移動式クレーンの油圧装置の仕組み：油圧ポンプ・リリーフバルブ・作動油

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移動式クレーンのジブ起伏・アウトリガー張り出し・旋回装置の多くは油圧装置で動かされています。試験の「原動機及び電気に関する知識」科目では油圧装置の仕組みも出題されます。ここでは油圧装置の基本構成・主要部品の役割・作動油の特性を整理します。

油圧装置の基本構成

移動式クレーンの油圧システムは主に以下の部品で構成されています。

部品名	役割
油圧ポンプ	エンジン（またはPTO）の回転動力を油圧（流体の圧力）に変換する
油圧シリンダ	油圧をジブの起伏・アウトリガーの張り出しなど直線運動に変換する
油圧モータ	油圧を旋回・走行など回転運動に変換する
コントロールバルブ（方向切換弁）	作動油の流れる方向を切り換えて動作方向を制御する
リリーフバルブ（安全弁）	回路内の圧力が設定値を超えると開いて油をタンクに戻し、過圧を防ぐ
作動油タンク	作動油を貯蔵する
フィルタ	作動油の不純物（金属粉・ゴミ）を取り除く

移動式クレーンに使われる油圧ポンプの主な種類は以下のとおりです。試験ではポンプの種類と特徴の組み合わせが問われます。

ポンプの種類	特徴
ギヤポンプ	2枚の歯車の噛み合いで油を送る。構造が簡単で安価。低圧・中圧向き
ベーンポンプ	回転子の溝に収まったベーン（羽根）が摺動して油を送る。脈動が少なく静か
プランジャポンプ（ピストンポンプ）	プランジャ（ピストン）の往復運動で油を送る。高圧・大容量向き。効率が高い

大型移動式クレーンの高圧回路にはプランジャポンプ（ピストンポンプ）が多く使われます。

リリーフバルブは油圧回路の「安全弁」です。回路内の圧力が設定値（リリーフ圧）を超えると自動的に開き、余分な油をタンクに戻します。これにより機器の損傷や配管の破裂を防ぎます。

試験では「リリーフバルブの目的は回路内の最高圧力を一定以下に保つこと」という知識が問われます。「圧力を上げるための装置」ではなく「圧力が上がりすぎるのを防ぐ装置」であることを正確に押さえてください。

油圧装置の動力伝達には「作動油（hydraulic fluid）」が使われます。作動油の特性は以下の点が試験で問われます。

特性	内容
粘度	温度が高いと粘度が低くなり、低いと粘度が高くなる。適正粘度を維持することが重要
引火点	作動油には引火点が高い（引火しにくい）ものが使われる。引火点が低いと火災リスクが上がる
潤滑性	金属部品を潤滑して摩耗を防ぐ
防錆性	金属部品の錆を防ぐ

「気温が低い状態で作業を開始すると作動油の粘度が高くなり、油圧機器の動作が重くなる」という現象は実際の作業でも経験される問題です。暖機運転（アイドリング）で作動油を温めてから作業することが重要です。

ジブの起伏やアウトリガーの張り出しに使われる油圧シリンダは、「単動式」と「複動式」があります。

種類	仕組み	用途例
単動式	油圧で一方向に動き、戻りは重力またはスプリング	アウトリガーの下げ動作等
複動式	油圧で両方向に動かせる（伸び・縮みの両方を油圧で制御）	ジブの起伏・テレスコピックジブの伸縮

移動式クレーンの多くはトラックまたは専用キャリアに搭載されており、走行用エンジンからクレーン動力を取り出す装置として「PTO（パワーテイクオフ）」が使われます。

項目	内容
PTOとは	走行用エンジンの動力をクレーン動作（油圧ポンプ駆動）に分岐させる装置
クレーン作業時の動力源	PTO経由でエンジン動力→油圧ポンプ→油圧装置→各作動部
走行時のクレーン動作	走行中はPTOを切ってクレーン動作を停止する

積載形トラッククレーンはエンジン1基でPTOを介してクレーンを動かしますが、オールテレーンクレーンやラフテレーンクレーンの一部は独立したエンジンを持つ場合もあります。

油圧の圧力はMPa（メガパスカル）またはkPa（キロパスカル）で表します。試験では圧力の単位変換や圧力×面積=力の計算が出ることがあります。

圧力（Pa）= 力（N）÷ 面積（m²）

例：断面積10cm²（= 0.001m²）のシリンダに10MPa（= 10,000,000Pa）の圧力をかけた場合の力

F = P × A = 10,000,000Pa × 0.001m² = 10,000N（≒約1t）

この計算式は「油圧シリンダがどれだけの力を発揮できるか」を求めるときに使います。