2017 Fiscal Year Research-status Report

自動調整機構を有する空気ばねを用いた精密防振機構の開発

Research Project

Project/Area Number	16K06148
Research Institution	Saitama University
Principal Investigator	山本浩埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20220494)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	成川輝真埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50424205)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	防振機構 / 空気ばね / ばね定数 / 減衰係数
Outline of Annual Research Achievements	(1)その減衰特性が振動振幅に依存せず一定となるために微小振動の制振にも有用である，研究代表者が提案したスリット絞りを有する空気ばねの構造を基本として，実用性の向上を狙って，積載荷重の大きさの変動が大きい場合にも積載物を安定して支持しうる空気ばねを設計・試作した．そして基本的な特性の把握を目的として鉛直方向一自由度変位励振振動系を構築し，積載荷重の大きさと振動伝達特性の関係を実験的に明らかにした．また実験結果に基づき数値計算モデルを修正することにより，計算結果と実験結果は良好な一致をみたことから，数値計算において積載荷重変動の影響を考慮できることを明らかにした． (2)構造の簡便化をはかり積載荷重の大きさが変化したときに空気ばねの内部の空気の量を調整しない場合は空気ばねのたわみ量が変わり実容積が変化する．積載荷重変動量が大きい場合はこの影響が無視できないと考えられることから，容積変動が振動伝達特性に及ぼす影響を実験により明らかにした．また実験結果に基づき数値計算モデルを修正することにより，計算結果と実験結果は良好な一致をみたことから，数値計算において荷重変動時に生じる実容積変動の影響を考慮できることを明らかにした． (3)積載荷重変動時に共振倍率を最小にするという観点での最適な減衰係数は変化するが，このことを実験により明らかにするとともに，計算結果と比較することを通して，積載荷重変動時の最適な減衰係数の計算手法の妥当性を明らかにした． (4)以上の内容に基づき，減衰係数を広い範囲で調整できる機構の構造を明らかにし，調整機構を有する空気ばねの詳細設計を行った．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason (1)実用上の有効性の向上を目指して，当初予定より積載荷重変動量を大きくするべく空気ばねの改良に着手したが，予定より設計製作に時間がかかり特性測定とモデル修正のみで終わってしまった． (2)空気ばねを製作し実際に積載荷重の大きさを変化させ振動伝達特性を測定したところ，想定より積載荷重変動の影響が大きかったことから計算モデルを修正する必要が生じた． (3)結果として減衰係数調整機構の詳細設計や並行して進める予定だった制御系の実装が遅延し，調整機構を有する空気ばねの試作機の特性測定には至らなかった． (4)最終的には複数の空気ばねで物体を支持する防振機構を実現する必要があるので，特性のばらつきは非常に小さくする必要があるが，空気を封止するゴムシールの特性を安定させることに手間取ってしまった．
Strategy for Future Research Activity	当初計画に比べ数値計算については実状況をより反映しうる精度の高いモデルを構築することができたものの，調整機構を有する空気ばねの設計，試作，特性測定については十分に進めることが出来なかった．今後はこれまで構築したモデルに基づき調整機構を有する空気ばねを完成させ特性測定を行うことにより，調整機構の妥当性を明らかにするとともに，最適な振動伝達特性をうるための調整手法の有用性を明らかにする．
Causes of Carryover	当初予定よりやや遅れが生じており，平成29年度に実施予定だった内容の一部を平成30年度に実施せざるを得ない状況であるため，次年度使用額が生じている．