ばねの図面を製図する際、ばね指数（D/d＝〇〇以下〇〇以上） という設計項目を指定することがあります。今回は、ばね設計におけるばね指数（D/d）について、設計時のポイントや注意点を分かりやすく解説します。

ばね設計におけるばね指数（D/d）とは？

ばね指数（D/d）はどれくらい太い線を、どれくらいの大きさで巻いているかを把握するための指標です。一般的に、ばね指数（D/d）は「4以上22以下」に設定するのが好ましいとされています。
D/dとは、
•D：コイルの平均径
•d：線径
の比率を表したものです。

数値によって応力のかかり方や加工・使用時の安定性が変わってきます。
・D/dが小さい
→コイルがきつくなり、線材にかかる曲げ応力が大きくなりやすい
・D/dが大きい
→バラつきが大きくなり、精度が不安定になる

D/ｄを設定する際の注意点

D/dが4以上22以下 であっても、設計上は計算が成立していても、使用条件では余裕が不足するケースもあります。特に、繰り返し使用されるばねでは、D/dの設定が寿命や信頼性に直結することがあります。

▪D/dが小さい場合
D/dを小さく設定すると、次の点に注意が必要です。
・ばねにかかる応力が高くなりやすい
・疲労寿命が短くなる可能性がある
・熱処理の影響を受けやすい

▪D/dを大きい場合
▪材料使用量が増える
▪量産時にばらつきが出やすい
▪結果としてコストが上がる

設計段階でばね指数を見直すポイント

以下のような場合は、D/dの考え方を一度見直すことをおすすめします。
▫繰り返し動作する機構に使用されるばね
▫過去に折損・ヘタリなどの不具合が発生している場合
一方で、次のような段階では、ばね指数を細かく決めすぎる必要はありません。
▫応力に十分な余裕がある設計
▫最終仕様は加工側と調整する前提の場合

栄光技研株式会社では、ばね設計で迷った場合、設計段階で加工側とすり合わせることで、設計の選択肢が広がるケース も多くあります。ばね指数の設定や「D/dが小さすぎる」「大きすぎる」といったお悩みがありましたら、お問い合わせフォームよりご相談ください。

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