エアシリンダを中間停止させる方法とは？電磁弁制御〜シリンダオプションを紹介

2021年1月2日2023年11月30日

エアシリンダはストローク端の2点間動作が通常ですが、ストロークの途中で止める中間停止の方法がいくつか存在します。

電磁弁など回路上で対応する方法、中間停止機能付きのシリンダを使用する方法などありますが、それぞれメリットとデメリットがあります。

本記事ではエアシリンダを中間停止させる方法と、そのメリットとデメリットについて説明していきます。

【方法1】3位置センタークローズの電磁弁を使用する

中間停止させたいシリンダに使用する電磁弁を、3位置センタークローズにする方法です。オールポートブロックとも呼ばれます。

3位置センタークローズの電磁弁は、通電OFF時にシリンダ側（ABポート側）のエアを閉じ込めることで、シリンダをその場で停止させることができます。

シリンダは標準品を使用できるため、安価に中間停止ができるメリットがあります。ただし、電磁弁はエア漏れが発生するため、長時間の保持はできません。

【方法2】パイロットチェック弁を使用する

パイロットチェック弁は、電磁弁のセンタークローズと同様、シリンダ側のエアを閉じ込めることでシリンダを中間停止させる方法です。

パイロットポートにエアを入れると弁が開き、エアを排気すると弁が閉じる仕組み。上図のような回路で配管すると、電磁弁OFF時にシリンダを中間停止させることができます。

電磁弁センタークローズよりも部品点数が増えますが、エア漏れが少なく長時間保持させることができる特徴があります。

SMCのSYシリーズやCKDの4Gシリーズでは、電磁弁の中にパイロットチェック弁を組み込めるオプションも存在します。

【方法3】中間停止機能付（ロッド締め付け式）のシリンダを使用する

シリンダ機種の一つで、ピストンロッドを外周から締め付けることで中間停止をさせる方法です。SMCのCLシリーズやCKDのJSGシリーズなどが該当します。

ロックポートにエアを供給することでロッドの締め付けは解放されフリーになり、エアが排気されるとロッドが締め付けられその場で保持されます。

この方式はコスト面は高価になりますが、保持の信頼性が非常に高く長時間の保持も問題ありません。自動車生産設備にも多くの実績があるシリーズです。

【方法4】中間停止機能付（斜板式）のシリンダを使用する

これもシリンダ機種の一つで、ピストンロッドに斜板で力を加えることにより中間停止をさせる方法です。SMCのCL1シリーズやCKDのUSSDシリーズなとが該当します。

ロックポートにエアを供給すると斜板が傾き、ロッドを拘束する力が加わらなくなりフリーになります。エアが排気されるとロッドへ拘束力が働きその場で保持します。

締め付け方式に比べ安価なメリットがありますが、ロックするストローク方向が片方向に限定されることと、斜板とロッドの接触部が摩耗すると保磁力が落ちるデメリットがあります。

【方法5】二段式シリンダを使用する

シリンダのオプションで二段式に対応している機種があります。SMCにもCKDにも複数機種で存在しています。

中間停止機能付のシリンダはどんな位置でも停止できる反面、エア配管長さや電磁弁ON/OFFのタイミングによっては停止したい位置をオーバーランしてしまいます。

二段式は中間停止したい位置を変動させることはできませんが、決められた位置で誤差なく確実に停止させることが可能です。価格も比較的安価です。

まとめ

本記事のようにエアシリンダを中間停止させる方法はたくさん存在します。

停電時に中間停止させたいものの、数十分程度だけ停止していれば良いのならセンタークローズの電磁弁で良いです。

反対に長時間保持できなければ安全面に支障をきたす箇所であれば中間停止機能付シリンダを使用するべきです。

どの方法を選択するかは、保持できなくなった場合のリスクとコストとの兼ね合いをよく検討した上で決めていきましょう。