最も一般的な 2 つの流体動力技術である油圧システムと空気圧システムのどちらかを選択するには、そのコア機能をアプリケーションの特定のニーズ （ 出力、精度、速度、環境条件、ライフサイクルコスト ） に合わせる必要があります。どちらのシステムは、流体エネルギー （ 油圧では液体、空気圧では圧縮空気 ） を機械的運動に変換しますが、作業媒体、圧力処理、設計の根本的な違いにより、異なる産業タスクに適しています。悪い選択 （ 例えば、重量持ち運びに空気圧や高速オートメーションに油圧を使用する場合 ） は、非効率性、頻繁なダウンタイム、または早期故障につながる可能性があります。このガイドでは、油圧システムと空気圧システムの技術的比較を提供し、その動作原理、主な違い、重要な選択基準を分解し、情報に基づいた意思決定に役立ちます。

 

 

コア動作原理 ： 油圧対空気圧

差異を評価する前に、各システムの動作方法を理解することが重要です。性能ギャップは、作業媒体 （ 圧縮できない液体対圧縮可能な空気 ） に直接起因します。

 

油圧システム： 圧縮不可能な液体力

油圧システムは、エネルギーを伝達するために加圧油圧流体 （ 通常は鉱油、合成油、または水 — グリコール混合物 ） を使用します。パスカルの法則は、閉じ込められた圧縮できない流体に印加される圧力は、あらゆる方向に等しく伝達されるという法則に基づいています。キーメカニクス ：

1.油圧ポンプは、 （ 電気モーターまたはエンジンからの ） 機械的エネルギーを流体圧力に変換し、ホース / チューブを通してアクチュエータに流体を押し込みます （ 例 ：油圧シリンダ ） 。

2.加圧流体は油圧シリンダのピストンに作用し、線形力を発生させます （\ （\ text {Force} =\ text {Pressure}\ times\ text {Piston Area}\ ） ） 。

3.方向制御弁はシリンダーへの流体の流れを調節し、ピストンの伸縮を精密な速度と力で制御します。

 

油圧流体の非圧縮性により、重負荷下でも最小限のエネルギー損失と一貫した力出力を保証します。

 

 

空気システム： 圧縮空気力

空気圧システムは、圧縮空気 （ 6 — 10 bar 、または 87 — 145 psi に圧縮された大気空気 ） を作動媒体として使用します。油圧流体とは異なり、空気は圧縮可能であり、その性能を形作ります。

1.空気圧縮機は、大気気を吸い込み、圧縮し、レシーバタンクに貯蔵して一定の圧力を維持します。

2.レギュレータは （ アプリケーションのニーズに合わせて ） 必要なレベルに貯蔵された空気圧を低減し、方向弁は空気圧アクチュエータに空気を直接します （ 例 ： 、空気シリンダー） 。

3.圧縮空気はシリンダー内で膨張し、ピストンを押して直線運動を生成します。排気空気は大気中に放出されます （ しばしば騒音を低減するためにマフラーを通して ） 。

 

空気の圧縮性は出力を制限しますが、高速な運動を可能にします。

 

 

主な技術的違い ： 油圧対空気圧

2 つのシステムの選択は、力、精度、速度、メンテナンス、コスト、環境回復力の 6 つの重要な分野における異なる性能に依存しています。

 

| パフォーマンス指標 | 油圧システム | 空気システム |

|---------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------|

| 出力力力 | 高 （ 10 〜 100，000 + N ） 。圧縮不可能な流体と高い動作圧力 （ 10 〜 35 bar 、重型では最大 100 + bar ） は、重荷重 （ 例 ： 、ショベルバケツ、産業プレス ）| 低 ～ 中等 （ 10 〜 10，000 N ） 。低動作圧力 （ 6 〜 10 bar ） および圧縮空気制限力 — 軽量作業に適しています （ 例 ：小部品、自動ドアオープナーをクランプします ） 。|

| 精密 & 制御 | 優秀だ不可圧縮流体は、可変荷重でも一定の速度と力を保証します。プロポーションバルブは、動きの微妙な調整を可能にします （ 例 ：0.1ロボットアセンブリのための mm / s 速度制御 ） 。| 限られた。圧縮空気は圧力の変化によって圧縮 / 膨張し、負荷下で「ドリフト」 （ 意図しない動き ） を引き起こします。スピードが速いが、正確に調節するのが難しい （オン / オフモーションに最適） 。|

| 速度 | 緩慢 ～ 中等 （ 0.1 ～ 0.5m / s ） 。流体の粘度は摩擦を生み出し、速度を制限し、高速運動よりも力を優先します。| 高速 （ 0.5 〜 2 m / s ） 。圧縮空気は急速に膨張し、低粘度で摩擦を最小限に抑えます。パッケージングラインアクチュエータ ）|

| メンテナンス要件|高い。定期的な流体点検 （ 水位、清浄度、粘度 ） 、シールの交換 （ 漏れ防止 ） 、フィルターメンテナンス （ 部品を損傷させる汚染物質を除去 ） が必要です。| 下ろすエアフィルター （ 湿気 / ほこりを除去するため ） 、レギュレータ、バルブ潤滑 （ 可動部品用 ） の定期的な点検のみ。|

| コスト | 高い前払い （ 空気圧より 20 〜 50% 高い ） 。高価なコンポーネント （ 高圧ポンプ、鋼製シリンダー ） とインストール （ 補強ホース、流体貯蔵庫 ） 。高力作業のための長期的なエネルギーコストの削減。| 前方より低い。シンプルなコンポーネント （ 低圧コンプレッサー、アルミシリンダー ） とインストール （ 標準空気ホース ） 。長期的なエネルギーコストの上昇 ： 空気圧縮機は非効率である （ エネルギーの 10 — 15% だけが有用な作業に変換される ） 。|

| 環境レジリエンス|清潔な環境でのリスク （ 例 ：食品 / 薬 ） 。流体漏れは製品や作業スペースを汚染する。適切に密閉すれば過酷な条件 （ ほこり、振動 ） でもよく動作します。| 清潔な環境に最適です。流体漏れ — 排気空気は安全です （ 適切なろ過 ） 。湿潤 / 腐食性環境では不良 ： 圧縮空気中の湿気が錆を引き起こす （ ドライヤーで緩和 ） 。|

 

 

産業用途の重要な選択基準

適切なシステムを選択するには、以下の 5 つのアプリケーション固有の要因を優先します。

 

1.荷重と力の要件

- 重荷重 （ > 10，000 N ） ： 油圧を選択します。例としては、建設機械 （ 掘削機、クレーン ） 、金属成形プレス、鉱山機器などがあります。油圧は、安定性を損なうことなく、これらの負荷を処理します。

- 軽 ～ 中程度の負荷 （ < 10，000 N ） ： 空気圧を選択してください。例としては、自動組立ライン （ クランプ、小部品の持ち上げ ） 、コンベアベルトディフター、包装機械などがあります。空気圧のスピードと低コストが最適です。

 

 

2.精密およびモーション制御のニーズ

- 必要な微細制御：ロボット溶接 （ 溶接品質を確保するために安定した速度が必要 ） 、半導体製造 （ 位置決め精度 0.0 1 mm ） 、脆性品の材料取扱い （ 制御下降 ） などのアプリケーションでは、油圧が不可欠です。

- オン / オフまたは高速モーション： 空気圧はここでは優れています。選別システム （ パッケージを素早く分岐する ） 、ドアアクチュエータ （ 高速開閉 ） 、または小型部品のスタンピング （ 高サイクル率で精度が必要ではない ） 。

 

 

3.運用環境

- クリーンルーム / 食品 / 医薬品 ： 空気圧はより安全です。湿気 / 錆を防ぐためにエアドライヤーとフィルターを使用します （ 例 ：食品包装のための空気圧シリンダー ） 。

- 過酷な環境 （ ほこり、振動、高温 ） ： 油圧はより耐久性があります。密閉された油圧シリンダーはほこりや振動に抵抗します （ 例 ：建設機器 ） 、および高温油圧流体 （ 最大 200 ° C ） は鋳造用途に適しています。

- 湿潤 / 腐食性環境 （ 海洋、化学プラント ） ： 耐食性油圧 （ ステンレス製部品 ） またはステンレス製シリンダーとエアドライヤー付き空気圧を使用します。

 

 

4.エネルギー効率とライフサイクルコスト

- 連続的な高力操作 ： 油圧はよりエネルギー効率が良い。例えば、 24 時間 365 日稼働する油圧プレスは、空気圧プレス （ 大型の圧縮機を常に稼働させる必要がある ） よりも 30 〜 50% 少ないエネルギーを使用します。

- 断続的な軽量運転 ： 空気圧は安価です。小型の空気圧クランプシステム （ 1 日 1 〜 2 時間使用 ） は、空気が必要なときにのみ動作する油圧システムよりも前払いコストとエネルギーコストが低い。

 

 

5.空間と設置の制約

- 限られたスペース ： 空気圧はよりコンパクトです。エアコンプレッサーとリザーバーは、油圧ポンプや流体タンクよりも小型で、タイトなレイアウトの工場フロアに最適です。

- 高振動領域 ： 油圧がより頑丈です。剛性コンポーネント （ スチールシリンダー、補強ホース ） は、空気圧コンポーネント （ アルミニウムシリンダー、フレキシブルエアライン ） よりも振動に耐えます。

一般的なアプリケーション例 ： 油圧 対空気圧  

| アプリケーション | 優先システム|論理的 |

|---------------------------|------------------|---------------------------------------------------------------------------|

| 掘削機アームの持ち上げ | 油圧 | 荷重の落下を避けるために高力 （> 50，000 N） と精密な制御が必要です。|

| 自動梱包ライン|空気圧 | 軽量パッケージのシール / クランプには、高速で断続的な動き （ 0.8 m / s ） が必要です。|

| 産業用金属プレス | 油圧 | 鋼板の曲げ · 成形に高力 （> 100，000 N） を提供します。 |

| 食品加工のコンベヤー|空気圧 | 食品を汚染する流体の漏れ無し； 製品の分類のための速い動き。 |

| ロボットアセンブリアーム | 油圧 | 微細な速度制御 （ 0.2 mm / s ） と、繊細な部品の配置に一貫した力を必要とします。|

| 工場のドアアクチュエータ | 空気圧 | 低力、高速開閉 （ 1.5 m / s ） 、低メンテナンス。 |