ばね論文集
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1992 巻 , 37 号
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  • 児玉 勝, 井岡 博一, 山岡 幸男
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 1-6
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    αとγがほぼ等量づつ混合した2相組織をもつステンレス鋼線のコイルばねやフォーミング品は低温焼鈍処理後にSUS304や硬鋼線, ピアノ線が大きな寸法変化を示すこととは対照的に非常に変化が小さいという従来未知であった特性をもつことが明らかとなった. この特長は隣接するαとγがそれぞれ引張と圧縮という相異った残留応力をもつことに起因して発現する性質と考えられる.
    この新しいばね用鋼線はSUS304と比べて降伏比, 弾性係数, 捻回値, 疲労限が高く, 耐食性も優れているという特長を備えている.
  • 西畑 三樹男, 大山 繁, 菅原 章
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 7-13
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    電気・電子部品の小型化, 高密度実装化, 高集積化に対応すべく, 強度, 弾性, 電気伝導性, 成形加工性, 耐応力緩和特性, 半田密着性等に優れたCu-Ni-Sn-P合金を開発し, 工業規模で製造したCu-1.06Ni-0.90Sn-0.053P合金の材料特性を評価して次の結果を得た.
    (1) 引張強さ570MPa, ばね限界値477MPa, 疲労強さ255MPa, 導電率38.1% IACSであり機械的特性と電気伝導性のバランスに優れている.
    (2) 393K及び423Kにおける耐応力緩和特性に優れている.
    (3) 溶融半田付け性が良好で耐熱密着性に優れており, またSnめっきが容易であり且つ加熱後の接触抵抗値も小さい.
    (4) アンモニア雰囲気における耐応力腐食割れ性に優れている.
    (5) R/t=0.5の曲げ加工においても問題なく成形加工性に優れている.
  • 金澤 健二, 阿部 孝行
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 15-23
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    ばね鋼SUP7, SUP9A及びSUP12の回転曲げ高サイクル疲労特性を調べ, き裂発生及び疲労強度と硬さの関係に及ぼす非金属介在物の影響を検討し, 以下の結果を得た.
    (1) 400HV以上の材料でも, 介在物を起点とした破壊を起こさない場合の108サイクル疲労強度 (MPa) とビッカース硬さHVとの関係は, 400HV以下の材料に対して得られているσwb=1.71HVで表すことができる.
    (2) フィシュアイ破壊を起こす場合, ステージI型き裂が介在物とマトリックスの境界から複数の方向に向けて形成されているのが観察された.
    (3) 回転曲げ疲労強度とビッカース硬さの比σwb/HVの上限は1.71で, この値は介在物評点の値が大きくなるほど, また硬さが高くなるほど小さくなる. 硬い材料ほど, より小さな介在物でもき裂発生の起点になりえる.
    (4) 108サイクル疲労強度とビッカース硬さとの関係の推定曲線を, 破壊力学的検討から提案した. 実験結果と推定結果との相違は, 代表き裂長さAとして介在物回りのステージI型き裂の領域を含めることにより理解することができた.
  • 西岡 克幸, 佐藤 保夫
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 25-30
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    自動車の軽量化ニーズに対応するため, 巻ばねの高強度化が進められており, それに伴って塗装の防錆力向上が検討されている.
    巻ばねの塗装方法の代表的な一つとしてアニオン電着塗装が挙げられるが, 防錆力を向上させるためには, 耐食性に優れるカチオン電着塗装に切り替えることが有効である.
    しかしながら, アニオン電着塗装においては被塗物が陽極となるのに対し, カチオン電着塗装においては電気めっきと同様に被塗物が陰極となる. したがって, カチオンでは被塗物表面で水の電気分解による水素の発生があり, 水素脆性を起こすことが懸念されてきた.
    そこで本報では, カチオンを巻ばねへ適用した場合の水素脆性について, 各種の水素量測定, 低速押曲げ破壊試験, 実際の巻ばねでの遅れ破壊試験を行い, その結果, カチオン電着塗装を行った巻ばねには水素の吸蔵現象は無く, 水素脆性も起こらないことを確認した.
  • 下関 正義, 藤沼 平一
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 31-37
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    Among various kinds of mechanical parts, there is no other element that is characterized by a large elastic deformation as the spring. With parts featuring such large elastic deformation, the treatment of its geometrical nonlinearity stands out as a most vital matter, for which it will be important to express the deformed shape precisely.
    In this context, when analyzing springs by the finite element method (FEM), the use of a high-order isoparametric element appears appropriate, so we developed such an element for curved and twisted beams.
    But there are many kinds of springs which can be treated as two dimensional problem. Naturally, it would be irrational to solve two dimensional problems in three dimensions.
    This report deals with a high-order isoparametric element, limiting our discussion to the bending of beams having only plane curvature. The fundamental thought is based on the theory described in Ref. 1) in which the curvature and the cross-sectional size are variable in one element, so this method may be applicable to long tapered beams.
    As an example, we apply the element to spiral springs, and introduce an up-dated Lagrange method to solve geometrically non-linear problems.
  • 浜野 俊雄, 伊東 正信
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 39-46
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    リーフサスペンション車の乗心地には重ね板ばねのばね定数等が重要な要因となる. 本報では, 重ね板ばねのばね定数, 変形挙動等を, 板間接触を考慮して精度良く求めるため, 接合要素を用いた重ね板ばね専用の有限要素法解析プログラムを開発し, 解析を行った.
  • 森田 信義, 伊藤 和雄, 鳥居 孝夫, 土屋 靖治
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 47-51
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    円弧と直線の不規則な組み合わせにより構成されている線ばねに関し, ばね先端を変位させた場合の線ばね全体の変形状態, 応力状態, ばね定数等を, 次の2つの解析法により求める方法を示した.
    (1) 代数的解析法: Castiglianoの定理を用いた方法
    (2) 数値的解析法: 伝達マトリックスを用いた方法
    さらに本論文では, (2) の解析法をドットプリンターに用いられている線ばねに適用し, 線ばねの寿命を延ばすことが可能であると考えられる形状を示した. この新しい形状の線ばねは耐久試験の結果, 従来の線ばねの寿命の4倍以上になることが確認された.
  • 渡邊 吉弘, 長谷川 典彦, 並木 邦夫, 秦野 敦臣
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 53-57
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    高硬度材料の疲労強度は, おもに残留応力に支配され疲労強度を向上させるためには表面層の圧縮残留応力を高める必要がある. このため, アークハイトが0.6mmAを越えるような高い投射エネルギーで処理するハードショットピーニングが注目されている. この処理により, 従来のショットピーニングに比べ部材の疲労強度をさらに25%向上させることが報告されている. 一方, ピーニング強度を評価するアークハイト値は通常, 硬度がHRC44-50であるアルメンストリップA片を用いて測定される. しかし, ハードショットピーニングにおいて, A片で測定されたアークハイト値が部材の残留応力の大きさと一致せず, ピーニング効果の尺度としては不適切と指摘されている. そこで本研究では, ハードショットピーニングに適した基準片を検討するために, アルメンストリップC片と硬度がHRC60の高硬度基準片を準備した. それらの基準片を使用して, 残留応力とアークハイト値の関係を求めた結果, 高硬度基準片で測定されたアークハイト値は部材の最大圧縮残留応力値および圧縮残留応力の生じている範囲の大きさに良く対応していることが明らかになった.
  • 綾田 倫彦, 高村 典利
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 59-64
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    中村式回転曲げ疲労試験は, その簡便性と迅速性から線の疲労強度を調べる手法としてよく用いられている.
    この試験において, これまでは微小変形理論に基づいた線形解が用いられてきた. この解は, 荷重と応力とたわみが比較的小さな場合は何ら矛盾を生じなかったが, 高強度鋼線の疲労特性を調べるにあたって, 高荷重, 高応力, 高たわみの試験になるにつれて, さまざまな矛盾を生じてきた.
    即ち, この線形解を用いて荷重をかけると, 応力やたわみは正しい値に比べて過小評価となる. 一方, この線形解を用いてたわみ設定すると, 応力や荷重は正しい値にに比べて過大評価となる.
    この場合, いわゆる大たわみ理論を考慮しなければならない.
    本論文では, エネルギー最小の原理に基づいた解を提唱する. 本解析により, 荷重と応力とたわみとの間の非線形特性をうまく表わすことができる. また, 本解析値は近似解法で得られたものであるが, 計算値は実測値と良く一致している.
  • 梅村 茂, 金井 恒雄, 熊倉 保夫, 稲垣 秀一郎
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 65-70
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    自動化MDFシステムのクロスコネクト機能を果たす高密度ピンボードマトリクススイッチの設計を行った. このピンボードマトリクススイッチはマトリクスボードと接続ピンから構成され, マトリクスボードのスルーホールに接続ピンを挿入するとクロスコネクトが行われる.
    自動化MDFシステムを小形に構成するため, 1本の接続ピンをスルーホールに挿入することによってペア線の一括接続替えが可能なピンボードマトリクススイッチ構造を採用した. さらに, 低接触力設計, マトリクスボード隣接導体間間隔の狭小化設計, および薄板ばねを用いた接点ばねのばね加工性の検討等により, 差点ピッチ1.5mmのマトリクスボード, 外径約1mmの接続ピンを実現した.
    これらのマトリクスボードと接続ピンの接触信頼性および電気的特性の評価を行った結果, いずれの評価項目も設計目標を満足する結果が得られ, 本設計のピンボードマトリクススイッチが自動化MDFシステムに適用可能との見通しを得た.
  • 電子機器ばね材料特性評価法委員会
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 71-87
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    近年の電子機器における小型軽量化, 薄形化, 多機能化の進展は目覚ましく, これに伴い使用されるばねも軽薄短小化し, かつ寸法公差や強度特性などを始めとする品質の均一性が従来以上に重要視されている.
    電子機器用ばね材料特性評価法委員会は, 1986年4月に発足して以来, 極薄板ばね材料の特性評価法とくに引張試験, 微小硬さ試験, 疲労試験及びばね限界値試験について共同試験を行ってきた.
    本報では, これら極薄板ばね材料評価試験法の現状と問題点を述べ, 改良試験法案を示す.
  • ばねの耐久性に関する調査・研究委員会
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 89-116
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
    ばねに対して, 高応力下での優れた疲労特性が求められる傾向は, ますます強くなっている. 本調査委員会では, ばねの疲労特性の評価方法の問題点や, ばねの疲労特性向上に向けてのばね素材及びばねの製造工程における技術の高度化の方策を整理し, 高度化の限界を明らかにすることに努めた.
    本報告は委員会の活動の成果をまとめたもので, 以下の項目よりなる.
    1 委員会の目的と活動の概要
    2 ばねの疲労
    3 ばね素材の製造工程における疲労特性向上の方策
    4 ばねの製造工程における疲労特性向上の方策
    5 疲労破壊のメカニズム
    6 まとめ
  • 山本 俊郎, 國井 敏弘, 小北 英夫
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 117-118
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
  • 千島 和夫, 久納 孝彦
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 118-119
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
  • 俊野 英男, 坂本 正雄
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 119-121
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
  • 宮川 信勇, 小曽根 敏夫, 増田 順一
    1992 年 1992 巻 37 号 p. 121-123
    発行日: 1992/03/31
    公開日: 2010/02/26
    ジャーナル フリー
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