
油圧用圧力計の選定とは、油圧回路の圧力範囲、脈動、振動、作動油、接続方式、保全作業に合わせて圧力計を選ぶ作業です。プレス、油圧ユニット、建設機械、試験台では、ポンプ吐出、弁の設定値、フィルタの目詰まり、アクチュエータの抵抗を現場で最も早く知る手がかりが圧力計であることが少なくありません。ただし読み値が役に立つのは、実際の回路に合わせて測定範囲、保護、取付方法が決められている場合だけです。
油圧用圧力計の選定が水、空気、低圧ユーティリティ用と異なるのは、油圧回路では高い静圧に加え、急激な圧力スパイク、ポンプ脈動、バルブショック、機械振動が発生するためです。プレス、射出成形機、油圧パワーユニット、油圧ショベルでは、設定圧力が数分間安定していても、クランプ、反転、リリーフバルブ作動時に短時間のサージが発生することがあります。
ISOは、ISO 4413:2010を、機械における油圧動力システムおよび構成部品の一般規則と安全要求事項に関する国際規格としています。圧力計は安全システムを構成する一部にすぎませんが、意図する圧力、危険要因、保守性、信頼性を満たす計器を選ぶという考え方は同じです。関連する基礎知識については、乾式圧力計と液封入圧力計の比較、および圧力計スナッバ選定ガイドもご覧ください。
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有効な油圧システム用圧力計は、指示値が具体的な判断に役立つ場所へ設置します。代表的な測定点は、ポンプ吐出口、減圧弁出口、アキュムレータ充填ライン、フィルタ差圧、マニホールドのテストポート、アクチュエータ作動ラインです。バルブの下流に設置した圧力計は見やすくても、ポンプ吐出圧の診断には適さない場合があります。振動するポンプ本体に直接取り付けた圧力計は、レンジが適正でも早期故障することがあります。
| 測定点 | 指示値から判断できること | 一般的な圧力計の選択 |
|---|---|---|
| ポンプ吐出口または主圧力ライン | ポンプ吐出圧、リリーフ設定、圧力スパイク、システム基準圧 | 液封入ブルドン管圧力計、脈動が大きい場合はスナッバ付き |
| マニホールドのテストポート | バルブ設定、現場トラブルシューティング、試運転 | 適合するテストカップリング付き小形油圧用圧力計 |
| アキュムレータライン | 充填・放圧動作および遮断状態の確認 | 最大システム圧力を上回る定格と遮断弁を備えた圧力計 |
| フィルタ入口・出口 | エレメントの目詰まりとバイパスリスク | 差圧計または2台の現場指示圧力計 |
油圧用圧力計の適正レンジは、通常使用圧力、リリーフバルブ設定圧力、システムで発生する最大スパイクという3つの数値から決めます。一般的な設計目安は、ブルドン管が弾性範囲内で作動し、指針精度を仕様内に保てるよう、通常使用圧力を目盛の中央3分の1(フルスケールの25–75%)に収めることです。通常運転時にレンジの90%付近で使用する圧力計は、直線性のある範囲で使用する圧力計よりも、指示ずれ、疲労、早期故障が発生しやすくなります。
リリーフバルブ設定圧力は、通常使用圧力より一般に10–20%高く設定されます。フルスケールがリリーフ設定圧力を十分な余裕をもって上回る圧力計を選定してください。例えば、使用圧力210 bar、リリーフ設定230 barのシステムには、フルスケール400 barの圧力計が適しています。通常圧力はスパンの52%、リリーフ圧力は57%となり、いずれも中央域に収まります。
クランプ、バルブショック、ストローク終端では、圧力スパイクが通常圧力の2~5倍に達し、数ミリ秒しか続かないことがあります。スナッバまたは絞りはブルドン管に伝わるスパイクを減衰させますが、圧力計のレンジはスナッバを通過するスパイクにも対応しなければなりません。スパイクが大きく、スナッバを使用しない場合は、スパイク最大値に合わせてレンジを選び、通常圧力での視認性低下を受け入れるか、ピークホールド機能付きデジタル圧力計を使用してください。
| システム特性 | レンジ選定の目安 |
|---|---|
| 通常使用圧力がリリーフ圧力を大きく下回る | 通常圧力の2倍を目安に選定し、通常指示を約50% FSにする |
| 通常圧力がリリーフ設定に近い | リリーフ圧力を75% FS以下に収める。通常圧力の分解能は低くなる |
| 大きなスパイクが発生する(バルブ急閉、プレス反転) | スナッバを追加してスパイク最大値に合わせるか、ピークホールド付きデジタル圧力計を使用する |
| 負荷変動が大きい(低負荷アイドル+高負荷) | 異なるポートに2台設置するか、二重目盛を検討する |
これらの割合の計算方法、標準レンジ系列、3つの計算例については、圧力計レンジの計算方法で詳しく説明しています。
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精度等級は実測値に対する割合ではなく、フルスケールスパンに対する割合で示します。EN 837-1 クラス1.6の400 barレンジの油圧用圧力計では、全目盛範囲にわたり不確かさは±6.4 barです。通常250 bar(フルスケールの3分の2)で使用する場合、この±6.4 barは使用圧力に対して±2.6%に相当します。使用点が目盛中央に近くなるよう、より適切なレンジを選べば、精度等級を変更せずに実効的な測定品質を高められます。
| EN 837-1 クラス | ASME B40.100 グレード | 精度範囲 | 油圧用途 |
|---|---|---|---|
| 0.6 | Grade 2A | ±0.6% FS | 油圧試験装置、サーボ制御シリンダ |
| 1.0 | Grade 1A | ±1.0% FS | プレス荷重の高精度監視、受入試験 |
| 1.6 | Grade B | ±1.6% FS | 一般油圧回路—標準的な選択 |
| 2.5 | Grade C | ±2.5% FS | 概略表示のみ。油圧の判断ポイントには非推奨 |
クラス1.6は、ほとんどの油圧用途に対応します。システム圧力とリリーフバルブ設定の確認、ポンプ吐出圧の監視、フィルタ差圧の確認には十分です。プレス荷重の許容差、サーボ位置の再現性、受入試験記録でより厳しい値が必要な場合はクラス1.0を選定します。
振動は、銘板上の表示以上に実効精度を低下させます。高サイクルの油圧パワーユニットに取り付けたクラス1.6の圧力計は、指針機構の摩耗やブルドン管の疲労によって劣化します。次節で説明する液封入ケースとスナッバは機構を保護し、使用期間中の定格精度を維持します。振動を抑えずに高精度等級だけを指定しても、実用上の効果は限定的です。
RFQには精度等級を明記してください。EN 837-1圧力計は文字盤に等級番号(例:「1.6」)を表示し、ASME B40.100圧力計は文字等級(例:「Grade B」)を表示します。購入仕様には等級を明確に記載してください。「標準精度」という表現では、代替品監査や出荷前検査に対応できません。ASMEとENの精度等級対応については、EN 837-1圧力計規格ガイドをご覧ください。
油圧用圧力計が寿命まで使用できるかどうかは、封入液、脈動減衰、接液部材質という3つの設計要素で決まります。
液封入。グリセリン(グリセロール)は、−5 °C~+65 °Cで使用する油圧用圧力計の標準封入液です。ポンプ脈動による指針の振れを抑え、ブルドン管の支点軸受にかかる摩擦を低減し、衝撃を緩和して疲労亀裂の発生を遅らせます。−5 °C未満では、グリセリンが粘性を増す温度でも流動性を保つシリコーンオイル(一般にジメチルポリシロキサン)を使用します。食品・製薬関連の油圧装置では、NSF H1またはFDA適合の食品用封入液を指定します。液体が水・グリコール系作動油に接触する可能性がある場合は、グリセリンを使用しないでください。グリセリンが吸水し、システムを希釈するおそれがあります。
スナッバ。脈動用スナッバは、油圧ポートと圧力計入口の間に取り付け、ブルドン管内部の圧力上昇速度を制限します。焼結式(多孔質プラグ式)スナッバは安定した抵抗を得られ、清浄な作動油ではオリフィスディスク式より詰まりにくい特長があります。調整式オリフィススナッバは、脈動周波数に合わせて絞り量を調整できます。ただし、作業者が確認すべき実際の圧力変化まで遮断するほど絞りを強くしてはいけません。
接液部材質。標準的な油圧用圧力計には、鋼製または黄銅製のブルドン管が使用されます。水・グリコール系作動油、リン酸エステル系作動油、または水分混入のおそれがあるシステムでは、316Lステンレス鋼の接液部を指定してください。黄銅は水系作動油に侵され、早期故障につながります。バイオ油圧作動油やポリグリコールなど特殊作動油を使用する場合は、標準圧力計を選ぶ前に、安全データシートに基づいてすべてのエラストマーと金属の化学適合性を確認してください。
圧力計の長期信頼性は、仕様だけでなく、取付位置、プロセス接続、遮断方法によっても左右されます。
遮断弁。圧力ポートと圧力計の間には、必ず遮断弁(ニードルバルブまたはブロック・アンド・ブリードバルブ)を取り付けます。遮断弁がない場合、稼働中の油圧回路で故障した圧力計を交換するには、システム全体を減圧しなければなりません。ニードルバルブを使用すれば、システムを加圧したまま圧力計を遮断、取り外し、交換できます。バルブの定格使用圧力は、少なくともシステムのリリーフ設定圧力以上にしてください。
プロセス接続の締付トルク。油圧用圧力計の接続(通常は1/4 BSP、1/4 NPT、1/4 SAE平行ねじ)は、手締めではなく継手メーカーの仕様トルクで締め付けます。締付不足は漏れを招き、締め過ぎは圧力計ソケットを割ったり、ブルドン管の固定部を変形させたりして、ゼロ点誤差を生じさせます。クローフットレンチまたはオープンエンドスパナを使用し、圧力計のケースやガラス面には絶対にトルクをかけないでください。
取付姿勢。液封入圧力計は、文字盤を垂直(ステムを12時方向に上向き、または斜め上向き)に取り付け、平置きしないでください。マニホールド用や背面取付用の圧力計では水平ステムも使用できますが、圧力計を平置きした状態でケースにグリセリンを部分封入すると、気泡が生じて減衰効果が低下します。平置きが避けられない場合は、設置時にケース内の空気を抜いてください。
振動絶縁。ポンプ本体や振動構造物に取り付ける場合は、剛性ポートと圧力計の間にステンレス編組フレキシブルホースを使用し、圧力計を防振支持してください。ホースが振動を吸収し、ブルドン管の疲労やケースの緩みを防ぎます。ホースはシステム使用圧力以上の定格とし、破裂圧力はリリーフ設定圧力を十分に上回るものを選定します。
視認性。機械ガードや油圧シリンダに遮られず、作業者が読み取れる位置に圧力計を設置します。ガードを開けなければ読めない圧力計は、運転中に確認されず、本来の役割を果たせません。通常使用圧力と最大許容圧力を、油性マーカーまたは粘着式アークラベルで文字盤のベゼルに表示してください。
油圧用圧力計だけでは、流量、作動油の清浄度、アクチュエータの力、アキュムレータの予備充填圧、バルブの状態を証明できません。圧力計の機構やスナッバの応答が遅い場合、ミリ秒単位の圧力スパイクも表示できません。また、仕様不足のホース、継手、マニホールドを安全にすることもできません。正常な圧力指示でも、流量不足、エア混入、温度ドリフト、内部漏れ、戻り配管の閉塞が隠れている可能性があります。
プレス、昇降装置、危険な動作、高圧カタログ範囲を超える用途、難燃性作動油、酸素近接システム、爆発危険区域では、本ガイドを選定の参考資料としてのみ使用してください。発注前に、機械メーカーおよび現場エンジニアと圧力定格、破裂保護、材質適合性、規格、防護、試験手順を確認してください。Manogaugeは浙江省の製造リソースを活用した圧力計選定を支援できますが、最終的な適合性はプロジェクト仕様に基づいて判断してください。
交換用または新規の油圧用圧力計を発注する前に、以下のチェックリストで仕様を確認してください。3項目以上に適合しない圧力計は、早期故障や誤指示につながる可能性が高くなります。
| 確認項目 | 要求事項 | 注意点 |
|---|---|---|
| 通常使用圧力はレンジ内か | 圧力計フルスケールの25–75% | 疲労とオーバーレンジ故障を防止 |
| リリーフ設定圧力はレンジ内か | フルスケールの≤ 75% | 過圧にさらされず安全に使用可能 |
| スパイク保護があるか | スナッバを装備、またはスパイクをレンジ内に収める | 無保護のスパイクが早期故障の主因 |
| 封入液は適合しているか | 必要に応じてグリセリン、シリコーン、食品用を選択 | 温度範囲と作動油の種類に照らして確認 |
| 接液部材質は適合しているか | 油には鋼、水系作動油にはSS316L | 黄銅は水・グリコール系で腐食する |
| 遮断弁を装備しているか | はい—必須 | 加圧下で安全に交換するために必要 |
| 接続ねじは一致しているか | 同じ規格(BSP/NPT/SAE)およびサイズ | 異なるねじを無理に接続しない |
| 精度等級は十分か | 監視用途は≥ 1.6% FS、制御ループは≥ 1.0% | 工程上必要な場合のみ高精度等級を使用 |
| 運転位置から文字盤を読めるか | はい | 距離が2 mを超える場合は100 mm文字盤を最低限とする |
| 予備圧力計があるか | はい—少なくとも1台 | 重要回路には現場予備品が必要 |
油圧用圧力計に生じる故障の兆候を把握しておくと、誤った指示が工程トラブルや安全事故を招く前に、保全チームが計器を交換できます。
指針が固着する、または動きが遅い。圧力を解放しても指針がゼロに戻らない、または急激な圧力変化に対して指針の動きが遅い場合は、通常、スナッバのオリフィス詰まりが疑われます。圧力計を交換する前に、スナッバを取り外して清掃または交換してください。スナッバに問題がなければ、ブルドン管内部の汚れや支点部の摩耗が考えられます。
ゼロ点が恒久的にずれている。システム圧力がない状態で指針がゼロより上に止まる場合、ブルドン管が過圧を受け、弾性限界を超えて永久変形しています。圧力計は使用不能です。全レンジでゼロ点ずれ分だけ指示が誤るため、直ちに交換し、過圧発生の根本原因を特定してください。
レンズが曇る、または変色する。グリセリンは熱で膨張するため、圧力計が密閉されている場合、ケース背面のシールや注入口周辺から漏れることがあります。レンズの曇りは、封入液が水分混入によって乳化したか、劣化し始めたことを示す場合があります。ケース内部が白濁している場合は水分侵入の兆候です。圧力計を交換し、作動油自体が汚染されていないか調査してください。
グリセリンが漏れる。プロセス接続部またはケース背面から液封入圧力計のグリセリンが漏れると、減衰保護が失われ、振動疲労による故障が加速します。外部にわずかなグリセリン跡がある場合も警告です。封入液の大部分を失った圧力計は、現場で補充せず交換してください。
レンズに亀裂がある、または破損している。過圧が発生した後は必ず点検してください。ブルドン管が破損した場合、レンズの亀裂は危険要因になります。レンズが完全な状態でなければ圧力計を交換してください。
使用条件の厳しさに基づいて計画交換周期を設定します。一般的な産業用途では2~3年、大きな脈動または高サイクルのプレス用途では毎年、重要な監視点で容易に点検できる場合は状態基準で交換します。
明確な購入仕様は、交換用圧力計の発注ミスを減らし、保管品が設置品と一致するかを倉庫担当者が確認しやすくします。
最低限必要な仕様項目。完全な油圧用圧力計の仕様には、圧力レンジ(例:0–400 bar)、文字盤サイズ(63 mm、100 mmなど)、プロセス接続のねじ種類とサイズ(例:1/4 BSP おねじ、裏面中央取付)、精度等級(例:EN 837に基づく±1.6% FS)、ケース材質(鋼、ステンレス鋼、黄銅)、封入方式(グリセリン封入または乾式)、接液部材質(鋼、316L SS、黄銅)、および認証要件(SIL、ATEX、PED)を記載します。
互換性資料。機械に圧力計を設置したら、完全な仕様と在庫コードをタグに記載します。銘板を撮影し、保全管理システムに画像を保存してください。写真があれば、同じ外形サイズの250 bar圧力計に400 bar圧力計を交換するという、よくあるミスを防げます。
在庫方針。同一仕様の圧力計を4台以上使用する油圧回路では、予備圧力計を2台現場保管する合理性があります。食品用封入液やステンレスケースなど、単体専用仕様の場合は1台を予備として保有し、サプライヤーの納期を把握しておきます。重要なプレスが故障し、交換品の調達に48時間かかって生産が停止する損失は、予備品の費用を大きく上回ります。
校正とトレーサビリティ。運転監視だけを目的とする油圧システム用圧力計(安全用途またはSIL用途ではないもの)は、通常、正式な校正記録を必要としません。リリーフバルブの設定、耐圧試験圧力の確認、法規制に基づく検査に使用する圧力計には、国家計量標準へトレーサブルな校正証明書を付けるべきです。購入時に要件を指定してください。適合証明書(CoC)付き圧力計と、UKAS/DAkkS校正証明書付き圧力計は同じ書類ではありません。
油圧の脈動・振動用途に適した液封入圧力計については、Manogaugeの液封入圧力計サプライヤーページで、ステンレスおよび黄銅接液部のグリセリン・シリコーン封入品をご紹介しています。
Glycerine-filled gauges for hydraulic power units, presses and mobile equipment.
Custom pressure gauge manufacturerNon-standard high-pressure ranges, panel mounting and private-label dials for machine builders.
1/2" NPT と G1/2 は同じ14山でもシールできません。圧力計ねじ対照表で NPT・BSPT(R/Rc)・G/BSPP・メートルねじの山数、外径、シール方法を確認。
用途に適した圧力計の接液部材質を選定。主要な産業媒体における316Lステンレス鋼と黄銅の耐食性を比較し、最適な材質選びをサポートします。
A2L R-454B冷媒圧力計の選定、マニホールドゲージ、PT表、サービスポート、レンジと安全な作業手順。
圧力計のサイズは読み取り距離、スペース、振動、精度で決まります。選定表で40, 63, 100, 150 mmの各サイズを比較し、最適な製品をお選びください。
低圧貯槽の窒素シール(ブランケット)用圧力計の選定:レンジ、カプセル式圧力計、レギュレータ、通気弁、酸欠リスク、見積依頼時の確認事項。
通常使用圧力、リリーフバルブ設定圧力、発生する可能性のある圧力スパイクから選定します。サージとOEMの安全限界に対する余裕を確保しながら、通常圧力が文字盤の読み取りやすい中央域に入るようにしてください。
振動やポンプ脈動がある場合は、通常、液封入圧力計が適しています。液封入によって指針の振れや機構の摩耗を抑えられますが、温度、封入液、応答速度についても確認が必要です。
ポンプ脈動やバルブショックによって指針が振れたり、早期故障が発生したりする場合は、スナッバまたは絞りを使用します。高速な圧力変化を確認する必要がある場合は、絞り過ぎないでください。
できません。圧力は回路状態の診断に役立ちますが、流量の測定には流量計または機械データが必要です。正常な圧力でも、漏れ、流量不足、戻り配管の閉塞が隠れている可能性があります。
NPT、BSP、G、メートルねじが使用されています。設置前に実際のポートまたはテストカップリングと一致させ、異なるねじ形状を無理に接続しないでください。
固定した暦日ではなく、状態に基づいて交換します。大きな脈動や高サイクルのプレス用途では毎年点検し、2~3年ごとの交換を目安にします。軽負荷の回路では5年以上使用できる場合もあります。過圧が確認された場合、または指針にゼロ点ずれがある場合は、直ちに交換してください。
短期間であれば使用できる場合がありますが、ポンプ脈動やバルブショックがあるシステムでは、液封入圧力計より早く故障します。減衰液がないためブルドン管の疲労と軸受の摩耗が進みます。振動や脈動がある油圧用途では、液封入圧力計を使用してください。
鉱物油系油圧装置で−5 °C~+65 °Cの場合、グリセリンが標準です。低温環境ではシリコーンオイル封入を指定します。水・グリコール系またはリン酸エステル系作動油には、シリコーン封入のステンレス製圧力計を使用してください。グリセリンは水系作動油と適合せず、漏れが発生すると作動油を希釈するおそれがあります。
作業者への情報提供を目的とした運転監視用圧力計では、通常、正式な校正は必要ありません。安全リリーフバルブの設定、耐圧試験圧力の確認、法規制に基づく検査に使用する圧力計には、国家標準へトレーサブルな校正証明書を付けるべきです。必要な場合は購入時に指定してください。
油圧システムでは、ポンプ、モーター、バルブ切替によって大きな脈動と振動が発生します。グリセリン封入は指針の振動を抑え、ブルドン管の疲労寿命を延ばし、指針支点の摩耗を防ぎます。油圧システムで乾式圧力計を使用すると、脈動による金属疲労で数週間以内に故障することがあります。最低限グリセリン封入を指定し、高サイクル用途または周囲温度が60°Cを超える場合はシリコーン封入を指定してください。
一般的な油圧用圧力計の接続ねじは、SAE 7/16-20 UNF(SAE J514、移動体・北米油圧で一般的)、1/4 BSP(G 1/4、欧州の産業用油圧で一般的)、1/4 NPT(米国の配管規格)です。Oリング面シール(ORFS)を備えたSAE平行ねじポートは、ねじシール材なしでも漏れを防止できます。マニホールド取付用圧力計では、発注前にポートのねじ種類と締付トルク仕様を確認してください。ねじの不一致は、油圧用圧力計の設置でよくあるミスです。