空気圧シリンダ (空気圧シリンダ チューブ、ピストン ロッド、シリンダ キャップで構成される) は、エア シリンダ、空気圧アクチュエータ、または空気圧ドライブとも呼ばれ、圧縮空気のエネルギーを使用して直線運動に変える比較的単純な機械装置です。軽量でメンテナンスの手間がかからない空気圧シリンダは、一般に油圧シリンダや電動シリンダに比べて低速で動作し、力も小さくなりますが、多くの産業環境において信頼性の高い直線運動を実現するクリーンでコスト効率の高いオプションです。最も一般的な設計は、両端がシールされ、一方の端にキャップ、もう一方の端にヘッドが付いたシリンダーまたはチューブで構成されます。シリンダーにはピストンが含まれており、ピストンはロッドに取り付けられています。ロッドは圧縮空気によって作動し、チューブの一端から出入りします。単動式と複動式の 2 つの主なスタイルが存在します。
空気圧シリンダーの設計:
単動空気圧シリンダでは、1 つのポートからピストンの片側に空気が供給され、物体を持ち上げるなどの作業時にピストン ロッドが一方向に伸びます。反対側は空気を環境に排出します。反対方向への動きは、ほとんどの場合、ピストン ロッドを元の位置または基本位置に戻す機械的スプリングによって発生します。一部の単動シリンダは、戻りストロークに動力を供給するために重力、重り、機械的動作、または外部に取り付けられたスプリングを使用しますが、これらの設計はあまり一般的ではありません。対照的に、複動空気圧シリンダは、ピストン ロッドの伸縮の両方に圧縮空気を供給する 2 つのポートを備えています。複動設計は業界全体ではるかに一般的であり、アプリケーションの推定 95% がこのシリンダ スタイルを使用しています。ただし、特定の用途では、単動シリンダが最もコスト効率が高く、適切なソリューションとなります。
単動シリンダでは、スプリングが戻る場合は「ベース位置マイナス」、スプリングが伸びる場合は「ベース位置プラス」の設計が可能です。これは、アウトストロークとインストロークのどちらに動力を供給するために圧縮空気が使用されるかによって異なります。これら 2 つのオプションについて考えるもう 1 つの方法は、プッシュとプルです。プッシュ設計では、空気圧によって推力が発生し、ピストンを押します。プル設計では、空気圧によりピストンを引く推力が発生します。最も広く指定されているタイプは圧力拡張型で、空気が排出されるときに内部スプリングを使用してピストンをそのベース位置に戻します。単動設計の利点の 1 つは、動力または圧力損失が発生した場合に、ピストンが自動的に基本位置に戻ることです。このスタイルの欠点は、反対側のバネ力により、フルストローク中の出力力が多少不安定になることです。ストローク長は、圧縮されたスプリングに必要なスペースと利用可能なスプリングの長さによっても制限されます。
また、単動シリンダの場合は、反対側のばね力により仕事の一部が失われることにも注意してください。このタイプのシリンダのサイズを決定するときは、この力の減少を考慮する必要があります。直径とストロークは、サイジングの計算時に考慮すべき最も重要な要素です。直径はピストンの直径を指し、空気圧に対するピストンの力を定義します。利用可能なシリンダ直径は、シリンダのタイプと ISO またはその他の規格によって定義されます。ストロークは、ピストンとピストンロッドが何ミリメートル移動できるかを定義します。一般的なルールとして、シリンダーボアが大きいほど、出力される力も大きくなります。一般的なシリンダーの内径サイズは 8 ～ 320 mm です。
最後に考慮すべき点は取り付けスタイルです。メーカーによっては、さまざまな構成が利用可能です。最も一般的なものには、フット マウント、テール マウント、リア ピボット マウント、トラニオン マウントなどがあります。最適なオプションは、特定のアプリケーションおよびその他のシステム コンポーネントによって決まります。
投稿日時: 2022 年 8 月 19 日