サスペンション・足回りパーツ取付[2018.08.29 UP]

バネレートの計算式・測定方法

例えば、友人から車高調整式サスペンションを譲ってもらったので、せっかくだから使ってみようかなと思いたったとします。ところがどこを調べてもバネレートが書いてありません。見た目では今まで使っていたスプリングより柔らかそうに見えるので、交換するとちょうどいい感じになりそうですが、見た目だけで判断するのは不安ですよね。ではこんな時、どうやってバネレートを確認すれば良いのでしょうか。

バネレートを算出する計算式

バネレートを算出する計算式

バネレートが分からなくても、以下の情報が得られれば、バネレートを計算で算出することができます。

K:バネレート (kgf/mm)
G:横弾性係数 (kgf/mm2)=8000を使用
d:線径 (mm)
n:有効巻き数(巻)
D:コイル径(mm):バネ外径から線径を引いた数値

注1)mm2はミリ平方メートル
注2)横弾性係数は、スプリングの材質によって異なりますが、車のサスペンションの場合は、ほとんどSUPというJIS規格のばね鋼が使われているため、8000kgf/mm2という値を使用します。
上記の情報を、以下の計算式に当てはめると、バネレートの値を算出することができます。
K = (G×d^4) ÷ (8×n×D^3)
注3)d^4、D^3はそれぞれdの4乗、Dの3乗という意味です。

バネレートの測定方法

計算式で求めるのではなく実際に測定して確かめたいという場合は、以下の手順で簡易的に測定が可能です。
尚、測定には、以下の機材を用意する必要があります。

1.油圧プレス
2.デジタル体重計
3.多少厚みのある板2枚
4.メジャー

まずデジタル体重計に板を載せ、その上にスプリングをセットします。板をかませるのは、力が(デジタル体重計の)一点に集中してしまうことを避けるためです。次にスプリングの上にも板を置き、その板を油圧プレスで押せるようにセットします。この板がなくても、スプリングをまっすぐ押せるようであれば、使わなくても問題ありません。油圧プレスでごく軽く押さえる程度に、スプリングの上に置いた板をプレスして、まっすぐな状態でスプリングが安定したら、デジタル体重計を0にリセットし、スプリングの全長を測ります。その状態から油圧プレスでスプリングが1cm縮むまでプレスし、その時体重計が示している数値がそのスプリングを1cm縮めるのに必要とした力ということになります。バネレートは1mm縮めるのに必要な力なので、10で割った数値がそのスプリングのバネレートということになります。バネレートの単位は、国際単位系ではニュートンという単位を使った「N/mm」で表すことになっていますが、その単位を使用するとかえって分かりにくくなってしまう恐れがあるため、ここでは「kgf/mm」という単位を使用しました。以上のように、バネレートの数値は機材での測定や計算式での算出が可能ですが、計算に必要な情報の見方や機材の使用に慣れていない方には、正確な算出が難しいと言えます。また、油圧プレスは一般的に用意しづらい物なので、機材が揃わない場合は無理をせず、修理工場や専門店に相談してみましょう。

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