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油圧流量計および油の適合性に関する知識
Time : 2026-01-06
I. 油圧流量計とは何か？
油圧流量計は、油圧システムの配管内を流れる油圧油の流量を測定するために使用される装置の総称であり、特定の固定された機器を指すものではありません。この装置は、配管内の一定位置を通過する液体の総体積を測定でき、通常は体積流量の単位で表されます。
体積流量の測定に加えて、直線的および非直線的な液体の流れにも対応可能であり、一部のモデルでは質量流量の測定も可能です。油圧エンジニアにとって、流量と圧力は関心の中心となる主要な指標です。これらの2つのデータを正確に把握することで、油圧システムの動作が正確かつ効率的であるかを判断できます。これが油圧流量計の主な機能、すなわちシステムの運転状態と性能を評価するための支援を行う点にあります。
ただし、異なる油圧システムで使用される油圧オイルは、粘度や流量において大きく異なります。したがって、油圧流量計は測定対象のオイルの種類に応じて設計・製造する必要があり、無作為に使用することはできません。例えば、高粘度油圧オイル用の流量計は、低粘度オイル用のものと設計が異なります。
II. 相互互換性が重要な理由
油圧オイル流量計の主な目的は、油圧オイルの流量を正確に測定することです。オイルと互換性がなければ、さまざまな問題が生じます。
まず、測定結果が歪むことになります。これは目盛りの不正確な定規で測定するのと同じであり、油圧システム全体の運転リズムを乱すことになります。システム内の油量は不正確な測定により過剰または不足する可能性があります。油量が過剰だと部品の摩耗が加速し、システム効率が低下します。一方、油量が不足すると部品の正常な動作に影響を与え、最悪の場合、故障によりシステム全体が停止する可能性があります。
第二に、互換性のない油は流量計を損傷します。一部の油には特殊な化学物質や不純物が含まれており、それらが流量計の内部部品を徐々に腐食させることがあります。酸性液体を長期間保管するために普通の鉄製バケツを使うと錆びるのと同じように、腐食した流量計の部品は頻繁に交換が必要となり、手間がかかるだけでなく装置のメンテナンスコストも増加させます。
III. ハイドロリックオイルの物理的特性
流量計と油の互換性を確保するためには、まず油圧油の基本的な物理的特性を理解する必要があります。特に粘度、密度、温度が最も大きな影響を与えます。
A. 粘度
粘度とは油のねばり具合を指し、日常生活の物質で直感的に表すと、蜂蜜は濃厚で流れが遅く、水は薄くてスムーズに流れるという違いです。各流量計には測定対象の油に適した粘度範囲があります。油が thick（濃い）すぎると流動抵抗が増加し、流量計は実際の流量を過小評価する傾向があります。逆に油が thin（薄い）すぎると流動抵抗が小さくなり、流量計は流量を過大評価する可能性があります。例えば、油圧油は冬の寒さで濃くなるため、常温用の薄めの油向けに設計された流量計を使用すると、測定結果が不正確になります。
B. 密度
密度は単位体積あたりの油の質量を指し、油の重量に関係しています。粘度と同様に、流量計は特定の密度範囲内の油にしか対応できません。一部の流量計は油の流れによって発生する力を感知して流量を算出します。油の密度が流量計の校正時密度と異なる場合、感知される力にずれが生じ、測定値が歪むことになります。例えば、通常の鉱物系油圧油用に校正された流量計は、密度の異なる水溶性油圧油を測定する際に誤差を生じます。
C. 温度
温度は油圧油の物理的特性に大きく影響し、最も直接的に粘度が変化します。温度が上昇すると油は薄くなり、粘度が低下します。逆に温度が下がると油は濃くなり、粘度が増加します。ほとんどの油圧油用流量計は特定の温度範囲内でのみ正常に動作可能です。油温が高すぎると油が分解し、その際に生じた不純物が流量計内部に付着して動作に悪影響を及ぼす可能性があります。一方、油温が低すぎると油が極端に粘性が高くなり、流量計内をスムーズに流れないばかりか、内部部品を損傷するおそれもあります。例えば、真夏に油圧システムが長時間運転されると油温が上昇し、油の粘度低下により流量計の測定精度に直接的な影響が出ることがあります。
IV. 化学的適合性
物理的特性に加えて、油圧油と流量計の間の化学的適合性も非常に重要です。油圧油に含まれる添加剤や不純物が流量計の材料と反応し、機器の性能に影響を与える可能性があります。
A. 添加剤
性能を向上させるために、油圧油には通常、耐摩耗剤、酸化防止剤、洗浄分散剤などの添加剤が含まれています。これらの添加剤は油圧システムを保護し、耐用年数を延ばし、安定した運転を実現しますが、流量計との適合性がない場合があります。一部の耐摩耗添加剤には特殊な金属成分や化学物質が含まれており、長期間接触すると流量計の内部部品を腐食させます。これは、特定の金属が腐食性の化学薬品にさらされて錆びるのと同じです。その結果、測定精度が低下し、寿命が短くなる可能性があります。
B. 不純物
油圧油には必然的にほこり、水分、金属粒子などの不純物が含まれており、これらは流量計にさまざまな損傷を引き起こします。ほこりや金属粒子は、機械部品を摩耗させる砂のように、内部の滑らかな表面を傷つけ、測定精度の低下や劣化の加速を招きます。また、水分は流量計の金属部品に容易に錆を発生させ、内部構造の完全性を損ない、装置を動作不能にする可能性があります。
V. 適切な油圧油用流量計の選定方法
互換性要件を考慮して、油圧流量計の選定は以下の手順に従うことで、適応性と実用性を確保できます。
A. 油の特性を理解する
まず、使用する油圧油の物理的および化学的特性（粘度、密度、使用可能な温度範囲、添加剤の種類、および混入が考えられる不純物など）を明確にしてください。これらの情報は油圧油の技術データシートから得ることができ、その後の流量計選定のための主要な基準となります。
B. 流量計を油の特性に合わせる
油の性質に適した流量計を選定してください。高粘度油の場合は、測定歪みを防ぐために高粘度流体用に設計されたモデルを選んでください。不純物含有量が高くなる可能性がある油の場合は、耐摩耗性・耐傷性のある内部構造を持つ流量計を優先して選ぶことで、寿命を延ばすことができます。
C. その他の重要な要因を検討する
設置およびメンテナンス：正しい設置と定期的なメンテナンスは、互換性を確保するための重要な前提条件です。設置時には、製造元の仕様に従って流量計を油の流れ方向と正確に揃え、適切なシールやガスケットを使用して油漏れを防止してください。日常使用では、流量計内部に蓄積された汚染物質を定期的に清掃し、部品の摩耗や損傷を点検し、老朽化した部品は速やかに交換することで、測定精度への影響を避けましょう。
システム要件：油圧システム全体のニーズに基づいて選択してください。高精度な測定を必要とするシステム（例：精密加工機器の油圧システム）の場合、高精度流量計を選択してください。鉱山や化学工場など過酷な環境で動作するシステムの場合は、腐食に強く、衝撃に耐え、安定したモデルを優先して、複雑な作業条件下でも正常に動作することを保証します。
VI. 油圧流量計の動作原理
油圧流量計は圧力計、インジケータ、または液体流量計とも呼ばれます。その材質は十分な耐圧性を持たなければならず、一般的な素材には真鍮、アルミニウム、ステンレス鋼があります。アルミニウム製の流量計は、非腐食性の水系または石油系流体の測定に適しており、高い耐圧性を備えています。
流量計は油圧配管の任意の場所に設置でき、さまざまなインターフェースサイズで提供されており、異なる配管寸法に対応可能です。構造的には主に本体、センサー、およびトランスミッターの3つの部分から構成されています。
運転中、センサーはまず油の流量と状態を検出し、収集した信号をトランスミッターに送信します。トランスミッターは流体力学の法則に基づいて流量を計算します。体積流量は配管の断面積と油の流速に関係しており、質量流量はさらに油の密度と体積も考慮します。最終的に算出された結果はメーターに表示され、スタッフがリアルタイムで確認できます。
VII. 油圧流量計の種類
油圧流量計はさまざまな油圧作業において不可欠です。選定にあたっては、粘度、潤滑性、圧縮性、水分分離能、可燃性、放熱性など、測定対象の油の特性を考慮する必要があります。
流量計は主に3つの基本タイプに分けられます：可変オリフィス式、ギア式、タービン式です。各タイプは異なる油種に適しており、信号の出力形式も異なります。選定する際、エンジニアはまずデータ表示の要件を明確にし、測定データをどのように活用してシステム効率を評価するかを検討します。
その中で、ギア式流量計は容積式の原理を採用しており、一対の内部ギアを持っています。配管内の油の流れがギアを回転させ、風車が風で回るのと同様です。一方のギアにはセンサーが接続されており、もう一方のギアが所定の位置まで回転すると、センサーがパルス信号を生成し、信号解析を通じて流量が算出されます。
VIII. 油圧流量計の利点
油圧流量計は単なる基本的な測定ツール以上のものであり、複数の実用的な機能を提供します。油圧装置の長期的な運転において、正確に校正された流量計は詳細な運転データを提供し、スタッフが潜在的な故障を事前に特定し、安全上の事故や停止による損失を防ぐのに役立ちます。
例えば、流量の変化を監視することで、スタッフは油漏れや部品の摩耗をすばやく検出し、事前にメンテナンスを行うことで、装置の突然の故障を回避できます。同時に、このデータは装置の運転状態を把握し、効率的に稼働しているかどうかを判断するうえで役立ち、性能の最適化や生産効率の向上に信頼性の高い参考情報を提供します。
