エアシリンダの推力計算方法

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？
• 🔧第二弾：エアシリンダの構造を実物で解説
• 📚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　←　今回😎
• 🐾第五弾：エアシリンダの速度調整方法
• 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

エアシリンダの推力計算方法

エアシリンダの推力計算は難しいように思えますが、そこまで難しくないです！
※前回の選定編でも書きましたが、おさらいで同様の内容を記載しています。

今回の条件が
ワーク重量：10kg
使用圧力：0.5MPa

はじめに、N(ニュートン)に変換すると、

10kg×９.８(重力加速度)=98N

さらに、安全率を1.5として、
98N×1.5(安全率)=147N
※今回は選定方法を分かりやすく説明するため、安全率1.5で簡易的に計算しています。実際の選定では、負荷条件や速度、加速度なども考慮する必要があります。

計算結果を元に、147N以上のシリンダを選択しましょう。
「今回はロッドを伸ばす方向（OUT側）でワークを持ち上げるため、OUT側の推力を基準に選定します。」
シリンダの推力はエアシリンダメーカー(SMCなど)のカタログに載っています。

今回は、OUT側で157Nの推力を発生できるφ20のシリンダを候補として考えます。

💡豆知識
シリンダの推力計算方法（OUT側）
（チューブ内径の半径×チューブ内径の半径×π）×使用圧力(MPa)=シリンダの推力
IN側の計算はロッド径をチューブ内径から引く必要があります。

シリンダの必要推力の目安

実際の設備では、安全率を一律に1.5倍とするわけではありません。
搬送方向や動作条件によって、必要な推力の目安は変わります。

横方向移動の推力目安

縦方向移動の推力目安

M：搬送物の質量. G：重力加速度（9.8m/s²）

※リニアガイドなどの抵抗を加味した数値です。

まとめ

今回は、エアシリンダの推力計算について解説しました！

エアシリンダを選定するときは、まず搬送物の重量から必要な力を求め、使用条件に合わせて安全率や抵抗などを考慮することが大切です。

また、OUT側とIN側では推力が異なるため、実際の動作方向に合わせて必要な推力を確認しましょう。

「重量だけでシリンダを選ぶ」のではなく、搬送方向・動作速度・加速度・ガイドなどの条件も含めて選定することがポイントです！

エアシリンダの選定に迷ったときは、メーカーのカタログを確認したり、経験のある設計者やメーカーに相談しながら選定してみてください🔧