レックスロースCD vs CGシリーズ:クッション vs ノンクッション液圧シリンダー

Rexroth CD 対 CG シリーズ: クッション vs ノンクッション油圧シリンダ

レックスロスシリンダーのモデルコードの「D」と「G」は、一文字の違いのように見えます。アプリケーションの観点から見ると、シリンダにストロークエンドクッションが含まれるかどうかは、実際にはシリンダの仕様で行う大きな選択の 1 つです。印刷機、スタンピング ライン、または移動の終わりに勢いがかかるアプリケーションでこれを誤ると、機械の寿命かシステムの騒音のどちらかを犠牲にすることになります。正しく設定すれば、シリンダーは、不適切なシリンダーを早期にリタイアさせるような衝撃による疲労を引き起こすことなく、何年も稼働することができます。

1. CDとCGの実際の意味

Rexroth モデルのコーディングでは次のようになります。

• CD— シリンダ、複動、それなしストロークエンドクッション
• CG— シリンダー、とストローク終了時のクッショニング (ドイツ語で Gedämpft)

その 1 文字を超えて、この 2 つはボア範囲、ロッド直径、取り付けオプション、圧力定格、シール パッケージなどの残りの仕様の大部分を共有しています。同じサイズの CDH1 と CGH1 は、同じボディとシールの周りに構築されています。違いは、ピストンがストロークの終わりに近づくと減速するエンドキャップの内部ハードウェアです。

モデル コードの残りの部分は、重/中/軽のシリーズと圧力クラスを示します。

つまり、CDH1 はクッションなしの頑丈な 350 bar シリンダーです。 CGH2 はクッション付きの頑丈な 250 bar シリンダです。 CDL1 は、クッションのないコンパクトな軽量シリーズです。通常、内径 25 mm ～ 200 mm、ロッド直径 14 mm ～ 125 mm、複動単ロッド構造です。 CGL1は同じコンパクトシリーズにクッションを追加したものになります。

2. シリンダー内のクッションの仕組み

ストロークエンドクッションは機械式バンパーではなく、油圧減速機構です。原理は簡単です。

ピストンがストロークの終わりに近づくと、ピストンのクッションスリーブまたはピンがエンドキャップの対応する穴に入ります。これにより、メインの戻りポートが効果的に閉じられます。ピストンとエンドキャップの間に残ったオイルは、調整可能な小さなスロットル (固定クッションの場合は固定スロットル) を通ってのみ逃げることができます。

この制限によりバックプレッシャーが生じます。背圧によりピストンが遅くなります。ストロークの最後の 15 ～ 30 mm では、ピストンはエンド キャップに衝突するのではなく、最終位置でほぼゼロの速度までスムーズに減速します。

ほとんどの CG シリンダーは、調整可能なクッション性エンドキャップのネジを介して - 高質量負荷または高速の場合は制限を厳しくし、減速がオーバーシュートする場合は制限を緩めます。いくつかの小さなシリーズでは、固定クッション工場出荷時は一般的な負荷に合わせて設定されています。

3. クッション性が重要な場合とそうでない場合

クッションは、シリンダがストロークの終わりに十分な運動エネルギーを持って動いているときに、制御されずに停止すると損傷や騒音が発生する場合にその役割を果たします。運動エネルギーは、負荷の質量、ストローク終了時の速度、クッションがエネルギーを分散するために必要な移動量の 3 つの要素によって決まります。

クッション性は次の場合に重要です。

• シリンダーは重い負荷を動かします。通常、シリンダーあたり 50 kg を超え、ボアサイズが急激に増加します。
• 移動終了時のストローク速度が約0.1m/sを超える
• 外部の機械ブレーキやリミットバルブ回路を使用せずに負荷を減速します。
• 静かな動作が求められるアプリケーション (食品包装、病院設備、住宅用エレベーター)
• 頻繁なサイクルにより、シリンダーは繰り返しの衝撃応力（プレス、スタンピング、搬送）にさらされます。

次の場合にはクッションは必要ありません。

• 負荷が十分に軽いため、ストローク終了時の残留運動量は無視できます。
• シリンダはストローク全体を通じてゆっくりと動きます (0.05 m/s 以下、クランプ、保持など)。
• 油圧回路に外部減速を内蔵（減速弁、比例制御）
• シリンダは、最終位置の精度が重要ではない汎用クランプとして購入されます。
• コスト重視のため、少量量産装置のクッションプレミアムは除外されます

現場での大まかなガイドライン: 0.2 m/s より速く移動する 100 kg の作動荷重を超えるものには、サーキット レベルの減速がすでに設定されていない限り、クッションが必要です。それ以降はアプリケーション主導で選択されます。

4. パフォーマンスと寿命への影響

CG が属する CD シリンダーを実行すると、目に見える効果が数日ではなく、数か月、数年にわたって現れます。

クッション (CD) がない場合、高速エンドストップは次のような結果をもたらします。

• 取り付けブラケット、機械フレーム、支持ベアリングに伝わる機械的衝撃
• 油圧衝撃パルス (戻りラインのウォーターハンマー)
• ピストンロッド溶接部とシリンダーヘッドボルトの応力サイクル
• 移動の終わりに「カタカタ」という音が聞こえる — 一部の環境では騒音コンプライアンスの問題がある
• ストロークエンドの接触領域におけるピストンシールの摩耗が加速する

クッション（CG）を使用すると、同じ荷重が滑らかに減速します。

• 適切に調整されたクッションにより、機械的衝撃と油圧衝撃が 70 ～ 90% 軽減されます。
• エンドキャップボルトと構造溶接部は疲労限界内に留まります
• シールの寿命が延長されました（シールはスラムストップを受けません）
• 騒音が大幅に低下します - 通常、シリンダーで測定すると 5 ～ 10 dB
• ストローク終了時のエネルギーが管理されるため、ダメージを与えることなくサイクルタイムを延長できる場合があります。

トレードオフはコストです。 CG シリンダーの価格は通常、同等の CD より 15 ～ 25% 高くなります。実際に必要な用途では、シール交換間隔を延長し、構造メンテナンスを軽減することで、その費用は何倍も回復します。

5. Rexroth ラインナップ全体のシリーズ概要

CDL1 は、ヘビーデューティ シリーズのようなコストや重量を持たずに有用な範囲をカバーするため、ラインナップの中で最も広く展開されている製品の 1 つです。標準構造はシングルロッド複動、内径 25 mm ～ 200 mm、ロッド直径 14 mm ～ 125 mm です。 MT4 (トラニオン)、MF3/MF4 (フランジ)、MP (クレビス) など、複数の取り付けバリエーションが利用可能です。オプションの防塵、低摩擦シール、およびインダストリー 4.0 センサーの統合は、接尾辞コード (C1X、B1CH など) を通じて構成できます。

6. 選び方

実際のシーケンス:

ステップ 1 — ストローク終了時の運動エネルギーを計算します。 E = 1/2 × m × v²ここで、m は移動質量、v はストロークの終わりの速度です。 1 サイクルあたり約 50 J を超えると、クッション性が重要になります。 500 J を超えると、妥当な耐用年数には基本的に必須です。

ステップ 2 — 油圧回路が外部で減速を処理しているかどうかを確認します。比例バルブ、減速バルブ、または PLC 制御の速度ランプは、シリンダー内クッションなしでストロークの終わりを管理できます。すでにデザインに組み込まれている場合は、CD で十分な場合があります。

ステップ 3 — サイクル頻度を検討します。年間 100,000 回以上のストロークを繰り返すシリンダーは、中程度のエネルギーでもクッション性から大幅な恩恵を受けます。低サイクルのアプリケーション (年間数百回) は、より厳しい停止に耐えることができます。

ステップ 4 — ノイズ制約を確認します。聴覚保護要件がある動作環境や公共スペースに近い環境では、エネルギー レベルに関係なくクッションの恩恵を受けられます。

ステップ 5 — 予算マージンを確認します。CD に対する CG の 15 ～ 25% の割増額は、時期尚早のシール交換や構造疲労修理のコストと比較すると少額です。初期費用を節約するために、高エネルギーのアプリケーションをショートカットしないでください。

7. クイック選択マトリックス

よくある質問

Q: CDシリンダーに後からパーツを追加してクッションを追加することはできますか?

いいえ。エンド キャップのクッション ボアはシリンダー構造の一部であり、アフターマーケットのアドオンではありません。レトロフィットにはシリンダーを交換するか、新しいエンドキャップで再構築する必要がありますが、通常は最初から CG を購入するよりも高価です。

Q: クッションはシリンダーの長さにどれくらい追加されますか?

通常は非常に少量です。クッション スリーブは、既存のエンド キャップ形状の内側に収まります。通常、エンベロープ全体の寸法は同等の CD と同一であり、同じ取り付けスペースで交換可能です。

Q: CG シリンダーがストロークの最後でまだバタンと音を立てます。どうしたの？

調整可能なクッションネジが開きすぎているか、シリンダー内に空気が入っているか（多くの場合シール交換後）、クッションスリーブが摩耗しています。最初にクッションネジを小さく調整します。それでも問題が解決しない場合は、シリンダーのエア抜きを行ってください。それでも音がする場合は、クッションスリーブを検査する必要があります。

Q: クッショニングは進行方向の両方向に効果的ですか?

はい - 両方のエンド キャップ内の適切に設計されたクッションにより、ストロークの両端でピストンが減速します。シングルエンドクッションは特殊な用途向けに存在しますが、標準ではありません。

Q: CG シリンダーは CD と比較してストローク長が失われますか?

使用可能なストロークは同一です。クッション スリーブは最後の 15 ～ 30 mm のストローク内で動作しますが、公称ストローク全体は依然として利用可能です。出力される力も変化しません。クッショニングによって力の能力が低下することはありません。