油圧シリンダとは？仕組み・構造と種類、推力の計算・エア抜き・選び方

油圧シリンダとは

油圧シリンダは、チューブの中のピストンを油の圧力で押し、ピストンにつながったロッドを出し入れする機器です。油圧シリンダー・ハイドロリックシリンダとも呼びます。油圧ポンプから送った油で動かし、切り替え弁で油の向きを変えて押しと引きを切り替えます。

比較ページには、工場・建設・設備の現場で使う汎用形・薄形・小形・高圧形の油圧シリンダを載せています。エアシリンダ、油圧クランプ、油圧プレスの本体、電動シリンダ、ポンプと一体の手動ジャッキ、車両メーカー向けの専用設計品は載せていません。

仕組み・⁠⁠⁠構造

• チューブ：ピストンが動く筒。両端にロッドカバーとヘッドカバーが付く
• ピストン：油の圧力を受けて動く部品。パッキンで油が反対側へ漏れないようにしている
• ロッド：ピストンにつながり、外に出て物を押す・引く。ロッドブッシュとロッドパッキンで支えて油漏れを止める
• ロッド側・ヘッド側：ピストンで仕切られた2つの部屋。ロッドのある側がロッド側、反対がヘッド側
• タイロッド：汎用形でカバーとチューブを締める棒。薄形はチューブとカバーが一体で、タイロッドが無い

単動と複動の違い

複動形

ロッド側とヘッド側に油を入れ替えて、押しも引きも油圧で動かします。工場の機械に組む汎用形・薄形の多くは複動形です。理研機器は、使う回数が多いときや重い治具を付けて引くときに複動のD・MDシリーズを選ぶよう案内しています。

単動形

押す側だけ油圧で動かし、戻りはばねや荷重に任せます。理研機器のS・MSシリーズと大阪ジャッキ製作所のE形パワージャッキは、ばねで戻る単動です。

3つの種類

汎用形（タイロッド形）

カバーの間をタイロッドで締めた形で、呼び圧力は7MPaと14MPaです。Parker TAIYOの70/140H‑8とジェイテクトフルードパワーシステムのTFは、どちらも内径32〜250mmです。

薄形・⁠⁠⁠小形

チューブとカバーが一体の薄形と、内径の小さいミニシリンダです。ジェイテクトフルードパワーシステムのTCSはタイロッド式の約1/3の大きさ（当社比）、SMCのCHNは内径20〜40mm、JPNのPMは内径15〜40mmです。

高圧形（70MPa級）

油圧ポンプとホースでつないで使う、70MPa前後のシリンダです。エナパックのRC Trioは能力45〜933kN、理研機器のD・MDは最大出力40〜2,000kNです。

推力の計算

SMCの技術資料では、理論出力を次の式で求めます。

• 押し側：π/4 × 内径の2乗 × 使用圧力
• 引き側：π/4 ×（内径の2乗 − ロッド径の2乗）× 使用圧力
• 実際の力は摺動抵抗や圧力損失で小さくなる。低速（100mm/s以下）⁠な⁠ら負荷率60〜80％、高速なら25〜35％で内径を選ぶ

エア抜きとクッション調整

ジェイテクトフルードパワーシステムの選定資料にある手順です。

• エア抜き：速度10mm/s以下で動く程度の低い圧力の油を送り、反加圧側の空気抜きボルトを1〜2回転ゆるめて、泡が出なくなるまで抜く
• ボルトをゆるめすぎない：ボルトや中の鋼球が飛び出し、油が噴き出す
• 空気を残さない：断熱圧縮で高い圧力と熱が出て、パッキンやシリンダを壊すことがある
• クッション調整：速度50mm/s以下の低速から、少しずつ速度を上げながら合わせる

選ぶときに見る点

• 力：チューブ内径と使用圧力で決まる。高圧形は出力（kN）⁠で⁠選⁠⁠⁠⁠ぶ
• 圧力：汎用形は7MPa・14MPa、薄形は16MPa、高圧形は70MPa級。ポンプや弁も同じ圧力に合わせる
• 長さ：ストローク。高圧形はストロークの端まで使い切らない（理研機器）
• 速さ：使用速度の範囲。薄形の160S‑1とTCSは8〜100mm/s
• 横荷重：ロッドに横からの力をかけない。理研機器の許容偏荷重は2.5⁠％⁠⁠⁠以内
• 作動油：清浄度はNAS12級以内（ジェイテクトフルードパワーシステムの選定資料）

値段

表の11製品は、どれもメーカーの公式に値段を出していません。Parker TAIYOは公式の価格・納期算出ページで出せるので、内径・ストローク・取付の形を決めて見積もりを取ります。