シリンダーの推力の計算の使い方（エアシリンダ・油圧シリンダ）

種類・内径・ロッド径・使用圧力・負荷率を入力すると、押出し側と引込み側の推力を表示します。

入力のしかた

1. 「種類」で、エアシリンダか油圧シリンダを選びます。エアシリンダはSMC「エアシリンダの機種選定」技術資料（資料1 チューブ内径の選定・資料3 理論出力表）の式、油圧シリンダは日進 参考資料（油圧の計算式）の式で計算します。推力は、エアシリンダは N、油圧シリンダは kN で表示します。
2. チューブ内径 D（油圧シリンダはシリンダ内径）と、ピストンロッド径 d（油圧シリンダはロッド径）を mm で入力します。ピストンロッド径が空欄のときは、押出し側だけを計算します。
3. 使用圧力 P を MPa で入力します。圧力計や資料の値が kgf/cm² のときは、1 kgf/cm² ≒ 0.098 MPa で MPa に直してから入力します（SMC の換算）。
4. エアシリンダは負荷率 η を、油圧シリンダはシリンダ効率 η を選びます。負荷率は作業の目的で決めます（「エアシリンダの推力と負荷率」の話題に書きました）。

計算結果の読み方

• いちばん上の大きな数は、押出し側の推力 F1 です。負荷率（シリンダ効率）を掛けた値で、負荷がこの値以下になるようにシリンダを選びます。
• その下に、引込み側の推力 F2 と、理論出力（負荷率を 1 にした値）を表示します。負荷率に 1 を選んだときは、推力と理論出力が同じなので、理論出力の行は表示しません。
• 「≒」の後ろの数は、推力を kgf に直した値です。1 kgf ＝ 9.80665 N で換算し、有効数字3桁に丸めています。
• 「計算の内訳」には、受圧面積の計算と、入力した数を式に当てはめた計算を表示します。電卓で同じ計算を確かめられます。

例: チューブ内径 50 mm のエアシリンダ

チューブ内径 50 mm・ピストンロッド径 20 mm・使用圧力 0.5 MPa・負荷率 0.5 で計算すると、次のとおりです。

理論出力は、押出し側 981.7 N・引込み側 824.7 N です。SMC の資料3「理論出力表」の、チューブ内径 50 mm・ロッド径 20 mm・0.5 MPa の欄は、押出し側（OUT）980 N・引込み側（IN）825 N です。表は受圧面積を有効数字3桁に丸めてから計算しているので、末尾の数が少し違います。

表示される注意

• エアシリンダで使用圧力が 1.0 MPa を超えると、「使用圧力が 1.0 MPa を超えています。」と表示します。SMC の理論出力表の使用圧力は 0.2〜1.0 MPa です。kgf/cm² の数をそのまま入力していないか、確かめてください。
• 油圧シリンダで使用圧力が 1 MPa より低いと、最低使用圧力のめやすより低いと表示します。ダイキンの資料は、めやすをヘッド側 0.5 MPa・ロッド側 1 MPa としています。
• ピストンロッド径がチューブ内径と同じか大きいと、引込み側の受圧面積が 0 以下になるので計算しません。
• 数でない字・0・負の数は計算しません。どの欄を直せばよいかを表示します。

表示の桁

推力（N・kN）は有効数字4桁、受圧面積（mm²・cm²）は有効数字5桁で四捨五入して表示します。受圧面積を1桁多く表示するのは、「計算の内訳」の式を電卓で追ったときに、推力の4桁が同じになるようにするためです。整数の部分は丸めないので、1,000 N 以上は整数で表示し、12,345 N のような大きな数も全部の桁を表示します。

出典

• SMC「エアシリンダの機種選定」技術資料（資料1 チューブ内径の選定・資料3 理論出力表）
• 日進 参考資料（油圧の計算式）
• ダイキン テクニカルサービスデータ T-2「油圧装置の実際計画」・油圧シリンダの選定