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疑問・お悩み相談室

コイルばね

(1)静荷重で使用される場合

静荷重とは、バネの使用状態で荷重変動のほとんどないもの、また繰り返しがあってもおよそ1,000回以下のもので、この場合ばねは変形をおこしたり、その結果荷重低下しなければよいので、許容応力は材料の弾性限度内にあればよい。
静的荷重を受ける圧縮コイルばねにおいては、JIS B 2704では許容されるねじり応力の基準を図1. のように定めている。常用応力としてはこれの80%以下にとるのが望ましい。この応力には応力修正係数は考慮しなくてよい。

図1 ばねの許容ねじり応力

(2)繰返し荷重で使用される場合

繰り返し荷重で使用される場合は、応力集中を考えるほか、平均応力及び応力振幅、また表面状況などを考慮して許容応力を定める。多くの実験結果から疲れ限度線図は直線であるとして、図2. に示すような許容応力線図を得ている。なおここには、ショットピーニングなどの影響を考慮する方法は示されていない。
またSAEでは、冷間成形コイルばねと熱間成形コイルばねの許容応力を図3. 図4.のように示している。

図2 最大許容応力(d=5mmの場合) 図3 冷間成形コイルばねの耐久限度線図 図4 熱間成形コイルばねの耐久限度線図

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