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疑問・お悩み相談室

ねじりと圧縮のコイルばねについて

キーワード
ねじりばね
ストローク

【ご相談内容】 YOKO

はじめまして
バネの設計でなやんでるうちにたどり着きました。
現在、検討しているバネは軸方向に±5mm動きながら
ねじりも加わるバネを検討しています。

ねじりバネ特性は50Nm/°ぐらいで考えているのですが
こういったものが成立するのかわかりません。
当然ながら、設計計算もできないため
前に進まない状態で困っています。
こんなものができるのか?

できるのであれば設計計算の方法を教えてください。
どうか、よろしくお願いします。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ねじりばねですね。
基本的には、ねじりバネの計算で構わないと考えます。

ばねの圧縮方向のストローク(±5mm)が少ない為、
コイル部に十分なピッチをあけておけば問題ないと思われます。

ねじりばねの計算につきましては、ねじり角度・スペース等の条件を教えていただければ
別途検討させていただきます。お気軽にお問合せ下さい!
また、計算式についての資料を添付させて頂きますので、ご参考になれば幸いです。
YOKO様、今後ともよろしくおねがいしまーす!

【返答】 ばね初心者

初めまして。
ばねには、圧縮や引張、ねじりなど種類があり、
ばね定数も異なると思います。
圧縮ばねのばね定数を、ねじりばねで再現することは
可能なのでしょうか?

計算式等があれば教えて頂きたいと思います。
よろしくお願いします。

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!

圧縮コイルばねのばね定数をねじりコイルばねで再現するとの
ことですが、圧縮コイルとねじりでは荷重の種類が異なります。
圧縮コイルばねは、垂直荷重に対して、ねじりコイルばねはトルク(モーメント)となります。

【圧縮コイルばね】
ばね定数=××N/mm
評価応力=ねじりせん断応力
荷重=××N

【ねじりコイルばね】
ばね定数=××N・mm/deg ( rad)
評価応力=曲げ応力
トルク=××N・mm

よろしくお願いします!!

【返答】 ばね初心者

対応する荷重が違う旨の回答が既に投稿されておりますが、
同じ向き、同じ大きさの力に対応するためのバネ定数を
圧縮コイルバネからねじりコイルバネに換算する方法は無いという事でしょうか?

ご教示いただければ幸いです。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

ご質問ありがとうございます。
圧縮コイルばねからねじりコイルばねにばね定数を換算ということについて、
各ばねのばね定数の単位は異なりますので換算はできませんが、
圧縮コイルばねの荷重をねじりコイルばねへのトルクに変換することはできます。

例えば、ラック&ピニオンのようなものを使用して、圧縮コイルばねでラックを直線移動させ、
ピニオンの回転運動をねじりコイルばねで受けるような機構にすれば、間接的ですが
荷重をトルクには変換できます。
また、ひもをローラーで巻き取るような機構で、ローラーの回転運動をねじりコイルばね受け、
ローラーに巻かれたひもを引張コイルばねで引張る、または圧縮コイルばねで押すような
機構でも荷重をトルクには変換できます。

ただし、機構を使用することでの摩擦力の影響は無視して考えた場合となります。

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