・荷重とストロークのマッチング:定格作動荷重、最大最終荷重、および作動ストローク範囲を定義し、過圧縮による塑性変形を防ぐため、10~15%の安全余裕を確保します。動的作動条件では、疲労寿命を別途検証し、適切な応力安全係数を設定します。
・設置空間制約の確認:軸方向および径方向の設置限界を確認します。圧縮スプリングの場合、全圧縮高さ(ソリッドハイツ)およびガイドロッド/スリーブとの適合クリアランスを確認し、作動中のジャミングや偏心摩耗を防止します。
・素材の選定:
・一般用途の高負荷アプリケーション向け:炭素鋼スプリング鋼、65Mn、60Si2Mn
・耐食性/中温環境向け:ステンレス鋼304、316、SUS631
・高疲労強度・高温環境向け:合金スプリング鋼(例:50CrVA、クロム-シリコン系合金)
・導電性が求められるアプリケーション向け:ベリリウム銅、リン青銅などの銅合金
・取付構造の互換性:標準化された端部構成(閉端および接地端、フック、位置決めボス)を優先する。複雑な取付機能については、成形可能性を同時に評価する。
・ワイヤーの前処理:平線の圧延方向がコイル巻き曲げ方向と一致することを確保する。高変形成形の前に応力除去焼鈍を実施し、反発および亀裂発生リスクを低減する。
・成形工程:コイル巻き/プレス成形後の必須応力除去熱処理を実施し、残留成形応力を除去する。動的負荷用スプリングにはショットピーニングを追加し、表面に圧縮応力を導入して疲労寿命を延長する。
・精度管理:端面研削により、端面とスプリング軸との垂直度を確保し、偏心荷重を回避する。主要寸法(自由高さ、ばね定数、荷重)については、全数検査またはロット単位での抜取検査を実施する。
・表面処理:使用条件に応じて、亜鉛めっき、ニッケルめっき、黒色酸化皮膜、ダクロメッテ(Dacromet)またはパッシベーションを適切に選択してください。疲労強度が要求される用途では、過厚なコーティングによる水素脆化のリスクを回避してください。
・限界ストロークを超えて圧縮しないでください。これにより永久変形およびスプリングの破損が生じます。
・動的運用においては、両端の支持面が平行になるよう確保し、横方向荷重による異常摩耗や破断を防いでください。
・特殊環境(腐食性、高温、強磁場)では、事前に材料および表面処理の適合性を確認してください。標準環境向けのソリューションをそのまま適用しないでください。
・応力緩和による力の減衰を防ぐため、長期間にわたって圧縮荷重をかけた状態での保管を避けてください。