スプリングピンの種類と選び方について、波形の一般用と軽加重用の見分け方、ステンレス製に磁性がある理由は?
先日、「スプリングピン」のお問い合わせがありましたのでこちらでもご紹介します!
スプリングピンは、ばね性のある板材を丸めて円筒形にしたピンで、「穴に打ち込むだけで、外側に広がる弾性(ばねの力)によって固定される」のが最大の特徴です。
1. 形状による種類
大きく分けて「ストレート形」「波形」「コイルスプリングピン」の3種類があります
| 種類 | 特徴 | 主な用途 |
| ストレート形 | 合わせ目が直線状。最も一般的で安価。 | 部品の締結、ストッパー、位置決め |
| 波形 | 合わせ目が波打っている。製品同士が絡みにくい。 | 自動組立ライン、ヒンジ(回転軸) |
| コイル形 | 板材を幾重にも巻いた形。柔軟性が高く衝撃に強い。 | 激しい振動や衝撃が加わる箇所 |
波形とストレートの使い分け
・回転部(ヒンジ)なら「波形」: ストレート形は断面が少し歪みますが、波形は真円に近く、円周全体が穴に接触するため、回転がスムーズになります。
・衝撃荷重なら「ストレート」: 波形は波の部分に応力が集中して破断しやすいため、強い衝撃がかかるストッパーなどにはストレートが向いています。
2. 荷重(板厚)による種類
JIS規格等では、同じ外径でも板の厚みによって強度が分かれています。
・一般荷重用(一般用): 通常の締結や位置決めに使用。
・軽荷重用: 板厚が薄く、挿入時の力が少なくて済みます。アルミや樹脂など、相手材が柔らかく、強い力で打ち込むと割れてしまう場合に適しています。
3. 材質の選び方
使用環境に合わせて選びます。
・炭素鋼(鉄): 強度が高く安価。錆びやすいため、油気のある場所や屋内向き。
・ステンレス(SUS304/SUS420J2など): 耐食性に優れる。水回りや屋外、食品機械に。
SUS304:錆に非常に強いが、強度は炭素鋼に劣る。
SUS420J2:焼き入れができるステンレス。強度と耐食性のバランスが良い。
4. 選び方のステップ
失敗しないための選定手順です。
1穴径を確認する
・スプリングピンの「呼び径」は、「挿入する穴の径」と同じものを選びます(例:5φの穴には、呼び径5のピン)。
・実際のピンの外径は、穴より少し大きく作られています。
2長さを決める
・貫通穴の場合は、穴の両端から少しはみ出すか、ツライチになる長さ選びます。
3せん断荷重を計算する
・ピンに横方向の力がかかる場合、その力に耐えられるかカタログ値(せん断荷重)を確認してください。足りない場合は、ピンを二重(大径の中に小径を差し込む)にする手法もあります。
「波形」と「軽荷重用」の違いは?
実務上(特に大陽ステンレススプリング社などの主要メーカーの規格)では、「波形スプリングピンの軽荷重用」という製品が非常に一般的であるため、混同されやすい傾向にあります。
| 組み合わせ | よくある呼び方 | 特徴 |
| 波形 × 軽荷重用 | 「波形軽荷重用」 | 樹脂やアルミへの取付、自動組立ライン用。非常に一般的。 |
| 波形 × 一般用 | 「波形一般用」 | 絡みにくさを重視しつつ、標準的な強度が必要な場合。 |
| ストレート × 一般用 | 「ストレートピン」 | 最も安価でスタンダードなタイプ。 |
| ストレート × 軽荷重用 | 「軽荷重用」 | 絡み防止が不要で、柔らかい素材に打ち込む場合。 |
結論: 「波形」だからといって必ずしも「軽荷重用」とは限りません(一般用もあります)。
ただし、「軽荷重用のピンを探すと、絡み防止のために波形になっていることが多い」というのが実態です。
【スプリングピン波形】
※サンコーインダストリー様 資料引用
波形スプリングロールピン SUS サイズ6×20 30本入
| 種類 | 板厚(t)の目安 | 見た目の特徴 |
| 一般用 | 約 1.2 mm | 肉厚で、中央の穴が小さく見える。 |
| 軽荷重用 | 約 0.6 mm | 板が薄く、中央の穴(中空部)が広く見える。 |
なぜこの見分けが重要か
ピンをアルミ製の部品などに打ち込む場合、間違えて「一般用」を使うと、ピンの広がる力が強すぎて相手の穴が割れたり、二度と抜けなくなったりするリスクがあります。
逆に、エンジンの駆動部や大きな荷重がかかる場所に「軽荷重用」を使うと、せん断(ピンが切れる)の原因になります。
ステンレス製のスプリングピンに磁性があるか?
ステンレス製のスプリングピンに磁性があるかどうかは、「ステンレスの種類」と「加工のプロセス」によって決まります。
結論から言うと、「磁石に付くものが多い」と考えて間違いありません。
| 材質(JIS規格など) | 分類 | 磁性の有無 | 理由 |
| SUS420J2 | マルテンサイト系 | あり (強磁性) | 焼き入れによって硬化させるタイプで、もともと強い磁性があります。 |
| SUS304 (CSP) | オーステナイト系 | わずかにあり (弱磁性) | 本来は非磁性ですが、バネ用にするための加工で磁性を帯びます。 |
| SUS631 | 析出硬化系 | あり (中〜強磁性) | 高いバネ特性を持たせる熱処理により磁性を持ちます。 |
「SUS304なのに磁石に付く」理由
一般的に「SUS304は磁石に付かない」と言われますが、スプリングピンの場合は事情が異なります。
・加工誘起変態: スプリングピンは、板材を薄く延ばしたり(圧延)、丸めたりといった「冷間加工」を激しく受けて作られます。
この時のストレスによって、金属組織の一部が「オーステナイト(非磁性)」から「マルテンサイト(磁性あり)」へと変化するため、磁石に反応するようになります。
・バネ材としての特性: スプリングピンは「バネ」として機能させるために非常に硬く加工されており、加工度が高いほど磁性は強くなる傾向があります。
選び方の注意点
・センサー等の精密機器に使う場合: 磁気センサーの近くで使用する場合、ステンレス製であっても磁性が悪影響を及ぼす可能性があります。
その場合は「完全非磁性」を保証している特殊な素材を選ぶ必要があります。
・「磁石に付く=鉄(錆びる)」ではない: 「磁石に付くからこれは偽物のステンレスだ(鉄だ)」と誤解されることがありますが、上述の通りステンレスの性質上、加工によって磁性が出るのは正常な状態です。耐食性には影響しません。
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