ばねの分類と種類(2)材料による分類 　その3「非金属ばね 前編」

ばねの分類と種類について

ばねは多種多様な種類があり、大きさもさまざまです。

ばねの分類としては、大別すると下記のようなものがあります。

(1)ばねの形状による分類
(2)ばねの材料による分類
(3)ばねの製造方法による分類
(4)ばねの特性による分類
(5)ばねの用途による分類

＞ばねの製品紹介

ばねの材料による分類について

ばねの主な分類のうち、「(2)ばねの材料による分類」には、主として次のようなばねの種類があります。

1.金属ばね―鋼材のばね
2.金属ばね－非鋼材のばね
3.非金属ばね

ここでは、「(2)ばねの材料による分類」の「3.非金属ばね」について説明します。

＞(1)ばねの形状による分類　その1線ばね
＞(2)ばねの材料による分類　その1鋼材ばね
＞(2)ばねの材料による分類　その2非鋼材ばね

非金属のばねについて

ばねは金属以外の材料でも、伸びて縮むならばねの材料として使用できます。

非金属ばねとしては、木材ばね、樹脂ばね、繊維強化材ばね、セラミックばね、気体ばね、液体ばね、磁気ばね等があります。

ここでは、非金属ばねのうち、前編として木材ばね、樹脂ばね、繊維強化材ばねについて説明します。

セラミックばね、気体ばね、液体ばね、磁気ばねについては、後編で説明します。

木材のばねについて

木材の弾性力（ばね性）を利用したばねです。弓矢や罠など、古くから木材のばね性を利用した道具が作られてきました。

古代のお箸は竹のばね性を利用したトング状のものが使用されていました。

樹脂のばねについて

樹脂ばねは、プラスチックばね、ゴムばね、熱可塑性エラストマーばねに分類されます。

プラスチックばね

プラスチックは硬い材料です。ほとんどのプラスチックは熱可塑性（熱を加えると溶ける）の材料です。

プラスチックばねは、強度は弱いですが、成形しやすいという利点があります。

ゴムばね

ゴムは柔らかい材料です。ゴムはエラストマーの中の熱硬化性（熱を加えると硬くなる）の材料をいいます。

ゴムばねは、強度はありますが、成形がしにくい欠点があります。複雑な形状には不向きといえます。

熱可塑性エラストマーばね

熱可塑性エラストマーばねは、柔らかい材料です。熱を加えると溶ける材料です。

プラスチックばねとゴムばねの中間の性質を持ったばねです。ほどほどの強度と成形のしやすさがあります。

繊維強化材のばねについて

繊維強化材のばねとしては、GFRPばね、CFRPばね、グラファイトばね等があります。

GFRPばね

GFRPとは、ガラス繊維強化プラスチックです。Glass Fiber Reinforced Plasticsの略です。

重量が鉄の4分の1の軽さと軽量なのが特徴です。高強度で耐食性にも優れています。成形がしやすく、複雑な形状にも対応できます。

繊維強化材の中で最も普及しており、他の繊維強化材に比べて安価な材料です。

ばね材料として使用されることが増えてきました。

CFRPばね

CFRPとは、炭素繊維強化プラスチックです。Carbon Fiber Reinforced Plasticsの略です。

GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）と比較すると、強度が約２倍あります。また、GFRPよりもさらに軽い材料です。

さまざまな優れた特徴のある材料ですが、コストが高い点がデメリットです。

グラファイトばね

ブラファイトとは、炭素だけで構成される物質です。

極めて大きな弾性力（ばね性）を持っており、金属に匹敵する材料として注目されています。

金属ばねでは使用できないような高温や腐食環境にも対応できる材料です。

ただし、まだ研究段階といえ、工業用ばねとして使用できる段階には至っていません。

＞(1)ばねの形状による分類　その1　線ばね
＞(2)ばねの材料による分類　その1　鋼材ばね
＞(2)ばねの材料による分類　その2　非鋼材ばね

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