油圧モーターの速度に影響を与えるものは？流量と排気量のバランスをマスターする

要するに、油圧モーターの速度は2つの主要な要因によって決まります。 供給される流体の流量に正比例し、モーターの排気量に反比例します。基本的に、流体の流量が多いほどモーターは速く回転し、同じ流量でも大型モーター（1回転あたりにより多くの流体を必要とする）は遅く回転します。

核心となる原理は単純なバランスです。モーター速度は、モーターの内部容積をどれだけ速く満たすことができるかの直接的な結果です。ポンプの流量が供給を決定し、モーターの排気量が各回転の需要を決定します。

速度を支配する2つの主要な要因

油圧モーターを真に制御またはトラブルシューティングするには、流量と排気量の明確な役割を理解する必要があります。これらは、その性能を定義する基本的な入力です。

流量（GPMまたはLPM）：アクセル

流量は、ポンプが特定の期間にモーターに供給する油圧作動油の量であり、通常は1分あたりのガロン（GPM）または1分あたりのリットル（LPM）で測定されます。

これは、水車に当たる水の量と考えてください。より多くの水（高い流量）は、水車をより速く回転させます。油圧システムでは、ポンプがこの流量を生成します。

モーター排気量（ci/revまたはcc/rev）：ギア比

排気量は、モーターが1回転を完了するのに必要な流体の量です。これはモーターの固定された物理的特性であり、1回転あたりの立方インチ（ci/rev）または1回転あたりの立方センチメートル（cc/rev）で測定されます。

排気量の大きいモーターは、シリンダーの大きいエンジンに似ています。1回転するのにより多くの流体を必要とするため、特定の流量に対してはよりゆっくり回転しますが、より高いトルクを生成します。逆に、排気量の小さいモーターは、同じ流量に対して非常に速く回転しますが、生成するトルクは少なくなります。

基本式

これら2つの要因は、コア式によってリンクされています。

速度 (RPM) = (流量 × 換算定数) / 排気量

定数は単に単位を調整するだけです（例：ガロンを立方インチに、分を回転数に変換する）。重要なポイントは直接的な関係です。流量を2倍にすると、速度も2倍になります。排気量を2倍にすると、速度は半分になります。

二次的な要因と実際の性能

流量と排気量が理論上の速度を設定しますが、他のシステム変数が実際の作業条件下でのモーターの性能を決定します。

システム圧力

圧力はモーターの速度を直接設定するものではありませんが、負荷を克服するために必要な力です。システム圧力がモーターシャフトにかかる負荷を処理するのに不十分な場合、流量に関係なく、モーターは停止するか、大幅に減速します。

圧力は作業の「イネーブラー」です。流量が抵抗に逆らってモーターの内部コンポーネントを実際に動かすために必要な力を提供します。

体積効率と内部漏れ

完璧に密閉されたモーターはありません。内部漏れ、または「スリップ」とは、モーターの作動部品を迂回し、高圧入口側から低圧出口側に直接漏れる少量の流体のことです。

この漏れた流体は有用な仕事をせず、実質的に流量の損失を表します。新しいモーターは95%の効率かもしれませんが、時間が経つにつれて部品が摩耗すると、漏れが増加し、体積効率が低下し、特に高負荷条件下でモーターの速度が低下します。

流体粘度

油圧作動油の粘度（とろみ）も役割を果たします。薄すぎる流体（多くの場合、高温による）は漏れやすくなり、体積効率と速度が低下します。

逆に、厚すぎる流体は過剰な摩擦と流量抵抗を生み出し、特に低温条件下で性能を妨げる可能性があります。

トレードオフの理解：速度 vs. トルク

モーター速度を単独で評価することは不可能です。油圧モーターのあらゆる用途において最も重要なトレードオフは、速度とトルクの間です。

逆の関係

特定のシステム圧力と流量に対して、速度とトルクは反比例します。高速または高トルクのシステムを構成することはできますが、同じコンポーネントで両方を最大化することはできません。

排気量の小さいモーターは「高速、低トルク」のデバイスです。排気量の大きいモーターは「低速、高トルク」のデバイスです。

例え：自転車のギア

自転車のギアを考えてみてください。ライダーの力は油圧システムの圧力と流量です。

• ローギア（排気量の大きいモーターのようなもの）は、坂道を登るのが簡単になります（高トルク）が、脚の回転は遅く、自転車の速度は低速になります。
• ハイギア（排気量の小さいモーターのようなもの）は、ペダルをこぐのにずっと大きな力が必要ですが（低トルク）、平坦な道で自転車を非常に高速に到達させることができます。

油圧モーターの速度を制御する方法

速度を制御するためのアプローチは、設計目標と運用上のニーズによって完全に異なります。

• 速度を上げることが主な目的の場合： ポンプからの流量を増やすか、排気量の小さいモーターを選択する必要があります。
• 速度を下げることが主な目的の場合： 流量を減らす（多くの場合、流量制御弁を使用）か、排気量の大きいモーターを選択する必要があります。
• モーターが負荷時に遅く回転する場合： 主な原因として、負荷を克服するためのシステム圧力の不足、または摩耗したコンポーネントによる過剰な内部漏れの2つを調査してください。

流量、排気量、およびシステム圧力の相互作用をマスターすることで、あらゆる油圧システムの性能を正確に設計し、診断することができます。

要約表：

要因	速度への影響	主要な測定単位
流量	正比例	GPMまたはLPM
モーター排気量	反比例	ci/revまたはcc/rev
システム圧力	負荷時の速度を可能にする	PSIまたはBar
体積効率	実際の速度と理論上の速度に影響	パーセンテージ (%)

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