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ロボットハンドは吸着・爪・磁石のどれを選ぶのか？——ワーク条件で絞る5つの確認と、真空パッドの必要な力の出し方【2026年版】

製造DX編集部

2026年10月5日公開

この記事の要点

ロボットハンドの方式（真空吸着・2爪/3爪・マグネット・汎用ハンド）は、カタログの性能ではなくワークの材質・表面・つかみしろで候補が決まります。
確認の順番は「磁性体か → 空気を通さない平面があるか → 爪の逃げがあるか → 力が足りるか → 置く精度と品種数」の5つです。
真空パッドの必要な力は、吊り上げ方と動かす向きで式が変わります。側面を吸って持ち上げる「垂直吊り上げ」が最も不利で、メーカー資料は安全率2.5以上を目安にしています。
どんな形でも掴める汎用ハンドは、置く位置の精度や重さ、速さが求められる工程には向きません。

この記事が支援する判断：生産技術・設備設計の担当者が、ロボットで部品や製品を移す工程を検討するとき、「ハンドを吸着・爪・磁石のどれにするか」をSIerに引き合いを出す前に自分で絞り込む場面を支援します。ハンドの方式が後から変わると、ロボットの可搬質量や周辺機器の構成まで見直しになるため、早い段階で候補を絞っておく価値があります。

ロボットの機種は決まったのに、先端のハンドで迷う——自動化の検討ではよくある状況です。ハンドは掴む物ごとに条件が変わるため、答えが一つに決まりません。

結論から言えば、ハンドの方式は「ワークが何でできていて、どこを持てるか」でほぼ決まります。そのうえで、必要な力を計算して足りない方式を外し、置く位置の精度と品種の数で最後の1つを選びます。本記事では、方式ごとの向き不向き、真空パッドの必要な力の出し方、汎用ハンドで済ませない方がいい条件を順に整理します。

ロボットハンドの方式は、何で選び分けるのか？

産業用ロボットで使われる代表的なハンドは4系統です。違いは「どうやって保持するか」で、それぞれに成り立つ前提があります。前提を満たさないワークには、どれだけ高性能な機種でも使えません。

方式	保持のしかた	向くワーク	成り立つ前提	苦手なワーク
真空吸着（真空パッド）	負圧で吸い付ける	板金、ガラス、段ボール、袋物	空気を通さない平らな面がある	穴あき・網状、凹凸が大きい面
2爪・3爪チャック	爪で挟む	機械加工部品、円筒・角物	爪が入る逃げとつかみしろがある	薄物、密に詰まった状態、柔らかい物
マグネット	磁力で吸い付ける	鉄系の小物部品、鋼板	ワークが磁性体である	アルミ、樹脂、一部のステンレス
汎用ハンド（ソフト・ジャミング）	形に沿って包む	食品、不定形物、壊れ物	力が小さくても持ち上がる軽さ	重量物、高い位置決め精度

表1　ロボットハンドの4系統と、それぞれが成り立つ前提

候補を挙げる段階で「成り立つ前提」に当てはまらない方式を外しておくと、検討がずっと短くなります。ピッキングの自動化を扱った記事でも同じ考え方で整理しました。

ハンドとビジョンは仕様書から選ぶものではなく、ワークの表面・材質・形状ばらつき・絡み・質量の5項目を実測した結果で決まります。
ピッキングの自動化はどこまでできるのか？——バラ積み取り出しが止まる5つの条件と、ハンド・ビジョンを決める前に測る5項目【2026年版】

ワークのどの条件から順に確認すればよいか？

確認は、答えが「はい・いいえ」ではっきり出るものから始めます。材質や表面は図面と現物で確かめられるため、計算より先に済ませます。

図1　ハンドの方式は、材質・表面・つかみしろの順に候補を挙げ、力と精度で絞り込む

①〜③は候補に入れるかどうかの確認です。鉄系の部品ならマグネット、空気を通さない平面があれば真空吸着、爪を入れる逃げがあればチャックが候補に残ります。どれにも当てはまらないワークは、汎用ハンドを検討するか、前工程で姿勢をそろえる方が先です。

見落としやすいのは表面です。段ボールのように空気を通す材料や油が付いた鋼板は、真空吸着の候補に残っても必要な力が大きく増えます。

④は力の確認です。質量だけでなく、ロボットが動かすときの加速度を含めて計算します。⑤は置く側の条件で、置く位置の精度が求められるほど、形に沿って変形するハンドは不利になります。品種の数が多い場合は、品種ごとに爪やパッドを替える段取りの時間も比べてください。

真空パッドの必要な力は、どう計算するのか？

真空吸着は、計算でかなりの部分まで判断できる方式です。SMCの技術資料は、ワークの動かし方を3種類に分け、それぞれの「理論搬送荷重」を求めてからパッドの数と大きさを決める手順を示しています（出典: SMC「真空用機器技術資料」）。

図2　吊り上げ方と動かす向きによって、理論搬送荷重の式が変わる（SMC 技術資料の式を基に作成）

搬送のしかた	理論搬送荷重 Fth の式	考え方
① 水平吊り上げ・上下方向に動かす	m ×（g ＋ a）× α	重さと上下の加速度をパッドが直接受ける
② 水平吊り上げ・横方向に動かす	m ×（g ＋ a ÷ μ）× α	横の加速度は摩擦で支えるため μ で割る
③ 垂直吊り上げ・上下方向に動かす	（m ÷ μ）×（g ＋ a）× α	重さそのものを摩擦で支えるため最も不利

表2　搬送のしかた別の理論搬送荷重（m: 質量kg、g: 重力加速度9.81m/s²、a: 搬送の加減速度、μ: 摩擦係数、α: 安全率。出典: SMC「真空用機器技術資料」）

同資料の例では、質量5kgの段ボール箱を横方向に3G（29.4m/s²）で動かす条件で、摩擦係数0.6、安全率2として、理論搬送荷重は588Nになります。5kgの箱でも、横に速く動かすだけで重さの約12倍の力が必要になる、という点が実務上の要点です。

安全率と摩擦係数は、どの値を使えばよいのか？

項目	目安の値	当てはまる条件
安全率 α	1.5	ワークが滑らかで、空気を通さない
安全率 α	2以上	空気を通すワーク、落ちると危険なワーク、加速度や摩擦係数が分からない
安全率 α	2.5以上	垂直吊り上げ、反転、回転の動作
摩擦係数 μ	0.1	油が付いた面、滑りやすい面
摩擦係数 μ	0.5	木材、金属、ガラス、石材など

表3　安全率と摩擦係数の目安（出典: SMC「真空用機器技術資料」。摩擦係数は面の状態で大きく変わるため実機で確認する）

配置についても注意が書かれています。同資料は「真空パッドはモーメントに弱いため、パッドの配置は、ワークのモーメントが掛からないようにバランスよく配置する必要があります」としています。計算で力が足りていても、重心から離れた位置で吸うと、加速した瞬間にワークが外れます。

汎用ハンドで済ませるのが向かないのは、どんなとき？

形を選ばずに掴める汎用ハンドは、品種が多い工程で魅力的に見えます。ただし、得意な範囲ははっきりしています。過去記事でも、向く工程を次のように整理しました。

ユニバーサルハンド（軟体／ジャミング／真空袋）：形状不問。多品種少量・不定形ワークに強い
ユニバーサルジャミンググリッパとは？ジャミング転移の原理・主要ハンド比較・ヒューマノイド多指ハンドとの違い【2026年最新】

次の条件に当てはまるときは、汎用ハンドを選ぶ前に専用の爪やパッドを検討してください。

当てはまる条件	汎用ハンドが向かない理由	代わりに検討すること
置く位置の精度が求められる（治具へのセット、圧入の前など）	形に沿って変形するため、掴んだ後の姿勢がそろわない	基準面を当てる専用の爪、位置決めピン付きのハンド
ワークが重い	包んで持つ方式は保持できる質量が小さい	チャックやマグネットで力を確保する
タクトが短く、速く動かす必要がある	掴むたびに形を合わせる時間が加わる	吸着・挟む動作だけで済む方式
品種は多いが、形状が数種類に分けられる	1つのハンドで全部を掴むより、交換した方が確実	ツールチェンジャーで爪やパッドを付け替える

表4　汎用ハンドで済ませるのが向かない条件

ハンドの方式を決める前に、SIerへ何を渡せばよいか？

方式を決め切る必要はありませんが、次の情報がないと提案も見積もりも仮置きの前提で進みます。

ワークの材質と表面の状態（磁性の有無、油や水の付着、空気を通すか）
質量の最大値と、寸法・形状のばらつきの実測値
掴める位置（つかみしろ）と、掴んではいけない面
置く位置に求める精度と、置く先の治具・コンベアの形
品種の数と、品種を切り替える頻度

ハンドは見積もりで金額が動きやすい項目です。導入費用を扱った記事でも次のように整理しました。

ハンド・架台・安全柵・ビジョンセンサーなどの周辺機器に加え、それらを1つのシステムとして成立させる設計と調整の作業が必ず発生します。
ロボット導入はいくらかかるのか？——公開事例123件の投資額分布と、見積書で最初に確認する3項目【2026年版】

よくある質問（FAQ）

吸着とチャックのどちらも使えるワークは、どちらを選べばよいですか？

置く位置の精度が求められるならチャックを優先します。爪で基準面を挟むため、掴んだ後の姿勢がそろいやすいからです。表面に傷を付けたくない、または上面しか触れない場合は真空吸着を選びます。

真空パッドの安全率は、いくつにすればよいですか？

メーカー資料の目安は、滑らかで空気を通さないワークで1.5、空気を通すワークや落ちると危険なワークで2以上、側面を吸って持ち上げる場合や反転・回転させる場合は2.5以上です。最後は実際のワークで吸着テストを行って確認します。

マグネットハンドはステンレスにも使えますか？

ステンレスは種類によって磁性が異なり、磁石に付かないものがあります。材質記号を確認したうえで、実物に磁石を当てて確かめてください。付かない材質なら、真空吸着かチャックを検討します。

品種が多い工程でも、汎用ハンドを使わない方がよいのですか？

形状を数種類に分けられるなら、ツールチェンジャーで爪やパッドを付け替える方が確実な場合があります。汎用ハンドが向くのは、形が決まらない物を軽い力で運ぶだけの工程です。

まとめ——ハンドはワークの性質から決める

ロボットハンドの方式は、材質（磁性）→ 表面（空気を通すか）→ つかみしろの順に候補を挙げ、力の計算と置く精度で絞り込みます。真空吸着では、横に速く動かす場合や側面を吸う場合に必要な力が大きく増えるため、搬送のしかたを決めてから計算してください。汎用ハンドは便利ですが、精度・重さ・速さが求められる工程では専用の爪やパッドの方が確実です。