定荷重ばねとは

ほとんどのタイプのスプリングでは、スプリングが圧縮されてからリラックスするときにかかる力は、伸びた距離に比例します。 通常のバネとは異なり、定荷重バネはこの規則に従いません。 定力スプリングの物理的設計の結果、反動する力は一定のままです。 したがって、一定力のスプリングは、一貫した反発力が重要な多くのアプリケーションで役立ちます。

通常のばねの挙動は、フックの法則として知られる数学的な方程式で説明できます。 この法則は、反跳方向の反跳ばねの力は、平衡からのばねの変位の距離、言い換えれば、それが伸びた距離に、数学定数であるばね率を掛けたものに等しいと述べています。 スプリングは、伸びた方向とは反対の方向に反動します。 多くの弾性材料はこのように動作するため、フックの法則は物理学の分野で広く応用されています。

フックの法則は、反動の力が可動域全体で一定のままであるため、定力ばねには適用されません。 これは、薄いコイル状のスチールリボンで構成される独自の物理設計によって実現されます。 一定力のスプリングは、完全に巻き上げられると弛緩状態になり、部分的または完全に広げられると力がかかります。 解放されると、バネは引き伸ばされたリボンをタイトなロールに引き戻すことにより反動します。 反動力は主にコイル状ロールに最も近い部分から生じるため、一定の力が維持されます。

定荷重バネの一般的な用途は、家庭用および建設で使用されるテープ対策に見られます。 典型的な巻尺機構は、プラスチックケース内の内側ドラムに巻き付けられた薄い金属リボンで構成されています。 測定テープを引き出してロックすると、バネに力が加えられます。 ロックが解除されると、リボンは自動的にプラスチックケースに戻ります。 この収縮は、定荷重スプリングとして機能するロールの反動作用により達成されます。

自動引き込みを特徴とする他の多くのデバイスも、一定力のバネを利用しています。 例としては、自動車のシートベルト、窓のカウンターバランス、シートリクライニング、ステープルガンなどがあります。 これらのすべてのアプリケーションで、力を生成するデバイスは一貫しており、小さなスペース内で動作しながら毎回同じように動作する必要があります。 定荷重スプリングはこれらの両方の条件を満たします。これらは一定の力を発揮し、しっかりと巻いて、適度なサイズの領域に長いリボンをはめ込むことができるからです。