産業機器用途のダブルアクティングおよびシングルアクティング（スプリングリターン）空圧アクチュエータの選定

2026-03-17

産業用バルブ自動化プロジェクトにおいて、複動式またはスプリングリターン式空気圧アクチュエータの選択は、システムの安全性、信頼性、コストに影響を与える重要な決定です。空気圧アクチュエータの選択は、特定の作業条件、安全要件、および故障モードの詳細な分析に基づいて行う必要があります。コアとなる違いを分析し、論理的な推論を適用することで、エンジニアが運転条件と安全係数に基づいた体系的な選択アプローチを提供できるよう支援します。

動作原理と故障モード

複動式アクチュエータ：開閉は完全に圧縮空気によってピストンを駆動します。空気源圧力が失われると、アクチュエータは圧力が失われた時点の位置にとどまります。コアは、利用可能な空気源圧力下でバルブを駆動するのに十分なトルクが提供されることを保証することです。
単動式（スプリングリセット）アクチュエータ：内部に予圧されたスプリングアセンブリがバックアップ電源として機能します。通常の運転中、圧縮空気はスプリング力に打ち勝ってバルブを駆動します。空気供給が失われると、スプリングエネルギーが解放され、バルブが所定の安全位置（通常は閉または開）に移動します。

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現場の作業条件に基づいた選択方法

複動式アクチュエータの使用が必要な作業条件
- 無故障安全要件：ガス供給の中断が発生した場合、バルブは元の位置にとどまり、安全上のリスクを発生させません。
- 低コスト、省スペース：同じトルク出力の下で、複動式モデルはよりシンプルな構造、より小さな体積、より低いコストです。
単動式（スプリングリターン）アクチュエータが選択される状況
- 安全度要件：ガス供給の中断が発生した場合、バルブは危険媒体の漏洩を防ぐために、特定の安全位置に自動的に移動する必要があります。例：石油や天然ガスなどの危険媒体、化学パイプライン。

安全係数の適用：アクチュエータトルクの信頼性を確保する

アクチュエータタイプの決定後、正確なトルク計算と安全係数の適用は、長期的な安定稼働を確保するためのコアとなります。のドキュメントに基づきAT空気圧アクチュエータ取扱説明書 1.pdf、アクチュエータタイプごとに特定の安全範囲が提供されています。1.複動式アクチュエータの選択には、20%から30%の安全係数を考慮する必要があります。この係数は、以下の要因を補償するために使用されます。

摩擦力のわずかな変動。

ガス源圧力の一般的な変動。
バルブ運転トルクの経時的な増加の可能性（軽微な堆積物など）。
計算および測定のエラー。
2.スプリングリセットアクチュエータの選択には、30%から50%の安全係数を考慮する必要があります。より高い係数要件は、デュアル電源とより高い信頼性要求に由来します。

スプリングトルクの長期使用による減衰。

より厳しい故障条件。
温度変化がスプリング性能に与える影響。
空気圧アクチュエータを選択するための体系的なプロセス

1.バルブの安全要件を決定します。空気源の故障時に、現在の位置にとどまるべきか、自動リセットされるべきか。

2.選択されたタイプに基づいて、対応する安全係数範囲（複動式：20%-30%；スプリングリターン式：30%-50%）を使用して

安全トルクを計算します。3.安全トルクと工場の空気源圧力を組み合わせて、対応する空気圧アクチュエータモデルを選択します。

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