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こんにちはー、りびぃです。
普段はFA（ファクトリ・オートメーション）の業界で生産設備の機械設計に携わっています。
工場の自動化ラインを設計するうえでエアシリンダは欠かせない部品の一つではありますが、エアシリンダと一口に言ってもその中身は多種多様にあります。
そのような中で、特に機械の安全性を向上させる目的で採用されるのがエンドロック付きのエアシリンダです。
エンドロックというのは、おそらくSMCというメーカの商標ですねー。ちなみにコガネイだと「エンドキープ」、TAIYOだと単に「ロック付シリンダ」って名前だったりしますねー
ただし、初めてエンドロックという言葉を聞いた人にとっては、
名前の中に「ロック」って入っているから安全なんだろうけれど、具体的にどういうものなんだ・・・？
と疑問に思っている人も多いと思います。
この記事では、エンドロック付きエアシリンダの基本的な仕組みから、実際の設計ポイントに至るまで詳しく解説していきます。
この記事を通して理解を深め、設計現場で自身を持って選定できるよう、ぜひ参考にしてください。
エンドロック付きエアシリンダはイメージとして、ロックをする部分がクサビのような機構になっていると思っていただけるとわかりやすいです。
ロック側に動作するようエアを供給していき、ロッドがストロークエンドまで達すると、内部でロッドがロックされます。
一方で反ロック側に動作するようエアを供給すると、エアの圧力の作用によってロックが解除され、ロッドが動作できるようになります。
エア回路記号もクサビっぽい記号になっているよね！
このような構造になっているので、ロックが掛かっている位置までストロークがされていれば、仮に非常停止などによりエア供給が途絶えたとしてもシリンダが不意に動作することがありません。
エンドロックのエアシリンダはブレーキと違い、ロック解除専用のエア回路およびバルブが必要ありません。
これによりエア回路の設計がシンプルで、かつ部品点数も削減できますので、ブレーキ付きシリンダに比べると比較的扱いやすいのがメリットです。
ただしエンドロックは裏を返すと「ロッドがストロークエンドに到達しないとロックが機能しない」ため、
という点には注意が必要です。
エンドロック付きシリンダには主に2つの種類があります。
それは、
です。
基本的には「シリンダが上昇端にあるときにロックを効かせたい」ので、
というように選定していきます。
エンドロック付のエアシリンダを採用する際、エア回路設計で間違えやすいポイントがあるので解説をしていきます。
エンドロックは「ロック機構のついている側のポートからエアが排気されたときにロックがかかる」という原理によりロックが作動します。
そのため、ロックをしたいタイミングではロック側にエア圧が供給されたり、残圧が残るような設計をしてはいけません。
具体的には、
を使用してしまうと、ロックすべきタイミングでロック側から排気されない状況が生まれてしまいます。 
一つの装置に多数のソレノイドバルブを使用する際に便利なのが「マニホールド形のソレノイドバルブ」です。
マニホールド形のソレノイドバルブを使うことで、
などという多数のメリットがあり、多くの装置でよく採用されています。
しかし、このマニホールド形のソレノイドバルブを使う上では「背圧の回り込み」に気をつけなければなりません。
背圧の回り込みとは、例えばソレノイドバルブAとBとがマニホールドに実装されている場合に、ソレノイドバルブAの排気エアが、マニホールド内の回路を通じて、ソレノイドバルブBの排気側へ逆流してしまう現象のことを言います。
もしこの背圧がエンドロックの回路に逆流をしてしまうと、想定外のタイミングでロックが解放されてしまい、負荷が不意に落下するという危険性があります。
反ロック側にエアが供給されていれば負荷が落下するリスクは低いですが、通常運転では問題なくとも、試運転中の動作確認時だと反ロック側にエアが供給されていないとかは考えられますからねー
もししっかりと対策するためには、
などを施すことが有効です。
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