NACHITECHNICALREPORT

Components

35D1

Vol.

May/2019■ 技術講座知りたい油圧講座⑥

機能部品事業「油圧装置の予防保全」
Things to Know about Hydraulic Equipment
Prevertive Maintenance for Hydraulic Equipment〈キーワード〉油圧装置・油圧作動油・トラブル内容
過去トラ事例

油圧事業部／油圧製造所

山田 悟

Satoru Yamada

知りたい油圧講座⑥「油圧装置の予防保全」

要旨

NACHIの油 圧事 業は1953年のブローチ盤 用

油圧装置はその特長である力が大きい、仕事のポンプの製造からはじまり1970年に工作機械をつくる

大きさ・速さ・方向が簡単にコントロールできること

機器製造所から油圧事業部として独立、工作機、から多くの分野で使われている。さらに近年はイン建設機械、鍛圧機械など多くの市場に油圧機器をバーター、サーボモーターにより省エネ、高精度化を投入してきた。

実現し、応用範囲を広げている。その一方で故障率

複 数の 油 圧 機 器で 構 成される油 圧 装 置は、低減、保守コスト低減の要求がますます強くなり、ユーザー要求に対応し、様々なアプリケーションが一歩すすんだ予防保全のとり組みが求められている。

あり、近年の省エネ要求やIoTの進展にともなって油圧装置の予防保全においては、第一に油圧変化する一方で、基本的な故障率低減、省メンテ性の作動 油を媒体として力を伝達する油圧の特長と要望がますます強くなってきている。故障対応から欠点を理解して対応することが必要である。本稿では一歩すすんだ予防保全について、それぞれの構成油圧装置における各機器の原理、メンテナンス例を要素の基本原理を基に事例を挙げて紹介する。

紹介しながら予防保全について説明する。

Abstract
NACHI’s hydraulic business started withthe manufacturing of hydraulic pumps for broachmachines in 1953. In 1970 it became independent
as Hydraulic Division, departing from ourmachinery plant where machine tools were made.
Hydraulic Division has been introducing hydraulicequipment into many markets including machine
tool, construction machine and forging pressmachine industries.     NACHI’s hydraulic equipment consisting ofseveral hydraulic devices satisfies the user’s
needs and supports various applications. While itchanges with the recent energy-saving requirements
and IoT development, requests for reduction of
the basic failure rate and the easy-maintenancefeature have become increasingly intensified.
Thus, moving one step ahead of taking care offailures, preventative maintenance of hydraulicequipment is introduced based on the basic
principles of each component and using examples.

1

1. 序文

2. 油圧装置の構成
油圧装置は次の5要素によって構成される。
（図1）

油圧装置を構成する5要素

油圧JIS記号（シンボル）①油圧を仕事に換える油圧アクチュエーター
油圧アクチュエータ
（油圧を仕事に変える）②出力、速度、方向を決める油圧バルブ③圧油を送る油圧ポンプ④油圧装置の補助的役割を果たす油圧アクセサリー⑤油を貯蔵する油圧タンク

油圧バルブ（圧力・流量・方向制御）

仕事は圧力（出力）、流量（速度）、方向の3要素からなり、多くの場合はバルブによって制御されている。
この油圧装置の構成は一般には油圧記号で表記

圧力制御バルブ…出力を決める
流量制御バルブ…速度を決める
方向制御バルブ…方向を決めるされている。油圧記号はそれぞれの機器を簡潔に表し、容易にシステムの構成を理解できるようになって油圧ポンプ（圧油を送る）いる。参考までに油圧記号を使わずに油圧装置の構成を表現した例を示す。
（図2）

M油圧アクセサリー（油圧装置の補助的役割を果たす）

油圧タンク（油を貯蔵する）

図1

油圧の5要素、仕事の3要素

流量制御弁（フローコントロールバルブ
圧力計 圧力補償機構付）

リリーフバルブ（圧力制御弁バランスピストンタイプ）

逆止弁（チェックバルブ）

調整絞り弁
圧力補償ピストン

モータ

ポンプ

電磁石
（ソレノイド）

カップリング

方向制御弁（電磁方向制御弁）

タンク

主切り換え弁

ストレーナー

補助切り換え弁

シリンダ

図2

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油圧装置、油圧機器の断面図2知りたい油圧講座⑥「油圧装置の予防保全」

3. 油圧のトラブル内容
油圧装置は複数の構成要素から成り立っており、フィルターには、目詰まりの度合いを表示したり補助的役割を果たすアクセサリーは油圧のコンディ

電気信号を出すインジケーター機能、過度の目詰まりションを知り、維持管理するためのものである。油圧時にはエレメントを保護するため油をバイパスさせるは油圧作動油を媒体として力を伝達しており、油圧リリーフ機能などがある。また、装置休止時も動かしシステムの不具合のうち油圧作動油の汚染に起因続ける外付けの循環フィルターまたは、浄油機によるするものが、70%といわれている。この汚染管理で故障率低減は多くの職場で報告されている。

重要な役割となるのがフィルターとタンクである。
フィルターは積極的にゴミなどを捕捉するもので、目詰まりに応じて交換または洗浄する。
（図3）

清掃・交換

目詰まり・汚れポンプ・バルブの故障＝ラインストップ、エネルギの損失
図33

フィルター写真

タンクは油圧作動油を保持すると同時に、ゴミ

作 動 油を冷 却するクーラーには水 冷と空冷がなどを沈殿させ、油中の気泡をできるだけ分離させる

あるが、水冷の保守例を紹介する。
（ 図5）水冷はという目的がある。そのために作 動 油がタンクに長期間使用すると水のスケールが付着し効率が低下戻ってからポンプが吸い込むまでの距 離を取る

して油温が上昇する場合があり、フィンチューブ内の必要がある。またゴミが堆積するとポンプに吸い込ブラシ清掃が必要となる。とくに井戸水を使用するまれるため、定期的な清掃が必要となる。
（図4）
この場合や、海外での硬水には注意が必要である。空冷のため、タンク底の掃除をするための掃除窓、ゴミの場合はゴミによる冷却フィンの目詰まりで冷却効率が沈殿・油中の気泡の分離を効率的に行なうための低下する。定期的なメンテナンスや、油温をモニタ仕切り板を設置する場合も多い。

リングし過 度な油 温 上昇となる前に冷却フィンの清掃を行なう。

a）清掃前b）清掃後
図4

タンク内部写真

冷却管の詰まり・汚れ蓋（COVER）の汚れ
図5

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クーラー写真4

知りたい油圧講座⑥「油圧装置の予防保全」

作動 油のゴミ、フィルター目詰まりなどによる吸い込み不良とともに、ポンプ故障の大きな要因として芯出し不良がある。輸送によるズレ、設置床面の平面度に影 響され、大 型のユニットでは設置後、再度の芯出し確認を推奨する。ポンプの種類によっては、ポンプ交換後も芯出しが必要となるため、メーカーに問い合わせるなど、注意を要する。
（図6）現在は芯出し技能者の高齢化による不足もあり、電動機取り付け側と同軸度が確保されているベルマウントを使用するケースが増えている。

分解点検・交換

芯出し確認・修正

図6

5

ポンプの保守バルブ類は種々の機能を持ち、様々な不具合が発生する。ゴミによる代表的な不具合は、ソレノイド
バルブではスプールの切り換え不良、圧力制御弁では昇圧不良、チェック弁ではリークによるシリンダ位 置 保 持不良が 挙げられる。 分 解 清 掃などで性能が復帰する場合も多い。バルブを分解する
場合は分解部のOリングが経年変化で硬化している場 合が多く、 該当部 分 のOリングをあらかじめ準備する必要がある。
（図7）

針弁

圧力制御弁

Oリング、シール分解点検、交換

ソレノイドバルブ
モジュラーバルブ
図7

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バルブの保守6知りたい油圧講座⑥「油圧装置の予防保全」

4. 過去トラ事例
1）事例1
・ 不具合内容：ベーンポンプの異常音、温度上昇
ポンプ：VDNシリーズ
・ 分解確認結果
タンク：タンク内部にはタール状の液体が沈殿、異物の堆積もみられる。
ストレーナー下部には異物の堆積がみられる。
（図8）

タンク内部

タンク底拭き取り

全面が汚れている。
下部カバーとのすきまに異物の堆積がみられる。

ストレーナー
図87

タンク内部およびストレーナー

ベーンポンプ側面のプレート摺動面には腐食された傷がみられる。
（図9）
プレート
（H）

プレート
（H）

プレート
（S）

プレート
（S）

図9

ポンプ部品
（プレート）

ベーンを回転させるローター端面摺動部に異常磨耗がみられる。
（図10）

図10

ポンプ部品
（ローター）

推定原因と対策
異常音と温度上昇の原因は、ポンプ内部部品の傷と異常磨耗により内部リークが増加、ポンプ内部のバランスが崩れ発 生したと推 測する。傷と異常磨耗の原因は、タンク底部にタール状液体が堆積していることから推測すると、外部から異種油が作動油中に混入し、その異種油によりプレートが腐食すると共に、摺動部の潤滑性が悪くなり磨耗したものと推測する。
対 策として、 切 削 液 からのユニットの 保 護、定期的なタンク清掃を推奨する。

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知りたい油圧講座⑥「油圧装置の予防保全」

2）事例2

推定原因と対策
ストレーナーが目詰まり、キャビテーション状態

・ 不具合内容：ベーンポンプの異常音・オーバーロードとなりエロージョンが発生。またエロージョンにより

ポンプ：VDNシリーズ

ポンプ部品の破損片が異物となり、摺動部に噛み・ 分解確認結果
ポンプを電動 機から取りはずすと、ポンプ側に込み傷ついたと推定される。あわせ面に黒い異物で発錆が見られる。モーター側に黒い汚れ・異物が汚れていることから作動油のコンタミ悪化による付着し、異物が外へ流れでてきた。ポンプ部品のものと判断する。
対策として、ストレーナーの交換もしくは清掃、プレート摺動面には黒い異物およびエロージョン（腐食）がみられ深く傷ついている。
（図11）

ポンプ側

作動油の交換およびタンク内清掃の実施を推奨する。

モーター側

黒く汚れている発錆

異物が流れ出てきた
プレート（H）摺動面

プレート（H）ボディ側

黒く汚れている深い傷

プレート（S）摺動面プレート（S）ボディ側

リング摺動面エロージョン

黒く汚れている
図119

ポンプ部品（あわせ面、プレート）

エロージョン5. 結び
本稿では、油圧の保守機器の説明および不具合対策例を示した。不具合の多くは油汚染によるもので、基本的なコンタミ管理をもう一段上げることで予防保全は実施できる。
近 年ではIoT対 応 の要 求 から油 圧ユニットの予防保全における情報発信を求められており、不具合発生と強い相関のある油中のゴミ・水分量、電動機の電 流値の常時モニタリングが検討されている。
NACHIでは、既存の電磁切り換え弁と交換するだけで、切り換え応答時間を測定、出力および切り換え応 答 時間の変化から作 動 油の汚 染 状 態を推定し結果をランプや信号で出力する「予防保全機能付電磁切り換え弁」を開発しサンプル出荷している。
NACHIは様々な分 野・需要に予防保 全機器、手法を提案し社会に貢献する油圧を広げていく。
（図12）

図12

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予防保全バルブ

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May / 2019〈発行〉2019 年 5 月 20 日株式会社 不二越 技術開発本部
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