重ね板ばね
JIS B 0103:2005「ばね用語」(日本産業標準調査会、経済産業省)
JIS B 2710-1:2020「重ね板ばね-第1部:用語」(日本産業標準調査会、経済産業省)
JIS B 2710-2:2020「重ね板ばね-第2部:設計方法」(日本産業標準調査会、経済産業省)
JIS D 0111:1992「自動車懸架装置用語」(日本産業標準調査会、経済産業省)
日本ばね学会(編)、2008、『ばね』第4版 POD版、丸善出版 ISBN 978-4-621-10513-9
「ばねの歴史」編纂ワーキンググループ(編)、2012、『ばねの歴史』、日本ばね工業会
ばね技術研究会(編)、1998、『ばねの種類と用途例』初版、日刊工業新聞社〈ばね技術シリーズ〉 ISBN 4-526-04232-3
ばね技術研究会(編)、2001、『ばねの設計と製造・信頼性』初版、日刊工業新聞社〈ばね技術シリーズ〉 ISBN 4-526-04705-8
重ね板ばねのばね定数や各リーフの応力分布を求める設計手法として、マルチリーフスプリングの場合は展開法と板端法(ばんたんほう)という2つの手法がある。展開法には手計算可能という長所がある一方で、細かな形状のバリエーションを計算に反映できない短所がある。板端法はその逆で、種々の形状の違いを計算に落とし込める長所がある一方で、計算が複雑となり一般的には電算処理を要する短所がある。そのため、大まかな諸元を決める際は展開法を用い、詳細を決める際は板端法を用いるという使い分けがなされることが多い。
展開法は曲率法とも呼ばれる。展開法では重なり合う各リーフが全面接触しており、各リーフの曲げ曲率半径が全て同一であると仮定する。このような仮定を置くと、各リーフを同一平面上に展開してつなぎ合わせた一枚の幅広い板と、元の重ね板ばねは力学的に等価となる。このような仮定に立って台形の片持ちはりを考える。台形はりの固定端の幅を B とし、自由端の幅を B1 とし、長さを L とし、板厚を t とし、縦弾性係数を E とする。自由端に荷重 P がかかるときの自由端のたわみ u は次のようになる。
u = K T P L 3 3 E I 0 {\displaystyle u=K_{T}{\frac {PL^{3}}{3EI_{0}}}}
重ね板ばね(かさねいたばね)とは板ばねの一種で、板を層状に積み重ねて造られるばねである。リーフスプリング(英: leaf spring)や単に板ばねと呼ばれることもある。板の曲げ変形を利用して、ばね作用する。普通の板厚一定の一枚板だと応力が根元に向かって大きくなるので、応力を均一化させるように、板を積み重ねたり板をテーパー形状にしたりすることで長手方向に沿って断面形状を変化させるのが、重ね板ばねの基本原理といえる。
現在では、主にトラック、バス、商用のバンなどの懸架装置として、重ね板ばねは使われている。20世紀前半ごろまでは鉄道車両の懸架装置でも常用されていた。古くは馬車の懸架装置として利用されてきた。車体を支える用途の重ね板ばねは、特に担いばね(にないばね)とも呼ばれる。
重ね板ばねを構成する板はリーフやばね板と呼ばれ、一般的にばね鋼という鉄鋼材料で出来ている。重ね板ばね、特にマルチリーフスプリングと呼ばれるものでは、隣り合う板同士が摩擦を起こすのが特徴である。これによって振動に対する減衰力が得られるメリットもあるが、きしみ音の発生、動的ばね定数の増加、塗膜剥がれによる腐食などのデメリットにもつながる。板をテーパー形にするものはテーパリーフスプリングと呼ばれ、この種類では板間摩擦が軽減される。その他には、非線形のばね特性を持たせたプログレッシブ重ね板ばねや親子重ね板ばねなどのバリエーションがある。