ピアノ線 SWP（JIS G 3522）とばね鋼 SUP（JIS G 4801）の選び方——線径の許容差と発注での指定

ばねの材料は「冷間で巻くか、熱間で成形するか」で分かれる

コイルばねの基本計算方法の JIS B 2704-1 は、ばねに用いる材料を表 2 にまとめ、表にない材料やほかの用途に使う場合は受渡当事者間の協定による、としている。表 2 では、ばね鋼鋼材（JIS G 4801 の SUP6〜SUP14）が「熱間成形ばねに用いる」材料、冷間成形ばねの材料としては、SW-B・SW-C の硬鋼線（JIS G 3521）、SWP-A・SWP-B・SWP-V のピアノ線（JIS G 3522）のほか、オイルテンパー線（一般用の JIS G 3560、弁ばね用の JIS G 3561）やステンレス鋼線（JIS G 4314）などが並んでいる。用途の欄では、ばね鋼鋼材とピアノ線に汎用と耐疲労の両方に推奨の印が付いている（参考）^[3]。

JIS G 4801（ばね鋼鋼材）は、重ね板ばね、コイルばね、トーションバーなど、主として熱間成形ばねに使用する鋼材について規定し、形状は丸鋼・線材・線・平鋼・鋼板・鋼帯である^[2]。太い線径のコイルばねや自動車の重ね板ばねのように、加熱して成形した後に焼入れ焼戻しをするばねの材料である。一方、JIS G 3522（ピアノ線）は主として動的な力を受けるばねに用いる線、JIS G 3521（硬鋼線）は主として静的な力を受けるばねに用いる線について規定している^[1][4]。どちらも常温で巻いて作る冷間成形ばねの材料である。

この区別は発注で大事になる。冷間成形ばね用のピアノ線・硬鋼線・オイルテンパー線は、規格が線の引張強さを定めており^[1][4][5]、強さが作り込まれた状態の線が届く。熱間成形ばね用のばね鋼は、成分と寸法が保証された鋼材で、ばねとしての強さはばねメーカーが熱処理で作る。何を誰が保証しているかが、二つの材料でまったく違う。

ばねそのものの仕様書の書き方（力で決めるか寸法で決めるか、許容差の等級、仕様書に書く項目）はばねの発注で仕様書に書くことで扱った。この記事では材料の側、つまり SWP と SUP をどう選び、何を指定し、何を確かめるかに絞る。

ピアノ線 SWP（JIS G 3522）：3 種類と、規格が保証するもの

JIS G 3522 は 2025 年 3 月 21 日に改正され、旧版の 2014 年版は令和 8 年 3 月 20 日までの間、JIS マーク表示認証で適用してもよいとされている^[1]。線の種類は 3 種類で、ピアノ線 A 種（SWP-A、適用線径 0.08 mm 以上 10.0 mm 以下）、B 種（SWP-B、0.08 mm 以上 8.00 mm 以下）、V 種（SWP-V、1.00 mm 以上 6.00 mm 以下）である。摘要では A 種・B 種が主として動的な力を受けるばね用、V 種が弁ばねまたはこれに準じるばね用とされている^[1]。線の材料は JIS G 3502 のピアノ線材に適合した線材で、V 種に用いる線材は銅の含有量を 0.15% 以下とする^[1]。製造はパテンチング処理を行った後に冷間加工を行う^[1]。

規格が線の性質として定めているのは、線径ごとの引張強さ、巻付け性（線径 0.70 mm 未満）、ねじり特性（0.70 mm 以上 6.00 mm 以下）、曲げ性（6.00 mm を超えるもの）、脱炭層、線径の許容差と偏径差、表面のきず深さである^[1]。次の表は、そのうち引張強さと線径の許容差を、代表的な三つの線径の区分で抜き出したものである^[1]。ほかの区分は規格の表 2・表 5 で確かめる。

表から読めることが二つある。一つは、同じ線径では B 種が A 種より高い引張強さの範囲にあること。もう一つは、細い線ほど引張強さが高いことである。V 種の引張強さは A 種と同じか低い範囲だが、V 種の価値は強さではなく品質の基準の厳しさにある（次の節）。線径の許容差はどの種類でも同じで、偏径差（同じ断面の径の最大と最小の差）も許容差と同じ値の上限が定められている^[1]。

V 種は、脱炭・きず・試験の頻度が厳しい

脱炭層について、線径 0.70 mm 以上の SWP-A・SWP-B は「有害な脱炭層を認めてはならない」とされるだけだが、SWP-V はフェライト脱炭層を認めず、全脱炭層深さを線径の 1.5% 以下かつ 0.05 mm 以下としている^[1]。表面のきず深さも、線径 1.00 mm 以上 2.00 mm 以下で A・B 種が 0.02 mm 以下なのに対し、V 種は 0.01 mm 以下である^[1]。

試験片の採り方も違う。A・B 種は、最終冷間加工で 1 コイルの材料から同じ加工条件で連続して製造された線を代表する 1 コイルの片端から試験片を 1 個採るのに対し、V 種は製造された線の 1 コイルごとに、その片端から各試験片を 1 個採る^[1]。附属書 JA は、この違いをピアノ線の製造における品質レベルの実態から定めたと説明している^[1]。弁ばねのように折損が許されないばねに V 種が指定される理由は、こうした基準の差にある。

規格の外にあること

JIS G 3522 の外観の箇条は、線は一般に検査によって全長にわたって欠点を検出・除去することは困難で欠点を含む場合があるため、コイル内に発見された使用上有害と判断される欠点の取扱いは、必要な場合は受渡当事者間の協定による、としている^[1]。全長を保証した線ではないということである。ばねの全数検査や、きずが見つかったときのロットの扱いは、ばねの仕様の側で決めておく。

硬鋼線 SW とオイルテンパー線 SWO との違い

硬鋼線の JIS G 3521 は 2018 年に改正された規格で、種類は SW-A・SW-B・SW-C の 3 種類、主として静的な力を受けるばねに用いる線である^[4]。ピアノ線の規格の附属書 JA も、JIS では動的負荷を受ける品質の高いピアノ線を対象とし、静的負荷を受けるばね用は JIS G 3521 として別に規定している、と説明している^[1]。図面のばねが繰返しの力を受けるのに材料が SW 系になっていたら、設計に確かめる対象になる。

ばね用オイルテンパー線の JIS G 3560 は、一般のばねに使用するオイルテンパー線について規定し、種類は 6 種類で、ばね用炭素鋼オイルテンパー線 A 種（SWO-A）が主として静荷重を受けるばね用、B 種（SWO-B）が主として動荷重を受けるばね用とされ、ほかにシリコンクロム鋼の SWOSC-B とシリコンマンガン鋼の SWOSM-A・B・C がある^[5]。ピアノ線と違い、この規格は線の製造に用いる材料の化学成分も表で定めている^[5]。JIS G 3560 の最新の改正は 1994 年で、その後の確認を経て現行の規格として扱われている^[5]ので、引用するときは版を確かめる。

ばね鋼 SUP（JIS G 4801）：9 種類と、規格が保証しないもの

JIS G 4801 は 2021 年 2 月 22 日に改正され、鋼材は 9 種類である。表 1 の摘要（参考）では、シリコンマンガン鋼の SUP6・SUP7 とマンガンクロム鋼の SUP9・SUP9A が主として重ね板ばね・コイルばね・トーションバー、クロムバナジウム鋼の SUP10 が主としてコイルばねとトーションバー、マンガンクロムボロン鋼の SUP11A が主として大形の重ね板ばね・コイルばね・トーションバー、シリコンクロム鋼の SUP12 が主としてコイルばね、クロムモリブデン鋼の SUP13 が主として大形の重ね板ばねとコイルばね、クロムバナジウムボロン鋼の SUP14 が主としてコイルばねとトーションバーに使用する、とされている^[2]。

規格が定めているのは、製造方法（キルド鋼から製造し、鍛錬成形比 4S 以上に熱間加工する。丸鋼・線材・平鋼は特に指定のない限り圧延のまま）、化学成分、外観、形状・寸法とその許容差、脱炭である^[2]。機械的性質（引張強さや硬さ）の規定は無い。附属書 JA はその理由を、ISO 規格は使用者の加工を考慮して機械的性質も要求事項として規定しているが、JIS は使用者が自らの用途に応じた材料選定と熱処理選択を行うことを考慮して自由度を持たせた、と説明している^[2]。

つまり SUP10 を指定して材料を買っても、ばねとしての硬さや強さは材料の規格には書かれていない。熱間成形ばねの焼戻し後の硬さは、コイルばねの製品仕様の JIS 側で扱われている（ばねの発注で仕様書に書くことで触れた）。ばね鋼で作るばねの性質は、ばねメーカーの熱処理の管理で決まる。

脱炭の限度は、要るなら協定で決める

JIS G 4801 の脱炭の箇条は、鋼材は使用上有害な脱炭があってはならないとし、脱炭層深さの許容限度は受渡当事者間で協定してもよい、としている。協定する場合の測定方法は JIS G 0558 により、特に指定がなければ顕微鏡による測定方法を使う^[2]。附属書 JA は、ISO 規格が脱炭深さの許容値を具体的に規定しているのに対し、JIS は有害な脱炭がないことを規定しており、実質的な差異はないとしている^[2]。脱炭の深さの数値で合否を決めたいなら、数値を協定する必要がある。

寸法の許容差は、買った鋼材をどう使うかで表が変わる

熱間圧延の丸鋼と線材では、そのまま熱間成形される鋼材の許容差（表 4）と、冷間引抜きや切削の素材として取り引きされる丸鋼・線材の許容差（表 5・表 6）が分かれている。例えば径 16 mm 以上 21 mm 未満の丸鋼は、表 4 では ±0.30 mm、表 5 では径 27 mm 未満で ±0.4 mm である。冷間加工した丸鋼と線は別に表 8 があり、径 12.5 mm 以上 26 mm 未満で ±0.08 mm になる^[2]。注文書には、どの用途の鋼材として買うのかが分かる書き方をする。

ばねメーカーに任せる工程と、仕様に書くこと

冷間成形ばねでは、巻いた後の低温焼なましが重要な工程とされる。日本ばね学会の研究委員会報告（2013 年）は、低温焼なましの後に、SWP-B（および SW-C・SWOSC-V）のばねはコイル径が小さくなり、ステンレス鋼線（SUS304WPB）のばねは大きくなることを系統的に測定した。また、低温焼なましをしないと締付け試験のへたりが大きくなり、その値は通常の工程の 10 倍を超えたと報告し、良いばねを得るために低温焼なましの工程を省かないよう求めている^[6]。

この工程はばねメーカーが決める領域だが、発注側にも関係がある。材料を SWP からステンレス鋼線に変えると、同じ工程でも寸法の動く向きが変わる。材料の変更を仕入先が提案してきたら、ばね特性と寸法を初回品で確かめ直す前提で承認する。めっきを後でかけるばねでは、水素ぜい性への処置も含めてめっきの条件を決めておく（めっきの発注で指定すること）。

材料の指定は、規格番号と記号で書く

ばねの仕様書の材料欄には、「ばね鋼」「ピアノ線」という呼び方ではなく、規格番号と種類の記号を書く。例えば「SWP-B（JIS G 3522）」「SUP10（JIS G 4801）」である。ピアノ線で弁ばねのような用途なら SWP-V を、静的な荷重しか受けないなら硬鋼線でよいかを、設計が決める。規格の線径範囲に注意したい。SWP-V の適用線径は 1.00 mm 以上 6.00 mm 以下、SWP-B は 8.00 mm 以下なので^[1]、それより太い線径の指定は種類の組み合わせとして成り立たない。

検査文書：同じばね材料でも規格によって扱いが違う

JIS G 3522 の報告の箇条は、製造業者は注文者から要求がある場合に検査文書を注文者に提出しなければならないとし、注文時に特に指定がない場合の検査文書は JIS G 0415 の検査証明書 3.1 による、としている^[1]。JIS G 4801 も、注文者から要求された場合に検査文書を提出し、指定がない場合は検査証明書 3.1 による、としている^[2]。どちらも、求めなければ出ない。

これに対して硬鋼線の JIS G 3521 の報告の箇条は、製造業者は検査文書を注文者に提出しなければならない、とだけ書き、注文者の要求を条件にしていない（種類の指定がない場合は検査証明書 3.1）^[4]。JIS G 3560 は、注文者から要求された場合に規定された項目の成績書を提出しなければならない、という書き方である^[5]。同じ「ばねの線」でも規格によって扱いが違うので、成績書が要るなら、規格にかかわらず注文時に求めておくのが確実である。

ここで注意したいのは、規格がいう「注文者」は線材やばね鋼を買う人、つまり多くの場合はばねメーカーだという点である。ばねを買う側が材料の裏付けを手元に残したいなら、ばねの発注書に「使用した線材（鋼材）の検査文書の写しを提出すること」と書いておく必要がある。これは規格の要求ではなく、発注側の書き方の提案である。検査文書の区分の読み方はEN 10204 のミルシート区分にまとめた。

成績書で確かめること

1. 種類の記号と規格
SWP-A と SWP-B の取り違えがないか。ピアノ線の表示は 1 コイルごとに、線の製造に用いた線材の種類の記号、種類の記号、線径、製造業者名を表示することになっている^[1]。

2. ピアノ線なら引張強さとねじり回数
引張強さが線径の区分の範囲に入っているか。線径 0.70 mm 以上 2.00 mm 以下の SWP-A・B のねじり回数は 25 回以上などと定められている^[1]。

3. ばね鋼なら化学成分と寸法
溶鋼分析値が表 2 の範囲に入っているか。脱炭の限度を協定したなら、その測定値。表示は結束ごとに、種類の記号、溶鋼番号などの製造（検査）番号、製造業者名、寸法である^[2]。

よくある質問

SWP-A と SWP-B はどちらを指定すればよいですか

どちらも主として動的な力を受けるばね用で、同じ線径では B 種の方が高い引張強さの範囲にある^[1]。ばねの設計応力をどちらの強さで成り立たせるかで決まるので、設計が選ぶ。B 種の適用線径は 8.00 mm 以下で、A 種は 10.0 mm まである^[1]。

SUP 材を買ったのに、成績書に硬さが載っていません

JIS G 4801 は機械的性質を規定していないので^[2]、硬さが載っていないのは規格どおりである。ばねの硬さは熱処理の後に決まるもので、ばねの仕様と検査の側で確かめる。

ピアノ線で作ったばねが錆びます。材料を替えられますか

B 2704-1 の表 2 では、ピアノ線に耐食の用途の推奨の印は付いておらず、耐食の用途に推奨されているのは、ばね用ステンレス鋼線や銅合金線である^[3]。ただし材料を替えると強さも工程での寸法の動き方も変わるので^[6]、ばね特性を設計し直す前提で検討する。めっきで防錆するなら、めっきの条件を決める。

まとめ

ばねの材料は、冷間成形ばね用の線（SW・SWP・SWO・ばね用ステンレス鋼線など）と、熱間成形ばね用のばね鋼鋼材 SUP に分かれる。ピアノ線 SWP（JIS G 3522）は、引張強さを線径ごとに定め、線径の許容差・脱炭層・きず深さまで規定した線で、A・B 種は主として動的な力を受けるばね用、V 種は弁ばね用として脱炭・きず・試験の頻度が厳しい。ばね鋼 SUP（JIS G 4801）は 9 種類で、化学成分・寸法・脱炭などを定めるが機械的性質は規定しておらず、ばねの性質はばねメーカーの熱処理で作る。寸法の許容差は鋼材の使い方で表が分かれるので、用途が分かる書き方で注文する。検査文書は、ピアノ線とばね鋼では求めたときに出る扱いで、硬鋼線は要求がなくても提出する扱いになっている。ばねを買う側が材料の裏付けを残すなら、ばねの発注書で線材の検査文書の写しを求める。

同じ束では、工具材料をハイス鋼 SKH51 の指定で、高強度アルミをA7075 の指定で、軽くて錆びにくい材料の選び方をチタンの種類（JIS H 4600）の選び方で扱う。

出典・参考資料

1. JIS G 3522:2025 ピアノ線（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2025 年 3 月 21 日改正）
2. JIS G 4801:2021 ばね鋼鋼材（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2021 年 2 月 22 日改正）
3. JIS B 2704-1:2026 コイルばね－第 1 部：基本計算方法（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2026 年 8 月 20 日改正）
4. JIS G 3521:2018 硬鋼線（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2018 年 2 月 20 日改正）
5. JIS G 3560:1994 ばね用オイルテンパー線（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／1994 年 6 月 1 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
6. コイルばねの形状と特性に及ぼす焼鈍条件研究委員会「コイルばねの形状と特性に及ぼす焼鈍条件」ばね論文集 第 58 号（日本ばね学会／2013 年 5 月）

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