空気圧シリンダー推力計算

空気圧シリンダー選定の基礎

工場の自動化設備（FA機器）において、最も多用されるアクチュエータの一つが空気圧シリンダーです。油圧に比べて力が弱く、制御性（速度安定性）も劣りますが、クリーンで安価、高速動作が可能という特徴があります。

推力計算式（理論推力）

油圧シリンダーと同様、パスカルの原理に基づきます。

F = P × A

• F: 推力 [N]
• P: 圧力 [MPa]
• A: 受圧面積 [mm²]

押し側（Push）： ロッドが伸びる時の力。面積はボア径全体。
引き側（Pull）： ロッドが戻る時の力。面積はボア径からロッド径を引いたドーナツ型。

負荷率（安全率）の考え方

空気は圧縮性流体であるため、負荷の変動によって速度が不安定になりやすい性質があります。そのため、選定時には油圧よりも余裕を持った「負荷率」を設定する必要があります。

• 一般的な目安： 負荷率 50% 以下（理論推力の半分以下の負荷で使用する）
• 高速動作が必要な場合： 負荷率 30〜40% 程度
• クランプ（固定）用途など静的な場合： 負荷率 70% 程度まで可

ギリギリの選定をすると、動き出しが遅れたり（スティックスリップ）、速度制御が効かなくなったりするトラブルの原因になります。