油圧って何だろう?
パスカルの原理
図1 パスカルの原理

●パスカルの原理

 油圧は義務教育で習ったパスカルの原理を利用して 離れたところに大きな動力を伝達する仕組みです。

 パスカルの原理は、「密封した容器中の静止している液体の一部に加えた 圧力は、液体内のすべての部分に 同じ圧力で伝わる。」というものです。

 図1のように断面積1 cm2の容器の蓋を1 Nの力で押すと、 容器内のどの面にも1 N/cm2=1×104 Paの圧力が 作用します。SI単位系ではパスカルの業績に 敬意を表して、圧力単位としてPa(パスカル)を使います。

 航空機の世界では米国が強い力をもっていることから、SI単位系の普及が遅れていて、 圧力はpsi(pound per square inch:ポンド毎平方インチ)を使っています。

 図1の場合は1.45 psiになります。色々な単位があって頭が痛く なりますよね。


●力の拡大原理

 図2のように、ピストンをもち液体で満たされた二つの容器を 管でつないだ仕組みを考えます。

 容器Aのピストン断面積を1 cm2、容器Bのピストン断面積を 10 cm2とします。

 容器Aのピストンに10 Nの力を加えると、液体は10 N/cm2の圧力 を伝達し、容器Bのピストンは100 N
(=10 N/cm2×10 cm2)の力を発生します。

力の拡大原理
図2 力の拡大原理

●エネルギ保存の法則

 仕事をすることができる力、すなわちエネルギは、形態は変化しますが、 常に総和は一定です。これをエネルギ保存の法則といいます。

 図2で容器Aのピストンを50 cm押し下げると、50 cm3の液体が容器Bに移動し、 容器Bのピストンは5 cmだけ上昇します。

 しかし、それぞれのピストンがした仕事は次のように同じです。


容器Aのピストンがした仕事=10 N×50 cm=500 N・cm=5 J(ジュール)
容器Bのピストンがした仕事=100 N×5 cm=500 N・cm=5 J(ジュール)

   このことから、両方のピストンの断面積の比を大きくすると、 小さい力でより大きな力を発生させることができるわけです。


このように、液体として油を使い、パスカルの原理と力の拡大原理を利用して、
離れた場所の機械を思うように動かしたり押さえたりする装置を
油圧装置といいます。


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Last Update : 07/02/03
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