ウェーブ スプリングとは何ですか?なぜそれを使用するのですか?

ダン・カーニー | 2021年2月12日

私たちは、Smalley のマーケティング エンジニア Justyna Rapacz に、ウェーブ スプリングの設計と、製品を設計するエンジニアへのその有用性について説明を依頼しました。 私たちは、エッジ ワウンド ウェーブ スプリングの発明者であるスモーリー氏に、このタイプのスプリングの利点についての信頼できる説明を提供してもらいました。

デザインニュース: ウェーブ スプリングとは何ですか?

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ジャスティナ・ラパッチ：ウェーブ スプリングは、独自の「1 回転あたり複数のウェーブ」設計を備えた平角線で作られた圧縮スプリングの一種です。 この革新的な設計により、ウェーブ スプリングは、動作高さの 50% で従来の丸線コイル スプリングと同じバネ力を提供できるのです。

DN: ウェーブ スプリングの主な用途は何ですか?

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ジャスティナ・ラパッチ：小径から大径まで、軽負荷から重負荷まで、炭素鋼から特殊な材料まで、ウェーブ スプリングは数万のアプリケーションにとって信頼できる省スペースのソリューションです。 手首に装着するスマートウォッチなどの日常消費者製品から、ロボット手術器具などの救命医療機器、地表深部から火星の高さまでの油井などの極限環境に至るまで、ウェーブ スプリングには事実上制限がありません。

ウェーブ スプリングの利点を利用する一般的な用途の 1 つは、フロー バルブです。 多くのスプリング システムをバルブに組み込むことができますが、エンジニアは省スペース機能と圧縮範囲の 80% にわたる線形圧縮動作により、ウェーブ スプリングを選択することがよくあります。 これらの独自の機能により、流量と圧力の両方をより正確かつ再現性よく制御できます。

流体圧力が増加すると、クレストツークレスト ウェーブ スプリングがピストンの直線変位を正確に制御します。

DN: ウェーブ スプリングを使用する利点は何ですか?

ジャスティナ・ラパッチ：スペースに制約がある場合でも、より柔軟な設計が必要な場合でも、特定の荷重要件を満たすことを検討している場合でも、ウェーブ スプリングを設計ツール キットに追加すると、新しい設計の可能性が広がります。 ウェーブ スプリングは、通常の圧縮スプリングと同じバネ力を提供しながら、低い動作高さでアセンブリ内のスペースを最適化します。

ウェーブ スプリングの主な利点は次のとおりです。

従来のコイルスプリング (r) とウェーブスプリング (l) の比較。

DN: トレードオフがあるとしたら、それは何ですか? 料金？

ジャスティナ・ラパッチ：ウェーブ スプリングは、スペースに制約がある場合に最適な圧縮スプリングです。 ただし、移動量が大きいアプリケーションや比較的高い負荷要件を伴うアプリケーションには理想的なソリューションではありません。 ウェーブ スプリングは圧縮のみを目的として設計されているため、伸張またはねじりが必要な用途では、代替スプリングを指定する必要があります。

コストの面では、アセンブリ全体を考慮すると、ウェーブ スプリングを使用するとコストを節約できます。 ウェーブ スプリングは、より小さなスペースで同じバネ力を提供することでアセンブリ内のスペースを最適化し、その結果、アセンブリのサイズ、重量、製造時間、および材料コストの全体的な削減につながります。 ウェーブ スプリングはコイル スプリングよりも部品価格が高くなる可能性がありますが、アプリケーションにウェーブ スプリングを設計する際に全体的なコストの削減が見られる場合があります。

DN: 材料の選択はスプリングの性能にどのような影響を与えますか?

ジャスティナ・ラパッチ：最適なスプリング性能を得るには、適切な材料を選択することが重要です。 ばねの材質を選択する際には、使用環境、サイクル寿命、予算など、いくつかの要素を考慮する必要があります。 標準のウェーブ スプリングは炭素鋼と 17-7 ステンレス鋼からお選びいただけます。

スモーリーのマーケティング エンジニア、ジャスティナ・ラパッチ氏。

DN: 将来的にウェーブ スプリングの使用が増えると予想されますか?

ジャスティナ・ラパッチ：私たちの周りの世界がますます小さくなるにつれて、スペースは急速に貴重なものになりつつあります。 ウェーブ スプリングは、現代のコンパクトなテクノロジーの設計要求を満たすために必要な省スペース ソリューションをエンジニアに提供します。

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