設計者のためのバネ・線材曲げ加工設計ポイント

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難加工を知り尽くした経験値が、適切な設計における考慮のヒントになればと考えております

製品要求が厳しくなる「小型・薄型・軽量化」の流れにおいて、設計ご提案の事例が増えてきました。

  • 小型
  • 薄型
  • 軽量化

年々、新しい製品に求められる機能は高度化していますが、中でもできるだけ「小さく」「薄く」「軽く」を求められることは多いと思います。決められたスペースの中でどうやって必要な機能を実現するかが設計者に求められるわけですが、スペースが限られてていて必要な機能は変わらない、むしろ増えている…となると、どうしてもバネの形状を複雑にせざるを得ないことってありますよね。

試作において後回しになりがちなバネや線材部品ですが、
早めにご相談いただくことで思わぬトラブルを防げる可能性が大きくなります。

お早めにご相談ください

順調に試作が進むと思いきや、シンプルな設計と思っていたバネで予想外に費用がかかってしまったり、加工できませんなんて言われた経験をお持ちの方もいらっしゃるのではないでしょうか。
早めにご相談いただくことで、できるだけ簡単な加工で機能を満たせるバネの形状のご提案ができる場合があります。図面がなくてもご相談に乗るのは大歓迎ですので、ぜひお問い合わせいただければと思います。こちらのページでは一部ではありますが、事前に考慮した方が良いポイントなどもご紹介していますのでそちらもぜひ参考にしてください!

バネの試作でつまずくあれこれ Q&A

計算上出来そうなはずなのに、どうして「作れない」と判断されるのでしょうか?

前提としまして、まずどうやっても「物理的に不可能」な場合は当然ながら対応できないとしまして、たとえば理論上実現可能であったとしても耐久性に無理があったり、明らかにコストが合わない(同類製品の市場単価が1000円だとして、バネの加工に2000円かかる、等)とわかる際は前もってお断りさせていただく場合が多いです。
ただし誤解のないようにお伝えしておきますと、決して最初から「作れない」とさじを投げるようなことはいたしません。 たとえご提示の仕様そのままが現実的でないとしても、別角度からのアプローチで何か他に実現方法が見つかる可能性がありますので、ご相談のうえ別の設計をご提示させていただき解決する事案も多くございます。

そこまで費用がかかると思っていなかったです。もう少し安くできないでしょうか・・・

コストが高くなる理由として、材料が特殊である、難加工である、という場合もありますが、意外と用途を考えると本来必要のない部分で余計な加工工程が発生してしまっている、というケースが多く見られます。
弊社ではそういった部分の見直しからコストダウンのご提案をさせていただくことも多いですが、他にも、バネを調整するよりも他部品を調整したほうが全体的に低コストになったりする可能性もありますので、他部品の仕様が固まる前にぜひご相談いただけますと幸いです。

まだ正式な図面がない段階から相談しても問題ないでしょうか。

もちろんです。ラフ案でも図面があると話が早いのは当然ですが、図面がなくても用途や目的さえ教えていただければ、一緒に最適な設計を考えさせていただきます。相談にご費用はいただきません。バネに関する知識がなくても構いません。
より良い製品を、できるだけ低コストでスムーズに世の中に生み出したいという目的はお客様も私たちも同じだと思いますのでぜひ協力して取り組んでいければと思います。

ちなみにどういった事例がありますか?

上述内容と重複する部分もありますが、例えば、バネ単体ではなくバネが取り付けられる部品の形状も併せて調整することで、ばねの耐久性が高く、かつ全体的なコストを抑えることができた事例や、試作だけを考えると気付きにくいような量産時の懸念点を洗い出し、事前に量産時の公差管理コストを最適化した仕様に変更する事例など、多数ございます。 例として、以下にいくつか記載させていいただきます。

失敗しないためのバネ屋の知見例

バネだけで調節しようとすると思わぬコスト増?!
小さなバネで大きな荷重を得るには高コストの材料費と加工費が必要なことも

失敗しないためのバネ屋の知見例

バネは伸び縮みするので融通が利くと思われやすいですが、省スペースで高荷重を得ようとすると、異形線にならざるを得ず、その結果、材料の調達にコストが高くつくことが多いのに加え、加工段階でも自動機での加工が難しくなったり(=手作業になる=コストがかかる)、断面の形状によっては手加工でも力の加減などが難しい線材もあるため、思わぬコスト増に繋がることがあります。

量産時の加工コストが見えると、仕様変更したほうがよいと気付くケースも
部品の意図・用途から全体像が見えれば、無駄なコストは徹底的に削れます

失敗しないためのバネ屋の知見例

こちらはお客様から相談をいただいた際には、左右対称に2つのパーツに分かれており、その分使用する線材の量自体は少なくシンプルな設計だったのですが、相談の結果、より安定性が高く、組立てコストや部材管理コストにメリットのあるこちらの形状を提案させていただきました。量産時のコストを考慮することで一見複雑な形状でもコストを抑えた生産が可能な場合があります。

【コストダウン例】フック部分のおすすめ形状!
ケースバイケースで本来かかる必要のないコストが発生する可能性を防ぎます

弊社の経験上、加工をご依頼いただく図面において固定部となるフック部分は、固定具(ビスなど)を取り付ける部品を確実に安定させることを優先し、「丸型」に設計されているケースが多くあります。しかし実は、「丸型」はひずみをとるなどの処理が必要なため、最も加工に手間がかかります。(手間がかかるということは一番コストがかかるということです)使用する状況によっては「丸型(ひずみ処理なし)」「U字型」や「ティアドロップ型」でも問題がない場合もあるのでぜひ検討してみてはいかがでしょうか?

【コストダウン例】フック部分のおすすめ形状

【リスク回避の設計例】曲げ内Rは、(材質にもよりますが)線径の1/2以上。
理論上出来なくはないものの、耐久性やコスト面からやめておいた方がよい形状もあります。

曲げ内Rは線径の1/2以上程度にするのが一般的ですが、スペースの都合上、曲げ内Rを1/2未満にすることはできるか、というお問い合わせをいただくことも多いですが、やはり耐久性が低くなってしまう上、加工も難しくなるのであまりおすすめはしないです。逆にRが大きすぎても今度は熱処理後の径の管理が大変なので、適切な範囲で設計していくことをおすすめします。どう考えてもそれが難しい場合は形状を変更したりなど他の方法もあるかもしれません。行き詰った際にはぜひご相談ください!

リスク回避の設計例

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。

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