エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2005年09月16日

カテゴリ : 自動化要素技術

第225回 ばねの設計−4:引張りコイルばねにかかる荷重と変形の関係

 引張りコイルばねは、圧縮コイルばねのように、非線形特性を持たせることが出来ません。しかし、初張力を造りこむことができます。

(1)初張力のある引張りコイルばねについて

引張りコイルばねでは、無荷重の状態でもコイル同士が密着する方向の力:初張力をもたせることができる。
この初張力は、密着状態に成形するときに、コイル同士が密着する方向に作用する素線のねじれを生じさせて得られる。
冷間成形で密着巻き加工によりばねを成形する場合は、多少なりとも初張力がついてしまうが、初張力を積極的に形成させたばねを初張力をもつばねという。
初張力を持たないばねと持つばねの荷重—たわみ特性は次のようになる。(【図1】)
【図1】の引張りばねの荷重-たわみの関係式は【式A】で表され、初張力をもつ引張りばねの荷重-たわみの関係式は【式B】で表される。
【式A】
 荷重P(N)= ばね定数 k(N/mm) x たわみ量 δ(mm)

【式B】
 荷重P(N)= 初張力Pi(N)+ ばね定数 k(N/mm)x たわみ量 δ(mm)
初張力Piは、次式で算出される。

図1

図1

(2)初張力を持つばねの長所・短所

 初張力を持つばねの主な長所・短所は次表となる。

長所短所
無荷重状態でのばねの不安定性が抑えられる。
ばねの小形化(荷重が大きくばね定数は低い)設計が可能。
指定長さにおいて、荷重バラツキが大きくなる恐れがある。
低温焼きなましでコイリング時のひずみ取りを行う必要がある場合でも、十分な焼きなまし処理ができない。

(3)引張りコイルばねの各種形状

 引張りコイルばねの形状は、ばね特性面で非線形性を持たないこともあり、円筒形と両絞り形の2種類がほとんどです。この2種類の外形形状に、色々な両端部のフック形状を持つものがあります。

■一体式両端フック形状

 半丸フック、丸フック、逆丸フック、側面丸フック、角フック、Uフック、Vフック、他

■別体式フック形状

 絞り丸フック、栓形、板形

 次回は、引張りコイルばねの各種フックの形状とその特徴について解説します。

このサイトは、株式会社ミスミが運営・管理しています。

当サイト上のコンテンツの著作権は株式会社ミスミに帰属します。
無断利用・転載を発見した場合は、法的措置を取らせていただくことがあります。

ミスミのeカタログ

メカニカル部品 | ねじ・ボルト・座金・ナット | 工業用素材 | 配線部品 | 制御部品・PC部品
切削工具 | 生産加工用品 | 梱包・物流保管用品 | 安全保護・環境衛生・オフィス用品 | 研究開発・クリーンルーム用品
プレス金型部品 | プラ型用部品

ご利用にあたって  会社概要

ページトップに戻る