JPS58170936A

JPS58170936A - 非線形空気ばね

Info

Publication number: JPS58170936A
Application number: JP5116982A
Authority: JP
Inventors: Takao Yokoyama; 横山　恭男; Kunio Koizumi; 小泉　邦雄; Kazuhiko Matsubara; 一彦松原
Original assignee: KANAZAWASHI
Current assignee: KANAZAWASHI
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1983-10-07

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。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、ばねの変位と速度によって空気ばねの体積
および空気量の構成を変えて任意の非線形性を持つよう
にした９気はねに関する。

従来、空気ばねのばね特性に非線形性を与えるには、ダ
イアプラム形においては、ダイアプラム接触面の形状を
変化させることによっており、ベローズ形では有効な方
法がない。また前者においても圧縮側と伸張側でばね特
性の大きく異なる非対称性を持たせることは困難であっ
た。

この発明は、圧縮側と伸張側ではね特性が大きく異ガる
強い非対称性を持った空気ばねを得ることおよび速度に
よってばね特性を変化させることを、空気を外部に排出
したシ吸入したシせずに行うとと吃に、ばね特性全体を
調節できるようにすることを目的としておシ、ピストン
ロッドをハンマにして空気シリンダ式箔打機械その他に
そのまま用いることができる。

この発明を図面にもとついて説明すると、第１図におい
て空気室（１）の一方の面板（２）に溝付軸（３）を固
定する。他方の面板（４）は溝付軸（３）の案内を兼ね
て空気室（５）を連結する導通管（６）に接続されてい
る。面板（２）がＸ＞Ｏ方向に変位し、溝端（７）が面
板（４）に達したとき、導通管がふさがれて空気室（１
）と空気室（５）が遮断される。これによって空気室（
１）内の空気と空気室（５）内の空気による各々のばね
こわさけ、体積が２分されるた杓、導通していたときの
ばねこわさに比べて大きくなる。そして、これらは並列
ばねを構成するため、全体のばねこわさが一層増大する
とともに、ハードげねの性質を示す、逆に面板（２）が
Ｘ＜Ｏ方向に変位し、溝端（７）が面板（４）よりも内
偶に入ると、壽を通して空気室（１）と空気！（５）が
導通管（６）を通して接続され、体積が一体となるので
、ばねこわさが減少する。そしてソフトげねの性質を示
す。このよう力ばねこわさの切や換わりは溝端（７）の
位置によるので、溝を長くすれば第２図に示すように切
υ換わりＡｔＯから０．に、短くすれはＯｌ　に移動さ
せることができる。

また溝付軸の断面積Ａを変えることによってもＸ〉０＠
のばねこわさを変化させることができ、導通管内の排除
体積大Ｘが空気室（５）の体積に対して大きくなると、
Ｘ〉Ｏａのばねこわさを一層大きくできるので、溝の長
さ、軸の断面積および空気室の体積を組み合わせて、任
意の非線形性を得ることができる。

＠３図はベローズ形空気ばねに遮断弁と弁座を内蔵させ
る場合の実施態様を示す吃ので、空気室０１）と空気室
０９の間に弁座α◆を設け、一方、面板α→に速断弁へ
１を固定する。面板（１ａがＸ＞Ｏ方向に変位すると、
ａ図の場合は、遮断弁０が弁座α４に＠着して空気室（
ロ）はばねとしての効果を失い、空気室（ｌＧだけが有
効になる。ｂ図の場合は、遮断弁ａ３が弁座ａ４から離
れ、空気室（至）が接続されて一体となる。ｘく０方向
の変位ではこれが逆になり、はね特性は第４図に示すよ
うに色囲の場合は実線、ｂ図の場合は破線のようになる
。第２図の場合と同様、速断弁α］の固定高さを変える
ことにより、切り換わシ点の移動が可能である。

第５図は戻し管をシリンダに取り付ける場合の実施態様
を示すもので、シリンダＱ］）の２個所に孔をあけ、戻
し管（イ）を取り付ける。ピストン（ハ）がＸ〉０方向
に変位し、戻し管（イ）の一方の孔（ハ）をふさいだと
き、ピストン翰によってシリンダＱｌ）内の空気室が（
ト）と（イ）に２分されて並列ばねを構成し、ばねこわ
さが増大する。逆にピストン（ハ）がＸ〈０方向に変位
し、孔（ハ）を通過すると、戻し管翰を通して、２分さ
れていた空気室輸と勿が接続され、空気が翰から翰に戻
されるので、ばねこわさが小さくなる。ピストン（ハ）
の運動速度が小さければ、ばねこわさはＯとかり、速度
が上昇するにしたがって戻し管内の流れ抵抗の増大によ
ってばねこわさ本上昇する。この切り換わ９は孔（ハ）
の位置によるので、位置を他方の孔四の位置から遠ざけ
て設置すると、第６図に示すように切り換わり点をＰか
らＰ、に移動させ、かつ空気室−のばねこわさを太きく
し、近づけて設置するとＰからＰ、に移動させ、かつ空
気室に）のばねこわさを小さくすることができる。

ｔＫ１図、第３図およびｗＩＪ５図の実施態様と本複合
させることにより、さらに複雑なばね特性を持たせるこ
とができる。

その１例を第７図に示す。シリンダ（３１）の直径の異
なる２個所に孔をあけ、戻し管（３２）ｆ取り付ける。

、ピスト：／　（３３）と（３３＆）がＸ＞Ｏ方向に変
位し、戻し管（８２）の両方の孔を同時に通過したとき
、戻し管（３２）によって空気室（３４）と（３４ａ）
が接続される。ピストン（３３ｍ）が空ヤ室（３４ｍ）
で排除し死体９は空気室（３４）に戻されるのでピスト
ン（３３ａ）の作用は無効となり、この部分Ｆｉ空気室
（３４）と（３４１！Ｌ）の体積を持つピストン（３３
）の空気ばねと々る。これと空気室（３４ｂ）の空気ば
ねが並列ばねを構成する。このとき空気室（３５）の体
積に比べ空気室（３４）と（３４ａ）の体積を十分大き
くすれば、はとんど空気室（３４ｂ）のみの空気はねと
みなせるように力る。

逆にヒストン（３３）と（３３ｍ）がＸ＜Ｏ方向に変位
して再び両方の孔を通過したときは、戻し管によって空
気室（３４＆）と（３４ｂ）が接続され、この部分は空
気室（３ｈａ）と（３４ｂ）の体積を持つピストン（３
３ｍ）の空気ばねとなる。これと空気（３４）の空気ば
ねとで並列はねを構成するが、この場合４９気室（３４
）の体積に比べ空気室（ｓ４ｍ）と（３４ｂ）の体積が
十分太きければ、はとんど空気室（３４）による空気ば
ねとなる。したがって空気室（３４）と（３４ｂ）の体
積の比が大きいほど非対称性の強い非線形ばねが得られ
る。

第８図はタンクと絞υ弁を含む戻し管の実施態様を示す
本のである。タンク（４１）は所要のばねこわさを得る
ための体積の調節をするものであり、絞り弁（４２）は
ピストン（４３）の運動速度によるばねこわさの変化を
調節するものである。１図はシリンダ（４４）に２個所
孔をあけ、該シリンダ（４４）の外部に戻し９　（４５
）を配管し、その途中にタンク（４１）と絞り弁（４２
）を取り付けた場合である。

ｂ図はシリンダ（４４ａ）の壁間に設けた空洞によって
戻し管（ａ５ｍ）とタンク（４１ａ）を構成するととも
に、絞り弁（４ｈ）を組み込んだ場合である。０図はタ
ンクと絞り弁を省略し、シリンダ（４４ｂ）の内壁に溝
（４５ｂ）を設け、戻し管の作用をさせる場合である。

この発明は以上説明したように、ばねの変位と速度を利
用して空気げねの構成を変えることによって、特に強い
非対称性を持った非線形げねを得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は溝付軸による実施態様の縦断面図、第２図はそ
の場合のばね特性、第３図Ｆｉ連断弁による実Ｍ態樟の
縦断面図、第４図はその場合のはね特性、第５図は戻［
７管による実施態様の縦断面図、第６図はその場合のぼ
れ特性、第７図は２つのピストンを持つ場合の戻し管に
よる実施態様の縦断面図、第８図はタンクと絞り弁を含
む戻し管による実施態様の縦断面図を示したもので、（
１）（５）、αυ（２）、（ハ）匈及び（３４）　（３
４ａ）　（３４ｂ）は空気室。特許出願人　　金　　　　沢　　　　市発　　明　　者
　　　横　　　山　　　恭　　　男同　　　　　　　　
　小　　　泉　　　邦　　　雄第１図第３図第５図第２図第４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

ばねの変位に依存して、分銅空気室の接続を切シ換える
ことにょシ、空気ばねとしての体積の構成を変えたり、
分割空気室間を流れる空気を絞ることによって、ばねの
速度に依存して空気量の構成を変えてばねこわさを変化
させ、肉刺９気を外部に吸排気することなくばね特性に
非線形性を持たせることを特徴とする非線形空気ばね。