각종 스프링 설계의 기초

전문가 제언

○ 스프링은 탄성을 이용하여 에너지를 축적하거나, 충격을 완화하거나 또는 작용하는 힘의 크기를 측정하는 데 이용하는 요소부품이다. 각종 차량, 산업기계, 전기전자기기, 가정용 기기, 정밀기기 등에 유용하게 쓰이며, 특히 인간의 안전과 안정된 삶에 요긴하게 이용되고 있다.

○ 요소부품으로서의 중요성과 범용성, 생산설비의 단순성 때문에 스프링산업은 산업화 초기부터 일찍 발전해 왔다. 따라서 기술적으로 또 공업규격 측면에서도 정비가 비교적 잘되어 있는 분야 중의 하나다. 그러나 산업의 고도화, 생활구조의 복잡화에 따라 스프링에 요구되는 설계요건이 더욱 심화되는 추세다.

○ 이 보고서에서는 스프링 관련 ISO(International Standardization Organi- zation; 국제표준화기구), 일본의 JIS(Japan Industrial Standard), JASO(Japanese Automotive Standards Organization), JSMA(Japan Spring Manufacturers Association) 등 규격정보(명칭)를 바탕으로, 압축 코일 스프링 등 11개 종류의 코일에 대한 설계 기초자료(재료, 형상, 설계의 기본식, 설계상의 유의점, 설계응력, 가공 시의 유의점 등)를 요점 정리하였다. 스프링 제조업자, 기술자와 관련 연구자들에게 스프링 설계의 동향을 종합적으로 파악하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 보인다.

- 여기에서 요약 분석한 스프링 종류는 11개 중 6개(원통형 압축 코일스프링, 비원통형 압축 코일스프링, 코일형 웨이브 스프링, 박판 스프링, 디스크 스프링, 토션 바 스프링)이다. 이 외에 양적 제약 때문에 제외된 스프링 와셔(spring washer), 스냅 링(snap ring), 볼류트 스프링(volute spring) 등이 포함되어 있다.

○ 스프링은 외견상 단순한 제품이지만 스프링의 하중과 변위관계인 스프링특성 계산은 다양한 조건들이 포함되어 매우 복잡한 설계계산식을 가진다. 최근 컴퓨터에 의한 설계해석기법인 유한요소법(FEM)이 스프링 설계에 많이 적용되고 있다. 국내 중소스프링업계가 산학연의 협력으로 IT기술 접목에 의한 설계와 제조기술이 발전하기를 기대한다.

저자

JSMA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2010

권(호)

54(9)

잡지명

機械設計

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

14~43

분석자

박*선

분석물

• 각종 스프링 설계의 기초.pdf [463,161 byte]

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