直動機械の設計者は、油圧シリンダーよりもクリーンで制御が容易で、メンテナンスの手間も少ないことから、電気機械式アクチュエータの採用をますます増やしています。しかし、電気機械式ソリューションを採用することで得られる多くの本質的な安全性の利点は見落とされがちです。これらの利点は、油圧油を必要とせず、完全電動の荷役ソリューションを実現できることから生まれます。

油圧シリンダベースのモーション制御の安全リスク

設計エンジニアは、高強度で高サイクルの動作を目的に油圧シリンダーを指定しますが、これを実現するには、ホース、コネクタ、フィルター、スイッチ、バルブ、ポンプなどからなる複雑な外部システムが必要です。小型の油圧システム（2,000～5,000psi）でさえ、少なくとも8つの可動部品で構成されますが、中には最大10,000psiまで加圧され、180°F（約85℃）まで加熱されるものもあります。

これらの要因と油圧オイルの固有の特性が組み合わさると、次のいずれかの問題が発生する可能性があります。

• 身体的外傷高温・高圧システムは、日常的な運転においても潜在的なリスクを伴いますが、摩耗や部品の故障に伴い、危険度はさらに高まります。油圧ラインに近接すると、火傷、打撲、切り傷、擦り傷などの損傷を受ける可能性があります。
• 露出リスク。米国毒性物質疾病登録局は、ある種の油圧作動油は皮膚や目を刺激する可能性があり、特定の種類を摂取すると肺炎、腸出血、または死を引き起こす可能性があると報告しています。
• 高濃度の油圧作動油を含む空気を吸入した場合の影響は不明ですが、一部の国では油圧作動油の曝露限度が設定されています。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、曝露限度を350mg/mと推奨しています。³1日10時間、週40時間労働で石油蒸留物を生産します。
• 汚染。油圧作動油は、人体に対して潜在的に有毒であるだけでなく、環境にも有害となる可能性があります。 たとえば、米国環境保護庁 (EPA) は、特別な取り扱いを必要とするオイルのリストに油圧作動油を含めています。
• 滑って転倒する危険があります。漏れた液体の水たまりで滑ったり、手や靴に油が付いたまま機械に登る途中で転倒したりして作業員が負傷したという報告例が多数あります。
• 掃除屋内でのこぼれは、地域の規制の対象となる場合があり、吸収剤やその他の清掃サービスへの追加投資が必要になることもあります。
• 可燃性。石油系油圧作動油は、ジェット燃料、灯油、軽油などの石油中間留分燃料よりも可燃性が低いです。しかし、高圧漏れにより作動油がエアロゾル状態になり、噴霧されると火災の危険性があります。

油圧作動油は時間の経過とともに劣化し、効果が低下するため、定期的に交換する必要があります。そのため、新しいオイルとフィルターの在庫を維持するための追加コストが発生します。通常、オイルの交換時期を判断するために、フィルターとオイルの健全性の点検を調整するために、追加の保守部門のリソースが必要になります。これらの取り組みのいずれかが不十分であれば、油圧作動油の使用リスクが高まります。

安全な選択

上記のような欠点にもかかわらず、油圧設計は、高負荷・高サイクル駆動に最適な代替手段であるため、導入されてきました。油圧アプリケーションは、従来、初期投資を抑えながら、より大きな力と負荷に対応できることが知られています。電気機械式アクチュエータは、より大きな負荷に対応できる能力、アクチュエータの同期、そしてシンプルな実装（作動油や複雑な配管は不要）が向上し、油圧システムと同等、あるいはそれ以上の性能を実現しています。

電動アクチュエータと油圧シリンダーの動作を比較してみましょう。電気機械式アクチュエータは、すべての動作機能をアクチュエータハウジング自体に組み込み、電子制御ユニット（ECU）とわずか数本の配線で接続します。この機能を実現するのは、位置報告、性能向上のための診断フィードバックの提供、複数のアクチュエータの同期といった複雑な機能の処理をプログラム可能な内蔵マイクロプロセッサです。流体の使用に直接関連する危険を排除することに加え、電気機械式アクチュエータは、プラントの安全性において次のようなメリットをもたらします。

• 電気機械式アクチュエータを使用すると、オペレータは速度を上げたり下げたり、一貫した動作プロファイルに従ったり、位置を保持したりできるため、負荷を最大限に制御できます。
• コンパクトなハウジングは密閉が容易なので、汚染のリスクを排除できます。
• 可動部品が少ないということは、摩耗が少なくなり、故障のリスクが低くなることを意味します。
• パフォーマンス監視の実装と操作は、その大部分が外部システムではなくソフトウェアで実行されるため、はるかに簡単です。
• 電子アクチュエータはコマンドを受け入れ、代わりに負荷や温度などの安全関連データを提供します。
• インシデントが発生した場合でも、簡単に業務を停止できます。
• 必要に応じて、電子システムを手動でオーバーライドできます。
• 動作は静音なので、常に音にさらされている人にとって聴覚障害の危険がありません。

政府規制当局や一般市民の間で職場の安全への関心が高まるにつれ、環境に配慮したモーションコントロールソリューションの設計においても、安全性は重要な考慮事項となっています。電気機械式アクチュエータは、油圧シリンダーベースのシステムの安全性に関する欠点の一部を解消します。さらに、操作性とメンテナンスの容易さも兼ね備えているため、将来のアクチュエータニーズに最適な選択肢となります。