油圧ポンプの構造(油圧機器)

油圧ポンプの構造(油圧機器)

一般的な油圧ポンプの構造について説明します。
まず、始めに油圧の仕組みはパスカルの原理が基本です。
そして代表的なものにベーンポンプ、プランジャーポンプがあります。

一般的に油圧装置は機械設備の他ANA,JALなどのジェット旅客機の制御やコマツやコベルコなど建設機械など重機の制御の他大型客船や大型タンカーなどの操舵などの制御にも使用されています。
下図1に『ベーンポンプ』の原理を示す。
ベーンポンプとは、ローターに取り付けられたベーン板が、楕円形のケーシング内でローターを回転させることにより、ベーンが遠心力等の作用によりはりだしケーシング内面を摺動する。

 

*油圧の仕組みはパスカルの原理が基本

「密閉容器中の流体は、その容器の形に関係なく、ある一点に受けた単位面積当りの圧力をそのままの強さで、流体の他のすべての部分に伝える」というのがパスカルの原理です。

*合わせて読む

= 油圧アクチュエータの記事はこちら

油圧は、一般に圧力の形であらわれる負荷が変動しても、ポンプの吐出量は一定であるという形式を利用しています。

*容積形ポンプ

容積形のポンプの吐出量は、負荷圧力に関係なく、ほぼ一定で、グラフにあらわすと横をX軸として圧力、縦をY軸として吐出量としてみると、吐出量はX軸に平行となります。

流体は

この時、容積の広い場所では流体(作動油)は高圧となり、容積の狭い場所では流体(作動油)が減圧されてなるといった単純な作用で、流体(作動油)の高圧を実現させる。

見方・かき方 油圧/空気圧回路図

油圧ポンプ

<下図1>

下図2にベーンポンプの断面図を示す。

 

 

油圧ポンプ

<下図2>

 

下図3にベーンポンプの吸入・吐出について示す。

真空

吸い込み側では真空気味となる。
また、吐出側では、ベーンの損傷保護のため減圧力を働かせる機構も備えている。

 

油圧ポンプ

<下図3>

 

ベーンポンプは、比較的中圧形に使用され、安価なものである。

 

*合わせて読む

= 油圧圧力制御の記事はこちら

*非容積形ポンプ

非容積形ポンプは、吐出量と圧力の間に一定の間隔があり、グラフにあらわすと横をX軸として圧力、縦をY軸として吐出量としてみると、吐出量は容積形のようにX軸に平行とならず、圧力があがると吐出量は曲線を描きながら減少する形となります。

下図4に『プランジャーポンプ(ピストンポンプ)』の原理を示す。

高圧の仕組み

プランジャーポンプは、ピストンにより流体(作動油)を圧縮して高圧を実現させる。
これはシリンダーが回転することにより、内部斜板の作用によりこのピストンの伸縮ストロークを実現させていて流体(作動油)の圧縮を行う。
またこの斜板を垂直方向に変化させる事により、高圧域から低圧域または圧力カットへと可変させることが出来る。(斜板の角度により吐出圧力を調整する。)

この可変機構を応用する事により圧力制御を行うため、油圧機器もコンパクトに設計でき、当然のようにランニングコストの低減には優れた性能を有す。

 

油圧ポンプ
<下図4>

 

下図5にプランジャーポンプ断面図を示す。

 

油圧ポンプ

<下図5>

 

下図6にキャビテーションについて示す。
キャビテーショ/ンは、ポンプの破損等を引き起こす可能性がある。

 

油圧ポンプ

<下図6>

 

 

力に変えて

油圧は高圧を力に変えて重量物の移動や上下またはつかみなどを行うという事をよく考えて置いてください。また、作動油の漏洩等では環境問題にも影響を及ぼします。
これらの取り扱いは十分に気をつけてください。

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*油圧装置は一般の機械設備の他にANA,JALなどジェット旅客機等の飛行機や旅客船やタンカー等の船舶、フェリー等の接岸場所にある桟橋や、ディズニーランドやディズニーシーや大阪USJ等国内の各所にある、アミューズメントパークや遊園地の遊具施設の駆動などに、こういった油圧装置が使われています。
その他、工場では製鉄所、自動車の工場や整備工場、ここで列記するには大変なくらいの場所で、油圧装置は使われています。
・飛行機の油圧装置 → 主翼フラップ・尾翼・車輪の格納 他 自動制御関連
・船舶の油圧装置 → 操舵関連  他 自動制御関連
・製鉄所の油圧装置 → 高炉・転炉・連鋳・圧延設備等
・自動車工場の油圧装置 → テーブル・旋回装置・トランスファーetc
・アミューズメントパークの遊具施設油圧装置 → 昇降・旋回・移動

 

ネットで油圧装置を検索すると、油圧機器メーカーのサイトしかないようなので、油圧の知識を習得したい方のために、このページを作成しました。

各図はダイキン資料を参考としています。
ダイキン工業油機

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