バネの設計について

バネの仕様設計・図面作成からサポートさせていただきます

岩津発条は、このようなお客様の味方です!

・バネの知識はないが、バネを使った製品を作りたい
・設計経験は無いが、失敗したくない(失敗できない)
・製品仕様に合った最適な材質や形状に自信がない
・既存製品のリニューアルだが当時の図面が無くなってしまった

バネの仕様設計・図面作成からサポートさせていただきます

岩津発条は、バネの知識がない方に対しても、お客様の要望を汲み取り、
設計~加工まで一貫してサポートさせていただいております。

【ご安心ください】バネに関して初心者の方へ

バネに関しての知識が0でも構いません!

高校でも物理は苦手でしたといった方でも全く問題ありません。バネに関する基礎知識は一切不要です。どういったことにバネを利用したいかさえお聞かせいただけましたら、岩津発条ではお客様の意図を汲み取り、材質の選定、設計、加工、組み立てや納品までトータルでサポートさせていただきます。加工の特性を熟知している岩津発条に任せていただければ、最も効率の良い方法で加工できるよう設計いたしますので、無駄に費用がかかってしまったという心配もございません!

図面がなくても構いません!

落書きレベルの図面でも
バネが完成しました

図面がないと難しいのでは?と思われるかもしれませんが、図面が全くなかったとしても、また上の写真のようなまるで手書きのラフな図案しか用意することができなかったとしても全く問題ありません。どんな用途で使用するのかなどの情報からお客様の要望を汲み取り加工いたします。バネの加工に必要な情報はこちらで聞き出しつつ設計いたしますので、お客様が体裁を整えて図面を作成する必要はございません。相談しながら一緒にバネを作っていきましょう!

安心のバネの設計・加工実績

岩津発条では今まで数々のバネを設計・加工してきました。自動車関連から雑貨まで、種類で言えば一般的なバネから特殊なバネや線材加工品まで設計から携わり製品化した実績は多数ございますのでご安心ください!

バネのみならず、線材の難加工も得意です!

岩津発条では、お客様のコダワリを実現するための難加工の実績も多くございます。難加工であったとしても、新商品の面白い発想に職人一同毎度楽しみながら試行錯誤しております。ざっくりとした要望だけでも構いませんのでお気軽にご相談ください!

岩津発条のバネ設計技術について

一般的なバネメーカーでは、バネの設計ソフトを利用して設計を行っております。しかし、それでは細かな条件指定ができず、設計の幅を狭めてしまいます。特殊なバネになるほど、「設計・製造できない」と断られる場合が多々あるのではないでしょうか?

岩津発条のバネ設計技術について

岩津発条では、現場で10年以上の製造経験を積んだ者が設計を行いますので、加工を知らなければ気がつかない点にも考慮し、最適な設計・アドバイスをいたします。 また、加工を知っているからこそできる設計もありますので、技術面やコスト面など、設計についてお悩みの方はどんなことでもご相談下さい。

バネ設計でよくあるご相談とワンポイントアドバイス

バネの設計について、皆様からよくいただくご相談をご紹介します。その他にも、これまで多くのご相談にお応えして参りましたので、バネの設計のことならどのようなことでも、お気軽にご相談下さい。 材料の選定からサイズ・形状・加工方法のアドバイスまでいたします。

応力の取り方について

バネ設計ソフトではうまくいかない

市販のバネ設計ソフトなどでは設計に限界があり、希望の荷重を得られない。

ワンポイントアドバイス

一般に、バネ設計ソフトはかなり安全に設計するよう配慮されています。 弊社では長年の経験に基づき、材料の選択から、設計まで柔軟に対応することができますので、ぜひご相談下さい。

バネ設計ソフトではうまくいかない

バネ設計ソフトで設計できなからできない理由ではありません。 長年培った経験と技術力でバネ設計ソフトでは設計できないご相談にも対応が可能です。

スペースと荷重について

限られたスペースで希望の荷重を実現したい

機械・装置のほとんどの設計または製作まで完了しているため、バネの取り付けスペースが限られている。そのスペースを最大に利用しても、希望の荷重が得られない。

ワンポイントアドバイス

取り付けスペースが限られている場合、圧縮バネならば異形線バネや皿バネなどに変更します。 引張バネでより大きな初張力を得ることで対応できる場合には、一般に、熱処理温度を低めにするなどしますが、これはバネの寿命に大きく影響します。 弊社では「脱線巻」という技術で、大きな初張力を得ることができます。さらに熱処理の加減によって、寿命を延ばすことも可能です。

限られたスペースで希望の荷重を実現したい

岩津発条ではお客様のご要望をヒアリングした上で、最適なバネの設計を致します。 これまで、数多くの実績をあげた技術力がある弊社だからこそできる設計があります。

バネの強さについて

荷重は変えずに寿命を延ばしたい

引張バネ本体は最大荷重時の応力に十分耐える設計になっているが、フック部の折損を回避できないので、荷重は変えずに、フック部の寿命を延ばしたい。

ワンポイントアドバイス

引張バネの折損の大半は、フック部を基点として起こります。 逆丸フックの場合、ねじり応力の集中が起こっているので、丸フックに変更します。 丸フックでも、フック立ち上げ部の曲げRが小さいため、曲げ応力の集中が起こっている場合は、フック立ち上げ部の曲げRを大きくします。(ただし、D/dが小さいと、加工が困難になりがちなので注意が必要です。) 上記のような変更でも効果がない場合は、ネジ式や、両絞りで別フック(金具)の挿入を検討します。

荷重は変えずに寿命を延ばしたい

岩津発条は難加工を得意とするため、他社では設計できないとされたバネに関しても設計することができます。 引張バネのフック部の折損回避をはじめとした難加工や最適なバネの設計を致します。

(1)バネの計算式(基本)

(例)圧縮バネの計算式

1.荷重とばね定数・たわみの関係
1.荷重とばね定数・たわみの関係
2.ばね寸法からばね定数を求める
2.ばね寸法からばね定数を求める
3.ねじり応力
3.ねじり応力
4.ねじり修正応力
4.ねじり修正応力
記号 記号の意味 単位
d 線径 mm
D コイル中心径 mm
n 有効巻数  
p 巻きピッチ mm
δ たわみ mm
P 荷重 N
k バネ定数 N/mm
G 横弾性係数 N/mm2
τ0 ねじり応力 N/mm2
τ ねじり修正応力 N/mm2
c ばね指数 c=D/d  
K 応力修正係数  
横弾性係数:G(単位 N/mm2)
材料 Gの値(N/mm2
ピアノ線 78,500
硬鋼線(バネ鋼) 78,500
オイルテンパー線 78,500
ステンレス線 68,500
黄銅線 39,000
洋白線 39,000
りん青銅線 42,000

(2)バネ専門家のアドバイス

バネ専門家のアドバイス

バネの設計事例

初張力の管理が重要となる引張バネ

  • スポーツ用品
  • 限られたスペースで、偏心的なカムの動作に追従でき、ボールの飛距離を一定にする引張バネを製作してほしい。

弊社の提案・対応内容

ボールの飛距離を一定にする=バネの荷重誤差を極力小さくする、ということになります。バネ定数の管理はあまり難しくありませんが、密着巻である引張バネの場合、初張力のコントロールが問題になります。 そのため、バネの寸法管理は当然のことですが、初張力のコントロールには、コイリングの際の巻き方(各コイル間の密着力に影響)、及び、特に熱処理温度の管理が重要になります。材質にSUS304-WPBを採用したのも、この初張力の残存率を考慮したもので、また、バネ鋼・ピアノ線等の場合、防錆処理が必要となり、本体内部に防錆油による汚れの懸念があるためです。

また、当初、一般的なフック形状である丸フックの引張バネを採用しましたが、お客様より本体の貸与を受け、バネをセットしてみたところ、偏心カム・その他の内部機構に干渉することが分かり、側面に丸フックがある引張バネを採用することにしました。お客様は、以前製作していたバネメーカーでは、製作ロットごとに飛距離がばらつき、困っていたとのこと。

上記の様に、初張力の管理が、ボールの飛距離にかなりの影響を及ぼすため、当社では、本件の場合、製作ロットごとの誤差を無くすため、お客様より貸与された本体は、常時当社に保管し、飛距離の計測を検査項目の一つとしています。安定したボールの飛距離で、お客様はもちろん、エンドユーザーの満足度も向上し、非常に喜んでいただけました。

製作した仕様

材質 SUS304-WPB
線径 φ1.2
コイル外径 φ10.2
総巻数 23
自由長 45

納入ロット:1000個

初張力の管理が重要となる引張バネ

側面に丸フックの引張バネ

初張力の管理が重要となる引張バネ

側面に丸フックの引張バネ(フックのアップ画像)

狭いスペースで、たわみ量が多い、且つ重荷重に耐え得る圧縮バネ

  • 機械部品(シリンダー用)
  • 円筒形のバネ挿入スペースが、内径φ23、高さ20.5で、ストロークを8mm以上確保したい。8mm圧縮時の荷重は、40kg以上必要。
狭いスペースで、たわみ量が多い、且つ重荷重に耐え得る圧縮バネ

弊社の提案・対応内容

丸線では、たわみ量確保のためには、密着高さを小さくするため、線径を細くする必要がありますが、その場合、必要な荷重が得られません。また、荷重を得るため線径を太くすると、密着高さが大きくなり、たわみ量が得られません。 まずは、お客様から使用目的や最低限必要な条件のヒアリングを行いました。ヒアリングを行った結果、異形線(平線)圧縮バネの設計で解決をすることがわかり、ご提案いたしました。 しかも本件のスペースは、高さ20.5mm、内径φ23mmいう大変狭い場所だったため、異形線の中でも『平線(平たい板状の材料)』を使用し、たわみ量が多くとれるように設計しました。 この設計は、たとえ設計ができたとしても、加工の難易度が高いため、設計提案するバネメーカーはきっと少ないでしょう。

また、製品寿命を長くするために、出来るだけ加重負担の少ない材料断面の縦横比になるよう設計しました。加工方法は、同業他社では困難な、旋盤による芯金巻きを採用し、且つ、専用の巻き治具を製作し、材料の捻じれ(傾き)を防止し、自由高さ・直角度の精度を管理できる工法としました。 もちろん、既存の自動機での生産は不可能なため、コストアップは回避できませんが、荷重要件の満足、及び、シリンダー本体の歩留まりを考えると、バネのコストアップは十分吸収できると、お客さまには喜んでいただけました。ただ単にお客様がもつ課題を解決するだけではなく、より効果の高い最適な設計提案ができることが岩津発条の強みでもあります。

製作した仕様

材質 SWP-B(SWRS)
線径 [1.9×4.2]
コイル外径 22
総巻数 4.5
自由長 20.2
直角度

納入ロット:500個

狭いスペースで、たわみ量が多い、且つ重荷重に耐え得る圧縮バネ

狭小スペースで大きくたわみ、重荷重にも耐えるよう、異形線の圧縮バネを作りました。

狭いスペースで、たわみ量が多い、且つ重荷重に耐え得る圧縮バネ 狭いスペースで、たわみ量が多い、且つ重荷重に耐え得る圧縮バネ精細な力加減が必要なため、職人の技術の見せどころでもあります。

逸品 難加工事例を見る

バネの設計相談は岩津発条までご相談ください。

バネの設計に関するお悩みは上記に掲載されていた内容に限らずお気軽にご相談ください。岩津発条では直接お客様と話し合い、納得していただくことを一番に考えております。 バネの加工をしているからこそ気づけるポイントなど、密なやりとりが可能です。特にバネの設計ソフトを使用しているお客様から数多くのご依頼をいただいております。 メール・電話、または「同行してほしい」などのご要望にも可能な限りのご対応をいたします。

バネの設計相談は岩津発条までご相談ください。

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岩津発条では難加工のバネ・線材加工品を数多く製作しております。

弊社は、設計だけでなく、加工技術にも自信があります。他社で「できない」と断られた特殊加工のバネや、手加工が必要な難加工のバネは、弊社のバネ職人にお任せ下さい。ご要望に合ったバネを製作いたします。 各種バネで得意とする難加工や製作事例は、下記ページをご覧下さい。

バネ実績紹介

種類別バネの製作事例一覧
用途別バネの製作事例一覧
要望別バネの製作事例一覧
ばね製作記逸品
 
 
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