油圧ポンプの動作原理

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　　油圧ポンプとは、油圧伝動に必要な加圧された液体を供給する油圧部品であり、ポンプの一種です。その機能は、動力機（エンジンや電動機など）の機械的エネルギーを液体の圧力エネルギーに変換することです。カムは電動機によって回転させられる。カムがピストンを上方に押し上げると、ピストンとシリンダー本体で形成される密封容積が減少し、油液はその密封容積から押し出され、チェックバルブを通って必要な場所へ送られる。カムが曲線の下降部に回転すると、スプリングがピストンを下方に押し下げて一定の真空度を生み出し、タンク内の油が大気圧の作用によって密封された容積内に入る。カムによってピストンが絶えず上下し、シール容積が周期的に減少・増加することで、ポンプは絶えず油を吸い上げて排出する。図はシングルピストンポンプの動作原理です。 　　性能パラメータ　　油圧ポンプは油圧システムの動力要素であり、油圧システムに圧力のかかった油を供給する役割を果たします。エネルギー変換の観点から見ると、それは原動機が出力する機械的エネルギーを、輸送しやすい液体の圧力エネルギーに変換するものである。油圧モーターはアクチュエータに分類され、入力された液体の圧力エネルギーを出力軸の回転という機械的エネルギーに変換し、負荷を駆動して作業を行う。 　　構造形態によって、油圧ポンプと油圧モーターは、歯車式、インペラ式、ピストン式などのタイプに分けられる。 　　1. 油圧ポンプの圧力　油圧ポンプの作動圧力とは、ポンプ（またはモーター）が実際に動作している際に油を排出または吸込む圧力であり、外部負荷によって決まります。 　　定格圧力とは、通常の運転条件の下で、試験規格に定められた通りに連続して動作できる最高圧力のことです。そのサイズは寿命によって制限され、定格圧力を超えて動作させると、ポンプ（またはモーター）の使用寿命は設計上の寿命よりも短くなります。作業圧力が定格圧力を上回る場合、過負荷と呼ばれます。 　　2.回転速度　作動回転速度とは、ポンプ（またはモーター）が動作している際の実際の回転速度のことです。 　　定格回転速度とは、定格圧力のもとで、連続して長時間正常に動作できる最高の回転速度のことです。ポンプが定格回転数を超えて動作すると、吸油量が不足し、振動や大きな騒音が発生します。また、部品はキャビテーションによって損傷を受け、寿命が短くなります。 　　最低安定回転速度とは、モーターが正常に動作する際に許容される最低の回転速度のことです。この回転速度では、モーターにクライミング現象は発生しません。 　　3.排量と流量　排量とは、ポンプ（またはモーター）が1回転するごとに、密封された容積の幾何学的形状の変化によって排出（または吸入）される液体の体積のことで、一般的な単位はml/r（つまりミリリットル/回転）です。排量は調整によって変化させることができ、それを可変ポンプ（または可変モーター）と呼び、排量が変わらないものを定量ポンプ（または定量モーター）と呼ぶ。 　　実際の流量とは、ポンプ（またはモーター）が動作している際の出口または入口での流量のことです。ポンプ自体に内部漏れがあるため、実際の流量は理論流量よりも小くなります。モーター自体にも内部漏れがあるため、所定の回転速度を実現するには、その漏れ量を補うために入力される実際の流量は理論流量よりも大きくなければならない。 　　4.効率　容積効率とは、油圧ポンプにおいて実際の流量と理論流量の比率を指す。油圧モーターにおいては、その理論流量と実際の流量の比率を指します。 　　機械効率とは、油圧ポンプにおいて理論トルクと実際の入力トルクの比を指す。油圧モーターにおいて、実際に出力されるトルクは、摩擦力を克服した理論上のトルクであるため、その機械効率は実際に出力されるトルクと理論上のトルクの比率となる。 　　総効率とは、ポンプ（またはモーター）の出力パワーと入力パワーの比率を指します。総効率は容積効率と機械効率の積に等しい。