ばね計算機

はじめに

ばね計算機は、圧縮/引張コイルばねと捩りコイルばねのばね定数・最大せん断応力・座屈リスクを一括計算する専門ツールです。JIS B 2704（コイルばね）に準拠した設計計算で、ばね指数 C・Wahl 補正係数・自由長さと座屈限界の関係を設計段階で確認できます。鋼（G=79,300 MPa）・ステンレス（G=69,000 MPa）・ピアノ線（G=81,400 MPa）のプリセット材料を選択するだけで横弾性係数が自動設定され、材料変更時の影響を素早く比較できます。

仕組み

圧縮/引張ばねのばね定数は k = G × d⁴ / (8 × D³ × Na)、捩りばねは k = E × d⁴ / (64 × D × Na) で算出します（d：線径、D：平均コイル径、Na：有効巻数）。最大せん断応力は Wahl 補正係数 Kw = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C を乗じた τ = Kw × 8FD/(πd³) で計算します。座屈リスクは細長比 L/D が Haringx 判定基準（両端ピン支持で L/D > 5.26）を超える場合に警告を表示します。ばね指数 C < 4 は製造困難、C > 12 は絡まりリスクの警告も付随します。

使用シナリオ

• 金型エジェクタピン用圧縮ばねの線径・コイル径・巻数を設定し、必要な押し出し力 50N を発生させるばね定数と最大変位を検証する場合。
• 既存ばねを SUS304 から SUS316 に材料変更した際、横弾性係数変化によるばね定数低下量を計算して設計余裕度を再確認する場合。
• 細長比の大きいばね（L/D > 4）で座屈が発生している問題を解決するため、線径を増やしてコイル径を縮小した代替案のばね定数と応力を比較評価する場合。

よくある質問