技術情報 （バネ関連の計算いろいろ）
バネ関連の計算いろいろ
バネ設計、計算に使われる記号
| 記号 | 記号の意味 | 単位 | 記号 | 記号の意味 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|
| d | 材料の線径 | mm | G | 横弾性係数 | N/m㎡ |
| D | コイル平均径（コイル中心径） | mm | τo | ねじり応力 | N/m㎡ |
| D1 | コイル内径 | mm | τ | ねじり修正応力 | N/m㎡ |
| D2 | コイル外径 | mm | σ | 曲げ応力 | N/m㎡ |
| Nt | 総巻数 | － | E | 縦弾性係数 | N/m㎡ |
| Na | 有効巻数 | － | M | ねじりモーメント | N・mm |
| L | 自由長 | mm | M | 曲げモーメント | N・mm |
| Hs | 密着高さ | mm | Z | 断面係数 | ｍ㎥ |
| p | ピッチ | mm | k | バネ定数 | N/mm |
| Pi | 初張力 | N | P | 荷重 | N |
| c=D/d | バネ指数 | － | δ | たわみ | mm |
バネ設計に使われる計算式
①コイル平均径＝コイル内径 + 線径 ＝ コイル外径 – 線径
押しバネ（圧縮コイルバネ）、引きバネ（引張コイルバネ）の場合
①バネ定数(N/mm) = (横弾性係数 × 線径の4乗) / (8 × 有効巻数 × 平均径の3乗)
②荷重(N)=バネ定数 × たわみ
③応力(N/m㎡) = (8 × 平均径 × 荷重) / (円周率× 線径の3乗) × 応力修正係数
④応力修正係数= (4 × (平均径 / 線径) -1 ) / (4 × (平均径 / 線径)-4) + (0.615 / (平均径 / 線径))
※バネ定数=たわみ1ｍｍあたりに発生する力
※応力=バネが受けているストレス
トーションスプリング（ねじりコイルバネ）の場合
①腕部分の長さを無視できる場合)
バネ定数(N・mm/rad) = (縦弾性係数 × 線径の4乗) / (64 × 有効巻数×平均径 )
②腕部分の長さを無視できない場合)
バネ定数(N・mm/rad) = (縦弾性係数 × 円周率 × 線径の4乗) /｛ 64 ×( 円周率×有効巻数×平均径 + (a1 + a2 ) / 3) ｝
※a1、a2は腕の長さ
③トルク(N・mm) = 荷重 × a1
④曲げ応力(N/m㎡) = ( 32 × トルク) / ( 円周率× 線径の3乗 ) × 曲げ応力修正係数
⑤曲げ応力修正係数 = (4 × cの2乗 – c – 1 ) / (4 × cの2乗 – 4 × c)
※c：バネ指数 ＝ 平均径 / 線径
