Nov 03, 2025
一般的な圧縮、伸長、ねじりタイプを含む標準つる巻きばねは、基本的に高い幾何学的規則性を特徴としています。円筒形、円錐形、四角形のいずれであっても、その本体は通常、一定のピッチと直径で巻かれた均一断面のワイヤで構成され、安定した予測可能な螺旋コイルを形成します。
異常スプリング (カスタム形状またはワイヤー形成スプリングとも呼ばれます) は、その名前が示すように、この特異な螺旋構造から切り離されます。これには、標準外の複雑な形状の弾性コンポーネントがすべて含まれます。そのジオメトリには次のものが含まれます。
マルチセグメントのジオメトリ: スプリングのさまざまなセクションには、さまざまなコイル直径、ピッチ、さらには個別のコイル方向さえも特徴がある場合があります。
非平面形状: スプリング本体には 3 次元のねじれ、曲がり、回転が組み込まれており、その結果、複雑な空間曲線が生じます。
機能端: アブノミティ スプリングの端は、単純なフックや閉じて接地された端に限定されず、設置や取り付けの要件を満たすために、打ち抜き加工、曲げアーム、特殊なクリップ、または特定の接続形状としてカスタム設計することができます。
この基本的な幾何学的な違いにより、製造プロセスとアプリケーションの柔軟性において 2 つの間の大きな違いが直接確立されます。
標準のコイルばねは比較的単純な荷重パターンで動作し、主に軸方向または接線方向の荷重に耐えます。
圧縮ばねと引張ばね: その主な機能は、ばねの軸に沿って力を蓄えたり解放したりすることです。それらの主な作動応力は、ワイヤ断面のねじりせん断応力です。
トーションスプリング: 回転トルクを蓄積または解放します。それらの主な作動応力は、ワイヤ断面の曲げ応力です。
異常バネの耐荷重特性ははるかに複雑で、多くの場合、多方向モーメントと複合応力状態の結合が関係します。
多次元荷重: 異常スプリングは、圧縮、引張、曲げ、ねじり、さらには衝撃荷重にも同時に耐えることができます。
応力集中: 急な曲げ半径、ワイヤ断面の変化、コーナーの折り目などの形状の急激な変化により、異常バネは応力集中の影響を非常に受けやすくなります。プロフェッショナルな設計では、有限要素解析 (FEA) を利用してこれらの高応力領域を正確に予測および制御し、製品の信頼性を確保する必要があります。
非線形応答: 異常バネのバネ定数 (k) は、より強い非線形特性を示すことが多く、荷重と変位の関係が単純に線形ではないことを意味します。エンジニアはこの非線形性を利用して、特定のダンピング機能やロック機能を実現できます。
標準コイルばねの製造は、自動コイリング機械に大きく依存しています。ワイヤの供給、コイリング、切断、熱処理（応力除去）のプロセスは比較的標準化されています。
ただし、異常バネの製造には、より高度な技術的複雑さと装置の精度が要求されます。
多軸 CNC 成形機: 複雑で異常な構造には、通常、プログラミングと処理を同時に行うために 5 軸以上の CNC ワイヤ成形機が必要です。これらの機械は、ワイヤの送り、曲げ、ねじり、切断などの複数の動作を正確に制御して、3 次元空間で複雑な形状を実現します。
二次加工: 多くの異常バネでは、最初の成形後に、特定の取り付けや接続の機能を作成するために、スタンピング、溶接、研削、微細な曲げなどの追加の二次加工が必要になります。
工具と治具: 異常バネの製造には、成形を支援するためにカスタマイズされた工具や治具が必要になることが多く、初期のエンジニアリング投資と技術的障壁が大幅に増加します。
標準のコイルばねは、単純なペンクリップや玩具から複雑な自動車サスペンションや産業機械に至るまで、非常に幅広い範囲で使用されています。その利点は、費用対効果と多用途性にあります。
異常泉 標準のスプリングでは克服できないスペース、機能、または統合の制約を解決するために特に使用されます。
スペースの最適化: 医療機器、精密エレクトロニクス、航空宇宙など、スペース要件が非常に狭い分野では、異常スプリングを機器内の非標準の輪郭に厳密に追従させ、限られたスペースを最大限に活用できます。
多機能の統合: 異常バネは、多くの場合、弾力性を提供する単なるコンポーネント以上の役割を果たします。位置決め、接続、ロック、誘導などの複数の機能が統合されることがよくあります。これは、電気接点または機械的停止として同時に機能し、「多目的コンポーネント」の設計目標を達成する可能性があります。
重要なカスタムコンポーネント: ハイエンドのカスタマイズされた機械アセンブリでは、異常スプリングが特定の動作軌道や減衰特性を実現するための唯一のオプションであることが多く、機構の全体的な機能にとって重要な精密部品となっています。
その結果、異常ばねはばね製造業界における高付加価値化と深いカスタマイズの方向性を表しており、設計、材料、プロセス、品質管理に関して標準ばねの要件をはるかに超える専門的な要件を課しています。
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