エアシリンダーを電動に置き換えたい

コンプレッサーの電気代を減らしたい、品種が変わるたびにストッパーを付け直すのをやめたい、エア配管と漏れの手間をなくしたい。そう考えて、エアシリンダーを電動シリンダーに置き換えるかを検討する現場があります。ただ、電動は本体が高く、同じ力を出すにはエアより大きくなりやすいため、すべてを置き換えればよいわけではありません。

この記事では、エアシリンダーの課題を数字で確かめ、置き換え先の候補（電動シリンダー・電動スライダー・電動グリッパー・エアのまま減らす）を比べ、目的ごとの選び方と、置き換えるときの注意を紹介します。

エアシリンダーの課題

作った空気の一部は、動かす前に失われる

エアシリンダーを動かす圧縮空気は、コンプレッサーが電気で作っています。中小機構の J-Net21 は、コンプレッサーの消費電力は工場の全消費電力量の10〜30％を占め、一般の工場では圧縮空気の漏れが20％程度あるといわれているとしています。

椿本チエインは、社内の設備でエアシリンダー1本を動かしたときの24時間の消費電力を測りました。コンプレッサー・タンク・配管などのアイドリングが 141.3kWh、シリンダーまで配管をつないだだけで 20.5kWh 増え、運転すると 66.4kWh 増えて、合計 228.2kWh でした。1本のシリンダーのために工場の設備を動かしたと考えると、シリンダーの運転に使われたのは約3割です。シリンダーの配管だけで見るとアイドリングの割合は23％で、同社は、生成したエアの30〜70％はアイドリングに消費されるとまとめています。アイドリングとは、機器がいつでも使えるように配管を高圧のエアで満たしておくことで、どこかで使われたり漏れたりしていると、エアは送られ続けます。

同じ資料は、電気を空気に変えてから動きに変えるエアシリンダーのエネルギー効率を16％、電気で直接動かす同社の電動シリンダー（パワーシリンダ）を88％と試算しています。ただし、これは同社の機種と条件での試算です。

止まる位置と速さを、細かく決めにくい

池田金属工業の技術コラムは、一般的なエアシリンダーは押し側と引き側の両端の2点でしか位置決めできず、速さの調整も主に最高速度だけで、何かに当たらないと止まらないとしています。品種によって止める位置を変えたい、ぶつかる衝撃を減らしたいという場合に、手間がかかります。

エアのほうが向いている所もある

エアシリンダーには長所もあります。CKD は、エアシリンダーは軽く安価で力が出るため、ロボットアームの先のハンドリングやクランプ、圧入に向き、2点間の高速移動や重量物の搬送にも向くとしています。池田金属工業の技術コラムは、本体が安い・小さい・軽い、配管の取り回しがしやすい、防爆が必要な環境で使いやすいことを挙げています。どちらかに決めるのではなく、動きごとに向く方を選ぶのが、この記事の考え方です。

出典：エネルギー効率化 Q&A（エアーコンプレッサーの省エネ）｜中小機構 J-Net21、油圧・エアから電動化へ エア編｜椿本チエイン、技術コラム「エアシリンダvs.電動シリンダ」失敗しないための選定ポイント解説（2024年）｜池田金属工業、エアと電動いいとこどり｜CKD

置き換え先の候補

エアシリンダーの置き換え先は、動きの種類によって分かれます。ロッドで押す・引く動きなら電動シリンダー、ワークを載せて運ぶなら電動スライダー、つかむなら電動グリッパーです。もう1つの候補として、置き換えずにエアのむだを減らす方法も比べます。

電動シリンダー（ロッドタイプ）

電動シリンダーは、モーターの回転をボールねじで直線の動きに変え、ロッドを押し引きします。モーター・ボールねじ・リニアガイドなどを組み合わせるため、エアシリンダーより本体の価格が高くなります（池田金属工業の技術コラム）。止まる位置・速さ・加速のしかたをコントローラーで設定でき（同）、圧入では時間・速度・力を設定できる機種もあります（CKD）。

CKD は、エアを電動にすると一般的にサイズが大きくなり、推力もエアより弱くなって、大きな設計変更が必要になることがあるとしています。そのため同社は、エア機器と取付互換で、サイズも推力も同等レベルの電動アクチュエーターや、2点間の位置決めに特化して3点の入力信号で動く機種を用意しています。

電動スライダー（テーブルタイプ）

テーブルにワークや治具を載せて動かす形です。止める位置はコントローラーに登録します。電動のアクチュエーターには、コントローラー1つで数百点を登録できるシリーズもあります（池田金属工業の技術コラム。電動シリンダーについての説明）。CKD は、搬送で位置決め精度を上げたい場合は電動を、可搬質量のカバー範囲を広げたい場合はエアシリンダーを勧めています。

電動グリッパー

ロボットの先などで、爪でワークをつかむ部品です。THA は、電動グリッパーはつかむ位置やストロークを設定でき、1台でサイズの違うワークに対応できる一方、同じサイズではエア式より把持力が低く、専用のコントローラーや PLC の制御プログラムが要るとしています。エアチューブがいらなくなるので、ロボットの動く所での引っかかりや断線のおそれも減らせるとしています。

エアのまま使い、むだを減らす

すべてを電動にできない場合や、動かす回数が少ない場合は、エアのまま使い、むだを減らす方法もあります。J-Net21 は、コンプレッサーの吐出圧力を 0.8MPa（絶対圧）から 0.1MPa 下げると理論上 約8％の動力が減り、漏れが減る分を加えると10％程度が期待できるとしています。アクチュエーターは一般に 0.2〜1.0MPa で動くよう作られているので、設定の圧力を下げられる可能性があるとしています。

同じ Q&A は、ラインごとに遮断弁を付けて使わないときの漏れを止めること、配管の圧力損失は口径の5乗に反比例するので口径を適正にすることも勧めています。漏れの場所は、音響カメラや超音波で探せます（エアモア）。

出典：技術コラム「エアシリンダvs.電動シリンダ」失敗しないための選定ポイント解説（2024年）｜池田金属工業、エアを電動化するための設計変更｜CKD、エアと電動いいとこどり｜CKD、【グリッパー比較】エア vs 電動｜THA（NC ネットワーク掲載）、エネルギー効率化 Q&A（エアーコンプレッサーの省エネ）｜中小機構 J-Net21、エア漏れ可視化・検査・調査・診断サービス｜エアモア

目的と置き換え先の比較表

行が置き換えの目的、列が置き換え先の候補です。◎は第一候補、○は有効、△は条件によって有効を表します。目的の行をクリックすると、理由と出典を書いたカードに移ります。

◎ 第一候補○ 有効△ 条件によって有効

◎・○・△の理由と出典は、下の「目的ごとの選び方」の各カードに書いています。空欄は、その目的には効かない候補です。電動の3つの列は、エアから電動にしたときの向き・不向きを表し、同じ目的の中での比較です。記号は、各社の説明をもとにした編集部の評価です。

目的ごとの選び方

目的（A〜E）ごとに、比べた結果、候補、置き換えるときの注意をまとめました。

置き換えるときの注意

置き換えは、今のエアシリンダーの動きを書き出すところから始めます。次の図は、各社の説明をもとに編集部が整理した進め方です。

推力 → ストローク → 速さ → 機種の順に選ぶ

椿本チエインは、エアシリンダーからの置き換えでは、エアシリンダーの径から必要な推力を確かめることから始めるとしています。エアシリンダーの理論推力は、ピストンの面積×空気の圧力です。たとえば内径32mm で 0.5MPa なら、押し側は約804mm²×0.5MPa＝約402Nになります（編集部の計算）。実際に必要な力は、この値に負荷率をかけた値で、負荷率50％なら約200N です。

電動は、同じ推力だとエアより大きくなりやすく（CKD）、モーターの分だけかさばり、ストロークが短い機種ではロッドよりモーターのほうが大きいこともあります（池田金属工業の技術コラム）。取り付ける場所の寸法と、モーターやケーブルの向きを先に確かめます。モーターの折り返しやコネクターの向きごとに別の型式になることが多く、手配したあとでは変えられない場合が多いとされています（同）。

押し当て・保持・止まったときの動きを確かめる

エアシリンダーで、ストッパーに押し当てたまま保持している使い方は、電動では押している間も電気を使います。CKD は、電動はクランプ時間が長いほど消費電力量が増えるとしています。電源を切ったときや非常停止のとき、エアシリンダーと電動シリンダーでは止まり方と保持のしかたが変わるので、上下方向に使う場合などは、落下を防ぐブレーキが要るかを、機種ごとにメーカーに確かめます（編集部の解説）。

制御と配線を決める

エアは、電気制御の専任者がいなくても簡単な半自動機を作れます（池田金属工業の技術コラム）。エアのグリッパーも、電磁弁の ON/OFF だけで動かせ、リレー回路だけでも運用できます（THA）。電動は、メーカーが保証する範囲の電源を用意し、本体と専用のコントローラーをつなぎ、専用のソフトウェアなどで設定する必要があります（池田金属工業の技術コラム）。PLC からの信号の数と、位置の登録のしかたを先に決めます。CKD の D シリーズのように、3点の入力信号で動き、専用ツールが要らない機種もあります。

置き換えの前後で、電力を測って確かめる

電動にした効果は、動かす回数と保持の時間で大きく変わります。CKD は、圧入の比較で1分間の動作回数が少なければ、エアでも CO2 排出量は抑えられるとしています。置き換えの前後でコンプレッサーの消費電力を測ると、効果を数字で確かめられます。SIRC は、設備が止まっている時間に、圧力を保つためにコンプレッサーが動く間隔を見ると、エア漏れの多さがわかるとしています。

出典：油圧・エアから電動化へ エア編｜椿本チエイン、エアを電動化するための設計変更｜CKD、圧入工程に最適なアクチュエータの選び方｜CKD、クランプ工程｜CKD、技術コラム「エアシリンダvs.電動シリンダ」失敗しないための選定ポイント解説（2024年）｜池田金属工業、【グリッパー比較】エア vs 電動｜THA（NC ネットワーク掲載）、導入事例：コンプレッサーの省エネ｜SIRC

エアシリンダーの置き換えに役立つ技術を持つ企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。電動の機器を選ぶ、設備に組み込む、エアのまま損失を減らす、効果を測る、のどれを相談したいかによって、合う相談先が変わります。

企業	解決できる課題	種類	何ができるか	合う症状
CKD	Aよく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたいB止める位置を増やしたい・品種ごとに変えたいC速さや押す力を細かく決めたいD小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ない	空気圧機器・電動アクチュエーターのメーカー	エアシリンダーと電動アクチュエーターの両方を作り、工程ごとにどちらが向くかを公開。エア機器と取付互換の電動アクチュエーターもある。	A よく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたい B 止める位置を増やしたい・品種ごとに変えたい C 速さや押す力を細かく決めたい D 小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ない
PSi	C速さや押す力を細かく決めたい	電動グリッパーのメーカー	小型・軽量の電動グリッパーと、ロボットハンドの設計製作。爪や取付けのフランジも相談できる。	C 速さや押す力を細かく決めたい
ティーエイチエー	B止める位置を増やしたい・品種ごとに変えたいC速さや押す力を細かく決めたいE水・洗剤・粉じんが多い、防爆が要る	自動機の設計製作	自動組立機・圧入や性能試験の装置を設計製作し、グリッパーをエア式にするか電動式にするかの判断基準を公開。	B 止める位置を増やしたい・品種ごとに変えたい C 速さや押す力を細かく決めたい E 水・洗剤・粉じんが多い、防爆が要る
SIRC	Aよく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたいD小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ない	電力センサ	電線にクランプで付ける IoT 電力センサで、コンプレッサーなどの電力を工事なしで測る。	A よく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたい D 小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ない
エアモア	Aよく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたいD小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ないE水・洗剤・粉じんが多い、防爆が要る	エア漏れ診断	音響カメラでエア漏れの場所を探し、損失を金額と CO2 で示す。	A よく動かす設備の、エアの電気代と CO2 を減らしたい D 小さく軽く、力がほしい。動かす回数は少ない E 水・洗剤・粉じんが多い、防爆が要る

CKD株式会社｜エアと電動の両方を作り、工程ごとに使い分けを提案する

CKD は、愛知県小牧市に本社がある、空気圧機器と自動機械のメーカーです（1943年設立）。エアシリンダーと電動アクチュエーターの両方を作っており、工程ごとにどちらが向くかを、自社の生産現場での使用も踏まえて公開しています。

技術	内容
工程別の使い分け	ハンドリング・搬送・クランプ・圧入・オシレートの5つの工程ごとに、エアが向く場合と電動が向く場合を示している。たとえば圧入では、小形で押付力が高い方がよければエア、圧入の制御を行いたければ電動としている
エアと取付互換の電動	エアシリンダーを電動にすると、一般的にはサイズが大きくなり、推力もエアより弱くなるとしたうえで、エア機器と取付互換で、サイズも推力も同等レベルの電動アクチュエーター F シリーズを用意している
設定の簡単な電動	2点間の位置決めとクランプ・把持に特化した D シリーズは、専用ツールが不要で、3点の入力信号で動くとしている
実機での比較	同社のエアシリンダーと電動アクチュエーターで、コスト・外形寸法・位置決め時間・CO2 排出量を比べた結果を公開している（年250日・1日8時間などの同社の条件）

同社の比較では、圧入について「1分間の動作回数が少なければ、エアでも CO2 排出量は抑えられる」、クランプについて「電動はクランプ時間が長いほど消費電力量が増える」としています。

• エアと電動のどちらを使うか、工程ごとに決めたい
• 今の取付けのまま、エアシリンダーを電動に替えたい
• 電動の設定やプログラムに手間をかけたくない
• 圧入の力や、クランプの衝撃を制御したい

出典：会社概要｜CKD、エアと電動いいとこどり（工程別おすすめ駆動方法）｜CKD、エアを電動化するための設計変更｜CKD、圧入工程に最適なアクチュエータの選び方｜CKD、クランプ工程｜CKD

PSi株式会社｜小型・軽量の電動グリッパーで、ロボットのハンドを電動にする

PSi は、兵庫県尼崎市に本社がある会社です（2017年設立）。電動グリッパーのほか、自動化機器（FA）の装置・機構・制御盤・プログラムや、ロボットハンドの設計製作を行っています。

技術	内容
小型・軽量の電動グリッパー	□25 のモーターの CS2505007 は重さ90g・最大連続把持力7N・開閉ストローク6mm、□42 の CS4215048 は350g・48N・16mm。どちらも最高連続速度200mm/s、繰返し位置決め精度±0.01mm
低慣性のカム構造	低慣性カム構造で、高精度・高速タクトを実現したとしている。軽量化により、ロボットの高速化・小型化ができるとしている
取付けと爪の設計	ロボットと機器の取付け、フランジやグリッパーの爪の設計・製作にも対応する

• ロボットのハンドに、軽くて小さい電動グリッパーを使いたい
• ハンドを軽く・小さくして、ロボットを速く動かしたい
• グリッパーの爪や取付けのフランジも含めて相談したい

出典：会社概要｜PSi、電動グリッパ｜PSi

株式会社ティーエイチエー｜自動機を設計製作し、エアと電動のグリッパーの選び方を公開

THA は、愛知県岡崎市に本社がある、専用機・試験装置・自動化装置の設計製作の会社です（1985年設立）。自動組立機、圧入・性能試験の装置、搬送装置、電気制御装置・油気圧装置の設計製作や、産業用ロボットのティーチングを行っています。

技術	内容
エアと電動の使い分け	ロボットのグリッパーについて、エア式と電動式のしくみ・長所・短所と、どちらを選ぶかのチェックリストを公開している
エア式の長所と短所	電磁弁の ON/OFF で動き、リレー回路だけでも運用でき、小型でも力が出て、初期コストが安い。一方、全開か全閉の2位置が基本で中間停止ができず、把持力が空気圧に左右され、エア配管・エア漏れ・コンプレッサーの電気代がかかるとしている
電動式の長所と短所	つかむ位置やストロークを設定でき、1台でサイズの違うワークに対応できる。把持力や速さを調整でき、つかめたかをコントローラー側で判定できる。一方、同じサイズではエア式より把持力が低く、専用のコントローラーや PLC の制御プログラムが要るとしている

• ロボットのグリッパーを、エア式にするか電動式にするかの判断基準を知りたい
• 自動組立機・圧入や性能試験の装置・搬送装置を設計製作してほしい
• 産業用ロボットのプログラムやティーチングを頼みたい

出典：会社概要｜THA、【グリッパー比較】エア vs 電動｜THA（NC ネットワーク掲載）

株式会社SIRC｜クランプで付ける電力センサで、コンプレッサーの電力を測る

SIRC（サーク）は、大阪市中央区に本社がある、大阪市立大学発のスタートアップです（2015年設立）。電線にクランプで取り付ける IoT 電力センサと、データを集めるクラウドを作っています。

技術	内容
コンプレッサーの電力の測定	電力センサは、2つのセンサヘッドを2本の線にクランプするだけで、コンプレッサーの電力を測れるとしている。省エネ対策の前後を比べて、効果を確かめられる
止まっている時間でエア漏れを見る	設備が稼働しているときの電力では漏れを判断しにくいので、稼働していない時間帯の電力を測り、圧力を保つためにコンプレッサーが時々動く間隔に注目する。漏れが多いと間隔が短く、対策すると長くなる
温度の管理	吸気温度が低いほど効率が高く、吸気温度を40℃から30℃に下げると約3％効率が上がるとしている

• エアシリンダーを電動にする前と後で、電力がどれだけ変わったかを測りたい
• コンプレッサーのエア漏れを、電力の記録から見つけたい
• 工事をせずに、設備の電力を測りたい

出典：会社概要｜SIRC、導入事例：コンプレッサーの省エネ｜SIRC

株式会社エアモア｜音響カメラでエア漏れを探し、損失金額に換算する

エアモアは、奈良県生駒市に本社がある会社です（2024年設立）。エア漏れに関係する製品の販売と、エア漏れの診断サービスを行っています。

技術	内容
音響カメラでの診断	音響カメラで工場のエア漏れを見える化し、工場を稼働させたまま漏れ箇所を特定する
損失の数値化	漏れ箇所ごとに漏れ量・年間の損失金額・CO2 排出量を計算し、優先順位を付けた改善提案のレポートにまとめる。修理方法・部材・工数の見積もり、施工の支援と効果の検証まで行うとしている
損失の計算のしかた	漏れ量（L/min）、コンプレッサーの効率、年間稼働時間、電力単価から、損失額を計算する手順を公開している

同社は、2025年に診断した工場で合計1,698箇所のエア漏れを特定し、損失は年間約2,490万円・約652t-CO2（試算）だったとしています。

• エアシリンダーを電動にする前に、エアのまま減らせる損失を知りたい
• 工場を止めずに、エア漏れの場所を見つけたい
• エア漏れの損失を金額と CO2 で示して、対策の順番を決めたい

出典：会社概要｜エアモア、エア漏れ可視化・検査・調査・診断サービス｜エアモア、工場のエア漏れ調査から損失計算まで効果的な方法を解説｜エアモア

選ぶ前に確かめる条件

置き換えを相談する前に、次のことを整理しておくと、機種の選定や効果の見積もりが進めやすくなります。

• 今のエアシリンダーの内径・ストローク・使っている空気の圧力と、実際に必要な力（ワークの重さ、押す力）
• 動かす速さと、1分あたりの動作回数（1日・1年の稼働時間も）
• 止める位置の数と、品種ごとに位置を変えるか
• 押し当てたまま・つかんだまま保持する時間と、上下方向に使うか
• 取り付ける場所の寸法と重さの制限（ロボットの先に付けるか）
• 水・油・洗剤・粉じん・温度など、使う環境と、防爆が要るか
• PLC など今の制御のしかたと、電気制御の担当者がいるか
• 工場のほかのエア機器（エアブローなど）の使い方と、コンプレッサーの消費電力（置き換えの前に測っておく）

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※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日：2026年9月30日