軸に明確な二つの終端位置があり、工場に安定した圧縮空気がすでにあり、必要な動作が高速で反復的で、工程がプログラム可能な中間停止、力フィードバック、レシピ別プロファイルを必要としない場合は、電動アクチュエータより空圧シリンダを選びます。これら最後の制御が重要なら、比較は電動アクチュエータから始めます。
これが実務的な答えです。より深い問いは、機械が制御された動作を必要としているのか、それとも信頼できる動作を必要としているのかです。高くつくアクチュエータ選定ミスの多くは、単純な伸長・戻り作業を完全なモーション軸として指定したり、プログラム位置決め作業を「シリンダを足せばよい」と単純化したりするところから始まります。
空圧シリンダは、ピストン、ロッド、またはキャリッジを位置間で動かす圧縮空気式リニアアクチュエータです。電動アクチュエータは、ねじ、ベルト、その他の伝達機構を使って位置、速度、ときには力を制御するモータ駆動軸です。二位置動作とは、工程が伸長と戻り、開閉、クランプと解放、押し出しと復帰だけを必要とする状態です。
要点
- ISO 15552は、32-320 mmボアの10 bar空圧シリンダを扱います。
- Festoは、負荷、精度、動的応答、環境、コストを主なアクチュエータ選定基準として挙げています。
- 二位置動作ではまずシリンダを使い、プログラム動作ではまず電動を使います。
経験上、最初に聞くべき最良の質問は「どちらのアクチュエータが優れているか」ではありません。「何が起きるとこのステーションは部品を不良判定するのか」です。不良条件がハードストップ未到達なら、シリンダが合う可能性があります。不良条件がプロファイル未達なら、フィードバック付きアクチュエータが必要になる可能性が高いです。
短い答え: 動作に二つの停止位置があるならシリンダを選ぶ
ISO 15552は、1,000 kPa、つまり10 barで、32 mmから320 mmまでのボアを持つ空圧シリンダシリーズを定義しています。標準化された空気駆動動作が、必要な力、速度、繰返し性で二つの物理的終端位置へ到達できるなら、シリンダを選びます（ISO, 2025）。
最も分かりやすいシリンダ用途は機械的です。ゲートが開く。クランプが閉じる。ダイバータが切り替わる。プッシャが箱を排出する。ストップピンが上がる。スライドがストローク端まで動く。どの場合も、機械が重視するのは、アクチュエータが終端位置へ到達し、それを確認できることであり、プログラムされた経路を追従することではありません。
最初のふるい分けは次の通りです。
- 伸長と戻りで作業が解決するなら、シリンダを選びます。
- 最終位置をハードストップが決めるなら、シリンダを選びます。
- 保存プロファイルより速度と単純な保守が重要なら、シリンダを選びます。
- 工場エアシステムがすでに十分な容量で保守されているなら、シリンダを選びます。
- 多位置、協調動作、フィードバックデータが必要なら、電動を選びます。
カテゴリ全体の説明は、関連するシリンダとアクチュエータの違いの記事を参照してください。本記事はより狭く、いつシリンダを第一候補にするかを判断します。
どの要件ならシリンダがより良い第一候補になるのか？
Festoは、負荷、精度、動的応答、環境、コストをアクチュエータ選定の主な要素として挙げ、空圧は明確な終端位置を持つ高速で反復的な動きに適していると述べています。これら5要素が単純な空気駆動動作を指す場合、シリンダがより良い第一候補になります（Festo, 2026参照）。
機械的な仕事から始めます。ステーションが既知の負荷を二つの位置間で動かすだけなら、構成は単純にできます。シリンダ、バルブ、チューブ、継手、流量制御、終端センサ、エア源処理です。この単純さが利点です。工程がサーボレベルの制御を必要としない限り、サーボレベルの解決策を追加しないでください。
典型的なシリンダ優先用途は次の通りです。
- 治具またはコンベアポケットからの製品排出
- クランプと解放動作
- ゲート、フラップ、ダイバータの作動
- ストッパシリンダと位置決めピン
- 圧力で力を決める短ストロークプレス
- 明確な終端位置を持つ包装搬送
- ロッドレスシリンダまたはガイド付きスライドで負荷を運ぶ長ストローク動作
力が最初の計算です。空圧シリンダでは次の通りです。
シリンダ推力 = 作動圧力 x 有効ピストン面積
1 bar = 0.1 N/mm2伸長では全ピストン面積を使います。戻りではロッド面積を差し引きます。その後、摩擦余裕、横荷重の実態、速度損失、安全率を適用します。計算上は十分に見えるシリンダでも、ガイド、バルブ流量、クッション、取付が間違っていれば失敗します。
いつシリンダから電動アクチュエータへ切り替えるべきか？
Festoは、位置を正確に到達させる必要がある場合や経路を追従する必要がある場合、通常は電動ドライブ技術が明らかな第一候補になると述べています。AutomationDirectは、一般的な電動リニアアクチュエータの駆動方式として、ボールねじ、リードねじ、ベルト駆動の3つを挙げています（Festo, 2026参照; AutomationDirect, 2022）。
用途が単純動作ではなく制御された動作を必要とする場合、第一候補を電動へ切り替えます。実務では、プログラム位置、加減速ランプ、同期軸、位置記録、測定された力、保存レシピがこれに当たります。空圧シリンダもフィードバックと比例制御で強化できますが、その分、調整と空気システム依存性が増えます。
工程が次を必要とする場合は電動を先に使います。
- 二つを超える繰返し位置
- 製品レシピによる位置変更
- 速度と加速度プロファイル
- フィードバック付きの力またはトルク制限
- 多軸協調
- 追跡可能な位置または力データ
- 圧縮空気品質への低依存
この境界は精度記事に近いため、本記事では繰り返しません。精度、繰返し性、サーボ空圧の中間領域については、シリンダと電動アクチュエータの精度比較ガイドを使います。
コストとエネルギーは判断をどう変えるか？
Tolomaticは、アクチュエータの総所有コストを初期購入費と耐用期間中の年間運転費で捉え、電動システムは約70-80%の効率で動作できる一方、空圧システムは10-30%であることが多いと述べています。これは電動が自動的に正解という意味ではなく、デューティサイクルが重要という意味です（Tolomatic, 2026参照）。
空気システムがすでにあり、軸が断続的で、ハードウェアを単純に保てる場合、シリンダは依然として低コストの選択になることがあります。見積りにはシリンダ、バルブ、チューブ、継手、センサ、流量制御が含まれます。ステーションが時々しか動かないなら、エネルギー損失は追加の電動ハードウェアと設定作業より小さいかもしれません。
ただし、シリンダが大きい、ストロークが長い、サイクルレートが高い、圧力を上げる、または空気システムに漏れがある場合、空圧コストは増えます。安価な部品が高価な空気消費源になることがあります。そのため、空圧選択を承認する前に空気需要を計算する必要があります。
より広いモデルには次の記事を使います。
- 総TCOはシリンダと電動アクチュエータのコスト差を参照。
- エアシステム選定は空圧流量の計算方法を参照。
- 力の計算は空圧の基本法則を参照。
最終選定前に必要な安全と環境の確認は何か？
OSHA 1910.307は、危険分類区域を文書化し、その区域内の電気機器を本質安全、承認品、またはその場所に対して安全なものにすることを求めています。CAGIは、よく設計された圧縮空気システムでは使用点までの圧力降下が通常10%以下であると述べています（OSHA, 2026; CAGI, 2022）。
仕様に「空圧なら防爆」と書かないでください。シリンダ本体は軸からモータを外せるかもしれませんが、設置システムには電磁弁、センサ、ケーブルグランド、マニホールド、排気点、保守手順、接地が含まれます。まず区域分類を確認します。
洗浄、粉じん、温度、薬品でも同じです。シリンダは厳しい環境で強い選択肢になり得ますが、シール、ロッドワイパ、ガイドレール、チューブ、継手、センサ、バルブがその暴露に合う必要があります。電動アクチュエータも保護できますが、モータ、ドライブ、フィードバック、コネクタ、ケーブルの同じ確認が必要です。
最終選定前に、次の環境チェックを使います。
| 確認 | シリンダ側の問い | 電動アクチュエータ側の問い |
|---|---|---|
| 危険区域 | バルブ、センサ、排気、継手はゾーンまたは区分に承認されていますか？ | モータ、ケーブル、ドライブ、フィードバック機器は承認されていますか？ |
| 洗浄 | シール、グリース、表面仕上げ、センサ取付は洗浄可能ですか？ | コネクタ、ケーブル経路、筐体等級は適切ですか？ |
| 粉じん | ワイパ、ガイド、バルブろ過は指定されていますか？ | ねじ、ベルト、ガイド、フィードバックは汚染に耐えますか？ |
| 熱 | シール、潤滑、チューブ仕上げは実温度に対応していますか？ | モータ、エンコーダ、ドライブ、ケーブルの限界は許容できますか？ |
| 保守 | 現地スタッフはシール、継手、バルブを交換できますか？ | 現地スタッフはドライブ、エンコーダ、ソフトウェア不良を診断できますか？ |
より深い環境レビューには、アクチュエータ選定における環境要因の専用記事を使います。
シリンダ優先の判断マトリクス
CAGIはコンプレッサ吐出から使用点までの圧力降下を10%以下にすることを推奨し、Festoは精度、エネルギー使用、負荷、動的応答、環境、コストを単独で判断しないよう示しています。これらのシステム確認が見える状態になってからマトリクスを使います（CAGI, 2022; Festo, 2026参照）。
| 用途条件 | シリンダを先に選ぶ | 電動を先に選ぶ |
|---|---|---|
| 位置数 | 二つの終端位置 | 多くの保存位置 |
| 動作プロファイル | 単純な伸長と戻り | 制御された加速、経路、停止プロファイル |
| 力要求 | 圧力とボアで力を設定できる | 力の測定または記録が必要 |
| 空気供給 | 軸位置で安定圧力と十分な流量 | 空気供給なし、弱い空気供給、高い空気費 |
| 環境 | 単純なハードウェアを保護しやすい | 保護された電動パッケージが実用的で必要 |
| 保守技能 | 機械・空圧保守が可能 | モーション制御支援が可能 |
| 段取り替え | 停止位置がほとんど変わらない | レシピで位置または速度が頻繁に変わる |
| データ | 終端位置確認で十分 | 位置、力、電流、故障データが必要 |
このマトリクスは関連する記事群の役割も守ります。コストページは詳細TCOを扱います。環境ページは暴露条件を扱います。精度ページは精度と繰返し性を扱います。本記事は、バイヤーの即時の可否判断、「シリンダを先に選べるか」に答えるべきです。
長ストローク搬送では、シリンダ優先の結果をロッドレスシリンダの用途と比較してください。コンパクトな長移動が必要で、プログラム動作は不要な場合、ロッドレスシリンダが正しい答えになることがあります。
電動アクチュエータよりシリンダを選ぶFAQ
Festoのアクチュエータ選定指針は、負荷、精度、動的応答、環境、コストの5つの主要要素を挙げています。以下のFAQは、電動アクチュエータではなくシリンダを比較の先頭に置けるのはいつか、という狭い問いに同じ要素を適用します（Festo, 2026参照）。
空圧シリンダは常に電動アクチュエータより速いですか？
いいえ。空圧シリンダは高速で反復する端点間動作に強いことが多いですが、速度はボア、ストローク、負荷、バルブ流量、チューブ長、圧力降下、クッション、排気経路に依存します。プロファイル制御が必要な場合など、正しく選定された電動アクチュエータも高速に動けます。
どちらの技術がより高精度ですか？
軸にプログラム位置、繰返し精度、プロファイル、フィードバックが必要な場合、通常は電動アクチュエータが有利です。空圧シリンダもハードストップに対して良好に繰返せます。精度が主要求なら、選定前に専用の精度比較を確認します。
空圧シリンダは危険区域で自動的に安全ですか？
いいえ。空圧シリンダは移動軸からモータを外せますが、設置システムには電気式バルブ、センサ、スイッチ、配線が含まれる場合があります。OSHA 1910.307は危険分類区域と電気機器選定を文書化し、その場所に対して承認することを求めています。
どんな場合にシリンダを最初に選ぶべきではありませんか？
多くのプログラム位置、同期軸、測定された力、記録される位置データ、頻繁なレシピ変更、制御された加減速が必要な機械では、基本シリンダを最初に選ばないでください。これらの要件は電動モーション、または慎重に設計されたサーボ空圧システムを示します。
シリンダ承認前に何を計算すべきですか？
押し力、引き力、安全率を含む負荷、必要流量、目標ストローク時間、クッションエネルギー、圧力降下、空気消費量を計算します。最低限、ボアと圧力で力を確認し、その後ストローク、サイクル時間、バルブサイズ、チューブ長で流量を確認します。
RFQにはどんな情報を送るべきですか？
ストローク、負荷、動作方向、目標サイクル時間、必要位置、許容差、アクチュエータ位置での利用可能圧力、バルブ電圧、環境、取付姿勢、横荷重、ガイド方式、安全分類、写真やスケッチを送ります。荷重経路のスケッチは誤った見積りを大きく減らします。
出典
- ISO 15552:2018。根拠: 1,000 kPaまたは10 barの空圧シリンダシリーズと32-320 mmボア範囲。2026-07-07参照。
- Festo, "Electric vs Pneumatic Actuators: How to Choose the Right Solution"。根拠: アクチュエータ選定基準と空圧/電動の用途境界。2026-07-07参照。
- AutomationDirect, "What are Electrical Actuators?"。根拠: 電動アクチュエータ駆動方式と構成背景。2026-07-07参照。
- AutomationDirect, "What is a Pneumatic Cylinder?"。根拠: 空圧シリンダ背景動画。2026-07-07参照。
- Tolomatic, "Total cost of ownership: pneumatic vs electric linear actuators"。根拠: TCOの捉え方、耐用期間要素、エネルギー効率比較。2026-07-07参照。
- OSHA 1910.307, "Hazardous classified locations"。根拠: 危険分類区域、文書化、承認電気機器要件。2026-07-07参照。
- CAGI, "Technical Brief on Pressure Drop"。根拠: 10%圧力降下目標と使用点圧縮空気確認。2026-07-07参照。