エアシリンダの基本特性

エアシリンダを選ぶときに、はじめに押さえる項目をまとめています。推力は計算で求められますが、動かせる速度や使える温度はメーカーごとに違うため、計算で決まる範囲と、カタログを見ないと決まらない範囲を分けて示します。

推力の求め方

圧縮空気がピストンを押す力は、受圧面積と圧力の積です。押し側はピストンの全面が受圧面になります。

A = \pi \left(\frac{D}{2}\right)^2 \qquad F = A \times P

$D$ はチューブ内径 [mm]、 $P$ は使用圧力 [MPa] です。 1 MPa = 1 N/mm² なので、面積 [mm²] にそのまま掛けると力 [N] が出ます。

引き側はロッドの断面積を引きます。同じ圧力でも引き側のほうが推力が小さくなるのはこのためです。

A' = \pi \left(\frac{D}{2}\right)^2 - \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2

理論推力をそのまま使い切る設計にはしません。実際には摩擦や圧力の立ち上がりの遅れがあり、余裕が要ります。この余裕の取り方が負荷率 $\eta$ です。

上の式から、内径ごとに垂直に持ち上げられる質量の目安を求めたものです。使用圧力と負荷率を変えて確認できます。

使用圧力 P [MPa]

負荷率 η

チューブ内径 D [mm]	受圧面積 A [mm²]	理論推力 F [N]	負荷率を掛けた推力 [N]	持ち上げ質量の目安 [kg]
2.5	4.909	2.454	1.718	1.752e-1
4	12.57	6.283	4.398	4.485e-1
6	28.27	14.14	9.896	1.009
8	50.27	25.13	17.59	1.794
10	78.54	39.27	27.49	2.803
12	113.1	56.55	39.58	4.036
16	201.1	100.5	70.37	7.176
20	314.2	157.1	110	11.21
25	490.9	245.4	171.8	17.52
32	804.2	402.1	281.5	28.7
40	1257	628.3	439.8	44.85
50	1963	981.7	687.2	70.08
63	3117	1559	1091	111.3
80	5027	2513	1759	179.4
100	7854	3927	2749	280.3
125	1.227e+4	6136	4295	438
140	1.539e+4	7697	5388	549.4
160	2.011e+4	1.005e+4	7037	717.6
180	2.545e+4	1.272e+4	8906	908.2
200	3.142e+4	1.571e+4	1.100e+4	1121
250	4.909e+4	2.454e+4	1.718e+4	1752
300	7.069e+4	3.534e+4	2.474e+4	2523

垂直に持ち上げる場合の目安です。水平に動かす場合に必要な推力は、質量ではなく摩擦と加減速で決まるため、この表では求められません。

次はメーカーとシリーズによって値が異なります。計算では決まらないため、使用するシリーズのカタログで確認してください。