ねじ・ばね
ガススプリング
ガススプリングとは 密閉されたシリンダー内に高圧ガス （窒素ガス:不燃性） を封入してあり、 このガスの反力をばねとして使用します。このガススプリングは小型でありながら大きな初期荷重で小さなばね定数が得られますので、各種機械をはじめ、家具、...
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定荷重ばね
定荷重ばねとは 一定の曲率で曲げられた長尺の板ばねであり、直線に引き伸ばすときに生じる戻り力（荷重）はストロークにかかわらず一定です。 特長 最大荷重に達した後は、ストロークをいくら伸ばしても荷重は一定です。（ドラムが1/2回転してはじめて...
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オイル式ショックアブソーバ
オイル式ショックアブソーバとは 主にオイルを利用した緩衝器です。他の緩衝材（ゴム、スプリング、エアー等）と比較して小型で、大きな衝突エネルギーをはね返ることなくソフトに繰り返し吸収することができます。オイル式ショックアブソーバの内部構造及び...
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スプリング
引張りばね 荷重P［N］ ＝ 初張力Pi［N］＋（ばね定数k［N/mm］× たわみ量F［mm］） ミスミの 引張りばね（フリー指定タイプを除く）は、同一径に対して最大荷重が一定となるように規格を標準化しています。最大荷重値を基準として製作し...
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ばねの計算（JIS B 2701-1：2018 より抜粋）
ばねの計算式に用いる記号 ばねの設計に用いる基本式 ばねの設計に考慮すべき事項 ばねの設計式に用いる記号 記号の意味 記号 記号の意味 単位 c ばね指数 c=D/d ー D コイル平均径 D=(Di + De)/2 mm De コイル外径...
ひっかかり率、ねじ下穴用ドリルの直径（タップ）
ひっかかり率
ねじの破壊と強度計算（ねじの基礎）
ねじの破壊と強度計算 許容応力以下で使用すれば、問題ありません。ただし安全率を考慮する必要があります ① 軸方向の引張荷重 引張荷重 P t = σ t x A s = πd 2 σt/4 P t ：軸方向の引張荷重［N］ σ b ：ボルト...
ねじの種類/ボルトの適正締付軸力/適正締付トルク（ねじの基礎）
ねじの種類 ねじ山の形状 三角ねじ 通用の締結部品 角ねじ ねじ山に強い力が加る場合に利用 主に動力伝達部分（ジャッキ・万力など） 台形ねじ 正確な運動伝達部分 （旋盤の送りねじなど） おねじとめねじ 規格 記号 例 メートル並目ねじ M ...
ねじの歴史/ねじの役目（ねじの基礎）
ねじの歴史 ねじの発明者は、アルキメデス！？ ねじの発明者に関する正確な記録は、残っていません。 しかし、古代キリシヤ時代の高名な数学者アルキメデス（紀元前287-212年）という説が有力です。 アルキメデスと言えば、金と銀との比重差（もし...
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スプリングの材質
各種用途に用いられるスプリングの種類と材質を紹介します。 スプリング名称 主な材質 一般小物ばね 硬引鋼線、ばね用ピアノ線 一般太物ばね SUP3,SUP4,SUP6 シートスプリング 硬引鋼線 弁ばね ばね用ピアノ線、オイルテンパー線、み...
ばね
ばね（spring）は、プラスチック射出成形金型でも多用される機械部品です。ばねは、弾性体で作られていて、変形した際にエネルギーを蓄積し、開放される時に元の形に戻る作用をします。 プラスチック射出成形金型では、ばねは主に以下の部分に用いられ...
ねじの種類
ねじは、2以上の部品を締結するために用いられる機械部品で、プラスチック射出成形金型にもたくさん用いられています。日本で金型に使用されているねじのほとんどは日本工業標準（JIS規格）のメートル並目（なみめ）ねじです。しかし、さまざまな用途や分...
ねじのゆるみ止め
プラスチック成形金型の部品どうしを締結する方法でもっとも基本的な方法は、六角穴付きボルトでねじ締結する方法です。六角穴付きボルトの先端にはJIS規格のメートルねじが加工されていて、おねじであるボルトが、めねじのらせん穴にねじこまれて締結が行...
スプリングに要求される特性
金型のエジェクタプレートの作動補助やスライドコアの戻し等の機構では、コイルスプリングなどのばねが利用されています。スプリングは、金属等で作られている弾性体で弾性によって力を蓄えておいて、解放されたときに反発力で部品を移動させることができます...
ねじのゆるみと防止策（ねじ-13）
ボルトで2つの部品が締結された状態は、ボルトが伸び被締結部材は圧縮変形を生じており、この状態で引張力と圧縮力がつりあっています。この2つの部品間で締結力がつりあった状態に、外からの衝撃力や振動など何らかの外力が作用すると、ボルトにゆるみが生...
タグ：ねじ・ボルト
ボルト締結体に外力が作用した時（ねじ-12）
ボルト締結体に外力が作用してボルトがゆるんだり、ボルトが破断する場合のモデルについての基礎を解説します。 （1）ボルト締結体に外力が作用した時の力のつりあい a） 【図1】のボルト締結体に外力F'が作用した時のつりあい状態から、次の2つの式...
ボルト/ナットで締結した時の力のつりあい基礎（ねじ-11）
ボルトとナットで2個の部品を締結した状態の力のつりあいで、締結状態の適正さ、締付けのゆるみ、ボルト破断などの判断が可能となります。ここでは基本的な解説をします。 （1）ボルト/ナットで締結した時の力のつりあい （a） ボルトとナットで2個の...
ねじ用材料（ねじ-10）
ねじ用材料には金属と非金属（セラミックス、プラスチックスなど）がありますが、ここでは金属を取り上げます。ねじ用金属材料は下記のように分類できます。 （1）鉄鋼材料系 ・ 鉄鋼材料は組成と熱処理の選択により、安価で広範囲の特質の素材が選べます...
ねじの製造方法（ねじ-9）
転造法によるねじの製作 切削によるねじの製作 ねじの製造は大きく分けて「a）転造方法」と「b）切削方法」の2つがあります。ここでは概要を解説します。 転造法によるねじの製作 ねじ転造法（【図1】）とは、塑性変形によりねじ山を成形させる工法で...
ボルトの締結強度保証の常識（コモンセンス）（ねじ-8）
強度区分が高い鋼製ボルトを選定しても実際の使い方に問題があると、保証されたボルトの強度（引張強さなど）は保証できなくなります。ここでは、ボルトを用いた場合の締結の基本（常識のレベル）を図解します。 （1）ボルトのナットの組合せの場合 ボルト...
タグ：ねじ・ボルト
ステンレス鋼製ボルト/ナットの強度区分（ねじ-7）
（1）ステンレス鋼製ボルトの機械的性質 1. ステンレス鋼製ボルトの機械的性質 ステンレス鋼製ボルトの機械的性質も強度区分の数値で表現しますが、鋼製ボルトの表現法とは異なります。 【表1】は、ステンレス鋼製ボルトの機械的性質の規定（ISO ...
鋼製ボルト/ナットの強度区分（ねじ-6）
（1）鋼製ボルトの機械的性質 （1）鋼製ボルトの機械的性質 ISO並びにJISでは、ボルトの機械的性質を強度区分の数値で表現します。【表1】はISO 898-1:1998の一部です。 【表1】鋼製ボルトの機械的性質（ISO898-1:199...
ねじ山を壊さない前処理（ねじ-5）
ねじ山が壊れるトラブルの代表例として、次のような事例があります。 （1）ねじ山が壊れるトラブルの代表例 タップ側 頻繁にボルトの取り外しを必要とする箇所では、タップ入口部分のねじ山が壊れてボルトが入っていかなくなる。このような場合は、タップ...
タグ：ねじ・ボルト
不合理なダブルナット止めは危険がいっぱい（ねじ-2）
ねじのゆるみ止めのなかで信頼性が高い方法に「ダブルナット法」があります。この方法の採用にも理解しておくべき事柄があります。【図1】、【図2】は、代表的なダブルナット法の原則です。この原則を無視すると、見た目は信頼できそうでも、ダブルナット効...
タグ：ねじ・ボルト
LCA（ローコストオートメーション）設計/製作におけるねじの各種トラブル（ねじ-1）
「ねじ」は機械装置類の製作には絶対に欠かせない、最も普及している機械部品です。したがって、JIS、ISO等の一般規格として形状・サイズ、強度（強度区分）別に標準化されています。しかし、 LCA（ローコストオートメーション） 設計の段階では従...
マイクロプローブ用ばねの先端技術（ばねの設計-13）
ppmオーダーの品質不良の保証の考えが多くの商品で実現されている背景には、生産技術の進歩と併せて、不良品を出荷させないための全数検査の実施によるところが大です。LSIなどは、それ自体に膨大な構成要素の集合体であるため全数検査されます。また携...
マイクロ・ナノ位置決め用平行ばね（ばねの設計-12）
精密位置決めには、（1）アクチュエータ、（2）精密位置決め機構、（3）制御方法の3要素技術が関係してきます。ここでは（2）精密位置決め機構のなかで、ミクロン～ナノの領域で採用される、微小位置決め機構用平行ばねを紹介します。 （1）平行ばねの...
ばね設計の計算式（ばねの設計-11）
LCA（ローコストオートメーション） におけるばねの設計対象は、ほとんどが圧縮コイルばねか引張りコイルばねです。この2種類のばね設計では、以下の項目が検討課題となります。ここではa）、b）、c）について解説します。 a） 使用範囲におけるた...
ばね用材料（ばねの設計-10）
ばねのばね特性は、ばね用材料とその熱処理と成形加工（熱間成形法、冷間成形法）で造りこまれます。 （1）熱間成形と冷間成形 ■熱間成形 ばねの形状に成形した後に、ばねとして必要な強度を得る目的で、焼入れ・焼戻しの処理を行う成形法 ■冷間成形 ...
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ばねの固定方法（ばねの設計-9）
ばねの両端固定法は、ばねの挙動安定性を得るために重要です。圧縮コイルばね、引張りコイルばねともに、ばねの両端部での好ましい固定方法があります。ここでは、両ばねの固定方法とその特徴を解説します。 （1）圧縮コイルばねの固定方法 圧縮コイルばね...
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ばね特性アラカルト（ばねの設計-8）
非線形ばねは、荷重に対するばねの変形量を、敏感にも鈍感にも修正することができるため、アイデアによって面白い活用法が考案できます。ここでは代表的な非線形ばね特性を持つものを紹介します。ここに紹介した各種ばねの設計方法は「ばねの設計と製造・信頼...
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ばねのサージング現象（ばねの設計-7）
サージングとは、コイルばね自体の固有振動のことです。ばねに質量があるため、ばねの固有振動数に近い振動数成分を有する外力が作用すると、サージングと呼ばれるばねの激しい振動現象が現れます。コイルばねがカムにより高速で圧縮・引張りの駆動が与えられ...
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ばねの固有振動特性（ばねの設計-6）
ばね定数（ k ）の、ばねに質量（ M ）のブロックを載せた状態での、ばねの振動特性について解説します。 【図1】のモデルで任意の位置に押し付けていたブロックの保持を開放すると、ブロックはばねのエネルギ蓄積特性により上下方向に振動を続けます...
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ばねに吸収蓄積されるエネルギ（ばねの設計-5）
ばねに吸収蓄積されるエネルギについて解説します。 （a）線形特性のばねの吸収蓄積エネルギ ばねに荷重をかけると、フックの法則に応じたたわみ（変形）が生じます（【図1】）。この状態から素早く荷重を開放すると、ばねは元の状態に振動を伴って戻りま...
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引張りコイルばねにかかる荷重と変形の関係（ばねの設計-4）
引張りコイルばねは、圧縮コイルばねのように、非線形特性を持たせることが出来ません。しかし、初張力を造りこむことができます。 （1）初張力のある引張りコイルばねについて 引張りコイルばねでは、無荷重の状態でもコイル同士が密着する方向の力：初張...
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圧縮コイルばねにかかる荷重と変形の関係（ばねの設計-3）
（1）荷重と変形の関係 ばねにかかる荷重：Pとたわみ（変形量）：δが比例（線形）関係にあるとき、「フックの法則」の関係にあるといいます。このときの比例定数：kを「ばね定数」と呼びます。【図1】に荷重と変形の関係を示します。この図において、傾...
タグ：ばね・スプリング
ばねの種類と特性（ばねの設計-2）
「ばね」の種類を形状で分類すると、次のようになります。 【表1】形状で分類したばねの種類 ばねの種類 （形状で分類） 概説 図番号 a）コイルばね ・ 最も普及しているばね ・ 製作が容易で効率的、安価など ・ 圧縮・引張り・ねじりなどのば...
タグ：ばね・スプリング
ばね（ばねの設計-1）
「ばね」は各種機構に組込まれて、ばねそれぞれの役割を演じていますが、目立つ要素部品というより影の役柄という立場です。しかし、信頼性、高速運動性能、小型軽量化、操作性などとの関係が深く、これからの技術進歩においても重要な LCA（ローコストオ...