機械エンジニアリングの基礎

圧縮空気や油圧などの流体動力システムにおいて、コンプレッサや圧力ボンベから供給される一次側の圧力は、末端の機器が要求する圧力よりも遥かに高く、かつ消費状況によって常に激しく変動しています。この流体エネルギーを、システムが要求する安定した低圧状態へと降下させ、その状態を自律的に維持し続ける流体制御機器がレギュレーターです。電気的なセンサーやコンピュータなどの外部回路を必要とせず、流体そのものが持つ圧力エネルギーと機械的なスプリングの反発力とをバランスさせることで、閉ループのフィードバック制御を機械要素のみで実現しています。

急速排気弁は、空気圧システムにおいてシリンダなどのアクチュエータを高速で駆動させるために、内部の圧縮空気を大気中へ瞬時に放出する特殊な方向制御弁です。クイックエキゾーストバルブとも呼称されます。一般的な空気圧回路において、シリンダを後退させる際、内部に充満した空気は元来た細く長い配管を逆流し、方向制御弁を経由してようやく大気へと排出されます。この長い排出経路は巨大な流動抵抗となり、シリンダの動きを阻害するブレーキとして働きます。急速排気弁は、この流体力学的なボトルネックを根本から解消するため、シリンダの直近で空気を直接大気へ捨てるというバイパス経路を形成します。

フィードフォワード制御は、動的な物理システムにおいて外部からの擾乱や目標値の変動といった環境の変化を事前に測定あるいは予測し、その影響がシステムの結果として現れる前に、先回りして操作量を決定しシステムに入力する制御理論で […]

NW配管は、半導体製造装置、電子顕微鏡、粒子加速器、真空乾燥機など、真空状態を必要とするあらゆる産業・研究システムにおいて、流体ラインをを構築するために広く用いられている配管規格です。正式にはISO 2861で規定された「ISO-KF規格」ですが、日本では歴史的な呼称である「NWフランジ」や「KFフランジ」という名称が一般的に使用されています。配管同士を接続する継手（フランジ）において、ボルトとナットによる強固な締結を必要とするJIS規格やICF規格とは違い、NW配管は「平滑なフランジ」「Oリングを保持する金属環」「蝶ねじを備えた外部クランプ」という三つの要素で構成されます。工具を使用せずに素手で着脱が可能であるという作業性と、高真空領域まで対応できる信頼性の高い気密性を両立させている点が特徴です。