アークスプリング

アークスプリング（別名：ボウスプリング、 湾曲スプリング、円形スプリング、または「バナナ」スプリング）は、もともと内燃機関の駆動トレインのデュアルマスフライホイールで使用するために開発された特殊な形状のコイルスプリングです。「アークスプリング」という用語は、あらかじめ湾曲した、または弧状のらせん圧縮スプリングを表すために使用されます。アーク状のコイル軸を持っています。^[1]

関数

他の技術的なばねと同様に、アークばねは、位置エネルギーの形で機械的仕事を蓄え、このエネルギーを再び放出する能力という基本原理に基づいています。力はばねの端を通して加えられます。このらせん軸とレバーアームに沿ってシステムの中心点に向けられた力を介して、軸の周りにトルクを伝達できます。アークばねのワイヤは主にねじり応力を受けます。^[3]^[4] $M=F\cdot r$ $F$ $r$

サポート

アークスプリングは、トルクを伝達するために適切な支持を必要とする。支持は通常、外側から円弧状のチャネル（スライドシェル）または放射状の支持プレートの形で提供される。これにより、アークスプリングの座屈が防止される。この支持のもう1つの結果は、特性曲線の荷重曲線と除荷曲線の間にヒステリシスが生じることである。これは、放射状支持に対するスプリングの摩擦によって生じ、システム内で減衰を達成するための意図的な効果である。 ^[5]

アークスプリングシステム

圧縮スプリングと同様に、スプリングシステムはアークスプリングにも使用できます。主な設計は直列接続と並列接続です。これにより、単段または多段のスプリング特性を実現できます。利用可能なスペースを最適に使用するために、内側アークスプリングと外側アークスプリングで構成されるシステムがよく使用されます。

さらに、ばね特性は、ワイヤの断面形状、コイルの直径、コイルの数などの他のパラメータによっても影響を受ける可能性があります。特定のパラメータを入力してCADモデルを生成するCADコンフィギュレータは、最適な設計に貢献できます。^[6]

アプリケーション

アークスプリングは、静的および準静的アプリケーションだけでなく、動的アプリケーションにも適しています。例:

動的アプリケーション:
- デュアルマスフライホイール
- トルクコンバータ
- アークスプリングクラッチ
- ベルトテンショナー、プーリーデカップラー

静的および準静的アプリケーション:
- ロボット関節の中心位置復帰
- 外骨格の弾性要素
- テールゲートまたはバックレストのリセット

材料とその標準化

原則として、通常のコイルスプリングに使用されるバネ鋼は、アークスプリングにも使用できます。これらは次のとおりです。

DIN EN 10270-1 特許取得済みの非合金ばね鋼線
DIN EN 10270-2 オイルテンパーばね鋼線
DIN EN 10270-3 ステンレスばね鋼線

重要なパラメータ

参考文献

^ アルバース、アルバート (1994 年 4 月)。「Fortschritte beim ZMS – Geräuschkomfort für moderne Kraftfahrzeuge」。LuKコロキウム。 No. ５．
^ 「Arc springs - Brandgroup - Website」。brand-group.com 。 2021年2月26日閲覧。
^ ウルフ、クレツィン (2015). Metallfedern Grundlagen、Werkstoffe、Berechnung、Gestaltung und Rechnereinsatz。マンフレッド・マイスナー、ハンス＝ユルゲン・ショルヒト（2015年8月3版）。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 120.ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823.
^ シュタインヒルパー、ヴァルデマール;ザウアー、ベルント編。（2012年）。 Konstruktionselemente des Maschinenbaus 1. Springer-Lehrbuch。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 204.土井：10.1007/978-3-642-24301-1。ISBN 978-3-642-24300-4。
^ ウルフ、クレツィン (2015). Metallfedern Grundlagen、Werkstoffe、Berechnung、Gestaltung und Rechnereinsatz。マンフレッド・マイスナー、ハンス＝ユルゲン・ショルヒト（2015年8月3版）。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 10.ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823.
^ “Arc spring - configurator”. 2021年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年4月7日閲覧。
^ 「カップリングとクラッチ > アークスプリング」。2021年12月1日閲覧。

[1] アルバース、アルバート (1994 年 4 月)。「Fortschritte beim ZMS – Geräuschkomfort für moderne Kraftfahrzeuge」。LuKコロキウム。 No. ５．

[2] 「Arc springs - Brandgroup - Website」。brand-group.com 。 2021年2月26日閲覧。

[3] ウルフ、クレツィン (2015). Metallfedern Grundlagen、Werkstoffe、Berechnung、Gestaltung und Rechnereinsatz。マンフレッド・マイスナー、ハンス＝ユルゲン・ショルヒト（2015年8月3版）。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 120.ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823.

[4] シュタインヒルパー、ヴァルデマール;ザウアー、ベルント編。（2012年）。 Konstruktionselemente des Maschinenbaus 1. Springer-Lehrbuch。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 204.土井：10.1007/978-3-642-24301-1。ISBN 978-3-642-24300-4。

[5] ウルフ、クレツィン (2015). Metallfedern Grundlagen、Werkstoffe、Berechnung、Gestaltung und Rechnereinsatz。マンフレッド・マイスナー、ハンス＝ユルゲン・ショルヒト（2015年8月3版）。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。 p. 10.ISBN 978-3-642-39123-1. OCLC 920444823.

[6] “Arc spring - configurator”. 2021年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年4月7日閲覧。

[7] 「カップリングとクラッチ > アークスプリング」。2021年12月1日閲覧。