何故30g?

質問

図のように圧縮バネで作成した弁体がある。
弁体の閉弁力は1.2N(120g)。
上からバネ秤で押したら30gと表記。
何故反力の120gでないのか？理論を教えて下さい

回答No.3

ohkawa3

言葉の説明では主旨を伝えにくいと思いますので、ばねの特性を模式的にグラフで示します。
ご質問の計算は、ばねの特性がグラフの赤線のように仮定していると思いますが、変形のはじめの部分の特性がリニアではなければ、緑線のような特性になる可能性もあると思います。
ご質問のような不可解な現象が起こる可能性の一つとして提示しているだけで、この想定が間違っている可能性もあるので、ご自身でばね特性を検証することをお勧めしている次第です。

回答No.2

ohkawa3

弁体の質量が無視できる程度であれば、
次は、ばねの特性がリニアなのかを疑ってみたら如何でしょうか？
自由長が8mmとして、あらかじめ1mm潰して、7mmから5mmの変形に要する力は、ご提示のとおりと思います。しかし、自由長の8mmから変形を始める領域では、ばね定数どおりにリニアな動作をしない場合もありそうです。
ご自身で、変位と力の関係を測定して、グラフ化してみたら如何でしょうか。

補足

F=120gの時でも1mm縮んだら、ばねばかりに出力されるのは、バネ定数の力の部分に近い値なんでしょうか？
k=0.582N?

回答No.1

ohkawa3

弁体の質量によって、ばねによる力を打ち消す方向の力が発生するからでしょう。（要するに、重力の影響です）

なお、力は、SI単位又は重力単位のいずれかに統一して記載することが、望ましいと思います。換算に伴うミスの発生を防ぎ、シンプルな表記とできます。

補足

ロッド棒、Oリング、プッシュナット合わせて多く見積もっても5g程度です