ショックアブソーバ計算機

用途

移動体がショックアブソーバに衝突する際の運動エネルギーと、追加外力による仕事を合わせて1回あたりの必要吸収エネルギーを求め、稼働回数を掛けて時間当たりの吸収エネルギーを算出します。平均減速力も併せて計算されるため、カタログのエネルギー定格（1回あたり・時間当たり）と比較してモデルを選定する際に使用します。

入力値

mは移動体質量(kg)、vは衝突直前の速度(m/s)、Fは衝突中も作用し続ける追加外力(N、例：シリンダ推力や傾斜面の重力成分)、sはストローク(mm)、稼働回数は時間当たりの衝突回数(回/hr)です。外力がない場合はF=0とします。

主な式

運動エネルギー Ek=½mv²、外力エネルギー Ef=F·(s/1000)（sはmmをmに換算）。1回吸収エネルギー E1=Ek+Ef、時間当たり Ehr=E1×稼働回数。平均減速力は Fmean=2·E1·1000/s（sはmm）で、一定減速の仮定下で平均力の約2倍となる最大反力水準を保守的に見た値です。kgf換算はNを9.81で割ります。

計算例

m=20kg、v=0.8m/s、外力F=50N、ストロークs=50mm、稼働500回/hrの場合：Ek=½·20·0.8²=6.4J、Ef=50·(50/1000)=2.5J、E1=6.4+2.5=8.9J、Ehr=8.9·500=4450J/hr、Fmean=2·8.9·1000/50=356N（約36kgf）。よって1回8.9J・時間当たり4450J/hr以上のモデルを選定します。外力なしのm=10kg、v=0.5m/s、s=25mm、300回/hrではE1=1.25J、Ehr=375J/hr、Fmean=100Nです。

注意事項

ここでvは衝突直前の実速度である必要があります。等加速で距離Lを進んだ場合、vは平均ではなく最終速度なので注意してください。実際の選定では計算値に安全率（通常1.2～1.5）を見込み、回転体や多関節運動は等価質量に換算します。カタログの最大1回エネルギーだけでなく時間当たりエネルギー定格も必ず満たすこと。片方のみでは発熱・寿命低下の恐れがあります。