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船舶機関部コイルばね

  JIS F 0503

:0000

(JMSA)

 

平 成 0 0 年 0 0 月 0 0 日   改 正

日本工業標準調査会 審議

(日本規格協会 発行)


F 0503

:0000

____________________________________________________

主  務  大  臣:国土交通大臣    制定:昭和 25.09.21    改正:平成 00.00.00

官  報  公  示:平成 00.00.00

原  案  作  成  者:財団法人  日本船舶標準協会

(〒110-0005  東京都台東区上野7丁目 12-14  住友不動産上野ビル4号館7階  TEL 03-5806-2853)

審  議  部  会:日本工業標準調査会  標準部会(部会長  )

審議専門委員会:船舶技術専門委員会(委員会長  )

  この規格についての意見又は質問は,上記原案作成者又は経済産業省産業技術環境局  標準課産業基盤標準化推進室

[〒100-8901  東京都千代田区霞が関 1 丁目 3-1  TEL 03-3501-1511(代表)

]又は国土交通省海事局技術課[〒100-8918

東京都千代田区霞が関 2 丁目 1-3  TEL 03-5253-8111(代表)

]にご連絡ください。

  なお,日本工業規格は,工業標準化法第 15 条の規定によって,少なくとも 5 年を経過する日までに日本工業標準調査

会の審議に付され,速やかに,確認,改正又は廃止されます。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


F 0503

:0000

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人  日本船

舶標準協会(JMSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準

調査会の審議を経て,国土交通大臣が改正した日本工業規格である。

これによって,JIS F 0503:0000 は改正され,この規格に置き換えられる。


F 0503

:0000

(2) 

目  次

ページ

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  定義

1

4.

  材料

1

5.

  寸法及び形状 

2

6.

  ばねの設計に用いる記号及び計算式 

3

7.

  許容ねじり応力 

5

7.1 

静荷重を受けるばね

5

7.2 

繰返し荷重を受けるばね 

6

8.

  サージング 

6

9.

  寸法及びばね特性の許容差 

7

9.1

  熱間成形ばねの寸法許容差 

7

9.2

  冷間成形ばねの寸法の許容差

7

9.3

  熱間成形ばねのばね特性の許容差 

8

9.4

  冷間成形ばねのばね特性の許容差 

9

9.5

  その他の寸法許容差

9

10.

  加工方法 

10

10.1  

材料の表面加工

10

10.2

  熱処理

10

10.3

  ショットピーニング及びセッチング 

10

11.

  検査 

10

船舶機関部コイルばね  解  説 

13

1.

  制定・改正の趣旨

13

1.1

  制定の趣旨 

13

1.2

  改正の趣旨 

13

2.

  制定・改正の経緯

14

3.

  審議中に問題となった事項 

14

4.

  適用範囲

15

5.

  規定項目の内容 

15

6.

  懸案事項

16

7.

  引用に関する事項

17

8.

  特許権などに関する事項 

17

9.

  その他

17

10.

  原案作成委員会の構成表 

17


     

日本工業規格(案)

JIS

 F

0503

:0000

船舶機関部コイルばね

Shipbuilding - Coiled Springs for Marine Machinery

1. 

適用範囲  この規格は,船舶機関部に使用する圧縮ばね又は引張ばねのうち,円形断面の材料を使用

し,熱間又は冷間で成形される円筒形コイルばね(以下,ばねという。

)について規定する。

2. 

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS B 0103

  ばね用語

JIS B 2704

  圧縮及び引張コイルばね−設計・性能試験方法

        JIS G 3522

  ピアノ線

        JIS G 3561

  弁ばね用オイルテンパー線

        JIS G 4314

  ばね用ステンレス鋼線

        JIS G 4801

  ばね鋼鋼材

        JIS H 3270

  ベリリウム銅,りん青銅及び洋白の棒及び線

3.

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS B 0103 によるほか,次による。

4.

材料  ばねに用いる材料の種類,規格番号,記号,用途及び成形方法は表 1 による。また,ばね材料

の直径は,

表 2 による。

  なお,これ以外の材料の種類及びばね材料の直径を使用する場合は,受渡当事者間の協議による。

表 1  材料・用途・成形方法

材料の種類

規格番号

記  号

用  途

成形方法

ばね鋼鋼材

JIS G 4801

SUP 9

SUP 9A

SUP 10

SUP 11A

SUP 12

SUP 13

熱間成形

弁ばね用オイルテンパー線  JIS G 3561 

SWOCV-V

SWOSC-V

高い応力まで使用するも

の,繰返し荷重又は繰返し

衝撃を受けるもの及び強

度を要するもの

例:逃し弁ばね 
    吸排気弁ばね

    燃料噴射弁ばね

    燃料ポンプばね

    調速機ばね

    始動弁ばね

    チェーン緊張ばね

    ブレーキシリンダばね

    オイルクッションばね

冷間成形


2

F 0503

:0000

     

表 1  材料・用途・成形方法(続き)

材料の種類

規格番号

記  号

用  途

成形方法

ピアノ線

JIS G 3522

SWP-A

SWP-B

SWP-V

小形強力圧縮ばね

引張ばね

ばね用ステンレス鋼線

JIS G 4314

SUS 304-WPA

SUS 304-WPB

SUS 316-WPA

SUS631

J1-WPC

高い応力まで使用する

耐食性ばね

耐熱性ばね

りん青銅線

JIS H 3270

C 5191 W-H

C 5212 W-H

低い応力で使用する

耐食性ばね,非磁性ばね

冷間成形

                                  表 2  ばね材料の直径                            単位 mm

材料記号

寸法範囲

直  径  (

d

SUP 9

SUP 12

8

∼ 30

SUP 9A

20

∼ 45

SUP 10

10

∼ 45

SUP 11A

SUP 13

48

∼ 65

8

, 8.5,  9, 9.5, 10, 10.5, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17,

18

, 19, 20, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38,

40

, 42, 44, 45, 48, 50, 55, 60, 65

SWOCV-V

2

∼ 10

SWOSC-V 0.5

∼ 8

0.5

, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,  1,1.2, 1.4, 1.6, 1.8,  2,

2.3

, 2.6, 2.9, 3.2, 3.5,  4, 4.5,  5,5.5,6, 6.5,  7,

7.5

,8,8.5,  9,9.5, 10

SWP-A 0.5

∼ 10

SWP-B 0.5

∼ 7

SWP-V

2

∼ 6

0.5

, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,  1,1.2, 1.4, 1.6, 1.8,  2,

2.3

, 2.6, 2.9, 3.2, 3.5,  4, 4.5,  5,  6, 6.5,  7,  8,

9

, 10

SUS 304-WPA

SUS 316-WPA

0.5

∼ 8

SUS 304-WPB

0.5

∼ 12

SUS 631 J1-WPC

0.5

∼ 6

0.5

, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.8, 0.9,  1,1.2, 1.4, 1.6, 1.8,

2

, 2.3, 2.6, 2.9, 3.2, 3.5,  4, 4.5,  5, 5.5,  6, 6.5,  7,

8

,  9, 10, 12

C 5191 W-H

0.5

∼ 12

C 5212 W-H

0.5

∼ 8

0.5

, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,  1,1.2, 1.4, 1.6, 1.8,  2,

2.3

, 2.6, 2.8,  3, 3.2, 3.5,  4, 4.5,  5, 5.5,  6, 6.5,

7

,  8,  9, 10 11, 12

5.

寸法及び形状  ばねの寸法及び形状は,次の各項による。

a

ばね指数  ばね指数

÷÷ø

ö

ççè

æ

材料の直径

コイル平均径

は,4∼15 までの範囲で選ぶのがよい。

b

    比  圧縮ばねの縦横比

÷÷ø

ö

ççè

æ

コイル平均径

自由高さ

は,0.8∼4 までの範囲で選ぶのがよい。

c

有効巻数及び総巻数  有効巻数は,3 以上にとるのがよい。

  なお,圧縮ばねで特に作用時の曲がりをきらうものは,総巻数を 0.5 の奇数倍にとるのがよい。


3

F 0503

:0000

     

d

ピッチ  ピッチは,コイル平均径の

2

1

以下にとるのがよい。

e

密着高さ  圧縮ばねの密着高さは,通常指定しない。特に,密着高さの指定を必要とするときは,次の

式で求めた値を最大値として指定する。

                      密着高さ(

H

s)=総巻数(

Nt

)×材料の直径(

d

max

                      ここに,

d

max

:材料の直径

d

の許容差の最大値をとった直径

f

圧縮ばねの両端の座巻数  圧縮ばねの両端の座巻数は,通常 0.75∼1.5 巻とし,繰返し荷重を受けるば

ねは,1 巻以上(又は,最少巻数を 1 巻)とする。

g

圧縮ばねの先端の厚さ  圧縮ばねの先端の厚さは,表 3 による。

表 3  先端の厚さ

端面の研削範囲

先端の厚さ  mm

270

°

÷

ø

ö

ç

è

æ

4

3

材料の直径×0.25

300

°

÷

ø

ö

ç

è

æ

約  

8

7

材料の直径×0.15

備考  端面の研削範囲を特に指定しないときは  270°とする。

h

引張ばねのフック  引張ばねのフックの曲げ半径は,できる限り大きくして,工作しやすいような形

状とするのがよい。

6.

ばねの設計に用いる記号及び計算式  ばねの設計に用いる記号及び計算式は,JIS B 2704  に準拠して,

次による。

a

ばねの設計に用いる記号  ばねの設計に用いる記号は,表 4 による。

表 4  記号

記 号

単 位

記号の説明

d

mm 

材料の直径

i

D

mm

コイル内径

o

D

mm

コイル外径

D

mm

コイル平均径

2

o

D

i

D

D

+

=

Nt

総巻数

Na

有効巻数

f

H

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

c

ばね指数

d

D

c

=


4

F 0503

:0000

     

3

4

8NaD

Gd

P

k

=

=

δ

表 4  記号(続き)

記 号

単 位

記号の説明

D

H

f

 

縦横比

P

N 

計画の荷重

δ

mm 

計画のたわみ

k

N/mm

計画のばね定数

0

τ

N/mm

2

ねじり応力

τ

N/mm

2

ねじり修正応力

κ

応力修正係数

i

P

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/mm

2

 

横弾性係数

M

kg

ばねの運動部分の質量

m

㎏/mm

3

材料の単位体積当りの質量

備考  1N/mm

2

 = 1MPa

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

mm

ばね定数

N/mm

ねじり修正応力

N/mm

2

4

3

8

Gd

P

NaD

=

δ

3

0

8

d

DP

π

τ

τ

κ

κ

=

=

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。

表 6  横弾性係数

材料の種類

G

の値 N/mm

2

ばね鋼鋼材 
ピアノ線 
弁ばね用オイルテンパー線

7.85

×10

4

SUS 304 
SUS 316

6.85

×10

4

ばね用ステンレ

ス鋼線

SUS 631 J1

7.35

×10

4

りん青銅線 4.2×10

4

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

κ

の値は,次の計算式,又は

表 7 による。

κ

c

c

c

615

.

0

4

4

1

4

+

=

 
 


5

F 0503

:0000

     

                                    表 7  応力修正係数

4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8

6.0

κ

 

1.404 1.381 1.360 1.342 1.326 1.311 1.297 1.284 1.273 1.262

1.253

6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.5

κ

1.243 1.235 1.227 1.220 1.212 1.206 1.202 1.194 1.189 1.184 1.172

9.0  9.5  10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 13.0 14.0 15.0

κ

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

i

P

となる。初張力

i

P

の値は,次の経験式による。

i

P

2

4

255D

Gd

A

=

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

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,

τ

0

について検討して定め

  る。

τ

0

図 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

τ

の値を

図 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。

低温焼なましの条件

材料の種類

施行せず 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


6

F 0503

:0000

     

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

τ

の値が

図 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

τ

の値は,

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/mm

2

材  料

材料の 
直径  mm

SWP-A

SWP-B

SWP-V

SUS304-WPA

SUS304-WPB

SUS316-WPA

SUS631J1-WPC

C 5191 W-H

C 5212 W-H

SWOCV-V

SWOSC-V

SUP 9

SUP 9A

SUP 10

SUP 12

SUP 11A

SUP 13

  

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。

 


7

F 0503

:0000

     

                      ここに,

a

:両端自由又は固定の場合

2

i

                                                一端固定で他端自由の場合

4

1

2

i

                         

i

:共振の次数  1,2,3,・…

  鋼の G=7.85×10

4

 N/mm

2

m=7.85×10

6

㎏/mm

3

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。

2

5

10

56

.

3

NaD

d

f

×

=

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 2 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  ㎜

等  級

1

2

3

許容差

±0.010

f

H

最小値±1.0

±0.020

f

H

最小値±2.0

±0.030

f

H

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  ㎜

等  級

1

2

3

自由高さ 250 以下

±0.010

D

最小値±0.5

±0.015

D

最小値±1.0

±0.020

D

最小値±1.5

自由高さ 250 を超え 500 以下

±0.010

D

最小値±1.0

±0.015

D

最小値±1.5

±0.020

D

最小値±2.0

許容差

自由高さ 500 を超えるもの

±0.010

D

最小値±1.5

±0.015

D

最小値±2.0

±0.020

D

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 よる。

                      表 12  コイル外側面の傾きの許容限度              単位  ㎜

等  級

1

2

3

許容限度

 0.017

f

H

(1.0°)

最小値 0.5

0.035

f

H

(2.0°)

最小値 1.0

0.052

f

H

(3.0°)

最小値 2.0

        備考  括弧内の数値は,傾きの角度を示す。

m

G

NaD

d

a

M

k

a

f

2

3

36

.

22

10

π

=

=


8

F 0503

:0000

     

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  ㎜

等  級

1

2

3

ばね指数 4 以上 8 以下

±0.01

f

H

最小値±0.2

±0.02

f

H

最小値±0.5

±0.03

f

H

最小値±0.7

ばね指数 8 を超え 15 以下

±0.015

f

H

最小値±0.5

±0.03

f

H

最小値±0.7

±0.04

f

H

最小値±0.8

許容差

ばね指数 15 を超え 22 以下

±0.02

f

H

最小値±0.6

±0.04

f

H

最小値±0.8

±0.06

f

H

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  ㎜

等  級

1

2

3

ばね指数 4 以上 8 以下

±0.01

D

最小値±0.15

±0.015

D

最小値±0.2

±0.025

D

最小値±0.4

ばね指数 8 を超え 15 以下

±0.015

D

最小値±0.2

±0.02

D

最小値±0.3

±0.03

D

最小値±0.5

許容差

ばね指数 15 を超え 22 以下

±0.02

D

最小値±0.3

±0.03

D

最小値±0.5

±0.04

D

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  ㎜

等  級

1

2

3

許容限度

 0.017

f

H

(1.0°)

最小値  0.5

 0.035

f

H

(2.0°)

最小値  1.0

 0.052

f

H

(3.0°)

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

2

3

許容差

±0.05

P

最小値  ±1.5

k

±0.08

P

最小値  ±2.5

k

±0.10

P

最小値  ±5.0

k

b

)指定荷重時のたわみの許容差  指定荷重時のたわみの許容差は,表 17 による。

表 17  指定荷重時のたわみの許容差            単位  ㎜

等  級

1

2

3

許容差

±0.05

δ

最小値  ±1.5

±0.08

δ

最小値  ±2.5

±0.10

δ

最小値  ±5.0

c

)ばね定数の許容差  ばね定数の許容差は,一般的に±10  %とする。また,用途の性質上,精度を必要


9

F 0503

:0000

     

  とするばねには,最小±5  %まで許容差を指定することができる。ただし,ばね定数の許容差を指定し

  たばねには,通常,指定高さ時の荷重,及び指定荷重時のたわみには許容差を指定しない。

  備考 1.  ばね特性は,そのときのたわみが試験荷重時のたわみの 20∼80%の間にあるように規定する。

2.  ばね定数は,試験荷重時の 30∼70%の間の二つの荷重点における,荷重とたわみの差によっ

          て規定する。

9.4

  冷間成形ばねのばね特性の許容差  冷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 18 による。

表 18  指定高さ時の荷重の許容差                        単位  N

等  級

1

2

3

有効巻数 3 以上 10 以下

±0.05P

最小値±0.5k

±0.08P

最小値±0.8k

±0.10P

最小値±1.0k

許容差

有効巻数 10 を超えるもの

±0.03

最小値±0.5

±0.05P

最小値±0.8k

±0.10P

最小値 1.0k

b

)指定荷重時のたわみの許容差  指定荷重時のたわみの許容差は,表 19 による。

表 19  指定荷重時のたわみの許容差                      単位  ㎜

等  級

1

2

3

有効巻数 3 以上 10 以下

±0.05

δ

最小値±0.5

±0.08

δ

最小値±0.8

±0.10

δ

最小値±1.0

許容差

有効巻数 10 を超えるもの

±0.03

δ

最小値±0.5

±0.05

δ

最小値±0.8

±0.10

δ

最小値 1.0

c

)ばね定数の許容差  ばね定数の許容差は,表 20 による。ただし,ばね定数の許容差を指定したばねに

  は,通常,指定荷重時のたわみ,及び指定高さ時の荷重には許容差を指定しない。

表 20  ばね定数の許容差

      備考 1.  ばね特性は,そのときのたわみが試験荷重時のたわみの 20∼80%の間にあるように規定す

              る。

          

2.  ばね定数は,試験荷重時の 30∼70%の間の二つの荷重点における,荷重とたわみの差によ

                          って規定する。

9.5

その他の寸法許容差

a

)総巻数  ばね特性の指定がある場合は,総巻数は参考値とし,ばね特性の指定がない場合の総巻数の許

  容差は,圧縮ばねは±

4

1

巻,引張ばねは±

2

1

巻とする。

        なお,引張ばねのフック対向角の許容差は受渡当事者間の協定による。

b

)ピッチの不同  等ピッチの圧縮ばねは,全たわみ(

3

)の 80  %を圧縮した場合,両端座巻部を除いて

  コイルが接してはならない。

    注(

3

)全たわみとは自由高さから密着高さまでのたわみをいう。

c

)端面の平行度  無荷重時における端面の高さの最大最小の差は,0.02(1.15 度)×コイル外径とする。

      ただし,最小値は 0.5mm とする。

d

)端面の平面度  定盤上に直立させたとき,がたがないこととする。特に,座面との当りの精度を要す

等  級

1

2

3

有効巻数 3 以上 10 以下

±5  %

±8  %

±10  %

  許容差

有効巻数 10 を超えるもの

±3  %

±5  %

±10  %


10

F 0503

:0000

     

  るものは,受渡当事者間の協議による。

10.

加工方法

10.1  

材料の表面加工  高速度の繰返し荷重又は繰返し衝撃を受けるばねで,ばね鋼鋼材で作るものは,

材料表面を研削するか,又は,表面のきずを除去した後に引き抜いて磨き加工を行うとよい。

10.2

  熱処理  ばねの熱処理は,次による。

a

)ばね鋼鋼材を使用する熱間成形ばねは,成形後均一に熱処理しなければならない。熱処理は焼入れ・焼

  戻し行う。

  焼戻し後の硬さは,ブリネル硬さ 388 HBW(くぼみの直径 3.10mm)∼461 HBW(くぼみの直径 2.85mm)

とする。

b

)冷間成形ばねは,成形後表 21 に示す条件で,低温焼なましをしなければならない。

表 21  材料別低温焼きなまし条件

材料記号

熱処理温度

時  間

備  考

SWP-A

SWP-B

SWP-V

300

∼350 20∼30

初張力を与える引張ばね及び,静的

に高応力を受けるばねは 200∼

250

SWOCV-V

SWOSC-V

380

∼440 20∼30

SUS 304-WPA

SUS 304-WPB

SUS 316-WPA

400 20

∼30

SUS 631 J1-WPC

480

90

∼120

析出硬化処理

C 5191 W-H

C 5212 W-H

150

∼200 20∼30

10.3

  ショットピーニング及びセッチング  繰返し荷重を受けるばね及びばね鋼鋼材で作った圧縮ばねは,熱処理後,

ショットピーニング及びセッチングを行う。ただし,りん青銅を使用したばね及び線径 3.5mm 以下のばね並びに引張

ばねには,通常,ショットピーニング及びセッチングを行わない

11.

検査  ばねの検査は,次による。

なお,ロット検査を行う場合の抜取検査方式は,受渡当事者間の協議による。

a

)外    観  ばねの表面には,有害な,はだ荒れ,きず,及び脱炭などの欠陥があってはならない。

b

)寸法・形状  寸法・形状は,9.のそれぞれの規定に適合しなければならない。

c

)コイル外側面の傾き  端面の研削を行った圧縮ばねのコイル外側面の傾きは,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(

e

)を,

図 2 に従って測定し,測定結果は,9.のそれ

  ぞれの規定に適合しなければならない。


11

F 0503

:0000

     

図 2  コイル外側面の傾きの測定

d)ばね特性  ばね特性の測定は,通常試験荷重を 1 回負荷した後に行う。この場合の試験荷重は注文者

  の指定によるが,特に指定がない場合は,静荷重を受ける圧縮ばねでは,ねじり応力

τ

0

が,図

1 の値

  を生じるような荷重とし,引張ばねでは図

1 に示す値の 80%の値を生じるような荷重とする。また,繰

  返し荷重を受けるばねでは,応力修正係数を乗じたねじり修正応力τが図

1 の値を生じるような荷重と

  する。この荷重が密着荷重より大きい場合は,密着荷重をもって試験荷重とする。

    なお,ばね特性の検査は,取付時,及び作用時について行う。測定方法について特に指示のない場合

  は,取付時及び作用時の高さにおける荷重を測定し,測定結果は

9.のそれぞれの規定に適合しなけれ

  ばならない。ただし,試験荷重を負荷したときの高さは参考値とし,許容差は特に指定しない。

12.

仕様書の記載  仕様書の記載は,図 3 に示す例によるのがよい。


12

F 0503

:0000

     

要  目  表

材料

SUP9

材料の直径               d

  

mm 18

コイル平均径            D

  

mm 100

コイル外径              D

O

        

mm 118

±1.5

有効巻数                N

a

 8.5

総巻数                  N

t

 10.5

巻方向

自由高さ               

f

H

mm 280

ばね定数                k

      N/mm

121.2

高さ        H

1

mm 265

取付時

荷重        P

1

N

1 818

±150

高さ        H

2

mm 237

作用時

荷重        P

2

N

5211

荷重        P

t

N 11

02

高さ        H

t        

mm

約 189

試験時

応力       

τ

t

N/mm

2

 614

材料の表面加工

磨き

成形後の表面加工

ショットピーニング

表面処理

さび止め処理

黒エナメル塗装

図 3  仕様書の記載例(圧縮ばねの場合) 


13

解  12 

JIS F 0503

:0000

船舶機関部コイルばね

解  説

この解説は,本体に規定した事柄,これらに関連した事柄を説明するもので,規格の一部ではない。

1.

制定・改正の趣旨

1.1

制定の趣旨  船舶機関部の重要部分に使用されるコイルばねの形状,寸法及びばね特性の精度につい

ては,一般機械用に使用されるものより,特に厳しい精度を必要とするものが多い。そのためには特殊用

途として必要な性格を具備した規格を制定することによって,船舶の安全航行及び経済的メリットが得ら

れることを目的として,この規格が制定された。

1.2

  改正の趣旨

1.2.1  1976

年改正の趣旨  JIS Z 8203[国際単位系(SI)及びその使い方]に規定する国際単位系(SI)の導

入によって{}を付けて該当単位及び数値を参考として併記するとともに,JIS B 0001(機械製図)の改

正に伴う図面の表記の訂正及び様式,字句の訂正を行った。

1.2.2

  1980 年改正の趣旨

a

)材料の見直しを行い,JIS G 4801(ばね鋼鋼材)に規定されている SUP9A,SUP10,SUP11A  及び  JIS

  G 3565(弁ばね用クロムバナジゥム鋼オイルテンパー線)

JIS G 3566(弁ばね用シリコンクロム鋼オイ

  ルテンパー線)

JIS G 4314(ばね用ステンレス鋼線)の SWOCV−V,SWOSC−V,SUS304−WPA,SUS304

  −WPB,SUS316−WPA,SUS631J1−WPC の新しい材料を取り入れた。

  なお,

ほとんど舶用には使用されず,

削除しても支障をきたさない JIS G 4801 に規定されている,

SUP4

  SUP7,及び JIS G 3521(硬鋼線)の SWB,SWC は削除した。

b

)形状の精度の項に,端面の平行度を取り入れた。

c

)ばね特性を指定する場合の計測範囲の制限を定めた。

d

)熱処理時の硬さの範囲を定め,冷間成形の場合の加熱条件を定めた。

e

)ばねの表面処理について,ショットピーニングを取り入れた。

f

)密着高さの計算方式を,JIS B 2702(熱間成形コイルばね)

JIS B 2704(圧縮及び引張コイルばね設計

  基準)

JIS B 2707(冷間成形圧縮コイルばね)に合わせた。

g

)冷間成形引張ばねの初張力の大きさについて定めた。

h

)横弾性係数

G

の数値を,JIS B 2704 と同一にした。

i

)許容ねじり応力のとり方を見やすい形式に改めた。

j

)サージング防止対策として,ばねの固有振動数の計算式を取り入れ,解説にカム軸回転数と固有振動数

  の選定基準の参考値を記した。

1.2.3

  1987

年改正の趣旨

a

)国際単位系(SI)の第 2 段階への移行を行った。

b

表 5 横弾性係数

G

及びばねの固有振動数の式に用いられる重力の加速度

ɡ

の単位及び数値は JIS B  

      2704

と整合を図った。


14

F 0503

:0000  解説

解  17 

c

図 3 は,新しい

G

の数値を用いて計算したもので有効数字のけた数を合わせた。

d

JIS Z 8301(規格票の様式)に基づき,配列の変更及び字句の訂正を行った。

e

)材料の見直しを行い,新たに JIS G 4801  に規定された SUP12,SUP13 を取り入れ,削除しても支障を

    きたさないような SUP6 は削除することにし,寸法範囲を 8 ㎜からとした。また,SWP−A 及び SWP

    −V の寸法範囲を JIS G 3522(ピアノ線)に基づき,それぞれ 10mm 及び 6 ㎜まで使用できるばね材料

の直径について取りまとめた。

f

)寸法及び形状の項に,ばね寸法の制限及びばね両端の形状について取りまとめた。

g

)初張力のあるばねの初張力の式について,使用しやすい形式に改めた。

h

)許容ねじり応力のとり方を,見やすい表現に改めた。

i

)コイル外側面の傾きについて,その測定方法を明確にした。

j

)試験荷重について,見やすい表現に改め,その算出式を明確にした。

1.2.4

  200X

年(今回)改正の趣旨

a

)国際単位系(SI)への全面的移行を行った。よって,規格本文中に使用されている記号及び単位を国際

  単位系(SI)に整合し,訂正を加え,図及び表に併記されていた従来単位を削除した。また,これに伴

  い計算式に用いられている係数の数値も一部変更した。

b

)他の JIS 規格との整合を図るため,本文中に引用されている規格の規格番号及び規格名称などを訂正し

た。また,

  JIS Z 8301(規格票の様式)の最新版に整合して,規格票の構成及び表現などを,全面的に見直した。

c

)今回の改正に当り,改正案についてのアンケート調査を行った。その結果,ばねの使用材料に自由度

  をもたせる,ばね寸法及びばね特性の許容差に選択肢をもたせるなどの要求があり,対応として,材料

  については本文中に列記した JIS 材料以外のものも使用できるように,

“なお,これ以外の材料の種類及

  びばね材料の直径を使用する場合は,受け渡し当事者間の協議による。

”を追記した。また,ばね寸法及

  びばね特性の許容差に選択肢をもたせることについては,従来規定されている許容差を包含した等級別

  の許容差を規定した。

2.

制定・改正の経緯

制定・

改正

調査草案作成担当所

原案担当作業員会

日本工業標準調査会

審議専門委員会

制定・改正年月日

1950 年
制定

船舶規格調査会

船舶機関部コイルばね専
門委員会

昭和 25 年 9 月 21 日

1976 年
改正

財団法人日本船舶標準協会

昭和 51 年 2 月 1 日

1980 年
改正

株式会社 丸上製作所

財団法人日本船舶標準協会 
機関部会 機関設計委員会

(委員長 眞田  茂)

船舶機関設計専門委員会  昭和 55 年 5 月 1 日

1987 年
改正

同上

同上

(委員長 石川  哲司)

同上

昭和 62 年 3 月 1 日

200X 年
改正

社団法人日本ばね工業会

株式会社  丸上製作所

財団法人日本船舶標準協会 
機器・システム部会 
機関設計専門分科会 
(専門分科会長 久米  領平)

船舶技術専門委員会

平成 15 年  月  日

3.

審議中に問題となった事項  該当なし。


15

F 0503

:0000  解説

解  16 

4.

適用範囲  この規格は,船舶機関部に使用する圧縮ばね又は引張ばねのうち,円形断面の材料を使用

し,熱間又は冷間で成形される円筒形コイルばね(以下,ばねという。

)について規定している。

なお,コイルばねの形状には,円筒形のほか,円すい形,たる形,つづみ形等があり,材料断面の形状

にも円形のほか,長方形等異形のものもあるが,船舶用としてはほとんどのものが円筒形で,円形断面材

料であるので,その他の形状と異形断面の材料を使うばねは対象としないことにした。

5.

規定項目の内容

a

材料  材料の種類としては,最近一般にばね用として広く使用されているものを取り入れ,JIS G 規格

  にはあるが,製品の信頼性の点でほとんど舶用に使用されないものを削除し,材料のそれぞれの適性用

  途例を明確にして,材料選択に便利なようにした。また,使用材料に自由度をもたせるため,受け渡し

  当事者間の協議により,これ以外の材料を使用できるようにした。

本体表 2 の中には一般需要の関係上,市場性の少ないものがあり,舶用ばねは多種少量であるためこ

  の点を考慮して計画を進めないと,製作日数が長くかかり,かつ,指定どおりの線径のばねが入手でき

  かねる場合がある。

b

寸法及び形状  ばねの寸法及び形状は,ばね制作上の不都合やばね使用上の不具合を防止するために

  制限を加えたものであり,例えば,ばね指数が小さくなりすぎると

本体表 7 に明らかなように局部応力

  が過大となり,また,ばね成形上からは,ばね指数が大きい場合もコイリングが困難になって製作上不

  都合を生じるなど,設計時にはこれらの配慮が必要である。

c

ばねの設計に用いる記号  ばねの設計に用いる記号は,今回の改正で従来の記号が変更になっているも

  のがあるため,

本体表 4 に記号の一覧を示した。

  なお,記号は JIS B 2704 に準拠しているが,記号の説明は,この規格の内容に合わせて一部変更してい

  る。

d

横弾性係数

G

の値  元来,材料の横弾性係数

G

の値は,熱処理,冷間加工によって,ある程度の変化

  はするものの材料寸法の影響を受けない材質固有のものであるが,ばねの計算は実際より低めにしたほ

  うが計算に合致しやすいことと,

G

の値の誤差があってもばね特性に及ぼす誤差はわずかであるとの理

  由も含めて JIS B 2704 では

G

が規定されているので,この規格もこれに準拠した。

本体表 6 の

G

の値は常温の場合を示すものであり,ばね鋼においては 400℃までにおける

G

の値は,

  およそ次の程度とみて差し支えない。

温  度  ℃                        ばね鋼の

G

  N/㎜

2

   20                                       7.85×10

4

  100                                        7.79×10

4

  200                                      7.45×10

4

  300                                      7.10×10

4

  400                                      6.28×10

4

e

初張力がある引張ばねの初張力の式  初張力は,意識的につける場合とそうでない場合があるが,コイ

  リングの方法などによるばらつきに加えて,低温焼なましの条件によってもばらつきがあるため,正確

  につけることは困難である。初張力の計算は,設計者が適切な初張力によるねじり応力を選ぶという面

  倒な手数がかかるので,ピアノ線及びばね用ステンレス鋼線に対しては,低温焼なましによる初張力の

  残存係数を用いた計算式で,直接初張力を算出すると便利である。

なお,低温焼なましによる初張力の残存係数(

本体表 8)は,一般的な場合を想定した数値であるので


16

F 0503

:0000  解説

解  17 

  注意を要する。

f

許容ねじり応力  繰り返し荷重を受ける吸排気弁ばねの使用時の応力範囲の選定に際しては,それぞれ

  の過去の経験を基にして安全な値を選ぶことが望ましい。

本体表 9 の値は,その目標として定められた

  もので,作動範囲の広い応力振幅の大きなものは疲労限が低くなることを考慮し,上限応力を選ぶ必要

  がある。最近は耐久限度を向上させるために,加工途中の特殊処理方法として,ストレスピーニングを

  指定し,上限応力τを 490N/㎜

2

以上まで広げている例もある。

g

サージング  吸排気弁ばねのサージング防止対策として

1

=

i

の場合に,

f

がカム軸回転数の何倍以上

  とればよいかについて次のような数値を記載した事例もある。

円弧カム        11∼13 倍以上

接線カム        14∼15 倍以上

h

寸法及びばね特性の許容差  ばねに対する許容差は,使用上要求される精度と製造上の難易度を十分

  に考慮して,必要最小限の精度にとどめるのが得策である。よって,この規格では必要度に合わせた品

  質精度を選択できるように,許容差を,成形方法で 2 つに大別し,更に 3 段階に区分して等級化した。

  これらの許容差の等級は,一つのばねに対して統一して一つの等級を与えるものではなく,そのばねの

  使用上の条件に応じて,各項目ごとに個別に選定し適用する。また,1 級については特別管理になる可

  能性が高く,コストアップに繋がるため,ここではとくに高い精度を必要としないものは,2 級以下を

  推奨する。

  なお,圧縮ばねのばね特性は,たわみの始期及び密着に近づくにつれて,計算値より誤差が大きく出る。

  この誤差の大きな使用範囲をなるべく使用しないことが望ましい。そのため計測時点の範囲を明示する

  ことにした。設計時には,この範囲を超えないように配慮が必要である。

  参考として,従来規定されていた,用途別によるばね特性の許容差を

解説表 1 として掲載したが,この

  表は,

等級を選択するときの指標として紹介しているもので,用途によって等級を与える基準ではない。

解説表 1  用途別によるばね特性の許容差

用  途

 
ばねの自由高さ

調速機ばね

吸排気弁,逃し弁ばね

一般用ばね

200

  mm  未満

±3%

±5%

±10%

200

  mm  以上

±5%

±8%

±10%

i

加工方法  熱間成形ばねの焼戻し後の硬さについては,自動車用懸架コイルばね規格 JASO において

  415∼495HBW とされ,現用ばねの硬さの最高値を採っている例もあるが,ここでは,JIS B 2704 に準

  拠して 388∼461HBW を採用した。

  最近,燃料噴射弁ばね等で使用中のへたりを極度にきらうものについて,特殊処理としてクリープテンパーを指定

  するものがある。コストは高くなるが著しい効果がある。しかし,この方法は特殊の場合であるから本体には記載

  しなかつた。

  表面処理には,材料の表面加工,成形後の表面加工,及びさび止めとしての防せい(錆)処理などがあり,画一的

  は規定し難いので,本体では材料の磨き加工と,成形後の表面加工としてのショットピーニングだけを取り上げた。

  ショットピーニングによってばねの硬さはマクロ的には変わらないので,圧縮時の許容荷重は変わらな

  いが耐久限度の向上が得られる。磨き材使用の場合は 1.1 倍以上に向上するものとみなして差し支えな

  い。

6.

懸案事項  該当なし。


17

F 0503

:0000  解説

解  16 

7.

引用に関する事項  該当なし。

8.

特許権などに関する事項  該当なし。

9.

その他  該当なし。

10.

原案作成委員会の構成表  原案作成委員会の構成表を次に示す。

10.1

原案作成本委員会  原案作成本委員会の構成表を次に示す。

                  財団法人  日本船舶標準協会  標準委員会  構成表

 氏  名              所  属

          (委員長)

  石井  和也

日本小型船舶検査機構

          (副委員長)     大西  重雄

財団法人日本造船技術センター

          (委  員)

  青柳    彰

三菱重工業株式会社

  赤阪  全七

株式会社赤阪鐵工所

  安立  正明

社団法人日本電機工業会

  飯島  正明

住友重機械マリンエンジニアリング株式会社

  井上  幸一

日本郵船株式会社

  大松  重雄

独立行政法人海上技術安全研究所

  加藤  陽一

佐世保重工業株式会社

  木原    洸

独立行政法人海上技術安全研究所

  桐明  公男

社団法人日本造船工業会

  小林    修

社団法人日本舟艇工業会

  小松  喜一郎  株式会社丸上製作所

  澤村  昌子

澤村バルブ工業株式会社

  高山  芳郎

社団法人日本電線工業会

  坪庭  加代

株式会社高工社

  寺本  守三

株式会社寺本鉄工所

  時繁  哲治

財団法人日本海事協会

  中村  賀昭

ユニバーサル造船株式会社

  西川    司

株式会社商船三井

  萩原  秀樹

東京海洋大学

  濱中  英男

濱中製鎖工業株式会社

  半田    收

社団法人日本船主協会

  藤山  昭一

株式会社鷹取製作所

  本田  圭佑

株式会社エヌ  ゼット  ケイ

  増山  和雄

三井造船株式会社  千葉事業所

  水野  芳子

水野ストレーナー工業株式会社

  森    良夫

社団法人日本中小型造船工業会

  森田  博行

株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド

  矢木  常之

株式会社川崎造船


18

F 0503

:0000  解説

解  17 

  山下    暁

社団法人日本舶用工業会

  山田  壽三

三信船舶電具株式会社

  山本  英尓

株式会社新潟鐵工所

10.2

原案作成担当ワーキンググループ  原案作成担当ワーキンググループの構成表を次に示す。

財団法人  日本船舶標準協会  標準委員会  機器・システム部会  機関設計専門分科会  構成表

氏  名                    所  属

        (専門分科会長)    久米  領平      久米技術士事務所

        (  委  員  )      西藤  浩一      財団法人日本海事協会

                            神内  邦夫      社団法人日本舶用工業会

                            田部  隆幸      社団法人日本ばね工業会

                            鹿野  健司      株式会社川崎造船

          難波  浩之      住友重機械マリンエンジニアリング株式会社

                            坂中  清治      ユニバーサル造船株式会社

                            林    洋一郎    三菱重工業株式会社

                            宮崎  修二      ダイハツディーゼル株式会社

                            大島  宗紀      阪神内燃機工業株式会社

                            吉村  英明      ヤンマー株式会社

                            成岡  省吾      株式会社赤阪鐵工所

                            東村  公治      株式会社丸上製作所

          (  事務局  )    仁平  一幸      財団法人日本船舶標準協会


   

★内容についてのお問合せは,標準部標準課[TEL(03)5770-1571 FAX(03)3405-5541]にご連絡くだ

さい。

JIS 規格票の正誤票を発行した場合は,次の要領でご案内いたします。

1)当協会発行の月刊誌“標準化ジャーナル”に,正・誤の内容を掲載いたします。

2)当協会ホームページ(http://www.jsa.or.jp)に,月ごとの正誤票を掲載いたします。

なお,当協会の JIS 予約者の方には,予約されている部門で正誤票が発行された場合,自動的

にお送りいたします。

JIS 規格票のご注文は,当協会ホームページ(http://www.jsa.or.jp)で承っております。

なお,普及事業部カスタマーサービス課[TEL(03)3583-8002  FAX(03)3583-0462]又は下記の

当協会各支部におきましてもご注文を承っておりますので,お申込みください。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

JIS F 0503

船舶機関部コイルばね

平成    年    月      日    第 1 刷発行

 

編集兼
発行人

坂  倉  省  吾

発  行  所

財団法人  日  本  規  格  協  会

札 幌 支 部

            〒060-0003  札幌市中央区北 3 条西 3 丁目 1  札幌大同生命ビル内

TEL (011)261-0045

  FAX (011)221-4020

振替:02760-7-4351

東 北 支 部

            〒980-0014  仙台市青葉区本町 3 丁目 5-22  宮城県管工事会館内

TEL (022)227-8336(

代表)  FAX (022)266-0905

振替:02200-4-8166

            〒460-0008  名古屋市中区栄 2 丁目 6-1  白川ビル別館内

TEL (052)221-8316(

代表)  FAX (052)203-4806

振替:00800-2-23283

関 西 支 部

            〒541-0053  大阪市中央区本町 3 丁目 4-10  本町野村ビル内

TEL (06)6261-8086(

代表)  FAX (06)6261-9114

振替:00910-2-2636

広 島 支 部

            〒730-0011  広島市中区基町 5-44  広島商工会議所ビル内

TEL (082)221-7023

,7035,7036  FAX (082)223-7568

振替:01340-9-9479

四 国 支 部

            〒760-0023  高松市寿町 2 丁目 2-10  住友生命高松寿町ビル内

TEL (087)821-7851

  FAX (087)821-3261

振替:01680-2-3359

福 岡 支 部

            〒812-0025  福岡市博多区店屋町 1-31  東京生命福岡ビル内

TEL (092)282-9080

  FAX (092)282-9118

振替:01790-5-21632

著作者  ○○○○○      Printed in Japan

〒107-8440

東京都港区赤坂 4 丁目 1-24


JAPANESE INDUSTRIAL STANDARD

Shipbuilding - Coiled Springs for 

Marine Machinery

  JIS F 0503

:0000

(JMSA)

 
 

Revised 0000-00-00

Investigated by

Japanese Industrial Standards Committee

Published by

Japanese Standards Association

定価:本体  0000 円(税別)

ICS 

(

例)999.99.99.99(例)

Reference number

JIS F 0503:0000(J)