号数	ばね論文集３４（１９８９）
ページ数	pp. 8−1７
種類	論文
論文名	任意非定常励振を受ける軸方向に形状任意の異形断面線コイルばねの設計法
Title	Design Method for Coil Springs of Arbitrary Shape with Arbitrary Wire Cross Section under General Transient Excitations
著者	長屋 幸助
Author	Kousuke NAGAYA
抄録	任意の時間関数で与えられる変位加振を一端に受ける形状が任意でかつ任意の異形断面線コイルばねの非定常応力を求める解析式を提案した。解析ではまず三次元空間曲りはりの釣合方程式の厳密解を求めて格間マトリックスを作成し、さらに格点マトリックスを作成して、伝達マトリックス法、フーリエ展開法、ラプラス変換法の組合せにより、変位、角変位、合力および合モーメントを求めた。ついで著者が前報で与えた応力解析式を引用して任意形状でかつ任意の異形断面線ばね素線の横断面に作用する垂直応力およびせん断応力を与える式を誘導した。具体例として、卵形断面線より成る円筒コイルばねをとりあげ数値計算を行った。その結果、卵形断面線ばねはアスペクト比を適当に選択すると、従来の丸線ばねに比べ密着長の減少、重量の軽減の両方が期待でき、機械部品の小型化に貢献することが明らかとなった。
Abstract	This paper discusses dynamic stresses in coil springs of arbitrary shape with arbitrary coil cross section subjected to general transient displacement with consideration of end effects. An analytical method for finding normal and shear stresses in the coil by using the transfer matrix, the Laplace transform, the Fourier expansion and the Fourier expansion collocation methods based on the three dimensional theory of elasticity for curved rods has been presented. For the circular wire cross section, the stress varies along the boundary of the cross section and has a maximum value at an interior point of the coil. This paper proposes the more effective coil springs having an oval wire cross section. Both the principal normal and shear stresses along the surface of the proposed coil subjected to a transient excitation have been calculated. It is clarified that the coils with the oval wire section of an appropriate aspect ratio have various advantages as compared with the circular cross section ones.
著者の所属	群馬大学工学部
Belonging	Faculty of Engineering, Gunma  University
Key Words