기계 부품 중 나사와 함께 사용 빈도가 높은 스프링은 자동차, 전기 제품, 기계 제품, 일용품 등 다양하게 사용되고 있습니다. 여기에서는 스프링의 개요와 디지털 마이크로스코프를 이용한 관찰·측정 사례를 소개합니다.

디지털 마이크로스코프를 이용한 스프링의 관찰·측정

대표적인 스프링의 종류

코일 스프링

압축 코일 스프링

스프링이 압축하는 방향으로 하중을 받치면 반발력이 발생하는 코일 스프링입니다. 등간격 피치 스프링과 원추 코일 스프링이 있습니다. 자동차의 서스펜션이 대표적입니다.

등간격 피치 코일 스프링
원추 코일 스프링
인장 코일 스프링

스프링이 신장하는 방향으로 하중을 받쳤을 때 반발력이 발생하는 스프링입니다. 스프링 양쪽 끝에 후크 부분이 있습니다. 자동차의 스탠드나 계량기가 대표적입니다.

인장 코일 스프링

  • A: 후크
비틀림 코일 스프링

코일이 중심축 주변으로 비틀림 모멘트를 받았을 때 반발력이 발생하는 코일 스프링입니다. 양쪽 끝에 후크 부분이 있는 것과 없는 것이 있습니다. 도어락과 드릴링 펀치가 대표적입니다.

비틀림 코일 스프링(후크 있음)
비틀림 코일 스프링(후크 없음)

판 스프링

박판 스프링
가장 일반적으로 판 스프링 등의 경우는 보통 이 박판 스프링을 뜻합니다. 스위치 부품이 대표적입니다.
겹판 스프링
길이가 다른 몇 장의 판형 스프링을 겹친 판 스프링입니다. 여러 장을 겹치면 내구력을 높일 수 있습니다. 트럭의 서스펜션이 대표적이며 리프 스프링이라고도 합니다.
접시 스프링
원추형 판 스프링의 가운데를 도려낸 형상입니다. 나사 유격 방지용 와셔가 대표적입니다.
다이어프램 스프링
소용돌이 스프링
판·띠 형태의 소재를 소용돌이 모양으로 감은 스프링입니다. 기계식 시계의 태엽이 대표적입니다.

압축 코일 스프링의 재질과 치수

코일 스프링의 재질

경강선
금속 스프링 재질 중 가장 비용이 낮고 생활과 가까운 제품에 사용되는 스프링재.
기호: SWC
피아노선
경강선보다 인장 강도가 높고 경도나 내피로 면에서도 신뢰성이 높아 공업 제품에 사용되는 스프링재.
기호: SWP
스테인리스
피아노선보다 내식성·내열성이 높아 코일 스프링의 주류가 된 스프링재.
기호: SUS

압축 코일 스프링의 각 치수

각 치수의 해설
치수명 해설
선 지름 선재의 직경
기호: d(mm)
코일 평균 직경 코일 외경과 코일 내경의 평균 직경
기호: D(mm)
코일 외경 코일 바깥쪽의 직경
기호: Do(mm)
코일 내경 코일 안쪽의 직경
기호: Di(mm)
자유 높이 부하를 걸지 않은 자유로운 상태의 스프링 높이
기호: Hf(mm)
유효 감기 수 스프링으로 작용하는 유효 감기 수
기호: Na
총 감기 수 스프링 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 감긴 수
기호: Nt
피치 나선형으로 감긴 선재의 중심부터 중심까지의 거리
기호: P(mm)

디지털 마이크로스코프를 이용한 스프링 관찰·측정 사례

KEYENCE의 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 스프링의 최신 관찰·측정 사례를 소개합니다.

심도 합성을 통한 스프링 관찰

심도 합성 기능으로 코일 전체에 초점을 맞춰 촬영할 수 있습니다.

정밀 스프링의 심도 합성 화상
VH-Z20 150× 링 조명 화상
비틀림 코일 스프링의 심도 합성 화상
VH-Z20 50× 링 조명 화상
선 스프링의 흠집 관찰
VH-Z20 50× 링 조명 일반 화상

링 제거 화상

링 제거 기능으로 헐레이션 없이 관찰할 수 있습니다.

스프링 파단면 관찰 화상
VHX-E20 80× 링 조명  일반 화상

Optical Shadow Effect Mode 화상

Optical Shadow Effect Mode 기능을 통해
SEM을 사용하지 않아도 표면의 미세한 구조를 가시화할 수 있습니다.

스프링 흠집의 3D 형상 측정 화상
VH-Z20 200× 링 조명 화상
스프링 부식 구멍의 3D 형상 측정 화상
ZS-200 1000× 링 조명 화상