単動式空気圧シリンダと複動式空気圧シリンダ:オートメーションに適したアクチュエータの選択

投稿者:テクニカル コミュニケーション チーム · 2024 年 8 月 27 日

ボタンを押さずに連続的な動きを実行できるデバイスをお探しですか?工場オートメーション、梱包、輸送、自動車製造などの多くのビジネス分野では、機械設計に空気圧コンポーネントが導入されています。 空気圧システムは、信頼性が高く、安価で、クリーンな状態を保つことが知られています。

空気圧シリンダは、エアシリンダまたはアクチュエータとも呼ばれ、圧縮空気を使用して負荷を直線経路で移動させる機械装置です。最も一般的なタイプの空気圧アクチュエータには、閉じたシリンダー内で動くピストンとロッドが含まれており、ピストンが目的の動きを行います。空気圧システムでは、空気は特定のタスクを動作および完了するためのエネルギー源として使用されます。この場合、シリンダー内のピストンを伸縮させます。 

空気圧コンポーネントの詳細については、TecTalk ブログをご覧ください。  「空気圧コンポーネント:産業ガイド」

空気圧シリンダには、単動形と複動形の 2 種類の空気圧シリンダが一般的に適用されます。両方のシリンダーの主な設計の違いはポートの数です。単動シリンダには加圧空気が入るポートが 1 つありますが、複動シリンダは動作に 2 つのポートを使用します。この単純な設計の違いにより、動きと速度の点で両方のシリンダーが区別されます。設計を選択するときは、各デバイスの用途、違い、長所と短所を知ることが重要です。

単動シリンダ

機械を直線運動で利用し、クランプ、位置決め、パンチングなどの動作を実行したい場合は、単動シリンダがソリューションになる可能性があります。それらはどのように機能するのでしょうか?単動シリンダには、加圧空気が一方向に入るポートが 1 つあります。通常、ピストンにはバネまたは負荷が取り付けられています。空気が浄化されて圧縮されると、単一のポートから空気が入り、ピストンを一方向に押し広げてスプリングを圧縮します。最初に入ったポートと同じポートから空気を放出した後、スプリング (または別の外力) によってピストンが元の位置に戻ります。簡単に言うと、圧縮空気がシリンダー内で前方へのストロークを強制し、スプリングがストロークを戻します。 

単動シリンダにはプッシュ式とプル式の 2 種類があります。 

• プッシュ式シリンダー :空気が入ってピストンをシリンダーから押し出します
• プル型シリンダー :空気が入り、シリンダー内のピストンを引っ張ります

単動シリンダの利点:

• シンプルなデザイン。インストールが簡単
• 初期購入コストが低い
• 単一ポートと小型ハウジング
• 複動シリンダと比較してバルブと配管のコストを削減

単動シリンダの欠点:

• 圧縮空気には適切な準備が必要です
• スプリングはスペースを取りすぎて作業領域が制限されます
• 反対側のバネ力による推力の減少
• スプリングを長期間使用すると、ピストンのストロークが不安定になる可能性があります

複動シリンダ

負荷を両方向に移動させる装置を探している場合、機械が複数の動作を必要とする場合、複動シリンダは便利な用途です。単動式エアシリンダとは異なり、複動式シリンダはスプリングを必要とせずに伸縮できます。複動シリンダには、1 つのポートに加圧空気を供給するのではなく、空気が出入りできるポートが 2 つあります。 

空気が一方のポートから入りピストンを前進させ、次に加圧空気をもう一方のポートに加えてピストンをシリンダー内に戻します。複動シリンダは、より短時間で伸縮できるため、単動シリンダに比べて最も広く使用されている空気圧アクチュエータであり、より効率的かつ正確になります。 

複動空気圧シリンダは、主に産業およびロボット産業で使用されます。ドアの開閉や、商品をベルトコンベアから持ち上げて移動するなどの作業を行います。その他の用途には、医療用途、土木機器、宇宙プログラムなどがあります。 

 

複動シリンダの利点:

• 加圧空気が両方向に移動するため、動きをより細かく制御できます
• より速く、より強く、より少ないエネルギーで動作します
• より多くの設計バリエーションを提供:ストロークとボアサイズ
• 単動空気圧シリンダとは対照的に、多くの複動空気圧シリンダは ISO に準拠しています

複動シリンダの欠点:

• 単一の空気圧シリンダよりもコストがかかる
• より大きなハウジングが必要 - フィードシリンダーとして使用する場合は、別の機械システムと組み合わせる必要があります
• 特定の状況では、空気消費量が異なるレートで計算される場合があります

単動シリンダと複動シリンダ:どちらを選択すればよいですか?

どちらのシステムも主なエネルギー源として圧縮空気を使用しますが、ポートの設計により、まったく異なる動作が可能になります。  単動シリンダは、主に一方向に力が必要な産業用途、たとえばコンベア ベルトから部品/品目を排出​​する用途で使用されます。一方、複動シリンダは、単動シリンダよりも高速、強力、効率的であることが多くの業界で広く認識されています。速度と力を必要とする用途には複動シリンダの助けが必要ですが、軽い組み立て作業は単動シリンダで行うことができます。 

システムに適したスタイルの空気圧アクチュエータを選択するときは、予算を考慮することが重要です。メンテナンスはどれくらいの頻度で対応してもらえますか？あなたのシステムではマシンを一日中稼働させる必要がありますか?これらは、適切な空気圧シリンダを選択する際に留意すべきいくつかの質問です。単動シリンダは複動シリンダよりも多くのメンテナンスが必要となるため、初期購入コストが大幅に低くなります。さらに、単動シリンダは交換が必要になることがよくあります。時間が経つとスプリングが伸びて精度が低下します。動力の点では、複動シリンダは単動シリンダと比較してより速く強力に動作します。 複動空気圧シリンダは、そのコストにもかかわらず、引き続き広く使用されており、その優れた設計が認められています。

追加メモ :空気圧シリンダには空気の清浄化と濾過が必要であり、適切に準備されていない場合、システムや製品が汚染されたり、誤動作が発生したりする可能性があります。空気圧アクチュエータを選択する際には、ISO 規格を考慮することも重要です。 単動シリンダは使用とメンテナンスが容易であると考えられていますが、多くの複動シリンダは ISO 規格を満たしています。 

どのタイプのシリンダーがお客様の用途に最適であるかについてまだご質問がありますか?サポートが必要な場合は、弊社の技術営業担当者にお気軽にお問い合わせください。