ボルトでしっかり締めた部品が、何年かたつと少しゆるんでいる。コネクターの端子が、熱いところで長く使ううちに接触が弱くなる。ばねが、縮めたまま置いておくうちに押す力が弱くなる。こうした「形は変わっていないのに、中の力が時間とともに抜けていく」現象が応力緩和です。このページでは、応力緩和とは何か、クリープとの違い、温度との関係、ボルト・ばね・端子・ゴムで起きること、試験での測り方を、図でまとめます。
応力緩和とは：ひとことで言うと
応力緩和とは
応力緩和は、変形（ひずみ）を一定に保ったまま置いておくと、材料の中の力（応力）が時間とともに下がっていく現象です。
日本語版 Wikipedia は「粘弾性材料が一定の変位のもとで応力を時間とともに変化させる現象」、英語版 Wikipedia は、ひずみに対して生じた応力が下がっていくことだと説明しています。英語では stress relaxation、金属の試験の JIS では「リラクセーション」と呼んでいます。
出典：Wikipedia「応力緩和」、Wikipedia（英語版）「Stress relaxation」をもとに AI（Claude）で作成
クリープとの違い：何を一定にするか
英語版 Wikipedia は、応力緩和をクリープと混同しないようにと書いています。クリープは力（応力）を一定にしたまま、伸び（ひずみ）が時間とともに増えていく現象です。どちらも時間とともに材料がゆっくり変わる現象ですが、一定に保つものと変わるものが逆になります。
| 一定に保つもの | 時間とともに変わるもの | 身近な場面の例 | |
|---|---|---|---|
| 応力緩和 | 変形（ひずみ・変位） | 力（応力）が下がる | 締めたボルト、縮めたまま使うばね、差し込んだ端子 |
| クリープ | 力（応力） | 変形（ひずみ）が増える | 重りをつるし続けたひも、ずっと荷重がかかる部品 |
表の「身近な場面の例」は、このページの説明をもとに編集部がまとめたものです。
どれだけ下がったかの表し方
金属の試験の規格 JIS Z 2276 は、「規定の時間における初期試験力の減少量を，初期試験力の百分率で表したもの」をリラクセーション値と呼んでいます。ゴムの JIS K 6263 も、圧縮力（または引張力）の減少を初めの力で割って百分率で表します。どちらも「はじめの力から何％減ったか」で表すと考えてよいでしょう。
出典：応力緩和｜Wikipedia、Stress relaxation｜Wikipedia（英語版）、JIS Z 2276:2012 金属材料の引張リラクセーション試験方法｜kikakurui.com、JIS K 6263:2015 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－応力緩和の求め方｜kikakurui.com
時間・温度・力の大きさで、進み方が変わる
出典：Wikipedia（英語版）「Stress relaxation」、東海バネ工業「ばねっと君のなんでも相談室（温度とへたり）」をもとに AI（Claude）で作成
英語版 Wikipedia は、応力緩和の量は、時間・温度・応力の大きさによって決まると説明しています。プラスチックやゴムのような高分子の材料は粘弾性（ばねのように戻る性質と、液体のように流れる性質をあわせ持つ性質）をもつので、応力緩和の進み方は単純な比例にはなりません。
温度の影響は、ばねの例がわかりやすいでしょう。ばねメーカーの東海バネ工業は、温度が高くなると縦弾性係数や横弾性係数が小さくなって荷重が弱くなること、そして温度が高くなると常温のときよりへたりやすくなることを説明しています。
金属の引張リラクセーション試験の規格 JIS Z 2276 も、室温（10〜35℃）だけでなく、室温を超える温度での試験を対象にしています。編集部としては、実際に使う温度と時間に近い条件で確かめることをおすすめします。
出典：Stress relaxation｜Wikipedia（英語版）、ばねっと君のなんでも相談室（温度とへたり）｜東海バネ工業、JIS Z 2276:2012 金属材料の引張リラクセーション試験方法｜kikakurui.com
ものづくりで応力緩和が問題になるところ
ボルト・ねじの締結：締付け力（軸力）が下がる
出典：ハードロック工業「ねじのゆるみ（非回転ゆるみ）」をもとに AI（Claude）で作成
ボルトは、締め付けて少し伸ばし、その戻ろうとする力（軸力）で部品を押さえています。ナットを回していなくても、この軸力は時間とともに下がることがあります。締結部全体で見ると「変位は一定のまま力が抜ける」ので、応力緩和と同じ形だと整理できます（編集部の整理。原因は下のように、座面のへたりや塑性変形などいくつかあります）。
ハードロック工業は、ねじが回らずにゆるむ「非回転ゆるみ」の原因として、初期ゆるみ・陥没ゆるみ・微動摩耗・密封材の永久変形・塗装や厚めっきの破損・過大な外力・熱的な原因の7つを挙げています。いちばん身近なのが初期ゆるみで、締め付けたあと、接触面の細かい凹凸がならされて締付け長さが縮み、軸力が下がります。少なくとも5〜10％ほどの軸力の低下は見込んでおいたほうがよいとしています。
同じページは、ガスケットのような密封材は金属と違う縮み方をすることが多く、温度と時間の影響が大きいとも書いています。熱いところで使う締結では、その分も軸力の低下に効くと考えられます（編集部の補足）。
ばね：へたり
ばねを一定の長さに縮めたまま使うと、押す力が少しずつ弱くなることがあります。ばねでは、これを「へたり」と呼びます。東海バネ工業は、温度が高くなると常温よりへたりやすくなるので、製造のときや使う前に高温締め付けやホットセッチングをして、へたりにくくすることを勧めています。セッチングは、使っているあいだのばねのへたりを抑えることを目的に行う処理です。
コネクターの端子：接触力が抜ける
出典：Google Patents「特許第4680765号「耐応力緩和特性に優れた銅合金」」をもとに AI（Claude）で作成
コネクターの端子は、銅合金の板をばねのようにたわませて、相手の端子に押し付けています。銅合金の特許の説明によると、自動車のエンジンルームのような高温の環境に置かれた端子は、時間とともに接点の嵌合力（押し付ける力）を失っていきます。
そのため、端子の材料では「耐応力緩和特性（応力緩和しにくさ）」が大事な性能になります。同じ特許は、自動車の規格 JASO C400 が「150℃×1000時間保持したあとの応力緩和率を15％以下」と定めていると書いています。
材料メーカーも、耐応力緩和特性を高めた銅合金を出しています。神戸製鋼所は、銅合金の CAC5 を、耐応力緩和特性が特によく自動車向けに合う材料として紹介し、JASO C400 に合うとしています。三菱マテリアルは、Cu-Mg 系の銅合金 MSP シリーズの耐応力緩和特性を、150℃で、0.2％耐力の80％の曲げ応力をかけた条件で示し、MSP5 はコルソン合金と同等以上だとしています。
ゴム・樹脂：シール・パッキンの押し付ける力が抜ける
ゴムには応力緩和の求め方の規格 JIS K 6263 があり、ゴムに決まった圧縮や引張の変形を与え、決まった環境で変形を保ったときの、力の減る割合を求めます。Oリングやパッキンは、つぶして押し付ける力でもれを止めているので、この力が抜けるともれの原因になると考えられます（編集部の補足）。
ゴムが元の厚さに戻らなくなる「圧縮永久ひずみ」や、ゴム・プラスチックの粘弾性は、下の関連ページでくわしくまとめています。
応力緩和を小さくする考え方
| 考え方 | 例 | 出典 |
|---|---|---|
| 使う温度を下げる、高い温度に強い材料にする | 温度が高いほど応力緩和・へたりが進みやすい | 英語版 Wikipedia、東海バネ工業 |
| 前もって処理しておく | ばねのセッチング・ホットセッチング | 東海バネ工業 |
| 下がる分を見込んで設計する | ボルトの初期ゆるみで、少なくとも5〜10％ほどの軸力の低下を見込む | ハードロック工業 |
| 応力緩和しにくい材料を選ぶ | 端子に耐応力緩和特性を高めた銅合金を使う | 神戸製鋼所、三菱マテリアル |
表の1行目の「温度を下げる・高い温度に強い材料にする」は、温度が高いほど進みやすいという出典の説明をもとにした編集部の整理です。2〜4行目は出典に書かれている方法です。
出典：ねじのゆるみ（非回転ゆるみ）｜ハードロック工業、ばねっと君のなんでも相談室（温度とへたり）｜東海バネ工業、ばねっと君のなんでも相談室（セッチング）｜東海バネ工業、特許第4680765号「耐応力緩和特性に優れた銅合金」｜Google Patents、Features of copper products｜神戸製鋼所、MSPシリーズ（Cu-Mg系銅合金）｜三菱マテリアル、JIS K 6263:2015 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－応力緩和の求め方｜kikakurui.com
応力緩和の測り方
出典：kikakurui.com「JIS Z 2276:2012 金属材料の引張リラクセーション試験方法」、Google Patents「特許第4680765号「耐応力緩和特性に優れた銅合金」」をもとに AI（Claude）で作成
| 試験 | やり方 | 結果の表し方 |
|---|---|---|
| 金属の引張リラクセーション試験（JIS Z 2276） | 一定の温度で、引張の全ひずみを一定に保ち（許容差は初期値の±1.5％）、試験力が時間とともに変わるのを測る | リラクセーション値：規定の時間での初期試験力の減少量を、初期試験力の百分率で表す |
| ゴムの応力緩和（JIS K 6263） | 決まった圧縮または引張の変形を与え、決まった環境で変形を保つ | 力の減少を初めの力で割った百分率 |
| 片持ち梁の曲げによる方法（端子の板材など） | 短冊状の試験片の一端を固定し、もう一端を持ち上げてそらせ、決めた温度と時間だけ保つ | 外したあとに残ったたわみ（永久ひずみ）を、はじめのたわみで割った応力緩和率 |
片持ち梁の方法は、先の銅合金の特許に書かれているやり方です。残ったたわみが小さいほど、力が抜けにくい（応力緩和しにくい）材料ということになります。
出典：JIS Z 2276:2012 金属材料の引張リラクセーション試験方法｜kikakurui.com、JIS K 6263:2015 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－応力緩和の求め方｜kikakurui.com、特許第4680765号「耐応力緩和特性に優れた銅合金」｜Google Patents
応力緩和の話が出てくるページ
出典
- 応力緩和｜Wikipedia
- Stress relaxation｜Wikipedia（英語版）
- JIS Z 2276:2012 金属材料の引張リラクセーション試験方法｜kikakurui.com
- JIS K 6263:2015 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－応力緩和の求め方｜kikakurui.com
- ばねっと君のなんでも相談室（温度とへたり）｜東海バネ工業
- ねじのゆるみ（非回転ゆるみ）｜ハードロック工業
- ばねっと君のなんでも相談室（セッチング）｜東海バネ工業
- 特許第4680765号「耐応力緩和特性に優れた銅合金」｜Google Patents
- Features of copper products｜神戸製鋼所
- MSPシリーズ（Cu-Mg系銅合金）｜三菱マテリアル
※図は、出典の説明をもとに編集部がまとめた模式図です。グラフの形は説明のためのもので、実際の測定値ではありません。
※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。
情報の確認日：2026年11月9日
