まったくの素人で申し訳ございません。
以前、この相談室で『圧縮バネのヘタリとバネ定数との関係について』という質問がありましたが、その答えについてもっと素人でもわかるようにご教示いただけませんでしょうか？
具体的に申しますと、相当の距離を走っている自動車のサスペンションのスプリングを調べたところ、新車時と比較して約１５mm縮んでいるようです（車体から外していない状態で）。
「バネ定数が変わらない」とはこのヘタリが発生してもバネの強さ（バネを圧縮するのに必要な強さ）は変わらないということでしょうか？
そうであれば、スプリングを替えても乗り心地は変わらないと思うので、ダンパーだけ替えてスプリングはそのままにしておこうと思っています。
つまらない質問ですが、どうぞよろしくお願いいたします。
ご質問いただきありがとうございます。
まず、圧縮コイルばねにへたりが発生しても(ばねの自由長が短くなっても)ばね定数に変化はありません。
ばね定数は、ばねに使用されている材質固有の値である横弾性係数、線径(材料の太さ)、
コイル平均径(コイル内径とコイル外径の平均)、有効巻数(巻数)の4つの変数で決まります。
ばねの長さが変化してもこの4つの変数に変化はありませんので、ばね定数は変わりません。
影響があるのは、車高や運転時の乗り心地には影響する可能性があります。
車高については、ばねが短くなった分低くなる可能性があります。
運転時の乗り心地については、バンプタッチや底付きをする可能性があります。
以下に例を示します。
※実際の車や走行状態を想定している条件ではなく、便宜上理解しやすい数値で設定しています。
(新品時のばね仕様)
・ばね定数10kgf/mm
・自由時(無負荷時)のばねの長さが200mm
(荷重条件)
・ばね1本に負荷される車重500kgf
・走行時の最大荷重1000kgf
上記の条件から新品のばねは、各荷重を受けたとき以下のようにばねの長さは変化します。
・(ばね1本に負荷される車重500kgf)÷(ばね定数10kgf/mm)＝(自由時からのたわみ50mm)
(自由時(無負荷時)のばねの長さが200mm)ー(自由時からのたわみ50mm)=(ばね長さ150mm)
・(走行時の最大荷重1000kgf)÷(ばね定数10kgf/mm)＝(自由時からのたわみ100mm)
(自由時(無負荷時)のばねの長さが200mm)ー(自由時からのたわみ100mm)=(ばね長さ100mm)
次に15mmへたって自由時の長さが185mmになったばねが各荷重を受けたとき以下のように
ばねの長さが変化します。
・(ばね1本に負荷される車重500kgf)÷(ばね定数10kgf/mm)＝(自由時からのたわみ50mm)
(自由時(無負荷時)のばねの長さが185mm)ー(自由時からのたわみ50mm)=(ばね長さ135mm)
・(走行時の最大荷重1000kgf)÷(ばね定数10kgf/mm)＝(自由時からのたわみ100mm)
(自由時(無負荷時)のばねの長さが185mm)ー(自由時からのたわみ100mm)=(ばね長さ85mm)
もし、バンプタッチや底付きする時のばね長さの設定が90mmとされていた場合、
新品時には最大荷重が負荷されてもたわみ代に10mmの余裕があります。
15mmへたったばねは、最大荷重を受けると設定されている90mmより短くなるため、
バンプタッチや底付きが発生するということになります。
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