ばね指数について理解しよう

「ばね指数」と呼ばれる、ばねの設計に欠かせない指標について解説していきます。

ばねの選定や設計を行う際、この値を理解しておくことで、理想的な性能を実現することが可能になります。

分かりやすくお話ししていきますので、どうぞ最後までお読みください。

ばね指数ってなに？

ばね指数は、ばねの特性や製造のしやすさに直接影響する重要な指標です。

この値は、コイルの平均径と線材の直径の比率を指し、数値で表されます。このばね指数が、ばねの反発力や耐久性、そして加工時の扱いやすさに関係しています。計算式は以下の通りです。

• ばね指数（D/d）＝ コイルの平均径（D） ÷ 線径（d）

「ディーバイディ」とも呼ばれるこの数値は、ばねの図面上でも重要な数値として確認されます。

例えば、ばねが硬くなるか柔らかくなるかも、この数値が大きく影響します。

ばね指数の適切な範囲は？

ばね指数には、ばねの製造過程や利用シーンに応じて、一般的な目安が存在します。

例えば、冷間加工でばねを製作する場合、D/dは4～22の範囲が推奨され、熱間加工なら4～15の範囲が適しています。特に7～13の範囲は、製作がスムーズに進む理想的な数値とされています。

D/dが4未満になると、ばねの硬さが増し、加工も難しくなります。

一方、D/dが22以上になると、ばねの形状が安定しにくくなり、ばねとしての機能が損なわれる可能性があります。

このため、ばねの設計には、ばね指数の範囲内で設定することが推奨されます。

ばね指数が目安を超えるとどうなるの？

もしばね指数が適正な範囲を外れると、製作や使用に様々な影響が生じます。

ばね指数が小さくなると、ばねは硬くなり、負荷がかかりやすくなります。そのため、材料によっては破損しやすくなります。

逆に、ばね指数が大きい場合、柔らかくはなるものの、ばね自体の形状が安定せず、使用中に変形しやすくなります。

小さいばね指数の場合の特徴

• 硬くなりやすく、反発力が強い
• 局部応力が集中し、破損リスクが増す
• 専用の加工設備が必要になることも多い

大きいばね指数の場合の特徴

• 柔らかく、荷重に対して不安定になりやすい
• ばねが絡まりやすくなるため、設計精度が要求される
• 形状にバラツキが出やすく、公差の調整が必要になる

このように、ばね指数はばねの機能と設計の安定性に大きな影響を及ぼします。

まとめ

ばねの設計で重要なことは、ばねの取り付け場所や周囲の条件だけでなく、ばねが持つべき特性に合わせた適切な設計とスペースの確保です。

ばね指数が適正でないばねを無理に使用すると、使い勝手や耐久性が損なわれる可能性が高くなります。

もし、ばね指数が適正範囲を超える特殊なばねが必要な場合でも、当社では製作経験が豊富です。

どんなばねでも柔軟に対応いたしますので、ご相談やお見積りについてもお気軽にお問い合わせください。