油圧作動油
油圧液を貯蔵容器に注ぐ

油圧作動油または作動液は、油圧機械において動力を伝達するための媒体です。一般的な油圧作動油は鉱油または水をベースとしています。[ 1 ]油圧作動油を使用する機器の例としては、掘削機やバックホー、油圧ブレーキ、パワーステアリングシステム、オートマチックトランスミッション、ゴミ収集車、航空機の飛行制御システム、エレベーター、産業機械などが挙げられます。

上記のような油圧システムは、使用する油圧流体の圧縮性がゼロである場合に最も効率的に機能します。

機能とプロパティ

油圧作動油の主な機能は動力伝達です。しかし、使用時には、油圧機械部品の保護など、他の重要な機能も果たします。以下の表は、油圧作動油の主な機能と、その機能を果たす能力に影響を与える流体の特性を示しています。[ 2 ]

関数 財産
電力伝送および制御媒体
  • 非圧縮性（高体積弾性率）
  • 高速エアリリース
  • 発泡性が低い
  • 低ボラティリティ
熱伝達媒体
  • 優れた熱容量と熱伝導性
シーリング材
潤滑剤
  • フィルム維持のための粘度
  • 低温流動性
  • 熱および酸化安定性
  • 加水分解安定性/耐水性
  • 清潔さと濾過性
  • 抗乳化性
  • 耐摩耗特性
  • 腐食制御
ポンプ効率
  • 内部漏れを最小限に抑える適切な粘度
  • 高い粘度指数
特殊機能
  • 耐火性
  • 摩擦の変更
  • 放射線耐性
環境への影響
機能的な生活
  • 材料の適合性

構成

ベースストック

古代エジプトの時代まで遡る、油圧作動油の起源は水でした。1920年代以降、鉱油は潤滑性に優れ、水の沸点を超える温度でも使用できることから、水よりもベースストックとして多く使用されるようになりました。今日では、ほとんどの油圧作動油は鉱油をベースストックとしています。

菜種油などの天然油は、生分解性と再生可能資源が重要視される流体のベースストックとして使用されます。

その他のベースストックは、耐火性や極度の温度用途など、特殊な用途に使用されます。例としては、グリコールエーテル、有機リン酸エステル、ポリアルファオレフィン、プロピレングリコール、シリコーンオイルなどがあります。

NaK -77はナトリウムとカリウムの共晶合金で、高温・高放射線環境下、-12～760℃（10～1,400°F）の温度範囲で作動油として使用できる。1,000 °F（538°C）における 体積弾性率は310,000psi（2.14GPa）で、室温の作動油よりも高い。潤滑性が低いため、容積式ポンプは使用できず、遠心ポンプを使用する必要がある。セシウムを添加すると、有効温度範囲は-71～704℃（-95～1,300°F）に変化する。NaK-77合金は、超音速低高度ミサイルの油圧システムおよび流体システムで試験された。[ 3 ]

その他のコンポーネント

油圧作動油には、オイル、ブタノール、エステル（例： DEHPなどのフタル酸エステル、ビス（2-エチルヘキシル）アジペートなどのアジペート）、ポリアルキレングリコール（PAG）、有機リン酸塩（例：トリブチルリン酸塩）、シリコーン、アルキル化芳香族炭化水素、ポリアルファオレフィン（PAO）（例：ポリイソブテン）、腐食防止剤（酸捕捉剤を含む）、浸食防止添加剤など、 さまざまな化合物が含まれています。

生分解性油圧作動油

環境への配慮が求められる用途（例：農業用トラクターや海洋浚渫）では、油管破裂による油流出の危険性がある場合、菜種油をベースとした生分解性油圧作動油を使用することでメリットが得られる場合があります。これらの油は通常、 ISO 32、ISO 46、およびISO 68規格の油として入手可能です。ASTM規格「 ASTM -D-6006：油圧作動油の生分解性評価ガイド」および「ASTM-D-6046：環境影響を考慮した油圧作動油の標準分類」が関連しています。

耐摩耗性油圧作動油

耐摩耗性（AW）油圧油は石油系流体から作られ、一般的に耐摩耗性添加剤であるジアルキルジチオリン酸亜鉛（ZDDP）が含まれています。この添加剤は油圧ポンプを保護する働きをします。AW46油圧油は、用途に応じて複数の粘度グレードがあります。例えば、AW46油圧油は、ダンプトラック、掘削機、バックホーなどのオフロード機器の油圧システムの作動に使用できますが、AW32油圧油は、除雪車のポンプのような寒冷地用途に適しています。[ 4 ]

安全性

産業用油圧システムは数百から数千PSIの圧力と数百℃の温度で動作するため、部品の故障により重傷や死亡事故につながる可能性があり、油圧システムのメンテナンスを行う際は常に注意が必要です。[ 5 ]

耐火性は特殊な流体によって得られる特性です。水グリコールやポリオールエステルなどは、優れた耐熱性と加水分解性を備えた特殊な流体であり、耐火性を高めます。[ 6 ]

用途

ブレーキフルード

ブレーキ液は、新品時（平衡沸点）および水蒸気を吸収した後（湿潤沸点）ともに高沸点を有する油圧液の一種です。ブレーキの熱により、ブレーキシステム内の自由水と水蒸気の両方が沸騰して圧縮性蒸気となり、ブレーキの故障につながります。[ 7 ]グリコールエーテル系流体は吸湿性があり、吸収した水分によって時間の経過とともに沸点が大幅に低下します。鉱油系およびシリコン系流体は吸湿性がありません。

パワーステアリングフルード

パワーステアリングフルードは油圧作動油の一種です。ほとんどは鉱油またはシリコンベースのフルードですが、合成ベースオイルをベースとしたオートマチックトランスミッションフルードを使用するものもあります。 [ 8 ] [ 9 ] オートマチックトランスミッションは、潤滑、冷却、そしてビスカスカップリングの油圧特性のためにフルードを使用します。

間違った種類の液体を使用すると、パワーステアリングポンプが故障する可能性があります。[ 8 ]

航空機油圧システム

20世紀半ばに航空機の性能が向上するにつれ、機械式の操縦装置を操作するのに必要な力が過剰になったため、パイロットの労力を軽減するために油圧システムが導入されました。油圧アクチュエータはバルブによって制御され、バルブは乗組員からの入力によって直接操作されるか（油圧機械式）、または制御則に従うコンピュータによって操作されます（フライ・バイ・ワイヤ式）。

油圧は他の用途にも利用されます。蓄電池に蓄えられた油圧は、航空機の主エンジンを自動始動するための補助動力装置（APU）を始動するために使われます。M61シリーズの機関砲を搭載した多くの航空機は、砲システムを油圧で駆動し、信頼性の高い高発射速度を実現しています。

油圧そのものは、エンジンによって直接駆動されるポンプ、または電動ポンプによって供給されます。現代の民間航空機では、これらは電動ポンプです。飛行中にすべてのエンジンが故障した場合、パイロットは胴体の下に隠されたラムエアタービン（RAT）と呼ばれるプロペラ駆動の電気発電機を起動します。 [ 10 ]エンジンから電力が得られなくなった場合、 RATは油圧ポンプと制御システムに電力を供給します。このシステムや他のシステムでは、電動ポンプは冗長性とエンジンを作動させずに油圧システムを作動させる手段の両方を提供することができ、メンテナンス時に非常に役立ちます。

汚染

航空機用油圧作動油の取り扱いには、飛行の安全確保に不可欠な汚染物質の混入を防ぐため、特別かつ厳格な注意が必要です。また、航空機システムの整備・修理においては、認可された基準を厳守する必要があります。航空機の油圧システムからは、重整備点検（主にC点検およびD点検）の際にサンプルを採取し、汚染の有無を確認します。[ 11 ]

Military Spec 1246Cは、流体汚染規格の 1 つです。

ISO流体汚染スケールは、粒子のサイズと分布に基づいて汚染カテゴリーを割り当てます。[ 12 ]

その他の用途

HLP 32油圧油は工作機械の潤滑に最適な特性を持っています。[ 13 ] [ 14 ]

仕様

DIN 51502に準拠

出典: [ 15 ] [ 16 ]

  • HL：耐腐食性と耐老化性を強化する添加剤を配合。摩耗防止の要件がない油圧システムに使用されます。
  • HLP：耐腐食性と耐老化性を向上させる添加剤を配合。ほとんどの用途分野および部品に適しています。
  • HLPD: HLP と同様ですが、固体または液体の汚染物質を一時的に浮遊させる必要があるシステムでも使用されます。
  • HVLP：腐食防止性、耐老化性、混合摩擦部におけるスカッフィング摩耗の低減、および粘度-温度挙動の改善を強化する添加剤を配合。広い温度範囲で作動するシステムに使用されます。
  • HVLPD: HVLP と同様ですが、固体または液体の汚染物質を一時的に浮遊させる必要があるシステムでも使用されます。

軍事用途のMILによると

出典: [ 15 ]

  • Mil-PRF-5606（当初はMil-H-5606）: 鉱物ベース、可燃性、引火点がかなり低い、-65～275°F（-54～135°C）で使用可能、赤色、1940年代に開発[ 17 ]
  • MIL-PRF-6083: −54℃から135℃まで使用可能。「腐食保護が必要であり、MIL-PRF-46170（FRH）油圧作動油が使用できないと判断された場合。これには、FRHを必要とする戦闘装甲車両/装備を除く、戦術および支援兵器機器の回転武器または照準装置の反動機構および油圧システムでの使用が含まれます。この油圧作動油は、MIL-H-5606（OHA）またはMIL-PRF-87257が作動油として使用されている航空機の油圧システムおよびコンポーネントの防腐液としても使用されます。」[ 18 ]

合成炭化水素ベース：これらの合成油は鉱物系油圧作動油と互換性があり、鉱物系油圧作動油の低引火点の欠点を解決するために開発されました。[ 17 ]

  • Mil-H-83282: 合成炭化水素ベース、高引火点、自己消火性、-5606 との下位互換性あり、赤色、-40 °F (-40 °C) までの定格。
  • Mil-H-87257: 低温粘度を改善するために -83282 流体を開発しました。

多目的オイル UTTO/STOU

出典: [ 15 ] [ 19 ]

  • UTTO：「ユニバーサル・トラクター・トランスミッション・オイル」の略称です。トラクターなどの機械のトランスミッションや湿式ブレーキにも使用できる油圧オイルです。
  • STOU：「スーパートラクターオイルユニバーサル」の略称です。モーター、トランスミッション、湿式ブレーキにも使用できる油圧オイルです。UTTOオイルとの主な違いは、モーターオイルとしても使用できることです。

リン酸エステル塩基

  • 米国/NATO軍事仕様 - MIL-H-8446
  • ボーイング シアトル - BMS3-11
  • ボーイング ロングビーチ - DMS2014
  • ボーイング ロングアイランド - CDS5478
  • ロッキード - LAC C-34-1224
  • エアバス・インダストリー - NSA307110
  • ブリティッシュ・エアロスペース - BAC M.333.B
  • ボンバルディア - BAMS 564–003
  • SAE - Ac974
  • SAE - AS1241
  • スカイドロル

粘度

出典: [ 20 ]

一般的に使用される油圧オイルの粘度は、ISO VG（粘度グレード）分類システムに分類されます。この分類は、40℃（104°F）におけるオイルの動粘度に基づいています。一般的な産業用および移動体用油圧システムで最も一般的なグレードは、以下のとおりです。

  • ISO VG 32
  • ISO VG 46
  • ISO VG 68

次のような追加の粘度も使用されますが、頻度は低く、特定の低温/高温用途に使用されます。

  • ISO VG 15
  • ISO VG 22
  • ISO VG 100

参照

参考文献

  1. ^ Givens W. および Michael P., Fuels and Lubricants Handbook、G. Totten 編、ASTM International、2003 年、373 ページISBN 0-8031-2096-6
  2. ^ Placek, D., 合成油、鉱物油、バイオベース潤滑剤、L. 編、CRC Press、2006年、519ページISBN 1-57444-723-8
  3. ^シュミット、ヴァーノン・R.（2002年1月1日）『第二次世界大戦と冷戦時代の制御爆弾と誘導ミサイル：研究開発プログラムの内幕』自動車技術者協会。ISBN 97807680091322017年5月3日閲覧– Googleブックス経由。
  4. ^ AWは何の略ですか？ - 石油サービス会社
  5. ^レイバー、カール（2022年7月21日）「油圧油は可燃性か？」 Safetyfirst.com . 2022年10月30日閲覧。
  6. ^ピーター・スクーグ著「耐火性油圧作動油の経済性の変化」（PDF）クエーカー・ケミカル・コーポレーション。 2014年12月12日閲覧。
  7. ^ 「DOTブレーキフルード vs. ミネラルオイル - そして勝者は？」EpicBleedSolutions.com . 2017年5月3日閲覧。
  8. ^ a b「パワーステアリングフルード」 www.AA1car.com . 2017年5月3日閲覧。
  9. ^ 「ATFの基本構成」（PDF）。2016年3月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2015年5月27日閲覧。
  10. ^ディスカバリーチャンネル - 「惨事の瞬間」
  11. ^ Parker, James W. (1962-01-01). 「USAFの油圧作動油システムおよび支援システムの汚染の概要」 .国防技術情報センター. 2023年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  12. ^ 「動力装置における油圧汚染と流体清浄度」 FlyTek GSE 2017年4月24日2023年6月20日閲覧。
  13. ^ 「油圧オイルについて知っておくべきオイル - クラウンオイル」www.crownoil.co.uk。
  14. ^ 「工作機械の潤滑」www.lathes.co.uk。
  15. ^ a b c Bosch Rexroth AG (2023). 「鉱油および関連炭化水素をベースとした油圧流体」(PDF) . www.etshydro.com . 2023年10月19日閲覧。
  16. ^ Wodoil GmbH (2023-08-03). 「Hydrauliköl für Ihren Holzspalter: Ein umfassender Leitfaden」。Wodoil GmbH (ドイツ語) 。2023-10-19に取得。
  17. ^ a b「アーカイブコピー」（PDF）。2016年3月4日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2017年2月25日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)
  18. ^ "MIL-PRF-6083" . QCLubricants.com . 2017年5月3日閲覧。
  19. ^ Wodoil Gmbh (2023-08-16). 「アレは Sie über STOU und UTTO Öle wissen müssen でした。 」 Wodoil GmbH (ドイツ語) 。2023-10-19に取得。
  20. ^ CarArco (2025-01-29). 「ヒドラウリコレ: ベデューテンはノルマン人だったのか?」。ウォドイル（ドイツ語）。2025 年 1 月 29 日に取得。
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