円筒状のコイルばねが最も一般的だが、円錐状や樽形に巻いたものなど様々な種類がある。軽荷重用の小型のものから重荷重用の大型のものまで、大きさも幅広い。
コイル状にする素線自体には、主にねじりモーメントが加わり、素線がねじり変形を起こすことで、ばねが全体として伸び縮みする。ばねが変形するときの単位体積当たりの弾性エネルギーは他のばね部品と比較して大きく、エネルギー吸収効率が高い。そのため、取り付けに必要な空間は比較的小さいという長所もある。
基本形状と各部位の名称.
標準的な圧縮コイルばねは、素線と呼ばれる棒状あるいは線状の材料を螺旋状に等間隔で巻くことで作られる。圧縮コイルばねの各部位は以下のような名称で呼ばれている。
また、以下のような寸法比も設計上の目安となる。
種類.
圧縮コイルばねの種類は多岐に渡る。以下にそれらの分類を示す。これらの種類の組み合わせも存在するので、可能性のある種類は膨大な数となる。しかし、全ての組み合わせが可能なわけでなく、設計的あるいは製造的に不可能な組み合わせもある。
素線断面形状による分類.
素線の断面形状はいくつかの種類があり、それによって次のように分類される。
荷重特性による分類.
ばねの荷重とたわみの関係のことを荷重特性と呼ぶ。荷重特性は、荷重とたわみの関係が直線でばね定数一定の線形と、それ以外の関係である非線形に分けられる。荷重特性によって圧縮コイルばねは大まかに以下のように分けられる。
全体形状による分類.
コイルばねの全体的な形状で分類する場合は、以下のように分類がある。
特性.
ばね定数.
円形断面・等ピッチの一般的な円筒コイルばねのばね定数は、次の簡略式で計算できる。
となる。
発生応力.
座屈.
使用例.
標準的な円筒形コイルばね以外の例としては、自動車でサスペンション全体の小型化のために樽形コイルばねが用いられることもある。二輪車のサスペンションでは、不等ピッチコイルばねが使用されている。また、ばね定数の非線形性を利用しているというよりは、形状による安定性を利用するために、つづみ形コイルばねがソファーやベッドに使用されることもある。
外部リンク.
長谷川為治
経歴.
アダチ宣伝社
概要.
野球チャイニーズタイペイ代表
奉先寺大仏
鳥ヶ峰吉五郎
経歴.
主な成績.
場所別成績.