油圧とは？油圧制御に最適な容積式流量計をご紹介！
大型機械を駆動させるのによく使われる制御システムとして油圧制御があります。油圧システムでは、さまざまな計測機器が用いられていますが、流量計も例外ではありません。今回は、油圧や油圧制御に関する基礎と、油圧制御で活躍するおすすめの流量計をご紹介します。
目次
油圧とは？原理は？
油圧とは油にかける圧力のことで、油圧を用いて動作する機器を油圧機器といいます。ショベルカーやクレーンの動作、ブレーキの制御などは、油圧が用いられているものの代表例です。
油圧の基本原理となっているのが、パスカルの原理です。パスカルの原理とは、「密閉された容器の中にある静止流体の一部に圧力がかかると、その圧力は流体のすべての部分に等しく伝達される」とした法則のことです。
たとえば、油圧機器の一端にある面積1に圧力1をかけると、パスカル原理によってもう一端にある面積5のところにも圧力1がかかります。力は受圧面積×圧力で表現されるので、上記の場合だと1×1の力が5×1と5倍に力にできることを表します。このようにパスカルの原理を応用すると、油を介すことで加えた力をより大きな力に変換できるようになるのです。
油圧の利用には、以下のようにさまざまなメリットがあります。
- わずかな電気的操作によって、位置、速度、力などを精密に制御できる
- 負荷する力や速度を無段階で広範囲に制御できる
- 管路を増やすことで油圧エネルギーを分配できるので、複数の油圧機器を制御できる
- 温度による粘度変化が少ないので、使用温度範囲が広い
- 空圧に比べると高い圧力まで昇圧できる
- 防錆性や耐摩耗性の観点から機器の劣化が少ない
油漏れによる火災等の事故や環境汚染のリスクはあるものの、上記のようなメリットがあるために幅広い分野で活躍しています。
油圧制御に欠かせない流量計
油圧制御には、作動油の流量を計測できる流量計が欠かせません。油圧システムは、油圧ポンプ、油圧バルブ、油圧アクチュエータの3種類から構成されています。まず、モータやエンジン等から得られる機械的動力を油圧ポンプにより油圧動力に変換します。油圧ポンプの油は油圧バルブを通過して油圧アクチュエータに送られます。このとき油圧動力は再び機械的動力に変換されて、さまざまな動作をします。
この一連の油圧システムの中で、媒体となる作動油の流量や流れの方向を適切に制御・調整する必要があり、そのときに必要となるのが流量計です。作動油の流量を調整することで、油圧システムの中にあるピストン等の移動速度を変えられるのです。
油圧制御に最適な容積式流量計の仕組み
油圧システムでは、さまざまなタイプの流量計が用いられれますが、よく用いられる流量計の1つが容積式流量計です。容積式流量計は、内部に設けられた2つの歯車の回転数によって流量を計測します。歯車を用いることからギア式流量計とも呼ばれています。
容積式流量計は、異物に弱く低粘度の計測には不向きな面がある一方で、高精度で計測できるメリットがあります。流体が通過する際に回転する歯車の回転数を計測するので、流体の体積を直接計測しているのにほぼ等しくなることから高い精度が期待できるのです。
作動油のような高粘度の計測には特に適していて（むしろ高粘度の方が計測の精度が高まります）、省電力なので電源不要で電池でも十分に駆動させることが可能です。
おすすめの容積式流量計【KEM製ZHMシリーズ】
ZHMギアフローセンサーは、流体に押された２つのギアが回転し、流体は歯の間とケーシング内壁とで形成された定量の計量室に収まり下流側へ排出します。この定量の計量室の容積を非接触のピックオフの下を通過したギアの歯を一つ一つでカウントしパルスを出力します。ZHM シリーズは堅牢なステンレスボディで形成され、アプリケーションに合わせた用途別でラインナップされています。100MPaを超える高圧モデルからロボットなどに搭載出来る様に軽量小型化されたモデルまで幅広いシリーズがあります。
ZHMシリーズの特徴を活かしたまま、本体材質をアルミニウムにすることで軽量・ローコストを実現しました。作動油やブレーキフルードを使用した小さな油圧ユニットやインクの搬送流量管理などの計測ラインでの使用が可能で、ZHMシリーズ同様円形ギアを使用しているため、楕円ギアと比較して分解能が高いこともメリットです。
まとめ
油圧システムを正確に駆動させるためには、高精度の流量計が欠かせません。油圧システムの中で高精度に作動油の流量を計測できるのが容積式流量計です。容積式流量計は、作動油のような高粘度流体の流量測定では特に精度が高く、油圧制御の中で最もよく使われるタイプの流量計の1つです。株式会社クローネでは、油圧制御に最適な容積式流量計の販売で多数の実績があります。「油圧システムで用いる流量計を選択したい」という方は、ぜひ株式会社クローネまでお問い合わせください。計測器のプロがお客様のニーズにあわせた最適なご提案をいたします。
製品に関する