目次

第 1 章 空気圧技術の特質と基礎事項
1.1 空気圧応用の歴史… ………………… 2
1.2 空気圧技術における解析、設計、計測制御技術の進展… ………………… 2
1.3 基礎理論… …………………………… 3
1.3.1 大気の組成と圧力………………… 3
1.3.2 空気圧における圧力表示………… 3
1.3.3 空気の質量………………………… 4
1.3.4 空気の粘性………………………… 4
1.3.5 湿り空気…………………………… 5
1.3.6 空気の状態式と状態表示………… 5
1.3.7 空気の比熱………………………… 6
1.3.8 空気の状態変化…………………… 7
1.3.9 連続(質量保存)の法則… …………10
1.3.10 非圧縮性流体のエネルギー式（無摩擦流れ）… ………………………101.3.11 圧縮性流体のエネルギー式（無摩擦流れ）… …………………………11

1.3.12 流れの臨界圧力……………………12
1.3.13 オリフィスを通る流れ……………14
1.3.14 空気圧容器への充填と放出………16
1.3.15 管路の圧力損失……………………23
1.4 基礎事項… ……………………………26
1.4.1 標準参考空気………………………26
1.4.2 工業的な空気量と空気流量の表示… 	
………………………………………27
1.4.3 音速コンダクタンスと臨界背圧比による流量特性表示………………28
1.4.4 各種流量特性試験方法の特性値の換算…………………………………44
1.4.5 空気の質……………………………46
1.4.6 シール………………………………47
1.4.7 圧縮機潤滑油………………………58
1.4.8 潤滑油………………………………62
1.4.9 騒音……………………………… 70

第 2 章 空気圧用語及び図記号
2.1 空気圧及び油圧用語… ………………80
2.1.1 基本用語……………………………80
2.1.2 ポンプ、モータ及び空気圧縮機に関する用語…………………………98
2.1.3 シリンダに関する用語………… 101
2.1.4 弁、バルブに関する用語……… 108
2.1.5 制御及び回路に関する用語…… 121
2.1.6 アクセサリに関する用語……… 123
2.2 空気圧－スイッチ（センサ）
用語…… 138
2.2.1 基本……………………………… 138
2.2.2 構造……………………………… 141
2.2.3 性能・特性……………………… 142
2.3 産業用ショックアブソーバ用語…… 147
2.4 空気圧用コンタミネーション用語…… 153

2.5 エアドライヤ用語… ……………… 1562.6 空気圧 － 吸着搬送用真空システム及び機器用語… ……………………… 168
2.6.1 一般……………………………… 168
2.6.2 真空発生器……………………… 170
2.6.3 吸着機器………………………… 173
2.6.4 その他…………………………… 175
2.7 空気圧用図記号… ………………… 176
2.7.1 基本図記号……………………… 176
2.7.2 図記号の組合せ見本…………… 185
2.7.3 空気圧機器図記号の用例（抜粋）…  	
…………………………………… 186
2.7.4 計装用記号……………………… 202
2.7.5 油圧ショックアブソーバ図記号…… 202

第 3 章 機器と要素
3.1 空気圧源… ………………………… 206
3.1.1 空気圧縮機とその周辺機器…… 206
3.1.2 レシーバ及びサージタンク…… 210
3.2 調質機器… ………………………… 211
3.2.1 エアドライヤ…………………… 211
3.2.2 フィルタ………………………… 214
3.2.3 ルブリケータ…………………… 219
3.3 圧力制御弁… ……………………… 222
3.3.1 減圧弁…………………………… 222
3.3.2 ユニット及び関連機器………… 226
3.3.3 安全弁…………………………… 228
3.3.4 リリーフ弁……………………… 229
3.3.5 増圧弁…………………………… 229
3.4 方向制御弁… ……………………… 231
3.4.1 操作方式による分類…………… 231
3.4.2 弁構造による分類……………… 233
3.4.3 シール方式による分類………… 234
3.4.4 ポート数による分類…………… 235
3.4.5 配管ポートの位置による分類… 235
3.4.6 電磁弁への電気結線方法……… 236
3.4.7 ソレノイド……………………… 238
3.4.8 2ポート電磁弁… ……………… 242
3.4.9 3ポート電磁弁… ……………… 243
3.4.10 4・5ポート電磁弁……………… 244
3.4.11 マニホールド…………………… 246
3.4.12 選定上の基準と注意事項……… 249
3.4.13 ISOインターフェイス対応電磁弁…  	
…………………………………… 250
3.4.14 電磁弁の特性…………………… 250
3.4.15 手動弁、ペダル（足踏弁）… … 254
3.4.16 機械操作弁……………………… 255
3.4.17 空気圧操作弁…………………… 256
3.4.18 その他の方向制御弁…………… 256

3.4.19 シリアル伝送機器……………… 259
3.5 流量制御弁… ……………………… 263
3.5.1 絞り弁…………………………… 263
3.5.2 速度制御弁……………………… 263
3.5.3 排気絞り弁……………………… 266
3.5.4 急速排気弁……………………… 266
3.6 比例制御弁… ……………………… 267
3.6.1 比例制御弁の制御機構………… 267
3.6.2 比例制御弁の特性……………… 271
3.6.3 比例制御弁の用途例…………… 273
3.7 空気圧サーボ弁（ポジショナ付シリンダ）………………………………… 275
3.7.1 構造及び動作説明……………… 275
3.7.2 仕様及び特性…………………… 276
3.8 アクチュエータ… ………………… 276
3.8.1 空気圧シリンダ………………… 276
3.8.2 揺動形アクチュエータ………… 2923.8.3 エアモータ……………………… 297
3.8.4 シリンダ用スイッチ…………… 300
3.9 その他の要素機器… ……………… 309
3.9.1 油空圧複合機器………………… 309
3.9.2 緩衝器
（ショックアブソーバ）… … 3143.9.3 消音器、排気用オイルミストフィルタ…
…………………………………… 318
3.9.4 全空気圧制御機器……………… 322
3.9.5 圧力表示器（圧力計）… ……… 325
3.9.6 圧力スイッチ（センサ）… …… 325
3.9.7 真空システム機器……………… 328
3.9.8 グリッパ（ハンド）… ………… 333
3.9.9 配管……………………………… 339
3.9.10 管継手…………………………… 343
3.9.11 特殊環境用機器………………… 351

第 4 章 空気圧回路
4.1 基本回路… ………………………… 364
4.1.1 供給・排気回路………………… 364
4.1.2 駆動回路………………………… 365
4.1.3 速度制御回路…………………… 368
4.1.4 力・トルクの制御……………… 370
4.1.5 位置・角度制御（中間停止制御）…   	
…………………………………… 373

4.1.6 論理回路………………………… 374
4.2 電気空気圧制御回路… …………… 377
4.2.1 空気圧シリンダ駆動の電気制御回
路………………………………… 377
4.3 応用回路… ………………………… 381
4.3.1 増圧回路………………………… 381
4.3.2 衝撃回路………………………… 381

4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6

同期回路………………………… 383
テンション回路………………… 383
バランス回路…………………… 385
クッション回路………………… 386

4.3.7 省エネルギー回路……………… 387
4.3.8 発振回路………………………… 388
4.3.9 飛出し防止回路………………… 389
4.3.10 真空制御回路…………………… 390

第 5 章 空気圧システム設計
5.1 仕様の把握… ……………………… 394
5.2 アクチュエータの選定… ………… 399
5.3 回路圧力の決定… ………………… 402
5.4 サイクルタイムの決定… ………… 403
5.5 機器及び配管サイズの決定… …… 404
5.5.1 アクチュエータサイズ………… 404
5.5.2 定常速度………………………… 405

5.5.3 往復動アクチュエータの作動…… 405
5.5.4 空気圧モータサイズ…………… 405
5.5.5 配管サイズの決定手順………… 406
5.6 制御方式の決定… ………………… 406
5.7 空気圧回路の設計… ……………… 407
5.8 圧縮空気の清浄度レベルの決定…… 408
5.9 空気圧源の設計… ………………… 411

第 6 章 計算式と例題
6.1 空気量… …………………………… 414
6.1.1 空気量と実際の体積…………… 414
6.1.2 空気の質量と密度……………… 415
6.2 空気の状態変化… ………………… 416
6.2.1 ボイル・シャルルの法則……… 416
6.2.2 代表的な状態変化……………… 416
6.3 空気の流速… ……………………… 418
6.3.1 配管の流速……………………… 418
6.3.2 エアブローノズル出口流速…… 419
6.4 空気の流量… ……………………… 420
6.4.1 流量係数の換算………………… 420
6.4.2 機器の流量……………………… 421
6.4.3 配管の流量……………………… 422
6.4.4 空気圧配管の管摩擦係数……… 423
6.4.5 音速コンダクタンス・臨界背圧比の合成…………………………… 424
6.5 空気圧の仕事… …………………… 427
6.5.1 仕事……………………………… 427
6.5.2 1サイクルの動力… …………… 428
6.5.3 空気ばねの緩衝エネルギー…… 430
6.5.4 空気ばねのばね定数…………… 432
6.5.5 エクセルギー…………………… 433
6.6 空気圧アクチュエータの出力と負荷…… 433
6.6.1 理論出力………………………… 433
6.6.2 静圧出力………………………… 434
6.6.3 動出力（動特性）… …………… 435
6.7 空気圧シリンダの速度… ………… 437
6.7.1 メータアウト制御シリンダの定常（平衡）速度… ………………… 437

6.7.2 メータアウト制御シリンダの作動
時間……………………………… 438
6.7.3 メータアウト制御シリンダ作動時間の配管補正…………………… 439
6.7.4 単動シリンダの速度と作動時間……
…………………………………… 439
6.8 空気圧シリンダのエアクッション…… 441
6.8.1 吸収エネルギー………………… 441
6.8.2 エアクッション可能な負荷の速度とクッション時間……………… 442
6.9 アクチュエータの空気消費量…… 443
6.9.1 空気圧シリンダ………………… 443
6.9.2 揺動形アクチュエータ………… 444
6.9.3 エアモータ……………………… 4446.10 サージタンク… …………………… 444
6.10.1 充填時間………………………… 444
6.10.2 放出時間………………………… 446
6.10.3 タンク容積……………………… 446
6.10.4 容積（往復）式圧縮機の圧力脈動吸収タンク……………………… 447
6.11 ピストンロッド… ………………… 447
6.11.1 ピストンロッド許容横荷重…… 447
6.11.2 横荷重によるピストンロッドのたわみ……………………………… 449
6.11.3 ピストンロッドの座屈荷重…… 449
6.12 負荷の運動によるシリンダ負荷変化…
… …………………………………… 451
6.12.1 傾斜して動く負荷……………… 451
6.12.2 揺動負荷………………………… 451

6.13 ドレン発生量… …………………… 452
6.13.1 回路中のドレン………………… 452

6.13.2 エアブロー中のドレン………… 454

第 7 章 保全管理とトラブル対策
7.1 保全管理… ………………………… 458
7.1.1 保全管理………………………… 458
7.1.2 予防保全………………………… 462
7.1.3 ドレンの発生原因と対策……… 464
7.1.4 流量不足対策…………………… 466
7.1.5 凍結対策………………………… 468
7.1.6 潤滑管理………………………… 469
7.1.7 配管施工………………………… 472
7.2 トラブル対策… …………………… 475
7.2.1 空気圧縮機……………………… 475
7.2.2 冷凍式エアドライヤ…………… 477
7.2.3 空気圧フィルタ………………… 478
7.2.4 ルブリケータ…………………… 4797.2.5 圧力制御弁……………………… 480

7.2.6 速度制御弁……………………… 481
7.2.7 電磁弁…………………………… 482
7.2.8 空気圧シリンダ………………… 484
7.2.9 揺動形アクチュエータ………… 487
7.2.10 エアモータ……………………… 488
7.2.11 油空圧複合機器………………… 488
7.2.12 磁気近接スイッチ……………… 489
7.2.13 真空機器………………………… 490
7.2.14 圧力スイッチ…………………… 492
7.2.15 緩衝器（ショックアブソーバ）… …
…………………………………… 492
7.2.16 グリッパ（ハンド）… ………… 494
7.2.17 消音器…………………………… 494
7.2.18 プッシュイン継手……………… 495

第 8 章 空気圧に関する法規類及び工業規格
8.1 法規… ……………………………… 498
8.1.1 高圧ガス保安法………………… 498
8.1.2 労働安全衛生法施行令………… 498
8.1.3 環境基本法……………………… 500
8.1.4 フロン排出抑制法 …………… 502
8.2 JIS規格……………………………… 503
8.2.1 空気圧関係JIS一覧… ………… 503
8.2.2 空気圧－システム及びその機器の一般規則及び安全要求事項…… 512
8.2.3 空気圧機器の信頼性試験規格…… 512
8.2.4 管用テーパねじ………………… 512
8.2.5 管用平行ねじ…………………… 516
8.2.6 タービン油……………………… 518
8.2.7 電気絶縁熱的耐久性評価及び呼び方………………………………… 519

8.2.8 電気機械器具の外郭による保護等
級（IPコード）… ……………… 519
8.2.9 電気防爆に関する法規及び規格……
…………………………………… 522
8.3 （一社）日本フルードパワー工業会規格（空気圧）………………………… 523
8.3.1 一覧……………………………… 523
8.3.2 空気圧機器の空気漏れ試験基準……
…………………………………… 523
8.3.3 空気圧機器及びシステムの清浄度
管理指針………………………… 527
8.3.4 空気圧シリンダの選定及び使用の指針抜粋………………………… 530
8.3.5 空気圧用シールの一般取扱い基準…
…………………………………… 538

第 9 章 空気圧システムの安全確保
9.1 空気圧システムの安全… ………… 546
9.1.1 ISOにおける安全の定義… …… 546
9.1.2 空気圧機器及びシステムの安全に関する規格……………………… 546
9.1.3 製造物責任法と安全…………… 546
9.1.4 災害と責任の所在……………… 547

9.2
9.3
9.4
9.5

用語… ……………………………… 548
PL法での警告表示の意味………… 549
製品への表示… …………………… 550
空気圧機器及びシステムの安全ガイ
ドブック… ………………………… 550
9.6 安全規格制定の経緯／国際標準化の背景… ……………………………… 552
9.6.1 安全の規格制定の動向………… 553
9.7 国際安全規格… …………………… 555
9.7.1 ISO 12100 機械類の安全性…… 555
9.7.2 空気圧－システム及びその機器の一般規則及び安全要求事項
ISO 4414の位置付け… ……… 556
9.8 JISとISO/IECとの関係…………… 557
9.9 安全確保の事例… ………………… 557
9.9.1 危険の種類……………………… 557

9.9.2 空気圧及び液圧装置の危険源の防止………………………………… 558
9.9.3 エネルギー源からの確実な遮断と残圧対策………………………… 558
9.10 CEマーキング及びRoHS指令… … 562
9.11 ブローノズル・機器の騒音・安全基
準について… ……………………… 563
9.11.1 新：EU機械指令について……… 564
9.11.2 従来からあるブローノズルの騒音・安全基準について………… 564

第10章 単位と定数
10.1 SI単位… …………………………… 568
10.2 SIとCGS系及び重力系単位の対照表…
……………………………………… 575
10.3 長さ… ……………………………… 576
10.4 面積… ……………………………… 576
10.5 体積… ……………………………… 576
10.6 速度及び角速度… ………………… 577
10.7 流量… ……………………………… 577
10.8 密度… ……………………………… 578
10.9 力… ………………………………… 578
10.10 質量………………………………… 579
10.11 トルク……………………………… 579

10.12 圧力………………………………… 580
10.13 仕事率（工率、動力）… ………… 580
10.14 仕事・エネルギー及び熱量……… 581
10.15 粘度………………………………… 581
10.16 動粘度……………………………… 581
10.17 熱伝達係数………………………… 582
10.18 熱伝導率…………………………… 582
10.19 空気に関する物理定数…………… 583
10.19.1 気体としての特性値… ……… 583
10.19.2 臨 界 点（ 気・ 液 共 存 限 界 温 度 ）における特性値… …………… 583

第11章 （一社）日本フルードパワー工業会関連事項
11.1（一社）日本フルードパワー工業会の変遷、事業、組織及び常設委員会の事業内容…………………………… 586
11.1.1（一社）日本フルードパワー工業会の変遷………………………… 586
11.1.2（一社）日本フルードパワー工業会の事業………………………… 586
11.1.3（一社）日本フルードパワー工業会の組織………………………… 587
11.1.4 常設委員会の事業内容 ……… 587
11.1.5（一社）日本フルードパワー工業会主要刊行物…………………… 589
11.2 ISO/TC131及びTC118の経緯…… 589

11.3（一社）日本フルードパワーシステム
学会の紹介………………………… 591
11.3.1 フルードパワーシステム学会とは…
…………………………………… 591
11.3.2 事業内容………………………… 591
11.3.3 所在地…………………………… 592
11.4 主要各国のフルードパワー工業会…… 592
11.5 海外関連規格・制定機関… ……… 594
11.6 PL(製造物責任)対策… …………… 595
11.7 空気圧機器出荷高推移… ………… 600
11.8（一社）日本フルードパワー工業会会員
生産・販売品目一覧（空気圧）…… 602