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記号の意味

ばねの設計に用いる記号及び単位を表1に、縦弾性係数Eの値を表2に、
皿ばねの形状及び各部の記号を図1に示します。

表1. 計算に用いる記号及び単位

記号 単位 記号の意味
D 皿ばねの外径 mm
d 皿ばねの内径 mm
t 皿ばねの厚さ mm
H0 皿ばねの自由高さ mm
h0 皿ばねの全たわみ量(H0-t) mm
E 材料の縦弾性係数
(E=2.06×105
N/mm2
v 材料のポアソン比(0.3)
P 皿ばねに負荷される荷重 N
δ 皿ばね単体のたわみ量 mm
σI 位置Iの応力 N/mm2
σII 位置IIの応力 N/mm2
σIII 位置IIIの応力 N/mm2
σIV 位置IVの応力 N/mm2
PG ばねを組み合わせた時の荷重 N
δG ばねを組み合わせた時のたわみ量 mm
n 並列に重ねた枚数
m 直列に組み合わせた組数
L0 ばねを組み合わせた時の自由高さ mm
R 角部の面取り半径 mm

表2. 縦弾性係数:E(N/m㎡)

材料 Eの値
ばね鋼鋼材

206×103
ステンレス鋼

SUS302

SUS304

SUS631

186×103

 

196×103

なお、角部IIの面取り量は、角部I及びIIIのR以上となります。

計算に用いる係数

荷重の計算

荷重Pは角部のR面取りを考慮した補正項 をいれ、次によります。

応力の計算

図2に示す位置I,II,III及びIVの各角部の応力を計算する。正の場合には、引張り応力であり、負の場合には、圧縮応力である。

最大応力の角部発生位置

疲労寿命を検討する場合には、角部に発生する応力の内、最大応力が発生する位置で繰返し特性を検討します。皿ばねの最大応力発生位置は、外内径の比や全たわみ量と厚さの比によって異なってきます。そこで、これらの関係から最大引張り応力の発生位置を図2に示すので、これを参考に検討します。

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