油圧ポンプ完全ガイド：固定容量型、可変容量型、静油圧式、ベーン式

実際の産業用およびモバイルサービスで使用されている油圧ポンプの種類は、多くのエンジニアが一生涯のキャリアにおいて取り扱うものよりも多いです。ギアポンプ、ベーンポンプ、軸方向ピストンポンプ、放射方向ピストンポンプ、静油圧ユニット、デジタルディスプレイスメントポンプ——そのリストは尽きません。各タイプの動作原理および各タイプが実際に適用される場面を理解することは、その習得に費やす時間に十分見合う価値があります。

定流量ポンプ

固定容量ポンプは、負荷に関係なく、シャフトが1回転するごとに同じ体積の流体を移送します。ギアポンプが最も一般的な実装形式であり、高精度の公差で製造されたハウジング内に配置された2つの噛み合うギアが、歯間の隙間に流体を保持し、入口から出口へと移送します。構造が単純で堅牢であり、汚染に対する耐性も高く、コストも低廉です。ただし、効率の上限はやや低く、流量を変更するにはシャフト回転数を変える必要があります。しかし、定常負荷の用途においては、これらの制限は許容範囲内とされます。

可変流量ポンプ

可変容量ポンプは、ストローク長を調整して、出力を要求に合わせます。可変スワッシュプレート式軸方向ピストンポンプが主流の設計です。スワッシュプレートの角度を変えることでピストンのストロークおよびそれに伴う容量を変化させます。ダンフォス社の可変容量ポンプ設計では、圧力補償、負荷感知、動力制限といった高度な制御機能が追加され、全運転範囲にわたって効率を最適化します。固定容量ポンプと比較した場合のコスト増加分は、ほとんどの可変負荷用途において数年以内にエネルギー削減によるコスト削減で回収されます。

油圧静的ポンプ

静水圧式ポンプは閉ループ回路で動作します。つまり、ポンプの吐出油は直接油圧モータに供給され、その後再びポンプに戻るという循環をします。このとき、最小吸入圧力を維持するために小さなチャージ回路が設けられます。モータの回転速度および回転方向は、すべてポンプの可変容量機構および流量方向によって制御されます。方向制御バルブも絞りバルブも必要ありません。静水圧式ポンプ回路は、連続的に可変な速度と負荷変動下における高効率な動力伝達が特に重要な農業機械および移動式機械において標準的に採用されています。

シングルベーンポンプおよびダブルベーンポンプ

ベーンポンプは、カムリング内を回転するスロット付きロータに放射状にスライドするベーンを用います。シングルベーンポンプの設計では1つの吐出室を有し、ダブルベーンポンプの構成ではロータの対向する両側に2つの吐出室を備えるため、径方向のベアリング荷重が相殺され、寿命が延長されます。ベーンポンプはギアポンプよりも静かに動作し、中圧域での安定した産業用油圧システム用途に適しています。汚染に対する感受性はギアポンプより高く、軸方向ピストン式ポンプよりは低いという特徴があります。

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