# 空気圧シリンダ推力計算 出典記録

```yaml
document_status: draft
project: mechanical-tools
unit: MP-PNEUMATIC-CYLINDER-FORCE-CALCULATOR-001
```

本書は、`pneumatic-cylinder-force.html`（複動空気圧シリンダの理論推力・実用目安推力計算）で採用した式・前提条件・負荷率の扱いの根拠を記録する内部文書。

## 対象の技術的主張

複動空気圧シリンダにおいて、押し側（伸び側）・引き側（縮み側）の受圧面積と使用圧力から理論推力を求める式、および負荷率を用いた実用目安推力への換算の考え方。

## 資料1（メーカー公式・CKD）

- 資料名：シリンダ 理論推力表（カタログPDF）
- メーカー名：CKD株式会社
- URL：https://www.ckd.co.jp/kiki/jp/file/2778
- 確認日：2026-07-26
- 確認方法：検索エンジンによる抜粋確認（PDFバイナリを取得したが、テキスト変換ツールの制約により全文の直接閲覧はできず、検索結果のスニペットで内容を確認）
- 確認した式：シリンダ内径の計算式 F = π/4 × D² × P（Fは理論推力、Dは内径、Pは使用圧力）。負荷率の計算式 α = W/F × 100（%）（Wは負荷合計荷重、Fは理論推力表から選定した値）
- 一般式かメーカー固有条件か：F=π/4×D²×Pは一般式（受圧面積×圧力の基本式）。α=W/F×100の負荷率算出方法自体は一般的な考え方だが、負荷率の許容目安値（何%まで許容するか）はCKD製品の理論推力表・カタログに基づく個別条件であり、他社製品にそのまま適用できるものではない
- 採用した内容：理論推力の基本式（押し側・引き側とも受圧面積×圧力）、負荷率＝負荷／理論推力という定義そのもの
- 採用しなかった内容：CKD製品固有の負荷率許容目安値（本ページでは掲載しない）
- ページへの反映箇所：使用式セクションの理論推力の式、入力フォームの負荷率の定義

## 資料2（メーカー公式・SMC、間接確認）

- 資料名：エアシリンダの選定（技術資料PDF）
- メーカー名：SMC株式会社
- URL：https://www.smcworld.com/catalog/BEST-technical-data/pdf/AirCylinder-Select-Tech.pdf （検索結果に掲載されていた別URL：https://ca01.smcworld.com/catalog/BEST-technical-data/pdf/2-m27-49.pdf も同一系統の資料）
- 確認日：2026-07-26
- 確認方法：直接アクセスは403エラーで拒否されたため、検索エンジンのスニペットで内容の一部を確認。検索結果には「手順：シリンダのチューブ内径を求めます（グラフ参照）。目的に合わせ、負荷率を決定します。作業目的：静的作業（クランプ、バイス低速のかしめ等）…」という選定手順の記載を確認
- 確認した内容：SMCは負荷率を「作業目的（静的作業／動的作業等）ごとにグラフを参照して決定する」選定手順を採っており、単純な固定パーセンテージ表だけに依らない選定方法を用いていること
- 一般式かメーカー固有条件か：メーカー固有の選定手順・グラフであり、具体的な負荷率の数値・グラフの読み取り方は本ページに転載していない
- 採用した内容：負荷率は作業条件（速度、姿勢、ガイドの有無等）によってメーカーごとに異なる方法で決定されるものであり、単一の推奨値として断定できないという方針
- 採用しなかった内容：SMC固有のグラフ・数値そのもの（著作権・転載防止の観点、および全文を直接確認できていないため）
- ページへの反映箇所：「選定上の注意」セクションの負荷率に関する記述

## 資料3（一般式の追加確認・二次資料）

- 資料名：エアシリンダの選定計算（推力計算）基礎と計算例
- 発行元：tsurfの機械設計研究室（mecha-design-labo.com）
- URL：https://www.mecha-design-labo.com/entry/eacylinder-suiryokukeisan
- 確認日：2026-07-26
- 採用した内容：押し側出力 = (D/2)²×π×P、引き側出力 = P×{π×(D²-d²)/4}という式の表現（資料1のCKD式と数学的に同一であることを確認）。必要推力＝外部負荷力＋加速力という設計側の考え方（本ページの計算対象外として注意事項に反映）
- 数値掲載の有無：あり（安全率の目安：ロッド付き1.5、ロッドレス2.0）。ただし本ページでは安全率の数値を掲載せず、利用者確認事項として扱う
- 適用条件：本資料は二次情報であり、式の整合確認の補助として使用した
- 未確認事項：具体的な安全率数値の一次資料（メーカー資料）での確認

## 情報源間の整合確認

- 資料1（CKD公式）と資料3（二次資料）が示す理論推力の式は、数学的に同一（F=受圧面積×圧力）であることを確認した
- 資料1・資料3とも、押し側は内径のみに基づく面積、引き側は内径とロッド径の差に基づく面積という構造で一致
- 独自にD=32mm、d=12mm、P=0.5MPaの条件で計算し、A1≈804.25mm²、A2≈691.15mm²、F1≈402.12N、F2≈345.58Nとなることを確認した

## 採用しなかった情報・断定を避けた事項

- 負荷率の具体的な推奨パーセンテージ（例：静的70%、動的50%、ガイド付き水平100%等）：既存の`pneumatics-hydraulics.html`にはBatch A調査時点の二次資料（d-engineer.com、SMC理論推力表の要約とされる）に基づく目安が既に記載されているが、これはメーカー資料の直接確認ができていない数値であるため、本計算ページでは新たな負荷率の推奨値として断定・掲載しない
- 本ページの負荷率入力欄は、利用者が自身の用途・メーカー資料に基づき判断して入力するものとし、デフォルト値（50%）は「計算例用の初期値」であり推奨値ではないことを明記する
- 許容運動エネルギー、クッション能力、座屈、横荷重、必要推力の詳細計算（外部負荷力+加速力）は、本ページの対象外として注意事項に明記した

## 注意事項

- 本ページの計算は複動シリンダの理論推力（静的な理想値）であり、実機では摩擦、圧力損失、背圧、配管抵抗、動作速度、取付姿勢、シール状態等により実際に得られる推力は低下する
- 負荷率はメーカー・シリーズ・用途（速度・姿勢・衝撃・制御方式）により異なり、本ページの初期値は計算例のためのものであって、設計上の推奨値ではない
- 垂直用途・保持用途では、空気圧のみに安全を依存せず、ロック機構、落下防止機構、メカストッパ等の検討が必要（停電・圧力低下・ホース破損時の対策を含む）
- クッション能力、許容運動エネルギー、座屈、横荷重は本計算の対象外
- 最終的な機種選定は、メーカーの理論推力表・選定ツール・カタログで確認する必要がある