医療用バネ・スプリングのVA・VE事例

Ⅱ.医療用バネ・スプリングの品質向上事例

■ バネ・スプリングの不等ピッチ採用による共振対策

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< 高回転域での伸縮や外部からの加振を受ける箇所での共振 >

バネ・スプリングの固有振動数と加振源の周波数が重なることで、共振が起こる場合がありました。これによってサージングが発生し、バネ・スプリングの素線同士が衝突し、必要以上に負荷を受けることで、異音発生、バネ・スプリングの早期折損・破損が起こっていました。

エンジンやモーターなどの高回転域や外部からの加振を受ける場合は、バネ・スプリングの固有振動数と加振域の周波数が重なることで共振を起こす場合があります。これによりサージングが発生し、異音、早期折損などのトラブルが起こってしまいます。バネ・スプリングの線径や巻数を変えるなど、固有振動数をずらす対策を試行錯誤しながら行っていました。

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< 等ピッチから不等ピッチへ変更 >

等ピッチのバネ・スプリングから不等ピッチのバネ・スプリングへ変更することによって、バネ・スプリングの固有振動数をずらすことができます。これによって、固有振動数が加振源の周波数から外れ、共振を回避することができます。

バネ・スプリングの固有振動数と加振源の周波数が重なり共振を起こす場合は、等ピッチのバネではなく、不等ピッチのバネ・スプリングを採用することでバネ・スプリングの固有振動数を変えることができ、共振の回避が可能となります。これにより、相手物を変更せずにバネの仕様変更で問題を解決することができました。

共振によるサージングなどのトラブルが起こった場合、従来はバネ・スプリングの線径や巻数を変更することで剛性を調整し、固有振動数を変えていましたが、2次モード・3次モードでの共振現象は防げない事がありました。不等ピッチの採用により複数の共振域をバネ・スプリングが持つことで上記を解決できる場合があります。

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