JPS60172741A - 気体封入ばね - Google Patents
気体封入ばねInfo
- Publication number
- JPS60172741A JPS60172741A JP2448384A JP2448384A JPS60172741A JP S60172741 A JPS60172741 A JP S60172741A JP 2448384 A JP2448384 A JP 2448384A JP 2448384 A JP2448384 A JP 2448384A JP S60172741 A JPS60172741 A JP S60172741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- spring
- dynamic
- spring constant
- filled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、自動車なかでもとくに乗用車に用いて好適
な気体封入ばねの改良□に関するものである。
な気体封入ばねの改良□に関するものである。
可撓性を具える気体封入ばねは、一般的にはベローズ形
とダイアフラム形とに大別され、その−例としての空気
はねは、金属ばね、ゴムばねなどに比し、とくにやわら
かいばねが得られること１ばね高さ、耐荷力、ばね定数
などを各々独立に選択できること、防振効果が得られる
ことなとの利、点を有するため、鉄道車両、自動車、産
業機械などに近年広く採用されつつある。
とダイアフラム形とに大別され、その−例としての空気
はねは、金属ばね、ゴムばねなどに比し、とくにやわら
かいばねが得られること１ばね高さ、耐荷力、ばね定数
などを各々独立に選択できること、防振効果が得られる
ことなとの利、点を有するため、鉄道車両、自動車、産
業機械などに近年広く採用されつつある。
ところが従来提案されているいずれの空気ばねも、静荷
重の作用時におけるはね定数（以下静ばね定数′という
）に対する動荷重の作用時におけるばね定数（以下動ば
ね定数という）の比が相当大きくなるため、′それをた
とえば乗用車に使用した場合、静荷重に対してはとくに
問題は生じｔいものの、ばね下側が繰返荷重、交番荷重
、衝撃荷重などの動荷重を受けると、その比較的多、く
の部分がばね上側へ伝達され、この結果として乗用車の
乗り心地が著しく損われる問題があった。
重の作用時におけるはね定数（以下静ばね定数′という
）に対する動荷重の作用時におけるばね定数（以下動ば
ね定数という）の比が相当大きくなるため、′それをた
とえば乗用車に使用した場合、静荷重に対してはとくに
問題は生じｔいものの、ばね下側が繰返荷重、交番荷重
、衝撃荷重などの動荷重を受けると、その比較的多、く
の部分がばね上側へ伝達され、この結果として乗用車の
乗り心地が著しく損われる問題があった。
そこで、とくに、高周波小振幅振動をもたらす動荷重に
対する防振特性を向上させるため、空気ばねの機械的構
造を改良し、そこへその動荷重が伝達された場合に〜空
気ばねの内圧上昇を極力抑えて静ばね定数に対する動ば
ね定数の比の増加を防ぐことにより、高周波小振幅振動
をもたらす動荷重をばね上側に対して絶縁する種々の提
案がなされている。
対する防振特性を向上させるため、空気ばねの機械的構
造を改良し、そこへその動荷重が伝達された場合に〜空
気ばねの内圧上昇を極力抑えて静ばね定数に対する動ば
ね定数の比の増加を防ぐことにより、高周波小振幅振動
をもたらす動荷重をばね上側に対して絶縁する種々の提
案がなされている。
しかしながら、かかる提案技術は、高周波小振幅振動を
もたらす動荷重のみを考慮したものであり、しかも、機
械的構造を改良するだけのものであったため、空気ばね
の本質的な改良ということができなかった。すなわち、
このような提案技術によってもなお、低周波振幅をもた
らす動荷重の作用時の静ばね定数に対する動ばね定数の
比は相当の大きさを有したままであるため、かかる動荷
重に対しては十分なる防振性能をもたらすことができな
いという問題があった。
もたらす動荷重のみを考慮したものであり、しかも、機
械的構造を改良するだけのものであったため、空気ばね
の本質的な改良ということができなかった。すなわち、
このような提案技術によってもなお、低周波振幅をもた
らす動荷重の作用時の静ばね定数に対する動ばね定数の
比は相当の大きさを有したままであるため、かかる動荷
重に対しては十分なる防振性能をもたらすことができな
いという問題があった。
この発明は、空気ばねのたわみ中心におけるばね定数に
と内圧Ｐ。との関係がたとえばダイアプラム形の空気ば
ねでは に−（−ｇ−） ｄＸ ｘ−。
と内圧Ｐ。との関係がたとえばダイアプラム形の空気ば
ねでは に−（−ｇ−） ｄＸ ｘ−。
Ｗ−荷重Ｉｋｇｆ ）
”ｏ −ｔｉｉ ｉ、’）、Ｔ、：２・跡おける内へ−
有効受圧面積（ｃｍ” ） ｎ−ポリトロープ指数 ７・−品−Ｈ，ｊ″、、Ｃ′Ｃ＃ ｆｆ ６１ＭＡｏ−
たわみ中心における有 効受圧面積（Ｃｍ２） で１′、表わされ、しかも、そこへの封入気゛体として
の空気のポリトロープ指数ｎが１．４であり、静荷重に
対してはこのポリトロープ指数ｎ・かばね定数ｋに実質
的な影響を及ぼすことがなく、従ってｎ−１として表わ
されるところ、動荷重に対してはそのポリトロープ指数
ｎ−１，４がばね定数ｋに大きく影響し、静ばね定数に
８に対する動ばね定数ｋｄの比が− ａＶｄｘ−ｏのときに、 ｋ（１／ｋｓ−１，４−＝ （２） となることに着目してなされ゛たものであり、内部封入
気体としてポリトロープ指数ｎの小さい物質を選択する
ことによって、提案技術の問題を有利に解決した気体封
入ばねを提供するものである。
有効受圧面積（ｃｍ” ） ｎ−ポリトロープ指数 ７・−品−Ｈ，ｊ″、、Ｃ′Ｃ＃ ｆｆ ６１ＭＡｏ−
たわみ中心における有 効受圧面積（Ｃｍ２） で１′、表わされ、しかも、そこへの封入気゛体として
の空気のポリトロープ指数ｎが１．４であり、静荷重に
対してはこのポリトロープ指数ｎ・かばね定数ｋに実質
的な影響を及ぼすことがなく、従ってｎ−１として表わ
されるところ、動荷重に対してはそのポリトロープ指数
ｎ−１，４がばね定数ｋに大きく影響し、静ばね定数に
８に対する動ばね定数ｋｄの比が− ａＶｄｘ−ｏのときに、 ｋ（１／ｋｓ−１，４−＝ （２） となることに着目してなされ゛たものであり、内部封入
気体としてポリトロープ指数ｎの小さい物質を選択する
ことによって、提案技術の問題を有利に解決した気体封
入ばねを提供するものである。
この発明の気体封入ばねは、従来既知のベローズおよび
ダイアプラム形の空気ばねのいずれにも適用できるもの
であり、可撓膜内に、ポリトロープ指数ｎが １．１４ ｎ４１，３ の条件を満たす気体を封入してなる。
ダイアプラム形の空気ばねのいずれにも適用できるもの
であり、可撓膜内に、ポリトロープ指数ｎが １．１４ ｎ４１，３ の条件を満たす気体を封入してなる。
かかる気体封入ばねによれば、ボｌ］ ）ロープ指数ｎ
が空気より小さくなる結果として（１）式に基づく動ば
ね定数ｋｄもまた小さくなるので、動荷重の作用時にお
ける静はね定数ｋｓに対する動はね定数ｋｄの比もまた
小さくなり、これがため、いかなる動荷重に対しても動
ばね定数ｋｄの増加を十分に仰えて動荷重による振動を
有利に防振することができる。
が空気より小さくなる結果として（１）式に基づく動ば
ね定数ｋｄもまた小さくなるので、動荷重の作用時にお
ける静はね定数ｋｓに対する動はね定数ｋｄの比もまた
小さくなり、これがため、いかなる動荷重に対しても動
ばね定数ｋｄの増加を十分に仰えて動荷重による振動を
有利に防振することができる。
以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。
第１図（ａＪ 、 （ｂ）はそれぞれ、この発明を適用
できる従来既知の基本的なベローズ形およびダイアフラ
ム形気体封入ばねを示す。
できる従来既知の基本的なベローズ形およびダイアフラ
ム形気体封入ばねを示す。
ここで、ベローズ形気体封入ばねは上下の向板１１．２
に、またタイアララム形では内外筒３，４に可撓膜５，
６をそれぞれ気密に連結し、そしてそれらの可撓膜５，
６内、正確には、上下面板ｌ。
に、またタイアララム形では内外筒３，４に可撓膜５，
６をそれぞれ気密に連結し、そしてそれらの可撓膜５，
６内、正確には、上下面板ｌ。
２と可撓膜５とで囲まれる領域内および内外筒８゜４と
可撓膜６とで囲まれる領域内にそれぞれ気体を封入する
ことによりそれぞれの気体封入ばねが構成される。
可撓膜６とで囲まれる領域内にそれぞれ気体を封入する
ことによりそれぞれの気体封入ばねが構成される。
そしてこの発明では、その封入気体のポリトロープ指数
ｎを、 １．１≦ｎ≦１．８ とする。
ｎを、 １．１≦ｎ≦１．８ とする。
ポリトロープ指数ｎの下限値を１．ｌとするのは、ｐｖ
ｎ−ｃ ・・・（８］ において、ｎ−１のときは等湛液化となるのに対し、現
実の気体封入ばねではこのような変化は生じ得ないこと
によるものである。また、ポリトロ−プ指数ｎの上限値
を１．８とするのは、ｎ ’＝ １−４である空気の場
合に比し、（１７式に基づく動ばね定数ｋｄを有効に低
減させたいとの要求によるものである。
ｎ−ｃ ・・・（８］ において、ｎ−１のときは等湛液化となるのに対し、現
実の気体封入ばねではこのような変化は生じ得ないこと
によるものである。また、ポリトロ−プ指数ｎの上限値
を１．８とするのは、ｎ ’＝ １−４である空気の場
合に比し、（１７式に基づく動ばね定数ｋｄを有効に低
減させたいとの要求によるものである。
ここにおいて、ポリトロープ指数ｎのかがる条件を満足
する具体例としてはフロンガスが挙げられる。その選択
理由は以下の通りである。
する具体例としてはフロンガスが挙げられる。その選択
理由は以下の通りである。
（８）式の状態変化において、
ｎ−ｏ ・・・ 等圧変化
ｎ−１・・・ 等温変化
ｎ−Ｋ ・・・ 可逆断熱変化
に：比熱比（Ｃｐ／Ｃｖ）
で教り１１．気体封入ばねの封入気体は、ばねの変形に
際して実際は熱の吸排を行うことを考慮すると、Ｋ＞ｎ
＞ｔ の関係が成立する。そこで、ポリトロープ指数ｎを小さ
くするためには、比熱比Ｋが１に近い物質を選択するこ
とが必要となり、この比熱比Ｋを各種の物質についてみ
ると下表の通りとなる〇この表からは、フロンガスのほ
とんどが比熱比１．０〜１．２の範囲に納まり、メタン
、炭酸ガスなどの比熱比′Ｋが１．ａ ｆｉｎ度となる
ことが解かる。従って、好適なる封入気体の種類として
はフロンガスが挙げられ、なかでも、ばねの使用状態を
考慮、して１０１ｑ；ｂＡｖｎ”Ｇの充填圧力で、１０
℃〜８０”Ｃの範囲で気体であることを条件とするなら
ば、ＧＯｚＦ、。
際して実際は熱の吸排を行うことを考慮すると、Ｋ＞ｎ
＞ｔ の関係が成立する。そこで、ポリトロープ指数ｎを小さ
くするためには、比熱比Ｋが１に近い物質を選択するこ
とが必要となり、この比熱比Ｋを各種の物質についてみ
ると下表の通りとなる〇この表からは、フロンガスのほ
とんどが比熱比１．０〜１．２の範囲に納まり、メタン
、炭酸ガスなどの比熱比′Ｋが１．ａ ｆｉｎ度となる
ことが解かる。従って、好適なる封入気体の種類として
はフロンガスが挙げられ、なかでも、ばねの使用状態を
考慮、して１０１ｑ；ｂＡｖｎ”Ｇの充填圧力で、１０
℃〜８０”Ｃの範囲で気体であることを条件とするなら
ば、ＧＯｚＦ、。
、ＯＦ４．、０ＨＦ８．０９Ｆ、とくにはＳＦ６がより
好適であるＯ これがため、封入気体として８Ｆ、を選択した場合には
、ばね定数の比を ｋｄ／に、 、 １．１ とすることができ、動荷重に対するばね定数〜が静荷重
に対するばね定数に８とほぼ等しくなるので、動荷重に
よる振動は十分有効に防振されることになる。
好適であるＯ これがため、封入気体として８Ｆ、を選択した場合には
、ばね定数の比を ｋｄ／に、 、 １．１ とすることができ、動荷重に対するばね定数〜が静荷重
に対するばね定数に８とほぼ等しくなるので、動荷重に
よる振動は十分有効に防振されることになる。
ちなみに、有効径９５φ、ストローク±５ｏｌＩＩＩ１
１１内筒スピード５０ ＩｎＶ′ｍｊＪｌ 、内容積１
２５０００（７）ダイアフラム形気体封入ばねに、空気
’（Ｋ −１，４）１５に９、フロンガス（Ｋ−１，１
５）１２に９、ｓＦ、（Ｋ−１，１）１１に９を封入し
た場合のそれぞれの静ばね定数ｋｓに対する動ばね定数
ｋｄの比は、空気では１．５０．７０ ＞ ｉｆ ステ
Ｇ；Ｊ １．２ （＋、ＳＦ６テは１．１５であり、フ
ロンガスおよびＳＦ、につぃては、ばね定数比ｋｄ／ｋ
ｓが有効に低減されることが４４認された。
１１内筒スピード５０ ＩｎＶ′ｍｊＪｌ 、内容積１
２５０００（７）ダイアフラム形気体封入ばねに、空気
’（Ｋ −１，４）１５に９、フロンガス（Ｋ−１，１
５）１２に９、ｓＦ、（Ｋ−１，１）１１に９を封入し
た場合のそれぞれの静ばね定数ｋｓに対する動ばね定数
ｋｄの比は、空気では１．５０．７０ ＞ ｉｆ ステ
Ｇ；Ｊ １．２ （＋、ＳＦ６テは１．１５であり、フ
ロンガスおよびＳＦ、につぃては、ばね定数比ｋｄ／ｋ
ｓが有効に低減されることが４４認された。
以上この発明を図示例に基づいて説明したが、この発明
は、図示以外の気体封入ばねおよび気体封入ばねとショ
ックアブソーバとを組み合せたものにも適用することが
できる。
は、図示以外の気体封入ばねおよび気体封入ばねとショ
ックアブソーバとを組み合せたものにも適用することが
できる。
従ってこの発明によれば、とくに、封入気体のポリトロ
ープ指数ｎを １．１≦ｎ≦１．８ とすることにより、静ばね定数ｋＢに対する動はねｆｆ
ｌ ＃ ｋａの比が１．３以下となるので、従来技術に
比し、ばね自体に機械的な改良を施すことなく、動荷重
による全ての振動を十分有効に防振することができる。
ープ指数ｎを １．１≦ｎ≦１．８ とすることにより、静ばね定数ｋＢに対する動はねｆｆ
ｌ ＃ ｋａの比が１．３以下となるので、従来技術に
比し、ばね自体に機械的な改良を施すことなく、動荷重
による全ての振動を十分有効に防振することができる。
第１図（勾、（ｂ）はそれぞれこの発明を適用できる基
本的な気１体封入ばねを示す断面図である。 １・・・上向板 ２・・・下面板 ８・・・内筒 ４・・・外筒 ５．６・・・可撓膜。
本的な気１体封入ばねを示す断面図である。 １・・・上向板 ２・・・下面板 ８・・・内筒 ４・・・外筒 ５．６・・・可撓膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 可撓膜を具える気体封入ばねにおいて、可撓膜内に
、ポリトロープ指数ｎが １．１≦ｎ≦、１．８ の条件を満たす気体を封入してなることを特徴とする気
体封入はね０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2448384A JPS60172741A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 気体封入ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2448384A JPS60172741A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 気体封入ばね |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60172741A true JPS60172741A (ja) | 1985-09-06 |
Family
ID=12139430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2448384A Pending JPS60172741A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 気体封入ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60172741A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102330779A (zh) * | 2011-07-24 | 2012-01-25 | 杨洁 | 一种填充调静刚度和隔膜节流孔调动刚度的空气弹簧 |
-
1984
- 1984-02-14 JP JP2448384A patent/JPS60172741A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102330779A (zh) * | 2011-07-24 | 2012-01-25 | 杨洁 | 一种填充调静刚度和隔膜节流孔调动刚度的空气弹簧 |
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