ショックアブソーバー – メーカーとサプライヤーを検索

ショックアブソーバーは、車両、機械、装置、および土木構造物における衝撃、振動、および不要な動きを軽減します。

ショックアブソーバーは、運動エネルギーの一部を熱に変換し、移動する質量が制御された方法で減速されるよう、あるいは振動がより速やかに収まるよう確保します。
ばねとは異なり、ショックアブソーバーは、吸収したエネルギーを後で放出するために主に蓄積するものではありません。その機能は、運動エネルギーを可能な限り制御された方法で散逸させることにあります。そのため、ばねとショックアブソーバーはしばしば組み合わせて使用されます。ばねが荷重を吸収して動きを許容する一方で、ショックアブソーバーはその後の振動を抑制します。
ショックアブソーバーは、道路車両や鉄道車両、オートバイ、自転車、農業機械や建設機械、生産設備、ロボット、コンベアシステム、エレベーター、クレーン、建築構造物など、幅広い用途で使用されています。

以下では、ショックアブソーバーの動作原理、設計、適用分野、利点、限界、および選定における最も重要な基準について概説します。

ショックアブソーバーの仕組み

ショックアブソーバーは、動きに抗する力を発生させます。これにより、運動している質量の速度を低下させたり、振動を抑制したりします。吸収された機械的エネルギーは主に熱に変換され、ハウジングや使用される減衰媒体を介して周囲に放散されます。
油圧式ショックアブソーバーでは、油が充填されたシリンダー内でピストンが動きます。油はバルブ、オリフィス、またはその他の流路断面を通って押し出されます。その結果生じる流動抵抗が、減衰力を発生させます。
減衰特性は、動きの方向ごとに異なる設定が可能です：

• 圧縮段階は、ショックアブソーバーが圧縮されたときに作用します。
• リバウンド段階は、ショックアブソーバーが伸長したときに作用します。

自動車用ショックアブソーバーでは、圧縮減衰と伸張減衰が、車両の重量、シャーシ設計、サスペンション、および求められるハンドリング特性に合わせて個別に調整されます。一方、産業用ショックアブソーバーでは、多くの場合、移動する質量をスムーズかつ衝撃なく停止させることに主眼が置かれます。
設計によっては、減衰力は速度、ストローク、バルブの位置、オイルの粘度、温度などの要因によって決まります。最新のバルブシステムにより、漸進的、漸減的、あるいはほぼ線形の特性曲線を実現できます。これにより、ショックアブソーバーは、微小な動きと高速の衝撃とで異なる応答を示すようになります。

ショックアブソーバーの設計と主要構成部品

具体的な構造は、動作原理や用途によって異なります。油圧式テレスコピックショックアブソーバーは、通常以下の構成要素から成ります：

• 耐圧ハウジングまたはシリンダー、
• 可動ピストン、
• ピストンロッド、
• 油圧減衰液、
• バルブおよびオリフィス、
• ガイドおよび軸受要素、
• シールおよびワイパー、
• 油の変位を補償するための補償室、
• 締結部品、
• および、該当する場合は、戻りばねまたはガス室。

シールは、減衰液の漏れ出しや汚染物質の侵入を防ぐ役割を果たします。ガイドは、ピストンとピストンロッドが所定の方向に動くように保持します。横方向の力は、ガイド、シール、およびピストンロッドに大きな負荷をかける可能性があるため、可能な限り避ける必要があります。
多くの油圧式ショックアブソーバーでは、ガスクッションが体積変化を補償し、作動油を加圧する役割を果たします。これにより、発泡やキャビテーションのリスクが低減されます。いわゆるガス加圧式ショックアブソーバーであっても、実際の減衰は主に作動油の流れを絞ることによって実現されています。

ショックアブソーバーの種類とバリエーション

ショックアブソーバーは、その動作原理、設計、制御性、および適用分野に応じて分類することができます。これらの特性は重複する場合があるため、1つのショックアブソーバーが同時に複数のグループに属することもあります。

油圧式ショックアブソーバー

油圧式ショックアブソーバーは、油またはその他の作動油を減衰媒体として使用します。作動油は、精密に定義されたオリフィスやバルブを通過させられ、その際に運動エネルギーが熱に変換されます。これにより、コンパクトな空間内で大量のエネルギーを散逸させることができます。
加圧ガス式ショックアブソーバーには、加圧されたガス室も備わっています。これにより、体積変化が補償され、急激な動きの際のオイルの泡立ちが抑制されます。その結果生じる伸張力は、システム設計の際に考慮する必要があります。
油圧式ショックアブソーバーは、車両、機械、生産・搬送システム、および安全装置などに使用されています。

シングルチューブ式ショックアブソーバー

モノチューブ式ショックアブソーバーは、単一の作動シリンダーを備えています。
通常、油室とガス室は仕切りピストンによって分離されています。
シリンダーの表面積が大きく、車両や周囲の環境からの気流に直接さらされるため、放熱が容易です。
この設計は、一貫した減衰性能、正確な応答性、および耐熱性が強く求められる車両で頻繁に使用されています。

ツインチューブ式ショックアブソーバー

ツインチューブ式ショックアブソーバーは、内側の作動シリンダーと外側の補償室で構成されています。
ピストンロッドが後退する際に押し出されたオイルは、底部バルブを介して補償室に流れ込みます。
この設計により、多くの場合、取り付け長さを短くし、コスト効率の高い製造が可能になります。
そのため、ツインチューブ式ショックアブソーバーは、乗用車、商用車、その他多くの用途で広く使用されています。

テレスコピック式ショックアブソーバー

テレスコピック式ショックアブソーバーは、直線的なストローク運動を行います。
ピストンロッドとシリンダーは、互いに内側で動き合います。
このコンパクトで汎用性の高い設計は、自動車のサスペンション、機械、および産業用のストローク限界用途で使用されています。

レバー式ショックアブソーバー

レバー式ショックアブソーバーでは、外部からのピボット運動がレバーとシャフトを介して内部のピストンまたはベーンに伝達されます。
これらは主に旧式の車両設計で使用されていましたが、現在では主に特殊用途や歴史的な用途で見られます。

レバー式ショックアブソーバーレバー式ショックアブソーバーでは、外部からの回動がレバーとシャフトを介して内部のピストンまたはベーンに伝達されます。

空気式ショックアブソーバーは、空気またはその他のガスを作動媒体として使用します。
減衰は、ガスの流れを制御して絞り込むことで実現されます。
圧縮空気はエネルギーを蓄積し、リバウンドを引き起こす可能性があるため、純粋な空気式減衰システムはそれに応じて設計する必要があります。
空気式シリンダーでは、多くの場合、終端位置で排気が絞られます。これにより、ピストンが機械的なストッパーに到達する前に減速されます。

油圧・空気式ショックアブソーバー

ハイドロニューマチック式は、制御された減衰のための流体と、ばねまたは補償要素としての圧縮性ガスを組み合わせた設計となっています。
これにより、高いエネルギー密度とプログレッシブな力特性を実現します。
用途の例としては、自動車のサスペンション、農業機械や建設機械のシャーシ、航空機の着陸装置、および高負荷がかかる土木構造物などが挙げられます。

摩擦式ショックアブソーバー

摩擦式ショックアブソーバーは、互いに押し付けられた表面間の機械的摩擦によって運動エネルギーを散逸させます。
構造は単純で、液体減衰媒体を必要としません。
しかし、減衰力は、摩耗、表面状態、接触力、および温度の影響をより強く受けます。
摩擦式ダンパーは、とりわけ、振動を受ける特殊車両、機械、構造物などに使用されます。

エラストマー、ゴム、およびプラスチック製ショックアブソーバー

これらのショックアブソーバーは、弾性または粘弾性材料の変形によってエネルギーを吸収します。
使用される材料には、ゴム、ポリウレタン、エンジニアリングエラストマー、特殊プラスチックなどがあります。
これらはコンパクトで、費用対効果が高く、多くの場合、メンテナンスフリーです。同時に、通常はスプリングバック効果があります。減衰特性と耐用年数は、材料、温度、変形度、荷重の頻度、および経年劣化に大きく依存します。

粘弾性ショックアブソーバー

粘弾性ダンパーは、弾性変形と内部摩擦を組み合わせています。
幅広い周波数範囲にわたって衝撃や振動を低減することができます。
これらは、機械、電子機器の筐体、建築物、橋梁、および精密な技術機器などで使用されています。

磁気レオロジー式ショックアブソーバー

磁気レオロジー式ショックアブソーバーには、磁場によって流動特性が変化する流体が封入されています。
電子制御システムにより、現在の動作条件に合わせて減衰力を迅速に調整することができます。
この技術は、主に適応型車両サスペンションや、特殊機械、振動制御システムなどに使用されています。

パッシブ式ショックアブソーバー

パッシブショックアブソーバーは、固定または機械的に調整可能な特性曲線を持っています。
外部電源を必要とせず、堅牢で信頼性が高く、組み込みも比較的容易です。

パッシブショックアブソーバーパッシブショックアブソーバーは、固定または機械的に調整可能な特性曲線を備えています。外部電源を必要とせず、堅牢で信頼性が高く、組み込みも比較的

調整可能なショックアブソーバーでは、圧縮段階、伸張段階、あるいは両方の減衰方向を調整することができます。
調整は、機械的、油圧的、あるいは交換可能な絞り要素を介して行うことができます。
産業用途では、この調整により、さまざまな質量や速度に対応することができます。自動車では、快適性、ハンドリング、積載能力を最適化するために使用できます。

アダプティブおよびセミアクティブショックアブソーバー

アダプティブまたはセミアクティブショックアブソーバーは、作動中に減衰力を調整します。センサーが、動き、加速度、荷重、走行状況などの要因を検知します。制御システムがバルブや減衰液の挙動を調整します。
セミアクティブシステムは減衰力を調整しますが、フルアクティブシステムとは異なり、通常、サスペンションに追加の運動エネルギーを供給することはありません。

産業用ショックアブソーバー

産業用ショックアブソーバーは、機械や自動化システムにおいて、移動する質量の減速を制御します。
代表的な用途には、リニアユニット、ロボット、工作機械、ガントリー、コンベアシステム、包装機械、ハンドリングシステムなどがあります。
自動調整型、調整可能型、固定設計型のバリエーションがあります。定期的に繰り返される動きについては、1ストロークあたりのエネルギーと1時間あたりの総発熱量の両方を考慮する必要があります。

小型ショックアブソーバー

ミニチュアショックアブソーバーは、小さな可動質量や限られた設置スペース向けに設計されています。
これらは、とりわけ、精密機械装置、小型グリッパー、電子機器、医療技術、およびコンパクトな自動化システムなどで使用されています。

ヘビーデューティー用ショックアブソーバー

ヘビーデューティー用ショックアブソーバーは、特に大きなエネルギーを吸収します。
これらは、例えば、クレーン、橋梁、水門、製鉄所、マテリアルハンドリングシステム、港湾施設、および大型機械などで使用されています。
長いストロークと堅牢なハウジングにより、重い物体の減速を比較的緩やかに抑えることができます。

ヘビーデューティー用ショックアブソーバーヘビーデューティー用ショックアブソーバーは、特に大きなエネルギーを吸収します。

安全用ショックアブソーバーは、主に、故障、緊急停止、または終端位置への意図しないオーバーシュートが発生した場合に保護機能を発揮するように設計されています。
周期的に作動する産業用ショックアブソーバーとは異なり、安全用ショックアブソーバーは、頻度は低いが特に高エネルギーの負荷に耐えるよう設計されていることがよくあります。

ストローク終端および衝撃用ショックアブソーバー

ストローク終了時用ショックアブソーバーは、可動する機械部品が固定されたストッパーに到達する前にその速度を落とします。
これらには、油圧バッファー、ストローク終端ダンパー、および直線運動または回転運動用のショックアブソーバーが含まれます。
ショックアブソーバーが許容ストロークを超えて負荷を受けるのを防ぐために、別途の固定ストッパーが必要になる場合があります。

車両用ショックアブソーバー

自動車用ショックアブソーバーは、乗用車、商用車、バス、オートバイ、自転車、鉄道車両、農業機械、建設機械、その他の移動体用途で使用されています。
これらは、サスペンション付質量および非サスペンション付質量の振動を吸収し、乗り心地、走行安定性、および車輪と路面との確実な接触に貢献します。

特殊用途のショックアブソーバー

非常に高い温度や低い温度、腐食性環境、重度の汚染、水中用途、クリーンルーム、食品生産、爆発の恐れのある場所、あるいは特に高いサイクル率など、さまざまな用途に合わせて特別な設計の製品もご用意しています。
これには、ステンレス鋼、特殊コーティング、耐熱シール、特殊作動油、ワイパーブレード、保護ベローズ、および用途別の認証が必要になる場合があります。

ショックアブソーバーの用途

道路車両

ショックアブソーバーは、車体、車軸、および車輪の振動を抑制します。
ショックアブソーバーは、乗り心地、ステアリングの反応、制動安定性、コーナリング性能、およびトラクションに影響を与えます。
その設計は、車両、軸重、サスペンション、および使用目的に正確に適合している必要があります。

オートバイおよび自転車

オートバイや自転車では、ショックアブソーバーは多くの場合、スプリングと組み合わされてコンパクトなユニットを形成しています。
プリロード、リバウンド減衰、圧縮減衰の調整機能により、ライダーの体重、積載量、ライディングスタイル、路面状況に合わせて調整することができます。

商用車、農業機械、建設機械

車両重量が重く、積載量が変動し、路面も不均一であるため、耐荷重能力、シール性、および放熱性に対して特別な要件が課されます。
ここでは、シャーシ、キャブ、シート、車軸、アタッチメント、および機械の可動部にショックアブソーバーが使用されています。

鉄道車両

鉄道車両では、ショックアブソーバーが垂直、横方向、および回転方向の動きを抑制します。
設置場所に応じて、一次ダンパー、二次ダンパー、横方向ダンパー、垂直方向ダンパー、ヨーダンパーなどが使用されます。

機械・プラント工学

機械分野では、ショックアブソーバーは衝撃力、騒音、および材料へのストレスを低減します。
これにより、サイクルタイムの短縮が可能になり、可動部品が制御不能に機械的ストッパーに衝突するのを防ぐことができます。

機械・プラントエンジニアリング機械分野では、ショックアブソーバーは衝撃力、騒音、および材料への応力を低減します。これにより、サイクルタイムの短縮が可能

ショックアブソーバーは、軸、グリッパー、スライド、ワークピースキャリア、およびハンドリングユニットの減速を行います。
スムーズな減速により、機械部品、ワークピース、およびセンサーを保護します。

コンベヤ、保管、および包装技術

コンベヤシステム、保管・搬出機、仕分けシステム、および包装機において、ショックアブソーバーは、移動中の荷重を緩和し、搬送ポイントや終端位置での力を制限します。

構造物およびインフラ

粘性、粘弾性、または油圧式ダンパーは、風、交通、振動によって引き起こされる建物、橋梁、その他の構造物の動きを抑制することができます。

航空宇宙

油圧式ショックアブソーバーや特殊なエネルギー吸収装置は、着陸装置、座席、フラップ、安全システムなど、さまざまな用途で使用されています。
ここでは、重量、信頼性、および過酷な環境条件下での定義された性能特性が特に重要となります。

ショックアブソーバーの利点

• 制御された減速：移動する質量は、所定の距離にわたって減速されます。
• ピーク力の低減：機械、車両、部品、および積載物にかかる負荷が軽減されます。
• 振動の低減：望ましくない残留振動がより早く収まります。
• 操作の安全性向上：機械的なストッパーや安全上重要な部品にかかる負荷が軽減されます。
• 耐用年数の延長：ベアリング、ガイド、フレーム、および締結部品にかかる負荷が軽減されます。
• 騒音の低減：激しい衝撃や、衝撃によって生じる構造伝搬騒音を低減できます。
• プロセス品質の向上：ワークピースやデリケートな製品をより穏やかに移動させることができます。
• 走行安定性の向上：車両用ショックアブソーバーは、車輪と路面との接触を維持するのに役立ちます。
• 調整可能な減衰力：さまざまな設計や特性曲線により、用途に合わせて精密に調整が可能です。

ショックアブソーバーの限界

• 1 ストロークあたりおよび単位時間あたりのエネルギー吸収量には限界があります。サイクルレートが高すぎると、ショックアブソーバーが過熱する可能性があります。
• 設計が不適切だと、急激な減速、ボトムアウト、リバウンド、または不十分な減衰が生じる可能性があります。
• 油圧式ショックアブソーバーは、シールの摩耗により漏れが生じる可能性があります。
• オイルの粘度やシール材は、高温や低温の影響を受けます。
• 横方向の力や斜めの流れにより、ピストンロッド、ガイド、およびシールが損傷する可能性があります。
• エラストマーやプラスチックは、温度、媒体との接触、紫外線、経年劣化により、その特性が変化する場合があります。
• 調整可能および電子制御式のシステムは、統合や調整により多くの労力を必要とします。
• ショックアブソーバーは、必要な機械式エンドストップや、より高レベルの保護装置に代わるものではありません。

ショックアブソーバーの主な購入基準

減衰の目的と用途

まず、単発の衝撃を吸収するのか、規則的に動く質量を減速させるのか、あるいは連続的な振動を低減させるのかを決定する必要があります。同様に重要なのは、通常の動作、ストローク終了時の周期的な減衰、およびまれに発生する緊急事態を区別することです。

質量と速度

移動または減速させる質量とその最大衝撃速度によって、吸収すべき運動エネルギーの大部分が決まります。回転システムの場合は、慣性モーメント、回転速度、およびギア比を考慮する必要があります。

追加の駆動力

モーター、空圧シリンダーや油圧シリンダー、重力、ばねなどは、減速中も移動する質量に力を加え続ける可能性があります。この追加の駆動エネルギーは、運動エネルギーに加算する必要があります。

1ストロークあたりおよび1時間あたりのエネルギー

周期的な用途においては、次の2つの値が重要となる：

• 1回の減衰サイクルあたりに吸収される最大エネルギー、
• 1時間あたりの総エネルギーまたは熱負荷。

ショックアブソーバーは、単一の衝撃に対しては十分な定格を有していても、サイクルレートが高い場合には熱的過負荷に陥る可能性があります。

ストロークと許容減速率

減衰ストロークが長いほど、通常、同じエネルギー量に対して減速率とピーク荷重は低くなります。したがって、利用可能な設置スペースと、機械、車両、被加工物、または人に対する許容荷重とのバランスを考慮する必要があります。

減衰特性曲線

必要な力-変位または力-速度特性曲線は、用途によって異なります。線形、漸進、漸減、固定、自動調整、または調整可能な減衰のどれが必要かを決定する必要があります。
車両においては、圧縮段階と伸張段階を、サスペンション、車軸の設計、車両重量、および希望するチューニングに合わせて調整する必要があります。

設置スペースと取り付け

設置長さ、ストローク、外径、取り付けポイント、および移動方向を考慮する必要があります。ボルト、アイボルト、クレビス、ねじ、その他の接続部は、既存の取り付けポイントに適合している必要があります。
力の伝達は、可能な限り軸方向に行う必要があります。角度のずれが避けられない場合は、適切な球面ベアリングやインパクトヘッドが必要になる場合があります。

環境条件

温度、湿度、粉塵、汚れ、飛沫、洗浄剤、化学物質、および腐食は、材料やシールの選定に影響を与えます。屋外での使用や過酷な環境では、ステンレス鋼、コーティング、保護ベローズ、または特殊なワイパーブレードが必要になる場合があります。

制御および監視

負荷や速度が変動する場合は、調整可能、適応型、または電子制御式のショックアブソーバーの使用が推奨される場合があります。監視対象のシステムでは、位置、温度、ストローク速度、または摩耗状態を測定するためのセンサーが必要になる場合があります。

安全性およびリミットストップ

安全性が極めて重要な用途では、故障による影響を事前に把握することが不可欠です。安全係数、冗長ダンパー、機械式エンドストップ、および定期点検が必要となる場合があります。
いかなる状況においても、ショックアブソーバーを許容ストロークを超えて負荷をかけてはなりません。多くの産業用途では、終端位置を制限するために適切な固定ストッパーを使用する必要があります。

試験、規格、および品質要件

用途が多岐にわたるため、すべてのショックアブソーバーを網羅する単一の規格は存在しません。それぞれの車両、機械、産業、および使用国の要件が決定的な要素となります。
メーカーは、減衰特性曲線、エネルギー吸収量、使用温度範囲、耐用年数、および許容荷重に関する信頼性の高いデータを提供する必要があります。用途によっては、耐久試験、漏れ試験、腐食試験、温度試験、力-速度測定、および文書化されたトレーサビリティが求められる場合があります。

メンテナンス、交換部品、およびライフサイクルコスト

経済性評価を行う際には、購入価格に加え、取り付け、調整、点検、潜在的なオーバーホール、交換部品、およびダウンタイムコストなどの要因を考慮する必要があります。
交換可能なシール、修理キットの入手可能性、および長期的な製品の供給安定性は、メンテナンスが可能な産業用ショックアブソーバーにとって有利な要素となります。車両の場合、ショックアブソーバーは車軸ごとに点検し、車両または部品メーカーの仕様に従って交換する必要があります。

まとめ

ショックアブソーバーは、運動エネルギーを制御された方法で散逸させ、衝撃、振動、およびピーク荷重を低減します。車両においては乗り心地と走行安定性に寄与し、機械、システム、および技術構造物においては、構成部品、被加工物、および人を保護します。
油圧式、空圧式、油空圧式、機械式、エラストマー式、および粘弾性式の動作原理により、幅広い用途への適応が可能である。さらに、パッシブ型、調整可能型、適応型といった設計に加え、車両、産業プラント、安全用途、および過酷な環境条件向けの特殊なショックアブソーバーも存在する。
信頼性の高い動作を確保するためには、ショックアブソーバーを質量、速度、エネルギー、ストローク、サイクルレート、減衰特性、設置構成、および環境条件に慎重に適合させる必要があります。周期的な産業用途では、ストロークあたりのエネルギーに加え、1時間あたりの総熱負荷も考慮する必要があります。

ショックアブソーバーは、さまざまなメーカーやサプライヤーから購入できます。世界中のショックアブソーバーのメーカーやサプライヤーに関する包括的な情報は、Exportpagesでご覧いただけます。