車の構造 鼓形ばね：特性と応用
太鼓のような形をした「鼓形つるまきばね」は、その名の通り、中央部分が膨らんだ独特の形をしています。まるで砂時計を横にしたような、あるいは樽のような姿です。この形が、普通のつるまきばねとは違う、特別な性質を生み出しています。
普通のつるまきばねは、同じ力を加えると、同じだけ縮みます。力を二倍にすれば、縮む量も二倍になるといった具合です。これは、ばねの強さが一定であることを示しています。しかし、鼓形つるまきばねは違います。加える力によって、ばねの強さが変わってくるのです。
鼓形つるまきばねの中央部分は、つるが細く巻かれています。この部分は、少しの力でも縮みにくく、強いばねとして働きます。逆に、両端部分はつるが太く巻かれており、大きな力を加えると大きく縮む、弱いばねとして働きます。
つまり、軽い荷物を載せたときは、中央の強い部分が支え、少ししか沈みません。そして、荷物が重くなるにつれて、両端の弱い部分も縮み始め、全体として大きく沈み込むようになります。このように、荷物の重さによってばねの強さが変わるため、乗り心地や安定性を向上させることができます。
例えば、車にこのばねを使うと、人が少し乗っただけのときは、固めの乗り心地で安定した走行ができます。そして、たくさんの人が乗ったり、荷物をたくさん積んだときは、柔らかな乗り心地になり、衝撃を吸収しやすくなります。このように、鼓形つるまきばねは、荷重の変化に応じて柔軟に対応できるため、様々な乗り物や機械に使われています。