ばねの疑問・お悩み相談室 お客様から寄せられる“ばねの困った”を解決する
				Q&A掲示板です。誰でも気軽に閲覧&ご質問いただけます。

疑問・お悩み相談室

圧縮コイルバネ単体でのバネ定数とたわみの関係

キーワード
コイルばね
たわみ
ばね定数
ロードセル
グラフ

【ご相談内容】 ばね初心者

圧縮コイルバネ単体での装備力量が100Nでバネ定数を5N/mmだったとします。最大力量は150N。
このバネをアッセンブリし、片側の部品によりバネを押し込んだ際、理論的には、0.2mm押し込んだら101N、0.4mm押し込んだら102Nの力量が伝わる思うのですが、荷重と変位が測定出来る測定機で測定すると、初動の0.4mmくらいまでは急勾配の傾きグラフで以降がバネ定数に近い傾きを示すグラフになります。
実際は、0.2mm押し込みで70N、0.4mmで90Nくらいでした。
ばね両側の部品は金属で芯金もあるので部品のたわみ等による損失は無い考えています。
ロードセルがいきなり装備の100Nから始まるのも理解し難いですが、理論と実際の違いが分かりません。教えてください。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ばね初心者様

ご投稿ありがとうございます。

ばね定数が計算通りにならない要因として「たわみ%」「ロードセルの精度」が考えられます。

・たわみ%
 圧縮コイルバネの日本工業規格JIS B 2704には
 「ばね定数は、全たわみの30~70%にある二つの荷重(力)点における荷重(力)の差及びたわみの差によって定める」 と記載されており、一般的にばね定数が安定するのは、
 たわみ量が全たわみ量(密着時のたわみ量)に対して30~70%の範囲の時とされています。
 上記の範囲を外れると計算値に乗らない場合があります。

・ロードセルの精度
 10分台を正確に測定するには100分台、
 100分台を正確に測定するには1000分台を測定できる精度の測定器が必要です
 (100分台とは0.01~0.09、1000分台とは0.001~0.009を指します)。
 今回の内容的に1000分台まで指定できる測定器であれば問題ありませんが、そうでなければ100分台までの保証はできない可能性があります。

よろしくお願いします。

【返答】 ばね初心者

ばねの自由高さの10%をひずませた位置に、荷重100キロを載せて荷物が止まったところが、仮に、
高さの80%だとします。荷物を20キロ減らせば最初の10%ひずみの位置の高さになりますか。
おたずねします。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

ご投稿ありがとうございます!
圧縮コイルばねを自由時から密着タワミの10%のポイントで取り付けたとします。

そこに100キロの荷物を載せます。
するとコイルばねは密着タワミの80%までタワミました。
そこから荷物を20キロ減らすと(100キロ-20キロ=80キロ)となります。

したがって、ばねには80キロの荷物が載った状態ですので、ばねのタワミ量も
取付時とは異なり、密着タワミの80%から若干戻った位置となります。

最初の取り付けた状態(密着タワミの10%)の位置に戻す為には、やはり100キロの荷物を
おろす必要があります。

よろしくお願いします!

【返答】 ばね初心者

ばね定数を元のものより半分にした場合、同じ縮め長さでは弾性力が半分になるので、その分、ばねは圧縮されない側なのでへたりにくいと考えて良いのでしょうか?
教えて頂きたく。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

ばね定数を1/2にした場合、タワミ量が同じであれば、反発力も弱くなりばねの負荷が低減されるので
ヘタリにくくなります。

ばね定数の計算式はこちらからもご確認いただけます!

よろしくお願いします!

返答するコメントを入力


<a href="" title="" rel="" target=""> <blockquote cite=""> <code> <pre> <em> <strong> <del datetime=""> <ul> <ol start=""> <li> <img src="" border="" alt="" height="" width="">




※ご質問と回答は一般公開されますので特定される内容には十分お気をつけください。

  • ばねの設計依頼 お問い合わせ窓口