令和7年度 公害防止管理者 騒音・振動特論 問21を解説｜皿ばねの組合せ

令和7年度 騒音・振動特論 問21は、同じばね定数の皿ばねを図ア〜オのように組み合わせたとき、ばね定数が同じになる組合せを選ぶ問題です。

この問題のポイント

皿ばねは、重ね方によって全体のばね定数が変わります。同じ向きにぴったり重ねる（並列に働く）と、枚数の分だけばね定数が大きく（硬く）なります。向かい合わせに積み重ねる（直列に働く）と、たわみが足し合わさってばね定数は小さく（柔らかく）なります。図ア〜オはこの並列・直列を組み合わせた配置で、結果として同じばね定数になる2つを見つけるのが問題です。分かれ目は、各図が「何枚を並列」「何組を直列」にしているかを数え、ばね定数を比べることです。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解：選択肢(2)

各選択肢の正誤

ここが分かれ目

皿ばね1枚のばね定数をkとします。同じ向きにn枚を重ねて並列に働かせると、合成ばね定数はn×kになります（硬くなる）。逆に向かい合わせにm枚を積んで直列に働かせると、合成ばね定数はk／mになります（柔らかくなる）。したがって、たとえば「2枚並列を2組直列」なら（2k）／2＝k のように、並列と直列の枚数の掛け合わせでばね定数が決まります。図ア〜オはこの組み方が違うため、見た目が違っても合成ばね定数が一致する組合せが生まれます。公式の正解はア－エの組合せです。並列は掛け算、直列は割り算、と押さえて各図の枚数を数えるのが解法の軸になります。

覚え方

• 皿ばねは同じ向きの重ね＝並列で硬く、向かい合わせ＝直列で柔らかく。
• 並列n枚→n×k（大きく）、直列m枚→k／m（小さく）。枚数の掛け合わせで比較。

理解度チェック

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