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2022年12月13日

「油圧ポンプってどんなもの？」
「油圧装置について勉強しなければならないが正直よくわからない」
と、お悩み方は本記事をお読みください。

油圧ポンプを全く知らない方でも理解できるように、なるべく簡単な言葉で基本的な内容を解説しています。
仕事などで油圧ポンプに関する基礎知識が必要となりお困りの方は、ぜひ本記事を参考にしてくだされば幸いです。

 
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油圧ポンプとは？油圧装置の一部

油圧ポンプは油圧の力を利用するための装置である「油圧装置」の一部です。
油圧装置とは、パスカルの原理を使って、エンジンやモーターなどから発生する運動エネルギーを流体のエネルギーに変換する仕組みです。

油圧装置は、「密閉された容器の中で静止した流体の一部に圧力を加えると、その圧力は流体のすべての部分に等しく伝わる」といったパスカルの原理を利用しています。

これは、「力=受圧面積×圧力」の計算式で表現されます。

つまり、密閉した容器に入った油に圧力をかけて、力を発揮させたい箇所の面積を広くすると、もともとエンジンやモーターなどからかけた力よりも大きなエネルギーを生み出せる仕組みが「油圧装置」なのです。

クレーンやショベルカーなどの重機に使われています。

油圧ポンプの仕組みとは？

油圧ポンプが油圧装置で使われているのはおわかりになったと思います。
油圧ポンプの仕組みについて解説する前に油圧装置の仕組みについて解説しましょう。

そもそも油圧装置とはどんなもの？

油圧装置とは、以下のような仕組みとなっています。

1. エンジンやモーターが動力（運動エネルギー）を発生させる
2. 油圧ポンプから油が吐き出され油圧装置の油に圧力をかけ、流体エネルギーを発生させる
3. 圧力がかかった油は油圧バルブで圧力・流れる量・方向をコントロールされ油圧アクチュエータにそれを伝える
4. 油圧アクチュエータが流体エネルギーを運動エネルギー（動力）に変換し、油圧シリンダーや油圧モーターなどを動かす

なぜわざわざ運動エネルギーを流体エネルギーに変換して、また戻すのかと疑問を抱くかもしれません。

簡単にいうと、この油圧装置を使うと小さいエネルギーを増幅させられる仕組みだからです。
まずは、この点だけでも覚えておきましょう。

機能と特徴

油圧ポンプの機能は以下の通りです。

● 油（作動油）を吸って吐き出す
● これにより運動エネルギーを流体エネルギーに変換し再度運動エネルギーに戻すとエネルギーが増幅する

油圧ポンプの特徴は以下の通りです。

● 油は水に比べ粘性があるので漏れにくい
● 油は沸騰しない
● 潤滑性がある
● 耐摩耗性が高い
● 錆を起こしにくい

油を使うと火災などのリスクもありますが、水などほかの液体や空気などに比べ、高い圧をかけられます。
さらに、水は金属を錆びさせてしまいますが、油は錆を起こしにくい点などで優れているのです。

 

 

油圧ポンプの種類4つを紹介

油圧ポンプにもいくつかの種類があります。
用途やかけられる費用などにより、選択する場合が多いです。
それぞれの特徴をご紹介します。

1.ピストンポンプ｜高圧・大流量だが最もコストがかかる

ピストンポンプは、文字通りピストンの仕組みを使った油圧ポンプです。
ピストンでは密閉性が高いため、より高い圧をかけられるのが特徴となります。

高圧をかけたいときに使われる油圧ポンプです。
ただし、油圧ポンプの中で最もコストがかかるのがデメリットとなります。

ピストンポンプは以下の2種類に分けられます。

● アキシャル型
● ラジアル型

ピストンの配列が異なっており、アキシャル型の方が最もよく使われるピストンポンプです。

2.ギアポンプ｜低コスト

ギアポンプは、ポンプ内部に2つの歯車があります。
それらの歯車が回転する際に歯車の噛み合わせ部分に真空や圧が生じ、そこに油が引き込まれて流体エネルギーが発生する仕組みです。

ギアポンプの特徴は以下の通りとなります。

● 駆動スピードを一定に保てる
● 音が静か
● 低コストで使える

歯車の形によって以下の2つに分けられます。

● 外接歯車型
● 内接歯車型

外接歯車型は同じ形の歯車が2つ使われるのに対し、内接歯車型は異なる形の歯車が使われるのが特徴です。
形が異なるので、歯車の噛み合わせ部分に油が引き込まれていく仕組みとなり、外接歯車型よりコンパクトな設計となっています。

3.ベーンポンプ｜高速回転だが音が静か

ベーンポンプとは、ポンプ内部にベーンと呼ばれる羽根がついているタイプです。
中心の点から少しずれた場所にローターがつけられているため、回転すると羽根とケーシングの間に油が閉じ込められて圧が生じ、流体エネルギーを発生させる仕組みとなっています。

ベーンポンプの特徴は以下の通りです。

● 騒音が少ない
● 摩耗も少なく長寿命
● 異物に強い
● ベーン（羽根）が壊れやすい

羽根は高速回転しますが、騒音が少なく長持ちします。
しかしベーン（羽根）は壊れやすいのがデメリットです。

4.スクリューポンプ｜粘性のある液体を高圧でくみあげ可能

スクリューポンプは、ネジの回転により油が閉じ込められる空間が移動し、油の吸い込み、吐き出しをする仕組みで流体エネルギーを発生させます。

スクリューポンプの特徴は以下の通りです。

● 高効率で省エネである
● 構造が簡単なのでメンテナンスしやすい
● 高い圧にできるので粘度が高い流体を扱う際に使われる

その軸方向に螺旋状のネジが切られたものが1対になり、回転する仕組みです。
蛇に似ているため「スネークポンプ」と呼ばれます。

まとめ

「油圧装置について勉強しなければならないが正直よくわからない」とお悩み方に向けて油圧ポンプの仕組み、種類について解説しました。
初めて触れる方にとって油圧ポンプや油圧装置はとても難解に感じるかもしれません。
まずは本記事でご紹介した内容を押さえ、徐々に知識を増やしていくとよいでしょう。

 

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