CN116406440A - 碟形弹簧的制造方法、以及碟形弹簧 - Google Patents

Abstract

该碟形弹簧的制造方法是如下碟形弹簧的制造方法，碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体(1e)，弹簧主体(1e)具有：外周面(1a)，其朝向径向的外侧；内周面(1b)，其朝向径向的内侧；外周缘(1c)，其是径向的外侧的端面；以及内周缘(1d)，其是径向的内侧的端面，在使用支撑内周面(1b)中至少径向的外端部的支撑体(11)对弹簧主体施加了沿着弹簧主体的中心轴线的轴向的压缩力的状态下，通过使支撑体以及弹簧主体相互滑动接触的同时围绕中心轴线相对旋转，从而对内周面中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

Description

碟形弹簧的制造方法、以及碟形弹簧

技术领域

本发明涉及碟形弹簧的制造方法、以及碟形弹簧。

本申请要求基于2020年10月14日在日本申请的特愿2020-173168号专利的优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

以往，作为如下碟形弹簧的制造方法，例如已知下述专利文献1所示的方法，该碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，该弹簧主体具有朝向径向外侧的外周面、朝向径向的内侧的内周面、作为径向的外侧的端面的外周缘、以及作为径向内侧的端面的内周缘。在专利文献1所示的方法中，通过使以能够旋转的方式被支撑的球在对弹簧主体的内周面按压的状态下旋转并移动，从而对弹簧主体施加压缩残余应力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5209904号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的碟形弹簧的制造方法中，施加于弹簧主体的压缩残余应力在内周面与外周面之间的预定的深度位置处最大，在使用时产生最高拉伸应力的内周面处不是最大，可能难以提高碟形弹簧的耐久性。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种碟形弹簧的制造方法、以及碟形弹簧，能够得到如下碟形弹簧：在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，以在内周面处最大并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

用于解决问题的方案

本发明的一方面的碟形弹簧的制造方法是如下碟形弹簧的制造方法，所述碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，所述弹簧主体具有：外周面，其朝向径向的外侧；内周面，其朝向径向的内侧；外周缘，其是径向的外侧的端面；以及内周缘，其是径向的内侧的端面，在使用支撑所述内周面中至少径向的外端部的支撑体对所述弹簧主体施加了沿着所述弹簧主体的中心轴线的轴向的压缩力的状态下，通过使所述支撑体以及所述弹簧主体相互滑动接触的同时围绕所述中心轴线相对旋转，从而对所述内周面中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

根据上述方面，在使用支撑弹簧主体的内周面中至少径向的外端部的支撑体对弹簧主体施加了所述轴向的压缩力的状态下，通过使支撑体以及弹簧主体相互滑动接触的同时围绕所述中心轴线相对旋转，从而对弹簧主体的内周面中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

因此，能够可靠地得到如下碟形弹簧：在弹簧主体的径向的外端部的沿着围绕所述中心轴线的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的内周面处最大，并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

还可以在使用所述支撑体对所述弹簧主体施加所述轴向的压缩力时，使所述弹簧主体沿所述轴向弹性变形。

在该情况下，在使用支撑体对弹簧主体施加所述轴向的压缩力时，使所述弹簧主体沿所述轴向弹性变形，从而拉伸弹簧主体的内周面中至少径向的外端部。由此，能够可靠地对弹簧主体的内周面中径向的外端部施加高的压缩残余应力。

还可以所述支撑体具备在周向上隔开间隔设置的多个按压突起，所述内周面中至少径向的外端部支撑于多个所述按压突起。

在该情况下，弹簧主体的内周面中至少径向的外端部支撑于在周向上隔开间隔设置的多个按压突起。由此，能够提高从支撑体施加于弹簧主体的内周面的接触压力，并且能够可靠地对弹簧主体的内周面中径向的外端部施加高的压缩残余应力。

还可以在沿着所述轴向并且通过所述中心轴线的纵向剖视图中，在所述轴向上相互对置的所述内周面、以及所述按压突起的按压面分别相对于与所述中心轴线正交的水平面向相同的方向倾斜。

在该情况下，在所述纵向剖视图中，在所述轴向上相互对置的弹簧主体的内周面、以及按压突起的按压面分别相对于水平面向相同的方向倾斜。由此，在对弹簧主体的内周面施加压缩残余应力时，能够抑制从弹簧主体中连接内周面与外周缘的角部分对按压面施加过大的负荷的情况的同时，使弹簧主体的内周面具有径向的宽度而容易地施加压缩残余应力。

在所述内周面中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与所述按压面之间设置有所述轴向的间隙的状态下，对所述弹簧主体施加所述轴向的压缩力。

在该情况下，在弹簧主体的内周面中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与按压面之间设置有轴向的间隙的状态下，对弹簧主体施加所述轴向的压缩力。由此，在使支撑体和弹簧主体相互滑动接触的同时围绕所述中心轴线相对旋转时，能够抑制在按压面与弹簧主体的内周面之间产生的滑动阻力，并且能够将压缩残余应力局部地施加于例如弹簧主体的内周面的径向的外端部。另外，在使弹簧主体沿所述轴向弹性变形的情况下，能够调整弹簧主体的所述轴向的压缩变形量，能够容易地调整施加于弹簧主体的内周面中至少径向的外端部的压缩残余应力。

还可以所述按压突起中在所述轴向上与所述内周面对置的按压面从径向观察呈在所述轴向上突出的曲线状。

在该情况下，按压面从径向观察呈在所述轴向上突出的曲线状。由此，在对弹簧主体的内周面施加压缩残余应力时，能够抑制施加于按压面以及弹簧主体的内周面的负荷的同时，可靠地提高从按压面施加于弹簧主体的内周面的接触压力。

还可以在将多个所述碟形弹簧沿所述轴向串联设置的状态下，对多个所述碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。

在该情况下，对多个碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。由此，能够高效地得到在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，如上所述那样施加有压缩残余应力的多个碟形弹簧。

还可以在将多个所述碟形弹簧朝向与所述轴向相同的方向并在同一平面上排列多个的状态下，对多个所述碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。

在该情况下，对多个碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。由此，能够高效地得到在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，如上所述那样施加有压缩残余应力的多个碟形弹簧。

本发明的一方面的碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，所述弹簧主体具有：外周面，其朝向径向的外侧；内周面，其朝向径向的内侧；外周缘，其是径向的外侧的端面；以及内周缘，其是径向的内侧的端面，在所述内周面中至少径向的外端部，在沿着围绕所述弹簧主体的中心轴线的周向的全长范围内施加有压缩残余应力，所述压缩残余应力在所述内周面处最大，并随着朝向所述外周面侧而降低，所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。

根据上述方面，在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的内周面处最大，并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力，因此能够提高碟形弹簧的耐久性。

在弹簧主体的内周面中，在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的径向的外端部的表面粗糙度小于位于比施加有所述压缩残余应力的部分更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。由此，在使用碟形弹簧时，能够分别抑制在弹簧主体的内周面的径向的外端部例如因损伤和表面粗糙度的偏差等而产生应力集中部位的情况、以及支撑弹簧主体的内周面的径向的外端部的部件容易损伤的情况。

本发明的另一方面的碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，所述弹簧主体具有：外周面，其朝向径向的外侧；内周面，其朝向径向的内侧；外周缘，其是径向的外侧的端面；以及内周缘，其是径向的内侧的端面，在所述内周面中至少径向的外端部，在沿着围绕所述弹簧主体的中心轴线的周向的全长范围内施加有压缩残余应力，所述压缩残余应力在所述内周面处最大，并随着朝向所述外周面侧而降低，所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的硬度高于位于比其更靠近径向的内侧的部分的硬度。

根据上述方面，在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的内周面处最大，并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力，因此能够提高碟形弹簧的耐久性。

在弹簧主体的内周面中，在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的径向的外端部的硬度高于位于比施加有所述压缩残余应力的部分更靠近径向的内侧的部分的硬度。由此，在使用碟形弹簧时，能够抑制在弹簧主体的内周面的径向的外端部产生磨损、或者例如因损伤等而产生应力集中部位的情况。

在该构成中，还可以所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。

在该情况下，在弹簧主体的内周面中，在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的径向的外端部的表面粗糙度小于位于比施加有所述压缩残余应力的部分更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。由此，在使用碟形弹簧时，能够分别抑制在弹簧主体的内周面的径向的外端部例如因损伤和表面粗糙度的偏差等而产生应力集中部位的情况、以及支撑弹簧主体的内周面的径向的外端部的部件容易损伤的情况。

发明效果

根据本发明，能够得到如下碟形弹簧：在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的内周面处最大，并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

附图说明

图1是说明作为本发明的第一实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的说明图。

图2是示出实施例以及比较例的各碟形弹簧的压缩残余应力在厚度方向上的分布的坐标图。

图3是说明作为本发明的第二实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的说明图。

图4A是用于实施作为本发明的第二实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的制造装置的第一支撑体的主体部的侧视图。

图4B是用于实施作为本发明的第二实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的制造装置的第一支撑体的按压部件的俯视图。

图5A是用于实施作为本发明的第二实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的制造装置的第二支撑体的轴部的俯视图。

图5B是用于实施作为本发明的第二实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的制造装置的第二支撑体的平板部的俯视图。

图6是说明作为本发明的第三实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的说明图。

图7是说明作为本发明的第四实施方式示出的碟形弹簧的制造方法的说明图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照图1对本发明的碟形弹簧的制造方法、以及碟形弹簧的第一实施方式进行说明。

碟形弹簧1通过加工金属制的板材形成。碟形弹簧1的弹簧主体1e形成为具有中心轴线O的环状。

以下，将沿着中心轴线O的方向称为轴向，将从轴向观察与中心轴线O交叉的方向称为径向，将围绕中心轴线O旋转的方向称为周向。

弹簧主体1e具有外周面1a、内周面1b、外周缘1c、以及内周缘1d。

外周面1a朝向径向的外侧，内周面1b朝向径向的内侧。外周面1a以及内周面1b相对于中心轴线O倾斜。弹簧主体1e形成为在轴向上开口的伞形状或锉尖形状。

外周缘1c为弹簧主体1e的径向的外侧的端面，内周缘1d为弹簧主体1e的径向的内侧的端面。

此外，作为碟形弹簧，还可以采用设置有从外周缘1c向径向的外侧突出的外爪、或者从内周缘1d向径向的内侧突出的内爪的构成。

接着，对用于实施本实施方式的碟形弹簧的制造方法的制造装置10进行说明。

制造装置10对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部施加压缩残余应力。制造装置10具备同轴设置的第一支撑体11以及第二支撑体12。第一支撑体11以及第二支撑体12形成为圆板状。第一支撑体11以及第二支撑体12在与弹簧主体1e的中心轴线O位于同轴的状态下，从轴向的两侧支撑弹簧主体1e。第一支撑体11以及第二支撑体12以在轴向上能够相对接近或远离的方式设置。

第一支撑体11支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部，第二支撑体12支撑弹簧主体1e的外周面1a中至少径向的内端部。

第一支撑体11设置为能够围绕中心轴线O旋转。第一支撑体11具备在周向上隔开间隔设置的多个按压突起13。多个按压突起13支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部。按压突起13位于比弹簧主体1e的内周缘1d更靠近径向的外侧。按压突起13设置在第一支撑体11的表背面中与第二支撑体12在轴向上对置的面上。按压突起13在周向上隔开等间隔地设置有三个以上。按压突起13设置有偶数个，各按压突起13与其他的按压突起13在径向上对置。

此外，按压突起13也可以与第一支撑体11一体形成。按压突起13也可以通过螺钉等固定于第一支撑体11。按压突起13也可以不设置在第一支撑体11上。

在图1所示的沿着轴向并且通过中心轴线O和按压突起13的周向的中央部的纵向剖视图中，在轴向上相互对置的弹簧主体1e的内周面1b和按压突起13的按压面13a分别相对于与中心轴线O正交的水平面向相同的方向倾斜。此外，按压面13a还可以在所述纵向剖视图中沿着水平面延伸。

在所述纵向剖视图中，按压面13a相对于水平面的倾斜角度θ2小于在轴向上没有弹性变形的状态下的弹簧主体1e的内周面1b相对于水平面的倾斜角度θ1。此外，这些倾斜角度θ1、θ2也可以相互相同。

按压面13a从径向观察呈在轴向上突出的曲线状，按压突起13形成为沿径向延伸的一半的圆柱状。

在第一支撑体11和第二支撑体12分别设置有向在轴向上相互相对的方向突出的限制部16。当第一支撑体11和第二支撑体12沿轴向接近移动时，这些限制部16在轴向上相互抵接，限制第一支撑体11和第二支撑体12进一步在轴向上的接近移动。由此，规定弹簧主体1e在沿轴向压缩的方向上的弹性变形量。限制部16与中心轴线O同轴地配设，并插入弹簧主体1e的内侧。限制部16的外周面与弹簧主体1e的内周缘1d抵接或接近。

此外，也可以不设置限制部16，也可以仅在第一支撑体11和第二支撑体12中的任一个上设置限制部16。另外，作为限制部，也可以采用通过与弹簧主体1e的外周缘1c抵接来规定弹簧主体1e的弹性变形量的构成。

接着，对碟形弹簧的制造方法进行说明。

首先，对碟形弹簧1实施喷丸硬化加工。此外，也可以不对碟形弹簧1实施喷丸硬化加工。

接着，在利用第一支撑体11和第二支撑体12对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑体11和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。由此，对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部在周向的全长范围内施加压缩残余应力。

在图示的例子中，在对弹簧主体1e施加轴向的压缩力时，使第一支撑体11和第二支撑体12在轴向上相互接近移动，使第一支撑体11和第二支撑体12各自的限制部16在轴向上相互抵接。由此，使弹簧主体1e向沿轴向压缩的方向弹性变形预定量，从而使弹簧主体1e的内周面1b产生拉伸应力。此外，也可以不使弹簧主体1e沿轴向弹性变形。

此时，在弹簧主体1e的内周面1b中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与按压突起13的按压面13a之间，预先设置轴向的间隙。即，即使在使弹簧主体1e向沿轴向压缩的方向弹性变形的状态下，在所述纵向剖视图中，按压面13a相对于水平面的倾斜角度θ2也小于弹簧主体1e的内周面1b相对于水平面的倾斜角度θ3。

此外，此时，在使这些倾斜角度θ2、θ3相互相同、并使弹簧主体1e沿轴向弹性变形的状态下，也可以不在弹簧主体1e的内周面1b中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与按压面13a之间设置轴向的间隙。

另外，在利用第一支撑体11和第二支撑体12对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，在使第一支撑体11相对于弹簧主体1e围绕中心轴线O旋转时，通过在弹簧主体1e与第二支撑体12之间产生的摩擦力限制弹簧主体1e相对于第二支撑体12的旋转移动，按压面13a在弹簧主体1e的内周面1b沿周向滑动。

此时，第二支撑体12中与弹簧主体1e抵接的部分的表面粗糙度大于第一支撑体11中与弹簧主体1e抵接的部分的表面粗糙度。此外，也可以将前者的表面粗糙度设为后者的表面粗糙度以下。

另外，此时，弹簧主体1e的内周面1b中的径向的外端部几乎没有磨损(最大数μm)地被摩擦，其表面粗糙度与第一支撑体11以及弹簧主体1e相对旋转前相比变小。即使发生磨损，压缩残余应力的厚度方向的分布也不会仅仅因为该磨损而变化。

另外，此时，弹簧主体1e的内周面1b中的径向的外端部的硬度与第一支撑体11以及弹簧主体1e相对旋转前相比变高。

在如上所述形成的碟形弹簧1中，在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，压缩残余应力在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低。

在弹簧主体1e的内周面1b中，第一支撑体11滑动接触而施加有压缩残余应力的部分位于从与外周缘1c的连接部分到向径向内侧远离弹簧主体1e的宽度W的30％、优选20％的位置之间。弹簧主体1e的宽度W在所述纵向剖视图中为外周缘1c和内周缘1d沿着内周面1b的距离。

此外，在弹簧主体1e的内周面1b中，若施加有压缩残余应力的部分位于从与外周缘1c的连接部分到向径向内侧超过弹簧主体1e的宽度W的30％的位置，则难以将压缩残余应力提高到期望的高度。

而且，在该碟形弹簧1中，内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。

另外，在该碟形弹簧1中，内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的硬度高于位于比其更靠近径向的内侧的部分的硬度。

此外，也可以使内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度以上，并且使内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的硬度为位于比其更靠近径向的内侧的部分的硬度以下。

此外，也可以使内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的表面粗糙度为位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度以上，并且使内周面1b中施加有压缩残余应力的部分的硬度高于位于比其更靠近径向的内侧的部分的硬度。

如以上说明的那样，根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，在使用支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部的第一支撑体11对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，通过使第一支撑体11和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转，从而对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

因此，能够可靠地得到如下碟形弹簧1：在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

在使用第一支撑体11对弹簧主体1e施加轴向的压缩力时，使弹簧主体1e沿轴向弹性变形，从而拉伸弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部。由此，能够可靠地对弹簧主体1e的内周面1b中径向的外端部施加高的压缩残余应力。

弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部支撑于在周向上隔开间隔设置的多个按压突起13。由此，能够提高从第一支撑体11施加于弹簧主体1e的内周面1b的接触压力，并且能够可靠地对弹簧主体1e的内周面1b的径向的外端部施加高的压缩残余应力。

在所述纵向剖视图中，在轴向上相互对置的弹簧主体1e的内周面1b、以及按压突起13的按压面13a分别相对于水平面向相同的方向倾斜。由此，在对弹簧主体1e的内周面1b施加压缩残余应力时，能够抑制从弹簧主体1e中连接内周面1b和外周缘1c的角部分对按压面13a施加过大的负荷，并且能够使弹簧主体1e的内周面1b具有径向的宽度而容易地施加压缩残余应力。

在弹簧主体1e的内周面1b中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与按压面13a之间设置有轴向的间隙的状态下，对弹簧主体1e施加轴向的压缩力。由此，在使第一支撑体11和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转时，能够抑制在按压面13a与弹簧主体1e的内周面1b之间产生的滑动阻力，并且能够将压缩残余应力局部地施加于例如弹簧主体1e的内周面1b中径向的外端部。另外，能够调整弹簧主体1e的轴向的压缩变形量，能够容易地调整施加于弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部的压缩残余应力。

按压面13a从径向观察呈在轴向上突出的曲线状。由此，在对弹簧主体1e的内周面1b施加压缩残余应力时，能够抑制施加于按压面13a以及弹簧主体1e的内周面1b的负荷的同时，可靠地提高从按压面13a施加于弹簧主体1e的内周面1b的接触压力。

根据本实施方式的碟形弹簧1，在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低的方式施加有压缩残余应力，因此能够提高碟形弹簧1的耐久性。

在弹簧主体1e的内周面1b中，在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的径向的外端部的表面粗糙度小于位于比施加有所述压缩残余应力的部分更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。由此，在使用碟形弹簧1时，能够分别抑制在弹簧主体1e的内周面1b的径向的外端部例如因损伤和表面粗糙度的偏差等而产生应力集中部位的情况、以及支撑弹簧主体1e的内周面1b的径向的外端部的部件容易损伤的情况。

在弹簧主体1e的内周面1b中，在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的径向的外端部的硬度高于位于比施加有所述压缩残余应力的部分更靠近径向的内侧的部分的硬度。由此，在使用碟形弹簧1时，能够抑制在弹簧主体1e的内周面1b的径向的外端部产生磨损、或者例如因损伤等而产生应力集中部位的情况。

接着，对于实施例以及比较例的各碟形弹簧，说明压缩残余应力在厚度方向上的分布。

首先，在相同的条件下对实施例1、2以及比较例1～3的各碟形弹簧实施了喷丸硬化加工。

接着，在实施例1、2中，在利用第一支撑体11以及第二支撑体12对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑体11以及弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。在比较例1、2中，设置以能够旋转的方式支撑于第一支撑体的球，通过将该球按压于弹簧主体的内周面的径向的外端部，从而在对弹簧主体施加了轴向的压缩力的状态下，在使球旋转的同时，使第一支撑体相对于弹簧主体围绕中心轴线O旋转。

在对弹簧主体施加轴向的压缩力时，在实施例1和比较例1中，使弹簧主体向沿轴向压缩的方向弹性变形，在实施例2和比较例2中，没有使弹簧主体沿轴向弹性变形。

在比较例3中，仅实施了喷丸硬化加工。

其结果是，如图2所示，在实施例1、2中，确认了施加于弹簧主体1e的径向的外端部的压缩残余应力在深度为零的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低。在比较例1～3中，确认了压缩残余应力在内周面与外周面之间的预定的深度位置处最大，在深度为零的内周面处不是最大。

另外，确认了在深度为零的内周面1b处的压缩残余应力，实施例1、2两者都比比较例3高，在喷丸硬化加工后进一步提高，并且确认了实施例1比实施例2高。

(第二实施方式)

参照图3～5B对本发明的碟形弹簧的制造方法的第二实施方式进行说明。此外，在本实施方式的说明中，对与上述第一实施方式相同的构成，标注同一附图标记并省略其说明，仅对不同点进行说明。

在本实施方式中，在将多个碟形弹簧1沿轴向串联设置的状态下，对多个碟形弹簧1同时施加所述压缩残余应力。另外，多个碟形弹簧1配置为多个碟形弹簧1的轴向的朝向为相同朝向。

如图3所示，用于实施本实施方式的碟形弹簧的制造方法的制造装置20具备第一支撑体21以及第二支撑体22。第一支撑体21以及第二支撑体22分别设置为能够围绕中心轴线O旋转。

第一支撑体21具备有底圆筒状的主体部23和多个按压部件24。

主体部23具有圆筒状的周壁部23a、以及与周壁部23a的下端连接的圆板状的底部23b。主体部23与弹簧主体1e的中心轴线O同轴地配置。在周壁部23a的上端以能够装卸的方式安装有未图示的圆环状的盖。

如图4A所示，在周壁部23a沿周向隔开间隔地形成有多个卡合孔(狭缝)23c。卡合孔23c沿轴向延伸。此外，卡合孔23c也可以不延伸到周壁部23a的轴向的端部，而是设置在周壁部23a的轴向的中央部。卡合孔23c也可以设置为在周壁部23a的整个区域沿轴向延伸。另外，也可以设置从周壁部23a的内周面朝向外周面侧凹陷的卡合槽来代替卡合孔23c。通过设为卡合槽，周壁部23a的强度提高。

按压部件24形成为圆板状。按压部件24与弹簧主体1e的中心轴线O同轴地配置。多个按压部件24在轴向上隔开间隔地设置。按压部件24支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部。

如图4B所示，在按压部件24的径向中央形成有孔部24a。在多个按压部件24中配置于最底部23b侧的按压部件24的孔部24a中插通有后述的限制部25，在其他按压部件24的孔部24a中插通有后述的第二支撑体22的轴部26。在按压部件24的外周缘沿周向隔开间隔地设置有多个卡合爪24b。卡合爪24b从按压部件24的外周缘向径向外侧突出。

按压部件24配置在主体部23的内侧。此时，卡合爪24b分别与卡合孔23c卡合。由此，按压部件24以不能相对旋转、且能够在轴向上相对移动的方式安装于主体部23。因此，主体部23与按压部件24一体地旋转。

在第一支撑体21设置限制部25。限制部25与中心轴线O同轴地配置。限制部25从主体部23的底部23b的径向中央朝向轴部26突出。

第二支撑体22具有轴部26和多个平板部27。

轴部26与中心轴线O同轴地配置。轴部26插入弹簧主体1e的内侧。

如图5A所示，在轴部26的外周面沿周向隔开间隔地形成多个卡合槽26a。卡合槽26a沿轴向延伸。

平板部27形成为圆板状。平板部27与弹簧主体1e的中心轴线O同轴地配置。多个平板部27在轴向上隔开间隔地设置。平板部27支撑弹簧主体1e的外周面1a中至少径向的内端部。

如图5B所示，在平板部27的径向中央形成孔部27a。在孔部27a的周面沿周向隔开间隔地设置有多个卡合爪27b。卡合爪27b从孔部27a周面向径向内侧突出。轴部26插通孔部27a。此时，卡合爪27b分别与卡合槽26a卡合。由此，平板部27以不能相对旋转、且能够在轴向上相对移动的方式安装于轴部26。因此，轴部26与平板部27一体地旋转。

在平板部27设置止转部件28。止转部件28限制弹簧主体1e相对于第二支撑体22围绕中心轴线O的旋转移动。止转部件28设置于平板部27的表背面中与弹簧主体1e的外周面1a对置的面(在图示的例子中，为底部23b侧的面)。在本实施方式中，在弹簧主体1e的内周缘沿周向隔开间隔地设置有多个内爪，止转部件28配置于在周向上相互邻接的内爪彼此之间。

此外，在弹簧主体1e没有设置内爪的情况下，作为止动部件28，还可以采用从轴向的两侧夹住弹簧主体1e的径向的内端部的构成。

或者，也可以不设置止转部件28，通过在弹簧主体1e与平板部27之间产生的摩擦力来限制弹簧主体1e相对于第二支撑体22的旋转移动。

按压部件24与平板部27交替地插通于轴部26。按压部件24与平板部27在轴向上隔开间隔地配置。弹簧主体1e配置在按压部件24与平板部27之间。由按压部件24和平板部27从轴向的两侧支撑弹簧主体1e。具体而言，按压部件24支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部，平板部27支撑弹簧主体1e的外周面1a中至少径向的内端部。

按压部件24和平板部27能够沿轴向移动。即，按压部件24和平板部27设置为在轴向上能够相对接近或远离。

此外，为了降低按压部件24与平板部27之间因滑动引起的摩擦，还可以使按压部件24中与平板部27抵接的部分的表面粗糙度小于其他部分的表面粗糙度，也可以使平板部27中与按压部件24抵接的部分的表面粗糙度小于其他部分的表面粗糙度。另外，还可以在按压部件24与平板部27之间设置推力轴承。

在第一支撑体21和第二支撑体22沿轴向接近移动时，限制部25与轴部26在轴向上相互抵接，限制第一支撑体21和第二支撑体22进一步在轴向上的接近移动。即，轴部26也作为限制部发挥功能。

接着，对使用制造装置20的碟形弹簧的制造方法进行说明。

首先，对碟形弹簧1实施喷丸硬化加工。接着，在利用第一支撑件21和第二支撑件22对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑件21和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。由此，对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部在周向的全长范围内施加压缩残余应力。

在图示的例子中，在对弹簧主体1e施加轴向的压缩力时，使第一支撑体21和第二支撑体22在轴向上相互接近移动，使第一支撑体21的限制部25与第二支撑体22的轴部26在轴向上相互抵接。由此，使弹簧主体1e向沿轴向压缩的方向弹性变形预定量，从而使弹簧主体1e的内周面1b产生拉伸应力。

另外，在利用第一支撑体21和第二支撑体22对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑体21向沿着围绕中心轴线O的一个方向旋转，使第二支撑体22向沿着绕中心轴线O的另一方向旋转。由于利用止转部件28限制了弹簧主体1e相对于第二支撑体22围绕中心轴线O的旋转移动，因此，随着第二支撑体22的旋转，弹簧主体1e也向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。由此，按压部件24在弹簧主体1e的内周面1b沿周向滑动。

根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，在使用支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部的第一支撑体21对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，通过使第一支撑体21和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转，从而对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

因此，能够可靠地得到如下碟形弹簧1：在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

另外，根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，由于同时对多个碟形弹簧1施加所述压缩残余应力，因此能够高效地得到在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，如上所述那样施加有所述压缩残余应力的多个碟形弹簧1。

(第三实施方式)

接着，参照图6对本发明的碟形弹簧的制造方法的第三实施方式进行说明。此外，在本实施方式的说明中，对和上述第二实施方式相同的结构，标注同一附图标记并省略其说明，仅对不同点进行说明。

在本实施方式中，也与上述第二实施方式同样，在将多个碟形弹簧1沿轴向串联设置的状态下，对多个碟形弹簧1同时施加所述压缩残余应力。另外，在本实施方式中，多个碟形弹簧1以多个碟形弹簧1的轴向的朝向相互相反的方式配置。

对用于实施本实施方式的碟形弹簧的制造方法的制造装置30进行说明。

如图6所示，在制造装置30中，第一支撑体21的多个按压部件24中配置在最靠近底部23b的一侧的按压部件24以外的按压部件24A构成为支撑两个碟形弹簧1。具体而言，轴向的朝向相互相反的两个碟形弹簧1配置为在轴向上夹着按压部件24A。此时，这两个碟形弹簧1配置为弹簧主体1e的内周面1b与按压部件24A对置。按压部件24A在按压部件24A的两面中支撑这两个碟形弹簧1的弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部。

第二支撑体22的多个平板部27中配置在距离底部23b最远的一侧的平板部27以外的平板部27A构成为支撑两个碟形弹簧1。具体而言，轴向的朝向相互相反的两个碟形弹簧1配置为在轴向上夹着平板部27A。此时，这两个碟形弹簧1配置为弹簧主体1e的外周面1a与平板部27A对置。平板部27A在平板部27A的两面中支撑这两个碟形弹簧1的弹簧主体1e的外周面1a中至少径向的内端部。另外，止转部件28设置在平板部27A的两面。

使用制造装置30的碟形弹簧的制造方法与第二实施方式相同。即，在利用第一支撑件21和第二支撑件22对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑件21和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。由此，对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部在周向的全长范围内施加压缩残余应力。

根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，能够实现与第二实施方式同样的效果。即，能够可靠地得到如下碟形弹簧1：在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低的方式施加有压缩残余应力。另外，由于同时对多个碟形弹簧1施加所述压缩残余应力，因此，能够高效地得到在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，如上所述那样施加有所述压缩残余应力的多个碟形弹簧1。

而且，根据本实施方式，由于利用一个按压部件24(24A)和一个平板部27(27A)支撑两个碟形弹簧1，因此能够减少按压部件24和平板部27的部件数量。因此，能够简化第一支撑体21和第二支撑体22的构成。另外，能够缩短制造装置30的轴向尺寸。

(第四实施方式)

参照图7对本发明的碟形弹簧的制造方法的第四实施方式进行说明。此外，在本实施方式的说明中，对与上述第一～第三实施方式相同的构成，标注同一附图标记并省略其说明，只对不同点进行说明。

在本实施方式中，在将多个碟形弹簧1朝向与轴向相同的方向并排列在同一平面上的状态下，对多个碟形弹簧1同时施加所述压缩残余应力。

对用于实施本实施方式的碟形弹簧的制造方法的制造装置40进行说明。

如图7所示，在制造装置40中，第一支撑体21的主体部23与不同于弹簧主体1e的中心轴线O的旋转轴线Og同轴地配置。多个碟形弹簧1在排列在同一平面上的状态下，在围绕旋转轴线Og的周向上隔开间隔地配置。对多个碟形弹簧1中的每一个分别设置轴部26、平板部27、以及按压部件24。轴部26、平板部27、以及按压部件24与各自的碟形弹簧1的中心轴线O同轴地配置。

此外，在本实施方式中，对碟形弹簧1中的每一个设置按压部件24，但也可以在多个碟形弹簧1的整体上设置一个按压部件24。

第二支撑体22还具备与旋转轴线Og同轴配置的旋转轴部42。在旋转轴部42的上端部设置驱动齿轮41A。另外，在轴部26的上端部设置与驱动齿轮41A啮合的从动齿轮41B。由此，当使旋转轴部42向沿着围绕旋转轴线Og的一个方向旋转时，轴部26向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。另外，随着轴部26的旋转，平板部27、以及弹簧主体1e也向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。因此，通过使旋转轴部42旋转，能够使多个弹簧主体1e同时围绕中心轴线O旋转。

在本实施方式中，第一支撑体21不旋转。按压部件24以无法旋转的方式固定于主体部23的底部23b。另外，限制部25与旋转轴线Og同轴地配置。限制部25设置为从底部23b的径向中央向旋转轴42突出。

接着，对使用了制造装置40的碟形弹簧的制造方法进行说明。

首先，对碟形弹簧1实施喷丸硬化加工。接着，在利用第一支撑件21和第二支撑件22对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使第一支撑件21和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。由此，对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部在周向的全长范围内施加压缩残余应力。

在图示的例子中，在对弹簧主体1e施加轴向的压缩力时，使第一支撑体21和第二支撑体22在轴向上相互接近移动，使第一支撑体21的限制部25与第二支撑体22的旋转轴部42在轴向上相互抵接。由此，使弹簧主体1e向沿轴向压缩的方向弹性变形预定量，从而使弹簧主体1e的内周面1b产生拉伸应力。

另外，在利用第一支撑体21和第二支撑体22对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，使旋转轴部42向沿着围绕旋转轴线Og的一个方向旋转。此时，轴部26向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。随着轴部26的旋转，弹簧主体1e也向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。通过不使第一支撑体21(按压部件24)旋转而使弹簧主体1e围绕中心轴线O旋转，从而弹簧主体1e的内周面1b使按压部件24沿周向滑动。

根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，在使用支撑弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部的第一支撑体21对弹簧主体1e施加了轴向的压缩力的状态下，通过使第一支撑体21以及弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转，从而对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

因此，能够可靠地得到如下碟形弹簧1：在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧1时产生最高拉伸应力的内周面1b处最大，并随着朝向外周面1a侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

另外，根据本实施方式的碟形弹簧的制造方法，由于对多个碟形弹簧1同时施加所述压缩残余应力，因此，能够高效地得到在弹簧主体1e的径向的外端部的周向的全长范围内，如上所述那样施加有所述压缩残余应力的多个碟形弹簧1。

此外，虽然在轴部26设置了从动齿轮41B，但是也可以在按压部件24侧设置从动齿轮，不使轴部26(弹簧主体1e)旋转，而使按压部件24旋转。即使在该情况下，也能够使第一支撑体21和弹簧主体1e相互滑动接触的同时围绕中心轴线O相对旋转。

此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更。

例如，还可以在弹簧主体1e的外周缘1c设置向径向的外侧突出的外爪，并且在弹簧主体1e中的外周面1a和内周面1b与外爪的表背面共面的情况下，在第一支撑体11设置与外爪的径向的外端部抵接的限制部。在该情况下，能够容易地对弹簧主体1e的内周面1b中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

在第一实施方式中，还可以在第2支撑体12上设置限制弹簧主体1e相对于第2支撑体12围绕中心轴线O的旋转移动的止转部件。

例如，可以在弹簧主体1e的内周缘1d沿周向隔开间隔地设置有多个内爪的情况下，使止转部件位于在周向上相互邻接的内爪彼此之间，在弹簧主体1e上未设置内爪的情况下，利用止转部件从轴向的两侧夹住弹簧主体1e的径向的内端部。

在第一～四实施方式中，在使用第一支撑体11、21对弹簧主体1e施加轴向的压缩力时，也可以不使弹簧主体1e沿轴向弹性变形。此时，也可以使第二支撑体12、22支撑弹簧主体1e的外周面1a。

在第一实施例中，还可以将第一支撑件11和第二支撑件12中的至少一个设置为能够相对于另一个围绕中心轴线O相对旋转。

例如，可以在第一支撑体11和第二支撑体12双方设置为能够围绕中心轴线O旋转的情况下，在使第一支撑体11和弹簧主体1e相互滑动接触时，使第一支撑体11向沿着围绕中心轴线O的一个方向旋转的同时，使第二支撑体12向沿着围绕中心轴线O的另一方向旋转。另外，也可以使第一支撑体11和第二支撑体12向沿着围绕中心轴线O的同一方向带有速度差地旋转。

另外，也可以在使第一支撑体11和弹簧主体1e相互滑动接触时，不使第一支撑体11围绕中心轴线O旋转，而仅使第二支撑体12围绕中心轴线O旋转。

在第二、第三实施方式中，也可以将第一支撑体21和第二支撑体22中的至少一个设置为能够相对于任意另一个围绕中心轴线O相对旋转。即，当使第一支撑体21和弹簧主体1e相互滑动接触时，可以不使第一支撑体21围绕中心轴线O旋转，而仅使第二支撑体22围绕中心轴线O旋转，也可以不使第二支撑体22围绕中心轴线O旋转，而仅使第一支撑体21围绕中心轴线O旋转。

另外，也可以使第一支撑体21和第二支撑体22向沿着围绕中心轴线O的同一方向带有速度差地旋转。

在第二～四实施方式中，也可以设置第一实施方式的多个按压突起13来代替圆板状的按压部件24。

另外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以适当将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素，另外，也可以适当组合上述实施方式和变形例。

工业上的可利用性

根据本发明，能够得到如下碟形弹簧：在弹簧主体的径向的外端部的周向的全长范围内，以在使用碟形弹簧时产生最高拉伸应力的内周面处最大，并随着朝向外周面侧而降低的方式施加有压缩残余应力。

附图标记说明：

1：碟形弹簧

1a：外周面

1b：内周面

1c：外周缘

1d：内周缘

1e：弹簧主体

11、21：第一支撑体(支撑体)

13：按压突起

13a：按压面

O：中心轴线

Claims (11)

1.一种碟形弹簧的制造方法，其中，

所述碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，

所述弹簧主体具有：

外周面，其朝向径向的外侧；

内周面，其朝向径向的内侧；

外周缘，其是径向的外侧的端面；以及

内周缘，其是径向的内侧的端面，

在使用支撑所述内周面中至少径向的外端部的支撑体对所述弹簧主体施加了沿着所述弹簧主体的中心轴线的轴向的压缩力的状态下，

通过使所述支撑体以及所述弹簧主体相互滑动接触的同时围绕所述中心轴线相对旋转，从而对所述内周面中至少径向的外端部施加压缩残余应力。

2.根据权利要求1所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

在使用所述支撑体对所述弹簧主体施加所述轴向的压缩力时，使所述弹簧主体沿所述轴向弹性变形。

3.根据权利要求1或2所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

所述支撑体具备在周向上隔开间隔设置的多个按压突起，

所述内周面中至少径向的外端部支撑于多个所述按压突起。

4.根据权利要求3所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

在沿着所述轴向并且通过所述中心轴线的纵向剖视图中，

在所述轴向上相互对置的所述内周面、以及所述按压突起的按压面分别相对于与所述中心轴线正交的水平面向相同的方向倾斜。

5.根据权利要求4所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

在所述内周面中位于比径向的外端部更靠近径向的内侧的部分与所述按压面之间设置有所述轴向的间隙的状态下，对所述弹簧主体施加所述轴向的压缩力。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

所述按压突起中在所述轴向上与所述内周面对置的按压面从径向观察呈在所述轴向上突出的曲线状。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

在将多个所述碟形弹簧沿所述轴向串联设置的状态下，对多个所述碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的碟形弹簧的制造方法，其中，

在将多个所述碟形弹簧朝向与所述轴向相同的方向并在同一平面上排列多个的状态下，对多个所述碟形弹簧同时施加所述压缩残余应力。

9.一种碟形弹簧，其中，

所述碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，

所述弹簧主体具有：

外周面，其朝向径向的外侧；

内周面，其朝向径向的内侧；

外周缘，其是径向的外侧的端面；以及

内周缘，其是径向的内侧的端面，

在所述内周面中至少径向的外端部，在沿着围绕所述弹簧主体的中心轴线的周向的全长范围内施加有压缩残余应力，

所述压缩残余应力在所述内周面中最大，并随着朝向所述外周面侧而降低，

所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。

10.一种碟形弹簧，其中，

所述碟形弹簧具有形成为环状的弹簧主体，

所述弹簧主体具有：

外周面，其朝向径向的外侧；

内周面，其朝向径向的内侧；

外周缘，其是径向的外侧的端面；以及

内周缘，其是径向的内侧的端面，

在所述内周面中至少径向的外端部，在沿着围绕所述弹簧主体的中心轴线的周向的全长范围内施加有压缩残余应力，

所述压缩残余应力在所述内周面中最大，并随着朝向所述外周面侧而降低，

所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的硬度高于位于比其更靠近径向的内侧的部分的硬度。

11.根据权利要求10所述的碟形弹簧，其中，

所述内周面中施加有所述压缩残余应力的部分的表面粗糙度小于位于比其更靠近径向的内侧的部分的表面粗糙度。

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