H 7104 : 2002
（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，財団法人大阪科学
技術センター付属ニューマテリアルセンター (OSTEC) ／財団法人日本規格協会 (JSA) 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，経済産業大臣
が改正した日本工業規格である。
これによって JIS H 7104 : 1991 は改正され，
この規格に置き換えられる。
今回の改正では，圧縮ばねたわみ量の範囲について改正した。
日本工業規格
JIS
H
7104
: 2002
形状記憶合金コイルばねの定温荷重試験方法
Method of fixed temperature load test for coil spring of shape memory alloys
1.
適用範囲 この規格は，形状記憶合金の圧縮コイルばね及び引張コイルばねの定温荷重試験方法につ
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 H 7001
形状記憶合金用語
3.
定義 この規格で用いる主な用語の定義は，JIS B 0103 及び JIS H 7001 によるほか，次による。
a)
荷重試験 試験機を用いて試験片を徐々に引っ張り又は圧縮し，b)∼f)の特性値を測定する。
b)
横弾性係数 (G) せん断応力 (N/mm
2
)
をせん断ひずみで除した値 (N/mm
2
)
。
c)
せん断応力 (
τ
o
)
コイルばねがたわんだときの，素線が受けるねじり応力 (N/mm
2
)
。
d) M
相誘起臨界応力 (
τ
M
)
母相状態で，応力を加えたとき，M 相（マルテンサイト相）が誘起される
臨界応力 (N/mm
2
)
。
e)
せん断ひずみ (
γ
o
)
コイルばねが受けたせん断応力 (N/mm
2
)
を，横弾性係数 (N/mm
2
)
で除した値。
一般的には，百分率 (%) で表す。
f)
M
相誘起臨界ひずみ (
γ
M
)
母相状態において，応力を加えたとき，M 相（マルテンサイト相）が誘
起される臨界ひずみ (%)。
4.
試験片 試験片は，形状記憶処理を施し，形状は JIS B 2704 による。
5.
試験機 試験機は，定ひずみ速度試験の可能な試験機を用いる。
6.
試験 試験は，次による。
a)
試験片の端部形状に適した保持具又はつかみ具を用い，試験片には軸方向の荷重だけが加わるように
しなればならない。また，圧縮コイルばねは，試験中に座屈しないように注意する。
b)
荷重を加える速度は，せん断ひずみ速度が 1%/min 以下となる速度とする。
c)
計測には，縦軸を荷重とし横軸をたわみとする荷重 (N) −たわみ (mm) 曲線を描くことができる自
動記録装置を用いることが望ましい。
なお，たわみは，クロスヘッドの移動距離とする。
2
H 7104 : 2002
d)
試験温度は，目的に応じ受渡当事者間の協定による。試験片周辺における試験媒体の，指定された試
験温度からの場所的変動及び時間的変動は，いずれも±2℃以内とする。
e)
試験片が引張コイルばねの場合のたわみ量は，通常はせん断ひずみ量で 3%以下とする。ただし，圧
縮コイルばねの場合は，線間の接着の影響がないたわみ量とする。
7.
横弾性係数，せん断応力，M 相誘起臨界応力，せん断ひずみ，M 相誘起臨界ひずみ及び応力修正係数
の求め方
7.1
記号 ばねの計算式に用いる記号は，表 1 による。
表 1 記号
記号
記号の内容
単位
d
材料の直径 mm
D
コイル平均径＝
2
径
コイル外径＋コイル内
mm
N
a
有効巻数
−
C
ばね指数＝
材料の直径
コイル平均径
−
P
ばねにかかる荷重 N
P
M
M
相誘起臨界荷重 N
δ
ばねのたわみ mm
δ
M
M
相誘起臨界たわみ mm
G
横弾性係数 N/mm
2
τ
o
せん断応力 N/mm
2
τ
せん断修正応力 N/mm
2
τ
M
M
相誘起臨界応力 N/mm
2
γ
o
せん断ひずみ %
γ
せん断修正ひずみ %
γ
M
M
相誘起臨界ひずみ %
κ
応力修正係数
−
7.2
横弾性係数の算出 横弾性係数 (G) は，次の式によって算出する。
4
3
8
d
P
D
N
G
a
δ
＝
(1)
ここに，
G
： 横弾性係数 (N/mm
2
)
N
a
： 有効巻数
D
： コイル平均径 (mm)
P
： ばねにかかる荷重 (N)
δ
： ばねのたわみ (mm)
d
： 材料の直径 (mm)
7.3
せん断応力及び M 相誘起臨界応力の算出 せん断応力 (
τ
o
)
及び M 相誘起臨界応力 (
τ
M
)
の算出は，
次による。
a)
せん断応力の算出 せん断応力 (
τ
o
)
は，次の式によって算出する。
3
0
8
d
DP
π
＝
τ
(2)
ここに，
τ
o
：
せん断応力 (N/mm
2
)
D
：
コイル平均径 (mm)
P
：
ばねにかかる荷重 (N)
3
H 7104 : 2002
d
：
材料の直径 (mm)
b)
M
相誘起臨界応力の算出
M 相誘起臨界応力 (
τ
M
)
は，次の式によって算出する。
3
M
M
8
d
DP
π
＝
τ
(3)
ここに，
τ
M
：
M
相誘起臨界応力 (N/mm
2
)
D
：
コイル平均径 (mm)
P
M
：
M
相誘起臨界荷重 (N)
(
1
)
d
：
材料の直径 (mm)
注(
1
)
M
相誘起臨界荷重 (P
M
)
は，
図1
に示す荷重−たわみ曲線で，降伏前後の直線部分に接線を引き，
これら二つの接線の交点から求める。
図 1 荷重−たわみ曲線の例
7.4
せん断ひずみ，M 相誘起臨界ひずみの算出
せん断ひずみ (
γ
o
)
及び M 相誘起臨界ひずみ (
γ
M
)
の算
出は，次による。
a)
せん断ひずみの算出
せん断ひずみ (
γ
o
)
は，次の計算で求める。
100
2
0
×
D
N
d
a
π
＝
δ
γ
(4)
ここに，
γ
o
：
せん断ひずみ (%)
δ： ばねのたわみ (mm)
d
：
材料の直径 (mm)
N
a
：
有効巻数
D
：
コイル平均径 (mm)
b)
M
相誘起臨界ひずみの算出
M 相誘起臨界ひずみ (
γ
M
)
は，次の式によって算出する。
100
2
M
M
×
D
N
d
a
π
＝
δ
γ
(5)
ここに，
γ
M
：
M
相誘起臨界ひずみ (%)
δ
M
：
M
相誘起臨界たわみ (mm)
(
2
)
d
：
材料の直径 (mm)
N
a
：
有効巻数
D
：
コイル平均径 (mm)
注(
2
)
M
相誘起臨界たわみ (
δ
M
)
は，
図1
に示す荷重−たわみ曲線において，降伏前後の直線部分に接
線を引き，これら二つの接線の交点から求める。
4
H 7104 : 2002
7.5
応力修正係数の算出，せん断修正応力及びせん断修正ひずみの算出
応力修正係数の算出，せん断
修正応力 (
τ) 及びせん断修正ひずみ (γ) の算出は，次による。
a)
応力修正係数の算出
応力修正係数 (
κ
)
は，ばね指数 (C) に対して次の式によって算出するか又は
図 2
によって求める。
C
C
C
615
.
0
4
4
1
4
＋
−
−
＝
κ
(6)
図 2 応力修正係数
b)
せん断修正応力の算出
せん断修正応力
(
τ
)
は，次の式によって算出する。
τ＝κτ
o
(7)
ここに，
τ： せん断修正応力
(N/mm
2
)
τ
o
：
せん断応力
(N/mm
2
)
κ： 応力修正係数
c)
せん断修正ひずみの算出
せん断修正ひずみ
(
γ
)
は，次の式によって算出する。
γ＝κγ
o
(8)
ここに，
γ： せん断修正ひずみ
(%)
γ
o
：
せん断ひずみ
(%)
κ： 応力修正係数
関連規格 JIS Z 2241
金属材料引張試験方法
5
H 7104 : 2002
JIS
改正原案作成委員会 形状記憶合金静的特性委員会 構成表
氏名
所属
（委員長）
清 水 謙 一
大阪大学産業科学研究所
（幹事）
大 方 一 三
加藤発条株式会社
杉 本 孝 一
関西大学工学部
大 塚 和 弘
筑波大学物質工学系
佐分利 敏 雄
大阪大学工学部
西 川 雅 弘
大阪大学工学部
宮 城 政 和
財団法人大阪高等技術研修所
鈴 木 雄 一
古河電気工業株式会杜
高 島 孝 弘
株式会社神戸製鋼所
洗 暢 茂
シャープ株式会社
轟 恒 彦
松下電器産業株式会社
鈴 木 喜久夫
住友特殊金属株式会社
水 原 誠
住友電気工業株式会社
三 瓶 哲 也
日本鋼管株式会社
霜 鳥 一 三
株式会社東芝
臼 井 純 一
株式会社ダイフク
清 水 孝 純
大同特殊鋼株式会社
私 市 優
日本ステンレス株式会社
桜 井 紘 一
株式会社東郷製作所
岩 津 修
福田金属箔粉工業株式会社
花 井 義 泰
愛知製鋼株式会社
永 禮 達 郎
内橋エステック株式会社
吉 川 和 博
株式会社フジキン
山 内 清
株式会社トーキン
藤 井 勉
株式会社東京衡機製造所
赤 井 英 夫
太陽鉄工株式会社
西 尾 光 弘
ニシト発條製作所株式会社
加 藤 勉
加藤発条株式会社
津 金 秀 幸
工業技術院標準部
（事務局）
後 藤 康 夫
財団法人大阪科学技術センター付属ニューマテリアルセンター
脇 坂 啓 司
財団法人大阪科学技術センター付属ニューマテリアルセンター
JIS
改正委員会構成表（平成 12 年 3 月）
氏名
所属
（主査）
清 水 謙 一
金沢工業大学高度材料科学研究開発センター
（幹事）
小 林 淳 二
形状記憶合金協会
（委員）
大 塚 和 弘
筑波大学物質工学系
佐分利 敏 雄
関西大学工学部材料物性工学科
坂 本 英 和
帝京大学理工学部材料科学工学科
立 石 哲 也
工業技術院産業技術融合領域研究所
浅 井 真 人
古河電気工業株式会社研究開発本部横浜研究所
大 方 一 三
株式会社パイオラックスメディカルデバイス
岡 村 賢 治
株式会社シグマ開発本部
関 野 信 雄
関東特殊製鋼株式会社精密機材部
高 橋 裕 也
大同特殊鋼株式会社星崎工場
轟 恒 彦
松下電器産業株式会社エアコン社
鳴 海 省 吾
相互発條株式会社新製品開発部
山 内 清
株式会社トーキン電子材料事業本部
6
H 7104 : 2002
氏名
所属
橋 本 進
財団法人日本規格協会
（事務局）
石 田 哲 也
財団法人大阪科学技術センター付属ニューマテリアルセンター
日 向 正 範
財団法人大阪科学技術センター付属ニューマテリアルセンター
石 原 薫
財団法人大阪科学技術センター付属ニューマテリアルセンター
日本工業標準調査会 標準部会 非鉄金属技術専門委員会 構成表
氏名
所属
（委員会長）
神 尾 彰 彦
東京工業大学名誉教授
（委員）
藍 田 勲
株式会社神戸製鋼所
有 川 彰 一
財団法人日本船舶標準協会
一 瀬 明
住友金属鉱山株式会社
今 福 豊
日本伸銅協会（三菱マテリアル株式会社）
碓 井 栄 喜
社団法人軽金属学会（株式会社神戸製鋼所）
齋 藤 鐵 哉
独立行政法人物質・材料研究機構
酒 井 勝 之
社団法人日本アルミニウム協会（三菱アルミニウム株式会社）
中 村 守
独立行政法人産業技術総合研究所
西 村 尚
東京都立大学工学部機械工学科
平 山 晴 彦
日本鉱業協会
村 上 陽 一
社団法人日本電機工業会
柳 沢 健 史
古河電気工業株式会社
山 田 桑太郎
社団法人日本鉄道車輌工業会