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「ばね」について
「ばね」について
１．ばねについてーはじめに
「ばね」は、産業用機械や自動車、バイク、自転車、文具、日用品や雑貨まで生活の身近なところでさまざまな用途に使われています。
ばねは、形や大きさも用途によって多くのバリエーションがあります。
２．ばねの語源と表記
ばねの語源には諸説があります。「跳ねる」から転じて訛って「ばね」になったとする説が有力です。
ばねを漢字で書くと、「発条」や「発條」と表記します。「はつじょう」と読みます。
ばねの製造会社には、「〇〇発條製作所」や「〇〇発条工業」などの会社名が多くあります。
弊社の社名は「フセハツ工業」ですが、創業時のもともとの社名は「布施発條工業所」でした。
３．ばねの定義
「ばね」とはどのような部品なのでしょうか。
JISによると「ばね」とは、『たわみを与えたときにエネルギーを蓄積し、それを解除したとき、内部に蓄積されたエネルギーを戻すように設計された機械要素。』と定義されています。
広辞苑で「ばね」を調べると、『鋼などの弾性を利用してひずみエネルギーを蓄えたり、衝撃を緩和したりする機械要素。』となっています。
ウィキペディアによると、「ばね」とは『力が加わると変形して力を取り除くと元に戻るという、物体の弾性という性質を利用する機械要素である。広義には、弾性の利用を主な目的とする総称といえる。』とあります。
これらの「ばね」の定義をみると、次の３つの要素が共通としてあげられます。
①機械要素 ②弾性 ③素材
3.1 ばねと機械要素
ばねは機械要素です。
ばねは単独で使用されるというよりも、機械や道具の一部として他の機械要素と組み合わされ、便利な効果を発揮する部品です。
例外として、ばねが単独として使用される事例として「ばねのおもちゃ」があります。
階段や坂を下りていく「ばねのおもちゃ」です。（下記のＵＲＬの動画を参照）。
ウィキペディアのばねの定義にあった「広義のばね」の事例の一つです。
https://www.youtube.com/shorts/td0sTvqR1o0
3.2 ばねの弾性
ばねは弾性を利用した部品です。
弾性とは、簡単に言うと「伸びたり縮んだりすること」です。
難しくいうと「外力によって生じた変形が除荷すると直ちに失われて元の形状に戻る性質」をいいます。
他の機械要素と大きく違うところは、この「弾性」を利用した機械要素ということです。
＞用語解説「弾性と塑性」
例えば、ねじや歯車などの機械要素部品は精密な寸法に加工すれば合格ですが、ばねの場合には図面の寸法どおりに作っても合格にならない場合があります。
押しばねを指定された高さまで圧縮しても、図面の公差内の荷重にならないことがあります。
製造上は材料の引張強さなどのバラツキや表面処理の影響などで、設計計算どおりにいかないことがあります。
その場合には、ばねの自由高さや巻き数を微調整して指定荷重内に納めます。
寸法の正確さだけでなく、目に見えない「力」を管理する点が、他の機械要素部品と違う点であり、品質管理上の難しさがあります。
3.3 ばねの素材
ばねの素材は金属だけではありません。
最近ではプラスチックを利用した「プラスチック（樹脂）ばね」があります。プラスチックにも弾性があります。
また、「ばねのおもちゃ」の事例では、色画用紙で「ばねのおもちゃ」を作っています。
紙の中にもちゃんと弾性があります。設計次第では、紙の弾性力を利用して、紙の中に力を蓄えさせて放出させ、おもちゃとして動かすことができます。
＞「ばねのおもちゃ」モノづくり体験教室
弾性という性質は、宇宙に存在する全ての物質に大なり小なり存在する性質です。
実は、さまざまな物質が「ばね」になる可能性を秘めているのです。