車両搭載電子機器は、エンジンや路面からの継続的な振動、不整地からの突然の衝撃に常にさらされています。これらの負荷は時間の経過とともに、コネクタ、回路基板、および取り付け部品に損傷を与える可能性があります。

車両搭載用防振アイソレータの選定には、機器の重量を合わせる以上の考慮が必要です。エンジニアは、安定性を損なうことなく敏感な電子機器を保護するために、振動周波数、衝撃変位、取り付けジオメトリ、および環境条件を考慮する必要があります。

1. 振動および衝撃条件の特定

車両シャーシに取り付けられた電子エンクロージャは、路面からの振動を受けますが、エンジンや回転部品の近くの機器は、追加の励振周波数に遭遇する可能性があります。

特に重要な3つの条件があります。

継続的な振動: 電子接続部および取り付け構造の疲労を引き起こす可能性があります。

機械的衝撃: 突然の衝撃時に大きな変位を発生させる可能性があります。

多軸荷重: ブレーキ、コーナリング、および不整路での移動中に発生します。

測定された振動スペクトルは、選定の最も信頼できる基礎となります。測定値が入手できない場合は、車両の運転条件と機器の取り付け場所を文書化する必要があります。

2. 荷重の計算と取り付けスペースの確認

4つのアイソレータで均等に支持された32 kgの電子エンクロージャの場合:

アイソレータあたりの静荷重 = 32 ÷ 4 = 8 kg

これは初期推定値にすぎません。重心のオフセット、加速、またはブレーキは、荷重分布を変更する可能性があります。

取り付け設計では、衝撃イベント中のアイソレータの移動に十分なクリアランスを提供する必要があります。

モデルを選定する前に、機器の重量、取り付けポイントのレイアウト、重心、利用可能なスペース、および荷重方向を確認してください。

3. 共振と伝達率の評価

アイソレータは、すべての周波数で振動を低減するわけではありません。励振が取り付けシステムの固有振動数に近づくと、共振が応答を増幅する可能性があります。

単純化された線形システムの場合:

fn = (1 / 2π) × √(k / m)

ここで、fn は固有振動数、k は有効剛性、m は支持質量です。

周波数比は次のとおりです。

r = f / fn

調和的なベース励振下にある従来の線形システムでは、周波数比が約√2より大きい場合にアイソレーションが開始されます。

伝達率 は、取り付けベースから保護された機器に伝達される振動を記述します。

低い剛性は高周波アイソレーションを改善できますが、変位と共振関連の動きを増加させる可能性があります。

ワイヤロープアイソレータは非線形剛性と摩擦減衰を持つため、実際の性能は単純化された方程式にのみ依存するのではなく、モデル固有のデータを使用して評価する必要があります。

4. 衝撃保護と関連規格の評価

継続的な振動に適したマウントでも、突然の路面衝撃時の十分な移動を提供できない場合があります。

たとえば、30 g / 11 msの半正弦波衝撃 は、入力加速度パルスを定義しますが、機器に伝達される加速度を定義するものではありません。

選定には、許容衝撃移動量、取り付けクリアランス、荷重方向、および機器の加速度制限を考慮する必要があります。

2つの規格が有用な試験参照を提供します:

ISO 16750-3:2023: 自動車の電気・電子機器に対する機械的環境負荷および試験。

MIL-STD-810H: 環境試験ガイダンス、振動用の方法514.8および衝撃用の方法516.8を含む。

試験条件は、実際の用途に応じて選択する必要があります。これらの規格を参照しても、特定のアイソレータまたはアセンブリがそれらに認証されていることを意味するものではありません。

5. エンジニアリングパラメータを使用したアイソレータの比較

車両用電子機器の場合、最も有用な比較は、製品の外観ではなく、測定可能な性能に基づいています。

ゴム製マウントは、予測可能な振動と中程度の環境要求を持つ用途に適している場合があります。

ワイヤロープアイソレータ は、非線形剛性と摩擦減衰を提供し、多方向の振動および衝撃保護の選択肢となります。それらの実際の適合性は、選択されたモデルと設置に依存します。

6. 車両搭載電子機器向けHOANソリューション

20年以上の経験を持つ、Xi'an Hoan Microwave Co., Ltd. は、電子機器および産業機器向けの振動および衝撃アイソレーション製品を製造しています。

HOANは、2つの関連するワイヤロープアイソレータファミリーを提供しています:

JGXシリーズ — 電子エンクロージャおよび制御キャビネット

JGXシリーズはステンレス鋼ワイヤロープと金属保持部品を使用しています。その非線形応答は、振動と衝撃の組み合わせにさらされる電子エンクロージャの評価に適しています。

GRシリーズ — コンパクト電子アセンブリ

GRシリーズは、センサー、イメージングモジュール、監視電子機器などの小型機器向けのコンパクトな構成を提供します。

両シリーズとも、適切なモデルは、検証済みの荷重-たわみデータ、取り付け寸法、利用可能な変位、および利用可能な場合は動的応答情報を使用して選択する必要があります。

静的剛性は動的剛性と等しいと仮定すべきではありません。

7. 使用前の設置確認

適切なアイソレータでも、ケーブル、剛性コンジット、または取り付けブラケットが追加の振動経路を作成すると、性能が悪化する可能性があります。

エンクロージャに十分な移動クリアランスがあり、その接続がアイソレータをバイパスしていないことを確認してください。

要求の厳しい用途では、取り付けベースと保護された機器での振動測定を比較し、代表的な条件下での衝撃性能を確認してください。

結論

車両搭載電子機器用の振動アイソレータの選定 には、荷重分布、共振、衝撃移動量、および取り付け条件の慎重な評価が必要です。

HOANのJGXおよびGRワイヤロープアイソレータは、さまざまな電子機器用途の選択肢を提供し、最終的な選定は検証済みのモデルデータに基づきます。

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