ばね自動計算ツール（グッドマン線図付き）

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ばね荷重計算を簡単に行うため、ばねの自動計算ツールを作成しました。入力結果からグッドマン線図の結果まで自動で表示されるようになっています。（現在圧縮コイルばねに対応）

① ばねを選ぶ製品番号をプルダウンから選択。外径・線径・自由長・ばね定数などが自動入力されます。
② 使う長さを入れるセット長と作動時長を入力。荷重と応力が自動で計算されます。
③ 結果を確認する圧縮の状態を色で判定し、グッドマン線図に今回のばねの位置を表示します。

※ 本ツールの計算結果は設計の目安です。実際のばねには寸法・ばね定数のばらつきがあります（カタログ上、ばね定数の許容差は ±10%）。重要な用途では、実機での確認をお願いします。

新田設計

ばね計算は機械設計でよく使うので、自分用としても使いたいのでホームページにアップしておきます！

一部のばねはメーカーカタログからそのまま選択できるようになっています。もちろん手入力も可能です！

圧縮ばね自動計算（グッドマン線図付き）

自動計算ツール

黄色：必ず入力する欄（セット長L1・作動時長L2）グレー：カタログ選択で自動入力される欄（書き換えも可）。セット・作動時は長さ・荷重のどちらかを入力すると、もう一方は自動で入ります。

① ばねの仕様

カタログから選択製品番号（外径 / 線径 / 自由長 / ばね定数）

選ぶと下の仕様・材料条件が自動入力されます。「手入力」のまま自由に数値を入れることもできます。

外径 OD

線径 d

ばね定数 k

N/mm

全たわみ自由長−密着長

自由長 Hf

② 使用条件（セット／作動時）

セット（組付け時・下限） セット長 L1

セット荷重 P1

作動時（上限） 作動時長 L2

作動時荷重 P2

③ 材料条件（SUS304-WPB／引張強さは線径から自動入力）

横弾性係数 G

N/mm²

材料の引張強さ σB

N/mm²

計算結果

中心径 D（= 外径 − 線径）		mm
ばね指数 c（= D / d）		−
修正係数（ワール係数）κ		−
有効巻数 Na（ばね定数から逆算）		巻
密着長（= 自由長 − 全たわみ）		mm
最大荷重（密着時 = k × 全たわみ）		N
カタログ最大荷重（選択時のみ）		N
セット荷重 P1		N
セット応力 τ1		N/mm²
作動時荷重 P2		N
作動時応力 τ2		N/mm²
ストローク（L1 − L2）		mm
全縮（密着）の判定		判定

グッドマン線図

下限応力係数 τ1/σB（X軸）		−
上限応力係数 τ2/σB（Y軸）		−
応力比 R（= P1/P2）		参考
線図の青枠内か（参考）		判定

計算式：D = OD − d ／ c = D/d ／ κ = (4c−1)/(4c−4) + 0.615/c ／ Na = G·d⁴ /(8·k·D³) ／ P = (Hf − L)·k ／ τ = κ·8·P·D /(π·d³)
※ 赤い点が今回のばねの位置です。青枠は線図に描かれた許容範囲の目安で、最終的な耐久性は実機評価・規格でご確認ください。

この計算ツールに使い方について

使い方

1. ばねを選ぶ（または手入力する）

「カタログから選択」のプルダウンで、製品番号（例：12-A234）を選びます。
外径・線径・自由長・ばね定数・全たわみ・横弾性係数G・引張強さσBが、グレーの欄に自動で入ります。
カタログ外のばねを計算する場合は、グレーの欄に直接数値を入力してください（選択は自動で「手入力」に戻ります）。

・引張強さσBは、線径から自動で決まります（SUS304-WPB／φ0.08〜8.0mm、JIS G 4314の区分ごとの下限値を採用。例：φ0.2以下は2150、φ0.23〜0.4は2050、φ1.6〜2.0は1650 N/mm²）。表にない中間の線径は、より太い区分の値を使います。必要に応じて書き換えられます。
・密着長は「自由長 − 全たわみ」、有効巻数は「ばね定数」から逆算した値です。

2. セット長と作動時長を入力する

黄色の2つの欄だけは、ご自身で入力します。

セット長 L1	ばねを組み付けた状態（最初に押されている状態）の長さです。このときの荷重が「セット荷重」、応力が「セット応力」です。
作動時長 L2	動作中に最も縮んだ状態の長さです。このときの荷重が「作動時荷重」、応力が「作動時応力」です。

L1 は L2 より大きい値にしてください（L1 > L2）。
長さの代わりに荷重（P1・P2）を入力することもできます。もう一方は自動で入ります。
プルダウンでばねを選び直しても、入力した長さは変わりません。荷重だけが新しいばねで再計算されます。

3. 圧縮状態の色を見る

セット長・作動時長の下に、「圧縮率（自由長に対して何%縮んでいるか）」と「全たわみの何%を使っているか」が表示されます。色は全たわみの使用率で判定しています。

緑	全たわみの 20〜80%。推奨される使用範囲です。
オレンジ	全たわみの 10〜20%、または 80〜90%。圧縮が小さめ、または全縮に近づいています。
赤	全たわみの 10%未満、または 90%超、密着長以下、自由長以上の長さです。使用範囲を見直してください。

・使用率が20%未満だと荷重が設計値より弱くなりやすく、密着に近いと荷重が急に立ち上がり、計算より高い応力がかかるおそれがあります。
・オレンジと赤の境目（10%・90%）は、本ツールの目安です。

4. 計算結果の見方

セット荷重 P1／作動時荷重 P2	各長さでばねが押し返す力（N）。P = (自由長 − 長さ) × ばね定数
セット応力 τ1／作動時応力 τ2	線材にかかるねじり応力（N/mm²）。修正係数（ワール係数）を考慮して計算しています。
最大荷重	密着するまで縮めたときの荷重（ばね定数 × 全たわみ）。カタログ選択時は、カタログ記載の最大荷重と比べて警告も出ます。
全縮の判定	作動時長が密着長より大きければ「ＯＫ」です。「ＮＧ」の場合は作動時長を大きくするか、ばねを見直してください。