ばね定数の単位はN/m？意味・計算方法・ヤング率との関係
この記事の要点
ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などを使います。
ばね定数を求める公式は「ｋ＝Ｆ/ｘ」です。
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ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などを使います。
ばね定数を求める公式は「ｋ＝Ｆ/ｘ」です。
Ｆは力、ｘは変形量です。
よって「単位長さ当たりの力」がばね定数です。
ばね定数の単位の「分母には長さの単位、分子には力の単位」となります。
今回は、ばね定数の単位と意味、計算方法、ヤング率、kg/mmとの関係について説明します。
ばね定数、ヤング率の詳細は下記が参考になります。
ばね定数とは？公式k=F/δ・ヤング率との関係と構造解析（バネモデル）での使い方
ヤング係数（弾性係数）とは？求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】
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ばね定数の単位は？意味、計算方法
ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などです。ばね定数の単位は「単位長さ当たりの力」になります。
ばね定数は「力÷変位量」で算定できるので、ばね定数の単位も「分母は長さの単位、分子は力の単位」を用います。長さの単位には「mm、cm、m」、力の単位は「N、kN」などを使いますね。
建築で使う長さの単位とは？mm・m・尺・寸の換算一覧と図面での使い分け
実際にばね定数を計算しましょう。下図をみてください。バネに10kgの重りを付けたとき、バネが10cm変形しました。ばね定数を算定してください。ただし、ばね定数の単位は「N/m」、重力加速度は10m/s^2とします。
前述した公式に当てはめる前に、重りの質量を「力（重量）」に変換します。力＝質量×重力加速度なので、「10kg×10m/s^2=100N」です。また10cm=10÷100=0.1mです。よって、
になります。ばね定数の詳細は下記も参考になります。
ばね定数とは？公式k=F/δ・ヤング率との関係と構造解析（バネモデル）での使い方
ばね定数の単位とヤング率の関係
ばね定数を求める式は「k=F/x」です。また、フックの法則「σ＝Eε」、部材の軸方向の応力度「σ＝F/A」を変形すると、
が得られます。Ｅはヤング率、Ｌは部材の長さ、σは部材に生じる応力度、εはひずみです。ヤング率の単位はＮ/m㎡などを使います。各値の「単位だけ」を考えて計算すると、前述したばね定数の単位になりますね。
ヤング率の単位、ばね定数とヤング率の関係は下記も参考になります。
剛性とは？変形しにくさの意味・強度との違い・計算式・単位を解説
ばね定数の単位換算、kg/mmとの関係
ばね定数の単位は「単位長さ当たりの力」です。よって、ばね定数の単位換算は、「力の単位換算」と「長さの単位換算」の組み合わせです。よって、ばね定数の単位換算を丸暗記する必要は無いです。ばね定数の単位換算の例を下記に示します。
・1N/m ⇒ 1000N/mm
・1N/m ⇒ 0.001 kg/mm
力の単位換算、長さの単位換算は下記が参考になります。
応力の単位換算は？N/mm²・kgf/mm²・MPaの変換方法と実務での使い方
建築で使う長さの単位とは？mm・m・尺・寸の換算一覧と図面での使い分け
混同しやすい用語
ばね定数の単位（N/m・kN/m）とヤング率の単位（N/mm2）
ばね定数は力÷変形量の単位（N/mやkN/m）で表しますが、ヤング率は応力度÷ひずみの単位（N/mm2やkN/m2）で表します。
N/mとkN/mとN/mm
1kN/m＝1000N/m、1N/mm＝1000N/mです。
問題や資料によって使われる単位が異なるため、換算方法を把握しておく必要があります。
ばね定数とkg/mm
kg/mmは工学単位系（重力単位系）のばね定数の単位です。
1kg/mm≒9800N/mで換算できます。
古い文献ではkg/mmが使われることがあります。
ばね定数の単位を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| N/m | SI基本単位 | 最も一般的な表記 |
| kN/cm・N/mm | 実務でよく使われる単位 | 建築構造計算での利用 |
| kg/mm | 工学単位系の表記 | 旧来の単位系 |
まとめ
今回は、ばね定数の単位について説明しました。
ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などを使います。
単位を丸暗記するのではなく「ばね定数の求め方」を理解しましょう。
また、「力の単位」「長さの単位」をそれぞれ勉強しましょうね。
下記が参考になります。
ばね定数とは？公式k=F/δ・ヤング率との関係と構造解析（バネモデル）での使い方
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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