エアシリンダの構造を実物で解説🔧

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こんにちは設計くんです!

今回はSMCの「エアシリンダ」について解説していこうと思います!
エアシリンダは幅広い設備で使用されるエアアクチュエータですが、

「エアシリンダって何?」
「どうやって選定するの?」
「中はどうなっているの?」
「オートスイッチ?スピコン、何それ?🤨」

と疑問に思う方も多いのではないでしょうか。

そこで今回は、エアシリンダについて複数の記事に分けて、初心者の方にも分かりやすく解説していきます!

  • 🤖第一弾:エアシリンダとは?
  • 🔧第ニ弾:エアシリンダの構造を実物で解説🔧 ← 今回😎
  • 📚第三弾:エアシリンダ選定方法
  • 💪第四弾:エアシリンダの推力計算
  • 🐾第五弾:エアシリンダの速度計算
  • 番外編1:エアシリンダのクッション機構とは?
  • 番外編2:なぜフローティングジョイントが必要なのか(📷実物写真あり)
  • 番外編3:オートスイッチとは?(📷実物写真あり)
  • 番外編4:「SMC」代表シリーズの紹介・使い分け

今回は、実際のエアシリンダを分解しながら、内部がどのような構造になっているのかを詳しく見ていきます!
普段何気なく使用しているエアシリンダですが、実際に分解してみると、さまざまな部品が組み合わされて動作していることが分かります。

それぞれの部品が「何のために付いているのか?」を写真と一緒に分かりやすく解説していきます🔧

※今回は工具の都合により、シリンダ内部の奥まで完全に分解して確認することができませんでした。
そのため、一部の内部構造についてはメーカー資料などを参考にしながら解説しています。
実物で確認できた部分は写真を使って、できるだけ分かりやすく紹介していきます🔧

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分解するエアシリンダの紹介

シリンダは、SMCの
「CDG1ZA40-150Z-M9BL」です。

  • シリーズ:CG1-Z
  • シリンダ内径:φ40 mm
  • ストローク:150 mm
  • 作動方式:複動式
  • クッション:エアクッション
  • オートスイッチ:D-M9B

早速分解‼️🔧

シリンダの先端に取り付いていたプレートを外してみました!

プレートはボルト4本で締結してありました。
画像中央のボスと右側のインロー穴で位置決めしてありました。

エアシリンダを使う時注意すること

紹介しているエアシリンダは、ロッドの軸方向に荷重をかけて使用するのが基本です。

ロッドに対して横方向の荷重や、偏った荷重がかかると、ロッドやシール、軸受部などに大きな負担がかかり、動作不良や部品の早期摩耗につながる可能性があります。

例えば、こんな使い方です。

⭕ OK

  • ロッドの軸方向にワークを押す
  • ロッドの軸方向にワークを引く

❌ NGになりやすい

  • ロッドの先端に横方向の力がかかる
  • ロッドにモーメントが発生するような使い方
  • ロッドに偏った荷重がかかる

もし、横方向(ラジアル荷重)や偏った荷重がかかる場合は、
ガイド付きシリンダやリニアガイドなど、別の部品で荷重を受けるようにしましょう!
ガイド付きシリンダには、ロッドと並行にガイドロッドが設けられており、シリンダ本体だけでは受けにくい横荷重やモーメントをガイド部で受けることができます。
そのため、ワークを持ち上げたり、押したりするような動作で横方向の力が発生する場合にも使用されます。
ただし、ガイド付きシリンダにも許容荷重や許容モーメントがあります。
「ガイド付きだから何でもOK!」というわけではないので、実際に使用する際はメーカーの仕様を確認することが大切です!

ガイド付きシリンダ

まとめ

今回は、実際のSMC製エアシリンダを分解しながら、内部の構造や各部品の役割について紹介しました!

普段何気なく使用しているエアシリンダですが、分解してみると、

  • ロッドを支える部品
  • 空気を密閉するシール
  • シリンダ内部を区切るピストン
  • 本体を固定する部品

など、さまざまな部品が組み合わさって動作していることが分かります。

また、エアシリンダを設計で使用する際には、ロッドに横荷重やモーメントをかけないことも重要なポイントです。

エアシリンダはシンプルな部品に見えますが、実際には「どの方向に力がかかるのか」「どのようにワークを支えるのか」まで考えて使用する必要があります。

今回の記事で、少しでもエアシリンダの内部構造や使い方について理解していただけたら嬉しいです😊

次回は、いよいよエアシリンダの選定方法について解説していきます!

「どのサイズのシリンダを選べばいいの?」

という疑問を、実際の選定をイメージしながら分かりやすく解説していきますので、ぜひ次回もご覧ください!🔧

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