2.1.2 シリンダと速度

2.1.2 シリンダと速度（cylinder and velocity）

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図2.1.2.1のようなシリンダについて、見ていきましょう。

図2.1.2.1　　油圧シリンダの作動

D：ピストンの直径（m）
A：A側の受圧面積（m²）
B：B側の受圧面積（m²）
p₁：A側に送り込まれた油の圧力（Pa）

シリンダのピストン面に作用する力F（N）（シリンダ推力）は、

　　　　　　（式2.1.2.1）

となります。

図のように、油圧回路に背圧（p₂ Pa）があると、背圧によりp₁による仕事が妨げる作用があります。

背圧を考慮すると、

　　　　　　　　　（式2.1.2.2）

ピストンの速度は、ピストンに入る作動油の流量を制御する場合（メータイン）と、ピストンから出る作動油の流量を制御する場合（メータアウト）とがあります。
何れの場合も、ピストンのA側では、流量Q₁（m3/s）と、ピストン速度v₁（m/s）との関係は、次式のようになります。

　　　　　　　　　　　（式2.1.2.3）

一方、B側（ロッド側）では、流量Q₂とピストン速度v2との関係は、

　　　　　　　　　　　（式2.1.2.4）

となります。

シリンダ力、およびシリンダ速度との関係は、

（シリンダ力）=（圧力）x（シリンダ面積）

（シリンダ速度）=（流量）/（シリンダ面積）

の関係があります。

これらの式より、シリンダに大きい推力を与えるには、圧力を高くするか、面積を大きくするかの何れかの方法があります。しかし、シリンダ面積を大きくすると、速い速度を必要とする場合、大流量が必要です。流量が多くなると、ポンプやバルブなどの要素機器が大型になり、配管径も大きくする必要があり、不経済であるので、通常はシリンダ面積はできるだけ小さくして、圧力を高くすることで対応します。

 

 

参考文献
油圧教本　増補改訂版　日刊工業新聞社

 

ORG: 2018/1/12