Critical Material Selection for Miniature Solenoid Valves: Valve Body, Seals, and Coils

導入

小型ソレノイドバルブ医療機器から産業オートメーションまで、精密流体制御システムに不可欠な要素です。その性能、耐久性、信頼性は、材料の選択主要コンポーネントについて:バルブ本体、シール要素、ソレノイドコイルこの記事では、これらの部品に最適な材料と、それがバルブの機能に与える影響について考察します。

1. バルブ本体の材質

バルブ本体は圧力、腐食、機械的ストレスに耐えなければなりません。一般的な材料には以下のものがあります。

A. ステンレス鋼（303、304、316）

長所:高い耐腐食性、耐久性、高圧に耐える
短所:プラスチックよりも高価
最適な用途:化学、医療、食品グレードのアプリケーション

B. 真鍮（C36000）

長所:コスト効率が高く、加工性に優れている
短所:腐食性の流体では脱亜鉛しやすい
最適な用途:空気、水、低腐食環境

C. エンジニアリングプラスチック（PPS、PEEK）

長所:軽量、耐薬品性、電気絶縁性
短所:金属よりも耐圧性が低い
最適な用途:低圧、腐食性媒体（例：実験装置）

2. シーリング材

シールは、摩耗や化学的な攻撃に耐えながら漏れを防ぐ必要があります。主な選択肢：

A. ニトリルゴム（NBR）

長所:優れた耐油性/耐燃料性、コスト効率に優れています
短所:オゾンと強酸で分解する
最適な用途:油圧油、空気、水

B. フッ素カーボン（Viton®/FKM）

長所:優れた耐薬品性/耐熱性（-20℃～+200℃）
短所:高価、低温柔軟性が低い
最適な用途:強力な溶剤、燃料、高温用途

C. PTFE（テフロン®）

長所:化学的にほぼ不活性、低摩擦
短所:密閉が難しく、冷間流動が発生しやすい
最適な用途:超高純度または高腐食性の流体

D. EPDM

長所:水/蒸気、オゾン耐性に最適
短所:石油系流体の膨張
最適な用途:食品加工、水システム

3. ソレノイドコイルの材料

コイルはバルブを作動させるための電磁力を発生させます。重要な考慮事項：

A. 銅線（エナメル線/マグネット線）

標準的な選択肢:高い導電性、コスト効率に優れています
温度制限:クラスB（130℃）からクラスH（180℃）

B. コイルボビン（プラスチック vs. 金属）

プラスチック（PBT、ナイロン）：軽量、電気絶縁性
金属（アルミニウム）:高負荷サイクルでも優れた放熱性

C. 封止（エポキシ vs. オーバーモールド）

エポキシポッティング：湿気や振動から保護
オーバーモールドコイル:よりコンパクトで、洗浄環境に最適

4. 用途別の材料選定ガイド

応用	バルブボディ	シール材	コイルに関する考慮事項
医療機器	316ステンレス	PTFE/FKM	IP67規格、滅菌可能
自動車燃料	真鍮/ステンレス	FKM	高温エポキシポッティング
産業用空気圧機器	PPS/ナイロン	NBR	防塵オーバーモールド
化学薬品投与	316ステンレス/PEEK	PTFE	耐腐食コイル