Hydraulic Fan Drive Systems Design Guidelines...改訂履歴改訂表日付変更済み改訂...

設計ガイドライン油圧式ファン駆動システム

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改訂履歴改訂表

日付変更済み改訂

July 2018 付録 H - いくつかのフレームサイズの新しいグラフ 0303

May 2018 注記追加：ファン駆動コントロール付 H1 ポンプ 0302

April 2017 付録 H更新 0301

July 2015 Danfossレイアウト - 付録 I - RDMファン駆動に追加 0201

May 2013 回路図の変更 BC

April 2013 編集追加 - 逆回転付き H1ファン駆動 BB

May 2011 ギア製品削除とその他若干の編集 BA

Jube 2010 付録 Gと付録 H追加 AD

February 2010 大阪の住所の修正 AC

March 2007 若干の編集 - 43および 44ページ AB

July 2006 第 1 版 A-0


2 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

はじめに要約........................................................................................................................................................................................................5概要........................................................................................................................................................................................................5動作原理.............................................................................................................................................................................................. 5動力削減 ............................................................................................................................................................................................. 6オン/オフ・ファン速度制御で優先される調整....................................................................................................................6

ファン駆動設計設計に関する考慮事項................................................................................................................................................................... 7

ファン駆動コンポーネントファン駆動要素の選択................................................................................................................................................................... 8ポンプへの予想最大入力トルク.................................................................................................................................................8

システム設計パラメータサイズ選定....................................................................................................................................................................................... 10サイズ設定式...................................................................................................................................................................................11計算式........................................................................................................................................................................................... 11変数................................................................................................................................................................................................12

アキシャル流量ファンの動力計算式..................................................................................................................................... 12システム設計データ書式............................................................................................................................................................ 14エンジンの詳細.........................................................................................................................................................................14パワーステアリング................................................................................................................................................................14ファン情報.................................................................................................................................................................................. 15制御の設定.................................................................................................................................................................................. 15タンク........................................................................................................................................................................................... 15作動油........................................................................................................................................................................................... 16フィルトレーション................................................................................................................................................................16ポンプ駆動データ書式........................................................................................................................................................... 17

技術的特徴....................................................................................................................................................................................... 19軸負荷と軸受の寿命..................................................................................................................................................................... 19最大ポンプ速度.............................................................................................................................................................................. 19最小ポンプとモータ速度............................................................................................................................................................ 19モータ起動圧力（開回路）....................................................................................................................................................... 19モータフリー回転圧力.................................................................................................................................................................19定格入力トルク.............................................................................................................................................................................. 19ポンプ駆動条件.............................................................................................................................................................................. 20テーパー軸とハブ接続.................................................................................................................................................................20ポンプの吸入...................................................................................................................................................................................20ケースドレン圧力..........................................................................................................................................................................21フィルトレーション..................................................................................................................................................................... 21稼働温度............................................................................................................................................................................................21作動油.................................................................................................................................................................................................21取付け.................................................................................................................................................................................................22アキシャルスラストモータ....................................................................................................................................................... 22配管..................................................................................................................................................................................................... 22タンク.................................................................................................................................................................................................23キャビテーションとエアレーションによる損傷.............................................................................................................. 23クーリング....................................................................................................................................................................................... 23圧力制限と定格.............................................................................................................................................................................. 24軸受の期待寿命.............................................................................................................................................................................. 24

用語専門用語............................................................................................................................................................................................25

付録 A-ファンの性能


目次

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 3

ファン.................................................................................................................................................................................................26ファンの性能...................................................................................................................................................................................26アキシャルスラスト..................................................................................................................................................................... 27ファンの法則...................................................................................................................................................................................28例 1.................................................................................................................................................................................................29例 2.................................................................................................................................................................................................30例 3.................................................................................................................................................................................................30例 4.................................................................................................................................................................................................30

付録 B-ファン駆動のサイズ選定計算式ファン駆動のサイズ選定計算式と導出.................................................................................................................................32油圧システム比較..........................................................................................................................................................................35

付録 C-可変容量モータを使用するファン駆動サイズ選定計算式式 2 ポジションの可変容量モータの油圧システム、計算式とその導出.................................................................372ポジション可変モータの最適最小容量を計算するスプレッドシート..................................................................38

付録 D-通路内の過渡流による圧力変化、方程式と導出通路内の過渡流による圧力変化、計算式と導出.............................................................................................................. 40

付録 E-開回路システムにおけるバイパス弁圧力降下の影響

付録 F1-空気の比重に対する温度、圧力、相対湿度の影響空気の比重に対する温度、圧力、相対湿度の影響..........................................................................................................46

付録 F2-大気圧に及ぼす高度の影響大気圧に及ぼす影響..................................................................................................................................................................... 48

付録 F3-大気圧に及ぼす一般高度の影響大気圧に及ぼす一般高度の影響.............................................................................................................................................. 49

付録 G-逆回転のファンがシステム性能に及ぼす影響

付録 H-逆回転ファン付き H1ポンプのファン駆動のシステム検討事項逆回転ファン付き H1ポンプのファン駆動のシステム検討事項................................................................................57圧力リミッタ調整手順.................................................................................................................................................................57H1ポンプのファン駆動コントロール(FDC)オプションに関する追加情報.............................................................58FDC始動電流とエンド電流....................................................................................................................................................... 58作動限界............................................................................................................................................................................................59原動機の速度変化に対する感度（負荷感度） - （例、Jフレーム）........................................................................64H1 FDC応答時間（一般的なファン駆動システム搭載）.............................................................................................. 67アプリケーション起動方法（PLオフセット考慮）........................................................................................................ 67

付録 I- RDMファン駆動のためのシステム検討事項RDMファン駆動のシステム検討事項....................................................................................................................................69逆転順序.......................................................................................................................................................................................69シフト速度制御.........................................................................................................................................................................70システム検討事項.................................................................................................................................................................... 72ゼロ RPMモータ出力............................................................................................................................................................. 76

参考文献開回路アキシャルピストンポンプ..........................................................................................................................................77開/閉回路アキシャルピストンモータ....................................................................................................................................77コントローラ...................................................................................................................................................................................77システムガイドライン.................................................................................................................................................................77閉回路アキシャルピストンポンプ..........................................................................................................................................77


目次

4 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

要約

ファン駆動システムのサイズ選定は、お客さまから受け取った情報に大きく依存します。システムサイズ選定の計算はすべて、油圧システム設計エンジニアに与えられたトリム速度での必要なファン動力データに基づいています。このデータは、冷却器/ラジエーター間で必要な空気量を押し引きするために必要な速度で、ファンを回転するために必要なファン駆動モータ軸の動力の計算書です。通常のイベントシーケンスは、• エンジンメーカーは、お客様や冷却システム設計者に冷却システム、給気冷却器などから必要とされる熱放散についてアドバイスします。この情報は、機械のアクセサリやワークファンクション（例えば、トランスミッションクーラー、油圧クーラー、A/Cコンデンサ）の熱除去データと組み合わせて、システムの最大熱除去プロファイルを決定します。

• お客様の冷却パックメーカーは、このデータを使用して冷却パッケージのサイズを決定し、一般的にこのニーズに合うファンを推奨します。すなわちシステムの冷却ニーズを満たすために必要な定格ファン動力、定格ファン速度、と静圧を提供します。

• この情報を使用して、最大ファン速度での最小エンジン速度を把握し、油圧システム設計者は、油圧式ファン駆動システムの選定を可能にします。

概要

本文書は、以下の情報が提供されていることを前提として、油圧ファン駆動の選定に必要な方程式と公式をご紹介することを目的の 1つとしています。• 定格ファン動力。• 定格ファン速度。• 冷却システムの最大冷却要件を満たすために必要なファン速度。• 最大システム冷却を必要とするエンジン速度。

本文書は、サイズ選定の計算式の導出に使用される用語と要因に関しても説明しています。加えて、満足できる性能を備えた実行可能なシステムをお届けするのに役立つ簡単なシステム設計ソリューションに関する推奨事項をご提案いたします。

動作原理

車輌の冷却ファンは、油圧ポンプにより駆動された油圧モータによって駆動されます。油圧ポンプは、エンジンから供給される PTO（動力取出し装置）またはベルト駆動装置から直接駆動されます。電気的に制御される比例圧力制御バルブは、温度読み取り値に応じてファン速度を調整します。低温状態では、ファンは非常に低い消費動力でアイドリングします。高温状態では、最大ファン速度は圧力制御バルブによって制御され、ファン速度を調整してシステム全体の冷却ニーズを満たします。いずれのシステムにも適正温度があり、最も効率的な性能が得られます。電子制御システムは、「システムインテグレータ」がプロジェクトの設計段階で選択する最適設計温度に冷却液を維持しようとします。

ファン速度とエンジン温度の比較

2050200400600800

100012001400160018002000

170(F) 175 180 185 190 195 200

Fan

spee

d (rp

m)

Engine temperatur e9580(C) 85 90

P101

276

E

さまざまな環境条件での冷却システムの動作を最適化し、寄生損失を最小限に抑えるため、弊社調整のファン駆動システムは、ファン周期が幅広い環境条件に対して特定の熱除去要件を満たす設計を可能にします。車輛メーカーは、適切な温度制限を選択してファン周期を完全に制御します。


はじめに

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 5

弊社調整のファン駆動システムは、ファン速度が必要な条件になるまで、低速を保ちます。油圧モータ全体の圧力降下調整により、ファン速度が調節され、過冷却が防止されます。

動力削減

ファンがオフ状態であるとき、ファンは定格速度の約 30%で低速駆動しますが、定格電力の約 3%が消費するだけです。弊社調整のファン駆動システムによって、システム設計者は最大熱除去が発生するエンジン速度に合わせて、ファンの選定を可能にします。ファンの速度は、エンジン速度が高くなっても本質的に一定に維持します。その結果、エンジン速度が増加しても、ファンは過度の寄生損失を必要としません。最大熱除去時のエンジン速度が、管理速度の 80%であるシステムでは、過速度の機械的ファン駆動と比較して、省電力が 95%と高くなります。

オン/オフ・ファン速度制御で優先される調整

ファン速度の調整は、システム設計者が選択した温度範囲内で行われます。これにより、騒音レベルの劇的な変化を引き起こす突然の速度変化がなくなります。同様に、長期間の動作の信頼性を制限するかもしれない大きな加速もなくなるでしょう。また調整は、中間レベルの冷却を可能にし、最小速度と最大速度との間でファンを不必要に循環させることがありません。校正温度、動作範囲、立ち上がり時間は、システム設計者が個別に変更し、必要な温度制御レベルにすることができます。


はじめに

6 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

設計に関する考慮事項

• 過度のファン速度による寄生損失が高くなります。ファンが消費する電力は、ファン速度の 3乗に比例します。

• 大気への熱除去は、エンジン速度に比例して増加しません。• システムの過熱および/または過冷却は、効率と生産性損失の原因となる可能性があります。• エンジンの過熱および/または過冷却は、環境への排出を増加させる原因となる可能性があります。• ファン最大速度（ファン最大動力）が必要とされる稼動時間の割合は一般に約 20%であり、5%にまで削減できます。

• ファンをエンジンに直接取り付ける場合、通常はエンジンが振動したり動いたりするため、ファンブレード先端に大きな隙間が必要です。これはファンの性能低下につながります。ファンを油圧モータに直接取り付けると、先端の隙間を最小化し、ファン性能を著しく向上させることができます。

油圧ファン駆動システム設計者は、エンジン、ファン、アプリケーションパラメータを独自に組み合わせたコンポーネントを選択します。ファンシステム部品を無差別に交換/変更しないでください。特定のエンジンまたは車輌のファン駆動システムの選択を決定する設計要因には、以下が含まれます。• エンジン設定点と最大熱除去• ポンプ回転• ポンプ入力トルク制限• 個々のコンポーネントの最大適用圧力および速度制限• 取付けと利用可能な設置スペース• 個々のエンジン搭載の組み合わせに対するポンプサポート構造要件• 特定のエンジンと付属品の温度制御限界

ファン駆動要素の選択

ファン駆動要素設計パラメータ設計の柔軟性設計推進者

エンジン & アクセサリ動力、速度、総熱除去、デューティサイクルはい OEM

PTO & ギアエンジンとポンプのギア比時々エンジン供給業者のOEM選択

ポンプ容量、圧力、速度、固定ポンプまたは可変ポンプ、設置台と駆動ラインはい弊社技術担当者 & OEM

ファン駆動コントロールセンサ入力、コントロール出力、制御要素の数はい弊社技術担当者 & OEM

モータ容量、圧力、速度、固定モータまたは可変モータ、設置台と接続はい弊社技術担当者 & OEM

ファン定格速度でのファンの定格出力、ファン直径、ブレード数、ブレードピッチ、ブレードの熱交換器への近接度、空気の流れ方向

はい OEM & 冷却のスペシャリスト

側板側板のタイプ（平板、ショートダクト、ベンチュリ）、側板のブレード軸位置、先端の隙間


空気流熱交換器の空気流量と静圧、最大周囲空気温度、最小大気圧、熱気の再循環、バッフル、ルーバーと障害物

時々 OEM & 冷却のスペシャリスト

熱交換器物理的サイズ、高さと幅、気流中の熱交換器の数、並列、軸スタック、選択された材料、構造、チューブの数と種類、チューブ配置、フィンの密度



ファン駆動設計

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 7

ファン駆動要素の選択

各ファン駆動要素の選定が最適なものとなるかどうかは、正しいコンポーネントとギア比を選択できるかにかかっています。これらのコンポーネントをファン動力要件に合わせることで、必要なユニットのサイズをすばやく決定できます。ポンプとモータの容量、入力ギヤ比、エンジン設定点、、圧力限界値は、コンポーネントサイズが最適化するように調整できます。本文書に示されたサイズ選定計算式に加え、ダンフォス・ファン駆動サイズ選定コンピュータツールが、油圧コンポーネントのサイズ選定を支援します。

多くの調整された油圧ファン駆動は、最適なサイズ選定のためにファン回路に流量を提供する専用ポンプに依存します。パワーアシストステアリングやその他付属システムに流量を追加する他の回路も利用できます。これらの回路や他の多くの回路では、必要なコンポーネントを選択するためにサイズ選定計算式とファン駆動サイズ選定ツールがいまだに使われることがあります。ご注意ください。関連する設計要素の設計上の制限は、この記事では特定しないことを注意ください。ご検討中のコンポーネントに関する弊社の技術情報を参考に見直すことができます。機械の設計者は、ドライブラインのすべてのコンポーネントが設計パラメータをすべて満たしていることを確認する必要があります。

本文書に記載されている方法は役に立つかもしれませんが、油圧コンポーネントのサイズを選定する唯一のアプローチではありません。解釈に問題がある場合は弊社担当者までお問い合わせください。

本文書のシステム設計パラメータの章で識別されたアプリケーションサイズ選定パラメータを収集して下さい。大気への最大熱除去が必要となる最小エンジン速度に特に注意を払ってください。アプリケーションに合わせてポンプのサイズを選定するとき、システム設計者は、高油温条件下でのエンジン設定点が最大熱除去が起こるエンジン速度より低いことを確認する必要があります。これを行わない場合、最大作業負荷と最大周囲条件が同時に発生した際に冷却システムが適切に冷却できない状態を引き起こす可能性があります。

Engine speed (rpm )

Fan

Spee

d(rp

m)

Engine set poin t

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Fa1

d

nspee

Fa 1 spe d

ne , hot oil

Max.en gin e

h e at r e je c t i onspe e d

P106 107E

(Fan Trim Speed)

サンプルグラフ、性能予測は入力パラメータの選択に応じて異なります。

システム設計者が最初に検討すべき点の 1 つは、必要な最大ポンプトルクがポンプ駆動の入力トルク制限を超えるかどうかです。これを計算する 1 つの方法は、ファン動力要求を油圧システムの全効率の概算により、エンジンの最大熱除去速度に等しいポンプ速度で入力トルク要求を決定することです。

ポンプへの予想最大入力トルク

予想最大入力トルクと、ポンプ駆動での最大利用可能な入力トルクとを比較します。これによって、設計者が利用できるデザインマージンが決定されます。油圧システム設計者は、必要に応じて車両システムの設計者および/またはエンジンの技術サポートスタッフと相談する必要があります。


ファン駆動コンポーネント

8 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

English system

SI system

Pump torque, Tp (lbf•in) ≈ (lbf • in)

Pfhp 0.7 •

(Ne • R)

(63025)( ) ] [

Pump torque, Tp (N•m) ≈ (N•m)

PfkW 0.7 •

(Ne • R)

(9549.0)( ) ] [

Where: PfkW

(Ne • R) R Ne 0.7

= Max fan power, kW [hp]= Pump speed, rpm= Pump/Engine ratio= Engine speed, rpm= ηt for hydraulic system (pump and motor)

Tp(lbf•in) 8.8507

( ) Pump torque, Tp (N•m) = (N•m)

Tp(lbf•in) 12.0

( ) Pump torque, Tp (lbf•ft)= (lbf•ft)

Tp(N•m) 0.7376 •Pump torque, Tp (lbf•ft) = (lbf•ft)

Tp(N•m) 8.8507 •Pump torque, Tp (lbf•in) = (lbf•in)

Converting terms


ファン駆動コンポーネント

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 9

サイズ選定

ファン駆動システムのサイズ選定は、お客さまから受け取った入力に大きく依存します。システムサイズ選定の計算はすべて、油圧システム設計エンジニアに与えられたトリム速度での必要なファン動力データに基づいています。このデータは、冷却器/ラジエーター間で必要な空気量を押し引きするために必要な速度でファンを回転するために必要なファン駆動モータ軸の動力の計算書です。通常の順序は、• エンジンメーカーは、お客様や冷却システム設計者に冷却システム、給気冷却器などから必要とされる熱損失についてアドバイスします。この情報は、機械の付属品や作業機能（例えば、トランスミッションクーラー、油圧クーラー、A/C コンデンサ）の熱除去データと組み合わせて、システムの最大熱除去プロファイルを決定します。

• お客様の冷却パックメーカーは、このデータを使用して冷却パッケージを選定するため、一般的にこのニーズに合うファンを使用するでしょう。すなわち定格ファン動力、定格ファン速度、ステムの冷却ニーズを満たすために必要なファン速度を提供するファンを推奨します。

• この情報を使用して、最大ファン速度が発生する最小エンジン速度を把握し、油圧システム設計者は、油圧式ファン駆動システムを選定できます。

ファン駆動システムを完全に理解することは、ファンの負荷特性を理解することです。ファンは以下のように、ファンを駆動する動力がファン速度の 3乗で変化するという点でユニークです。

Pf=k•(Nf)3

Pf1 / Pf2 = (Nf1 / Nf2)3

ここで、

Pf = ファン動力 (kW, hp)

Nf = ファン速度 (rpm)

1、2 = 2つの異なる条件の下付き文字

k = ファン動力係数

ファン動力はファンに接続された軸を駆動するために必要な動力として定義され、モータの出力電力と同等です。

一定ファン速度が 2倍になると、ファンを駆動するために必要な動力は、8倍に増加します。

ファン動力要件（例）

ファン定格= 2000 rpmで 22 kW

P106 108E

Fan

pow

er (k

W)

Fan speed (RPM)

40

35

30

25

20

15

10

5

00 500 1000 1500 2000 2500

ファン動力は圧力と流量（ファン速度）両方の関数なので、ファン速度とシステム圧力の関係は、∆P1 / ∆P2 = (Nf1 / Nf2 )2

ここで、 ΔP = 油圧モータの差圧力(bar, psid)

ファン定格の正確な値は、コンポーネントとその設定を適切に選択するためには不可欠です。


システム設計パラメータ

10 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

ファン動力とファン速度の 3乗の関係は一貫して実験的に検証されていますが、依然としてファンの動作の近似値です。そのため動力要件を予測するときの大きな誤差を避けるため、ファンの定格動力は一般的なファンの作動の代表速度にする必要があります。

例えば、ファンが通常 1800〜2200 rpmの速度範囲で動作するシステムにおいて 2000 rpmで指定されたファン定格速度は、例えば 1500 rpmまたは 2500 rpmで指定された定格速度より正確な結果をもたらします。

ファン製造業者に提供されたファン曲線は、しばしば理想的な条件下で展開されます。ファンが実際のアプリケーションで正確に同じ性能を発揮する可能性は低いです（側板、熱交換の空気流量特性、空気密度のため）。実際の車輌で取得されたテストデータによってのみ、ファンの性能特性を正確に決定できます。下の曲線は、車輌に設置されたファンの予測性能と実際の性能の差を示しています。システム設計者/インテグレータはエンジンの全運転速度範囲テストによって予測性能を確認し、選定計算の再実行時に修正されたファン電力係数数で予測モデルを改良することをお勧めします。

ファン動力要件（例）

ファン定格=22 kW/2000 rpm

P106 109E

25002000150010005000

0

500

1000

1500

2000

2500

Syste

m p

ress

ure

(psi)

Syste

m p

ress

ure

(bar

)

Fan speed min -1(rpm)

160 bar2300 psi

Theor

s

etical sy

tem

pressu

re

Experimental

system

pres

suer

30

60

90

120

150

サイズ設定式

計算式

Based on SI units

= (l/min)

Input torque M = (N•m)

Input power P = (kW) Motors

Based on SI units

Output torque M = (N•m)

Output power P = (kW)

Based on English units

= (US gal/min)

Input torque M = (lbf•in)

Input power P = (hp)

Based on English units

Output torque M = (lbf•in)

Output power P = (hp)

Vg • n • ηv

1000

Vg • ∆p20 • π • ηm

Vg• n• ∆p600 000 • ηm

Vg • n • ηv

231

Vg • ∆p2 • π • ηm

Vg • ∆p • ηm

20 • π

Q • ∆p • ηt 600

Vg • ∆p • ηm

2 • π

Q • ∆p • ηt

1714

Pumps

Vg• n• ∆p396 000 • ηm



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 11

変数

SI単位 [国際英単位]

Vg = 回転あたりの容量 cm3/rev [in3/rev]

pO = 吐出圧力 bar [psi]

pi = 吸込み圧力 bar [psi]

∆p = Po - Pi（システム圧力）bar [psi]

n = 毎分速度 min-1 (rpm)

ηv = η = 容積効率

ηm = 機械効率

ηt = 全効率 (ηv • ηm)

SI 単位公式は、cm3、bar、N、N•m、W に基づきます。英単位式は、in3、psi、lbf•in、hp に基づきます。

アキシャル流量ファンの動力計算式

システムパラメータ関係への動力

(N2)3 • (D2)5 • ν2=

(N1)3 • (D1)5 • ν1

Pf2

Pf1

= Pf2

Pf1

r 2

r 1 • ( N2

N1

)

3

• ( D2

D1

)

5ν2

ν1= •

( N2

N1

)

3

• ( D2

D1

)

5

V 2 ( D2

D1

)

3

• ( N2

N1

)

= ∆P2

∆P1

r 2

r 1 • ( D2

D1

)

2

• ( N2

N1

)

2ν2

ν1= •

( D2

D1

)

2

• ( N2

N1

)

2

=

•

V 1 •

Pf1 = 既知条件 #1でのファン動力

Pf2 = 条件 #2でのファン動力

N1 = 条件 #1 でのファン速度

N2 = 条件 #2 でのファン速度

D1 = 条件 #1 でのファン直径

D2 = 条件 #2 でのファン直径

ν1 = 条件 #1での空気の比重

ν2 = 条件 #2での空気の比重

r 1 = 条件 #1での空気密度

r 2 = 条件 #2での空気密度

∆P1 = 条件 #1での油圧および/または静圧

∆P2 = 条件 #2での油圧および/または静圧



12 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

V1 = 条件 #1での空気流量

V2 = 条件 #2での空気流量



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 13

システム設計データ書式

この書式を印刷してください。すべてのフィールドに記入し、該当するチェックボックスにチェックを付けてください。記入済み書式を弊社技術営業担当者にファックスでお送りください。

エンジンの詳細

C LOC K WIS E

COUNT E R C LOC K WIS

E

P106110

Model or Series

Belt Drive (engine to pump)

Clockwise, Right handCounterclockwise, Anti-clockwise, Left hand

Manufacturer

Pump Drive

Pump Rotation

Speeds

Engine PTO Ratio :1

Low IdleGovernedHigh Idle

RPM (rated)RPM (rated)RPM (max speed)

Input torquelimit:

パワーステアリング

(該当する場合)

P104 376E

US gal/min

bar(maximum)

Controlled Flow Requirement

Steering Pressure psi

l/min



14 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

ファン情報

Clockwise

Counterclockwise

P101 344E

Model or Series

mm

Manufacturer

Fan Diameter in

At speedkWFan Input Power HP rpm

Fan Rotation(viewed on motor shaft, see illustration)

ClockwiseCounterclockwise

Fan Trim Speed rpm

Set Point at Fan Trim Speed(engine speed where max heat load occurs)

rpm

Coolant Temperature at Fan Trim Speed(coolant temp where max fan speed is required)

°F °C

Note: To properly size and specify a fan drive system, fan power requirements must be stated as accurately as possible. Fan power requirements can be determined from fan curves supplied by the manufacturer. Radiator and cooler manufacturers will supply air flow requirements based on heat loads. Air flow information must include accurate air flow and static pressure to determine correct fan power requirements.

適切にファン駆動システムを選定及び特定するため、ファン動力要求は、出来るだけ正確に記述されねばなりません。ファン動力要求は、メーカから供給されるファン曲線から決定できます。ラディエータとクーラーメーカは、熱負荷に基づくエアーフロー要件を供給します。エアーフロー情報は、正確なファン動力要件を決定するため正確なエアーフローと静圧を含まなければなりません。

制御の設定

P104 377E

Single Input

Electro-Hydraulic Modulating Electro-Hydraulic ON/OFF

Multiple Inputs

タンク

P104 378E

US galReservoir Capacity liter



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 15

作動油

P104 379E

at 40° C [104°F]

Hydraulic Fluid Type

Viscosity cSt

Maximum Fluid Temperature °F°C

SUS

at 100° C [212°F]

フィルトレーション

P104 380E

Inlet LineFilter Position

Pressure Line

(recommended)Return Line

Filter Rating

Full FlowFilter Flow

Partial Flow

micron x ratioNote: Do not locate the filter cartridge inside the reservoir. This reduces the reservoir capacity and reduces the dwell time (the time the oil spends in the resrevoir). It also increases the potential for damage to the hydraulic components due to aeration of the oil.

フィルターカートリッジをタンク内に配置しないでください。これはタンクの容量を減らし、滞留時間を減らします。（タンクに滞留するオイルの時間）オイルのエアレーションによる油圧構成部品の損傷の可能性を増します。



16 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

ポンプ駆動データ書式

dw

a

P108699

dw

a

90°

180° 0°

270°

InletPo rt

Required angle

90°

180° 0°

270°

a

InletPo rt

P

Required angle

a

ポンプ容量 cc/rev

定格システム圧力 bar [ ]psi [ ]

最大システム圧力 bar [ ]psi [ ]

ポンプ軸回転左 [ ]右 [ ]

ポンプ最小速度 min-1 (rpm)

ポンプ最大速度 min-1 (rpm)

駆動ギア圧力角度度

駆動ギアねじれ角 (ギア駆動のみ) 度

ベルトタイプ (ベルトタイプのみ) V [ ]切り欠き/歯 [ ]

ベルト張力 (ベルト伝動のみ) - [P] N [ ]lbf [ ]

吸入ポートへの歯車またはベルトの方向付け角度 - [α] 度

歯車またはプーリの有効径 - [dw] mm [ ]in [ ]

フランジから歯車またはプーリの中心までの距離 - [a] mm [ ]in [ ]



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 17



18 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

技術的特徴

本文書では、調整ファン駆動システムのコンポーネントの選定するために使用される計算式を紹介します。これらの原則に加え、油圧システムが予想通りの性能を発揮するために考慮すべきいくつかの他の要因があります。以下は、設計段階で取り組むことが奨励されているいくつかの検討事項です。

軸負荷と軸受の寿命

軸負荷と軸受の寿命に関する情報は、以下を参照してください。• 45シリーズ技術情報 520L0519• 40シリーズモータ技術情報 520L0636• 42シリーズポンプ技術情報 11022637• H1ポンプ技術情報マニュアル（本マニュアルの巻末にある参考文献を参照）

最大ポンプ速度

ポンプの容量、そしてピストンの遠心充填は、最大ポンプ速度を制限します。特に明記されていない限り、最大定格ポンプ速度は、比重が 0.9、80° C (180°F) で 58 SUS (9 cSt) 粘度の作動油を使用した海面での作業に基づいています。特定のアプリケーションでの速度制限は、絶対圧力と油の粘度に依存します。それぞれの製品の速度制限は、対応する技術情報に記載されています。これらの公開制限値外の動作については、弊社までお問い合わせください。

最小ポンプとモータ速度

容積効率が最小ポンプ速度を制限します。推奨始動速度または推奨動作速度より低い必要がある場合は、弊社までお問い合わせください。ピストンモータは、低速、定格圧力で継続的に動作するよう設計されています。モータはファン駆動のゼロ速度から始動し、トルクは速度とともに増加します。

モータ起動圧力（開回路）

無負荷モータ起動圧力は、容量に応じて 100〜725 psid (7〜50 dbar) 差圧の範囲となるでしょう。モータのこの特性は、モータ設計パラメーターである CSF（静摩擦係数）に依存し、モータ容量に反比例します。例：所定のモータ起動トルクは、ピストンのピッチ直径および CSF に大きく依存します。トルクは圧力と容量との積に依存し、起動トルクは任意のフレームサイズに対して基本的に一定であり、起動圧力は容量の逆相関で依存します。起動圧力を最小限に抑えるため、必要なモータ容量の最小フレームサイズを選択してください。

容量に加え、モータ起動圧力にも影響する要因がいくつかあります。例えば、圧力上昇率（圧力勾配）、温度、作動油粘度、モータ戻り圧力（背圧）、ファンの慣性、ポンプ流量、モータ間の個々のバラツキなどです。

モータフリー回転圧力

フリー回転圧力は、冷却要求がないときにモータを回転させ続けるために必要なモータの最小差圧力です。フリー回転圧力は、モータ容量と軸速度に依存します。

モータ全体の差圧力がフリー回転圧力をを下回ることが許容される場合; モータが停止し、再び冷却が必要な場合はモータが始動条件（始動手順）を一通り通過する必要があります。ほとんどのアプリケーションでは、エンジン始動時にファンの回転を開始し、エンジン動作中宇はモータが停止するのを防止することが望ましいです。

定格入力トルク

複数ポンプの構成を適用する場合、入力トルク限界値が各セクションおよび累積セクションに対して満足していることを確認します。特定の製品のトルク制限については、個別の製品技術情報を参照してください。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 19

複数のユニットの個別ポンプが、それぞれのトルク定格を超過しないことを常に確認します。

C 注意

推奨値を超えるトルクは、入力軸またはユニットの早期損傷を生じる可能性があります。

ポンプ駆動条件

ほとんどの弊社製品には、SAE とメトリック、標準スプライン、テーパーキー、直接または間接駆動アプリケーション向け円筒形キー駆動軸を取り揃えています。中間での結合は半径および軸方向の負荷を取り除くため、直接駆動装置にとって好ましい方法です。相手側スプラインがしっかりとサポートされている場合、直接駆動（または差し込み式かリジッド) スプライン駆動は、ポンプ軸に大きなラジアル負荷が掛かる可能性があります。スプラインのクリアランスを多くしても、この条件が緩和されることはありません。軸との同心度と角度の両方を揃えることは、ポンプ寿命のために重要です。ズレは軸受やシールに過剰なサイド負荷を引き起こし、早期故障の原因となる可能性があります。

オーバハング負荷駆動（チェーン、ベルト、ギヤ）は許容可能です。弊社までお問い合わせください。許容可能なラジアル軸負荷は、負荷の大きさ、位置、方向、油圧ポンプの作動圧力の関数です。すべての外部軸負荷は軸受の寿命に影響し、その結果ポンプ性能に影響を及ぼす可能性があります。外部軸負荷を回避することができないアプリケーションでは、ラジアル負荷の位置、向き、大きさを最適化することにより、ポンプへの影響を最小限に抑えることができます。ラジアル軸負荷が存在するアプリケーションでは、テーパー入力軸を推奨します。（スプライン軸は、ベルト駆動用途やギヤ駆動用途にはお勧めしません。嵌合スプライン間の隙間が駆動要素の正確な整列を妨げ、スプラインの過度の摩耗の原因となります。）ベルト駆動アプリケーションでは、入力軸の過剰ラジアル負荷を回避するため、バネ留めベルト張力装置をお勧めします。

FDC 付き H1 ポンプに関する注記: H1P FDC コントロールの安全装置機能により、ポンプはポンプ制御への入力信号とディーゼルエンジンが同時にオフになった場合の最大容量までストロークします。この状況では、低ループ圧事象が発生し、ポンプが損傷する可能性があります。したがって、エンジンの電源をオフにしている間は、ポンプコントロールへの入力信号を有効にしておくことを強く推奨します。詳細情報につきましては、弊社までお問い合わせください。

テーパー軸とハブ接続

テーパー軸/ハブ接続は、駆動カップリングまたはファンアセンブリの軸および半径の両方に優れた制御を提供します。テーパー接続を使用する場合はさらに力を加えて、ハブと軸の間に適切なアキシャルクランプ負荷がかかっていることを確認します。設計者は、以下を定めることを奨励されています。• 軸方向の全負荷を確保するボルト/ナット下の適切な隙間で、テーパーの最下部に達することなきようにします。

• キー最上部とハブのキー溝最下部との間の適切な隙間。キー最上部とキー溝最下部との間の干渉は、ハブが軸のテーパーに着座するのを妨げます。これは軸がその全トルク容量を伝達する能力を損ない、軸に不具合が起きる原因となる可能性があります。

ポンプの吸入

ポンプ寿命を最長にするため、吸入圧力はポンプ吸入ポートで 0.8バール（絶対値） [6 in. Hg vac.]より下げてはなりません。

コールドスタート条件では、0.6 bar（絶対値）[12 in. Hg vac.]までの吸入圧力は、短時間の間は許容可能です。作動油キャビテーションおよびエアレーションによる損傷の可能性は、吸入圧力の低下に比例します。加えて、低い吸入圧力により油膜潤滑が中断される可能性があります。これらの要因は、単独または組み合わせのいずれにおいても、ポンプ寿命を低下させる可能性があります。直径または方向の複数の変更は、吸込管路内の流れに対する抵抗に深刻な影響を与え、吸入ラインの効果的な長さを実質的に増加させる可能性があります。この理由により、弊社は吸入ラインに最小数のアダプター継手、ティー、エルボーにすることをお勧めします。それぞれが追加制限の源であり、潜在的に漏れの原因となるためです。



20 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

C 注意

吸入圧力が 0.8 bar（絶定置）[6 in. Hg vac.]を下回る連続運転は、早期のユニット故障の原因となる可能性があります。常にポンプ吸入口に十分な流量/圧力ヘッドを確保して下さい。

ケースドレン圧力

ケースドレンと吸入通路の両方の最大圧力制限は、該当する製品に関する適切な技術情報を参考にして入手できます。ラインの長さと直径の両方が、タンクから/タンクへ流れるこれらの経路内の作動油の圧力降下に影響します。加えて、これらの経路で作動油を加速することができる定常状態の流速と過渡状態の両方を、それらの正しいサイズを決定する際に考慮する必要があります。ラインの長さと直径、2 つの設計パラメータの中で、直径はデザインの成功に最も影響します。ライン直径の増加は、定常状態と過渡圧力の両方が指数関数的に低下します。油圧経路での定常の圧力降下に関する追加情報については、基本的な油圧設計に関する良好なテキストを参照してください。過渡的な圧力降下についての追加情報は、付録 D を参照してください。

外部ソースからこれらの戻りラインに追加流量を入れると、これらの製品のドレン圧力またはケース圧力限界値を超える可能性のある瞬間的な圧力パルスの原因となる可能性があります。弊社は、軸受ドレンラインとケースドレンラインがタンクに直接戻り、追加の流量を接続することなく、意図した機能の状態を維持することを推奨します。

フィルトレーション

早期摩耗を防止するためには、清浄な作動油をポンプおよび油圧回路に入れることが必要です。通常の操作条件下でクラス 22/18/13 (ISO 4406-1999 に準拠) より高い作動油清浄度の制御が可能なフィルターが推奨されます。まず初めは、システムはクラス 25/22/17 で結構ですが、ろ過によってクラス22/18/13 を達成するまでは高速または高圧で稼働しないでください。定期的な間隔でフィルターを交換する必要があるので、フィルターハウジングは利用しやすい位置になければなりません。適切なフィルター交換間隔は、テストまたはゲージインディケータで示されたフィルターエレメント全体にわたる過度な圧力降下によって判断することができます。

詳細は、作動油清浄度設計ガイドライン、技術情報 520L0467を参照してください。

稼働温度

ニトリルゴムシールを使用した通常の操作条件では、短期間 93°C [200 °F] の場合を除いて、システム温度が 82°C [180°F] を超えてはいけません。オプションのフッ素ゴムシールを使用すれば、油圧コンポーネントに損傷を与えずに最大 107°C [225°F] までの連続温度でシステムを稼働できる可能性があります。

C 注意

107°C [225°F] を超えて稼働すると、外部漏れまたはユニットの早期損傷を生じる可能性があります。

作動油

腐食、酸化、および泡発生を防止するための添加剤を含む鉱物系作動油が推奨されます。作動油は、システム圧力降下とポンプ吸入圧力に釣り合う最大粘性を有していなければなりません。作動油はシステム潤滑油としてとともに、伝播動力として働くので、適切な稼働と油圧コンポーネントの妥当な寿命を確保するには、作動油の選択は重要です。テスト、供給業者、または作動油の色や匂いの変化によって設定された適切な間隔で、作動油を交換する必要があります。

80°C [176°F] を超える連続的なタンク温度では、10°C [18°F] の上昇ごとに作動油の寿命は 1/2 短縮されます。

作動油の技術情報についてのその他の詳細は、作動油および潤滑油 520L0463 技術情報および個別の製品技術を参照してください。



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生物分解性作動油についての詳細は、弊社技術情報の生物分解性作動油での実績 520L0465を参照するか、または弊社にお問い合わせください。

取付け

ポンプ取付け/駆動は、軸のアキシャルおよびラジアル負荷を最小限に抑える設計にする必要があります。間接（チェーン、ベルト、歯車）駆動を使用する場合は、許容される負荷制限と設置方向を決定するため、弊社までお問い合わせください。

最適なファン性能のためにモータ/ファンアセンブリを側板内に配置し、ファンブレードの前縁を熱交換器の隣接面に対して配置するようにモータの取り付けを設計する必要があります。支持構造は、衝撃と振動、ならびにファン、またはモータに接続された油圧配管に加えられる負荷から生じる力やたわみに対して堅牢であるように構成する必要があります。

アキシャルスラストモータ

ファンが油圧モータの駆動軸に直接取り付けられると、ラジアルおよびアキシャルスラスト負荷両方が軸に加えられます。一般的にファンの重量は、モータの軸受ラジアル負荷容量と比較すると問題となりません。しかし、アキシャルスラスト負荷は慎重に考慮する必要があります。弊社モータは、通常の動作条件下において業界で認められているほとんどのファンに適したアキシャルスラストを備えていますが、限界があります。システム設計者はファンによって生成されるアキシャルスラストを決定し、下に一覧表示された値と比較することをお勧めします。

40シリーズモータ外部軸負荷制限

ユニット M25 M35/44 M46

Me N•m [lbf•in] 29 [256] 25 [221] 24 [212]

T N [lbf] 848 [190] 966 [217] 1078 [242]

L および K モータ外部軸負荷制限

フレーム L K

取付け設定 SAE カートリッジ SAE カートリッジ

最大許容外部モーメント(Me) N•m 7.7 21.7 13.3 37.5

[lbf•in] 68 192 118 332

最大許容スラスト負荷 (T) N 750 1100

lbf 169 247

ファンからのアキシャルスラスト負荷を計算するのに役立つ計算式については、付録-Aを参照してください。計算された負荷は、テストで確認する必要があります。

90シリーズのモータおよび H1Bモータの軸負荷制限の計算については、弊社までお問い合わせください。

配管

配管のサイズと設置を選択する際は、常に最大流速を最小限に抑える必要があります。これでシステムの騒音、圧力降下、過熱が緩和され、その結果、システムの運用コストが削減されます。吸入配管は、起動中に連続ポンプ吸入圧力が、0.8 bar（絶対圧）[6in. Hg vac.] から 0.6bar（絶対圧）[12 in. Hg vac.]を下回らないように設計する必要があります。パイプのサイズを選定する際は、圧力降下が流速に関係することを認識して下さい。弊社は、圧力ラインで 5 m/sec [15ft/sec.]、吸引ラインで 2.5 m/sec [7 ft/sec.]まで、最大平均流速を制限することを推奨します。



22 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

最大流速の制限に加え、油圧システムに求められる作動圧力に適合するように、設計者がホース、継手、内蔵バルブ要素を選択することをお勧めします。以下の文書を使用して、それぞれのシステム要素の定格作動圧力を決定できます。• SAE J514: - Oリングボス継手/ポートおよび JIC 37°フレアチューブ接続の定格作動圧力と設置トルク• SAE J518: SAEコード 61 4ボルトフランジ継手/ポート用定格作動圧力とボルト取り付けトルク• SAE J517: SAE油圧ホースの定格作動圧力• SAE J1453: フラットフェイス Oリング継手の定格作動圧力

タンク

タンクはあらゆるシステム動作モード中に予想される最大容量交換に対応し、タンクを通過する作動油のエアレーションを防止するように設計する必要があります。戻りラインと注入口管路はタンクの低油面レベルより下に、可能な限りお互いに離して配置します。ポンプ吸入と戻りラインの間に配置された拡散およびバッフル板は、ポンプに再進入する前に、乱流を低減し、油からエアの発生を沈静化します。

タンクは、ポンプに再進入する前に確実に油からのエアがなくなるサイズにする必要があります。滞留時間が 90秒未満の場合、システム設計者がタンクからポンプに移動する油に含有空気（気泡）が含まれていないことを検証確認することをお勧めします。タンクとポンプとの間の吸入口管路にサイトゲージを配置して確認します。サイトゲージの後ろに可変周波数ストロボ光源を配置すると、作動油が吸入口管路を通過するときに作動油中に存在する気泡を観察する能力が向上します。

弊社はシステム設計者に、タンク内のオイルレベルがいかなる条件下でもポンプの吸入ポートレベルを上回るようにタンクを配置することをお勧めします。これにより、ラインの損失およびポンプで利用可能な吸入口圧力に対する影響を相殺できる正のヘッド圧が形成されます。

また、油の表面と吸入ポートとの間の渦または渦巻きの導入を介して、タンク内吸入口管路にエアが導入される可能性を、システム設計者が考慮するようお勧めします。渦を阻止する方法のひとつは、吸入路または吸入ストレーナと油の表面との間にバッフル板を配置することです。システム設計者は、バッフルのサイズと位置の設計パラメータを考慮し、タンクの変化が極限にある場合、油面が最小推奨容量と同じかそれを下回る場合、機械の動作によってチャップチャップ現象が発生した場合、いずれかで渦が形成されないようにする必要があります。

キャビテーションとエアレーションによる損傷

大多数のシステムで使用される油圧作動油は、容積の約 10%の溶解空気を含みます。この空気はシステム内の特定の負圧条件下で、気泡の原因となる油から放出されます。これらの含有空気の気泡は加圧時に破裂し、この破裂は隣接する金属表面の侵食と油の劣化を引き起こします。このため、油中の空気含有量が多いほど、また吸入口管路の負圧が高いほど、結果としての損傷がさらに深刻となることは明白です。油の過エアレーションを引き起こす主な原因は、空気漏れ（特にポンプ吸入口側）、また不適切な配管サイズ、エルボ継手、流路断面積の突然の変化といった流路制限です。Danfoss ポンプとモータを使用する際のキャビテーションの問題を回避するため、配管や構造上の不具合を避け、ポンプ吸入口圧力と定格速度要件を維持し、タンクのサイズを確認し、推奨ガイドラインに従ってください。

ポンプに流入した含有空気がポンプ出口で加圧されると、気泡が崩壊して油中の溶け込みます。この溶解した空気と油の超飽和液は、圧力が解放されるとその空気を放出します。この状態の兆候は、システムが停止したときにタンクの注入口から逃げる油/泡によって観察できます。

クーリング

デューティサイクルおよびタンク/ライン構成により、オイルクーラーが必要となる可能性があります。オイルクーラーのサイズは、油圧回路の一般的な動力損失に基づいています。オイルクーラーは通常、タンクへの戻りラインに配置されます。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 23

圧力制限と定格

ポンプは、他のシステムコンポーネント同様、圧力制限があります。したがってリリーフバルブまたは圧力制限装置がシステムに取り付けられ、その設定が製品の定格と一致する必要があります。この情報については関連する技術情報を参照してください。

C 注意

リリーフバルブの設定や圧力制限が行われない場合、ユニットの早期故障の原因となる可能性があります。

軸受の期待寿命

弊社ピストンポンプおよびモータはすべて、耐摩耗性、転動体軸受、ジャーナル軸受を使用し、軸受表面の間には常に油膜が保たれています。この油膜が適切なシステムメンテナンスを通じて十分に維持され、製品の動作制限が忠実に守られれば、軸受の長い寿命が期待できます。

A B10タイプ予測寿命は、一般に転動体軸受に関連します。軸受の寿命は、速度、システム圧力、オイルの粘度および清浄度といった他のシステムパラメータの関数です。



24 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

専門用語

トリム速度とは、パワー全開状態で必要とされる最大ファン速度です。冷却システムの最大冷却要件を満たすために必要となるファン速度と同等か、それ以上です。

エンジン設定点は、トリム速度が発生するエンジン速度で、冷却システム設計者が提供します。最大システム冷却が必要となるエンジン速度と同等か、それよりも低いです。

トリムでのファン動力は、トリム速度でファンを駆動するため、モータ軸を駆動するに必要な動力です。

ファンの定格は、さまざまなタイプのファンを比較することができる値です。通常は Y rpmで X動力と指定され、Y rpmで 1分間に移動できる空気量（質量流量）に相当します。

サイズ選定の練習を支援するため、弊社は必要な計算を実行するサイズ選定ツールを開発しました。サイズ選定ツール内に、固定容量ポンプ/固定容量モータ油圧システムと、可変容量ポンプ/固定容量モータ油圧システムの両方にワークシートが用意されています。弊社担当者にはサイズ選定ツールが提供されています。

システム設計パラメータの章にあるデータシートを参照してください。これらのシートのデータが完成すると、以下に基づくアプリケーションに最適なポンプ/モータ/コントローラーの組み合わせを決定する計算が実行されます。• 可能なポンプ駆動（トルク、軸、取付フランジ、専有空間）• 必要なシステム圧力• ポンプから必要とされる追加流量/圧力（例：ステアリング流量）• お客様からご依頼される制御タイプ• ファン駆動ファミリー製品の動作パラメータ制限• 適合（専有空間）

ファン駆動サイズ選定ツールによって作成された性能予測レポートは、弊社までお問い合わせください。アキシャルピストンポンプを使用するシステムに関しては、AE ノート 2010-02のサイズ選定計算を参照してください。AE ノート 2010-02へのアクセスについては、弊社までお問い合わせください。


用語

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 25

ファン

ファンは一般的に 2種類の分類されます。• 遠心または半径方向の流れ - 空気はスクロール型ハウジング内のインペラを通って放射状に流れます

• 軸方向の流れ - 空気はシリンダまたはリング内のインペラを通って軸方向に流れます。

一般的な軸流ファンは、通常プロペラファンと呼ばれ、制限のない供給や低抵抗に対して使用されます。通常、円形開口部を有する円形リングまたは側板内に取り付けられます。

ファンの性能

ファンの性能は、所定の密度における体積、トータル圧、静圧、速度、入力動力、機械効率、静的効率の測定値で示されます。以下に有益な定義を紹介します。

容量は、ファンにより送られ、ファン入口条件の空気の立方フィート/ 分（または立方メートル/秒）表される数値です。

トータル圧は、ファンの入口から出口までに上昇する圧力です。

速度圧は、平均速度に対応する圧力で、ファンの出口領域での空気流量によって決定されます。

静圧は、ファンの速度圧によって減少するトータル圧です。静圧は、ファンの性能測定値であり、製造元によって製造元技術文献に報告されています。静圧はまた、熱交換器を通る気流に対する抵抗測定値です。

出力動力は馬力（またはキロワット）で表され、ファンの容量とトータル圧に基づきます。

入力動力は馬力（またはキロワット）で表され、ファン軸に供給される測定動力です。

ファンの機械効率は、出力動力の入力動力に対する比です。

ファンの静的効率は静圧のトータル圧に対する比を乗算した機械効率です。

ある量の空気を移動させるために必要な理論上の動力は、以下の計算式によって決定できます。

English system

Theoretical hp = [hp]

ft3 min ( ) • (Total pressure, [in H20])

(6356)

Theoretical power = [watts]

m3 sec ( ) • (Total pressure, [Pa],

(1.0)

N [ ] m2 )

SI system

圧力と動力はどちらも空気密度によって変化します。

ファンの効率は以下の計算式によって決定できます。

English system

ft3 min

• (Total pressure, [in H20])

(6356.0)

m3

sec • (Total pressure, [Pa],

(Power input, [watts])

N m2

)

SI system

(Horsepower input)

( ) [ ]

[ ] ( )

トータル圧に基づく機械効率は、遠心ファンでは一般的な静圧に関連して高い出口速度圧で動作するファンに適用できます。



26 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

English system

ft3 min

• (Static pressure, [in H20])

(6356.0)

m3 sec • (Static pressure, [Pa],


N m2

)

SI system

(Horsepower input)

( ) [ ]

( ) [ ]

静圧に基づく静的効率は、速度圧に関連する高い静圧のファンに適用可能です。静圧および静的効率は、機械効率やトータル圧よりさらに頻繁に使用されます。ファンが抵抗ゼロで動作する場合、静的効率はゼロとなり、意味がなくなります。

アキシャルスラスト

トータル圧= 静圧 + 速度圧

速度圧は空気速度に比例します。

English system

ft3 min

• (Static pressure, [in H20])

(6356.0)

m3 sec • (Static pressure, [Pa],


N m2

)

SI system

(Horsepower input)

( ) [ ]

( ) [ ]

English system

Velocity pressure = V

V =ft

min

4005 )2, ( [in H20]

[ ]

Velocity pressure = Pa, N (V2 • )

SI system

m2

V = m sec

2 ,

= Density of air, Kgm3

[ ]

[ ]

[ ]

4 in H2O = 1000 Pa



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 27

English system

Axial thrust = , [N]

π • Total pressure • (Fan diameter)2

SI system

Total pressure,

4

Pa, N m2

Fan diameter, [m]

Axial thrust = π • Total pressure • (Fan diameter)2

Total pressure,

(27.68)•4

Fan diameter, [inches]

[in H20]

[ ]

[ ]

[ ] , [lbf ]

ファンの法則

すべてのタイプのファンの性能特性は、動作条件で特定の変更による性能への影響、またはスペース、電力、および/または速度の制限による機器サイズへの影響を予測するのに有用な特定の法則に従います。以下のカテゴリーでは、Q = 空気流量、および Pres. = 静的圧、速度圧、またはトータル圧です。ファンのサイズに関連するカテゴリーは、幾何学的に類似、すなわち、すべての寸法がサイズとして識別される線寸法に比例するファンにのみ適用されます。

1. ファン速度の変動：

一定の空気密度 – 一定のシステムa. Q: ファン速度に比例b. 圧力: ファン速度の 2乗に比例c. 動力: ファン速度の 3乗に比例

2. ファンサイズの変動:

一定の先端速度 - 一定の空気密度

一定のファン比率 - 定格の固定点a. Q: ファン直径の 2乗に比例b. 圧力: 一定のままc. rpm: ファンの直径に反比例d. 動力: ファン直径の 2乗に比例

3. ファンサイズの変動:

一定の rpm - 一定の空気密度

一定のファン比率 - 定格の固定点a. Q: ファン直径の 3乗に比例b. 圧力: ファン直径の 2乗に比例c. 先端速度: ファンの直径に比例d. 動力は直径の 5乗に比例

4. 空気密度の変動: （付録 Fを参照）

一定の容量 – 一定のシステム

固定ファンサイズ – 一定のファン速度



28 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

a. Q: 一定b. 圧力: 密度（SI単位）、比重（英単位）に比例c. 動力: 密度（SI単位）、比重（英単位）に比例


一定の圧力 - 一定のシステム

固定ファンサイズ – 可変ファン速度a. Q: 密度の平方根（SI単位）、比重（英単位）に反比例b. 圧力: 定数c. rpm: 密度の平方根（SI単位）、比重（英単位）に反比例d. 動力: 密度の平方根（SI単位）、比重（英単位）に反比例


空気の一定重量 - 一定のシステム

固定ファンサイズ – 可変ファン速度a. Q: 密度（SI単位）、比重（英単位）に反比例b. 圧力: 密度（SI単位）、比重（英単位）に反比例c. rpm: 密度（SI単位）、比重（英単位）に反比例d. 動力: 密度（SI単位）の 2乗、比重（英単位）に反比例

すぐにわかるファンの法則

ファン速度の変動ファンサイズの変動空気密度の変動

ファンの法則ファンの法則 #1 ファンの法則 #2 ファンの法則 #3 ファンの法則#4

ファンの法則 #5

ファンの法則 #6

パラメータ一定の空気密度と一定のシステム

一定の先端速度と一定の空気密度

一定の rpmと一定の空気密度

一定の容量と一定のシステム

一定の圧力と一定のシステム

空気の一定重量と一定のシステム

一定の先端比率と定格の固定点

一定のファン比率と定格の固定点

固定ファンサイズと一定のファン速度

固定ファンサイズと可変ファン速度

固定ファンサイズと可変ファン速度

Q,、空気容量、（流量）ファン速度に比例ファン直径の 2乗に比例

ファン直径の 3乗に比例

定数密度の平方根または比重に反比例

密度または比重に反比例

圧力ファン速度の 2乗に比例一定のままファン直径の 2乗に比例

密度または比重に比例

定数密度または比重に反比例

rpm 定数ファンの直径に反比例

定数定数密度の平方根または比重に反比例

密度または比重に反比例

動力ファン速度の 3乗に比例ファン直径の 2乗に変化

直径の 5乗に比例密度または比重に比例直径の 4乗に反比例

密度の平方根または比重に反比例

密度の 2乗または比重に反比例

先端速度 N/A N/A ファンの直径に比例

N/A

例 1

ファンは速度 400 rpmで動作する場合、静圧 1 in. H2Oで 12,000 cfm 送風し、4 hpの動力を必要とします。同じ設置場所で 15,000 cfm 必要な場合、速度、静圧、動力はどうなりますか？

ファンの法則 1を使用:



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 29

速度 = 400 * {15,000/12,000} = 500 rpm

静圧 = 1 * {500/400}2 = 1.56 in. H2O

動力 = 4 * {500/400}3 = 7.81 hp

例 2

ファンは、400 rpmで動作し、4 hp必要とするときに静圧 1 in. H2O、70°F(21ºC)と通常の気圧（密度=0.075 lb/ft3 (1.2 kg/m³)で 12,000 cfmを送ります。空気温度が 200°F(93ºC)（密度= 0.0602 lb/ft3 (0.96kg/m³)）まで上昇し、ファンの速度は同じである場合、静圧と動力はどうなりますか？


静圧 = 1 * {0.0602/0.075} = 0.80 in. H2O

動力 = 4 * {0.0602/0.075} = 3.20 hp

例 3

例 2のファン速度を上げ、200°F(93ºC)での 1 in. H2Oの静圧を 70°F(21ºC)の時点では、速度、容量、静的動力はどうなりますか？


速度 = 400 * SQRT {0.0705/0.0602} = 446 rpm

容量 = 12,000 * SQRT {0.075/0.0602} = 13,392 cfm (200°F(93ºC)で測定)

動力 = 4 * SQRT {0.075/0.0602} = 4.46 hp

例 4

前述した例のファン速度が上昇し、200°F(93ºC)と同重量（同じ冷却能力）の空気を 70°F(21ºC)に供給すると、速度、容量、静圧、動力はどうなりますか？

熱伝達は、熱交換器またはラジエータに供給される空気の質量または重量によって決定されます。


速度 = 400 * {0,075/0,0602} = 498 rpm

容量 = 12,000 * {0.075/0.0602} = 14,945 cfm (200°F(93ºC)で測定)

静圧 = 1 * {0.075/0.0602} = 1.25 in. H2O

動力 = 4 * {0.075/0.0602}2 = 6.20 hp

ファンの法則を組み合わせて、他の全体値を導くことができます。1つの有用な組み合わせは、以下の関係に影響する法則 1と法則 3の積です。

• 容量（空気の流量）は、サイズ比 3乗に RPM比を乗じた値です。• 圧力は、サイズ比の 2 乗に rpm 比の 2 乗を乗じた値です。• 動力は、サイズを 5乗した比率に、rpmの 3乗比を乗じた値です。

遠心ファンは、2つの独立した供給源から圧力を発生します。密閉空気柱を回転させて発生した遠心力と、インペラを離れる速度によって空気に付与される運動エネルギーです。空気に付与されるエネルギーは速力に依存し、またファンブレードの曲率に依存します。したがって前方に曲がったブレードを備えたファンの場合、空気の供給増加に伴って空気 1ポンドあたりのエネルギーが急激に上昇します。後方に曲がったブレードを備えたファンの場合、空気 1ポンドあたりのエネルギーは空気の供給（流量）によって減少することがあります。まっすぐなブレードを備えたファンの場合、空気 1ポンドあたりのエネルギーは、空気供給（気流）に関係なくほぼ一定です。遠心ファンのユニークな特徴は、ファンが必要とする最大動力が最大供給で得られることです。また特に明記されていない限り、ファンが必要とする最小動力は供給がない時または失速状態で得られます。



30 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

軸流ファンは遠心力によって静圧を発達させません。静圧はすべて、インペラを通過する速度変化とその静圧への換算から得られます。それらは、もともと高速ファンであり、ブレードの形状に大きく依存します。ブレードの特定の形状は一定速度での能力の狭い範囲に対してのみ合っていて、個々のファンブレード形状の性能曲線は独特であり、製造業者によって大きく異なります。エネルギーを吸収するためには、空気にインペラを通過する接線運動が加えられる必要があります。遠心ファンと同様、圧力は一般的に自由供給から供給なしまで上昇しますが、能力がある量を下回って減少すると著しく低下する可能性があります。圧力降下は、ストール状態が発生し、ブレードが正常に機能することを止めることを示します。

ファンの製造元は一般的に、先端とファンブレード周辺との間の隙間は重要で、ファンの性能、供給、動作効率に寄与することを認めています。同様に、ファン周辺の側板のタイプ、側板内のファンの軸位置、ファンの前縁と冷却器との間の隙間は、性能、動作効率、ファンが動作する音に著しく影響を及ぼします。システム設計者は、検討中のシステムのこれら特定の設計要素に関して、ファンと冷却器の両製造元に相談することが推奨されます。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 31

ファン駆動のサイズ選定計算式と導出

ファン駆動のサイズ選定計算式 - 英単位

Pf = Rated fan power, [kW]Nr = Rated fan speed, [rpm]Nfr = Fan speed, [rpm]

1. Pf ≡ Cf • Nfr3 ≡ , [kW]Tfr • Nfr9549

2. Tfr = , [N•m]

∆P = Pressure drop across hydraulic motor, [bar]

∆P • Dm • ntm 20π

Tfr = Rated fan torque, [N•m]

Dm ≡ Motor displacement, cm3 rev

Dm = (Motor displacement, in3 rev • (2.54 cm

in )3 cm3 rev

ntm

kWrpm3

nvm

nvp

3. Pf = , [kW](∆P • Nf • Dm • ηtm) (20π •9549)

4. Qm = Nf • Dm (1000.0 • ηvm)

Lmin

5. Nf • Dm = (20π • 9549.0)

(∆P • ηtm)cm3

min(Cf • Nf3) •

6. Qm = (20π •9549.0)

(∆P • ηtm • 1000 • ηvm)(Cf • Nf3) •

Lmin

Re-arranging #5. above,

7. Nf = , [rpm](600,000 • Cf )∆P • Dm • ηtm√

And also,

8. Qm =(600,000 • Cf )∆P • Dm3 • ηtm√

(1,000 • ηvm) Lmin

Likewise,

9. Dm = Nf2 • 600,000 • Cf∆P • ntm

cm3 rev

[ ]

[ ] [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

( ),

,

,

,

,

,

10. ∆P =Cf • Nf2 • 600,000

Dm • ηtm[ ]

and,

, [bar]


付録 B-ファン駆動のサイズ選定計算式

32 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

チャージポンプのサイズ選定計算式については、製品固有の技術情報マニュアルとシステムアプリケーションマニュアルを参照してください



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 33

ファン駆動のサイズ選定計算式 - ヤード・ポンド法

Pf = Rated fan power, [hp]Nfr = Rated fan speed, [rpm]Nf = Fan speed, [rpm]

1. Pf ≡ Cf • Nfr3 ≡ Tfr • Nfr63,025

2. Tfr = , [lbf•in]

∆P = Pressure drop across hydraulic motor, [psid]

∆P • Dm • ηtm 2π

Tfr = Rated fan torque, [lbf • in]

Dm = Motor displacement,in3 rev

Dm ≡ in3 rev

ηtm

hprpm3

ηvm

ηvp

3. Pf = , [hp](∆P • Nf • Dm • ηtm)

(2π • 63025)

4. Qm = , [US gal/min] Nf • Dm

(231 • ηvm)

5. Nf • Dm =(2π • 63,025)(∆P • ηtm)

in3

min(Cf • Nf3) •

6. Qm =(2π • 63,025)

(∆P • ηtm • 231 • ηvm)(Cf • Nf3) •

Re-arranging #5. above,

7. Nf = , [rpm](396,000 • Cf )∆P • Dm • ηtm√

And also,

8. Qm = , [US gal/min](396,000 • Cf )

∆P • Dm3 • ηtm√(231 •ηvw)

[ ]

, [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

(Motor Displacement,

(2.54

cm3 rev[ ] )

cm in[ ] )3

, [hp]

, [US gal/min]

,

Likewise,

9. Dm = ,Nf2 • 396,000 • Cf∆P • ηtm

in3 [ ] rev[ ]

10. ∆P = , [psid]Cf • Nf2 • 396,000Dm • ηtm

[ ] and,

チャージポンプのサイズ選定計算式については、製品固有の技術情報マニュアルとシステムアプリケーションマニュアルを参照してください



34 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

したがって、ファン構成とモータ容量の任意の組み合わせに対して前ページの式 7〜10 を比較すると、システム圧力、モータ流量、モータ速度の間には固有の関係があります。

油圧システム比較

サイズ選定計算式の適用のひとつは、式を使用して、とある条件のファン速度/圧力関係を別の条件に関連付けることです。

SI system

From equ ation 7,

Nf2 = (600,000 • Cf)∆P • Dm • η tm

Therefore at condition 1:

Nf2 = (600,000 • Cf)∆P1 • Dm • η tm

1

and at condition 2:

Nf2 = (600,000 • Cf)∆P2 • Dm • η tm

2

Then,

Nf1Nf2

2

2

= ∆P1

∆P2

Nf2 = Nf1 • √ ∆P2

∆P1

English system

From equ ation 7,

Nf2 = (396,000 • Cf)∆P • Dm • η tm

Therefore at condition 1:

Nf2 = (396,000 • Cf)∆P1 • Dm • η tm

1

and at condition 2:

Nf2 = (396,000 • Cf)∆P2 • Dm • η tm

2

Then,

Nf1Nf2

2

2

= ∆P1

∆P2

Nf2 = Nf1 • √ ∆P2

∆P1

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

理論上のトリム圧力が 2000 rpmのファン速度で 2822 psidの場合、最小待機圧力 310 psidでのファン速度はどれくらいですか？

Nf2 = Nf1 • √ ∆P2

∆P1

Nf2 = 2000 • = 663 rpm √ 3102822

外部回路によって最小待機圧力が 310 psidから 400 psidに突然変わると、その結果、ファン速度はどうなりますか？

Nf2 = Nf1 • √ ∆P2

∆P1

Nf2 = 663 • = 753 rpm √ 400310

下のグラフは、ファンシステムのデルタ圧力とファン速度の間にあるこの 2次関係を示すものです。圧力と速度の個別動作パラメータをファンのトリム圧力とトリム速度で除算することによってグラフが正規化され、曲線がファンシステムすべてを表すようになります。その結果、ファン圧力比とファン速度比の両方について、曲線は座標(1.000、1.000) に収束します。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 35

圧力比とファン速度比の比較

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

1.4000

1.6000

1.8000

2.0000

0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.6000

Fan speed ratio (dimensionless)

Press.Ratio

y = x 2Fa

n pr

essu

re r

atio

,(di

men

sionl

ess)

P106 119E

動力比とファン速度比の比較

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

1.4000

1.6000

1.8000

2.0000

0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.6000

Fan speed ratio (dimensionless)

Power Ratio

y 3= x

Fan

pow

er ra

tio(d

imen

sionl

ess)

P106 120E

曲線から、以下のことがわかります。• ファン速度をトリム速度の 10%を超えて上回るためには、モータの圧力差を 21%以上増加する必要があります。

• ファン速度をトリム速度の 32%未満まで下げるためには、モータの圧力差を 90%以上減少する必要があります。



36 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

式 2 ポジションの可変容量モータの油圧システム、計算式とその導出

一部のシステムは、エンジンが低アイドル速度のときにさらに冷却を必要とする可能性があります。固定容量モータのシステムは、これを達成するための追加ポンプ流量を必要とする可能性があります。ポンプ流量が制限されている場合は、油圧回路に可変容量モータを利用してさらに冷却することが可能性です。通常の運転では、可変容量モータを最大容量位置に保ち、任意の所要冷却条件に対して動作圧力を最小にします。しかしエンジンが低アイドル速度の場合、制御システムはモータをその最小容量位置になるよう指令を送り、ポンプから利用可能な流量を十分に利用できます。両条件で、ファン速度が冷却液の温度に反応して抑えられ、システムの冷却ニーズを満たします。

エンジン速度が低アイドルで、システム圧力がトリム圧力設定であるときに最大ファン速度を提供する可変モータの最適最小容量を決定したい場合、

以下の分析は、モータ周辺のバイパス流がゼロであると仮定しています。

英単位

SI system

Assume Qm = Qp,

Nf • Dmηvm

= Np • Dp • ηvp

Therefore:

11. Nf = Np • Dp • ηvp • ηvm

Dm = (Ne • R) • Dp • ηvp • ηvm

Dm

Ne = Engine speed, rpm (In this case, Ne = engine low idle speed.)R = Engine-pump gear ratio, no dimension.Combining e q. 1. and e q. 11.,

12. Pf = Cf • Nf3 = ∆P • Dm • η tm

600,000 • Ne • R • Dp • ηvp • ηvm

Dm , [kW]

13. Nf = ∆P • Ne • R • Dp • η tm • ηvp • ηvm

600,000 • Cf , [rpm]1/3

14. Ne • R • Dp • ηvp • ηvm

Dm

Combining equ ation 11 and equ ation 13,3 ∆P • Ne • R • Dp • η tm • ηvp • ηvm

600,000 • Cf=

Solving for Dm,

15. Dm = • (Ne • R • Dp • ηvp • ηvm)2 , ∆P •η tm

600,000 • Cf 1/3 in3 rev

[ ]

[ ] [ ]

[ ]

[ ] [ ]


付録 C-可変容量モータを使用するファン駆動サイズ選定計算式

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 37

英単位

English system

Assume Qm = Qp,

Nf • Dmηvm

= Np • Dp • ηvp

Therefore:

11. Nf = Nf • Dp • ηvp • ηvm

Dm = (Ne • R) • Dp • ηvp • ηvm

Dm

Ne = Engine speed, rpm (In this case, Ne = engine low idle speed.)R = Engine/pump gear ratio, no dimension.Combining e q. 1. and e q. 11.,

12. Pf = Cf • Nf3 = ∆P • Dm • η tm

396,000 • Ne • R • Dp • ηvp • ηvm

Dm , [hp]

13. Nf = ∆P • Ne • R • Dp • η tm • ηvp • ηvm

396,000 • Cf , [rpm]1/3

14. Ne • R • Dp • ηvp • ηvm

Dm

Combining e q. 11. and e q. 13.,3 ∆P • Ne • R • Dp • η tm • ηvp • ηvm

396,000 • Cf=

Solving for Dm,

15. Dm = • (Ne • R • Dp • ηvp • ηvm)2 , ∆P •η tm

396,000 • Cf 1/3 in3 rev

[ ]

[ ]

[ ] [ ]

[ ] [ ]

[ ]

エンジンアイドル時およびシステムのトリム圧力で、ファン速度が所定のポンプ流量に対して最大となる最適な最小モータ容量です。可変容量モータの最適最小容量を計算する ExcelTMスプレッドシートが開発されました。弊社に相談してください。

2ポジション可変モータの最適最小容量を計算するスプレッドシート

スプレッドシート計算ツール（例）定格ファン動力、hp 40 2列目にのみ入力データ：

定格ファン速度、rpm 2400 最適容量Dm =

In^3/rev1.230

cc/rev20.15

求められるファントリム速度、rpm

2600

トリム圧力、Psig 3205

モータ容量、cc/rev 44

モータトルク効率 90%

Cf = hp_ファン/Nf^3 2.89E-09

エンジンアイドル速度、rpm 700

エンジン: ポンプ比率、 _:1 1

ポンプ容量、cc/rev 55

ポンプ容量、In^3/rev 3.36



38 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

スプレッドシート計算ツール（例）（続き）

モータ容積効率 96%

ポンプ容積効率 96%

この関係は下のグラフに示されています。• 四角データ点によって描かれた曲線は、ポンプの容量が一定であり、ポンプの入力速度がエンジンアイドル速度であるときのモータ容量の関数としてのモータ軸速度を表します。

• 三角形のデータ点によって描かれた曲線は、ファン動力係数、トリム圧力、モータ容量の関数としてモータ軸速度を表します。

• 選択されたシステムパラメータについては、可変モータの最適な最小モータ容量がこれらの 2つの曲線の交点で見つかります。

可変モータの軸速度と容量

Fan rated power = 40 hpFan rated speed = 2400 rpm

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8Motor displacement, cm³/rev

Mot

or sh

aft s

peed

, (r p

m)

Free shaf t speed at eng .idle,RPM

Fan trim speed at max trim press ,RPM

Optimum minimum displacemen tfor variable mot or is defined at theintersec tion of the two cur ves.

Fan speed for fan motor operating at maximumdisplacement with the pump speed at engine idle .

Fan speed for fan motor operatin gat optimum displacement with th epump speed at engine idle .

P106121



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 39

通路内の過渡流による圧力変化、計算式と導出

流路

P1 P2

d

A

L

P106 118E

∆P = (P1 – P2), psida , in/sec 2 Fluid acceleration in L length of conduit

L = 1 ft Length of conduitA, in2 Area of conduit

m, lbf-sec 2/in4 Fluid mass within the L length of conduitS.G. = 0.861

Q = V • A, in3/sec Flow rate (in3/sec = GPM x 3.85)V, ft/sec

D, in Diameter of the conduitF, lbf Force

rg Acceleration of gravityγ

γ/g = rt Time interval, secondsD Pump displa ceme nt

F = ∆P • A, lbf = m • a = rf • Q • V,

∆P • A = rf • Q • V = r • L • At • V

∆P • A = rf • L • At • Q

A

∆P = rf • L • Qt • A

and, rf = S.G. • rH20

( )

( )

( )

Therefore:

∆P =1.43 E-3

t • d2

( ) S.G.( ) L( ) Q( ) , Psid


付録 D-通路内の過渡流による圧力変化、方程式と導出

40 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

SI system

∆PL , = (2.122E - 7) • S.G. • Q

t • d2bar

meter

Lmin

L = length, [m]

d = diame ter, [m]

and,

∆PL

, = (0.2122) • S.G. • Qt • d2

barmeter

when:

d = diame ter, [mm]

also,

∆PL

, = (2.122E - 4) • S.G. • N • Dt • d2

barmeter

when:

d = diame ter, [mm]

D = displaceme nt, cm3

Rev

∆Nt

, average ac celerationa = rpmsec,

English system

∆PL , = (5.4996E - 3) • S.G. • Q

t • d2psid

ft

L = length, [ft]

d = diame ter, [in]

∆PL , = (3.7189E - 3) • Q

tpsid

ft

when:

S.G. = 0.861

∆Nt

, a = rpmsec

when:

D = displaceme nt, in3

rev

A = 1 in2

∆PL

• a, = (2.3808E - 3) • S.G. • Dd2

psidmeter

= average ac celeration

( )

[ ]

[ ]

( )

[ ]

( ) [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] ( )

[ ] ( )

[ ] ( )

N = speed, [rpm]

and,

∆PL

, = (2.122E - 4) • S.G. • D • ad2

barmeter( ) [ ]

when:

d = diame ter, [mm]

D = displaceme nt, cm3

Rev[ ]


付録 D-通路内の過渡流による圧力変化、方程式と導出

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 41

システムがファン速度、モータ速度、コンポーネント定格圧力の最大限界値に近いサイズのアプリケーションでは、システムのバイパス弁の圧力と流量の特性による影響を判断する必要があるかもしれません。一般的な回路では、流量の増加に伴いコンポーネントの圧力の上昇が生じます。これは正常であり、システム設計者はこの特性がシステムとそのコンポーネントに悪影響を与えるかどうか確認するようお勧めします。

このセクションでは、ファンのトリム速度変化と油圧モータのトリム圧力変化に対し、バイパス弁の流量特性による圧力上昇の影響を決定します。ほとんどの圧力調整弁では、流量が増加するとともに圧力上昇が直線的またはほぼ直線的である一連の流量範囲があります。電気式油圧比例圧力制御について、以下に図解します。各特性曲線への調整は係数で、各曲線の公称勾配です。この係数、また以下に説明する他のシステムパラメータを使用して、システム設計者は、選択されたエンジンセットポイントを上回るエンジン速度の増加で、トリム速度およびトリム圧力の変化を決定することができます。

この導出を目的として、基本的な調節ファン駆動回路は以下に示すように簡略化できます。

基本的な調節ファン駆動回路

MotorInlet Motor

Outlet

MotorDrain

P103122

PV = + δPV

QV + δV

QM +δM

PM = + δPM

Q Σ + δΣ

PΣ + δΣ

P106 123E

PV0

PM0

簡略回路図に見られるように、すべてのポンプ流量 QΣはバイパス弁 QV またはファンモータ QM を通過します。弊社が導出した初期条件では、バイパス弁を通過する流量はゼロであり、ポンプの流量はすべてモータを通過します。これは、エンジンがエンジンセットポイントにあるときのトリムポイントです。トリムポイントより上では、流量の一部がモータを通過し、残りの流量はバイパス弁を通過します。それぞれを通過する流量の比率は、バルブの圧力と流量の特性とファンの法則によるモータファンの圧力と流量の関係とによって決定されます。



42 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

QS0 = QV0 + QM0

@t = 0, QV0 = 0.0

\QS0 = QM0

\dQS = dQV + dQM

QS0 + dQS = QV0 + dQV + QM0 + dQM

From the g raph of ∆Pv vs ∆Qv,

PV = P0 + Kp • dQV

Kp ≡

From the fan l aws,

∆Pv∆Qv ,

Q2

Q1, P2

P1=

2

Therefore, dPm = , 2

P0QM0 + dQM

QM0- P0

dPm ≡ dPV, the refore:

dPV = P0 • , 2QM0 + dQM

QM0- 1

dPV

P0= ,

2QM0 + dQM

QM0- 1

Expanding the right side of the equ ation,

, 2

1 + 2 dQM

QM0- 1dPV

P0= + dQM

QM0

,2

2 dQM

QM0If «dQM

QM0

Then, dPV

P0= , 2 dQM

QM0

Since, dPV =Kp • dQV = Kp • (dQS - dQM),

Therefore,

KpP0

(dQS - dQM) = 2 dQM

QMO,

Expanding,

Kp • dQS = P0 • + Kp • dQM, 2 dQM

QM0

Kp • dQS = • {2P0 + Kp • QM0},dQM

QM0

Then , dQM =Kp • dQS • QM0

(2P0 + Kp • QM0),

Therefore, dNM = dQM

DM,

Likewise;

(dQV) = (dQS - dQM),

dQV = dQS • Kp • QM0

(2P0 + Kp • QM0), 1-

Then ,

dPV = Kp • dQS • Kp • QM0

(2P0 + Kp • QM0)1-

Summa rizing then:

dQS

th ru the mo tor at the engine set point, QM0, the mo tor displaceme nt, DM, the initial trim pressu re, P0, and the bypass

we can de termine the inc rease in fan speed, dNM, above the theo retical trim speed, NM0.

dNM = Kp • dQS • QM0

DM • (2P0 + Kp • QM0)

Likewise, we can de termine the change in pressu re across the fan mo tor, dPV, as shown.

This is valid for dQM ≤ 0.5 • dQM0

( )

( )

( ) ( )

[ ]

( ) [

[ ] ( )

( ) ( ) ( ) [ ]

[ ] ( ) ( )

( )

[ ]

[ ]

( )

( )

{ }

{ }

{ }

{ }

[ ]

dPV = Kp • dQS • Kp • QM0

(2P0 + Kp • QM0)1- [ ] { }

N = R • NeP

δQΣ

δQM

δQV

QM0

QP

E ngi

n et r i

ms p

e ed

Bypass valve and fan motor flow vs. pump flow



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 43

PRV10バルブでの圧力と流量図

40

50

60

70

8090

100

110

120

130

140150

160

170

180

190

200

210220

230

240

250

260

270

0 10 20 30 40 50 60 70Bypass Flow (l/min)

KPY= 1.00

K0

PW = 1.0

KPU = 0.93

K = 0.81PS

7

K7

PQ = 0.6

K = 0.58PO

KPM = 0.53

K =PI 0.52

KPF = 0.38

P106 124E

DPr

essu

re (b

ar)

Y、W、Uなど - 520L0588 カートリッジ・バルブ技術情報の電気油圧比例バルブのコードを参照してください。



44 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

PRV12バルブでの圧力と流量図

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Bypass Flow (l/min) P106 125E

K = 0.475PW

K = 0.213PM

K = 0.213PO

Pres

sure

(bar

)

K = 0.400PU

K = 0.375PS

K = 0.250PQ

K = 0.200PI

K = 0.125PF

W、U、Sなど - 520L0588 カートリッジ・バルブ技術情報の電気油圧比例バルブのコードを参照してください。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 45

空気の比重に対する温度、圧力、相対湿度の影響

ここで、

ν = 空気の比重、lbf/ft3

P = 標準気圧、水銀柱インチ

RH = 相対湿度、 (%/100)

Pvs = 飽和水蒸気圧、水銀柱インチ

T = 温度、°F

H = 高度、ft.（フィート）

標高によって異なる標準大気圧

P = (1.34955E-8)H2 - (1.07145E-3)H + 29.92水銀柱 Hg

-1000〜15000フィートで +0.0/- 0.5水銀柱インチの正確さ

飽和水蒸気圧対周囲温度、ºF

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150Ambient t emperature, ºF

Satu

rate

dva

por p

r ess

ure,

In. H

g

P106 155E

y = 4E-06x3 - 0.0005x2 + 0.0343x - 0.5782

温度と圧力（in.Hg）の比較

温度(ºF) Pvs、in. Hg

40 0.2478

42 0.2671

44 0.2891

46 .03119

48 0.3363

50 0.3624

52 0.3905

54 0.42

56 0.4518

58 0.4854


付録 F1-空気の比重に対する温度、圧力、相対湿度の影響

46 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018


60 0.5214

62 0.5597

64 0.6004

66 0.6438

68 0.6898

70 0.7387

72 0.7906

74 0.8456

76 0.904

78 0.9657


80 1.032

82 1.101

84 1.175

86 1.253

88 1.335

90 1.421

92 1.513

94 1.609

96 1.711

98 1.818


100 1.932

102 2.0528

104 2.1786

106 2.3109

108 2.4502

110 2.5966

112 2.7505

114 2.9123

116 3.0821

118 3.3606


120 3.4474

122 3.6436

124 3.8492

126 4.0649

128 4.2907

130 4.5272


付録 F1-空気の比重に対する温度、圧力、相対湿度の影響

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 47

大気圧に及ぼす影響

大気特性:

高度華氏 32°F(0ºC)での大気圧、 Psia

絶対圧力in Hg

絶対圧力in Hg

メートルフィート

0 0 14.696 29.92 760

30 98 14.64 29.80 757

60 197 14.58 29.69 754

90 295 14.52 29.57 751

120 394 14.47 28.45 748

150 492 14.41 29.34 745

180 591 14.35 29.22 742

210 689 14.30 29.11 739

240 787 14.24 28.99 736

270 886 14.18 28.88 734

300 984 14.13 28.76 731

330 1083 14.07 28.65 728

360 1181 14.02 28.54 725

390 1280 13.96 28.43 722

420 1378 13.91 28.32 719

450 1476 13.85 28.20 716

480 1575 13.80 28.09 714

510 1673 13.74 27.98 711

540 1772 13.69 27.87 708

570 1870 13.64 27.76 705

600 1969 13.58 27.65 702

900 2953 13.06 26.59 675

1200 3937 12.55 25.56 649

1500 4921 12.07 24.57 624

1800 5906 11.60 23.63 600

2100 6890 11.16 22.71 577

2400 7874 10.73 21.84 555

2700 8858 10.31 20.99 533

3000 9843 9.91 20.18 513

3300 10827 9.53 19.40 493

3600 11811 9.16 18.65 474

3900 12795 8.81 17.93 456

4200 13780 8.47 17.24 438

4500 14764 8.14 16.58 421

6000 19685 6.69 13.61 346


付録 F2-大気圧に及ぼす高度の影響

48 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

大気圧に及ぼす一般高度の影響

大気圧と高度の比較

Atm

osph

eric

pres

sure

,In.

Hg.

Altitude,ft

35

30

25

20

15

10

5

00 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

y = 30.262e-4E-05x

R = 0.9992

Pressu e nr I .Hg.

Expone t al P e su eg.)

n i ( r sr In.H

P106 154E

大気圧と高度の比較を示すデータ

ASHRAE学会ガイドからのデータ: 計算圧in Hg

差= 計算圧 - データ圧 in Hg

高度、フィート圧力水銀柱 Hg

-1000 31.02 31.50 0.48

-500 30.47 30.87 0.40

0 29.921 30.26 0.34

500 29.38 29.66 0.28

1000 28.86 29.08 0.22

5000 24.89 24.78 -0.11

10000 20.58 20.29 -0.29

15000 16.88 16.61 -0.27

20000 13.75 13.60 -0.15

25000 11.1 11.13 0.03

30000 8.88 9.11 0.23

35000 7.04 7.46 0.42

40000 5.54 6.11 0.57

45000 4.36 5.00 0.64

50000 3.436 4.10 0.66


付録 F3-大気圧に及ぼす一般高度の影響

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 49

ファンの回転方向を変更する必要があるアプリケーションでは、ほとんどのファンはその性能が低下します。ファンの中には逆方向での性能が同等または類似するように設計されているものもありますが、今日の車輌に搭載されている多くの軸流ファンでは一般的ではありません。ファンブレードの設計の中には、回転方向とピッチ角（迎角）によって著しく異なる効率持つものがあります。こういう場合「効率」という用語を使用し、ファンは同じ速度で同じ量の気流を生成しないこと、および/または順方向の回転で同じ量の気流を生成するためにより多くの動力を必要とすることを示します。

冷却システム設計者は、ファン固有の性能特性に関して、ファン供給者に相談することをお勧めします。性能特性は、動作速度、静圧力降下、回転方向に基づきます。この情報を使用して、ファンが冷却システムの特定のニーズを満たすかどうか検証確認することが可能です。この情報が与えられることによって、システム設計者はこれらの変更の影響を調査し、是正処置を導入する必要があるかどうかを判断できます。

以下は、ファンの方向を逆にすると発生するかもしれないいくつかの特徴に関するガイドです。これらの目的のため、ファンは設計上の「トリム」速度と、順方向である場合の冷却器全体の求められる最大「静的」動作圧力で動作すると想定されます。



50 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

基準： 2600 rpmでの順方向ファン動作

1. 所定のファン速度に対する流量は、その速度に対するファン流量/静圧の曲線と、冷却器の抵抗圧と空気流量特性曲線との交差によって決定されます。

2. その速度（気流と静圧）でファンを回転させるために必要な動力は、一定の RPMでファン定格流量とファン動力カーブが交差するこの点の直上に位置します。ファンの動力の大きさは、グラフの右上隅の二次 Y軸によって決定します。

条件 1: 2600 rpmでの逆方向ファン動作

1. 2600 rpm逆方向での定格流量は、2600 rpm順方向回転でファンによって生成される流量より少ないです。空気流量がより少なく、冷却器の静圧も低下します。

2. ファンを同じ速度で、しかし逆方向に回転させるために必要な動力は、順方向の回転で必要とされる動力より少ないです。ファンはより低い静圧でより少ない流量を生成し、したがって、より低い動力要件を生成します。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 51

条件 2: 逆方向で、（ファン速度を逆に増加させることによって）ほぼ同じ入力パワーレベルで動作するファン

1. ファン速度が 2810 rpmの逆方向回転であっても、ファンの流量は小さくなります。2. 2810 rpmでファンを逆方向に回転させるために必要な動力は、順方向に 2600 rpmで回転させるために必要な動力とほぼ同じです。ファンはそれでもより低い静圧でより少ない流量を生成しています。（ファン効率は逆方向で低下します。）

条件 3: 逆方向で、（ファン速度を逆に増加させることによって）ほぼ同じ流量で動作するファン

1. ファン速度が逆方向回転で 3060 rpmであっても、ファンの流量はほぼ同じです。2. ファンは、同じ流量と静圧ではより多くの電力を必要とします。逆方向の回転では効率が悪いためです。



52 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

逆回転のファンに反応するシステム

• 「冷却効率」は、冷却器の冷却能力に比例します。すなわち、実際の周囲温度が元となる設計の最大周囲温度（システム設計温度）より低い場合、その比率は 1より大きくなります。比率が 1.0より大きい場合、冷却器はシステムの冷却ニーズを満たす空気流量それほど必要としません。したがって、ファン動力要件は「設計」最大周囲温度での動力よりも低くなります。

• 「設計」最大周囲温度では、冷却器を通る空気流量割合の減少は、冷却器の「冷却効果」を低下させることと同等の効果があります。従って、2つの概念は等価です。

• それゆえ、冷却器を通過する空気流量が減少する（冷却効率≤ 1.0）につれて、新しい“T 実際の周囲”温度を計算することができ、冷却器が依然として最大熱負荷を満たす周囲温度の新しい上限を定義します。

新しい「T実際の周囲」温度は、元の設計最大周囲温度より低くなります。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 53

導出:

( )

( )( )

( )

( ) ( )

( ) CCCCT

TTQ

QTT

Therefore

CTCT

QQ

Let

TTTTT

andQQ

then

QQ

IFTTQ

TTQ

TTCmand

TTCm

CoolantMaximum

Coolant

MaxAmbient

Coolant

A

Maximum

MaxAmbientMaxAmbientCoolant

ActualAmbCoolant

Maximum

MaximumA

CoolantMaximum

CoolantA

Coolantp

CoolantpA

º65.40º50º10018424.01º100*

8424.01

*

,

º50º100

,0.1tionHeat RejectionHeat Rejec

: LetAndrd RPM Forwa2600at Flow se RPM Rever2600at Flow 8424.0

:

bemust Tnew the therefore1.0,bemust

,0.1

and ,0.1tionHeat RejectionHeat Rejec

**

tionHeat RejectionHeat Rejec

**tionHeat Rejec

**tionHeat Rejec

Revin Amb ActualNew

Revin Amb ActualNew Actual

Ambient Actual Maximum

Maximum

ctual

Actual

Revin ActualAmb

Actual

ActualMaximum

ctual

Ambient Actual Maximum

Amb ActualActual

Maximum

ctual

Ambient Actual MaximumMaximumMaximum

Amb ActualActualctual

=−−−=

−=−

==

≡

==

≤≥−−

≤

≤≡

−−

=

−=

−= .

.

逆転ファン駆動システムの提案ガイドライン:

逆方向のファン速度を順方向と同様に維持することが望ましい場合：

ファン駆動システムがポンプ速度または容量によって流量制限される場合、これは自動的に発生します。しかしシステムが圧力制限される場合は発生しません。



54 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

• 冷却システムによって遮断される熱は、順方向の回転の熱よりも小さくなります。• ファンを逆方向に駆動する動力は、順方向よりも小さくなります。• ファンを回転させるトルク、故に油圧モータの圧力差は、ファン速度が同じであるため、動力比に比例します。

逆方向のファン動力を順方向と同様に維持することが望ましい場合：• システムによる熱遮断は、依然として順方向よりも少なくなりますが、一定のファン速度（HR α

speed ratio）を維持するときよりもよくなります。• 逆方向のファン速度は、順方向より大きくなります。ファンを回転させるトルク（および油圧圧力差）は、順方向よりも小さくなります（ファンを回転させる動力は同じですが、速度が大きくなります）。

• ファンの回転に必要な流量は順方向より逆方向の方が大きくなるため、この条件によって、ファンシステムの流量要件を満たすために必要な最大ポンプ容量または最大ポンプ速度を定義することができます。

• これらの条件をファンの供給者と確認してください。新しい速度要求が最大速度制限を超える可能性があります。

チップの速度はファンの回転速度に比例し、ファンの内部応力はファンの速度の 2乗に比例します。

逆方向のファン流量を順方向と同様に維持することが望ましい場合：• システムによる熱遮断は、順方向の時と同じになります。• 逆方向にファンを回転させるために必要な動力は、順方向の回転よりも大きくなります。なぜなら、逆方向に回転するファンは効率が低くなるためです。

• 逆方向のファン速度は、順方向より大きくなります。ファンを回転させるトルク（および油圧圧力差）は、順方向よりも大きくなる可能性があります（ファンを回転させる動力が大きくなり、速度も大きくなります）。

• ファンの回転に必要な流量は順方向より逆方向の方が大きくなるため、この条件によって、ファンシステムの流量要件を満たすために必要な最大ポンプ容量を決めることができます。

• これらの条件をファンの供給者と確認してください。新しい速度要求が最大速度制限を超える可能性があります。

チップの速度はファンの回転速度に比例し、ファンの内部応力はファンの速度の 2乗に比例します。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 55

性能の要約：（参照のみ）



56 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

逆回転ファン付き H1ポンプのファン駆動のシステム検討事項

付録 G に述べられているように、ファンの回転方向を変更する必要があるアプリケーションでは、ほとんどのファンはその性能が低下します。ファン駆動コントロールバルブの H1ポンプを使用するファンシステムの場合、コントロールバルブは PLUS+1® コントローラからのコマンドを受け、ポンプ容量を変更してファン速度を調整します。ポンプ速度が設計セットポイントである場合は、所定の冷却能力に必要なファン速度はポンプの容量によって決定されます。

多くのシステムでは、この条件下でのファン速度は設計上の最大速度に近くなると考えられます。ポンプ速度がセットポイントより増加し、ポンプが最大容量に指令された場合、ファン速度はポンプ速度比に比例して上昇し、ファンモータの圧力差はポンプ速度比の 2 乗に比例して増加します。

これが起きないよう、両方向の回転に対して圧力リミッタ（PL)の設定圧力を調整することによって、両方向の回転での最大ファン速度を制限することがシステム設計者に対して推奨されます。

圧力リミッタ調整手順

順方向の回転については、求められる最大ファン速度および最大ファン動力であるときのファンモータの圧力差を決定します。これは順方向設計圧力です。圧力リミッタ設定を、順方向の設計圧力+ 20 bar（冷却システム内のバラツキを考慮に入れたもの）に等しくなるよう調整します。

逆方向の回転については、求められる最大ファン速度および最大ファン動力であるときのファンモータの圧力差を決定します。これは逆方向設計圧力です（ファンと冷却器の製造元に相談し、ファンが逆方向に回転しているときに求められるファン速度と動力を決定します。付録 G参照）。圧力リミッタ設定を、逆方向設計圧力 + 20 bar（冷却システム内のバラツキを考慮に入れたもの）に等しくなるよう調整します。

ポンプが OEM生産ラインに着いたポンプは、公称 PL設定 150 bar、高圧リリーフバルブ(HPRV)設定は選択された注文コードによって 250 bar、300 bar、350 bar、400 barのいずれかになります。ファンが所定のファン速度に到達してシステムの冷却ニーズを満たすため、PLを再調整する必要があります。より高い圧力設定をした場合 HPRVを交換する必要がある可能性があります。バルブを交換する場合は、サービスマニュアル 520L0848または 520L0958に記載された推奨手順に従ってください

HPRV設定値は、PLR再調整後、PL設定値より少なくとも 30 bar大きくする必要があります。圧力リミッタを調整する場合は、サービスマニュアル 520L0848または 520L0958に記載された推奨調整手順に従うか、原動機の停止後およびファンの回転が停止確認後に行ってください。

エンジン速度が無負荷高アイドル（NLHI）状態にあるとき、または設計セットポイントと NLHIとの間の正の加速中、圧力リミッタ設定によってファン速度が製造元の最大速度制限を超えないことを確認してください。エンジンが加速しているときのファン速度の変化を代表する一般的な挙動については、58〜59ページのグラフを参照してください。

急激にエンジン速度が上昇する場面では、ファンが圧力リミッタ設定値および高圧リリーフバルブ設定値近くで動作している場合は、ファン速度が設計上のトリム速度を約 10%超過する可能性があります（システム圧力差は、高圧リリーフ設定値を約 20%超過）。その結果として、システムインテグレータは、ファンおよび油圧コンポーネントのサイズを選定する際にこの点を考慮に入れる必要があります。ポンプとモータの寿命は、速度と圧力両方の影響を受けます。ご希望される寿命目標を達成するかどうかを判断するシステムのデューティサイクルの分析に関しましては、弊社までお問い合わせください。


付録 H-逆回転ファン付き H1ポンプのファン駆動のシステム検討事項

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 57

H1ポンプのファン駆動コントロール(FDC)オプションに関する追加情報

FDC コントロール搭載 H1 ポンプ - 回路図

A

B

MA

S

M3

C2C1

M4

M5

MBL4

L2

M14

F00B F00A

CW

P108 684E

流量方向と信号

ポンプ回転軸から見て時計回り(CW)

ポンプ回転軸から見て反時計回り(CCW)

ファンの順方向回転ファンの逆方向回転（ラジエータ洗浄）

ファンの順方向回転ファンの逆方向回転（ラジエータ洗浄）

制御電流 12 V DCで 1050mA未満　24VDCで 550 mA未満

12 V DCで 1050mA以上　24VDCで 550 mA以上

12 V DCで 1050mA未満　24VDCで 550 mA未満

12 V DCで 1050mA以上　24VDCで 550 mA以上

システムポート Aフロー

In (Low) Out (High) Out (High) In (Low)

システムポート Bフロー

Out (High) In (Low) In (Low) Out (High)

サーボゲージポート高圧側

M5 M4 M5 M4

FDC始動電流とエンド電流

ファン駆動システムの一般的な FDCコントロール曲線は、代表的な NFP バルブ負荷テストの FDC定圧コントロール曲線の上にあります。FDCコントロールテストでは、固定オリフィスをポンプの Aポートと Bポートの間の流れ方向に配置し、ファンを駆動する固定容量モータの流量/圧力関係と等しくなるようにサイズが選定されます。



58 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

始動電流とエンド電流

0

2

-2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-20

Degrees

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0Amps

P108 678E

tc1_hyst_12volt_1800 rpm_360dbar_50secrmp: Swangle


tc2_hyst_12volt_1800 rpm_154.8lpm_50secrmp: Swangle

tc1_hyst_12volt_1800 rpm_looped hoses_50secrmp: Swangle



一般的な曲線上の代表点が、以下の表に示されています。

始動電流とエンド電流

コントロールパラメータ順方向電流 (mA)（電流方向を減少）

逆方向電流 (mA)（電流方向を増加）

12V DC 始動電流（一般的） 780 1300

エンド電流ファン駆動システム圧力に依存

エンド電流の公差

公称範囲

最大電流許容値 1800

24V DC 始動電流（一般的） 400 680

エンド電流ファン駆動システム圧力に依存

エンド電流の公差

公称範囲

最大電流許容値 920

作動限界

ファン駆動コントロール (FDC) には、他のタイプのコントロールと比較して、発生する最大サーボ圧力差に対する制限があります。そのため、さまざまなフレームサイズの H1 ポンプにおいて達成可能な操作条件に対する制限があります。標準的なファン駆動システムは、流量が高い場合にピーク圧力に達することは少ないので、FDC 装備のポンプを下に定義された制限を超えて使用しないことが重要です。

ファン駆動コントロールを備えた H1ポンプファミリー作動限界の一般的な制限は、以下の図に示されています。それぞれの H1ポンプ容量に対して 1つの図があります。一定の圧力値は各容量で同じではないことにご注意ください。すべてが、各容量に必ずしも適用可能ではないためです。

以下の図では、各曲線の下の領域は、所定のシステム圧力差に対する適切な作動限界を示します。



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 59

ファン駆動コントロール付 H1 ポンプの作動限界:

P109526

Stro

ke (%

)

Pump RPM

H1P045 with CP8 Valveplate and FDC

250 bar System Delta Pressure




0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stor

ke (%

)

Pump RPM






P109527

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM







P109528



60 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

Stro

ke (%

)

Pump RPM


230 bar System Delta Pressure300 bar System Delta Pressure350 bar System Delta Pressure400 bar System Delta Pressure450 bar System Delta Pressure

P109529

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM


250 bar System Delta Pressure350 bar System Delta Pressure450 bar System Delta Pressure

P109530

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM



P109531



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 61

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM



P109532

Stro

ke (%

)

Pump RPM



P109533

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM







P109528

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

RPM


350 bar System Delta Pressure450 bar System Delta Pressure

P109534



62 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke( %

)

Pump RPM



P109535

Stro

ke (%

)

Pump RPM


P109536

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000




0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Stro

ke (%

)

Pump RPM


350 bar System Delta Pressure450 bar System Delta Pressure

P109537



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 63

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Stro

ke (%

)

Pump RPM





P109542

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Stro

ke (%

)

Pump RPM



P109543

原動機の速度変化に対する感度（負荷感度） - （例、Jフレーム）

ポンプの NFPEの普通の特性は、動作の通常部分として生じるエンジン/ポンプ速度の変動を補正し、ファンの速度をエンジン速度が変わる前のレベル近くに維持します。もちろん、これは、ポンプが、その最大容量を達成できるまでにのみ生じ得ます。これを超えると、ファンの速度は著しく変化します。

エンジンラグ状況 (20% 以下のエンジン減速) を表す状況では、ファン速度の大きな減速はなく；ポンプのより低速度でより低いポンプモーメントは、比較的に安定した出力流量の維持するため、ポンプのストロークを増加させます。

スロットルダウン状態(50%を超えるエンジン減速) で表される、すべての条件において、ファン速度の減速割合はポンプ速度の減速割合より低いものでした。

以下に示す曲線は、Jフレームでのテストのものです。他のフレームサイズで見られる動作を表しています。



64 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

原動機速度の変動 (2500〜2000〜2500 rpm)

3.0

RPMx 10

Input speed2.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

-40

-80

-120

-160

-200

-240

-280

-320

-360

-400

Bar 3 Degrees

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-200 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 206

Fan drive speed

Swangle

MA_MB_System_Press

M4_M5_Servo_Press

P108 679E

DBar30

26

22

18

14

10

2

-14

-18

6

0-2

-6

-10

-22

-26

-30

28

24

20

16

12

8

4

-4

-8

-12

-16

-20

-24

-28

Seconds

原動機速度の変動 (2500〜1000〜2500 rpm)

3.0

RPMx 10

Input speed2.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

-40

-80

-120

-160

-200

-240

-280

-320

-360

-400

Bar 3 Degrees

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-200 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 206

Fan drive speed

Swangle

M4_M5_Servo_Press

P108 680E

MA_MB_System_Press

DBar30

26

22

18

14

10

2

-14

-18

6

0-2

-6

-10

-22

-26

-30

28

24

20

16

12

8

4

-4

-8

-12

-16

-20

-24

-28

Seconds



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 65

原動機速度の変動 (2500〜1600〜2500 rpm)

3.0

RPMx 10

Input speed

2.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

-40

-80

-120

-160

-200

-240

-280

-320

-360

-400

Bar 3 Degrees

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-200 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 206

Fan drive speed

Swangle

M4_M5_Servo_Press

P108 681E

MA_MB_System_Press

DBar30

26

22

18

14

10

2

-14

-18

6

0-2

-6

-10

-22

-26

-30

28

24

20

16

12

8

4

-4

-8

-12

-16

-20

-24

-28

Seconds

原動機速度の変動 (2500〜800〜2500 rpm)

3.0

RPMx 10

Input speed

2.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

-40

-80

-120

-160

-200

-240

-280

-320

-360

-400

Bar 3 Degrees

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-200 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 206

Fan drive speed

Swangle

M4_M5_Servo_Press

P108 682E

MA_MB_System_Press

DBar30

26

22

18

14

10

2

-14

-18

6

0-2

-6

-10

-22

-26

-30

28

24

20

16

12

8

4

-4

-8

-12

-16

-20

-24

-28

Seconds



66 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

J フレームは例としてのみ使用されます。急激にエンジン速度が上昇すると、ファンが圧力リミッタ設定値および高圧リリーフバルブ設定値近くで動作している場合は、ファン速度が設計上のトリム速度を約 10%超過する可能性があります（システム圧力差は、高圧リリーフ設定値を約 20%超過）。その結果、システムインテグレータは、ファンおよび油圧コンポーネントの選定する際にこの点を考慮に入れる必要があります。

FDC コントロールの安全機能により、ポンプ制御への入力信号とディーゼルエンジンが同時にオフになった場合、ポンプは最大容量までストロークします。この状況では、ループ低圧事象が発生し、ポンプが損傷する可能性があります。したがって、エンジンのオフ切換え時は、ポンプコントロールへの入力信号を有効にしておくことを強く推奨します。詳細情報につきましては、弊社までお問い合わせください。

H1 FDC応答時間（一般的なファン駆動システム搭載）

P108 683E

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0J H G F E D

10% displacement to 90% displacement response time

Destroke from maximum forward to neutral

Maximum forward to maximum reverse

Pump Frame

Resp

onse

tim

e in

sec

onds

W 警告

このコントロールは、ファン駆動システム専用です。他のシステムで使用すると、機械やその構成要素が予期せぬ動きをする可能性があります。コントロールへの入力信号が喪失すると、ポンプの流量が最大になります。本製品の使用に関するご質問は、弊社までお問い合わせください。

アプリケーション起動方法（PLオフセット考慮）

斜板の高角度での圧力リミッタ (PL) 設定は、システムポートがブロックされた状態で行われる弊社製品テストスタンドの設定では 30〜50 barと非常に低くできます。

この影響は、ファン駆動アプリケーションに大きな効果を与えます。これらのアプリケーションは、（ファンの典型的な速度/トルク曲線により）高角度の斜板で常にピーク圧力に到達するという点で特有です。ピークシステム圧力、引いてはファン速度を特定のアプリケーションで制限するために PL が必要ですから、標準工場テスト手順による PL 設定でのこの減少は、最適な冷却より低くなります。この挙動のため、以下の手順を使用して、新規ファン駆動アプリケーションの工場 PL 調整（専門コード）の値を決定する必要があります。これは、ポンプを機械に設置する前に、機能するファンアッセンブリなしで PLをテスト施設で事前設定したい場合に必要です。

1. 標準 PL設定 150 barの FDCポンプを注文してください。標準的なポンプ構成には、PL設定で 150barと、HPRV設定で 250 bar、300 bar、350 bar、400 barがあります。

2. FDCコントロールコントロールへのニュートラルの信号で、エンジンを定格運転速度にして機械を起動します。FDC への信号を徐々に変更してファン速度を上昇します。もし、ファンが最大動作速度の制限値を超え始める場合は、上の項に記載された手順を使用するか、機械をとめて、PL をより低い圧力設定に調整します。このステップは、次のステップでファンが最大速度制限を超えて動作



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 67

できないことを確実にするためにあります。HPRV の圧力設定を上げる必要がある場合があります。PL設定が、サービスマニュアル 520L0848 または 520L0958 に記載されている推奨設置手順に従って、ポンプの HPRVより少なくとも 30 bar 下回っていることを確認します。

3. サービスマニュアル 520L0848または 520L0958に記載された推奨調整手順に従って、PL設定値をサイズ選定プロセス中に決定された値に調整するか、機械を停止してファンが停止したかどうかを確認します。

これはゼロアンペアではなく、中央域の電流レベルになります。4. 定格運転速度と FDCへの最大コマンドで、エンジンを動作してください。必要に応じて、サービスマニュアル 520J0848または 520L0958に記載された推奨調整手順に従って、PLを調整して上記のように所定のピークファン速度を達成します。（ファンの順方向回転、次に逆方向回転で実行します）

5. アプリケーション検討過程で、または「初期アプリケーション起動」で、手順 2から 4の指示に従います。機械を停止し、次にポンプシステムホースの接続をファン駆動回路から離します。システムポートをブロックし、工場テストスタンドの流量なしの状態にシミュレートします。

6. 機械を FDCへのニュートラル信号によって起動し、工場試験スタンド状態をシミュレートする以下の条件で動作します。ポンプ速度 1775 rpm、油の温度 50℃〜80℃、FDCソレノイドへのゼロ流量およびフルフロー電流。順方向および逆方向の流れに対して達成されたシステム圧力差を記録します。

7. これらのシステム圧力差が、サービスマニュアル 520L0848または 520L0958に記載されている推奨設置手順に従って、ポンプの高圧リリーフバルブより少なくとも 30 bar以上下回っていることを確認します（そうでない場合は機械を停止し、弊社に連絡してその次に高い圧力レベルの HPRVを取り付けます。このテストを繰り返します）。

PL設定は、HPRV設定より小さくなるはずです。



68 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

RDMファン駆動のシステム検討事項

これらのアプリケーションガイドラインは、方向制御バルブなしで負荷出力方向を反転させる逆回転容量モータ (RDM)を備えた開回路システム用です。そのシステムは方向制御バルブを持ちません。RDMは、入力コマンドに基づくシステム圧力を制御して、負荷速度を調整する開回路システムでのみ使用する必要があります。ポンプで制御された容量または流量は、RDM で使用すべきではありません；方向変化の負荷および/またはモータの速度超過する危険があります。これは、モータの容量が完全な順方向からゼロを通り、完全に逆転するためです。

逆転順序

推奨する逆シーケンスを下に示します。システムを最低標準システム圧力（低圧スタンバイ）になるようコマンドし、負荷速度の減速を可能にすることによって、負荷は最小標準システム速度までまず減速します。RDMを次に逆にシフトさせ、システム圧力を上昇させて所定の速度を達成します。同じプロセスを使用し、次に負荷を元の方向に戻します。モータをシフトする前に負荷を減速させる主な目的は、回転負荷を逆転させる時に「フライホイール」固有の影響を緩和するためです。これは、回転負荷のエネルギーを油圧システムに戻して生じる圧力スパイクとシステム内の他の障害を最小限に抑えます。また、モータシステムの戻りラインを通って、通常の流れと反対方向にオイルが流れる可能性を最小限にも抑えます。

モータの反転を開始する前にシステム内の速度と圧力を減少させる別の理由は、モータの寿命に対するシフトプロセスの影響を最小限に抑えるためです。反転開始時のシステム圧力および/または速度が高いほど、斜板軸受の磨耗リスクが大きくなり、それら軸受の寿命が短くなります。

逆転順序

P108918

何らかの理由により、より速い負荷減速のシステム要求に基づき、この理想的な過程が達成できない場合；逆転前にシステムの圧力設定を下げ、ファンが逆転している間はシステムの圧力スパイクを最小限に抑えて遅らせることが最低要件です。減圧信号と逆転信号間のこのステップで発生する遅延は、確実に圧力制御が応答し、ファンが最小速度条件まで減速するのに十分な長さである必要があります。これまでの経験で、1 秒の遅延が十分であると提案していますが、テストで検証確認する必要があります。ファンが完全に逆転すると圧力が上昇し、所定のファン速度またはファン加速時間を達成できます。

順方向から逆方向に移行するモータの最短応答時間は約 350 ms であるため、逆転信号の送信と、システム圧力を増加させる信号の送信との間に必要とされる遅延は 500 ms より大きくする必要があります。モータが最大容量に到達する前にシステム圧力を上昇させるコマンドによって、ファンの加速中にシステム圧力が上昇する結果となります。遅延が長くなるほどファンがさらに減速し、ファンを完全に停止して逆方向にする圧力を最小限に抑えます；シフトシーケンス中の冷却能力削減にもつながります。同


付録 I- RDMファン駆動のためのシステム検討事項

AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 69

様にモータが順方向に戻るときは、これら 2 つのイベント間の最短遅延時間は上記に述べたような 500ｍ s間隔ではなく、1 ｓ間隔です。これは順方向に戻るとき、モータの普通のシフト応答がより遅くなるためです。

モータは実際に高圧下でシフトしていないため、これらの推奨ガイドラインに従うデューティサイクルは、60,000 サイクルを超える逆転サイクル「能力」を持つでしょう。モータが減速前にシフトするデューティサイクルは、負荷エネルギーがより迅速に消散されるため、より高いシステム圧力を示します。これは、モータキット、斜板軸受、シャフト軸受の寿命に影響を与えます。

シフト速度制御

一般的に最良の選択肢は、モータが最小速度のときに、可能な限り迅速にモータをシフトさせることです。これは負荷下でのモータがシフトするリスクを緩和し、斜板軸受の寿命に影響を与えます。但し、モータのシフト速度を制御することが望まれるシステムが存在するかもしれません。1つの例は、非常に高い慣性負荷を持つシステムにその可能性があります。

必要に応じて、RDM の逆転速度を制御することができます。モータには、内蔵シフトバルブが装備されています。モータへの入力信号を制御して、逆転速度を制御することができます。モータは、12 Vバルブの場合は 300〜750 mA の範囲、24 V バルブの場合は 150〜375 mA の範囲で順方向から逆方向へシフトします。入力電流は、モータの必要シフト時間に基づいてこの範囲内で立ち上げる必要があります。12 V バルブの場合は 550〜150 mA の範囲、24 V バルブの場合は 275〜75 mA の範囲で順方向に戻ります。

内蔵シフトバルブを備えたモータでの場合、モータコントロールへの電気入力が上記に説明されたように調整できないときは、シフトバルブの前、またはシフトバルブとサーボ室との間にオリフィスを取り付けるオプションがあります。最初のオリフィスは、戻りから順方向へのシフトに影響することなく、順方向から逆方向へのシフトに影響を与え、2番目は両回転に影響します。

12 bar またはそれ以上のシステム圧力を備えたモータの”オリフィスなし”シフト時間は、約 350msecです。供給側の 0.8mm (0.032”) オリフィス、またはコントロールバルブとサーボピストンの間の1.3mm(0.051”) オリフィスは、この場合は約 2 倍になります。モータのシフト速度を遅くすると、軸反転中の初期圧力スパイクを減少し、モータが実際にポンプ作動モードに戻る前に負荷を幾分減速します。負荷減速の残りの間の圧力は、「オリフィスなし」システムの区間と同様です。いずれかのオリフィスを追加すると、減速時間の間隔がより長くなります。

順方向に戻るプロセスは供給側のオリフィスに影響されませんが、コントロールバルブとサーボピストンとの間のオリフィスに影響されます。この回転方向でファンを停止する合計時間はほぼ同じですが、コントロールバルブの後にオリフィスを使用する場合は高圧時に時間がかかります。

オリフィスなしのモータへの適用が優先されます。モータ自体がより低いシステム圧力でのシフトを可能にするためです。高圧スパイクまたはシステムの不安定性が順方向から逆方向のステップ中に見られる場合、最良の選択肢はコントロール回路に供給側にオリフィスを取り付けることです。



70 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

順方向から逆方向に対する制御オリフィスの影響

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

50

100

150

200

250

300

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

RPM

Flow

(lpm

)

Time (sec)

P_System_A (bar) - No Orifice P_System_A (bar) - Orifice

n_RDM (LPM)-No Orifice n_RDM (LPM)-Orifice

P108919



AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018 71

逆方向から順方向に対する制御オリフィスの影響

RPM

Flow

(lpm

)

secTime ( )P108920

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

50

100

150

200

250

300

17 18 19 20 21 22 23 24 25

P_System_A (bar) - No Orifice P_System_A (bar) - Orifice

n_RDM (LPM)-No Orifice n_RDM (LPM)-Orifice

システム検討事項

RDMモータを適用する際に考慮すべきシステム考慮事項がいくつかあります。1. RDMが一般的なシステムで使用されるときはいつでも、回路図に示されるように、容量反転の指令によって、負荷が停止するまで RDM がポンプになります。これは、ファンの慣性、指令開始時のファン速度、反転速度のようなシステムパラメータによる流量と時間の長さに応じて、モータからポンプに向かって（通常方向の逆方向に）作動油が流れることになります。この現象が発生した場合、モータ（現在はポンプとして稼働中）は、通常はシステムの戻り流量から作動油を引き込む必要があります。



72 AB00000019ja-JP • Rev 0303 • July 2018

RDMシステム回路図

P108921

RDM MotorCartridge

L1

Reverse

A

B

CV #3

CV #1

CV #2

BS

L2

M2

B

CWReturnportionofsystem

流量はモータ容量と速度の関数です。推奨された逆転サイクルを使用して動作するシステムは、逆転が非常に低いモータ速度で始まるため、逆方向の流量はごくわずかとなります。しかしながら上記のコントロールオリフィスの影響グラフに示されているように、モータ容量が非常に高速で逆転するため、高い減速割合を有するサイクルは非常に大きな流量を必要とします。戻りラインにあるフィルター、冷却器、その他のコンポーネントは、モータのキャビテーションにつながる制限を引き起こす可能性があります。反転時にノイズが加わるだけでなく、最終的にフィルター、熱交換器、モータ、ポンプの損傷原因となり、システム性能や寿命の低下を引き起こします。

この懸念を緩和する方法の一つは、フィルタと熱交換器に並列してバイパス逆止弁を取り付け、必要に応じて作動油をモータに流量を補給することです。上記回路図では、CV #2 として示します。これはまた、この作動油の流れがフィルタから汚染物を引くとか、これらのコンポーネントのいずれかを損傷するリスクを緩和します。回路図で CV #1 として示されている 2番目の逆止弁を追加することで、このリスクはさらに最小限に抑えることができます。

下記の図：図 : ポンプ運転モードでのモータ流量要件（74ページ）は、1つのシステムにおけるそのようなバイパスバルブの影響の例を示しています。「標準回路図」データと「CV#2のみを含む」データを比較すると、モータの容量が逆転した直後の 250msecの間、バイパスバルブなしのシステムはバイパスバルブを備えたシステムよりも、モータへ流れ込む補給流量に非常に大きな不足を示します。



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ポンプ運転モードでのモータ流量要件

0

50

100

150

200

250

300

0

5

10

15

20

25

30

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

Flow

( lpm

)

Time (sec)

Motor System Flow RequirementsForward to Reverse

-Q_System (LPM) Standard Schematic

Q_System (LPM) - Includes CV #2 only

tQ_Sys em (LPM) - Includes CV #3 only

Pred Motor Flow (lpm) - Standard Schematic

dPre Motor Flow (lpm) - Includes CV #2 only

Motor displacement is fully reversed at this point

Gap between blue lines gives a measure of the flow defficiency between flow going from the motor to the pump (predicted flow) and the make-up flow the motor is able to pull through the return system, with the standard schematic.

Gap between blue lines gives a measure of the flow defficiency between flow going from the motor to the pump (predicted flow) and the make-up flow the motor is able to pull through the return system, with the addition of check valve CV #2.

A much lower return flow is required if using check valve CV #3 since the only flow required is to make up leakage, once the system is pressurized.

P108916

2. 高圧ラインでの任意の圧力スパイクのピーク値と持続時間は、負荷エネルギーがどれくらい速くシステムに投入され、このエネルギーを排出するためにシステムが利用可能な手段によって制御されます。一般的な開回路システムの手段は、• ポンプとモータコントロール漏れ流量• ポンプとモータキット漏れ流量• オーバーセンタの作動でオイルを吸収するポンプ能力• システム内リリーフバルブ

上記の各項目の特性は、以下に詳細の説明があります。逆転開始中の負荷のエネルギー、所望時間内で負荷を逆転させるために必要な動力レベル、エネルギー散逸に利用可能な経路を調べることで、システム設計者は他のアクションが必要かどうかを判断できます。

3. システムに関してもう 1 つ検討点は、ケースドレンシステムへの影響です。逆転する時間間隔中、モータケースドレンでの出力流量は、逆転プロセス中では通常状態よりはるかに高いです。サーボピストンは、約 53cc(3.2 インチ^ 3)の油をモータケースに押し込みます 53cc の油が 350msecで動くと、平均ケース流量はほぼ瞬間的に約 9lpm(2.4 グラム)変化します。

また上記の回路図のようなシステムセットアップでは、ポンプ制御を介したオイルが急上昇し、ポンプからのケース流量がより高くなる結果となる可能性があります。[S45ポンプに関して、これまではこの問題は起きてはいませんが、プロトタイプテスト中に調査して問題がないことを確認する必要があります。]

4. もう一つのシステム検討事項は、モータ出口のシステム下流への影響です。モータ逆転中、モータからの流出量は急速にゼロ（モータはゼロ容量）になり、そして上述したように方向が逆になります。これは、モータ吐出の圧力サイクルが、通常から吸込み、そして高レベルのスパイクになるこ



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とを示しています。RDM 自体の主な懸案事項は、ケース圧力上昇（すぐ上に記載）と吐出し圧力降下があまりにも厳しい場合、一緒に加わると、問題を引き起こす可能性があることです。

推奨逆転サイクルに従った実験室テストは、RDM がカタログの定格よりも高い(「ケースとリターンの差」)圧力差パルスを処理する能力がより高いことを示しますが、この値は 3 bar未満に保つ必要があります。

例として、S45 Jフレーム開回路ポンプ、Kフレーム RDMモータ、ファンの慣性 2kgm^2でテストを実施します。下記の図 : システム圧力応答の特性（75ページ）は、一般的なシステム圧力応答を示します。青色の線である「標準設定」は、上記の図で説明されているベースシステムです。赤色の線「バイパスバルブの追加」は、バイパスバルブ CV＃2の回路への追加を反映します。システムは圧力をより迅速に高め、その結果、ファンの減速が迅速になり、圧力が早く低下します。[RDMはポンプ運転モード中にオイルをより多く引き抜き、ファンのエネルギーをより迅速に消散させることができるからです。]

緑色の線で示された図 : システム圧力応答の特性（75ページ）のデータは、「ポンプとモータとの間の回路に逆止弁、CV#3”、（それ自体）の追加」を表しています。逆流がポンプに流入するのを防止します。このシステムは、次にモータの漏れおよび内蔵リリーフバルブのみを使用して、ファンのエネルギーを消散させます。ここで分かるように、これは圧力をより高くし、ファンを逆転させる時間が最も長くなります。

システム圧力応答の特性

0

50

100

150

200

250

300

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

P_System_A (bar)

P_System_A (bar)

P_System_A (bar)

Standard SetupAddition of Bypass onlyAddition of Check only

P108917Time (sec)

Syst

em P

ress

ure

(bar

)



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ゼロ RPMモータ出力

RDMには軸速度がゼロに到達し、そのまま維持する能力があります。これは、エンジンが動作温度に到達するために必要な時間を短縮するか、冷却が必要でない場合の動力の節約という目的に対して有益となり得ます。

この条件が「可能」であるかどうかを検証確認するため、実験室で限られた量のテストが実施されてきました。それぞれの車両システムの生産ソリューションが可能かどうかを検証するためには、実験室と試作車両で現場条件下での追加テストが必要になります。

W 警告

斜板の軸受に関しては、モータ寿命のある時点で、逆転指令が排除されたときにモータが正方向に戻らなくなる可能性があります。これはジャーナル軸受が過度に摩耗されて発生し、この寿命に影響を与えるいくつかの要因があります。標準的な逆転サイクルと回路を使用する今までのテストは、斜板軸受が60,000回の反転を超える寿命を実証してきました。これは、大部分の用途にとって十分であると考えられています。

W 警告

標準的な逆転サイクルでは、ポンプへの制御信号の損失（断線、腐食接続などによる）は、ポンプが最大システム圧力と最大モータ速度を維持する原因となります。この場合、RDMは方向を逆にすることができますが、高圧と速度によって順方向に戻れない場合があります。標準動作モードにならない限り、モータを損傷することはありません。圧力と速度が通常の低圧設定まで低下すると、モータは順方向に戻ります。



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ファン駆動システムは、さまざまなポンプ、モータ、弁、およびコントロールを組み合わせて構成されます。以下に示されている製品コードは、特にファン駆動システム用に設計されたコンポーネントのものです。ファン駆動システムで使用される製品コード情報およびその他のコンポーネントの仕様については、以下に一覧表示されている資料を参照してください。

開回路アキシャルピストンポンプ

• 45 シリーズアキシャルピストンポンプ 520L0519

開/閉回路アキシャルピストンモータ

• L および K フレーム可変モータ 520L0627• 40 シリーズアキシャルピストンモータ 520L0636• 90 シリーズアキシャルピストンモータ 520L0604• H1Bアキシャルピストンモータ 11037153

コントローラ

• ファン駆動コントロール温度センサ BLN-95-9063• 電子ファン駆動コントロール (FDC) 11005336• 電子ファン駆動コントローラアセンブリ (FDCA) 11005337• PLUS+1TMコントローラファミリー 520L0719

システムガイドライン

• 作動油清浄のための設計ガイドライン 520L0467• 油圧ファン駆動システム設計ガイドライン 520L0926

閉回路アキシャルピストンポンプ

• H1アキシャルピストンポンプ基本情報 11062168• 42シリーズアキシャルピストンポンプ 11022637• H1 045/053 タンデムアキシャルピストンポンプ技術情報 11063345

• H1 045/053 シングルアキシャルピストンポンプ技術情報 11063344




• H1 210/250 シングルアキシャルピストンポンプ技術情報 L1208737



参考文献

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ダイキン・ザウアーダンフォスは、世界各地に製造拠点と販売拠点を展開し、世界の車輌市場にシステムソリューションを提供する総合油圧機器メーカーのダンフォスグループとともに、車輌用油圧システムの専門メーカーとして皆様のベストパートナーを目指しています。

閉回路用ポンプ･モータ、開回路用ポンプ、オービタルモータ、バルブ、ステアリングコンポーネント、電子油圧制御機器など、豊富で広範囲にわたる製品群とシステムを取り揃え、農業･建設･物流･芝刈道路･建設･林業･オンハイウエイ環境での特殊車輌など、様々な分野で幅広く使用されています。

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• 斜軸モータ• 閉回路アキシャル

ピストンポンプとモータ• ディスプレイ• 電子油圧ステアリング• 電子油圧• 油圧ステアリング• 統合システム• ジョイスティックと

フットペダル• マイクロコントローラとソフトウェア

• 開回路アキシャル

ピストンポンプ• オービタルモータ• PLUS+1® GUIDE

• 比例弁• センサ• ステアリング• トラックミキサー用

駆動装置

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