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コイルばねの寸法及びばね特性の許容差

1.冷間成形圧縮コイルばね

項目 許容差
自由高さ
  1. ばね特性の指定がある場合は、参考とする。
  2. ばね特性の指定がない場合は、下記の表による。
等級
D/d 1級 2級 3級
4以上8以下 ±1.0%、±0.2mm ±2.0%、±0.5mm ±3.0%、±0.7mm
8を超え15以下 ±1.5%、±0.5mm ±3.0%、±0.7mm ±4.0%、±0.8mm
15を超え22以下 ±2.0%、±0.6mm ±4.0%、±0.8mm ±6.0%、±1.0mm
コイル直径
D:平均径
d:材料の直径
必要がある場合は、片側にとることができる。その場合は、表中の許容差の範囲を片側にとる。
等級
D/d 1級 2級 3級
4以上8以下 ±1.0%、±0.15mm ±1.5%、±0.20mm ±2.5%、±0.40mm
8を超え15以下 ±1.5%、±0.20mm ±2.0%、±0.30mm ±3.0%、±0.50mm
15を超え22以下 ±2.0%、±0.30mm ±3.0%、±0.50mm ±4.0%、±0.70mm
コイルの外側面の傾き

無荷重の状態で、各端面にそれぞれ直角な軸に対する外側面の傾き(e)を図る。端面をテーパ加工又は研削を行ったばねのコイル外側面の傾きの許容限度は、次表による。端面検索を行わない場合は、受け渡し当事者間の協定による。

等級 1級 2級 3級
コイルの外側面の傾き(e) 0.02Hf 0.05Hf 0.08Hf
(1.15°) (2.9°) (4.6°)

注:Hf:自由高さ 括弧内は傾きの角度

コイルの傾きe(mm)=0.01739×自由高さHf(mm)×角度(°)
ピッチ不同 等ピッチのばねでは、全たわみの80%を圧縮した場合、両端を除いてコイルが接してはならない。ただし、全たわみの80%を圧縮したときの荷重(力)が最大試験荷重(力)を超える等ピッチのばねの場合は、最大試験荷重(力)のときの高さに圧縮したときには、両端座巻部を除いてコイルが接してはならない。
密着高さ(Hs) 密着高さは、一般に指定しない。ただし、端面を約3/4巻に研削したばねで、特に密着高さの指定を必要とするときは、次式の値を密着高さの最大値とする。
Hs=Nt×dmax(Nt:総巻数、dmax:材料の直径の許容差の最大値の直径)
ばね特性 指定 ばね特性は、指定高さ時の荷重を定める。ただし、ばね定数を必要とする場合は、これを指定することができる。
  1. 指定高さ時の荷重は、そのときのたわみが全たわみの20~80%になるように定める。
    ただし、指定高さ時の荷重は、最大試験荷重の80%以下とする。
  2. ばね定数は、全たわみの30~70%にある二つの荷重点における荷重の差及びたわみの差によって定める。二つの荷重点は、いずれも最大試験荷重の80%以下とする。
    全たわみ=Hf-Hs、最大試験荷重は許容ねじり応力より算出する。
指定高さ時の荷重 等級 1級 2級 3級
有効巻数 3以上10以下 ±5% ±10% ±15%
10を超えるもの ±4% ±8% ±12%
ばね定数 等級 1級 2級 3級
有効巻数 3以上10以下 ±5% ±10% ±15%
10を超えるもの ±4% ±8% ±12%
総巻き数
  1. ばね特性の指定がある場合は、参考とする。
  2. ばね特性の指定がない場合は、±1/4巻する。

2.熱間成形圧縮コイルばね

項目 許容差
自由高さ
  1. ばね特性の指定がある場合は、参考とする。
  2. ばね特性の指定がない場合の自由高さの許容差は、下表による。
    各欄の両条件のうち、絶対値の大きい方の値とする。また、数値の丸め方は、JIS Z 8401によって0.5mm単位とする。
等級 1級 2級 3級
自由高さの許容差 ±1.5%、±2.0mm ±2.0%、±3.0mm ±3.0%、±4.0mm
コイル直径 各欄の両条件のうち、絶対値の大きい方の値とする。
必要がある場合、許容差は、片側にとることができる。この場合に荷は、表中の許容差の範囲を片側にとり、“±1.5%を+30%”などのように示す。
等級
自由高さ(Hf 1級 2級 3級
250以下 ±1.0%、±1.0mm ±1.5%、±1.5mm ±2.0%、±2.0mm
250を超え500以下 ±1.0%、±1.5mm ±1.5%、±2.0mm ±2.0%、±2.5mm
500を超えるもの ±1.0%、±2.0mm ±1.5%、±2.5mm ±2.0%、±3.0mm
総巻数
  1. ばね特性の指定がある場合は、参考とする。
  2. ばね特性の指定がない場合は、±1/4巻する。
コイルの外側面の傾き 端面をテーパ加工又は研削を行ったばねのコイル外側面の傾きの許容限度は、自由高さによって下表による。テーパ加工又は端面検索を行わない場合は、受け渡し当事者間の協定による。測定方法は、冷間成形圧縮コイルばね参照のこと。
注:括弧内の数値は、傾き角度で表した値で参考値を示す。
  等級
自由高さ(Hf 1級 2級 3級
500以下 0.026Hf(1.5°) 0.035Hf(2.0°) 0.050Hf(2.9°)
500を超えるもの 0.035Hf(2.0°) 0.050Hf(2.9°) 0.070Hf(4.0°)
ピッチ不同 等ピッチのばねでは、全たわみの80%を圧縮した場合、両端を除いてコイルが接してはならない。ただし、全たわみの80%を圧縮したときの荷重(力)が最大試験荷重(力)を超える等ピッチのばねの場合は、最大試験荷重(力)のときの高さに圧縮したときには、両端座巻部を除いてコイルが接してはならない。
密着高さ(Hs) 密着高さは、一般に指定しない。ただし、端面を約3/4巻に研削したばねで、特に密着高さの指定を必要とするときは、次式の値を密着高さの最大値とする。
Hs=Nt×dmax(Nt:総巻数、dmax:材料の直径の許容差の最大値の直径)
ばね特性 指定
  1. 指定高さ時の荷重は、そのときのたわみが全たわみの20~80%になるように定める。
    指定高さ時の荷重は、最大試験荷重の80%以下とする。
  2. ばね定数は、全たわみの30~70%内にある二つの荷重点における荷重の差、及びたわみの差によって定める。二つの荷重点は、いずれも最大試験荷重の80%以下とする。
適用条件
  1. ばね指数:4以上15以下
  2. 縦横比:0.8以上4以下
  3. 有効巻数:3以上
  4. ピッチ:0.5D以下(D:コイル平均径)
高さ 指定荷重時の高さの許容差は、下表による。下表に示す各欄の両条件のうち、絶対値の大きい方の値とする。
また、数値の丸め方は、JIS Z 8401によって0.5mm単位とする。
注:表中の記号δは、設計計算上の自由高さから指定荷重のときの高さまでの計画たわみを示す。
等級 1級 2級 3級
指定荷重時の高さの許容差 ±0.05δ、±2.5mm ±0.10δ、±5.0mm ±0.15δ、±7.5mm
荷重 指定高さ時の荷重の許容差は、下表による。表の許容差は、各欄の両条件のうち、絶対値の大きい方の値とする。
注:表中の記号はkは、設計計算上のばね定数を表す。
等級 1級 2級 3級
指定高さの荷重の許容差 ±5%、±2.5kN ±10%、±5.0kN ±15%、±7.5kN
ばね定数 許容差は、±10%とする。ただし精度必要とするばねに対しては、±5%までの許容差を指定することができる。ただし、ばね定数を指定した場合は、指定荷重(力)のときの高さ及び指定高さのときの荷重(力)に許容差を指定しない。
硬さ 焼戻し後の硬さは、388HBW~461HBWとするのがよい。

参照:「JIS B-2704-1:2009」「JIS B-2704-2:2009」

皿ばねの標準仕様

【寸法表示法】

皿ばね

外形D=16、内径d=8.2、厚さt=0.9の皿ばねの表示は16×8.2×0.9
呼び方A-16

d D 重荷重用 軽荷重用
A B
t h H δ=0.50h δ=0.75h t h H δ=0.50h δ=0.75h
N δmm MPa N δmm MPa N δmm MPa N δmm MPa
4.8 8 0.4 0.2 0.6 150 0.10 755 210 0.15 1230 0.3 0.25 0.55 90 0.13 940 120 0.19 1325
5.2 10 0.5 0.25 0.75 230 0.13 755 330 0.19 1225 0.4 0.3 0.7 160 0.15 920 210 0.22 1285
6.2 12.5 0.7 0.3 1.0 460 0.15 870 660 0.22 1390 0.5 0.4 0.9 220 0.18 795 290 0.26 1120
7.2 14 0.8 0.3 1.1 550 0.15 835 790 0.22 1315 0.5 0.4 0.9 210 0.2 795 280 0.30 1110
8.2 16 0.9 0.35 1.25 710 0.18 825 1010 0.26 1315 0.6 0.45 1.05 310 0.23 795 410 0.34 1120
9.2 18 1.0 0.4 1.4 880 0.20 825 1260 0.30 1305 0.7 0.5 1.2 420 0.25 795 520 0.37 1120
10.2 20 1.2 0.4 1.6 1220 0.20 815 1520 0.34 1295 0.8 0.55 1.35 550 0.28 795 750 0.41 1130
11.2 22.5 1.2 0.5 1.7 1340 0.25 825 1910 0.37 1315 0.8 0.65 1.45 540 0.33 795 710 0.49 1090
12.2 25 1.5 0.55 2.05 2030 0.28 900 2920 0.41 1430 0.9 0.7 1.6 650 0.35 735 860 0.52 1030
14.2 28 1.5 0.65 2.15 2000 0.33 805 2840 0.49 1285 1.0 0.8 1.8 840 0.4 785 1110 0.60 1100
16.3 31.5 1.75 0.7 2.45 2710 0.35 825 3900 0.52 1305 1.2 0.9 2.1 1300 0.45 850 1900 0.67 1195
18.3 35.5 2.0 0.8 2.8 3630 0.4 840 5180 0.60 1345 1.2 1.0 2.2 1190 0.5 775 1700 0.75 1080
20.4 40 2.3 0.85 3.15 4490 0.43 840 6370 0.67 1335 1.5 1.15 2.65 1980 0.58 815 2620 0.86 1150
22.4 45 2.5 1.0 3.5 5370 0.50 825 7750 0.75 1305 1.75 1.3 3.05 2730 0.65 825 3650 0.97 1160
25.4 50 3.0 1.1 4.1 8300 0.55 900 11960 0.82 1430 2.0 1.4 3.4 3530 0.7 815 4760 1.05 1150
28.5 56 3.0 1.3 4.3 8000 0.65 805 11300 0.97 1285 2.0 1.6 3.6 3370 0.8 785 4430 1.20 1100
31 63 3.5 1.4 4.9 10500 0.70 825 15000 1.05 1305 2.5 1.75 4.25 5300 0.88 775 7160 1.31 1100
36 71 4.0 1.6 5.6 14300 0.80 840 20600 1.20 1215 2.5 2.0 4.5 5100 1.0 755 6770 1.50 1060
41 80 5.0 1.7 6.7 23200 0.85 850 34300 1.28 1245 3.0 2.3 5.3 7900 1.15 825 10500 1.72 1150
46 90 5.0 2 7.0 21900 1.00 825 31400 1.50 1200 3.5 2.5 6.0 10600 1.25 795 14200 1.88 1120
51 100 6.0 2.2 8.2 33300 1.10 860 48000 1.65 1245 3.5 2.8 6.3 9900 1.40 755 13000 2.10 1060
57 112 6.0 2.5 8.5 30600 1.25 805 44100 1.88 1150 4.0 3.2 7.2 13400 1.60 835 17900 2.40 1170
64 125 8.0 2.6 10.6 59300 1.30 855 86300 1.95 1240 5.0 3.5 8.5 22200 1.75 885 30400 2.65 1245
72 140 8.0 3.2 11.2 59500 1.60 885 85300 2.40 1275 5.0 4.0 9.0 21200 2.00 845 27900 3.00 1200
82 160 10.0 3.5 13.5 95700 1.75 890 137300 2.60 1295 6.0 4.5 10.5 30800 2.25 855 41200 3.40 1200
92 180 10.0 4 14 87700 2.00 835 125500 3.00 1200 6.0 5.1 11.1 29000 2.55 805 37300 3.80 1130
102 200 12.0 4.2 16.2 126700 2.10 815 183400 3.15 1180 8.0 5.6 13.6 56700 2.80 885 76500 4.20 1130
112 225 12.0 5 17 119600 2.50 775 171600 3.75 1130 8.0 6.5 14.5 53900 3.25 835 70600 4.85 1170
127 250 14.0 5.6 19.6 173600 2.80 835 245200 4.20 1210 10.0 7.0 17.0 88300 3.50 875 119600 5.25 1240

ばねの荷重Pは、δ=0.75hからδ=hに近づくにつれて累進的に上昇する性質がある。これは、コイルばねの荷重が全圧縮に近い場合と同様である。
(注)応力σは、最大引張応力を示す。

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