機械工学の世界では、動きを作り出し、仕事をするためにさまざまな方法があります。 最も古く、最も一般的で基本的な方法の 2 つは、油圧と空気圧です。 どちらも物理と運動の類似した原理に依存しているが、異なる方法でそれを実現している。 ここでは、この 2 つのプロセスを取り上げ、その主な違いと実用的なアプリケーションを紹介する。

油圧システム

一見したところ、水鉄砲と巨大なクレーンには何のつながりもありません。 しかし、水面下では関係があるのです。 両者を科学的に見ると、どちらも油圧システムで動いているのです。

水鉄砲は油圧の最も基本的な例です。 引き金を引くと、大きな力で水が短い距離移動します。 銃の中の水は他に行くところがないので、本体を通って細いノズルに押し込まれ、より速く、より強く銃から出ます。 車のブレーキ、ゴミ収集車、ブルドーザー、車のジャッキなど、大規模な用途では、油圧が同じような役割を担っている。 例えば、大型の掘削機やバックホウ。 油圧システムが連携して、強力なアームやブレードを動かしています。 オペレーターが操作部を動かすと、作動油がホースを通ってシリンダーに流れ込み、ラムを押すことでアームが動く。

空気圧システム

空気圧学は、気体の力学的特性を扱う力学の一分野です。 とはいえ、それは手短な説明です。 まず、子供のころに風船を膨らませて飛ばしたことを思い出してください。 風船が音を立てて部屋の中を飛び交うのを見て、あなたは笑ったことでしょう。 これが空気圧の基本的な原理です。 風船の中に閉じ込められて圧縮されていた空気は、空気を放出することで運動エネルギーとなります。 空気は風船を動かす動力だったのです。 しかし、より実用的な空気圧の例としては、自動車修理工場があげられる。 タイヤを外したり、エンジンを修理したりするときに使う道具に空気圧が使われている。 圧縮された空気で工具の中のアクチュエータを動かし、仕事をするのだ。 最も重要な点は、空気の流れを制御することです。 たとえば、空気圧を利用する医療機器では、ツールに入るときと出るときの空気の流れが一定であることを確認したいと思います。 その手助けをするのが空気圧比例弁です。

違い

この2つのシステムの最大の違いは、操作に使用する物質です。 空圧は気体、油圧は液体を使います。 どちらのシステムも多くの実用的な用途があり、どちらのシステムが最適かは、設計チームや機械を作るエンジニア次第なのです。