油圧ポンプと油圧モーターの違い

油圧モーターと油圧ポンプの違い

油圧ポンプと油圧モータは、油圧システムにおける基本的なコンポーネントであり、それぞれ異なるが補完的な機能を果たす。油圧ポンプと油圧モータは、動作原理は似ていますが、設計や用途は大きく異なります。

油圧ポンプは、流量と圧力を発生させることにより、機械エネルギーを油圧エネルギーに変換します。油圧ポンプは通常、電気モータまたは燃焼エンジンによって駆動され、高い容積効率を達成するように設計されている。油圧システムの主要なエネルギー変換装置として、ポンプは作動油を加圧し循環させる役割を担っています。

逆に、油圧モーターは流体の圧力エネルギーを機械的エネルギーに変換し、トルクと回転速度を生み出します。これらのコンポーネントは、高い機械効率を実現するために最適化されており、システムのアクチュエータとして、さまざまな機械操作に直接動力を与えます。

油圧モータの構造設計は本質的に左右対称であり、双方向の回転が可能である。この特徴は、可逆運動を必要とする用途にとって極めて重要である。これとは対照的に、ギヤポンプやベーンポンプのような特定の油圧ポンプ設計は、多くの場合一方向であり、特定の回転制約がある。

構造上の重要な違いはポート構成にある。油圧モータは通常、メインのインレットポートとアウトレットポートに加えて、個別のリークポートを組み込んでいる。この設計により、流体の管理が容易になり、システムの効率が向上します。アキシャルピストンを除くほとんどの油圧ポンプは、一般にインレットポートとアウトレットポートのみを備え、内部漏れはインレットに導かれることが多い。

効率特性も2つのコンポーネント間で異なる。油圧モータは一般にポンプに比べて体積効率が低く、これは低速で高トルクを発生する能力とのトレードオフである。逆にポンプは、優れた容積効率でより高速で作動するように設計されています。

ギヤ式油圧コンポーネントのギヤ形状は、その機能的な違いをさらに示している。ギヤポンプは通常、吐出ポートに対して吸込ポートが大きく、作動油の吸入を最適化している。しかし、ギヤモーターは、双方向の流れに対応するため、等しい大きさのポートを維持する。さらに、ギヤモーターはギヤポンプよりも歯数が多いことが多く、トルクの発生とスムーズな動作を向上させます。

ベーンタイプの油圧部品では、ベーンの向きと保持機構が大きく異なる。ベーンポンプはベーンを斜めに配置し、ベーンとステータの接触を遠心力と圧油に頼る。しかし、ベーンモータは、さまざまな運転条件下で一貫した性能を確保するため、スプリングアシスト接触による放射状に配置されたベーンを採用している。

油圧ポンプと油圧モータは、容積変位という基本原理を共有していますが、油圧システムにおけるそれぞれの役割に応じて、固有の設計機能と性能特性を備えています。この特殊性により、ほとんどの用途で互換性をもって使用することができない。

掘削機のような重機では、この2つのコンポーネントが重要な役割を果たす。油圧ポンプは、原動機（通常はディーゼルエンジン）によって駆動され、作動油を加圧します。この加圧された作動油は、機械全体のさまざまな油圧モーターに導かれ、トラック駆動、スイング機構、アタッチメントなどの機能に動力を与えます。これらのコンポーネント間の相乗効果によって、最新の油圧システムの特徴である精密な制御と高い出力密度が可能になる。

これらの区別を理解することは、建設、製造から航空宇宙、海洋工学に至るまで、さまざまな産業における油圧アプリケーションのシステム設計、メンテナンス、トラブルシューティングにとって極めて重要です。

油圧ポンプと油圧モーターの種類

油圧ポンプの分類

構造によって分けられる：

• プランジャーポンプ
• ギヤポンプ
• ベーンポンプ

変位を調整できるかどうかで分ける：

• 固定容量ポンプ
• 可変容量ポンプ

油の排出方向で分ける：

• 一方向ポンプ
• 双方向ポンプ

圧力レベルで割る：

• 低圧ポンプ
• 中圧ポンプ
• 中高圧ポンプ
• 超高圧ポンプ

ギアポンプ：

サイズが比較的小さく、構造がシンプルで、油の清浄度が低く、価格が手頃なギアポンプは、鉱山機械、冶金機械、建設機械、エンジニアリング機械、農業機械、林業機械など、さまざまな産業で広く使用されています。

しかし、ポンプシャフトは不均衡な力や激しい摩耗、大きな漏れの影響を受けやすい。

ベーンポンプ：

• 複動式ベーンポンプ
• 単動ベーンポンプ

このポンプは、ギヤポンプに比べて構造が複雑であるが、均一な流量、安定した運転、低騒音、高い運転圧力、高い容積効率を持っている。高圧ベーンポンプは、一般的に次のような分野で利用されています。 油圧システム リフティングや輸送車両、エンジニアリング機械など。

プランジャーポンプ：

高い容積効率、低い漏れ、高圧下での作動能力、高出力油圧システムでの広範な使用は、プランジャーポンプの主な特徴である。しかし、その複雑な構造、材料品質や加工精度に対する要求の高さ、コストの高さ、清浄度の高いオイルの必要性などが欠点となることもある。

プランジャーポンプは、自動車用ディーゼルエンジンで高圧燃料を供給するために広く利用されている。

油圧モーターの分類

構造による分類：

• ギア式モーター
• ベーン式モーター
• プランジャー式モーター

速度とトルクの範囲によって分類される：

• 高速モーター
• 低速モーター

ギア式油圧モーター：

• シンプルな構造で比較的安価なため、高速、低トルク、低動作安定性を必要とする用途に最適です。例えば、グラインダーやファンの駆動などである。

ベーンタイプ油圧モーター：

• 慣性モーメントが小さいこれらのモーターは、繊細な応答、低い体積効率、ソフトな機械特性を備えており、中速、低トルク、頻繁な始動・停止を伴う用途に適している。

アキシャル・プランジャー・モーター：

• 高い容積効率と大きな調整範囲を誇るこれらのモーターは、低速安定性に優れていますが、耐衝撃性に欠ける場合があります。クリーン度が厳しく要求される高圧システムに最適。

油圧ポンプとモーターは、どちらもエネルギー変換要素である。 油圧トランスミッション システムである。

両者の違いは何か？どのように区別できるのか？

理論的には、油圧モーターと油圧ポンプはどちらも可逆である。

• モーターで駆動すれば、出力は圧力エネルギー（圧力と流量）となり、油圧ポンプとなる。
• 圧油が入力され、機械的エネルギー（トルクと速度）が出力されるなら、それは油圧モーターである。

構造的には、両者は似たようなデザインをしている。

油圧モーターとポンプは、周期的に容積を変化させることができる密閉室と、油を分配する機構という、似たような基本構成要素を持っている。

油圧モーターもポンプも、密閉された作動容積の変化を利用した吸引と吐出の原理で作動する。

油圧ポンプの場合、作動容積が膨張すると油が吸い込まれ、作動容積が減少すると高圧の油が吐き出される。

油圧モータの場合、作動容積が拡大するときに高圧油が導入され、作動容積が縮小するときに低圧油が放出される。