きな力に耐えられるようにする電気錠など、多くの始動装置に使用されます。
1.5 ロータリーソレノイド
溝付きディスク上に配置された金属コアを用いた回転機能。溝はスロットのサイズに合わせて設計されており、コアがソレノイド本体内に引き込まれ、ディスクコアが回転します。電源がオフになると、バネの力でディスクコアが元の位置に戻ります。ロータリーソレノイドは他のソレノイドよりも堅牢であるため、自動シャッターやレーザーなどの産業用途でよく使用されます。
1.6 ソレノイドバルブ;
電磁弁は、流体の流れを自動制御する必要があるあらゆる場面で使用されます。様々な種類のプラントや装置での利用が拡大しています。多様な設計が用意されているため、用途に最適なバルブを選定できます。
No.2ソレノイドサイズ
ソレノイドを設置するための利用可能なスペース（長さ、幅、高さ）を特定する必要があります。ここで設定したスペースが、後述する基準を満たすのに十分ではない場合があることをご承知おきください。
第3作動ストローク
ソレノイドプランジャー/アーマチュアの移動距離：ソレノイドが発生できる力は、ソレノイドプランジャー（アーマチュア）の移動距離に比例して減少します。ソレノイドアーマチュアの最大移動距離は、ソレノイドのサイズによって異なります。ソレノイドが小さい/短い場合はストロークが短く（0.25インチ未満）、大きい/長い場合はストロークが長くなります（2インチ未満）。アプリケーションで目的の結果を得るためには、どの程度の機械的移動が必要かを見積もる必要があります。
第4作動力
作動力は通常、アプリケーションにおける最長ストローク時に必要な最小の力として定義されます。アプリケーションで望ましい結果を得るために必要な力を見積もる必要があります。
5. デューティサイクル
デューティサイクルとは、ソレノイドが通電されている時間（オン）と通電されていない時間（オフ）の比率です。デューティサイクルは通常、連続デューティ（オン時間100%）、断続デューティ（オン時間25%、オフ時間75%）、パルスデューティ（オン時間10%未満）などの用語で定義されます。アプリケーションに必要なデューティサイクルを特定するための最初のステップは、必要な機能を実行するためにソレノイドが通電されている時間（オン時間）を見積もることです。サイズの観点から見ると、デューティサイクルが短いほど、一定サイズのソレノイドでより大きな吸引力と長いストロークを実現できるため、アプリケーションにおけるサイズ制約の解決に役立つ可能性があります。
6. 環境への配慮
定義する必要がある 3 つの主要な環境要因は次のとおりです。
周囲温度:
ソレノイドのコイルは、電力が供給されると発熱します。ソレノイドの温度が高くなるほど、発生できる駆動力は低下します。ソレノイドの動作温度の上限は、ソレノイドを構成する材料によって提供される絶縁システムによって決まります。特定の用途において周囲温度が高いと、コイルの温度上昇が抑えられますが、結果として、ソレノイドが必要な力を発揮する能力が低下します。そのため、設計する機器が動作する周囲温度を定義する必要があります。
湿度/湿気/ほこり:
ソレノイドは、過酷な環境に耐えられるよう特別に設計する必要があります。高湿度／高湿度環境では、コイルを湿気の浸入から保護し、ソレノイドの外装を腐食から保護する必要があります。また、粉塵レベルが高い環境では、ソレノイドアーマチュアを粉塵の浸入から保護する必要があります。しかし、環境保護をさらに強化すると、ソレノイドのコストは増加します。そのため、アプリケーションに必要な湿度（湿気）と粉塵保護のレベルを明確に定義し、最も費用対効果の高いソレノイド設計を選択することが重要です。
騒音環境：
環境要因により騒音が発生する場合は、構造に衝突防止装置、ガスケットなどを追加する必要があります。
NO. 7. ソレノイドの寿命
製品寿命:オンオフ時間を基準として参照します。ソレノイドハウジングやその他の主要材料は、さまざまな設計要件に応じて交換可能であり、数百万回というソレノイド寿命を達成できます。
No.8.電子配線接続
共通接続が含まれています:
接続ワイヤ、PINピン、端子、コネクタ。さまざまなニーズに応じて異なります。
接続線:
導体の配線ヘッドには銅線の一部が残されており、接着剤で覆われていません。取り付け時に銅線は固定されます。電磁石は一般的にコントローラに取り付けるように設計されているため、ヘッドの裸線の位置ははんだ付けされ、コントローラに取り付けられます。基板に直接はんだ付けするだけです。
PINを入力してください:
信号伝送を担います。コネクタの設計プロセスでは、嵌合端と後端で接触が行われます。嵌合端は通常、弾性部と剛性部で構成され、コネクタプラグとソケット間の接触信頼性を確保します。ケーブル接続では、基板間接続または電線対基板接続が用いられます。
ターミナル：
回路の電線端は、電気機器の電子部品に接続され、信号伝送と電力供給を実現します。一般的な端子の種類には、ネジ端子、圧着端子、プラグイン端子などがあります。
コネクタ：
端子は、溶接線タイプ、圧着線タイプ、絶縁ねじ込みタイプ、はんだ付け不要の巻線タイプの4種類に分けられます。プリント基板における端子接続形態は、直接溶接タイプ、曲面溶接タイプ、表面実装タイプ、そしてPINと接続してオス・メスのプラグイン設計を形成できるはんだ付け不要の圧入タイプの4種類に分けられます。ここでは詳細な説明は省略します。