日本一分かりやすい油圧シリンダーのしくみ
デンソンのつくる反転機には、あらゆる場所にこの油圧シリンダーが使用されています。
ここでは反転機の主要部品である油圧シリンダーを例に、
そのシリンダーが一体どうやってあんなに大きな力を出しているのかを
日本一分かりやすく考えていきます。
―ご注意―
油圧装置は非常に大きな力が出るため、
不十分な知識で製作・利用すると危険です。
こちらのページは十分ご理解の上お読みください。
人間ができないことをやる
そもそも油圧シリンダーとは、日本が長崎の出島でオランダと貿易をしていたころの１７９５年に、イギリス人発明家ジョセフ・ブラマによって初めて発明されました。発明者であるブラマも、自分の発明がこんなにも使われるようになるとは思ってもみなかったでしょう。
油圧シリンダーの原理
油圧シリンダーという部品の中はシンプル。
２つの部屋があり、そこがそれぞれ油で満たされている。ただそれだけです。
しかしこの仕組みが、何トンもの驚くほどの大きな力を生み出せるのです。
加圧
それでは向かって右側の部屋にオイル送ってみましょう。
するとどうでしょう、送られるオイルの力で一定の速度で中央の棒が飛び出してきました。これがものすごい力で、飛び出してくるのを手で抑えようとしてもビクともしません。油圧シリンダーはわずかなポンプの力を大きな力に増幅する、「てこ」のようなものなのです。
オイルはどこから来る？
ではどうやってその加圧されたオイルを生み出すのか？
オイルはポンプが動くことで送り出されます。タンクにあったオイルはポンプによって強制的にシリンダーに送り込まれていくのです。
じゃあそのポンプはどうやって動かす？
ポンプを動かすにはポンプを回転させる力が必要です。
ですからポンプを動かすのはモーターです。モーターは電気の力で回ります。
だから反転機が動くためには「モーター」→「ポンプ」→「シリンダー」の順に作用していくわけですね。
シリンダーを前後させるのに必要なもの
油圧シリンダーを動かすだけなら右の図のような構成で動かすことができます。ただし実は、この図の構成だとシリンダーは片方にしか動かず、実用性がありません。
さて、中心の棒を引っ込ませるにはどうしたら良いのでしょうか？
油圧回路図ってなんだろう？
油圧の回路が読めるようになると、世界は少しだけ違って見えるでしょう。
右の油圧回路図は上のイラストとは異なり静的なもので、オイルがどのような向きで流れるかは記載されていません。そのためまずはオイルがどこで汲み上げられ、どこを通っていくのか流れを想像しなくてはなりません。
パズルを解く感覚に近いでしょう。
必要な油圧機器を増やしていこう
ひとつ上の油圧回路図を少し実用的にしたものが右のイラストです。
オイルの出入りを切り替える「弁」と、
圧力を測るための「圧力計」が増えましたね。
これならシリンダーの中心の棒を出したり引っ込めたりすることが出来そうです。
最後まで読んでくれた方への質問
このように油圧シリンダーを上手に制御する事で、
デンソンの反転機は重量物を安全に反転することができるわけです。
油圧シリンダーを使用して、重量物を反転する。
おや？よく考えてみてほしい。何か不思議ではないだろうか？
一体シリンダーをどう使ったら90°を維持したまま反転できるんだろう？
どう使ったら一定速度しか出せない油圧装置で速度を可変しながら反転できるんだろう？
あなたが思う反転機の内部の構造をイラストなどにしてメールを送ってください。
正解者の方にはささやかなプレゼントをお送りさせていただきます。
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