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F 0503 : 2005
表 4 記号
記号 単位 記号の説明
d mm 材料の直径
Di mm コイル内径
Do mm コイル外径
i
D Do
D mm コイル平均径 D
2
Nt − 総巻数
Na − 有効巻数
Hf mm 自由高さ(引張ばねの場合自由長さ)
Hs mm 圧縮ばねの密着高さ
e mm コイル外側面の傾き
p mm ピッチ
D
c − ばね指数 c
d
Hf
D
− 縦横比
P N 計画の荷重
mm 計画のたわみ
k N/mm 計画のばね定数
N/mm2 ねじり応力
N/mm2 ねじり修正応力
− 応力修正係数
Pi N 引張ばねの初張力
A − 低温焼なましによる初張力の残存係数
f Hz 固有振動数
G N/mm2 横弾性係数
M kg ばねの運動部分の質量
m kg/mm3 材料の単位体積当たりの質量
備考 1 N/mm2 = 1 MPa
b) たわみ,ばね定数及びねじり修正応力の計算式 圧縮ばね及び初張力のない引張ばねのたわみ,ばね
定数及びねじり修正応力は表5による。
表 5 たわみ,ばね定数及びねじり修正応力の計算式
たわみ ばね定数 ねじり修正応力
mm N/mm N/mm2
3
8 NaD P P Gd4 8 DP
δ k τ τ0
Gd4 8NaD3 πd
3
c) 横弾性係数 ばねの計算に用いる横弾性係数Gの値は,表6による。
――――― [JIS F 0503 pdf 6] ―――――
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表 6 横弾性係数
Gの値
材料の種類
N/mm2
ばね鋼鋼材
ピアノ線 7.85×104
弁ばね用オイルテンパー線
SUS 304
ばね用ステンレス 6.85×104
SUS 316
鋼線
SUS 631 J1 7.35×104
りん青銅線 4.2×104
d) 応力修正係数 ねじり修正応力の計算に用いる応力修正係数 ‰ 次の計算式又は表7による。
4c−1 .0615
= +
4c−4 c
表 7 応力修正係数
c 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0
1.404 1.381 1.360 1.342 1.326 1.311 1.297 1.284 1.273 1.262 1.253
c 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.5
1.243 1.235 1.227 1.220 1.212 1.206 1.202 1.194 1.189 1.184 1.172
c 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 13.0 14.0 15.0
1.162 1.153 1.145 1.138 1.131 1.125 1.119 1.110 1.102 1.095
e) 初張力がある引張ばねの初張力の計算式 引張ばねのうち,密着巻の冷間成形コイルばねには,初張
力を生じるので,引き伸ばしたときの荷重はP+Piとなる。初張力Piの値は,次の経験式による。
Gd4
Pi=A
255D2
なお,初張力の残存係数Aは,表8による。
表 8 低温焼なましによる初張力の残存係数
材料の種類 低温焼なましの条件
施工せず 150 ℃×15分 200 ℃×15分 230 ℃×15分 300 ℃×15分 350 ℃×15分
ピアノ線 1.00 0.88 0.77 0.70 0.49 0.32
ばね用ステンレス鋼線 1.00 0.94 0.92 0.90 0.80 0.74
7. 許容ねじり応力
7.1 静荷重を受けるばね
静荷重を受けるばねは,次による。
a) 圧縮ばね 静荷重を受ける圧縮ばねの試験荷重時の許容最大ねじり応力は, 晩 討して定め
る。 1の値を超えないことが望ましく,また,ばねの使用上の最大応力は図1に示す値の80 %
以下にするのがよい。特に,逃し弁ばねなど使用中のへたりをきらうものは,応力修正係数を乗じた
ねじり修正応力 ‰ 1の値の80 %以下にするのがよい。
b) 引張ばね 引張ばねの許容ねじり応力は,図1に示す値の80 %とし,また,ばねの使用上の最大応力
は,図1に示す値の64 %以下にするのがよい。
――――― [JIS F 0503 pdf 7] ―――――
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図 1 許容ねじり応力
7.2 繰返し荷重を受けるばね
繰返し荷重を受けるばねの試験荷重時の許容最大ねじり応力は,応力修
正係数を乗じた,ねじり修正応力 ‰ 1の値を超えないことが望ましく,また,常用荷重時 (1) の
許容ねじり修正応力 ‰ 表9の値以下にするのがよい。
なお,応力振幅は,表9の値の30 %以下にするのがよい。
注(1) 繰返し荷重を受けるばねの使用荷重,又は,繰返し荷重の最大値。
表 9 常用荷重時の許容ねじり修正応力
単位 N/mm2
材料 SUS304-WPA SUP 9
SWP-A
SUS304-WPB C 5191 W-H SUP 9A SUP 11A
SWP-B SWOCV-V SWOSC-V
材料の SUS316-WPA C 5212 W-H SUP 10 SUP 13
SWP-V
直径 mm SUS631J1-WPC SUP 12
d< 1 340 290 130 − − − −
1≦ d <3 320 250 130 410 450 − −
3≦ d ≦6 290 220 100 390 420 − −
6< d ≦8 270 200 80 370 390 − −
8< d ≦12 250 180 70 370 − − −
8≦ d ≦13 − − − − − 340 −
13< d ≦25 − − − − − 290 −
25< d ≦45 − − − − − 250 −
45< d ≦65 − − − − − − 250
8. サージング
吸排気弁ばねなどは,サージングを避けるために,ばねに作用する加振源のすべての振
動と共振しないような,ばねの固有振動数を選ばなければならない。
なお,ばねの固有振動数の計算は,次の式による。
――――― [JIS F 0503 pdf 8] ―――――
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103k 22.36d G
f=a =a 2
M NaD m
ここに,a : 両端自由又は固定の場合2i
2i 1
一端固定で他端自由の場合
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i : 共振の次数 1,2,3,···
鋼のG=7.85×104 N/mm2,m=7.85×10−6 kg/mm3とし,ばね両端が自由又は固定とした場合,ばねの1
次の固有振動数は,次の式によって算出する。
d
f=.356105
NaD2
9. 寸法及びばね特性の許容差
寸法及びばね特性の許容差は,熱間成形及び冷間成形の二つに成形方法
で大別し,それぞれ1級,2級及び3級の3等級に分類して規定する。
9.1 熱間成形ばねの寸法許容差
熱間成形によるばねの寸法許容差は,次による。
a) 自由高さ(2) ばね特性の指定がない場合の自由高さの許容差は,表10による。また,ばね特性の指定
がある場合の自由高さには,通常許容差を指定しない。
注(2) 引張ばねの場合は,以下,高さを長さといい,フック内側間の長さで表す。
表 10 自由高さの許容差
単位 mm
等級 1級 2級 3級
±0.010 Hf ±0.020 Hf ±0.030 Hf
許容差
最小値±1.0 最小値±2.0 最小値±3.0
b) コイル直径 コイル直径の許容差は,ばねの用途に応じてコイルの内径又は外径のいずれか一方を指
定する。また,その数値は表11による。
表 11 コイル直径の許容差
単位 mm
等級 1級 2級 3級
自由高さ250以下 ±0.010 D ±0.015 D ±0.020 D
最小値±0.5 最小値±1.0 最小値±1.5
自由高さ250を超え500以下 ±0.010 D ±0.015 D ±0.020 D
許容差
最小値±1.0 最小値±1.5 最小値±2.0
自由高さ500を超えるもの ±0.010 D ±0.015 D ±0.020 D
最小値±1.5 最小値±2.0 最小値±2.5
備考 許容差は,必要がある場合に片側にとることができる。その場合には,表中の許容差の範
囲を片側にとる。
c) コイル外側面の傾き 無荷重の状態で,各端面にそれぞれ直角な軸に対するコイル外側面の傾きを測
定し,その許容限度は,表12による。
表 12 コイル外側面の傾きの許容限度
単位 mm
等級 1級 2級 3級
0.035 Hf (2.0°)
0.017 Hf (1.0°) 0.052 Hf (3.0°)
許容限度
最小値0.5 最小値1.0 最小値2.0
備考 括弧内の数値は,傾きの角度を示す。
――――― [JIS F 0503 pdf 9] ―――――
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9.2 冷間成形ばねの寸法の許容差
冷間成形によるばねの寸法許容差は,次による。
a) 自由高さ ばね特性の指定がない場合の自由高さの許容差は,表13による。また,ばね特性の指定が
ある場合の自由高さには,許容差を指定しない。
表 13 自由高さの許容差
単位 mm
等級 1級 2級 3級
±0.01 Hf ±0.02 Hf ±0.03 Hf
ばね指数4以上8以下
最小値±0.2 最小値±0.5 最小値±0.7
±0.015 Hf ±0.03 Hf ±0.04 Hf
許容差 ばね指数8を超え15以下
最小値±0.5 最小値±0.7 最小値±0.8
±0.02 Hf ±0.04 Hf ±0.06 Hf
ばね指数15を超え22以下
最小値±0.6 最小値±0.8 最小値±1.0
b) コイル直径 コイル直径の許容差は,ばねの用途に応じてコイルの内径又は外径のいずれか一方を指
定する。また,その数値は表14による。
表 14 コイル直径の許容差
単位 mm
等級 1級 2級 3級
±0.01 D ±0.015 D ±0.025 D
ばね指数4以上8以下
最小値±0.15 最小値±0.2 最小値±0.4
±0.015 D ±0.02 D ±0.03 D
許容差 ばね指数8を超え15以下
最小値±0.2 最小値±0.3 最小値±0.5
±0.02 D ±0.03 D ±0.04 D
ばね指数15を超え22以下
最小値±0.3 最小値±0.5 最小値±0.7
備考 許容差は,必要がある場合に片側にとることができる。その場合には,表中の許容差の
範囲を片側にとる。
c) コイル外側面の傾き 無荷重の状態で,各端面にそれぞれ直角な軸に対するコイル外側面の傾きを測
定し,その許容限度は,表15による。
表 15 コイル外側面の傾きの許容限度
単位 mm
等級 1級 2級 3級
0.035 Hf (2.0°)
0.017 Hf (1.0°) 0.052 Hf (3.0°)
許容限度
最小値 0.5 最小値 1.0 最小値 2.0
備考 括弧内の数値は,傾きの角度を示す。
9.3 熱間成形ばねのばね特性の許容差
熱間成形によるばねのばね特性の許容差は,次による。
a) 指定高さ時の荷重の許容差 指定高さ時の荷重の許容差は,表16による。
表 16 指定高さ時の荷重の許容差
単位 N
等級 1級 2級 3級
±0.05 P ±0.08 P ±0.10 P
許容差
最小値 ±1.5 k最小値 ±2.5 k最小値 ±5.0 k
――――― [JIS F 0503 pdf 10] ―――――
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JIS F 0503:2005の国際規格 ICS 分類一覧
- 47 : 造船及び海洋構造物 > 47.020 : 造船及び海洋構造物一般 > 47.020.20 : 船用エンジン及び推進システム
JIS F 0503:2005の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB0103:2015
- ばね用語
- JISB2704:2000
- 圧縮及び引張コイルばね ― 設計・性能試験方法
- JISG3522:2014
- ピアノ線
- JISG3561:1994
- 弁ばね用オイルテンパー線
- JISG4314:2013
- ばね用ステンレス鋼線
- JISG4801:2011
- ばね鋼鋼材
- JISG4801:2021
- ばね鋼鋼材
- JISH3270:2018
- ベリリウム銅,りん青銅及び洋白の棒及び線