油圧って何だろう？

油圧って何だろう？

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。

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。