エアシリンダ推力・空気消費量計算

エアシリンダの内径と使用圧力から前進・後退の理論推力を求め、負荷率を確認し、1 往復と毎分の空気消費量を推定し、供給流量からおおよその速度を示します。

使い方

1. 「シリンダ内径」を ISO の一覧から選ぶか、「その他の内径…」を選びます。ロッド径を自分で入れる場合は「この内径の標準ロッド径を使う」のチェックを外します。
2. 「使用圧力（ゲージ圧）」「ストローク」「毎分の往復回数」を入力します。
3. 「負荷」で動かす力または質量と「目標負荷率」を入力すると、それを満たす最小の標準内径が表示されます。
4. 必要に応じてチューブの寸法と「供給可能流量（ANR）」を入力すると、配管分の空気量と平均速度が出ます。
5. 推力、空気消費量、速度を読み取り、下の表で他の内径と比較します。

計算方法と補足

• 推力 = 圧力 × 受圧面積。押し側は π × D² ÷ 4、引き側はロッド径 d を使って π × (D² − d²) ÷ 4 を用います。1 MPa × 1 mm² = 1 N です。
• 1 往復の空気量（L、ANR）= (押し側面積 + 引き側面積) × ストローク × (P + 0.1013) ÷ 0.1013 ÷ 10⁶。配管分は 2 × チューブ容積 × P ÷ 0.1013 を加えます。
• ロッド径は ISO 6432 と ISO 15552 に従い、メーカーの製品では異なる場合があります。実際の推力はシール摩擦の分だけ小さく、速度は圧力損失とバルブの応答を無視した値です。

よくある質問

内径 50 mm のエアシリンダは 0.5 MPa でどれくらいの推力が出ますか？

押し側で約 982 N、ロッド径 20 mm なら引き側で約 825 N です。0.6 MPa では押し側が約 1,178 N になります。

負荷率はどのくらいで設計すべきですか？

一般には通常の動作で 50 % 以下、クランプや低速の動作では 70 % まで、高速の動作では 30 % 程度が目安です。

シリンダの空気消費量はどう計算しますか？

前進と後退の行程容積の合計に (P + 0.1013) ÷ 0.1013 を掛けます。Ø50 × 100 mm のシリンダは 0.5 MPa で 1 往復あたり約 2.14 L、毎分 20 回なら約 43 L/min です。

引き側の推力が押し側より小さいのはなぜですか？

後退側ではロッドがピストン面積の一部を占めるため、圧力が作用する面積が小さくなるからです。