ばね
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最も広く使用されている種類のばねである圧縮コイルばね

ばねとは、が加わると変形し、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[1]。広義には、弾性の利用を主な目的とするものの総称ともいえる[2]。ばねの形状や材質は様々で、日用品から車両、電気電子機器、構造物に至るまで、非常に多岐にわたって使用される。

ばねの種類の中ではコイルばねがよく知られ、特に圧縮コイルばねが広く用いられてる。他には、板ばね、渦巻ばね、トーションバー皿ばねなどがある。ばねの材料には金属、特に鉄鋼が広く用いられているが、用途に応じてゴムプラスチックセラミックスといった非金属材料も用いられている。空気を復元力を生み出す材料とする空気ばねなどもある。ばねの荷重とたわみの関係も、荷重とたわみが比例する線形のものから、比例しない非線形のものまで存在する。ばねばかりのように荷重を変形量で示させたり、自動車の懸架装置のように振動衝撃を緩和したり、ぜんまい仕掛けのおもちゃのように弾性エネルギーの貯蔵と放出を行わせたりなど、色々な用途のためにばねが用いられる。

「ばね」は和語の一種だが、平仮名ではわかりにくいときは片仮名でバネとも表記される[3]。現在使用されている漢字表記では発条と書かれる。英語に由来するスプリング(spring)という名称でもよく呼ばれる[4]。語源は諸説あるが、「跳ね」「跳ねる」から転じて「ばね」という語になったとされる。

人類におけるばねの使用の歴史は太古に遡り、原始時代から利用されてきたはばねそのものである。カタパルトクロスボウ機械式時計馬車懸架装置といった様々な機械や器具で利用され、ばねは発展を遂げていった。1678年にはイギリスのロバート・フックが、ばねにおいて非常に重要な物理法則となるフックの法則を発表した。産業革命後には、他の工業と同じくばねも大きな発展を遂げ、理論的な設計手法も確立していった。今日では、ばねの製造は機械化された大量生産が主だが、一方で特殊なばねに対しては手作業による製造も行われる。現在のばねへの要求は多様化し、その実現に高度な技術も求められるようになっている。


目次

1 定義と特性

1.1 復元力

1.2 エネルギーの蓄積と放出

1.3 固有の振動数


2 種類

2.1 基本形状別

2.2 材料別

2.2.1 金属ばね

2.2.2 非金属ばね

2.2.3 磁気ばね


2.3 その他の分類


3 設計と製造

3.1 設計の基礎事項

3.1.1 古典理論式と有限要素法

3.1.2 振動問題

3.1.3 強度


3.2 製造の基礎事項

3.3 工業規格


4 用途例

4.1 日用品

4.2 車両

4.3 電気電子機器

4.4 構造物

4.5 市場割合


5 名称と語源

6 歴史

6.1 原始から古代まで

6.2 中世から近世まで

6.3 近代から現代まで


7 工業以外におけるばね

7.1 生体

7.2 比喩


8 脚注と出典

8.1 注釈


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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