油圧シリンダーに関する一般的な誤解は、ピストンシールが漏れているとシリンダーがドリフトするというものです。ピストンシールの漏れはシリンダのドリフトの根本的な原因になり得ますが、その物理学的なメカニズムはしばしば誤解されています。
事実、複動シリンダーからピストンシールを完全に取り外し、シリンダー内にオイルを充填し、ポートを塞げば、ロッドシールが漏れない限り、シリンダーはその荷重を無期限に保持できる。
この状態では、ピストンの両側に不均等な容積があるため、液圧が等しくなり、シリンダは液圧ロック状態となる。この状態になると、シリンダは、ロッドシールまたはそのポートを介して流体がシリンダから逃げる場合にのみ動くことができる。
図1.ダブルロッドシリンダー - オイル量はピストンの両側で等しい
規則の例外
この理論には2つの例外がある。一つは、ピストンの両側で容積が等しいダブルロッドシリンダー（図1）である。
第二の例外は、複動シリンダーにぶら下がる荷重である（図2）。この配置では、ロッド側の加圧流体量はピストン側に容易に収容できる。しかし、シリンダーがドリフトすると、体積が均等でないためにピストン側に真空が発生し、荷重の重さによっては、この真空が最終的に平衡状態となり、それ以上のドリフトを止めることができる。
これでサイクルが終わるわけではないが、少なくともこの理論を理解してから続けることが重要だ。
これら 2 つの例外にかかわらず、複動式シリンダのサービスポートがクローズトゥアクチュエータ スプール（図 3）によってふさがれ、ピストンシールがバイパスする場合、圧力は最終的にシリンダの両側で等しくなります。この時点で油圧ロックがかかり、シリンダまたはシリンダ回路から流体が漏れない限り、それ以上のドリフトは起こりません。
図2.複動シリンダーに掛かる荷重
有効面積の損失
ロッド側のアニュラス部分に圧力が作用して有効面積が失われたため、同じ荷重を支えるにはシリンダー内の静圧を上げなければなりません。シリンダーが発生させる力は、圧力と面積の積であることを忘れないでください。
例えば、方向制御弁が閉じたとき、シリンダーのピストン側の負荷誘発圧力が2,000 PSI、ロッド側の負荷誘発圧力がゼロであった場合、スプールからの漏れがないと仮定すると、ピストンとアニュラスの面積比に応じて均等化圧力は3,000 PSIになる可能性があります。
次に、この回路に2,500 PSIに設定されたサービスポートリリーフバルブ（図4）がある場合、何が起こるかを考えてみましょう。ピストンシール全体で圧力が均等化し、シリンダのピストン側の静圧が上昇し、ポートリリーフのクラッキング圧力に達しますが、それでもシリンダは後退しません。
同じような状況は、負荷制御（カウンターバランス）弁が設置されている回路でも起こり得ます。図5に示すこの回路では、方向制御弁はフロートセンタースプールを備えている（サービスポートAとBはタンクに開いている）。
前述したように、ピストンシールが漏れた場合、シリンダーのロッド側とピストン側の油量が不均等であるため、油圧ロックが発生し、顕著なドリフトが防止される。しかし、同じ圧力がピストン側とロッド側の環状部に作用する結果、有効面積が失われるため、同じ荷重を支えるにはシリンダー内の静圧を上げなければならない。
この圧力上昇の大きさは、シリンダーのピストン面積とアニュラス面積の比率に依存します。静圧の上昇がカウンターバランス・バルブの設定最大荷重を超えると、バルブは開き、シリンダーのピストン側のオイルがタンクに流れ、シリンダーが後退します。
シリンダードリフトの診断
したがって、どちらの例でも問題の根本的な原因はピストンシールの漏れであるが、物理学的なことは一般に考えられていることとは根本的に異なる。そして、その理論が理解できれば、圧力計はシリンダードリフトの原因を突き止めるのに有効なツールとなる。
これらの例のいずれにおいても、シリンダーがドリフトしているにもかかわらず、ピストンシール全体の圧力が均一化されていない場合、方向制御バルブまたは負荷制御バルブが問題の原因である。