振動のふせぎ方とは? ばねの利用、オイルダンパ・空気ばねとは?

ばねの利用

振動は、時計の振動のように、いろいろ役に立つことに利用されています。

しかし、いっぽうでは自転車・自動車・電車などの振動のように
私たちの役に立たないばかりか、かえって邪魔になる振動もあります。

電車などの車輪の部分には板ばねやつるまきばねが
ところどころに取り付けてあります。

これは、車体の振動の振幅をばねの弾力よって
できるだけ小さくして、乗り心地をよくするためです。




オイルダンパ

板ばねやつるまきばねだけでは電車や自動車が受ける
衝撃の力や振動を小さくするのに充分ではないので、オイルダンパが工夫されました。

これは、衝撃や振動のエネルギーを、熱エネルギーにかえて
油(オイル)に吸収させ、外部に熱として発散させるものです。

客車などの台車に使われているものは、ピストン型とよばれるものです。

これは、油をつめたシリンダ(円筒)の中に
小さい穴のあるピストンを入れたもので
ビストン棒は車体を支えているはり(ゆれまくら)につながっています。
シリンダは、内側と外側と二重になっていて小さい穴でつながっています。

この場合、一定の容積の中にピストン棒が入るので
それに相当する容積の油を外側のシリンダへ逃がします。

このとき、油と小さい穴とで起こる摩擦によって
電車などの車体の振動を弱めているのです。

空気ばね

空気ばねは、圧縮した空気を、ゴムのふくろ(ゴムペローズ)に入れ
空気の弾力を利用して振動を弱める仕掛けになっています。
自転車などのタイヤも、空気ばねの一種と言えましょう。

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バスに使われている空気ばねは、ばねをやわらかくするほか
車体の重さを一定に保つ装置が、取り付けられています。
上の図は、その仕組みをしめしたものです。

ゴムベローズは、補助空父室とレベリングバルブにつながっています。
補助空気室はベローズが伸びたり縮んだりするとき
ベローズ内の圧力の変化をやわらげて、ばねをやわらかくする役目をします。

いま、車体に重みがかかってベローズが縮むと
レベリングバルブが、車体といっしょに下に沈みます。

すると、連結棒が、レベリングバルブの回転腕を押し上げ
空気だめの空気をベローズの中へ流す通路をあけます。

そこで、ベローズの中の圧力が高くなって、車体を持ち上げます。
車体が、ある高さまであがると、レベリングバルブの回転腕は水平になり
空気の通路がふさがれて、車体の上がるのが止まります。

車体が軽くなると、車体が浮き上がり、レベリングバルブの回転腕が下がります。

排気の穴が開かれて、ベローズの中の空気が外に吐き出され
一定の高さのところまで、車体が下がって止まります。







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