シーケンス弁の制御と油圧機器の違いをやさしく解説

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シーケンス弁の制御と油圧機器の違いをやさしく解説

コラム

2025/06/06 シーケンス弁の制御と油圧機器の違いをやさしく解説

著者:NONメンテナンス株式会社

油圧機器の設計や運用において、バルブの選定は機械全体の安定性と安全性を左右する重要な要素です。なかでもシーケンス弁は、動作の順序を正確に制御するために用いられますが、その仕組みや使いどころを誤解したまま使われているケースが少なくありません。

 

たとえば、「設定した通りにシリンダが動かない」「動作の順番が入れ替わってしまう」などの不具合は、シーケンス弁とその他の圧力制御バルブとの違いを理解していないことが原因で起こりがちです。リリーフ弁は回路の過圧を防ぐ安全装置であり、カウンターバランス弁は荷重を保持して落下を防ぐ機構を備えています。いずれも一見似た動作をすることがありますが、構造と目的はまったく異なります。

 

本記事では、シーケンス弁の基本から、リリーフ弁・カウンターバランス弁との明確な違いまでを丁寧に解説していきます。選定を誤れば、装置の性能低下だけでなく、重大な事故につながるリスクもあるからこそ、正しい知識と判断基準が欠かせません。

 

もし、油圧設計や機器の運用に少しでも不安があるなら、今すぐこの先を読み進めてください。誤解を防ぎ、現場で本当に必要とされる判断力を手に入れる一歩になるはずです。

 

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シーケンス弁の働きをやさしく理解するために

圧力で制御される動きの仕組み

 

シーケンス弁は、油圧機器の中でも「順序」を制御する重要な役割を果たします。圧力が一定の基準値を超えたときに流体の流れを切り替える機構で、装置内の複数の動作を順番通りに実行させたいときに利用されます。たとえば、二つの油圧シリンダを一つのポンプで動かす際、シーケンス弁を用いることで第一のシリンダが作動し終わった後に、次のシリンダを動かすといった制御が可能になります。

 

この弁の特徴は、あらかじめ設定された圧力(開弁圧)に達すると内部のスプールが移動し、閉じていた通路が開かれる点にあります。このとき、開くタイミングや流体の量はシーケンス弁の構造と調整によって変わります。つまり、圧力によって作動が開始される「順序の起点」となるのがこの弁の役割です。

 

シーケンス弁が活躍するのは、装置内の各工程が正確に順番通りに作動しなければならない現場です。例えばプレス機械では、まず材料を位置決めし、それから加工を行う必要があります。このような状況では、圧力の管理を通じて各工程の順序を保証するために、シーケンス弁が組み込まれています。

 

以下はシーケンス弁の基本的な機能構造をまとめた表です。

 

要素 内容
制御方式 油圧圧力による開弁・閉弁制御
主な構造 スプール、スプリング、パイロットポート
作動原理 開弁圧を超えるとスプールが移動し流体を通す
設定可能な項目 開弁圧の調整、逆止機構の有無
主な使用場所 油圧プレス機、工作機械、建設機械のアーム制御回路など

 

装置の中で果たす役割とは何か

 

シーケンス弁の本質的な役割は、複数のアクチュエータ(シリンダなど)を意図した順序で作動させることです。これは、機械の生産効率や安全性を大きく左右する要素です。装置が持つ一連の動作に対し、圧力の上昇タイミングをトリガーとして次の動作に進ませる機能は、他の圧力制御弁では代替しにくい特徴です。

 

例えば以下のような構成が挙げられます。

 

使用例 シーケンス弁の役割
工作機械(ボーリング) 位置決め完了後に加工動作へ進む
油圧プレス装置 材料が押し込まれた後に切断アクションが作動する
建設機械(油圧ショベル) アーム動作後にバケットが開閉する
自動組立ライン ステージ1完了後にステージ2が開始される

 

装置の信頼性を高めるには、「順序の保証」が欠かせません。仮に作動順が誤れば、部品の破損や人身事故に直結するリスクもあるため、装置設計者はシーケンス弁を非常に重視します。

 

また、シーケンス弁は「圧力に応じて流路を切り替える」というシンプルな機構のため、電気制御を必要とせず、停電やノイズの影響を受けにくい点も評価されています。これにより、製造ラインにおける連続運転や屋外機械においても安定した制御が実現できます。

 

一方で、装置の構成に応じてはリリーフ弁やアンロード弁との併用が推奨される場合もあります。リリーフ弁が過圧防止を担うのに対し、シーケンス弁は「工程のきっかけ」を司るため、役割が明確に分かれています。この点で、両者を混同せず正しく使い分けることが、安全かつ効率的な装置運用につながります。

 

使用環境に合わせた構成が求められる場合、以下のような要素を考慮する必要があります。

 

  • 装置の作動順序
  • アクチュエータの負荷容量
  • ポンプの供給能力
  • バルブ間の配管長と径
  • 温度変化による油の粘度

 

シーケンス弁を使うときに注意しておきたいこと

使い始める前に確認したい基本条件

 

シーケンス弁を導入する前には、装置やシステム全体の構成と目的をしっかり整理する必要があります。この弁は油圧の流れを制御し、複数の作動機器を指定された順序で動かすためのものです。しかし、設計段階での前提条件や導入環境が不明確なまま使用すると、期待通りの性能が得られず、トラブルを招く可能性があります。

 

まず、圧力設定の基準を定めておくことが必須です。開弁圧を決めるには、シーケンス弁の後段に接続されるアクチュエータの必要圧力を正確に把握する必要があります。この圧力は一般的にMPa単位で指定されますが、過剰な圧力設定は他のバルブや配管への負荷を増加させ、逆に低すぎると正確な順序制御ができなくなります。

 

次に、油圧流体の供給能力が十分であるかを確認してください。シーケンス弁は、ある程度の圧力と流量が確保されて初めて正しく作動します。ポンプの吐出量が不足していると、開弁タイミングが遅れるだけでなく、リリーフ弁が過度に作動し、不要なエネルギー損失が発生する原因になります。

 

以下の表に、シーケンス弁導入前に確認すべき基本条件を整理しました。

 

確認項目 内容
使用圧力範囲 システム全体で想定される最大・最小の圧力に対応しているか
ポンプの能力 吐出量、圧力保持性能、連続運転性能などを満たしているか
接続するアクチュエータ 必要とする作動圧力、ストローク、負荷の方向性
使用する流体の種類 油圧作動油の粘度、温度、清浄度など適合性を確認
回路構成 他バルブとの連携、逆止弁やアンロード弁の配置確認

 

装置に対する理解が浅いまま導入すると、以下のような不安や疑問が生じやすくなります。

 

  1. シーケンス弁の開弁圧は何を基準に設定すべきか?
  2. 使用環境によって推奨される油の種類は変わるのか?
  3. 逆流や圧力の戻りが発生することはないのか?
  4. 記号や配線図面の読み方に注意点はあるのか?
  5. 他の圧力制御弁との使い分けはどうすればよいのか?

 

これらの疑問に対しては、機器の設計図やメーカー提供のCADデータを参照し、正確な記号(JIS準拠)を読み解くことが重要です。また、現場の使用温度や周辺機器との相性も考慮し、必要に応じてパイロットチェック弁や減圧弁との併用も検討するのが望ましいです。

 

取り付けの方向、接続ポートの寸法、バルブの形式(スプール式・ポペット式など)といった物理的条件も、油圧装置全体の信頼性を大きく左右します。特に、流体の流れに逆らうような配管や継手の選定ミスは、動作遅延や誤作動の原因となります。

 

調整時にありがちな失敗とその原因

 

シーケンス弁を実際に使用し始めてから最も多く発生するのが、開弁圧の設定ミスや圧力変動による誤作動です。こうした不具合の多くは、調整の工程での注意不足や、油圧回路全体のバランスを見落としていることが原因です。

 

まず、開弁圧の設定に関する失敗が挙げられます。開弁圧は、順序制御を始めるためのトリガーとなる重要な値であり、これを適切に設定できていないと、後段のアクチュエータが動かない、もしくは早すぎる段階で動いてしまうなどの問題が発生します。圧力調整ねじを回し過ぎて開弁圧が高くなりすぎた場合、他のバルブが先に作動して順序が崩れることがあります。

 

次に、油圧流体の状態が原因となるトラブルです。たとえば油の粘度が高すぎると、スプールの動きが鈍くなり開閉のタイミングがずれます。また、汚れた油が回路内に蓄積していると、内部でスプールやスプリングが固着し、弁がうまく行われないケースもあります。

 

以下は、調整時によくある失敗とその原因をまとめたものです。

 

発生現象 主な原因
シーケンス弁が開かない 開弁圧設定が高すぎる、流体粘度が高すぎる
意図しない順序で作動する 開弁圧設定のミス、回路内の逆止弁配置ミス
騒音が発生する 流量が過大、圧力差が大きすぎる
動作が遅れる、もたつく スプールの固着、流体汚染、吸入側のエア混入
圧力が安定しない パイロットラインの漏れ、継手のゆるみ、逆止弁の不良

 

調整作業では、圧力計を取り付けて開弁圧を数値で確認しながら微調整を行うことが基本です。また、調整時に一気に圧力を加えるのではなく、段階的に上げて挙動を確認しながら行うことが安全です。

 

シーケンス弁の動作に影響する代表的なチェックポイントは以下の通りです。

 

  1. 調整ねじの初期位置は確認したか
  2. 使用前に内部洗浄は実施されたか
  3. 使用温度範囲が製品仕様と合っているか
  4. 配管内の空気は完全に抜けているか
  5. スプール作動時の圧力差は許容範囲内か

 

シーケンス弁と似た動きをする部品との違い

リリーフとの違いを押さえる

 

シーケンス弁とリリーフ弁は、どちらも油圧回路の中で重要な働きを担う圧力制御弁ですが、構造や用途、作動の目的において大きく異なります。リリーフ弁は、主に油圧装置に設定以上の圧力が加わったときに作動し、その圧力を開放してタンクへ逃がすことで装置や回路全体を保護します。安全弁のような役割を果たし、常に安全性を確保するために存在している装置です。

 

一方のシーケンス弁は、順序制御に特化した圧力制御弁で、ある圧力に達したあとに次の装置を作動させる働きをします。たとえば、2つ以上の油圧シリンダが順番に動作する必要がある回路では、1つ目の動作が完了し、一定の圧力に達するとシーケンス弁が開き、次のシリンダへ油が供給されるという制御が行われます。

 

以下の表は、両者の違いを主な項目ごとにまとめたものです。

 

項目 シーケンス弁 リリーフ弁
主な役割 作動順序の制御 圧力超過時の回路保護
作動のきっかけ 設定圧力に到達したとき 設定圧を超えた瞬間
主な用途 複数シリンダの段階的な作動制御 回路の過圧防止、油圧ポンプの保護
圧力調整の仕組み パイロットポートで設定 スプリングやねじで調整
配置される位置 動作の順序が必要な装置の前段 回路の入口または出口付近
流体の開放先 次のアクチュエータや回路へ油を供給 タンクへバイパス排出
圧力の維持性 一定圧力で保持が可能 圧力をすぐに開放して下げる

 

リリーフ弁は高圧による回路損傷を防ぐための装置として不可欠です。作動油が一定の設定圧力を超えた時点で開放し、タンクへ油を逃がすことで回路全体の安全を保ちます。作動の主目的は「圧力を逃がすこと」であり、設定圧以下では基本的に弁は閉じています。

 

一方、シーケンス弁は、圧力が一定に達したときにのみ作動する点では似ていますが、その後の動作が異なります。弁が開くと、流体は次のアクチュエータや装置へと供給され、順番に動作が移行します。これは「順序制御」に特化した挙動であり、圧力開放ではなく「圧力維持と流体誘導」によって制御が行われます。

 

また、回路によっては両者を併用するケースもあります。例えば、成形機や建設機械など、段階的な動作と高圧が同時に存在する回路では、シーケンス弁による動作制御と、リリーフ弁による安全確保が一体となって設計されることが多くあります。

 

カウンターバランスとのちがいを見てみる

 

カウンターバランス弁とシーケンス弁は、どちらも油圧回路で圧力に関わる制御を担う装置ですが、その働きや使用される目的は大きく異なります。カウンターバランス弁は、油圧シリンダなどのアクチュエータが負荷や自重によって落下しないようにする保持機能を持っている点が最大の特徴です。これに対し、シーケンス弁は順序制御に使用され、動作保持の機能は備えていません。

 

カウンターバランス弁は、背圧を利用して流体を一方向へ制限し、アクチュエータの位置を保持します。たとえば、高所作業車やクレーンなどで、持ち上げた荷物が意図せず下がってしまうのを防ぐために使われます。弁は一定圧力がかかるまで開かず、それまでは油の逆流を防ぐ構造となっています。

 

シーケンス弁の場合は、設定圧力に達するまでは閉じた状態を保ちますが、圧力到達後は次の機器に油を供給します。つまり、動作を保持するのではなく、動作を開始させるためのトリガーとして働きます。

 

以下の比較表は、両者の違いを整理したものです。

 

項目 シーケンス弁 カウンターバランス弁
主な用途 動作順序の制御 アクチュエータの落下防止
使用される装置 複数シリンダの順序動作 クレーン、高所作業車、昇降機
保持機能の有無 なし あり
圧力制御の仕組み パイロット圧によって開閉 背圧を維持して逆流を防止
使用圧力の特性 設定圧力に達すると弁が開く 常に一定の圧力で逆流を制御
配管方向の特徴 一方向の流れに対応 双方向の制御が可能
構造の特徴 シンプルでコンパクト 比較的複雑で安全性重視の設計

 

まとめ

シーケンス弁を中心とした油圧制御の理解は、単なる知識ではなく、装置の性能と安全を守るための実践的な判断軸になります。動作の順序を的確に制御するシーケンス弁、安全圧を維持するリリーフ弁、そして荷重を安定させるカウンターバランス弁。それぞれのバルブが果たす役割は明確でありながら、現場での混同は少なくありません。

 

本記事では、それぞれの構造や機能の違い、代表的な用途、そして回路内での使われ方について詳しく解説してきました。特に、順序制御と保持機能は設計意図に直結するため、誤った選定が機器全体の動作不良や安全性の低下につながることは避けたいポイントです。

 

近年では、複数のバルブを組み合わせた高度な回路設計が求められる場面も増えてきました。建設機械や高所作業機のような高負荷・高リスクの現場では、シーケンス弁と他の制御弁の連携が、作業の効率と安全性の両面で大きな差を生みます。

 

大切なのは、単に部品の特徴を知ることではなく、使用する装置や環境に応じて「なぜそれを選ぶのか」を説明できる設計判断を持つことです。機器の信頼性を高め、長期的なメンテナンス性にも優れた回路を構築するためには、各バルブの本質的な使いどころを理解し、的確に使い分ける力が不可欠です。

 

今後、油圧機器に関わるすべての場面で、この記事の知識が確かな選定と設計判断の支えとなれば幸いです。

 

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よくある質問

Q. リリーフ弁とシーケンス弁の使い分けはどのように判断すれば良いですか?
A. 両者はどちらも圧力制御を担うバルブですが、リリーフ弁は「回路全体を過圧から守る安全弁」、シーケンス弁は「ある動作の後に次の動作を誘発する順序制御弁」として使われます。用途に応じて適切に選定しないと、動作トラブルや安全性低下につながります。例えば、シリンダを順に動かすにはシーケンス弁が適しており、圧力上限を防ぎたい場合はリリーフ弁を組み合わせることが理想です。実際の現場でも両者を併用し、目的に応じた配置が行われています。

 

Q. カウンターバランス弁との違いが分かりづらいのですが、併用する意味はありますか?
A. カウンターバランス弁は、油圧機器が自重や外部負荷で不意に落下しないよう、背圧をかけて流体の流れを制御する保持機能を持つバルブです。シーケンス弁は順序制御に特化しており、保持機能を持ちません。そのため、高所作業機やクレーンなど「荷重の位置を保持しつつ順序通りに動かしたい」場面では、両者を併用することで動作の正確性と安全性を両立できます。構造の違いを理解し、必要に応じて正しく組み合わせることが不可欠です。

 

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