ショックアブソーバの等価質量について

こんばんわ。

仕事でショックアブソーバを選定しようとしていたとき、少し考えることがあったので、メモとして残しておきます。

エアシリンダでユニットを水平移動させ、一定の位置で止める機構で、ショックアブソーバを使うことを考えました。

急いでいるときはソフトで計算するのですが、選定式を見ながら、少しづつ進めてみました。

( 以下で使っている用語は、SMCさんのRBシリーズのカタログのものを使っています。)

衝突速度(範囲)や、仕様頻度, 最大許容推力などは読んだまま。

「個別注意事項」にも、並列(複数本)使用の注意, 当たり面の硬さや、衝突角度などについての注意事項が記載されています。

これらも、細かい内容ですが、読めば納得できます。

また、吸収する必要があるエネルギは下記の通り。これも理解できます。

(記号が一般的ではない、とかのツッコミはご遠慮ください。学がないのがバレてヘコみます。)

　1. 移動体の運動エネルギ ：

　2. エアシリンダがショックアブソーバを押し込むエネルギ (力積) ：

しかし、「等価質量」というところで、？？ となりました。

「等価質量」って、何？？

式を見てみると、水平移動の場合、等価質量 とあります。

変換すると ですから、上記の運動エネルギと力積を合わせた、ショックアブソーバにかかる総エネルギが、「全て水平移動の運動エネルギとしてショックアブソーバに与えられる」と仮定したとき、その質量はいくらと換算されるのか。ということのようです。

ここで、また？？ となりました。

総エネルギについては、既に計算している。また、更に速度範囲も許容範囲内であることがわかっている。

既に検証している・算出している数字を使って計算できる、「等価質量」などという数値をなぜ持ち出す必要があるのか・・・？

しばらくSMCさんのRBシリーズのカタログを見ていて、ハタと気づきました。

カタログ上、「データD 等価質量Me」のグラフです。

このグラフは、エネルギと速度のグラフだから、ショックアブソーバの能力が、吸収できるエネルギ量だけで決まるのであれば、このグラフは直線になるはず・・・。

だけど、このグラフは、1m/s以下で一段階,  0.1m/sで更に一段階、能力が下がっているように見える。

ここで、また思い当たることがありました。

ショックアブソーバは、流体が狭い通路を流れるときの抵抗を利用して、衝撃を緩和するものです。

衝突速度が速いときは大きな抵抗力を出しますが、ゆっくり押し込む時には、抵抗力を出せなくなります。

極端に言うと、速度が遅い範囲では、吸収できるエネルギが減少してしまう、とも言えるのだと思います。

何にせよ、私が関わっているような、エアシリンダや油圧シリンダ, もしくはサーボモータ＋ボールねじで動くような設備では、速度1m/sなどという状況はほとんどありません。ショックアブソーバを吸収エネルギだけで査定できない領域で仕事をしているわけです。

今後、吸収エネルギだけではなく、等価質量もきちんと注目していきたいと考えています。

(ソフトで計算すれば、それらも考慮に入れて選定してくれるのでしょうが・・・)

それではまた！

後記：

　・数式の上手な記載方法がありましたら、誰か教えてください！！

　・SMCさんのRBシリーズのカタログを改めて見て、「外部ストッパなしでの使用可能」と書いてあるのを見て、愕然としました。

　　ストッパとして使うには、焼入された「ストッパナット」が必要なのだと思い込んでいました。

　　時代が変わったのか、自分が無知だっただけなのか・・・

　　↑ 12/4更新　やはり「ストッパナット」は必要なようです。