須山スプリング製作所トップページ
専門用語解説 用語・簡単解説
設計の際に厳しいバネの許容差を指示することで優良なものが得られると誤解しがちであるが、機能、取付状態を考え肝心な部分のみ必要最小限にして性能の維持とともに、極力無駄を省くよう心がけるべきである。
社団法人日本ばね工業会 技術講習会テキストより抜粋
- 記号とばねの用語の意味
- D：中心（平均）径…コイル外寸−線径
- d:線径…材料の太さの事 dについての規格はこちらへ
- D/d：ばね指数
- Na：有効巻数 … 総巻数−座 座は両端に各1、合計2の形状が一般的で、最もよく見かける押しばねの座＝2のことが多い
- 特性 … 通常は指定高サ又は長サ時の荷重又は1mmあたりの強サのバネ定数のこと
- 以下に掲載のJISの規格に規定の次のカッコ内は一般的によく呼んでいる同義語。スプリングには全く同じ種類でもいくつかの呼び名があります。
以下の掲載について％が最小を下回る時は最小値を優先する
ばねの公差についてのアドバイス
設計者や製作依頼をする側にとってはなるべくバラツキの極力無い製品を望むのは当然です、但しバラツキと言うとマイナスのイメージですが十分に使用できる範囲というものがあればその範囲内の公差を指示するのが良いと思います、少なからずとも範囲はあるものです、もちろん厳しく管理された製品でなくてはならないのなら厳しい指示を出さなくてはいけません。例えば荷重の指定が±10％であれば十分に使用できるのならそれを±5％以下などにする必要はありません、抜き取り検査の数量が多くなったりほぼ全数検査になってしまうと生産性に乏しくなり又コストにも影響がでてしまいます。今の日本のスプリング製造会社のほとんどは、条件はありますが1級程度には対応できるでしょう、その条件とは、寸法だけを重視なら1級程度は対応できるでしょうが寸法も又特性も重視となると設計者が計算で求めた値と実際の値に開きが大きいと調整が付かず加工困難になってしまいます、従って特性重視なら寸法箇所に参考値が必要となり公差は指定しません。
- 圧縮(押し）バネについては荷重が計算と製作後の実測値の寸法が正確に加工されていると非常に近似値になります。引張り(引き）バネも同様ですが、もし計算と実測値が合わずの時の原因はすべてでありませんが初張力が原因の場合が多く有ります、設計の際には材質によって変わりますので注意が必要で、更に熱処理/テンパー処理によってこの値が減少することも考慮しておく必要があります
- 各寸法にも更に特性（荷重、定数の指定）にも厳しい公差を課してくる場合がありますが、そうでなくてはならない場合はそれで良いですが、例えば強さが重視であれば以下に規定のように寸法箇所に参考値があるのが通常です。
- 寸法も荷重、定数も指定で図面の寸法箇所に全く公差が無いのは良くない
- コイル径は1級で長さは2級と指定も構いません、例えば全長に±でなく+だけに0.1mmの指定は1級以上となり生産性が悪く又、コストの面でも影響が出ます
- ばね指数D/dの値が大きくなるとバラツキが出やすくなる為に公差は規定のように広く取るようにします
問題となった実例
線径1.0ミリ、コイル内径4ミリ、総巻き4、長さ9.5ミリ、研削処理有りという仕様でコイルに+0.1mmだけ付いた圧縮ばねの注文がありました。マイクロメータ使用で内径4.08で研削処理を行い納入したところシャフトが通らないものが出ていると連絡がありました、聞くとシャフトは3.95ミリです、研削の際のバリが原因と判断し結果バリ取りをしなければなりませんでした。後に設計者と話しをすると外径にはもっと余裕があるという事なので変更してもらい以後問題ない様になりました。この実例のようにただ厳しい公差を指定するとトラブルが起こってしまう場合があります。
冷間成形圧縮コイルばねの許容差 JIS B 2707に規定（押しバネ）
自由高さ
特性の指定がある時は、自由高、総巻き数は参考値とし、
特性の指定がない場合は総巻き数は±1/4巻を許容差とする。下の寸法図のLが自由高。
| D/d | 1級±％ 最小±mm | 2級±％ 最小±mm | 3級±％ 最小±mm |
| 4以上8以下 | 1.0 0.2 | 2.0 0.5 | 3.0 0.7 |
| 8を超え15以下 | 1.5 0.5 | 3.0 0.7 | 4.0 0.8 |
| 15超え22以下 | 2.0 0.6 | 4.0 0.8 | 6.0 1.0 |
冷間成形引張りコイルばね 許容差 JIS B 2708に規定（引きバネ）
自由長
特性の指定がある時は自由長（フック間の内寸長）は参考とする。
総巻数も原則として参考とし、フック対向角は当事者間の協定によるが
180度（平行）か90度がほとんどでこれ以外のフック対向角は通常は製作や管理困難のため指定はされない。下の寸法図のLが自由長。
| D/d | 1級±％ 最小±mm | 2級±％ 最小±mm | 3級±％ 最小±mm |
| 4以上8以下 | 1.0 0.2 | 2.0 0.5 | 3.0 0.6 |
| 8超え15以下 | 1.5 0.6 | 3.0 0.7 | 4.0 0.8 |
平均径/圧縮、引張り共通
| D/d | 1級±％ 最小±mm | 2級±％ 最小±mm | 3級±％ 最小±mm |
| 4以上8以下 | 1.0 0.15 | 1.5 0.20 | 2.5 0.40 |
| 8超え15以下 | 1.5 0.2 | 2.0 0.3 | 3.0 0.5 |
| 15超え22以下 | 2.0 0.3 | 3.0 0.5 | 4.0 0.7 |
特性 荷重（Ｎ）
| Na | 1級 ± ％ | 2級 ± ％ | 3級 ± ％ |
| Na=3を超え 10以下 | 5 | 10 | 15 |
| Na=10を 超える場合 | 4 | 8 | 12 |
特性 バネ定数/圧縮、引張り共通
| Na | 1級 ±％ | 2級 ±％ | 3級 ±％ |
| Na=3を超え10以下 | 5 | 10 | 15 |
| Na=10を超える場合 | 4 | 8 | 12 |
ねじりコイルばねの許容差 JIS B 2709に規定（トーション スプリング、キックバネ、戻りばね）
アーム（腕）の自由角度
特性がある場合アームの自由角度は参考値とする。
| 巻き数 | １級± ° | ２級± ° | ３級± ° |
| 3以下 | 8 | 10 | 15 |
| 3超え10以下 | 10 | 15 | 20 |
| 10超え20以下 | 15 | 20 | 30 |
| 20超え30以下 | 20 | 30 | 40 |
平均径
| D/d | 1級±％ 最小±mm | 2級±％ 最小±mm | 3級±％ 最小±mm |
| 4以上8以下 | 1.0 0.15 | 1.5 0.2 | 2.5 0.4 |
| 8以上15以下 | 1.5 0.2 | 2.0 0.3 | 3.0 0.5 |
アーム長
| d | 1級±％ 最小±mm | 2級±％ 最小±mm | 3級±％ 最小±mm |
| 0.1以上0.5以下 | 2 0.3 | 3 0.5 | 4 1.0 |
| 0.5を超え1以下 | 2 0.5 | 3 0.7 | 4 1.5 |
| 1を超え2以下 | 2 0.7 | 3 1.0 | 4 2.0 |
| 2を超え4以下 | 2 1.0 | 3 1.5 | 4 3.0 |
| 4をこえる時 | 2 1.5 | 3 2.0 | 4 4.0 |