油圧システムはどのように機能するのでしょうか?完全ガイド

油圧システムの仕組み: 簡単な答え

油圧システムは、加圧流体 (ほとんどの場合はオイル) を使用して、ある点から別の点に力を伝達します。ポンプが流体を加圧すると、その圧力は密閉回路全体で全方向に均等に作用します。シリンダーやモーターなどのアクチュエーターは、その流体圧力を機械的な力や動きに変換します。その結果、比較的コンパクトなコンポーネントを使用して、正確な制御で巨大な荷重を移動できるシステムが実現しました。

この原理は、閉じ込められた流体に加えられる圧力が全方向に減衰せずに伝達されるというパスカルの法則に基づいています。正義の力 1cm²に100Nを加える 10 MPa の圧力が発生し、100 cm² のシリンダー面に作用する同じ圧力は 100,000 N の出力をもたらします。この力の増大こそが、油圧機器が重工業、建設機械、航空宇宙、製造業を支配する理由なのです。

単純なショッププレスから複雑な航空機の着陸装置機構に至るまで、すべての油圧システムは、動力源、ポンプ、流体リザーバー、制御バルブ、アクチュエーター、戻り経路といった同じ基本構造を共有しています。各要素を理解することで、油圧システムがなぜ非常に信頼性が高く、高い力密度と制御性の両方が必要な場合に好ましいソリューションであり続けるのかがわかります。

の役割 油圧ユニット

の 油圧パワーユニット (HPU) あらゆる油圧システムの心臓部です。これは、加圧作動油を生成、調整し、回路の残りの部分に供給する自己完結型アセンブリです。標準的な油圧パワー ユニットは、流体リザーバ、電気モーターまたは燃焼エンジン、油圧ポンプ、圧力リリーフ バルブ、フィルター、計器類を組み合わせたもので、すべて単一のベースプレートまたはフレームに取り付けられています。

モーターがポンプを駆動すると、流体がリザーバーから引き出され、システムの供給ラインに送られる前に加圧されます。リリーフバルブは安全天井として機能し、圧力がシステムの設計定格を超えるのを防ぎます。通常は 150 bar (2,175 psi) および 350 bar (5,075 psi) 産業用 HPU 向けですが、特殊なユニットでは 700 bar 以上に達する場合があります。アクチュエータの需要が低下すると、圧力補償ポンプが自動的に出力を下げ、エネルギーを節約し、発熱を抑えます。

の reservoir in a Hydraulic Power Unit serves more than simple storage. It allows entrained air to separate from the fluid, dissipates heat, and provides a gravity-assisted return flow. Reservoir volume is typically sized at ポンプの毎分流量の 2 ～ 3 倍 — したがって、20 L/min ポンプはベースラインとして 40 ～ 60 L のリザーバーと組み合わされます。熱負荷が大きい場合やデューティ サイクルの高いアプリケーションでは、この比率が高くなります。

最新の油圧パワーユニットには、可変速駆動 (VSD) モーターが組み込まれることが増えています。モーター速度を実際のシステム需要に一致させることで、VSD 搭載 HPU はエネルギー消費を削減できます。 30～60パーセント 一定圧力で動作する固定速度ユニットと比較して。油圧システムを 1 日に複数のシフトで稼働させる施設の場合、これは機械の耐用年数にわたって大幅な運用コストの節約につながります。

油圧パワーユニット内の主要コンポーネント

• リザーバー: 液体を貯蔵し、空気を分離し、熱管理を助けます。
• ポンプ: 機械エネルギーを流体の流れと圧力に変換します。圧力と流れの要件に応じて、ギア、ベーン、またはピストンのタイプを選択します。
• 原動力: ポンプシャフトを駆動する電気モーターまたはエンジン。
• 圧力リリーフバルブ: システム圧力が設定値を超えると、開いて過剰な流れをタンクに戻します。
• フィルターアセンブリ: 標準的な産業用途で通常 10 ～ 25 ミクロンと評価される粒子状汚染物を除去します。
• 熱交換器 (オプション): 流体温度を推奨動作範囲（通常は 40 ～ 60 °C）内に維持する空冷または水冷ユニット。
• 計装: 圧力計、温度センサー、レベルインジケーター、フィルター差圧インジケーターにより、オペレーターはリアルタイムの可視性を得ることができます。

パスカルの法則: あらゆる油圧システムの背後にある物理学

ブレーズ パスカルは 17 世紀にその原理を定式化し、今日でも運用されているすべての油圧システムの基礎物理学として残っています。この法則は、閉じ込められた非圧縮性流体内の任意の場所にかかる圧力は、流体全体のあらゆる方向に均等に、かつ減衰することなく伝達されると述べています。

実際的には、これは、小さなポンプとモーターで、数百倍の面面積を持つシリンダーを駆動するのに十分なライン圧力を生成できることを意味します。基本的な例を考えてみましょう。ポンプは 200 バール (20 MPa) で流体を送り出します。ボア直径 100 mm のシリンダーのピストン面積は約 78.5 cm2 です。力の出力は圧力と面積の積に等しい — 20 MPa × 78.5 cm² = 157,000 N、またはおよそ 16 トンの押す力 。そのシリンダーの重さはわずか 15 kg で、機内持ち込みスーツケースよりも小さいスペースに収まる可能性があります。

この力とサイズの比は、同等の負荷での空気圧式または電気機械式の代替品には匹敵しません。同様の定格の電動リニア アクチュエータを使用するには、はるかに重く、より大きなモーターとギアボックスのアセンブリが必要になります。一般的な工場空気圧 (6 ～ 8 bar) で動作する空気圧シリンダーは、同じ出力を得るために何倍も大きなボア直径を必要とします。油圧機器の密度の利点が、電気代替品が軽負荷の作業に使用可能になってから数十年経っても、掘削機、射出成形機、航空機の飛行制御装置、および油圧プレスのすべてが油圧で駆動されている理由です。

油圧ポンプの種類と圧力の発生原理

の pump is the only active energy-conversion component in a hydraulic circuit. Its job is straightforward: create flow. Pressure only develops when that flow encounters resistance — from actuator loads, valve restrictions, or line friction. Understanding pump types clarifies a lot about system performance and design choices.

ギアポンプ

外接歯車ポンプは、最もシンプルで最もコスト効率の高い油圧ポンプです。 2 つの噛み合うギアが、公差の狭いハウジング内で回転します。流体は入口側のギアの歯の間のスペースを満たし、ハウジングの周囲に運ばれ、歯が再び噛み合うときに出口側で絞り出されます。ギアポンプは固定容量型のデバイスで、圧力に関係なく 1 回転あたり同じ体積を動かします。約まで確実に動作します。 250バール コストとシンプルさが最も重要視される農業機械、薪割り機、モバイル機器に広く使用されています。

ベーンポンプ

ベーン ポンプは、回転ローターのスロットに出入りするバネ荷重または圧力荷重のベーンを使用します。ローターが偏心カムリング内で回転すると、ベーン間のチャンバーが入口側で拡張し（流体を吸い込み）、出口側で収縮します（流体を排出）。ベーン ポンプは、ギア ポンプよりもスムーズで低騒音の流れを実現し、高負荷で稼働する工作機械や工業用プレスで一般的です。 175バールまで .

ピストンポンプ

アキシャルおよびラジアルピストンポンプは、産業用および移動用油圧機器の高性能主力製品です。中心シャフトの周りに配置された複数のピストンがシャフトの回転に合わせて往復運動し、後行程で流体を吸い込み、前行程で流体を排出します。可変容量型アキシャルピストンポンプは、斜板角度を変更することで出力を調整できるため、負荷検知および圧力補償回路に最適です。それらは確実に動作します 350～500バール 95%を超える体積効率を実現します。これらは、精密な制御が必要な掘削機、射出成形機、油圧パワーユニットの設置に標準的な選択肢です。

油圧バルブ: 方向、圧力、流量の制御

バルブは、油圧パワーユニットとアクチュエーターの間で何が起こるかを制御します。これらは、どのアクチュエータがどのような圧力で、どのような速度で流れを受け取るかを決定します。バルブがなければ、油圧システムは制御性を持たず、ガイドのない生の力だけになります。

方向制御弁

方向制御弁 (DCV) は、加圧流体をシリンダーまたはモーターの目的のポートに送ります。 4/3 方向弁 (4 ポート、3 ポジション) は、産業用油圧機器で最も一般的なタイプです。中心位置 (中立) では、選択した中心構成に応じて、流れをブロックしたり、タンクに誘導したり、浮かせたりすることができます。ソレノイド駆動の DCV がスイッチインします 15 ～ 50 ミリ秒 、高速で反復可能な自動化サイクルに適しています。比例 DCV はスプール位置を連続的に調整し、突然のオン/オフ切り替えではなくスムーズな速度制御を可能にします。

圧力制御弁

リリーフバルブは、システムの最大圧力上限を設定します。減圧弁は、二次回路内の圧力を低く一定に維持します。シーケンスバルブは、最初の回路が設定圧力に達した後にのみ 2 番目のアクチュエータをトリガーします。シーケンスのクランプや成形に役立ちます。カウンターバランスバルブは、アクチュエータが下降する前に最小限のパイロット圧力を必要とすることで負荷を所定の位置に保持し、重力による制御不能な降下を防ぎます。

流量制御バルブ

流量制御バルブは流体の流れを制限してアクチュエータの速度を調整します。シンプルなニードルバルブにより、調整可能なオリフィスが作成されます。圧力補償された流量制御は、負荷の変動に関係なく一定の流量を維持します。負荷が増加してシステム圧力が上昇した場合、補償器は流量（したがってアクチュエータ速度）を一定に保つように自動的に調整されます。これは、負荷の変動に関係なく一定の速度が重要となるプレス送り軸やコンベアドライブなどのアプリケーションでは非常に重要です。

油圧アクチュエータ: 流体圧力を仕事に変える

アクチュエーターは、油圧エネルギーが有用な機械的仕事となる場所です。リニア アクチュエータ (シリンダ) とロータリー アクチュエータ (油圧モータ) という 2 つの主要なカテゴリがアプリケーションの大部分をカバーします。

油圧シリンダ

油圧シリンダは、流体圧力を直線的な力と動きに変換します。加圧された流体がキャップの端に入り、ピストンを押してロッドを伸ばします。後退するには、流体がロッドエンドに入ります。ロッドエンドエリアの一部をロッドが占めるため、 伸長力は常に収縮力を上回ります 同じ圧力で - クランプ、成形、吊り上げの用途で考慮する必要がある設計上の考慮事項。

シリンダの種類には、タイロッド シリンダ (整備が容易で、標準ボア サイズ 25 mm ～ 200 mm で広く入手可能)、溶接シリンダ (コンパクト、高圧定格)、伸縮シリンダ (ダンプ トラックやダンプ トレーラーで一般的な、短い折り畳んだ長さで長いストロークを実現する複数の入れ子式ステージ) が含まれます。油圧プレスで使用される頑丈なシリンダーは、日常的に使用されます。 500トンを超える力 .

油圧モーター

油圧モーターは、流体の流れと圧力を連続的な回転運動に変換します。ギア モーター、ベーン モーター、ピストン モーターは、対応するポンプの設計を反映していますが、逆エネルギー変換で動作します。高トルク、低速ラジアル ピストン モーターは、負荷に直接結合することでギアボックスが不要なホイール ドライブ、ウインチ、コンベア ドライブで使用されます。大型鉱山運搬トラックのホイールモーターは、 10,000Nm以上のトルク ホイールハブ自体の内側に収まるパッケージから。

油圧作動油: ほとんどの人が思っている以上に油圧作動油が重要である理由

作動油は単に圧力を伝える媒体ではなく、回路内のすべてのポンプ、バルブ、アクチュエータの潤滑剤でもあります。その選択は、システム効率、コンポーネントの寿命、故障リスクに直接影響します。間違った流体を使用したり、良好な流体の劣化を放置したりすることは、現場での油圧システムの故障の主な原因の 1 つです。

鉱油ベースの流体 (ISO VG 46 および ISO VG 68 グレードが最も一般的) は、大部分の産業用および移動用油圧システムで使用されています。これらは優れた潤滑性、良好な熱安定性を備え、幅広い商業利用可能性を備えています。 ISO VG 46 は、周囲温度 20 ～ 50 °C で動作するほとんどの産業用 HPU 設置のデフォルトの選択肢です。

裸火、高温の表面の近くでの用途、あるいは製鉄所、ダイカスト、地下採掘など、火災の危険性が規制上の懸念となる環境では、耐火性流体の使用が義務付けられています。オプションには、水とグリコールの混合物 (HFC)、リン酸エステル (HFD)、生分解性の植物ベースの液体が含まれます。それぞれに、シール、コーティング、金属に対する特定の互換性要件があります。たとえば、リン酸エステル系液体はポリウレタン シールを攻撃するため、鉱物油から切り替える場合はシステム全体のフラッシュとシールの交換が必要になります。

流体の汚染は、油圧システムの故障の推定 70 ～ 80% の原因となります。 金属の磨耗破片、飲み込んだ汚れ、鋳物砂などの微粒子汚染は、ミクロン単位で測定されるポンプとバルブのクリアランスで研磨剤として機能します。 ISO 清浄度コード (ISO 4406) では、1 ミリリットルあたりの粒子数によって汚染レベルを 3 つのサイズ範囲に分類しています。ほとんどのピストンポンプメーカーは、流体の清浄度を次のように要求しています。 ISO 16/14/11 以上 保証の有効性を維持するため。そのレベルを達成および維持するには、高効率のリターンラインフィルター、リザーバー充填ポイントのブリーザーフィルター、および定期的なオイルサンプリングプログラムが必要です。

完全な油圧回路が段階的にどのように動作するか

完全な作動回路を通して流体を追跡することにより、すべてのコンポーネント間の相互作用が明確になります。以下に、複動シリンダを駆動する油圧パワーユニットによって動力を供給される典型的なオープンセンター産業用油圧システムについて説明します。

1. リザーバー内で静止している液体。 の HPU motor is off. Fluid sits in the tank at atmospheric pressure, conditioned and filtered from the previous cycle.
2. モーターが始動し、ポンプが液体を吸い込みます。 の electric motor drives the pump shaft. The pump creates a low-pressure zone at its inlet, drawing fluid through the suction strainer and into the pump housing.
3. ポンプは供給ラインを加圧します。 の pump displaces fluid into the pressure line. Because the directional valve is in its neutral (center) position, flow circulates back to tank through the unloaded center passage at low pressure — minimizing energy consumption during standby.
4. オペレータまたは制御システムは方向弁に信号を送ります。 ソレノイドがバルブ スプールを移動させ、ポンプ供給ラインをシリンダーのキャップエンド ポートに接続し、ロッドエンド ポートを戻りラインに接続します。
5. シリンダーは負荷がかかると伸びます。 加圧された流体がキャップ端に入り、ピストン面に力が加わります。シリンダーが伸びると、流体がロッドエンドからバルブを通って戻りラインに移動します。
6. 負荷抵抗を満たすためにシステム圧力が上昇します。 負荷が重い場合、力のバランスが満たされるまでシステム圧力が上昇します。需要がリリーフバルブの設定値を超えると、リリーフバルブが開き、過剰な流れをタンクに流し、過圧を防ぎます。
7. 戻り液はフィルターと熱交換器を通過します。 アクチュエータから戻った流体はリターンラインフィルターを通過し、作業サイクル中に付着した汚染物を除去します。熱交換器が取り付けられている場合は、ここで流体の温度が管理されます。
8. 液体はリザーバーに戻り、サイクルが繰り返されます。 調整された流体がリザーバに再び入り、空気が分離され、流体は次の需要に備えることができます。

オープンセンター油圧システムとクローズドセンター油圧システム

の terms open-center and closed-center describe what happens to flow when all directional valves are in their neutral (unactuated) position. This distinction has significant consequences for system efficiency, response, and design complexity.

オープンセンターシステム

オープンセンターシステムでは、アクチュエータが使用されていないとき、ポンプの流れは方向制御弁のオープンセンター通路を通ってリザーバに循環して戻ります。ポンプはスタンバイ時には低圧で動作するため、発熱とポンプの摩耗が軽減されます。固定容量型ギアポンプはオープンセンター回路に最適です。これは、農業用トラクター、フォークリフト、およびより単純なモバイル機器で主流のアーキテクチャです。

クローズドセンターシステム

クローズドセンターシステムでは、すべてのバルブポートが中立位置でブロックされます。詰まったポートに対する全圧力での行き詰まりを避けるために、ポンプは可変容量型である必要があります (またはアキュムレータを使用する)。圧力補償付き可変ピストン ポンプが標準的な組み合わせです。アクチュエータの要求が存在しないときは、ゼロに近い流量までデストロークし、最小限のエネルギー コストで設定圧力を維持します。クローズドセンター システムは、異なる圧力で同時に動作する複数の独立したアクチュエータをサポートしており、複雑な産業機械、サーボ油圧テスト システム、製造オートメーション向けの高度な油圧パワー ユニット設計の標準となっています。

油圧システムに依存する現実のアプリケーション

の diversity of hydraulic applications reflects the technology's unique combination of high force density, controllability, and reliability in harsh environments.

建設および土木機械

30 トンの掘削機には、独立して制御される 5 つ以上の油圧回路 (ブーム、アーム、バケット、スイング、トラベル) があり、すべて 1 つまたは 2 つの HPU によって供給され、複合流を生成します。 350 bar で 400 L/分以上 。油圧システムにより、オペレーターはブームを下げてバケットをカールさせながら、同時に上部構造を揺動させることができます。これは、機械的なリンケージではほぼ不可能な 3 軸の協調動作です。クローラードーザー、ホイールローダー、モーターグレーダー、および油圧式砕石機はすべて、同じ油圧原理に基づいています。

産業用プレスおよび成形機

金属スタンピング プレス、鍛造ハンマー、深絞りプレス、ゴム圧縮成形プレスはすべて、主な力の生成に油圧システムを使用しています。大型油圧鍛造プレスが開発される可能性がある 80,000 kN (8,000 トン) 形成力のこと。このようなプレスの油圧パワー ユニットは、多くの場合、組み合わせたモーター定格が 1,000 kW を超える複数のポンプ アセンブリを備えた大規模な設備ですが、サーボ比例バルブ回路を通じて、プレスのストローク速度と力をミリメートルレベルの精度で制御できます。

射出成形機

従来の油圧式射出成形機は、中央の HPU を使用して、クランプ、射出、スクリューの回転、突き出しのシーケンスを実行します。 1,000 トンの型締力を持つ機械には、10 ～ 15 秒という短いサイクル時間でその力を繰り返し発生できる油圧システムが必要です。サーボバルブ射出軸を備えた可変容量ポンプ HPU は、現代のプラスチック部品の品質に求められる高い型締力と正確な射出速度プロファイリングの組み合わせを実現します。

航空宇宙および航空機システム

民間航空機は、次の条件で作動する油圧システムを使用しています。 3,000 ～ 5,000 psi (207 ～ 345 バール) 飛行制御面、着陸装置、車輪ブレーキ、逆推力装置に動力を供給します。ボーイング 737 には 3 つの独立した油圧システムがあり、合計の流体容量は約 90 リットルです。冗長アーキテクチャにより、単一の故障によって航空機の重要な表面への水力が失われることはありません。航空機の HPU (航空業界では油圧パワー パックと呼ばれます) は、エンジン駆動ポンプ、電動モーター ポンプ、ラム エア タービンをバックアップ ソースとして使用します。

オフショアおよび海洋アプリケーション

油井やガス井の海底噴出防止装置 (BOP) は、緊急時に巨大なラムと環状のシール要素を閉じるために、事前に充填された油圧アキュムレータを使用します。オフショアクレーン、係留ウインチ、およびパイプ敷設テンショナーの油圧システムは、塩水噴霧、振動、および極端な温度の中で動作し、電気代替品が急速に劣化する可能性があります。油圧作動油の自己潤滑性と衝撃荷重に対する油圧コンポーネントの耐性により、このような環境では油圧が唯一の実用的な選択肢となります。

一般的な油圧システムの故障とその診断方法

適切にメンテナンスされた油圧システムでも故障が発生します。どの症状がどの根本原因を示しているかを知ることで、トラブルシューティングの時間が大幅に短縮されます。

アクチュエータのパフォーマンスが遅い、または弱い

シリンダーの伸びが遅い場合、またはモーターが定格速度未満で動作する場合は、最初にポンプの出力流量と圧力を確認してください。磨耗したギアポンプは失われる可能性があります 定格流量の 15 ～ 25% オペレーターが明らかな症状に気づく前に、内部漏れが発生します。負荷がかかった状態で圧力計の測定値がリリーフバルブの設定値よりも低い場合は、ポンプの摩耗またはリリーフバルブが部分的に開いていることを示します。シリンダー内の内部漏れ (ピストン シールのバイパス) により、持続負荷下でクリープが発生します。全圧力を加え、方向制御バルブがブロックされた状態でシリンダーがドリフトするかどうかを測定することでテストできます。

過剰な発熱

動作温度が 60 ～ 70 °C を超えると、流体の劣化、シールの劣化、ポンプの摩耗が促進されます。一般的な原因には、作動圧力に近すぎるリリーフバルブの設定 (過剰な流量の継続的な排出を引き起こす)、熱交換器の詰まりまたはサイズ不足、リザーバー容量の不足、または粘度の低下した汚染された流体が含まれます。継続的に高温状態で動作するシステムでは、通常の耐用年数の数分の一でシールのセットが消耗します。

ポンプの動作音がうるさい

キャビテーション (ポンプ入口内での蒸気泡の形成と崩壊) は、独特のガタガタ音や摩擦音を発生させ、ポンプの内部に深刻な浸食損傷を引き起こします。これは、吸引ラインの制限、吸引ストレーナーの詰まり、液体が冷たすぎて粘度が高い、またはリザーバーレベルが低すぎることが原因で発生します。エアレーションでは、漏れのあるシャフトシールや緩んだ吸引継手を通して空気が取り込まれるため、リザーバー内で甲高いヒューヒューという音や泡立ちが発生します。ポンプの破壊を避けるために、両方の状態を直ちに修正する必要があります。

外部漏れ

作動油の漏れは、動作上の問題であるだけでなく、環境や火災の危険性もあります。継手の漏れは、多くの場合、不適切な組み立て、つまりねじ接続の過大または過小トルク、シール面の損傷、または不適切なねじの形状 (NPT と BSP の混合など) によって引き起こされます。シリンダーロッドシールの漏れは、ロッドシールの摩耗または損傷、ロッド表面の傷、またはロッドへの過度の横方向の負荷を示しています。いずれの場合も、原因が正しく特定されれば、修復は簡単です。

油圧システムのメンテナンスのベストプラクティス

の majority of hydraulic system failures are preventable with structured maintenance. The following practices, applied consistently, will extend component life and reduce unplanned downtime.

• オイルのサンプリングと分析: 500 ～ 1,000 運転時間ごとに、回路内の実際の乱流ポイントから流体サンプルを採取します。実験室分析では、粒子数、粘度、含水量、酸価、および元素摩耗金属が報告されます。複数のサンプルにわたる結果の傾向を分析することで、障害が発生する前に問題を検出します。
• フィルター交換は予定どおりに: メーカーの間隔に従うか、できれば差圧インジケーターの状態に応じてフィルターを交換してください。バイパスインジケーターが破裂した場合は、汚染された液体がろ過されずに循環したことを意味します。これは根本原因の調査が必要な重大なイベントです。
• リザーバーレベルとブリーザーのメンテナンス: 高負荷サイクルのマシンでは毎日レベルを確認してください。メーカーのスケジュールに従ってリザーバー ブリーザー フィルターを交換します。ブリーザーが詰まるとリザーバー内に真空が発生し、キャビテーションが発生しやすくなります。ほとんどのブリーザーは毎年交換する必要があります 1,000～2,000時間 通常の産業環境では。
• カップリングとモーターの位置調整: HPU モーターとポンプ間のミスアライメントにより、ポンプ シャフト ベアリングにラジアル側荷重が発生しますが、これはポンプ シャフト ベアリング用に設計されていません。 0.1 mm の平行ずれでもベアリングの寿命が半減する可能性があります。取り付け時およびモーターまたはポンプの交換後にレーザーを調整するのがベストプラクティスです。
• ホースと継手の検査: 油圧ホースには、外観に関係なく寿命があります。多くのメーカーがホースの交換を推奨しています。 6年周期 産業用途で。ホースの磨耗、よじれ、カバーの亀裂、フィッティングのスエージの完全性を四半期ごとに検査してください。 350 bar でのホースの破損は、重大な安全上の事象です。
• リリーフバルブの検証: 校正済みのテストゲージと流量計を使用して、リリーフバルブの亀裂圧力を毎年確認してください。リリーフバルブが設定値を下回ると、システムの最大力が制限されます。開いてしまったものは圧力の上昇をまったく防ぎます。

油圧 vs. 空気圧 vs. 電気機械: それぞれを選択する場合

3 つのテクノロジーはすべて電力を伝送および制御しますが、それぞれに他のテクノロジーよりも明らかに優れたパフォーマンスの範囲があります。

空圧システムは 6 ～ 12 bar の圧縮空気を使用し、クランプ、部品搬送、小型プレス、空圧ツールなどのハイサイクルで軽負荷のリニア作動に最適です。それらの利点は、クリーン (オイル汚染がない)、サイクルタイムの短縮、および部品コストの低さです。制限は力の出力です。6 bar の 63 mm ボアの空気圧シリンダーは約 1,870 N を供給しますが、これは同じボア サイズの油圧シリンダーの能力のほんの一部です。

電気機械式アクチュエータ (サーボ モーター ボールねじまたはサーボ モーター ギアボックス) は、最高の位置決め精度と最も簡単なエネルギー監視を提供します。力の範囲が約 200kN 直線軸の場合。そのしきい値を超えると、モーターとギアボックスのサイズは実用的ではなくなりますが、油圧シリンダーは依然として技術的および経済的に優れています。

力の要件が 200 kN を超える場合、衝撃荷重と過負荷耐性が重要な場合、継続的に電力を消費せずに持続的な負荷の下でアクチュエータが位置を保持する必要がある場合、または動作環境 (熱、振動、洗浄、爆発の危険性) が電気ソリューションを除外または複雑にする場合、油圧は依然として明確な選択肢です。単一の電源から異なる圧力と流量で複数のアクチュエータに供給できる油圧パワー ユニットの機能も、分散型電気機械ドライブでは再現するのが難しいシステム アーキテクチャの利点を提供します。