【入門】エアシリンダーの基礎

設計
この記事は約4分で読めます。
スポンサーリンク

こんにちは!今回は空圧シリンダーの基礎について記事を作成しました。

この記事はエアシリンダーを使ったことのないエンジニアに向けた入門記事です。具体的に計算したり、選定したりする前に必要な知識を補完したり、全体像を掴むための記事になります。

選定などのエアシリンダーについての記事はすでにたくさんありますし、メーカーからも選定ツールや資料があるのでそちらを参考にされると良いと思います。必要あればそのうち追加していきます笑

この記事ではこんな疑問を解決します。

  • エアシリンダーって何?
  • エアシリンダーがどんな風に使われているのか知りたい
  • エアシリンダーの周辺部品を含めた構成が知りたい

では詳しくみていきましょう!

エアシリンダーとは

エアシリンダーとは空気圧(圧縮エア)でシリンダーを直動運動をさせる機器です。

有名なメーカーだとSMCさんやCKDさんなどがあります。

動かすことのできる荷重は使用するエア圧とシリンダー径で決まります。エア圧が高くなるほど、シリンダー径が大きくなるほど大きな力になります。

単動タイプと複動タイプがあり複動タイプは押し出しも引き込みもエアで行います

単動タイプは一方向のみエアで行い、元の位置にはバネで戻します。複動タイプの方が単動タイプよりもラインナップが多い傾向があります。

エアシリンダーは電動シリンダーにくらべて安価ですし、エアーを供給すれば使えるので電気工事のようなものも必要ありません。モーターがない分、電動シリンダよりコンパクトですし、構造がシンプルなので制御も単純になります。ただし電動シリンダーのように正確な位置調整はできません

種類も豊富で高荷重タイプや薄型、クリーンルーム用などがあります。また昇降など上下する機器で使用するためにメカロック機構のついたシリンダーなどもあります。

昇降機構やワークの位置決め、プレス機構などに使われています。身近なところだとバスや電車など扉の開閉機構に使われています。

シンプルな機構で長くある機器なのでネット上でもノウハウや利用方法などの情報が多く出回っています。

エアシリンダーを使うための基本構成

エアシリンダーは圧縮エアで動くのですが、電動シリンダーが電気があれば動くのとは異なり、空気だけでエアシリンダーを動かすことはできません。周辺部品が必要になるのです。

代表的な周辺部品は継手、チューブ、電磁弁、レギュレーター、スピコン、コンプレッサーになります。他にも消音用のサプレッサーなどもあります。これだけでも部品の種類が多く感じますが、その部品の中にも用途によって様々な種類があります。

また、オートスイッチなどのシリンダの位置を検出するセンサーの信号をPLCに出力し、電磁弁を制御します。

必要な部品の種類や数、制御のタイミングは使用するエアシリンダーによって変わりますのでメーカーの構成図や空圧回路を確認しましょう。慣れていない方はメーカーの相談窓口や営業担当に相談すると適切な部材を選定してくれます。

エアシリンダーの使い方

シリンダーの先端はおネジタイプとめネジタイプがあり、押しつけ治具をつけたり、昇降させる台と連結したりします。横荷重を与えにくいようにピン連結できるアタッチメントもあるので検討してみてください。シリンダーの固定方法も本体をネジで固定したりブラケットを使用したりクレビス金具を使用したりと用途に合わせて色々あります。

シリンダーはモーメントや横荷重には弱いので、重心の位置がシリンダーの軸から外れる場合はリニアガイドなどで荷重を受ける構造にしましょう。リニアシャフトやリニアブッシュと組み合わせて使います。

SMCさんのエアシリンダーだと垂直使用時の可搬力は水平使用時の0.5倍程度と基本的に考えるようです。他にも特殊な条件があればそれによって安全率を調整してもいいと思います。

シリンダーにスピコンを装着し、チューブと電磁弁を接続し大元からエアを供給すれば、PLCやロボットなどの上位からの信号で動かすことができます。

停止位置はシリンダの側面に取り付けたオートスイッチ(センサー)で決めます。

電動シリンダのような微調整は苦手です。現場の努力によっては微調整も可能ですが、そもそも電動シリンダを使った方が安定します。

セットカラーなども組み合わせ位置は調整しましょう。

エアシリンダーはメカ機構で成り立つ機器なので定期的にメンテナンスは必要です。例えばロック機構はメカ的にでロックしているので摩耗したりします。長年使っていると1日放置していると下がって来たりします。チューブも割れてしまうこともあります。

空圧を使った装置をもっと学びたいのであればSMCさんの空圧セミナーをお勧めします。最近ではコロナの影響でオンラインで開催されているので参加しやすくなっています。ただ、参加しやすい分すぐに日程が埋まってしまうので早めに申し込みましょう。

まとめ

エアシリンダーとは空気圧(圧縮エア)でシリンダーを直動運動をさせる機器です。

昇降機構やワークの位置決め、プレス機構などに使われています。身近なところだとバスや電車など扉の開閉機構に使われています。

エアシリンダーを動かすためには継手、チューブ、電磁弁、レギュレーター、スピコン、コンプレッサーになど様々な部品が必要になります。他にも消音用のサプレッサーや位置調整用のセットカラーなどもあります。

エアシリンダーを使用した設計はかなり学べることが多いのでぜひ使用してみてください!

コメント

タイトルとURLをコピーしました