ばねのソースを表示

[[ファイル:Bane.jpg|thumb|200px|コイル状の圧縮ばね]]
[[ファイル:ironnnabane.JPG|thumb|200px|多種多様なばね]]
'''ばね'''（発条（[[旧字体]]では「撥條」）、弾機、{{lang-en-short|spring}}, {{lang-de-short|Feder}}）とは、[[金属]]などの[[弾性体]]の復元力を利用し、弾性エネルギーを蓄積する[[機械要素]]である。名称は、一説に「跳ね」が語源であるという。

ばねに力を加え、[[弾性エネルギー]]を蓄積することを'''蓄勢'''（ちくせい）という。

弾性体は弾性範囲内ではかかった力に応じて変形し、かかった力を取り去ればもとの形に戻る。これを応用して、力をかけて変形させ、あるいは変形させることで力を蓄えることができる。このような性質を利用しやすい形にしたのがバネである。たとえば金属の変形幅はそれほど大きくなく、これを細くすれば大きく曲がるものの、今度はたやすく降伏点を超えてしまう。そこで細くしたものを長く使い、これに横からの力をかけながら、しかもその変形方向が一直線上になるようにしたものが'''つるまきばね'''（コイルスプリング）である。円柱状の螺旋に巻いた金属は、引っ張れば各部分では横からの力で変形するが、その力は全体に均等にかかるので個々の部分ではさほど大きくなりにくい。また各部では横への変形でありながら、全体としては伸縮する方向への長さの変化となるから、機械の部分としても扱いやすい。バネはかりはその伸縮が加重に比例することを利用したものである。

== 歴史 ==
単純なコイル状でないばねは、先史時代から使われており、例えば[[弓 (武器)|弓]]もばねの一種である。[[青銅器時代]]には、世界各地で[[ピンセット]]や[[毛抜き]]などと同様のばねを応用した器具が使われ始めた。[[クテシビオス]]は[[青銅]]の[[スズ]]含有率を適度に高め、[[鍛造]]することでばね的性質を増す方法を開発した。

典型的なばねとして、つるまきばね<ref name="jpo-card-M3">[https://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/pdf/card/M3.pdf 意匠分類定義カード（M3）] 特許庁</ref>（コイルスプリング<ref name="jpo-card-M3"/>）がある。

つるまきばねは、15世紀<ref>[http://www.madehow.com/Volume-6/Springs.html Springs] How Products Are Made, 14 July 2007.</ref>、[[錠前]]に使われ始めた<ref name="White1966" >{{Cite book | last=White| first=Lynn Jr. | title=Medieval Technology and Social Change | publisher=Oxford Univ. Press | year=1966 | location=New York | isbn=0195002660 }}, p.126-127</ref>。[[ぜんまいばね]]を動力源とする[[時計]]も15世紀に作られ始め<ref>{{cite book | last=Usher | first=Abbot Payson | title=A History of Mechanical Inventions | year=1988 | publisher=Courier Dover | isbn=048625593X | url= http://books.google.com/books?id=xuDDqqa8FlwC&pg=PA305&sig=_SRpwfz0YBAjt2aGxXhmRkZ16GQ}}, p.305</ref><ref name="White1966" /><ref name="Rossum1997">{{cite book | last=Dohrn-van Rossum| first=Gerhard | title=History of the Hour: Clocks and Modern Temporal Orders | publisher=Univ. of Chicago Press | year=1997 | url= http://books.google.com/books?id=53K32RiEigMC&pg=PA121&sig=5huN81ukYRbSlxq4MsToTDIXYDY | isbn=0-226-15510-2 }}, p.121</ref>、16世紀には大きめの[[腕時計]]が作られ始めた。

1676年、イギリスの物理学者[[ロバート・フック]]が、ばねの動きの基本原理（ばねの伸びと荷重は正比例する）を発見し、後に[[フックの法則]]と呼ばれるようになった。

== 形状 ==
[[File:Springs 009.jpg|thumb|200px|コイル状の引張ばね]]
[[File:Leafs1.jpg|thumb|200px|重ね板ばね（例：車体と車軸の間に位置する）]]
[[File:Volute spring1.jpg|thumb|200px|竹の子ばね（例：左右の金具の間）]]
* {{仮リンク|つるまきばね|en|Coil spring}}（コイルスプリング）：細長い金属線を[[螺旋]]（らせん）状に巻いたもの。
* {{仮リンク|ねじりばね|en|Torsion spring}}
* [[カンチレバーばね]] ：{{仮リンク|飛び板|en|Springboard}}のように[[カンチレバー]]の構造を有するばね。
* {{仮リンク|板ばね|en|Leaf spring}}（リーフスプリング）：板状の金属類を用いたもの。1枚の板でできた単板ばねと、複数枚を用いた重ね板ばねがある。
* [[トーションバー・スプリング|トーションバー]]：棒を捻る際の弾性を利用するばね。自動車の懸架方式のうち、[[ダブルウィッシュボーン式サスペンション]]と組み合わせて用いられる場合が多い。
* {{仮リンク|竹の子ばね|en|Volute spring}}
* [[皿ばね]]
* [[ぜんまいばね|ぜんまいばね（渦巻ばね）]]
* {{仮リンク|ひげぜんまいばね|en|Balance spring}}
* [[引張ばね]]
* [[ウェーブスプリング]]

== 材質 ==
* 金属
** [[鋼]]
** りん青銅
** [[ベリリウム]]銅
** [[ゴム]]
** [[合成樹脂]]
** [[形状記憶合金]]（超弾性合金）
* 流体
** [[空気バネ|空気ばね]]・液体ばね
* その他
** [[木]]
** [[樹脂]]
** [[鯨ひげ|くじらのひげ]]

== 動作 ==

* 圧縮ばね（押しばね）
* 引張りばね（引きばね）
* 捻りばね

== ゼロ長ばね ==<!--[[en:Hooke's law#Zero-length springs]]の訳-->
'''ゼロ長ばね'''、ゼロ長スプリング、零長スプリング ({{lang|en|Zero-length spring}}) とは[[自然長]]がゼロであるばねを表す用語である。実際にはこのばねは"負の"長さを持ったばねをつなぎ、更に非弾性的な物質で長さを伸ばすことによって実現することができる。"負の"長さを持ったばねとは、ばねが伸びようとするときには互いに押し合うような2つのばねである。<ref>原文:In practice this is done by combining a spring with "negative" length (in which the coils press together when the spring is relaxed) with an extra length of inelastic material.</ref>このタイプのばねは上下動地震計に用いる目的のため、1932年に[[ルシアン・ラコスト]]<ref>フランス系の人であるため、ラコスト。</ref> ({{interlang|en|Lucien LaCoste}} によって開発された。ばねの先はマス (mass) につながっており、マスはヒンジ (hinge) つきのビーム (Beam) につながっている。ばねによってマスに働く力はの鉛直成分はビームの位置に関わらず、ほぼゼロであるように調整されている。これにより、この装置は非常に長周期の振り子となっている。地震計に長周期の振り子を用いると、地震による非常に速度の遅い波を感知することができる。ラコストのゼロ長ばねは重力の変化に対しても非常に敏感であるため、[[重力計]]にも用いられている（LaCoste重力計）。[[ドアクローザー]]にはゼロ長ばねに近いばねが用いられていることが多く、このためドアが少しだけ開いているときにも閉じる力が生じ、ドアをしっかりと閉める働きをする。

== その他 ==
*ばねの振動の変位が小さい場合（調和近似が成り立つ範囲内）は、[[調和振動子]]とみなせる。
*英語の "spring" は、[[季節]]の[[春]]や[[泉]]も意味するが、これは湧き出るもの→春の芽生え→ばねの意味に転化したものである<ref>http://dic.yahoo.co.jp/dsearch?p=spring&enc=UTF-8&stype=0&dtype=1 プログレッシブ英和中辞典のspringの項目より]</ref>。英語の辞書には、"spring"の項目にこの3つの意味が収録されている場合が多い。

== 関連項目 ==
{{Commonscat|Springs (mechanical)}}
* [[フックの法則]]
* [[ばね定数]]
* [[日本発条]]
* [[中央発條]]
* [[三菱製鋼]]
* [[日本ばね学会]]
* [[スリンキー]]

== 参考文献と脚注 ==
<references/>

== 外部リンク ==
*[http://spg.jisw.com/01110/ バネの分類・一覧]JIS規格用語
*[http://www.engineersedge.com/spring_terms.htm バネに関する用語の英語]（英文サイト）
*[http://www.neji-bane.jp/ ねじ・ばねの業界専門紙 / 金属産業新聞社]

{{DEFAULTSORT:はね}}
[[Category:ばね|*]]

{{link FA|fr}}

[[fi:Vieteri]]
[[nn:Maskindelen fjør]]