有効巻数と座巻数・総巻数の数え方（圧縮コイルばね）

有効巻数は、総巻数から座巻数を引いた、コイルが動く部分の巻数です。

有効巻数・座巻数・総巻数

三協スプリング製作所の「コイルばね設計方法」は、圧縮コイルばねの巻数を次のように数えるとしています。

• 有効巻数: コイルが動く部分の巻数です。ばね定数の式に使うのは、この巻数です。
• 座巻数: コイルが動かない部分の巻数です（同じ資料の図では両端に 1 巻ずつ）。
• 総巻数: 有効巻数と座巻数の合計です。

同じ資料の図の例は、有効巻数が 5 巻で、両端の座巻が 1 巻ずつなので、総巻数は 1 ＋ 5 ＋ 1 ＝ 7 巻です。逆に、総巻数 7 巻・座巻数 2 巻のばねなら、有効巻数は 7 − 2 ＝ 5 巻です。

有効巻数とばね定数

ばね定数は有効巻数に反比例します。線径 5 mm・中心径 25 mm のピアノ線のばねで、有効巻数だけを変えた値です。

よくある間違いは、総巻数をそのまま有効巻数として入力することです。総巻数 7 巻（有効巻数 5 巻）のばねで 7 を入力すると、ばね定数は 56.07 N/mm になり、本来の 78.5 N/mm より約 29% 小さくなります。有効巻数は半端な数でも入力できます（5.5 巻なら 71.36 N/mm）。

寸法の名称と密着高さ

三協スプリング製作所の寸法の図は、圧縮コイルばねの各部を次の名前で呼んでいます。

• 線径: ばねに使う線の直径
• 外径・内径: コイルの外側と内側の直径
• 中心径: 線の中心を通る円の直径（スガワラの計算書の「コイル平均径」）
• 自由長: 荷重をかけていないときのばねの長さ

ばねを縮めていくと、やがて線と線が接して、それ以上は縮まなくなります。そのときの高さが密着高さで、同じ資料は次の式で示しています。

たわみは、自由長から密着高さを引いた長さより大きくはなりません。このアプリは密着高さを計算しないので、入力するたわみがその範囲かは図面で確かめてください。

出典

• コイルばね設計方法（株式会社三協スプリング製作所）（このページで引いた所: 巻数の数え方・各寸法の名称の図・密着高さの式）
• 圧縮コイルばね計算書（株式会社スガワラ ばねの豆知識）（このページで引いた所: コイル平均径）

メーカーの技術資料からは、式と数と資料名だけを引いています。