号数	ばね論文集 64 号（ 2019 年）
ページ数	pp.57-70
種類	論文
論文名	非接触形渦巻きばねの数値解析
Title	The Numerical Analysis of the non-contact type Spiral Springs
著者	松本拓朗1)，四十木拓朗1)，水口直秀1)，飯田和正1)
Author	Takuro MATSUMOTO1), Takuro AIKI1), Naohide MIZUKUCHI1), Kazumasa IIDA1)
抄録	非接触型渦巻ばねの解析において，限定的な境界条件下でのアルキメデス螺旋はりの挙動に関していくつか報告されている．本報では，ばね形状や境界条件に制約を設けず，任意の境界条件に対応可能な理論を導入する．代表的なばね形状であるアルキメデス螺旋はりや対数螺旋はりの挙動に関し，曲げモーメントやたわみ角等を含むさまざまな境界条件下での影響を検討する．本報は極座標系に基づいて解析を行うため，様々な境界条件を簡潔に与えることが出来る．さらに，理想的ではない形状のばねを解析するにあたり，円弧はり要素による有限要素法を紹介する．厳密な理論によるシミュレーションの結果，有限要素法による解析結果と良好な一致を見た．更にばねを製作し，解析と実験の比較検証を行った．検証の結果，実験と良好な一致を見た．尚，本報の最後に，ばね性能の改善手法を紹介する．
Abstract	In the analysis of the non-contact type spiral springs, several theories about Archimedean spiral beam with limited boundary conditions have already been reported. In this paper, we introduced the theory which can freely select boundary conditions without restriction on spring shape. Then we analyzed the Archimedean spiral beam and Logarithmic spiral beam, which are typical spring shapes, and considered the effect of various boundary conditions, e.g. bending moment amount, deflection angle, etc. Since this theory is analyzed in polar coordinates, so various boundary conditions can be easily given for analysis. Additionally, we introduce applied FEM method with arc beam elements to analyze springs that are not ideal shapes. The simulation results by theorical method were in good agreement with the simulation results by FEM method. We made a spring and compared the simulation and the experiment. The simulation results were in good agreement with the experimental results. Finally, we introduce proposed methods to improve the spring performance.
著者の所属	1)速水発条株式会社
Belonging	1)Hayamizu Hatsujo Co.,Ltd.
Key Words	Non-contact type Spiral Spring, Numerical Analysis, FEM, Archimedean Spiral,Logarithmic Spiral