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疑問・お悩み相談室

(1)静的荷重で使用される場合

図4にせん断応力の疲れ強さ線図(JIS B 2704)を示す。
静荷重を受けるねじりコイルばねについて、JIS B 2704では許容される曲げ応力の基準を図4のように定めています。
ただし、使用環境が高温の場合は永久変形を考え、適切な材料選択と許容応力を設定する必要があります。

図4 許容曲げ応力

(2)繰返し荷重で使用される場合

図5に曲げ応力の疲れ強さ線図(JIS B 2704)を示す。
寿命予測として、JIS B 2704の参考方法を下記に示します。
ピアノ線、弁ばね用オイルテンパー線など耐疲労特性の優れた線を使用したとき、図5の疲れ強さ線図を用いて通常雰囲気における寿命を推定することができます。

σBは材料の引張強さであり、

斜線γは、

一般的に設計の当初において、使用範囲のモーメントまたはねじれ角がわかっていることが多く、取付時のモーメントをMmin、ねじれ角をφmin、最大時のモーメントをMmax、ねじれ角をφmaxとして、その比率を斜線γで示します。
最大時のモーメントMmaxに対する取付時のモーメントMminの比、最大時の応力σmaxに対する取付時の応力σminの比、または最大時のねじれ角φmaxに対する取付時のねじれ角φminの比となります。

また、上限応力係数の0.7の太い横線は、へたりの許容度によって上下に移動するもので、わずかなへたりを許容するならば、
係数σmax/σBσmaxを、図4に示す許容曲げ応力まで取り、太い横線を上方に移動してもよいです。

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