JP2002146433A - ダブルテーパ鋼線と、その連続熱処理方法および装置 - Google Patents
ダブルテーパ鋼線と、その連続熱処理方法および装置Info
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダブルテーパ鋼線を全長にわたり均一に加熱
熱処理する。 【解決手段】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理におい
て、線径検知手段３、６により線径を連続的に検出し、
該検出した線径値に対応させて焼入加熱コイル４、焼戻
加熱コイル７の入力を制御することにより、該鋼線を長
さ方向に均一な温度に加熱するか、あるいは小径部と大
径部の引張強さが異なるように加熱して焼入・焼戻しす
る。
熱処理する。 【解決手段】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理におい
て、線径検知手段３、６により線径を連続的に検出し、
該検出した線径値に対応させて焼入加熱コイル４、焼戻
加熱コイル７の入力を制御することにより、該鋼線を長
さ方向に均一な温度に加熱するか、あるいは小径部と大
径部の引張強さが異なるように加熱して焼入・焼戻しす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、均一径のストレー
ト部の両端側に先細りのテーパ部を有する、例えば樽形
あるいは紡錘形コイルばね形状に巻かれるばね用として
使用されるダブルテーパ鋼線と、そのダブルテーパ鋼線
を連続熱処理する熱処理方法および装置に関するもので
ある。
ト部の両端側に先細りのテーパ部を有する、例えば樽形
あるいは紡錘形コイルばね形状に巻かれるばね用として
使用されるダブルテーパ鋼線と、そのダブルテーパ鋼線
を連続熱処理する熱処理方法および装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】通常のコイルばねは全長が同一径の素線
を巻いて成形されているが、樽形あるいは紡錘形コイル
ばねの場合には、図７に示すようにばねのコイル胴部１
５の素線径よりばね端部側のコイル小径部１６の素線径
を小さくすることが望ましい。こうすると、全部同一径
素線の樽形ばねに比して特別なばね特性を得ることがで
き、かつ重量軽減ができるという利点がある。そのため
に、ばね用鋼線として両端に先細りのテーパ部を有する
ダブルテーパ鋼線を使用することが望まれる。
を巻いて成形されているが、樽形あるいは紡錘形コイル
ばねの場合には、図７に示すようにばねのコイル胴部１
５の素線径よりばね端部側のコイル小径部１６の素線径
を小さくすることが望ましい。こうすると、全部同一径
素線の樽形ばねに比して特別なばね特性を得ることがで
き、かつ重量軽減ができるという利点がある。そのため
に、ばね用鋼線として両端に先細りのテーパ部を有する
ダブルテーパ鋼線を使用することが望まれる。
【０００３】従来、このような樽型などのコイルばねを
製造するには、コイル形状に熱間成形した後、炉加熱に
よって焼入・焼戻しの熱処理を行っていた。しかし、こ
のような従来の方法では、割子の型を使用して成型後に
型抜きをする必要があるが、熱間成形で樽型などにした
場合には、冷却時の型締りにより型が抜き難くなるとい
う問題がある。また、熱処理の加熱で変形しやすく、脱
炭が生じやすいという問題点があり、連続の処理が困難
であった。
製造するには、コイル形状に熱間成形した後、炉加熱に
よって焼入・焼戻しの熱処理を行っていた。しかし、こ
のような従来の方法では、割子の型を使用して成型後に
型抜きをする必要があるが、熱間成形で樽型などにした
場合には、冷却時の型締りにより型が抜き難くなるとい
う問題がある。また、熱処理の加熱で変形しやすく、脱
炭が生じやすいという問題点があり、連続の処理が困難
であった。
【０００４】そこで、ばね鋼線の素線を連続熱処理した
後にコイル成形することにより樽型などのコイルばねを
製造することが望まれる。ここで、脱炭などの欠陥がな
い熱処理ばね鋼線を得るためには、誘導加熱などによる
連続熱処理が望ましい。
後にコイル成形することにより樽型などのコイルばねを
製造することが望まれる。ここで、脱炭などの欠陥がな
い熱処理ばね鋼線を得るためには、誘導加熱などによる
連続熱処理が望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、径の均
一な鋼線を加熱する場合には、誘導加熱による連続熱処
理は容易であるが、前述のような長さ方向に大径部と小
径部を有するダブルテーパ鋼線を誘導加熱により連続加
熱する場合には、小径部に比し大径部の温度が低くな
り、大径部の焼入硬さが低く引張強さが均一にならない
という問題点がある。
一な鋼線を加熱する場合には、誘導加熱による連続熱処
理は容易であるが、前述のような長さ方向に大径部と小
径部を有するダブルテーパ鋼線を誘導加熱により連続加
熱する場合には、小径部に比し大径部の温度が低くな
り、大径部の焼入硬さが低く引張強さが均一にならない
という問題点がある。
【０００６】一方、大径部と小径部の破断荷重が等しく
なるように、積極的に小径部の引張強さを大径部より大
きくしたダブルテーパー線の要請もある。
なるように、積極的に小径部の引張強さを大径部より大
きくしたダブルテーパー線の要請もある。
【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解決し、鋼
線を全長に渉って均一温度に加熱することができ、均一
硬さを有するダブルテーパ鋼線や、あるいは大径部と小
径部の破断荷重がほぼ等しいダブルテーパ線と、その連
続熱処理方法と熱処理装置を提供することを目的とす
る。
線を全長に渉って均一温度に加熱することができ、均一
硬さを有するダブルテーパ鋼線や、あるいは大径部と小
径部の破断荷重がほぼ等しいダブルテーパ線と、その連
続熱処理方法と熱処理装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダブルテーパ鋼線の第１の連続熱処理方法
は、均一径のストレート部の両端側に先細りのテーパ部
を有するダブルテーパ鋼線の熱処理において、該鋼線の
線径を連続的に検出し、該検出した線径値に対応して誘
導加熱の入力を制御することにより、該鋼線を長さ方向
に均一な所定温度に加熱して熱処理することを特徴とす
るものである。
に、本発明のダブルテーパ鋼線の第１の連続熱処理方法
は、均一径のストレート部の両端側に先細りのテーパ部
を有するダブルテーパ鋼線の熱処理において、該鋼線の
線径を連続的に検出し、該検出した線径値に対応して誘
導加熱の入力を制御することにより、該鋼線を長さ方向
に均一な所定温度に加熱して熱処理することを特徴とす
るものである。
【０００９】すなわち、本発明のダブルテーパ鋼線の連
続熱処理方法は、従来のように小径部も大径部も同じ電
力で加熱するのでなく、線径検知手段により連続的に線
径を検出し、均一径のストレート部を加熱するときは加
熱手段の入力を一定にして連続加熱し、テーパ部を加熱
するときはテーパの線径に応じて加熱手段の入力を減少
または増加させて加熱することにより、大、小径のスト
レート部もテーパ部も均一温度に加熱して熱処理するも
のである。これにより、大、小径のストレート部もテー
パ部も均一硬さと引張強さを有する熱処理されたダブル
テーパ線を得ることができる。
続熱処理方法は、従来のように小径部も大径部も同じ電
力で加熱するのでなく、線径検知手段により連続的に線
径を検出し、均一径のストレート部を加熱するときは加
熱手段の入力を一定にして連続加熱し、テーパ部を加熱
するときはテーパの線径に応じて加熱手段の入力を減少
または増加させて加熱することにより、大、小径のスト
レート部もテーパ部も均一温度に加熱して熱処理するも
のである。これにより、大、小径のストレート部もテー
パ部も均一硬さと引張強さを有する熱処理されたダブル
テーパ線を得ることができる。
【００１０】また、本発明のダブルテーパ鋼線の第２の
連続熱処理方法は、均一径のストレート部の両端側に先
細りのテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理にお
いて、該鋼線の線径を連続的に検出し、該検出した線径
値に対応して誘導加熱の入力を制御することにより、小
径部と大径部の引張強さが異なるように該鋼線を長さ方
向に温度を変えて加熱して熱処理することを特徴とする
ものである。
連続熱処理方法は、均一径のストレート部の両端側に先
細りのテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理にお
いて、該鋼線の線径を連続的に検出し、該検出した線径
値に対応して誘導加熱の入力を制御することにより、小
径部と大径部の引張強さが異なるように該鋼線を長さ方
向に温度を変えて加熱して熱処理することを特徴とする
ものである。
【００１１】すなわち、本発明の第１の熱処理方法は、
全長を均一温度に加熱して、大・小径部をほぼ同一引張
強さにするものであるが、第２の熱処理方法は、積極的
に大・小径部の加熱温度を変えて、大・小径部の引張強
さが異なるダブルテーパ線を得ようとするものである。
この加熱温度の差は焼入温度で変えることも、焼戻温度
で変えることもできる。
全長を均一温度に加熱して、大・小径部をほぼ同一引張
強さにするものであるが、第２の熱処理方法は、積極的
に大・小径部の加熱温度を変えて、大・小径部の引張強
さが異なるダブルテーパ線を得ようとするものである。
この加熱温度の差は焼入温度で変えることも、焼戻温度
で変えることもできる。
【００１２】このように、誘導加熱によって、小径部と
大径部の引張強さがほぼ同一か、あるいは積極的に変え
られたダブルテーパ鋼線が得られる。
大径部の引張強さがほぼ同一か、あるいは積極的に変え
られたダブルテーパ鋼線が得られる。
【００１３】すなわち、このように線径に対応して任意
に加熱温度を制御することにより、小径部と大径部の引
張強さを等しくした鋼線が得られ、あるいは小径部の引
張強さを積極的に大径部より大きくして、小径部と大径
部の破断荷重がほぼ同一なダブルテーパ鋼線を得ること
ができる。通常の誘導加熱方法でも小径部の温度が高く
なるため、通常小径部の引張強さが高い。しかし、自然
に生ずる温度差では、前記のように小径部と大径部の破
断荷重を等しくするような結果は得難い。本発明の引張
強さを積極的に変えられたとは、自然に生ずる温度差に
よるものでなく、加熱コイルの入力を変えて加熱温度を
積極的に変えられたことをいうものである。
に加熱温度を制御することにより、小径部と大径部の引
張強さを等しくした鋼線が得られ、あるいは小径部の引
張強さを積極的に大径部より大きくして、小径部と大径
部の破断荷重がほぼ同一なダブルテーパ鋼線を得ること
ができる。通常の誘導加熱方法でも小径部の温度が高く
なるため、通常小径部の引張強さが高い。しかし、自然
に生ずる温度差では、前記のように小径部と大径部の破
断荷重を等しくするような結果は得難い。本発明の引張
強さを積極的に変えられたとは、自然に生ずる温度差に
よるものでなく、加熱コイルの入力を変えて加熱温度を
積極的に変えられたことをいうものである。
【００１４】上記のダブルテーパ鋼線を製造するため
に、本発明のダブルテーパ鋼線の連続熱処理装置は、均
一径のストレート部の両端側に先細りのテーパ部を有す
るダブルテーパ鋼線の熱処理において、該鋼線を連続的
に加熱する誘導加熱手段と、該鋼線の線径を連続的に検
出する線径検知手段と、該鋼線が長さ方向に所定温度に
加熱されるように前記線径検知手段の線径値に対応して
前記加熱手段の入力を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
に、本発明のダブルテーパ鋼線の連続熱処理装置は、均
一径のストレート部の両端側に先細りのテーパ部を有す
るダブルテーパ鋼線の熱処理において、該鋼線を連続的
に加熱する誘導加熱手段と、該鋼線の線径を連続的に検
出する線径検知手段と、該鋼線が長さ方向に所定温度に
加熱されるように前記線径検知手段の線径値に対応して
前記加熱手段の入力を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
【００１５】前記熱処理装置は、焼入れ後に連続して焼
戻しする装置とすることが、焼入れ、焼戻しを一度に行
うことができるので望ましい。
戻しする装置とすることが、焼入れ、焼戻しを一度に行
うことができるので望ましい。
【００１６】前記熱処理装置は、ストレート部の両端に
テーパ部を有する単体のダブルテーパ鋼線の熱処理にも
使用できるが、均一径のストレート部とテーパ部とが長
さ方向に交互に存する連続したダブルテーパ線を熱処理
するのに一層適する。こうして熱処理された鋼線は単体
に切り離すことによりダブルテーパ鋼線の量産が容易に
なるという利点がある。
テーパ部を有する単体のダブルテーパ鋼線の熱処理にも
使用できるが、均一径のストレート部とテーパ部とが長
さ方向に交互に存する連続したダブルテーパ線を熱処理
するのに一層適する。こうして熱処理された鋼線は単体
に切り離すことによりダブルテーパ鋼線の量産が容易に
なるという利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の１実施形態
について具体的に説明する。図１は本発明実施形態のダ
ブルテーパ鋼線の熱処理装置の構成を示す図、図２は本
発明実施形態のダブルテーパ鋼線の形状の一例を示す図
である。
について具体的に説明する。図１は本発明実施形態のダ
ブルテーパ鋼線の熱処理装置の構成を示す図、図２は本
発明実施形態のダブルテーパ鋼線の形状の一例を示す図
である。
【００１８】図２に示すように、本発明実施形態に使用
されるダブルテーパ鋼線（以下ワークという）Ｓは、長
さＬ2 の大径の同一径のストレート部２１の両端側に、
長さＬ12の先細りのテーパ部２２、２３が設けられ、テ
ーパ部２２、２３の他端側が長さＬ1 の小径のストレー
ト部２４でつながって連続したダブルテーパ線をなすも
のである。これを小径の位置２４の中間で切断すること
により紡錘形コイルばねなどに使用される長さＬ0 の単
体のダブルテーパ鋼線が作られる。
されるダブルテーパ鋼線（以下ワークという）Ｓは、長
さＬ2 の大径の同一径のストレート部２１の両端側に、
長さＬ12の先細りのテーパ部２２、２３が設けられ、テ
ーパ部２２、２３の他端側が長さＬ1 の小径のストレー
ト部２４でつながって連続したダブルテーパ線をなすも
のである。これを小径の位置２４の中間で切断すること
により紡錘形コイルばねなどに使用される長さＬ0 の単
体のダブルテーパ鋼線が作られる。
【００１９】図１の製造装置について説明すると、上流
側（図の右側）からペイオフスタンド１、長さ測定手段
２、第１線径測定器３、焼入加熱コイル４、焼入水冷ジ
ャケット５、第２線径測定器６、焼戻加熱コイル７、焼
戻水冷ジャケット８および巻取りスタンド９がタンデム
に配列されている。
側（図の右側）からペイオフスタンド１、長さ測定手段
２、第１線径測定器３、焼入加熱コイル４、焼入水冷ジ
ャケット５、第２線径測定器６、焼戻加熱コイル７、焼
戻水冷ジャケット８および巻取りスタンド９がタンデム
に配列されている。
【００２０】長さ測定手段２は、被熱処理線材（ダブル
テーパ鋼線、以下ワークという）Ｓの表面に接触して回
転するローラの回転数により、処理されるワークの移動
する長さを計測するものである。
テーパ鋼線、以下ワークという）Ｓの表面に接触して回
転するローラの回転数により、処理されるワークの移動
する長さを計測するものである。
【００２１】第１線径測定器３と第２線径測定器６は、
非接触型の測定器で走行するワークの線径を連続的に測
定する、例えばレーザ式線径測定器などが用いられる。
第１線径測定器３と第２線径測定器６は、焼入加熱コイ
ル４および焼戻加熱コイル７の中央から、それぞれｋ1
およびｋ2 の距離の入口側に配設されている。
非接触型の測定器で走行するワークの線径を連続的に測
定する、例えばレーザ式線径測定器などが用いられる。
第１線径測定器３と第２線径測定器６は、焼入加熱コイ
ル４および焼戻加熱コイル７の中央から、それぞれｋ1
およびｋ2 の距離の入口側に配設されている。
【００２２】焼入加熱コイル４および焼戻加熱コイル７
は、それぞれ焼入高周波電源１０および焼戻高周波電源
１１から電力が投入されるように接続されている。焼入
冷却ジャケット５と焼戻冷却ジャケット８は、それぞれ
焼入加熱コイル４および焼戻加熱コイル７により加熱さ
れたワークを急冷するようになっている。
は、それぞれ焼入高周波電源１０および焼戻高周波電源
１１から電力が投入されるように接続されている。焼入
冷却ジャケット５と焼戻冷却ジャケット８は、それぞれ
焼入加熱コイル４および焼戻加熱コイル７により加熱さ
れたワークを急冷するようになっている。
【００２３】制御装置（制御手段）１２は、後述するよ
うに、長さ測定手段２、第１線径測定器３および第２線
径測定器６の信号により、焼入高周波電源１０および焼
戻高周波電源１１から、それぞれ焼入加熱コイル４およ
び焼戻加熱コイル７に入力する電力を制御するようにな
っている。
うに、長さ測定手段２、第１線径測定器３および第２線
径測定器６の信号により、焼入高周波電源１０および焼
戻高周波電源１１から、それぞれ焼入加熱コイル４およ
び焼戻加熱コイル７に入力する電力を制御するようにな
っている。
【００２４】以下、上記構成の熱処理装置の動作につい
て説明する。まず、全体について述べると、熱処理され
るワークＳはペイオフスタンド１から繰り出されて、焼
入加熱コイル４により焼入温度に加熱され、焼入冷却ジ
ャケット５により急冷されて焼入れされる。焼入れされ
たワークは、連続して焼戻加熱コイル７により焼戻温度
に加熱、焼戻しされて、焼戻冷却ジャケット８により急
冷され巻き取りスタンド９に巻き取られる。これによ
り、ワークは連続して焼入れ焼戻しされる。
て説明する。まず、全体について述べると、熱処理され
るワークＳはペイオフスタンド１から繰り出されて、焼
入加熱コイル４により焼入温度に加熱され、焼入冷却ジ
ャケット５により急冷されて焼入れされる。焼入れされ
たワークは、連続して焼戻加熱コイル７により焼戻温度
に加熱、焼戻しされて、焼戻冷却ジャケット８により急
冷され巻き取りスタンド９に巻き取られる。これによ
り、ワークは連続して焼入れ焼戻しされる。
【００２５】次に個々について説明すると、ワークは焼
入加熱コイルに導入される前に、その移動量が長さ測定
器２により測定され、その径が第１線径測定器３により
測定される。制御装置１２には、第１線径測定器３によ
り測定されたワークの径に対応した電力が焼入加熱コイ
ル４に入力されるようにあらかじめ設定されている。制
御装置１２は、焼入加熱コイル４に入力される電力を、
ワークの線径の変化に応じ線径の二乗に比例して入力す
るよう焼入高周波電源１０を制御する。本実施形態で
は、ワークの移動量を長さ測定器２により測定し、第１
線径測定器３により測定されたワークの位置が距離ｋ1
だけ移動して焼入加熱コイル４の中央位置に来たとき、
焼入加熱コイル４に所定の電力が入力されるように設定
した。
入加熱コイルに導入される前に、その移動量が長さ測定
器２により測定され、その径が第１線径測定器３により
測定される。制御装置１２には、第１線径測定器３によ
り測定されたワークの径に対応した電力が焼入加熱コイ
ル４に入力されるようにあらかじめ設定されている。制
御装置１２は、焼入加熱コイル４に入力される電力を、
ワークの線径の変化に応じ線径の二乗に比例して入力す
るよう焼入高周波電源１０を制御する。本実施形態で
は、ワークの移動量を長さ測定器２により測定し、第１
線径測定器３により測定されたワークの位置が距離ｋ1
だけ移動して焼入加熱コイル４の中央位置に来たとき、
焼入加熱コイル４に所定の電力が入力されるように設定
した。
【００２６】例えば、図２のワークの小径部の径ｄ1 の
Ａの位置が第１線径測定器３により測定され、Ａの位置
が距離ｋ1 だけ移動して焼入加熱コイル１０の中央に来
たときにＰ1 の電力が入力される。そして、ワークがＢ
位置に移動するまでＰ1 の一定電力で加熱される。この
ワークの移動量は長さ測定器２により計測される。
Ａの位置が第１線径測定器３により測定され、Ａの位置
が距離ｋ1 だけ移動して焼入加熱コイル１０の中央に来
たときにＰ1 の電力が入力される。そして、ワークがＢ
位置に移動するまでＰ1 の一定電力で加熱される。この
ワークの移動量は長さ測定器２により計測される。
【００２７】ワークが移動してＢの位置が焼入加熱コイ
ル１０の中央に来ると、テーパ部Ｂ−Ｃ間ではテーパの
径の増加に応じて順次電力が増加され、この電力は径の
二乗に比例して変化するようにされる。そして、大径部
の径ｄ2 のＣの位置が焼入加熱コイル４の中央の位置に
来ると、Ｐ2 ＝Ｐ1 ×（ｄ2 ／ｄ1 ）2 の電力が入力さ
れ、Ｃ−Ｄの間はこの一定電力でワークは加熱される。
ル１０の中央に来ると、テーパ部Ｂ−Ｃ間ではテーパの
径の増加に応じて順次電力が増加され、この電力は径の
二乗に比例して変化するようにされる。そして、大径部
の径ｄ2 のＣの位置が焼入加熱コイル４の中央の位置に
来ると、Ｐ2 ＝Ｐ1 ×（ｄ2 ／ｄ1 ）2 の電力が入力さ
れ、Ｃ−Ｄの間はこの一定電力でワークは加熱される。
【００２８】さらにワークが移動してテーパ部Ｄ−Ｅの
位置では、前記と逆に順次電力入力量が減少されてＥの
位置で電力Ｐ1 にされる。このようにワークの径に応じ
て焼入加熱コイル１０の電力量を変えて加熱することに
より、ダブルテーパ線は大径部もテーパ部も小径部も同
一温度に加熱される。これら上述した制御は制御装置１
２により行われる。
位置では、前記と逆に順次電力入力量が減少されてＥの
位置で電力Ｐ1 にされる。このようにワークの径に応じ
て焼入加熱コイル１０の電力量を変えて加熱することに
より、ダブルテーパ線は大径部もテーパ部も小径部も同
一温度に加熱される。これら上述した制御は制御装置１
２により行われる。
【００２９】焼入加熱コイル４により加熱されたワーク
は、焼入冷却ジャケット５により急冷、焼入れされる。
ここで、ワークは全長が均一温度に加熱されているの
で、ダブルテーパ線は大径部もテーパ部も小径部も均一
な焼入れ硬さが得られる。
は、焼入冷却ジャケット５により急冷、焼入れされる。
ここで、ワークは全長が均一温度に加熱されているの
で、ダブルテーパ線は大径部もテーパ部も小径部も均一
な焼入れ硬さが得られる。
【００３０】続いて、焼入れされたワークは連続して焼
戻加熱コイル７により焼戻温度に加熱されて焼戻しされ
る。前述の焼入れと同様にワークの径が第２線径測定器
６により測定され、この位置が焼戻加熱コイル７の中央
位置にきたとき、線径の二乗に比例した所定の電力が焼
戻加熱コイル７に入力される。こうして焼入れの場合と
同様に長さ方向に均一温度に加熱されたワークは、焼戻
冷却ジャケット８により冷却された後、巻き取りスタン
ド９に巻き取られて熱処理を終える。
戻加熱コイル７により焼戻温度に加熱されて焼戻しされ
る。前述の焼入れと同様にワークの径が第２線径測定器
６により測定され、この位置が焼戻加熱コイル７の中央
位置にきたとき、線径の二乗に比例した所定の電力が焼
戻加熱コイル７に入力される。こうして焼入れの場合と
同様に長さ方向に均一温度に加熱されたワークは、焼戻
冷却ジャケット８により冷却された後、巻き取りスタン
ド９に巻き取られて熱処理を終える。
【００３１】［実施例１］実施例１は焼入れについて実
験した。実験は表１に示す寸法の図２の形状の試料につ
いて行った。
験した。実験は表１に示す寸法の図２の形状の試料につ
いて行った。
【００３２】
【表１】
【００３３】上記試料を下記条件で、従来方法の制御無
しと本発明方法とにより加熱して焼入れを行い比較し
た。 ライン速度：８０ｍｍ／ｓｅｃ 焼入加熱コイル長さ：３４０ｍｍ 周波数：３２ｋＨｚ 目標温度：９２０℃
しと本発明方法とにより加熱して焼入れを行い比較し
た。 ライン速度：８０ｍｍ／ｓｅｃ 焼入加熱コイル長さ：３４０ｍｍ 周波数：３２ｋＨｚ 目標温度：９２０℃
【００３４】この場合の線径とコイル出口における温度
の測定結果を図３および図４にに示す。図３は従来の制
御無しの場合、図４は本発明の制御をした場合について
の測定結果である。
の測定結果を図３および図４にに示す。図３は従来の制
御無しの場合、図４は本発明の制御をした場合について
の測定結果である。
【００３５】図から、従来方法の場合は、小径部に比し
て大径部の温度が低く、テーパ部も径にしたがって温度
差が生じて大径部と小径部の温度差が約７０℃あった。
これに対し、本発明方法によれば温度差は約２０℃にな
り、テーパ部もほとんど温度差がない加熱ができた。
て大径部の温度が低く、テーパ部も径にしたがって温度
差が生じて大径部と小径部の温度差が約７０℃あった。
これに対し、本発明方法によれば温度差は約２０℃にな
り、テーパ部もほとんど温度差がない加熱ができた。
【００３６】［実施例２］実施例２は焼戻しについて、
従来方法と本発明方法とについて下記条件で加熱して焼
戻しを行った。 ライン速度：８０ｍｍ／ｓｅｃ 焼戻加熱コイル長さ：３４０ｍｍ 周波数：７．５ｋＨｚ 目標加熱温度：４００℃
従来方法と本発明方法とについて下記条件で加熱して焼
戻しを行った。 ライン速度：８０ｍｍ／ｓｅｃ 焼戻加熱コイル長さ：３４０ｍｍ 周波数：７．５ｋＨｚ 目標加熱温度：４００℃
【００３７】この場合の線径とコイル中央部における温
度の測定結果を図５および図６に示す。図５は従来方法
の制御無しの場合、図６は本発明方法の制御した場合に
ついての測定結果である。
度の測定結果を図５および図６に示す。図５は従来方法
の制御無しの場合、図６は本発明方法の制御した場合に
ついての測定結果である。
【００３８】図から認められるように、焼戻しの場合も
焼入れと同様に、従来方法の場合には、小径部に比して
大径部の温度が低く、テーパ部も径にしたがって温度差
が生じて大径部と小径部の温度差が約１５０℃ある。こ
れに対し、本発明方法によれば、焼入れの場合と同様に
温度差は約２０℃になり、テーパ部もほとんど温度差が
ない加熱ができた。
焼入れと同様に、従来方法の場合には、小径部に比して
大径部の温度が低く、テーパ部も径にしたがって温度差
が生じて大径部と小径部の温度差が約１５０℃ある。こ
れに対し、本発明方法によれば、焼入れの場合と同様に
温度差は約２０℃になり、テーパ部もほとんど温度差が
ない加熱ができた。
【００３９】上記実施例においては、小径部と大径部の
加熱温度を等しくした、引張強さがほぼ等しいダブルテ
ーパ鋼線について述べたが、本発明の方法によれば、制
御手段により、線径に対応させて焼入加熱コイルまたは
焼戻加熱コイル、あるいは両者の電力入力を変えること
により、小径部と大径部の破断荷重を等しくするように
小径部の引張強さが大きいダブルテーパ鋼線を得ること
もできる。
加熱温度を等しくした、引張強さがほぼ等しいダブルテ
ーパ鋼線について述べたが、本発明の方法によれば、制
御手段により、線径に対応させて焼入加熱コイルまたは
焼戻加熱コイル、あるいは両者の電力入力を変えること
により、小径部と大径部の破断荷重を等しくするように
小径部の引張強さが大きいダブルテーパ鋼線を得ること
もできる。
【００４０】また、上記実施例では、ストレート部とテ
ーパ部とが長さ方向に交互に存する連続したダブルテー
パ線について述べたが、本発明のダブルテーパ鋼線の連
続熱処理装置および熱処理方法はストレート部の両側に
テーパ部を有するだけの単体のダブルテーパ鋼線に対し
ても適用できる。
ーパ部とが長さ方向に交互に存する連続したダブルテー
パ線について述べたが、本発明のダブルテーパ鋼線の連
続熱処理装置および熱処理方法はストレート部の両側に
テーパ部を有するだけの単体のダブルテーパ鋼線に対し
ても適用できる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のダブルテー
パ鋼線の連続熱処理装置および熱処理方法によれば、線
径検知手段により線径を連続的に検出して、該検出した
線径値に対応させて誘導加熱の入力を制御して鋼線を加
熱するので、鋼線が長さ方向に均一に所定温度に加熱さ
れる。これにより、小径部、テーパ部、大径部ともに均
一な硬さと引張強さが得られる。あるいは、小径部と大
径部の加熱温度を変えて、この両部の破断強度が等しい
ダブルテーパ鋼線を得ることもできる。これにより、ば
ね鋼線などのコストが大幅に低減でき、樽形、紡錘形コ
イルばねの用途が大きく広がる。
パ鋼線の連続熱処理装置および熱処理方法によれば、線
径検知手段により線径を連続的に検出して、該検出した
線径値に対応させて誘導加熱の入力を制御して鋼線を加
熱するので、鋼線が長さ方向に均一に所定温度に加熱さ
れる。これにより、小径部、テーパ部、大径部ともに均
一な硬さと引張強さが得られる。あるいは、小径部と大
径部の加熱温度を変えて、この両部の破断強度が等しい
ダブルテーパ鋼線を得ることもできる。これにより、ば
ね鋼線などのコストが大幅に低減でき、樽形、紡錘形コ
イルばねの用途が大きく広がる。
【図１】本発明のダブルテーパ鋼線の熱処理装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明実施形態のダブルテーパ鋼線の形状を示
す図である。
す図である。
【図３】従来方法のダブルテーパ鋼線の焼入加熱温度を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明方法のダブルテーパ鋼線の焼入加熱温度
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来方法のダブルテーパ鋼線の焼戻加熱温度を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明方法のダブルテーパ鋼線の焼戻加熱温度
を示す図である。
を示す図である。
【図７】紡錘形コイルばねの形状を示す図である。
１ ペイオフスタンド、２ 長さ測定装置、３ 第１線
径測定装置、４ 焼入加熱コイル、５ 焼入冷却ジャケ
ット、６ 第２線径測定装置、７ 焼戻加熱コイル、８
焼戻冷却ジャケット、９ 巻取スタンド、１０ 焼入
高周波電源、１１ 焼戻高周波電源 １２ 制御装置
（制御手段）、１５ コイル胴部、１６コイル小径部、
Ｓ ワーク（ダブルテーパ鋼線）
径測定装置、４ 焼入加熱コイル、５ 焼入冷却ジャケ
ット、６ 第２線径測定装置、７ 焼戻加熱コイル、８
焼戻冷却ジャケット、９ 巻取スタンド、１０ 焼入
高周波電源、１１ 焼戻高周波電源 １２ 制御装置
（制御手段）、１５ コイル胴部、１６コイル小径部、
Ｓ ワーク（ダブルテーパ鋼線）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３５１ 6/44 6/44 Ｆターム(参考） 3J059 AD04 BA04 BA05 BB01 BC02 BD01 EA09 3K059 AA09 AB19 AB20 AB28 AC01 AD03 AD05 AD35 AD40 BD23 CD03 CD64 CD65 CD75 4K043 AA02 CA04 DA01 DA04 EA07 FA03 FA12 GA10
Claims (7)
- 【請求項１】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理におい
て、該鋼線の線径を連続的に検出し、該検出した線径値
に対応して誘導加熱の入力を制御することにより、該鋼
線を長さ方向に均一な温度に加熱して熱処理することを
特徴とするダブルテーパ鋼線の連続熱処理方法。 - 【請求項２】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理におい
て、該鋼線の線径を連続的に検出し、該検出した線径値
に対応して誘導加熱の入力を制御することにより、小径
部と大径部の引張強さが異なるように該鋼線を長さ方向
に温度を変えて加熱して熱処理することを特徴とするダ
ブルテーパ鋼線の連続熱処理方法。 - 【請求項３】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線において、誘導加
熱により熱処理され、小径部と大径部の引張強さがほぼ
同一か、あるいは積極的に変えられたことを特徴とする
ダブルテーパ鋼線。 - 【請求項４】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線において、誘導加
熱により熱処理され、小径部と大径部の破断荷重がほぼ
同一であることを特徴とするダブルテーパ鋼線。 - 【請求項５】 均一径のストレート部の両端側に先細り
のテーパ部を有するダブルテーパ鋼線の熱処理におい
て、該鋼線を連続的に加熱する誘導加熱手段と、該鋼線
の線径を連続的に検出する線径検知手段と、該鋼線が長
さ方向に所定温度に加熱されるように前記線径検知手段
の線径値に対応して前記加熱手段の入力を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とするダブルテーパ鋼線の連
続熱処理装置。 - 【請求項６】 前記熱処理は、焼入れ後に連続して焼戻
しすることを特徴とする請求項５に記載のダブルテーパ
鋼線の連続熱処理装置。 - 【請求項７】 前記鋼線は均一径のストレート部とテー
パ部とが長さ方向に交互に存する連続したダブルテーパ
線であることを特徴とする請求項５または６に記載のダ
ブルテーパ鋼線の連続熱処理装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2000342868A JP4018331B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | ダブルテーパ鋼線と、その連続熱処理方法および装置 |
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| PCT/JP2001/009312 WO2002038817A1 (fr) | 2000-11-10 | 2001-10-24 | Fil d"acier a double conicite, procede de traitement thermique continu et dispositif afferent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342868A JP4018331B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | ダブルテーパ鋼線と、その連続熱処理方法および装置 |
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|---|---|
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| JP4018331B2 JP4018331B2 (ja) | 2007-12-05 |
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|---|---|---|---|
| JP2000342868A Expired - Fee Related JP4018331B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | ダブルテーパ鋼線と、その連続熱処理方法および装置 |
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| JP (1) | JP4018331B2 (ja) |
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| EP0904860A3 (de) * | 1997-09-30 | 2000-07-05 | Firma Muhr und Bender | Verfahren und Anlage zur Herstellung von bikonischem Draht |
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- 2000-11-10 JP JP2000342868A patent/JP4018331B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-24 WO PCT/JP2001/009312 patent/WO2002038817A1/ja active Application Filing
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|---|---|
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| WO2002038817A1 (fr) | 2002-05-16 |
| US20040103961A1 (en) | 2004-06-03 |
| US7011720B2 (en) | 2006-03-14 |
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