ばねの材質と横弾性係数（ピアノ線・SUS304・SUS631J1）

材質ごとの横弾性係数と、材質の選び方の目安です。

ばねの材質と横弾性係数

横弾性係数 G は、材質ごとの弾み方の違いを表す値で、ばね定数は横弾性係数に比例します。三協スプリング製作所の「コイルばね設計方法」は、次の値を示しています。

スガワラの圧縮コイルばね計算書も、ピアノ線 SWP-B の横弾性係数を 78,500 N/mm²（JIS B 2704 記載）としています。

材質でばね定数はどれだけ変わるか

ばね定数は横弾性係数に比例します。同じ寸法（線径 5 mm・中心径 25 mm・有効巻数 5）なら、ピアノ線・硬鋼線とオイルテンパー線・ばね鋼鋼材は 78.5 N/mm、SUS631J1 は 73.5 N/mm、SUS304・SUS316 は 68.5 N/mm です。ピアノ線のばねを同じ寸法の SUS304 に替えると、ばね定数は約 12.7% 下がります。同じ荷重が要るときは、線径か巻数を見直します。

材質の選び方

三協スプリング製作所の「材質選定基準」は、身近で一般的によく使われるばね用材料を、次の用途で分けています。

同じ資料は、静荷重の条件でのばね材料の使用限界温度を、次のように示しています。

熱がかかる所にはオイルテンパー線やステンレス鋼線、さびが心配な所にはステンレス鋼線、繰返しの多い所にはピアノ線・オイルテンパー線・ばね鋼鋼材が、この表の用途に当たります。

表に無い材料のとき

表に無い材料は「表に無い材料（横弾性係数を入力）」を選び、材料の規格や製造者の資料にある横弾性係数を N/mm² で入力します。横弾性係数が 1,000 分の 1 の値（kN/mm² のまま）になっていないかに気をつけてください。10,000 N/mm² 未満の値を入力すると、単位を確かめる1行を表示します。

出典

• コイルばね設計方法（株式会社三協スプリング製作所）（このページで引いた所: 横弾性係数の表）
• 材質選定基準（株式会社三協スプリング製作所）（このページで引いた所: 各種材質の選定方法・材質毎の使用限界温度）
• 圧縮コイルばね計算書（株式会社スガワラ ばねの豆知識）（このページで引いた所: SWP-B の G＝78500）

メーカーの技術資料からは、式と数と資料名だけを引いています。