三木プーリ - マシーンドスプリング

マシーンドスプリング

マシーンドスプリングは、必要とされるスプリング機能を切削加工によって製作する「完全一体構造超高精度スプリング」です。

１本のばね鋼をコイル状に巻きつける従来からのスプリングと比べて、マシーンドスプリングがスプリング機能を切削で製作する大きな利点は、要求されるスプリング機能を安定させ、形状・寸法も１本のばね鋼から作られるスプリングとは比較にならない自由度と精度で提供可能なことにあります。

スプリングが１本のばね鋼から製作されることを前提に考えもしなかったアイデアをマシーンドスプリングで発想してください。

超高性能スプリングの実現

一般的なスプリングの仕様は、圧縮・引張り・ねじりトルク・コイルばね両端のアタッチメント（取付け・組付け方法）で決定されます。
ばね鋼から製作されるコイルスプリングにおいては、両端を機械加工する際にコイルスプリングの仕様のばらつきが発生します。しかし、マシーンドスプリングは高精度で切削加工されるため、スプリングのばね特性は一次直線で非常に正確です。
マシーンドスプリングは切削加工による完全一体構造製品です。このため内・外径の寸法公差はもちろんのこと、両端面の直角度・平行度・左右穴の同心度および、圧縮・引張り・ねじりばね定数を高精度に製作することが可能です。（外径φ２．５～１００ｍｍ）
切削加工による製作のため、取付け部分のアタッチメントも一体構造とすることができます。アタッチメント部分は、簡単な切り欠き形状からフランジ・ギア・スプラインなど加工可能な形状であればどのような形状でも一体構造で提供できます。このことは、精度の向上のみならず、部品点数の削減が可能となり、管理・組立工数の低減や製品の信頼性向上も図れます。

ばね特性の精度

１本のばね鋼から製作されるコイルスプリングとは異なり、一～三条の螺旋状の切込みを入れることが可能で、この螺旋状の切り込みにより、複雑なばね特性が実現可能です。
一条の螺旋切り込みは最も一般的な構造で、１本のばね鋼から製作されるコイルスプリングと同じように、１つの連続したコイル要素からなっています。この場合でも、寸法的に高精度でアタッチメント部を自由に設計できたり、大きなメリットがありますが、切削加工によるマシーンドスプリングの本領は、二または三条の絡み合う螺旋切り込みにあります。この二または三条の螺旋切り込みが複雑なばね特性を可能にします。
スプリングを力学的に解析すると、直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とそれぞれの回転要素（ＲｏｔＸ、ＲｏｔＹ、ＲｏｔＺ）の６要素の動きがあります。１本のばね鋼から製作されたコイルスプリングでは、動作した時これらの６要素をコントロールすることができません。
二～三条の螺旋切り込みを有するマシーンドスプリングは、これら６要素を複合的かつ自由にコントロールすることができます。

二～三条に螺旋状の切込みを入れたスプリング要素の利点は・・・

（１）	一条のスプリング部分が破損しても、残りのスプリング部分でサポートすることができます。破損直後に使用不能に陥ることを回避できます。（※ ただし、ばね特性は減少するため正常な機能を提供することはできません。）
（２）	一条のコイルスプリングにおいては圧縮・引張のスプリング動作時に反力とモーメントを生じます。二～三条の螺旋切り込みを入れたマシーンドスプリングにおいては、これらの作用をスプリング内部で吸収することにより曲げモーメントが発生しません。このために高精度なスプリング特性を得ることができます。
（３）	二～三条スプリングは、ばね半径に制約されることなく正確な平行度を維持することができます。