12Vと24Vのチューブラーソレノイドプッシュプル：適切な電圧の選び方

Chapter 1：はじめに

産業用途や自動化用途向けの管状ソレノイドプッシュプルを選択する際には多くのポイントがありますが、最も重要な点の1つは適切な電圧を選択することです。直流電圧で動作するソレノイドには、12Vと24Vの2種類があります。どちらの電圧も信頼性の高い直線運動を実現できますが、互換性はありません。

12V チューブ型ソレノイドプッシュプルは、小型機器、バッテリー駆動システム、自動車機構、低電圧制御システムなどで広く使用されています。24V バージョンは、配線距離の延長が重要な要素となる産業オートメーション、機械、制御盤、バルブ、ロックなどの機器で一般的に使用されています。しかし、その性能は電圧ではなく、力、ストローク、コイル抵抗、電流、デューティサイクル、動作温度、電源、利用可能なスペース、必要な耐用年数などのパラメータに依存します。このガイドでは、12V と 24V のチューブ型ソレノイドの違いを説明し、電圧の選択に役立ちます。

第2章： プッシュプル式管状ソレノイド?

プッシュプル式管状ソレノイド ― これは、電気エネルギーを機械的な動きに変換する直線型電磁アクチュエータです。円筒形の本体、電磁コイル、可動プランジャー、復帰機構、および電気端子で構成されています。

アクチュエータの電熱コイルには直流電圧が供給され、電磁場が発生する。この磁場によってプランジャーはコイルの中心に向かって直線的に引き寄せられる。さらに、アクチュエータは押し動作、引き動作、または押し引き動作の両方を行うように設計できる。

管状の形状により、アクチュエータの構造はコンパクトで円筒形になり、機械や自動化装置への組み込みが容易になります。

一般的なアプリケーションは

自動ドアとロック機構

自動販売機

自動化ロボットと医療機器を扱う産業

自動車の機構。

電気スイッチとソレノイドバルブの動作

セキュリティデバイス。

自動化機械

機器の取り扱い。

電圧の選択にあたっては、電圧そのものだけでなく、電気的および機械的な要件全体を考慮する必要がある。

第3章：12Vと24Vの管状ソレノイドの根本的な違い

12Vと24Vの管状プッシュプルソレノイドの根本的な違いは、コイルを駆動するために必要な電圧である。

12Vのソレノイドは、同じ仕事量を生み出すのに、24Vのソレノイドの約2倍の電流を必要とします。

例えば、ソレノイドが24Wを消費する場合：

バージョン12V～2A、バージョン24V～1A

正確な電流値はコイルの設計と抵抗値によって異なりますが、この関係は電気系統の設計に役立ちます。

密度を視覚化することは、材料間の物理的な関係を理解する上で役立ちます。電圧の選択は主に電気設計に関する問題です。この場合、関連する関係は次のとおりです。電圧が高いほど、同じ電力をより低い電流で伝送できます。

これは、電線、コネクタ、スイッチング部品のサイズ、電圧降下、および電気システムの効率に影響を与える可能性があります。

第4章：12Vチューブ型ソレノイドを使用するタイミング

機械が12V DC電源システムを使用している場合は、12Vの管状ソレノイドプッシュプルを選択するのが良いでしょう。

4.1 バッテリー駆動機器

多くの携帯機器やモバイル機器は12Vの電源を使用します。12Vソレノイドを使用すれば、別途電圧変換器を設置する必要はありません。

例としては、移動機器、自動車の機構、電池式錠前、自動化システムなどが挙げられる。

4.2 12V制御システム

制御回路が安定した12V DC出力を供給できる場合、12Vアクチュエータとのシステム統合が容易になります。

ソレノイドのためだけに、別途24V電源やDC-DCコンバーターは必要ありません。

4.3 短距離配線。

12Vコイルは電流が大きいですが、配線距離が短い機械では問題になりません。

4.4 小型フォームファクター

12Vソレノイドは、12V電源システムを備えた小型機器にとって非常に便利です。

いずれにせよ、電源とコントローラの出力に応じてコイル電流を考慮する必要があります。

第5章：24Vチューブ型ソレノイドを選定するタイミングとは？

24Vプッシュプルソレノイドは、通常、産業機器で使用される管状タイプです。

5.1 産業における自動化

24V DCは、PLC制御システム、センサー、リレー、産業用制御機器などで広く使用されています。そのため、24V管状ソレノイドは、これらの制御システムに容易に組み込むことができます。

5.2 ケーブル長の延長

24Vコイルは12Vコイルよりも低い電流で同じ電力を供給するため、配線距離が比較的長い場合にはより有利となる可能性がある。

電流値が低いと電圧降下が抑えられ、より細い電線を使用できるようになる。

5.3 電流要件の低減

アクチュエータに必要な電力は30Wとします。

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25A 24Vバージョンでは、同じ電力に対して約半分の電流を使用します。

ケーブル、コネクタ、スイッチ、リレー、および制御電子機器の選定に役立ちます。

5.4 産業用制御盤

機械が24Vの直流電源を使用する場合、24Vの管状ソレノイドプッシュプルを選択する方が容易です。

第6章：24Vは12Vよりも電力が大きいのか？

いいえ、正確には違います。

これは、ソレノイド電圧を比較する際に考慮すべき最も重要な要素の1つです。

24Vソレノイドは12Vソレノイドの2倍の強さではありません。引張力は、次のような多くの要因に依存します。

インダクタの設計

毎分回転数（RPMS）

コイル抵抗

そして今、

磁気回路

プランジャー素材

プランジャー径

エアギャップ – ストローク

ボディデザイン

作業温度

6.1 印加電圧

したがって、適切に設計された12V管状ソレノイドプッシュプルは、設計の悪い24Vモデルと同等かそれ以上の引張力を持つ可能性がある。

電圧だけでなく、電圧、力曲線、ストローク、電流、消費電力、デューティサイクルなど、メーカーの製品を比較検討するようにしてください。

電圧、電流、電力

電気の基本的な関係は

6.2 電力＝電圧×電流、したがって電流＝電力／電圧

つまり、必要な電力が一定であれば、電圧を上げると電流は減少する。

いいね：

電源12V、電流24V

6W 0.50A 0.25A 12W 1.00A 0.50A 24W 2.00A 1.00A 36W 3.00A 1.50A

これらは数値を簡略化したものです。ソレノイドの電流値は、必ず個々のコイルの仕様を参照してください。

この違いは、多数のソレノイドを備えた大量生産型の自動機械の設計において重要となる可能性がある。

6.3 作業および熱負荷

もう一つの要因は、熱の発生である。

プッシュプル式管状ソレノイドは、電気エネルギーを磁気エネルギーと機械エネルギーに変換する装置である。ただし、電気エネルギーの一部はコイル内で熱に変換される。

ソレノイドを連続運転すると、コイルの温度が著しく上昇する可能性がある。

12Vまたは24Vを選択する前に、以下の点を考慮してください。

定期運行／断続運行

動作サイクル

環境温度

コイルのエネルギー

コイルの最高温度「必要な動作周波数」

冷却系

デューティサイクルが25%のソレノイドは、連続モードで使用してはいけません。

用途によっては、高い始動電流とそれに続く低い保持電流で高い引張力を必要とする場合があります。このような設計は、発熱量とエネルギー消費量の削減に役立ちます。

第7章：電源を確認する

最も単純な選抜ルールは次のように述べることができる。

可能であれば、直流電源に合ったソレノイド電圧を得るようにしてください。

お使いの機械に12Vの直流電源が搭載されている場合は、12Vの管状ソレノイドプッシュプルが最適な選択肢です。

標準的な24V DC産業用電源を備えた機械の場合、24Vソレノイドは容易な選択肢です。

電圧の選択を誤ると、性能が低下します。

24Vのソレノイドに12Vの電圧を供給しようとすると、磁力だけでは不十分な場合があり、動きが遅くなったり、全ストロークまで移動しなかったり、あるいは全く動き出さない可能性もあります。

12Vのコイルに24Vの電圧を連続的に供給すると、過電流が発生し、過熱につながります。

したがって、試験を行う前に定格電圧を確認する必要があります。

第8章 配線と電圧降下について

ケーブルの長さが長くなるにつれて、電圧降下も大きくなる。

12Vシステムは24Vシステムよりも電圧マージンが小さい。例えば、1Vの電圧降下は約

12V電源 8.3%

24V電源 4.2%

一部の産業用途では、24Vの管状ソレノイドプッシュプルの方が、電圧降下の問題に対してより耐性がある場合があります。

ソレノイドを制御盤から数メートル離れた場所に設置すると、特に効果的です。

しかし、適切なケーブルサイズを選ぶことは依然として重要です。

第9章：12Vか24Vか―簡単な比較

第10章：適切な電圧の選択

管状ソレノイドプッシュプルを選択するための5つのステップ：

ステップ1．想定される電圧を特定する。

お使いの機器の出力電圧（12V DC、24V DCなど）を確認してください。

ステップ2：必要な力を決定する

動作ストローク中の最小合力（押し引き力）を計算します。

ソレノイドを選ぶ際は、最大推力定格に基づいて選んではいけません。

ステップ3．脳卒中に備える。

必要な動作量を調べてください。ソレノイドの力は通常、プランジャーの位置に依存します。

ステップ4：デューティサイクルテスト

ソレノイドは連続的に（オン/オフ）作動していますか、それとも常に（オン）作動していますか？

コイルの設計は、デューティサイクル（10%、25%、50%、または100%）によって大きく異なる場合がある。

ステップ5：詳細な仕様比較

「定格電圧

ストロークパワーナウ、

押す力

引っ張る力

デューティサイクル。

動作中のコイルの温度

操作の頻度

取り付け方法とサイズ

コネクタタイプ

平均寿命

最適なプッシュプル式管状ソレノイドとは、用途のすべての要件を満たすものです。

第11章　12Vソレノイドを24Vシステムで動作させることはできますか？

はい、ただし24Vに直接接続することはできません。

コイルに供給される電圧を下げるには、適切な電圧ドライバーまたはコンバーターが必要です。

24Vの管状ソレノイドプッシュプルは、電気系統に適切な電圧変換器またはドライバを組み込むことで、12Vシステムでも動作させることができます。

しかし、電圧変換器を追加するとシステムが複雑になり、コストも増加します。通常、機械本来の電圧に適合するソレノイドが見つかる場合は、そちらを使用する方が良いでしょう。

12Vと24V、どちらが良いのか？

電圧がなくなりました。

次の場合は 12V を選択してください:

この機械は12Vの直流電源で動作します。

このアプリケーションはバッテリー駆動です。

ケーブルの長さが短い。

付属のコントローラーが必要な電流を供給します。

主な用途は小型移動機器です。

次の場合は 24V を選択してください:

この機械は24Vの産業用制御システムによって制御されます。

ケーブルの長さが長くなっています。

現在の使用量は少ない。

複数のアクチュエータが同時に作動している。

産業オートメーション／PLCとの統合が必要です。

ほとんどの産業オートメーション用途では、24V DCシステムの方が便利です。バッテリー駆動や車載用途には、12Vの方が適しています。

最終チェックリスト 管状ソレノイドプッシュプル

ご注文前に、ソレノイドメーカーに仕様をご確認ください。

コイルは12Vまたは24Vの直流電源ですか？

動作電流はどれくらいですか？

コイルの電力はどれくらいですか？

押したり引いたりすることの力とは何でしょうか？

指定されているストロークは何ですか？

デューティサイクルとは何ですか?

動作温度は？最高は何度ですか？

平均寿命はどれくらいですか？

力はストローク時に加えられますか？

電源装置に合わせてコイルをカスタマイズしたいですか？

要求の厳しい用途がある場合は、サンプルを請求し、負荷、電圧、温度、ストローク、デューティサイクルといった実際の使用環境下でアクチュエータをテストしてください。

第12章：12Vまたは24Vチューブラーソレノイドプッシュプルに関するよくある質問

1. 12Vと24Vのチューブラーソレノイドプッシュプルとの違いは何ですか？

主な違いは、動作時の定格電圧です。12Vチューブラーソレノイドプッシュプル（12V DC電源）と24Vバージョン（24V DC電源）があります。24Vバージョンは、同じ電力の場合、12Vバージョンの半分の電流しか消費しません。

2. 24Vの管状ソレノイドは、12Vのソレノイドよりもどれくらい強力ですか？

必ずしもそうとは限りません。ソレノイドの力は、コイルの設計、電流、磁気回路、プランジャーのサイズ、ストローク、エアギャップ、その他多くのパラメータによって決まります。優れた12Vチューブ型ソレノイドプッシュプルは、コイルの設計が異なる24Vモデルと同等、あるいはそれ以上の力を発揮する可能性があります。

3. 24Vソレノイドが産業オートメーションでこれほど人気が​​あるのはなぜですか？

24V DCは、産業用制御システムの標準電圧です。24Vの管状プッシュプルソレノイドは、同等の12Vコイルよりも低い電流で必要な電力を供給できます。これにより、配線、コネクタ、スイッチング部品、およびPLCとの統合を削減できます。

4. 12Vと24V ― バッテリー駆動機器にはどちらが適しているか？

機器が既に12Vバッテリーまたは電気システムで駆動されている場合によく使用される別の選択肢は、12Vチューブラーソレノイドプッシュプルです。24Vソレノイドを電力変換システムと組み合わせて使用​​することもできますが、その場合は追加の電気部品が必要になります。

5. 24Vソレノイドは12Vソレノイドよりも低温で動作しますか？

いいえ、必ずしもそうとは限りません。発熱量は、コイルの電力、コイル抵抗、デューティサイクル、周囲温度、およびソレノイドの熱設計によって決まります。24Vコイルは同じ電力で消費電流が少なくなりますが、特定のソレノイド設計の温度性能を確認する必要があります。

6. 12Vと24Vではケーブルの長さは重要ですか？

はい。ケーブルの抵抗によって電圧降下が発生します。同じ電圧降下でも、12V電源の場合の方が24V電源の場合よりも割合が大きくなります。そのため、システム全体が適切に設計されていれば、24Vの管状ソレノイドプッシュプルの方が、配線が長い場合の電気的な解決策としてより便利になります。

第 13 章: 概要

12Vまたは24Vの管状ソレノイドプッシュプルを選択する際は、電圧のみに基づいて選定しないでください。適切な選定は、使用可能な電源、必要な力とストローク、デューティサイクル、ケーブル長、動作温度、制御システム、および機械全体の設計によって異なります。

12Vモデルは、バッテリー駆動の小型システムに適しています。24Vモデルは、同じ電力レベルで消費電流が少ないため、産業オートメーション機器やPLC制御機器に適しています。

最も重要な点は、電圧が高いほど必ずしも力も大きくなるわけではないということです。専門的に設計された管状プッシュプルソレノイドの電気的および機械的仕様はすべて考慮する必要があります。

機械の電気構造に合わせてソレノイド電圧を選定し、さらに力、ストローク、デューティサイクル、熱性能をチェックすることで、信頼性の高い動作、長い耐用年数、そして容易なシステム統合が保証されます。