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軽荷重のワイヤー巻き取り機構に接触型ゼンマイばねを採用したい・・・

キーワード
ゼンマイばね
寿命
軽荷重
ワイヤー巻き取り機構
接触型ゼンマイばね
1000万回以上

【ご相談内容】 ゼンマイばね初心者

軽荷重のワイヤー巻き取り機構に接触型ゼンマイばねを採用したいと考えているのですが、まわりの技術者は「ゼンマイばねは切れる」と否定的です。
ゼンマイばねも適切な設計をすれば1000万回以上の寿命が得られるでしょうか。

宜しくお願い致します。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ゼンマイばね初心者さま

ご投稿ありがとうございます!
ゼンマイばねは、使用する材質や形状、固定方法に応じて設計する上でも様々な補正が必要となる場合が
あります!!

寿命計算についても複数のパラメータを考慮して折損しない設計をする必要があります。
接触型となると、板間の摩擦摩耗を考慮した潤滑方法やご使用のトルクに応じた安全設計が大切です!

現在ご検討中のワイヤー巻取り機構について詳しくご教示頂けましたら設計のご提案をさせて頂くことも
可能です。
お問い合わせフォームからでしたら非公開で秘匿情報としてご対応可能ですので、お気軽にご相談くださいませ。

よろしくお願いします!!

【返答】 ばね初心者

コイルばねに曲げモーメントを与えると、ベルヌーイ・オイラーの梁の方程式から回転角度を計算でき、さらに変化後の直径を推定することが出来ます。同様にゼンマイばねの内側の端部を固定したさいに曲げモーメントを与えると、その変化後の直径(中心から外側端部までの距離)を計算することが出来るのでしょうか?

例えばゼンマイばねにおいて、非接触型はアルキメデス螺旋(r=aθ)、接触型は放物螺旋(r=aθ^0.5)でその形状を近似できると思われます。回転角度が変化した後のゼンマイばねは同様の数式で表せるのでしょうか?(例:r=a’θ)

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

ぜんまいばねの場合、内径軸部と外径端部が何らかの方法で固定し、回転動作をさせることに
なりますので、中心から外径端部までの距離は変わらないのが一般的かと思われます。

回転動作に伴い、内径端~外径端におけるゼンマイ部分について、その軌跡を計算することはできる
かもしれませんが、非常に難解です。

よろしくお願いします!!

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