ワークを突き当てに押し付ける軸、エアシリンダと電動アクチュエータの費用比較

顧客のワークを台に載せ、外部のガイドで水平に100mm送り、前進端の突き当てに当接させて150〜250Nで0.2秒押し付けてから戻す軸を考えます。台とワークを合わせた可動質量は3.2kg、1往復は1.6秒以内、1日10,000回です。この軸をエアシリンダで組むか電動アクチュエータで組むかは、費用を比べる前に、ワークの条件でいくつかが決まります。

ワークの条件	軸で決まること
押付け力150〜250N、0.2秒保持	エアはφ25（0.5MPaで246N）。電動はLEY25のリード6mm（126〜238N）で、速さの上限は250mm/sになる
突き当てに当たる速さ	エアは前進端で417mm/s。電動は押当て運転で30mm/sまで落としてから当たる
可動3.2kgを水平に送る	前進端で受けるエネルギーは、エアがモデルで0.13〜0.39J、電動が0.0014J
停止位置の数と品種替え	3点まではエア、4点以上は電動

ワークと台の当接面がどれだけの速さとエネルギーまで受けられるか、当たったときにワークが台の上でどれだけずれてよいかは、モデルからは決まりません。設計者が客先に確認する項目です。

費用で見ると、φ25×100mmのエアシリンダを1日10,000回、7年動かしたときの機器と電気代の累計は約6.9万円です。同じ軸を電動アクチュエータにすると約13.6万円。電気代の差は7年で約2.1万円にしかならず、初期費用の差8.9万円を埋めません。

交換費を除くと、7年で累計が並ぶのは1日20〜28m³（ANR）です。実際にはそこに本体の交換費が段になって乗ります。基準の仮定でφ25×100の電動が安くなるのは1日約26,800〜28,550回の範囲だけで、電動の本体の寿命を5,000kmと置くとこの範囲はなくなります。自分の軸は、次の表を上から順に確認すると決まります。

確認すること	こうならエア	こうなら電動
工場に圧縮空気があるか	ある	圧縮機を新しく追加し、つなぐ軸が6本未満
停止位置の数	3点まで	4点以上。初期費用だけなら5点から
品種替えで位置を動かす回数	動かさない	1回15分で年8回、30分で年4回を超える
ワークに当てる速さ	300mm/s前後で当ててよい	30mm/sまで落としたい
1日に使う空気	10m³未満	30m³以上で、本体の寿命をメーカーに確認できる

計算の値はどれもモデルの値で、実機で測ったものではありません。安全面の確認もまだです。

ワークを突き当てに押し付けて戻る、水平100mmの軸

要求は次の表のとおりで、どれもこの記事の前提として決めた値です。組立機の中で、ワークを載せた台を押して突き当てに当接させ、0.2秒押し付けて戻る軸を想定しました。

項目	この記事の前提
動かすもの	外部のガイドに載せた台とワークで、可動3.2kg。ガイドの摩擦係数は0.1
ストローク	水平に100mm。前進端は機械の突き当て
押付け力	前進端で150〜250Nを0.2秒保持
位置の精度	前進端は突き当てで決まる。後退端は±0.5mm
往復の時間	1.6秒以内。前進、押当て、保持、後退の合計
停止位置	前進端と後退端の2点
運転	1日10,000回（16時間で5.76秒に1往復）、年250日、7年
エア	工場の配管から減圧弁で0.5MPa。圧縮機の吐出圧力は0.7MPa
電気	DC24Vの盤。電動は1軸48Wぶんの電源を増設。PLCとはパラレルI/O

シリンダの内径は押付け力で決まりました。φ25は0.5MPaで理論出力246Nなので、負荷率は0.61で、SMCが静的作業の目安とする0.7に収まります¹。φ20は157Nで0.96になり、外しました。

電動も同じ押付け力で型番が決まります。SMCのLEY25はリード12mmだと押当て推力が122Nまでで足りず、リード6mmの126〜238Nが必要です²。ただ、リードを細かくした分、速さの上限は250mm/sに下がり、これがあとでサイクルタイムに影響します。

比べた4つの構成

構成	中身	初期費用の目安
標準エア	φ25、電磁弁、速度制御弁2個、スイッチ2個、減圧弁、φ6の配管1m	31,251円
省エネのエア	配管をφ4で0.3mに縮め、減圧弁を0.45MPaに	31,039円
電動 ステップ	LEY25Eリード6、コントローラ、24V電源の増設	119,852円
電動 ACサーボ	LEY25リード6、100W、LECSB2-T	218,245円。AC200Vの配線は別

初期費用は機器の通販価格にPLCのI/O 1点1,000円（仮）を足した値で、内訳は機器表で確認できます。据付けと配線の工数、サイレンサ、FRLの按分は入れていません。電動のケーブルは1.5mの例で、モーターケーブルとI/Oケーブルを5mにすると約1.7万円上がります。

もう1案、戻りの圧力を0.2MPaに下げるエアも検討して、採りませんでした。空気はいちばん減りますが、モデルでは動き出しの速さが使用ピストン速度の上限を超えるからです。

1往復1.6秒に入るのはどれか

エアは2室の空気圧の微分方程式を解き、電動はカタログの加減速と整定の値から計算しました³。図で見てほしいのは灰色の待ちの長さです。

エアは1.11秒で、約0.5秒の余裕があります。電動ステップは1.50秒で、要求の1.6秒にぎりぎり収まりました。差の大半は、位置で止まるまでの整定0.2秒と、押当て運転で3mmを30mm/sで押す0.1秒です。

摩擦や負荷、弁の応答を振った1,000回でも、エアは中央1.10秒、最大1.29秒、電動は中央1.51秒、最大1.58秒で、どちらも1.6秒を超えませんでした⁴。

センサの置き場所で、PLCの待ち方が変わります。シリンダのスイッチは動作範囲の中央に合わせるので、ピストンが前進端に着く少し手前でONします⁵。モデルでは、端に着いてから押付け力が150Nに届くまで、さらに0.10秒かかりました。スイッチのONを押付け完了に使えないので、タイマーで待つか、圧力スイッチを追加します。PLCの遅れはスイッチの応答1ms以下とスキャン5msを含めて片道10ms（仮）です。電動はINPが推力の到達でONするので、この待ちをコントローラに任せられます。

要求が1.3秒まで縮むなら、電動はLEY32のリード16mmで1.28秒。本体とケーブルとコントローラで約10.9万円になり、電源も120Wが必要です。1.2秒だとACサーボの1.02秒しか入りません。SMCのカタログは押当て相当の制御にLECSS-TかLECSB2-Tを選ぶよう書いているので²、その組で初期費用はステップより約9.8万円上がり、AC200Vの配線のぶんは別です。

同じ1.2秒を、エアは設定350mm/sの1.00秒で通せますが、最大721mm/s、前進端で0.39Jと余裕はありません。設定を300〜400mm/sで振った1,000回では、最大速度が750mm/sを超えた組が31.9%、0.4Jを超えた組が15.4%でした。基準の設定でも750mm/s超は4.3%あります。クッションか減速回路を追加する前提なら、この例では費用もエアが有利です。

ワークが当たる前進端と、クッションで受ける後退端

前進端は機械の突き当てで止まるので、シリンダの内蔵クッションは関係ありません。SMCの資料でも、クッションは外部ストッパがないときのものです¹。設定300mm/sでも、可動3.2kgと空気の圧縮性で速さが振動し、途中は657mm/sまで上がって、前進端には417mm/sで当たりました。この軸の前進端はモデルで0.13〜0.39Jで、受けるのは突き当てと台の上のワークです。設定を200mm/sに絞って往復1.52秒にしても、300mm/sで当たります。

前進端で受けるエネルギーは、可動質量と当たる速さから½mv²で見積もれます。電動は押当て運転で30mm/sまで落としてから当たるので、エアの約200分の1です。

エア（417mm/s）  ½ × 3.2 kg × (0.417 m/s)² = 0.28 J
電動（30mm/s）   ½ × 3.2 kg × (0.030 m/s)² = 0.0014 J

0.28Jは、モデルの前進端の幅0.13〜0.39Jに入ります。ワークに当てる速さに制限がある軸では、費用より先にこの差で方式が決まるでしょう。

後退端には突き当てがなく、内蔵クッションが受けます。CM2のφ25は許容運動エネルギーが0.4J（ロッド先端おねじ）で⁶、モデルは391mm/s、0.24Jでした。1,000回で0.4Jを超えたのは後退端で3.4%、同じ基準で数えた前進端で11.4%です。後退端はエアクッション付き（差額1,861円、吸収0.78J）で足ります。

前進端で当ててよい速さのように、モデルの寸法から決められないワークの条件は、客先への確認事項として残ります。提供前の装置設計の支援アプリ MEKARIQ では、AI が決めきれないこうしたワークの条件を、客先への確認事項として一覧にします。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）ワーク仕様などの装置の条件から3D、組立図、部品図、部品表、回路図を生成し、生成のたびに検図の結果を○▲×で示します。

1往復の空気は0.67L、配管を縮めれば0.51L

SMCの技術資料の式で出しました¹。シリンダは容積を0から満たすので(P+0.1)÷0.1を、配管は大気圧から上げるだけなのでP÷0.1を掛けます。

押出し  qc1 = 491 mm² × 100 mm × (0.5 + 0.1) ÷ 0.1 × 10⁻⁶ = 0.295 L(ANR)
引込み  qc2 = 412 mm² × 100 mm × (0.5 + 0.1) ÷ 0.1 × 10⁻⁶ = 0.247 L(ANR)
配管    qp  = 12.6 mm² × 1,000 mm × 0.5 ÷ 0.1 × 10⁻⁶     = 0.063 L(ANR) × 2本
合計    q   = 0.668 L(ANR)／往復

同じ式をSMCの例題（φ50×600mm、0.5MPa、配管2m）に入れると13.01Lと0.566Lで、資料の約13Lと約0.56Lに合いました。

手当て	1往復の空気	標準との差
標準（0.5MPa、φ6で1m）	0.668L	基準
配管だけφ4で0.3mに	0.557L	−16.7%
さらに0.45MPaに（省エネのエア）	0.510L	−23.6%
戻りだけ0.2MPaに	0.506L	−24.2%
配管と0.45MPaと戻り0.2MPa	0.403L	−39.6%

配管だけで2割近く減ります。弁をシリンダのそばに移すだけなので、部品代はほぼ変わりません。0.45MPaでも負荷率は0.68で、0.7には収まります。

電気代には、圧縮機の比動力6.5kW/(m³/min)と漏れ15%、電気料金25円/kWhを使いました。カタログの定格と空気量の比は、22kWのスクリューで5.5、0.75kWの小型で8.1〜10.1あり、6.5はその間に仮に置いた値です⁷。漏れはコンプレッサーメーカーの調査で10〜20%という資料があり⁸、料金は工場向けの平均単価に再エネ賦課金を足した仮の値です⁹。

空気の単価 = 6.5 ÷ 60 × 25 ÷ (1 − 0.15) = 3.2 円/m³
1年 = 0.668 ÷ 1000 × 10,000回 × 250日 × 3.186 円 = 5,320円（1往復 306 J）

省エネのエアは年4,062円で、標準より年1,258円安くなります。初期費用も配管の差で212円安いので、費用の面で標準エアを選ぶ理由はありません。ただ、減圧弁で下がるのは消費量だけです。圧縮機の吐出圧力は0.7MPaのままで、0.1MPa下げて8〜9%という効果は工場全体の圧力を下げたときの話になります¹⁰。

電動の電気代は停止中の電力で決まる

LEY25の電力は、動いているとき40W、位置で止まっているとき15Wです¹¹。1往復のうち動いているのは1.26秒なので、電源効率0.88（仮）で割ると次のようになります。

動作  40 W × 1.26 s ÷ 0.88 = 57 J
停止  15 W × (5.76 − 1.26) s ÷ 0.88 = 77 J
合計  134 J／往復 → 年 93 kWh → 2,326円

エアの306Jに対して半分以下です。とはいえ、動いている間より止まっている間のほうが電気を使っています。夜も通電したままなら年852円、休日までなら、さらに年1,176円増えます。回数が減ると逆転し、1日約3,600回未満では電動のほうが電気を使います。LEY32と40は停止の電力が48Wと3倍で、φ40×100とLEY40なら約4,500回です。

戻りの圧力を下げる案を採らなかった理由

SMCのAS-Rは戻りの供給圧を0.2MPaに下げ、空気を最大30%減らせるとしています¹²。式では−24%でしたから、数字は合います。ところがこの軸のモデルでは、動き出しで問題が出ました。

モデルの前進は最大約1,500mm/sに達し、CM2の使用ピストン速度の上限750mm/sの2倍です。ロッド側の背圧が小さいと、メータアウトの絞りが効き始めるまで、ピストンの速さを抑えるものがありません。1,000回では全部の組が750mm/sを超えました。後退も、ヘッド側を絞り越しに抜く時間が0.12秒から0.39秒に延びます。

可動質量を軽くしても解決しません。0.5MPaのまま可動を0.5kgにすると、最大約2,900mm/sでした。メータインに替える手は、SMCのトラブル事例が低圧、低速で不安定になると書いています⁶。省エネのエアからさらに減る電気代は年850円なので、この軸では採りません。

もっとも、モデルは減圧と絞りを置いただけで、AS-RとAS-Qの中身が入っていません。SMCは応答の遅れは出ないと説明し、動き出しの衝撃を抑えるという報道もあって、モデルとは逆です¹²。片側だけ仕事をする軸で使うなら、動き出しの速さを実機で確認してください。

交換費を除くと1日20〜28m³で並ぶ

累計には電気代のほかに交換費を入れました。シリンダはSMCの試験例の8,000km、電磁弁は寿命7,000万回で交換すると置き、電動の本体は10,000kmと仮に置いています¹³。LEYには公開の寿命の値を見つけられず、ここがこの計算でいちばん弱い仮定です。

左の1日10,000回では、15年まで交差しません。右の30,000回では、電動が標準エアに6.2年で追いつきます。ただ、6.7年で電動の本体を交換する置き方なので、7年目は電動が62,524円高く戻ります。

この段を外して見るには、空気の単価で割るのが早道です。

7年で並ぶ1日の空気 = (初期費用の差 ÷ 7 + 電動の年の電気代) ÷ (250日 × 空気の単価)
φ25×100 = (88,601 ÷ 7 + 3,593) ÷ (250 × 3.186) = 20.4 m³（約30,500回）

電動の年の電気代は、並ぶ回数のときの値です。小型の圧縮機（比動力10、漏れ10%）なら単価は4.6円/m³になり、約14〜19m³で並びます。圧縮機の代金は別です。

軸、押付け力、1往復の空気	往復（エア／電動）	交換費を除いて7年で並ぶ
φ25×100、150N、0.67L	1.11秒／1.50秒	約30,500回、20.4m³
φ25×200、150N、1.21L	1.83秒／2.30秒	約17,800回、21.6m³
φ25×300、150N、1.75L	2.55秒／3.10秒	約12,700回、22.3m³
φ40×100、383N、1.51L	1.08秒／1.41秒	約17,100回、25.9m³
φ40×200、383N、2.90L	1.85秒／2.07秒	約9,200回、26.8m³
φ40×300、383N、4.29L	2.61秒／2.74秒	約6,500回、27.7m³

往復の時間は寸法ごとに違うので、この表は1.6秒の比較ではありません。1.6秒に入るのは100mmの2軸だけで、φ40の電動はLEY40のリード8mm（300mm/s）です。

交換費を除くと、7年で並ぶ1日の空気は寸法によらず20〜28m³に集まります。太い軸で少し上がるのは、電動の初期費用の差と停止の電力が大きくなるためです。そこに交換の段が乗り、電動の寿命を5,000kmと置くとφ25の軸は上限の回数まで並びません。

交換費の段が乗ると、電動が安い回数は限られた範囲になる

φ25×100の7年の差は、26,800回で0、28,571回で−5,842円です。ところが28,572回からは7年以内に電動の本体の交換が入り、+67,221円に跳ねます。30,000回で+62,524円、36,000回で+42,788円で、上限まで戻りません。

つまり、並ぶかどうかは電動の寿命で決まります。寿命を確認できない軸は、交換1回込みで比べてください。φ25×100は交換1回込みなら、上限の36,000回まで電動が安くなりません。

7年で電動が安い回数	寿命5,000km	10,000km	20,000km
φ25×100	なし	26,800〜28,550	26,800〜36,000
φ25×300	なし	なし	11,050〜18,550
φ40×100	25,550〜28,550	17,100〜36,000	17,100〜36,000
φ40×300	14,100〜14,250、17,500〜19,050	6,450〜9,500、9,850〜21,000	6,450〜21,000

ただし、点検費はこの累計に入れていません。間隔の指定があるのはLEYだけで、半年か250kmか500万回の早いほうに、ベルトの点検も必要です¹⁴。CM2は項目だけで、間隔の指定がありません。1回15分、5,000円/時なら7年で、1万回は14回で17,500円、26,800回は38回で47,500円、3万回は42回で52,500円です。これを電動にだけ足すと、φ25で電動が安い範囲は寿命20,000kmでもなくなり、φ40の範囲は狭くなって残ります。

7年の差を大きく動かすのは、寿命と価格と回数

7年の差6.7万円（電動が高い）を、1つずつ動かしました¹⁵。

影響が大きいのは、上から順に電動の本体の寿命、本体の価格、1日の回数です。配管の長さと比動力が次で、それぞれ3万円台の幅です。電気料金を15円から35円まで振っても1.7万円、漏れを5%から30%まで振っても1.2万円しか動きません。5m引き回している軸なら、電気料金を調べ直すより先に配管を見直すほうが効果があります。5mでは差が−29,161円で、0.3mに縮めた側は+5,103円です。

本体の価格は1社の例です。CKDのガイド内蔵形EBR-04MEと同社のコントローラの組は掲載価格で156,742円で、置き換えると7年の差は約12.7万円に開きます¹⁶。

全部を同時に振った1,000組でも、同じ空気量で軸ごとに開きました。太い軸ほど電動の初期費用と停止の電力が重く、回数が少ないぶん寿命には強い、という形です。

1日の空気	φ25（×100、×300）	φ40（×100、×300）
10m³	21%、12%	3%、1%
15m³	55%、42%	25%、16%
20m³	66%、53%	56%、46%
30m³	上限超、59%	83%、77%
30m³、寿命3,000〜7,000km	上限超、13%	51%、38%

表の値は、7年で電動が安い組の割合です。10m³未満はどの軸もエアに寄り、30m³でも寿命が短いと半々を割ります。30m³以上で電動の見積もりを取るなら、本体の寿命をメーカーに確認するのが先です。

圧縮機を追加するなら6〜10本が境目

ここまでは、工場のエアを差分だけ払う計算でした。この装置のために圧縮機を追加するなら、答えは変わります。小型は比動力が悪いので10kW/(m³/min)と置き、漏れ10%、圧縮機の保守は年15,000円（仮）としました。

追加するもの	7年で並ぶ本数	1本だけのとき
18万円の機械とFRL	6本	電動が24.9万円安い
35万円の機械とFRL	10本	電動が41.2万円安い
18万円の機械とFRLとドライヤ	10本	電動が40.7万円安い

1本の平均流量は7.7L/minで、0.75kW、93L/minの機械なら計算上12本ぶんです。SMCの資料の1.4倍を最低限とする目安を当てると8〜9本なので¹、10本で並ぶ行はこの機械1台では足りません。ただし、グリッパーや真空が残って圧縮機を外せないなら、この差は消えて前の節の答えに戻ります。だから、電動で圧縮機の費用まで消したいなら、全軸そろえることが条件になります。

停止位置と品種替えで答えが変わる

停止位置が増えると、エアは軸を追加するしかありません。中間で止めるのに3位置の弁を使う手は、電気制御か機械制御かの記事の④にあるとおり、空気の圧縮性で行き過ぎます。

現実的なのは2つです。φ25×50を背合わせにつなげば3点になります。もう1つは、前進の途中に小さなシリンダで受けを出すストッパで、1組追加するごとに35,112円かかります（受けの部品10,000円は仮）。ストッパはφ16×10と配管1mで0.149L/往復使い、毎往復動かすと7年で8,445円です。

停止位置	エアの初期費用、7年の累計	電動（共通）
2点	31,251円、68,635円	119,852円、136,134円
3点、背合わせ	58,039円、102,588円	同じ
3点、ストッパ	66,364円、112,193円	同じ
4点、ストッパ	101,476円、155,751円	同じ
5点、ストッパ	136,589円、199,308円	同じ

3点まではエアです。4点は7年で電動が約2万円安くなり、受けの部品を3,000円にしても約5,600円の差が残ります。ストッパを毎往復は動かさないなら138,861円まで縮まり、ほぼ並びます。5点は初期費用から電動です。電動は停止位置がいくつでも同じ値段で、JXC51なら入力6本の組み合わせで64点まで選べます¹⁷。

しかも、金額より重いのは品種替えの手間でしょう。ストッパとスイッチを人が動かすたびに、1回15分なら1,250円（人件費5,000円/時は仮）。7年の差6.7万円は54回、年8回で埋まります。30分かかる位置なら年4回です。

機械、電気、制御の取り合い

取り合い	エア	電動（LEY25E＋JXC51）
PLCのI/O	出力1点、入力2点	端子は入力11点、出力13点。使うのは計11点ほど
完了の確認	スイッチの位置だけ。押付け力は見えない	INPが位置か推力の到達でON
起動の待ち	弁の応答20ms以下	DRIVEを15ms以上ON
電源	弁0.4W	最大48W。60Wの電源で1軸。突入電流抑制タイプは使えない
配線	弁を寄せると盤の外に配線が増える	モーターケーブルは5mを超えると速度と推力が5mごとに最大10%落ちる
原点	不要	電源を再投入しても不要。初回接続と本体やコントローラの交換では、ID不一致のアラームのあと原点復帰が必要

パラレルI/Oの配線を減らしたいなら、ネットワーク付きのコントローラがあります。例のEtherNet/IP付きはコントローラで61,764円と、パラレルより約3.6万円上がります。

押付け力の扱いも違います。エアは減圧弁で力が決まり、PLCからは見えません。電動はステップデータごとに推力を変えられますが、精度は±20%（F.S.）です²。F.S.をリード6mmの上限238Nと読むと±48Nなので、150Nを割らないよう設定は約200N（推力設定値43%前後）に置き、実際は152〜248Nの幅を見込みました。押当て速度21〜35mm/sでは設定が40〜50%（約182N以上）と決まっていて、150Nちょうどには設定できません。LEY25Eは50%以下なら連続で押し続けられます。

止まり方は別物です。シングルソレノイドの弁は電気が切れるとばねで戻るので、空気が来ていれば、シリンダは供給圧のまま後退端まで動きます。ダブルソレノイドは弁の位置を保つだけで、動作中ならピストンはそのまま端まで進みます。どちらも、残圧を抜いたあとの起動では高速で飛び出すとSMCが警告しています⁶。弁の電気を切るだけでは、シリンダは止まりません。

電動はEMGでモーターへの電力が切れるので、押付け力も同時に無くなります。SMCはこのEMGを装置の非常停止に使わないよう書いていて、非常停止の回路は別に組みます。垂直の軸はロッドが落ちるので安全装置が必要だとSMCは書いています¹⁴。安全機能STO対応のコントローラもあります²。力で保持している軸なら、どちらも切れた瞬間の挙動を機械の側で受けられるかを確認してください。

機器表

価格はアスクルの掲載価格で、税込、直送品です。確認日は2026年11月5日で、どれも目安です。型番の例は注18でご覧いただけます¹⁸。

機器	仕様と個数	価格の目安
シリンダとスイッチ	φ25×100、磁石内蔵、スイッチ2個	14,138円
電磁弁	5ポート、シングル、1個	7,627円
速度制御弁	2個（3個セットからの単価）	2,874円
減圧弁	1個	3,348円
配管	φ6を2m、またはφ4を0.6m	264円、52円
AS-RとAS-Q（採らなかった案）	各1個	7,272円
電動 ステップ	本体、ケーブル、コントローラ、I/Oケーブル	96,840円
24V電源	60W、1個	12,012円
電動 ACサーボ	本体、ケーブル2本、LECSB2-T	207,245円
圧縮機	0.75kW、オイルフリー	183,465円、346,940円
FRLとドライヤ	各1個	11,162円、157,759円

現場で問題になること

症状と直し方はメーカーの資料から引きました。実機で試したことではなく、「どう気づくか」は編集部の見立てです。

何が起きるか	どう気づくか	どう直すか
残圧を抜いたあとの起動で飛び出す6	朝の最初の1回だけ強く当たる	シリンダ飛び出し防止弁などを入れる。再起動の手順を決める
運動エネルギーの超過でシリンダが壊れる6	後退端の音や衝撃が大きい	速度を落とす、クッション付きにする、外にショックアブソーバを置く
突き当てが衝撃を受け続ける1	突き当ての摩耗とワークのずれ（編集部の見立て）	吸収能力のあるストッパを選ぶ。当てる速さを落とす
ドレンで弁とシリンダが動かなくなる6	動きがばらつく	フィルタのドレン抜きを定期の点検に入れる
漏れが増えても動きは変わらない8	止めても圧力計が下がる	休日に配管の圧力降下で量を見る
位置決め運転でワークに当てて止まる2	アラームが出る	当てるところは押当て運転に分ける
短いストロークの往復で潤滑が切れる14	動きが重くなる	1日1回か1,000ストロークごとに全ストロークを動かす
ベルトの歯や側面が傷む14	点検で歯の毛羽立ちや側面のほつれが見える	異常があれば直ちに止めて交換する
押当ての設定が高いと続けて押せない2	発熱やアラーム	デューティ比と連続押当て時間の表で設定を決める

要求が変わったら

要求の変化	構成の変え方
1往復1.0秒を切る	エアは絞りを開け、クッションかショックアブソーバを追加する。電動はACサーボでリードと加減速を選び直す
押付け力が品種で変わる	±48Nを許せる軸なら電動ステップ。エアなら減圧弁を電空レギュレータに替える手があり、費用は別に確認する
ワークに当てる速さを落としたい	電動の押当て運転。エアならショックアブソーバや減速回路を追加して費用を比べる
停止位置が4つ以上	電動。リード6mmで速さが足りなければリードを上げ、押付け力は別の機構で受ける
位置は2点だが長い（φ25×300）	1日の空気が10m³未満なら配管を縮めたエア。30m³以上なら本体の寿命を確認して電動の見積もり
垂直の軸	電動はロック付きと機械の落下防止を追加する。エアも停電で落ちる。電気制御か機械制御かの記事の④の数字で比べる
工場のエアの圧力を下げられる	全軸の負荷率を見直して吐出圧力を下げる。1軸の減圧より効果が大きい
装置全体のエアをやめたい	全軸を電動にして圧縮機を外す費用で比べる。1本残ると圧縮機の費用が残る

モデルに入っていないもの

エアのモデルは等温で、配管の抵抗、速度で変わる摩擦、AS-RとAS-Qの中身は入れていません。速さの振動と当たる速さは実機と差が出るはずです。電動の整定は1社のカタログの値で、押当ての電力は運転時と同じとしました。価格は1社の例が中心で、ほかの社では差が変わります。停止の電力は古いカタログの値で、現行のカタログに同じ項目はありません。設備の停止損失と、据付けと配線の工数は入れていません。

出すべき数字は2つです。自分の軸で1往復の空気を式で出して1日の回数を掛けた値と、電動の本体の寿命。10m³に届かないならエアのまま配管を縮め、30m³以上なら寿命をメーカーに確認したうえで電動の見積もりを取る。その間にある軸は、停止位置と品種替えと当てる速さで決めてください。

強度と安全に関わる値は目安にとどめ、最終の判断はメーカーの資料と設計基準、リスクアセスメント、有資格者の確認で行ってください。

2026年11月6日 訂正：点検費の例で、26,800回の点検を「38回で46,900円」としていたのを、1回1,250円どおりの「38回で47,500円」に直しました。

2026年11月9日 更新：ワークを突き当てに押し付ける軸として、ワークの条件と当たる速さ、後退端のクッションを中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. SMC「エアシリンダの機種選定手順と技術資料」（2026年11月5日に確認）。負荷率は静的作業0.7以下、動的作業0.5以下、ガイド付き水平1以下。理論出力表でφ25（ロッド10mm）は押し491mm²、0.5MPaで246N。空気消費量の式(8)〜(12)は資料2（P.1574）、例題とコンプレッサの1.4倍の目安は手順4（PDFの11ページ）にあります。P.1573には、クッションは外部ストッパーがないときの機構であること、CM2のφ25はラバークッション0.4J、エアクッション0.78Jであることが書かれています。外部ストッパーには十分に吸収能力のあるものを選ぶという注意は手順2にあります。L（ANR）は20℃、大気圧、湿度65%に直した体積です。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

2. SMC「バッテリレス アブソリュートエンコーダタイプ LEY Series カタログ」（2026年11月5日に確認）。LEY25□Eはリード12、6、3mmで押当て推力63〜122、126〜238、232〜452N（推力設定値30〜50%の値）、速さ18〜500、9〜250、5〜125mm/s、最大加減速度3,000mm/s²、最大電力48Wです。LEY40□Eのリード8mmは12〜300mm/sです。押当て速度は35mm/s以下で、推力の精度は±20%（F.S.）。F.S.が何の値かはカタログに書かれていないので、本文は上限の238Nと読みました。ケーブル長さで速度と推力が落ちること、電源再投入時の原点復帰が不要なこと、初回接続や交換でのID不一致のアラーム、安全機能STO対応の機種も同じカタログにあります。ACサーボのLEY25T6（リード6mmで450mm/s、最大加減速度5,000mm/s²）と、押当て相当の制御はLECSS-TかLECSB2-Tを選ぶこと、推力設定値50%以下でデューティ比100%、押当て速度21〜35mm/sで40〜50%、位置決め運転の範囲でワークに当てないことは「LEY Series 総合カタログ」によります。1社の例で、方式の限界ではありません。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

3. エアは等温の2室で、流量はISO 6358の式です。SY3100のP→Aは音速コンダクタンス1.4（b0.30）、A→Eは1.6（b0.19）で（SMC「SYシリーズ カタログ」の表）、これはマニホールドSS5Y3のC6の値で、例のSY3120-5LZ-M5の値ではありません。半分の0.7と0.8にしても往復は1.125秒で、結論は動きません。Zタイプの応答は20ms以下（ランプなしは15ms）、コイルは0.4Wです。速度制御弁の自由流れC=1.0は出どころのない仮の値で、0.5〜2.0で振ると前進端は0.13〜0.39J、後退端は0.15〜0.31Jでした。ポートの死容積は片側5cm³、摩擦は最低使用圧力0.05MPaから動き出し24.5N、動いているときはその6割とガイド3Nと置きました。絞りは定常速度の式v = C × 0.1013MPa ÷ Aで300mm/sになるCに合わせています。2,000mmの長いストロークで流すと、モデルの中央の速さは348.6mm/sで式の348.6mm/sと一致し、供給した空気量は式にポートを足した0.718Lに対して0.710L（−1.1%）でした。時間刻みを0.2msから0.05msにしても往復は1.107秒から1.106秒です。電動は台形の速度で、整定0.2秒はSMC「LEY Model Selection」の値で、この式はカタログの例の2.233秒と一致します。計算のスクリプトはcad/sim/air_vs_electric.pyです。 ↩

4. 1,000回は乱数の種を固定した一様分布で、可動2.2〜4.2kg、摩擦±40%、供給圧±0.05MPa、弁の応答10〜20ms、スイッチとPLCの遅れ5〜20ms、速度の設定250〜350mm/sです。電動は整定0.15〜0.25秒、押当ての速さ25〜35mm/s、I/Oの遅れ20〜30msです。どれも仮に置いた幅です。 ↩

5. SMC「無接点オートスイッチ D-M9 取扱説明書」と「オートスイッチ共通仕様」（2026年11月5日に確認）。動作範囲の中央に調整して固定すること、無接点スイッチの動作時間は1ms以下であることによります。スキャン5msは仮の値です。 ↩

6. SMC「CM2-Zシリーズ 取扱説明書」（2026年11月5日に確認）。使用ピストン速度50〜750mm/s、最低使用圧力0.05MPa、φ25の許容運動エネルギーはロッド先端おねじ0.4J、めねじ0.18J、超えて使うとシリンダが破損する危険があること、飛び出しの防止、ドレンの注意、定期点検の項目、メータアウト回路で速度調整するというトラブルの対策はこの説明書によります。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

7. アネスト岩田「コンプレッサ カタログ」（2024年7月版、2026年11月5日に確認）。スクリューのLRS-220Bは22kWで4.0m³/min（0.7MPa）、LRS-370Bは37kWで7.0m³/min。OFP-07CBは0.75kWで93L/min、SLP-07EEは0.75kWで74L/min。割った値は定格出力で、電気の入力はこれより大きくなります。環境省「流体機械の使用端圧力及び吐出量の見直し」の理論所要動力は0.5MPaで3.420、0.6MPaで3.759kW/(m³/min)で、2段の断熱圧縮の式で出すと3.424と3.763でした。同じ式で0.7MPaは4.06なので、6.5は全効率62%に当たります。カタログの吐出し空気量も吸込み状態（20℃、湿度65%）の値で、ANRと同じ基準で割れます。 ↩

8. 中小企業基盤整備機構 J-Net21「圧縮空気漏れ対策の省エネ効果は？」はコンプレッサーメーカーの調査として漏れ量10〜20%を挙げ、「圧縮空気システムの省エネのポイントは？（その1：吐出圧力の低減）」は一般工場で20%程度としています（2026年11月5日に確認）。どちらも専門家の回答です。漏れを使用量に比例させたのはこのモデルの単純化で、本当は使わなくても漏れます。配管の圧力降下から漏れ量を出す考え方はQ1308にあります。 ↩ ↩

9. 資源エネルギー庁「エネルギー動向 2025年版 第1章第4節」の第14-1-8図で、主に工場とオフィス向けの電力料金は2023年度に21円/kWh前後です（図から読んだ値で、再エネ賦課金を含みません）。賦課金は2026年度4.18円/kWhと報じられています（Selectraの記事、一次資料は未確認）。注7の環境省の資料の試算は22.76円/kWhでした。契約で幅が大きいので、図では15〜35円で振っています。 ↩

10. 注8の「吐出圧力の低減」の回答は0.8MPa-absから0.1MPa下げると理論上約8%、注7の環境省の資料は0.6MPaから0.5MPaで約9%としています。注7の断熱の式で0.7MPaから0.6MPaは7.4%でした。 ↩

11. 現行のカタログは最大電力48Wだけなので、運転時40W、停止時15Wは古い版のSMC「Electric Actuator LEY Series」（142ページの仕様表、コントローラを含む値、2026年11月5日に確認）によります。ウェブの文字列の順で読んだ値で、最大48Wが現行と一致することは確認しました。LEY32と40は運転時50W、停止時48Wです。ACサーボの60Wと25Wは仮の値です。 ↩

12. SMC Europe「AS-R & AS-Q Series」（2026年11月5日に確認）。負荷のない戻り行程の圧力を0.2MPaに固定して空気を最大30%減らすAS-Rと、充填を速めるAS-Qの組み合わせです。応答の遅れが出ないという説明はSMCの中国語のページに、動き出しの衝撃を抑えるという説明はEngineering Newsの記事にあります。 ↩ ↩

13. SMC「エアシリンダ基本特性資料」は、CA2のφ50×250mm、0.7MPa、650mm/s、ロッド先端負荷23N、エアクッションを適切に効かせた条件で8,000km（1,600万往復）走ってパッキンなどに問題がなかったという試験の1例で、保証寿命ではないとしています。φ25のラバークッションの値でもありません。往復回数で読むと100mmストロークでは3,200kmに当たるので、図の幅は2,000〜8,000kmにしました。電磁弁のゴムシールは7,000万回です（SMC「SY3000」）。cycleの定義は資料に見当たらず、ONからOFFで1回、つまり1往復1回と読みました。電動の10,000kmは、IAIのスライダ軸RCS3を寿命10,000kmと紹介した2011年の専門誌の記事を手がかりに仮に置いた値です。230Vのスライダ軸で機種も方式も違うので、手がかりとしては弱いものです。交換の工数はシリンダ1時間、弁0.5時間、電動2時間、人件費5,000円/時で、これも仮です。 ↩

14. SMC「LEY Series Operation Manual」（2026年11月5日に確認）。点検は半年か250kmか500万回の早いほうで、ベルトは歯の摩耗や側面のほつれがあれば直ちに止めて交換すること、短いストロークを繰り返すときは1日1回か1,000ストロークごとに全ストロークを動かすこと、EMGなどの停止信号は装置の非常停止に使わず関連規格に合う回路を別に設けること、垂直の軸では負荷でロッドが落ちるので安全装置を組み込むこと、突入電流抑制タイプの電源はアラームの原因になることが書かれています。例の電源S8VSがこのタイプに当たるかは確認できていません。 ↩ ↩ ↩ ↩

15. 1,000組は乱数の種を固定した一様分布で、電気料金15〜35円、比動力5.3〜11、漏れ5〜30%、供給圧0.4〜0.6MPa、配管0.3〜3m、停止の電力は基準の0.5〜1.2倍、運転の電力は0.8〜1.2倍、通電8〜24時間、シリンダの寿命2,000〜8,000km、電動の寿命3,000〜20,000km、人件費3,000〜8,000円/時、電動の本体の価格±20%、I/O 1点500〜2,000円です。回数は軸ごとに1日の空気が表の値になるように合わせました。上限超は16時間で回せる回数を超える意味です。電動が安い範囲の表のφ40×100の5,000kmには、上限の際の35,950〜36,000回にも範囲がありますが省きました。図の感度の幅は電動の寿命3,000〜20,000km、回数3,000〜36,000回、価格±30%、配管0.3〜5m、比動力5.3〜11、停止の電力5〜48W、電気料金15〜35円、供給圧0.4〜0.6MPa、シリンダの寿命2,000〜8,000km、I/O 500〜2,000円、漏れ5〜30%、通電8〜24時間です。価格はφ25のシリンダがストローク100mmで14,138円、300mmで16,371円、φ40のシリンダが100mmで18,147円（1mmあたり16円と仮定）、LEY25EB-100C、200C、300Cが63,066円、71,438円、76,461円です。LEY40のリード8mmはLEY40EC-100C-R5（リード4mm）の97,957円からケーブルの差20,549円を引いて出した概算で、ECとEBはWMの掲載が同じ107,259円なのでリードで価格が変わらないと見ました。ストロークは1mmあたり67円としています。 ↩

16. アスクルの掲載でEBR-04ME-00-060100NAN-CR05が98,910円、ECR-MNNN3B-NPD00が57,832円です（2026年11月5日に確認）。形番の読みと組み合わせ、整定時間はCKDのカタログで確認できませんでした。ガイド内蔵形なのでLEYの外部ガイドの費用が不要であるなど、同じものの比較ではなく、幅を示す値です。 ↩

17. SMC「JXC51/61シリーズ カタログ」（2026年11月5日に確認）。パラレル入力11点、出力13点、IN0〜IN5でステップデータを指定し、DRIVEは15ms以上入れます。使う信号は、入力がIN0、IN1、DRIVE、RESET、SVON、SETUP、出力がINP、BUSY、SVRE、＊ESTOP、＊ALARMの想定です。 ↩

18. アスクルの掲載価格で、CDM2B25-100Z-M9Nが14,138円、エアクッション付きCDM2B25-100AZ-M9Nが15,999円、SY3120-5LZ-M5が7,627円、AS2201F-01-06SAが3個で4,311円、TU0604BU-50が6,612円、TU0425BU-200が17,487円、AR20-01-Aが3,348円、ASR430F-02-06SとASQ430F-02-06Sが3,450円と3,822円（接続はR1/4で、φ25のRc1/8には変換の継手が別に必要です）、LEY25EB-100C-R1C5171が96,840円、S8VS-06024が12,012円、S8VS-12024が18,646円です。ACサーボはLEY25T6B-100が99,344円、LE-CSM-S2Aが6,139円、LE-CSB-S2Aが5,395円、LECSB2-T5が96,367円です。コントローラはJXC917-LEY25B-100（EtherNet/IP）が61,764円、JXC5171が25,859円で、5mのI/OケーブルのJXC5175は30,510円。圧縮機はOFP-07CBC5が183,465円、日立の0.75OP-9.5GSB5が346,940円、AC20-02-Aが11,162円、IDFA3E-23が157,759円です。ストッパの見積もりにCDQ2B16-10DZの4,464円、背合わせにCDM2B25-50Zの6,697円を使い、スイッチ1個はCDM2B25-100Zの7,255円との差額から3,442円としました。LEY32の約10.9万円はLEY32EA-100CMの74,973円、LEY25の掲載の差から出したケーブル7,915円、JXC5171を足した概算です。 ↩