JP2020020027A - Heating method for coil spring, heating device for end coil part, and coil spring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば焼入れ、焼戻し、焼鈍など、コイルばねの熱処理やホットセッチング、温間ショットピーニング、塗装の焼付けなどの加熱に用いられるコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねに関する。 The present invention relates to a method of heating a coil spring used for heating such as heat treatment of a coil spring, hot setting, warm shot peening, and baking of paint, such as quenching, tempering, and annealing, an end turn heating device, and a coil spring. .
特許文献1には、コイルばねの加熱方法が開示されている。同文献記載のコイルばねの加熱方法によると、コイルばねの両端部を一対のクランプ機構で把持して、当該両端部間に通電することにより、コイルばねの中間部を加熱することができる。また、一対のクランプ機構には、各々、電極部が配置されている。電極部には、他の部分より電気抵抗が高い部分が配置されている。このため、電極部は、通電により発熱しやすい。したがって、通電時の電極部の発熱により、コイルばねの両端部を加熱することができる。このように、同文献記載のコイルばねの加熱方法によると、コイルばねの中間部および両端部を、言い換えるとコイルばねの全体を、一度に加熱することができる。
しかしながら、コイルばねの中には、例えば使用時に圧縮される押しばねのように、座巻部を有するものがある。座巻部の線径は、線材の延在方向に沿って徐変している。つまり、線材の延在方向に対して直交方向の線材の断面積を横断面積とする場合、座巻部の横断面積は、線材の延在方向に沿って部位ごとに変化している。このため、座巻部のうち、横断面積が小さい部位は、加熱されやすい。反対に、座巻部のうち、横断面積が大きい部位は、加熱されにくい。 However, some coil springs have an end turn, such as a compression spring that is compressed during use. The wire diameter of the end winding portion gradually changes along the extending direction of the wire. In other words, when the cross-sectional area of the wire in the direction perpendicular to the direction in which the wire is extended is defined as the cross-sectional area, the cross-sectional area of the end winding portion changes for each part along the direction in which the wire extends. For this reason, the portion of the end winding portion having a small cross-sectional area is easily heated. Conversely, a portion of the end winding portion having a large cross-sectional area is not easily heated.
このため、特許文献1に記載のコイルばねの加熱方法により、座巻部を有するコイルばねを加熱すると、座巻部以外の部分(横断面積が一定の部分)に対して、座巻部が過剰に加熱されるおそれがある。並びに、座巻部において、横断面積が大きい部位に対して、横断面積が小さい部位が、過剰に加熱されるおそれがある。このように、座巻部を有するコイルばねの全体を均等に加熱する場合、横断面積の違いにより加熱むらが生じやすい。
For this reason, when the coil spring having the end turns is heated by the coil spring heating method described in
本発明のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、座巻部を有するコイルばねであっても加熱むらが生じにくいコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねを提供することを目的とする。 The coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the present invention have been completed in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a coil spring heating method, an end coil heating device, and a coil spring in which uneven heating is unlikely to occur even with a coil spring having an end coil.
(1)上記課題を解決するため、本発明のコイルばねの加熱方法は、螺旋状に延在する線材からなり、該線材の延在方向に対して直交方向の該線材の断面積を横断面積として、該延在方向に沿って該横断面積が変化する座巻部と、該座巻部に連なり、該延在方向に沿って該横断面積が一定の一般部と、を備えるコイルばねを、加熱するコイルばねの加熱方法であって、前記横断面積の変化を考慮して熱負荷を調整し、前記座巻部を加熱する座巻部加熱工程と、該座巻部加熱工程の前または後に実行され、前記一般部を加熱する一般部加熱工程と、を有することを特徴とする。 (1) In order to solve the above-mentioned problems, a method for heating a coil spring according to the present invention comprises a helically extending wire, and a cross-sectional area of a cross section of the wire in a direction perpendicular to an extending direction of the wire. As a coil spring, comprising: an end winding part whose cross-sectional area changes along the extending direction; and a general part connected to the end winding part and having a constant cross-sectional area along the extending direction. A heating method of a coil spring to be heated, wherein a heat load is adjusted in consideration of a change in the cross-sectional area, and an end turn heating step of heating the end turn, and before or after the end turn heating step A general part heating step of heating the general part.
本発明のコイルばねの加熱方法は、座巻部加熱工程と、一般部加熱工程と、を有している。このため、座巻部と一般部とを別々に加熱することができる。したがって、座巻部に対する加熱条件と、一般部に対する加熱条件と、を別々に設定することができる。よって、座巻部と一般部とを、各々、所定範囲内の温度で加熱することができる。このため、コイルばねに加熱むらが生じにくい。 The heating method of the coil spring of the present invention includes an end winding heating step and a general heating step. For this reason, the end winding part and the general part can be separately heated. Therefore, the heating condition for the end winding portion and the heating condition for the general portion can be set separately. Therefore, each of the end winding portion and the general portion can be heated at a temperature within a predetermined range. For this reason, uneven heating is unlikely to occur in the coil spring.
また、座巻部加熱工程においては、座巻部における横断面積の変化を考慮して、熱負荷が調整される。このため、座巻部の各部位を、所定範囲内の温度で加熱することができる。したがって、座巻部に加熱むらが生じにくい。 Further, in the end turn heating step, the heat load is adjusted in consideration of a change in the cross-sectional area in the end turn. For this reason, each part of the end winding portion can be heated at a temperature within a predetermined range. Therefore, uneven heating is unlikely to occur in the end winding portion.
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記座巻部加熱工程において、前記座巻部は誘導加熱により加熱される構成とする方がよい。本構成によると、座巻部加熱工程において、誘導加熱が用いられる。このため、座巻部における横断面積の変化を考慮して、熱負荷(例えば加熱条件など)を調整しやすい。また、座巻部を迅速に加熱することができる。 (2) Preferably, in the configuration of the above (1), in the end turn heating step, the end turn is heated by induction heating. According to this configuration, induction heating is used in the end winding heating step. For this reason, it is easy to adjust the heat load (for example, heating conditions) in consideration of the change in the cross-sectional area in the end winding portion. Further, the end winding portion can be quickly heated.
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記一般部加熱工程において、前記一般部は通電加熱により加熱される構成とする方がよい。本構成によると、一般部加熱工程において、通電加熱が用いられる。このため、一般部を迅速に加熱することができる。また、一般部を簡単に加熱することができる。 (3) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), in the general section heating step, the general section is preferably heated by electric heating. According to this configuration, in the general-portion heating step, electric heating is used. Therefore, the general portion can be quickly heated. In addition, the general part can be easily heated.
(4)好ましくは、上記(3)の構成において、前記一般部は、前記一般部加熱工程において、前記線材の延在方向に離間して配置される一対の電極に当接する一対の当接部と、一対の該当接部間に配置される非当接部と、を有し、一対の該当接部は、前記座巻部加熱工程において加熱され、該非当接部は、該一般部加熱工程において加熱される構成とする方がよい。 (4) Preferably, in the configuration of the above (3), the general portion is a pair of abutting portions that abut on a pair of electrodes that are spaced apart in the extending direction of the wire in the general portion heating step. And a non-contact portion disposed between the pair of corresponding contact portions, wherein the pair of corresponding contact portions are heated in the end winding portion heating step, and the non-contact portion is provided in the general portion heating step. It is better to adopt a configuration in which heating is performed in
通電加熱においては、自身の発熱により一般部を充分に加熱できる電極(加熱電極)が用いられる場合と、自身の発熱により一般部を充分に加熱できない電極(非加熱電極)が用いられる場合と、がある。本構成は、非加熱電極が用いられる場合に対応するものである。 In the electric heating, an electrode (heating electrode) that can sufficiently heat the general part by its own heat is used, and an electrode (non-heating electrode) that cannot sufficiently heat the general part by its own heat is used. There is. This configuration corresponds to a case where a non-heating electrode is used.
一般部加熱工程において、一対の当接部は、一対の電極に当接している。このため、一般部加熱工程においては、一対の当接部を加熱しにくい。この点、本構成によると、座巻部加熱工程において、一対の当接部を加熱することができる。このため、一対の当接部を充分に加熱することができる。 In the general part heating step, the pair of contact parts are in contact with the pair of electrodes. For this reason, it is difficult to heat the pair of contact portions in the general portion heating step. In this regard, according to this configuration, the pair of contact portions can be heated in the end winding portion heating step. Therefore, the pair of contact portions can be sufficiently heated.
(5)好ましくは、上記(1)ないし(4)のいずれかの構成において、前記一般部加熱工程は、前記座巻部加熱工程の前に実行される構成とする方がよい。一般部に対して、座巻部は横断面積が小さい。このため、一般部に対して、座巻部は冷却されやすい。この点、本構成によると、一般部加熱工程の後に座巻部加熱工程が実行される。すなわち、冷却されやすい座巻部が、一般部の後から加熱される。このため、座巻部加熱工程後における、一般部と座巻部との温度差を小さくすることができる。したがって、一般部と座巻部との温度差が小さい状態で、その後の工程を実行することができる。 (5) Preferably, in any one of the above-mentioned constitutions (1) to (4), the general section heating step is performed before the end winding section heating step. The end winding has a smaller cross-sectional area than the general part. For this reason, the end winding portion is easily cooled compared to the general portion. In this regard, according to this configuration, the end winding heating step is performed after the general section heating step. That is, the end winding portion that is easily cooled is heated after the general portion. For this reason, the temperature difference between the general portion and the end winding portion after the end winding portion heating step can be reduced. Therefore, the subsequent process can be performed in a state where the temperature difference between the general portion and the end winding portion is small.
また、座巻部のうち、一般部と連なっているのは、横断面積が大きい部位である。このため、本構成によると、座巻部加熱工程の前に、座巻部のうち横断面積が大きい部位を、予め加熱しておくことができる。 Further, of the end winding portion, a portion that is continuous with the general portion is a portion having a large cross-sectional area. For this reason, according to this configuration, a portion having a large cross-sectional area in the end winding portion can be heated in advance before the end winding portion heating step.
(6)好ましくは、上記(2)の構成において、前記座巻部は、前記横断面積が最大である最大部と、該横断面積が最小である最小部と、を有し、前記座巻部加熱工程においては、該座巻部に対向して配置される固定誘導加熱コイルを用いて、該座巻部に前記誘導加熱を施し、該誘導加熱の際、該固定誘導加熱コイルから該最大部までの距離は、該固定誘導加熱コイルから該最小部までの距離よりも、小さく設定される構成とする方がよい。 (6) Preferably, in the configuration of the above (2), the end turn portion has a maximum portion having the maximum cross-sectional area and a minimum portion having the minimum cross-sectional area; In the heating step, the induction heating is performed on the end winding portion by using a fixed induction heating coil arranged opposite to the end winding portion. It is preferable that the distance from the fixed induction heating coil is set smaller than the distance from the fixed induction heating coil to the minimum part.
最大部は、最小部と比較して、横断面積が大きい。このため、最大部は、最小部と比較して、加熱されにくい。そこで、本構成においては、誘導加熱の際、固定誘導加熱コイルから最大部までの距離を、固定誘導加熱コイルから最小部までの距離よりも、小さく設定している。本構成によると、最大部と最小部との間に加熱むらが発生しにくい。 The maximum part has a larger cross-sectional area than the minimum part. For this reason, the maximum part is less likely to be heated than the minimum part. Therefore, in the present configuration, at the time of induction heating, the distance from the fixed induction heating coil to the maximum portion is set smaller than the distance from the fixed induction heating coil to the minimum portion. According to this configuration, uneven heating is unlikely to occur between the maximum part and the minimum part.
(7)好ましくは、上記(2)の構成において、前記座巻部は、前記横断面積が最大である最大部と、該横断面積が最小である最小部と、を有し、前記座巻部加熱工程においては、該線材に対向して配置され該線材の延在方向に沿って該線材に対して相対的に移動する移動誘導加熱コイルを用いて、該座巻部に前記誘導加熱を施し、該誘導加熱の際、該最大部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度は、該最小部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度よりも、小さく設定される構成とする方がよい。 (7) Preferably, in the configuration of the above (2), the end turn has a maximum portion having the maximum cross-sectional area and a minimum portion having the minimum cross-sectional area. In the heating step, the induction heating is performed on the end winding portion by using a moving induction heating coil that is arranged to face the wire and moves relatively to the wire along the extending direction of the wire. In the induction heating, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the maximum portion is set smaller than the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum portion. It is better to do.
ここで、移動誘導加熱コイルと線材とは、相対的に移動可能であればよい。例えば、移動誘導加熱コイルだけが移動し、線材が静止していてもよい。反対に、線材だけが移動し、移動誘導加熱コイルが静止していてもよい。また、移動誘導加熱コイルおよび線材が、同方向異速度あるいは逆方向に移動していてもよい。 Here, the moving induction heating coil and the wire need only be relatively movable. For example, only the movement induction heating coil may move, and the wire may be stationary. Conversely, only the wire may move and the moving induction heating coil may be stationary. Further, the moving induction heating coil and the wire may move in the same direction but at different speeds or in opposite directions.
最大部は、最小部と比較して、横断面積が大きい。このため、最大部は、最小部と比較して、加熱されにくい。そこで、本構成においては、誘導加熱の際、最大部を通過する際の移動誘導加熱コイルの移動速度を、最小部を通過する際の移動誘導加熱コイルの移動速度よりも、小さく設定している。本構成によると、最大部と最小部との間に加熱むらが発生しにくい。 The maximum part has a larger cross-sectional area than the minimum part. For this reason, the maximum part is less likely to be heated than the minimum part. Therefore, in the present configuration, at the time of induction heating, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the maximum portion is set smaller than the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum portion. . According to this configuration, uneven heating is unlikely to occur between the maximum part and the minimum part.
(8)好ましくは、上記(1)の構成において、前記座巻部加熱工程において、前記座巻部は加熱温度の設定が可能な熱源を用いて加熱される構成とする方がよい。本構成によると、簡単に、座巻部の加熱むらを抑制することができる。 (8) Preferably, in the above configuration (1), in the end turn heating step, the end turn is heated using a heat source capable of setting a heating temperature. According to this configuration, it is possible to easily suppress uneven heating of the end winding portion.
(9)また、上記課題を解決するため、本発明の座巻部加熱装置は、上記(6)の構成のコイルばねの加熱方法に用いられ、前記固定誘導加熱コイルを備える座巻部加熱装置であって、該固定誘導加熱コイルは、前記最大部を加熱する最大部加熱部と、前記最小部を加熱する最小部加熱部と、を有し、前記誘導加熱の際、該最大部加熱部から該最大部までの距離は、該最小部加熱部から該最小部までの距離よりも、小さく設定されることを特徴とする。 (9) In order to solve the above-mentioned problem, an end turn heating device according to the present invention is used in the method for heating a coil spring having the configuration of (6) above, and is provided with the fixed induction heating coil. Wherein the fixed induction heating coil has a maximum portion heating portion that heats the maximum portion, and a minimum portion heating portion that heats the minimum portion, and when the induction heating is performed, the maximum portion heating portion The distance from the minimum part to the maximum part is set smaller than the distance from the minimum part heating part to the minimum part.
本発明の座巻部加熱装置の固定誘導加熱コイルは、最大部加熱部と、最小部加熱部と、を有している。誘導加熱の際の、最大部加熱部から最大部までの距離は、最小部加熱部から最小部までの距離よりも、小さく設定されている。このため、本発明の座巻部加熱装置によると、最大部と最小部との間に加熱むらが発生しにくい。 The fixed induction heating coil of the end turn heating device of the present invention has a maximum portion heating portion and a minimum portion heating portion. At the time of induction heating, the distance from the maximum heating section to the maximum section is set smaller than the distance from the minimum heating section to the minimum section. Therefore, according to the end winding heating device of the present invention, uneven heating is unlikely to occur between the maximum portion and the minimum portion.
(10)また、上記課題を解決するため、本発明の座巻部加熱装置は、上記(7)の構成のコイルばねの加熱方法に用いられ、前記移動誘導加熱コイルを備える座巻部加熱装置であって、さらに、前記コイルばねおよび該移動誘導加熱コイルのうち、少なくとも一方の移動速度を調整する速度調整装置を備え、前記誘導加熱の際、該速度調整装置は、該最大部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度を、該最小部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの該移動速度よりも、小さく設定することを特徴とする。 (10) In order to solve the above-mentioned problem, an end turn heating device of the present invention is used for the method of heating a coil spring having the configuration of (7), and is provided with the moving induction heating coil. And further comprising a speed adjusting device for adjusting a moving speed of at least one of the coil spring and the moving induction heating coil, and the speed adjusting device passes through the maximum portion during the induction heating. The moving speed of the moving induction heating coil at that time is set to be smaller than the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum part.
本発明の座巻部加熱装置の速度調整装置は、誘導加熱の際、最大部を通過する際の移動誘導加熱コイルの移動速度を、最小部を通過する際の移動誘導加熱コイルの移動速度よりも、小さく設定している。このため、本発明の座巻部加熱装置によると、最大部と最小部との間に加熱むらが発生しにくい。 The speed adjusting device of the end turn heating device of the present invention, during induction heating, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the maximum portion, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum portion, Is also set small. Therefore, according to the end winding heating device of the present invention, uneven heating is unlikely to occur between the maximum portion and the minimum portion.
(11)また、上記課題を解決するため、本発明のコイルばねは、上記(1)ないし(8)のいずれかの構成のコイルばねの加熱方法を用いて製造されることを特徴とする。本発明のコイルばねは、加熱時に加熱むらが生じにくい。このため、座巻部の組織の不均質化を抑制することができる。したがって、座巻部全体に亘って、特性(例えば硬さなど)がばらつきにくい。よって、耐久性が良好である。 (11) In order to solve the above-mentioned problems, a coil spring of the present invention is characterized by being manufactured by using the coil spring heating method having any one of the constitutions (1) to (8). In the coil spring of the present invention, uneven heating is unlikely to occur during heating. For this reason, the heterogeneity of the structure of the end winding portion can be suppressed. Therefore, characteristics (for example, hardness) hardly vary over the entire end winding portion. Therefore, the durability is good.
本発明によると、座巻部を有するコイルばねであっても加熱むらが生じにくいコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a coil spring which has an end winding part, the heating method of a coil spring which is hard to produce uneven heating, an end winding part heating apparatus, and a coil spring can be provided.
以下、本発明のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a coil spring heating method, an end turn heating device, and a coil spring of the present invention will be described.
<第一実施形態>
[コイルばね]
まず、本実施形態のコイルばねの加熱方法の加熱対象である、コイルばねの構成について説明する。図1(a)に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の加熱対象である、コイルばねの上面図を示す。図1(b)に、同コイルばねの側面図を示す。
<First embodiment>
[Coil spring]
First, the configuration of the coil spring, which is a heating target of the coil spring heating method of the present embodiment, will be described. FIG. 1A shows a top view of a coil spring to be heated by the coil spring heating method of the present embodiment. FIG. 1B shows a side view of the coil spring.
図1(a)、図1(b)に示すように、コイルばね1は、螺旋状(コイル状)に成形された、ばね鋼製の線材Wにより構成されている。コイルばね1は、上下一対の座巻部2と、一般部3と、を備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
一対の座巻部2は、コイルばね1の軸方向(上下方向)両端部を形成している。ここで、一対の座巻部2の構成は同様である。以下、一対の座巻部2を代表して、上方の座巻部2の構成について説明する。
The pair of end turns 2 forms both ends in the axial direction (vertical direction) of the
図1(a)にハッチングで示すように、上方の座巻部2の上端面は、平面状を呈している。すなわち、図1(b)に点線で示すように、座巻部2には、研削や切断、圧延加工が施されている。このため、座巻部2においては、線材Wの延在方向(螺旋方向)に対して直交方向の線材Wの横断面積が、徐変している。
As shown by hatching in FIG. 1A, the upper end surface of the
具体的には、図1(a)に示すように、コイルばね1の軸線Aを中心とし、座巻部2の先端部をθ=0°位置とし、一般部3に近接するのに従ってθが大きくなる場合を想定する。座巻部2は、一例として、θ=0°以上270°以下の区間に設定されている。θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、線材Wの上下方向厚さおよび横断面積は大きくなる。θ=270°位置においては、線材Wの横断面は、真円状を呈している。座巻部2におけるθ=0°位置は、横断面積が最小となる最小部21である。座巻部2におけるθ=270°位置は、横断面積が最大となる最大部20である。
More specifically, as shown in FIG. 1A, the tip of the
一般部3は、一対の座巻部2同士を螺旋状に連結している。一般部3においては、線材Wの横断面積は一定である。コイルばね1の伸縮機能を主に担持しているのは、一般部3である。
The
[コイルばねの加熱方法]
コイルばね1は、冷間成形加工により成形される。すなわち、コイルばね1は、直線状の線材Wを螺旋状に成形することにより、作製される。コイルばね1の径方向(水平方向)内側部分には、引張方向の残留応力が残っている。反対に、コイルばね1の径方向外側部分には、圧縮方向の残留応力が残っている。本実施形態のコイルばねの加熱方法は、これらの残留応力を除去するために、言い換えるとコイルばね1を焼鈍するために、実行される。本実施形態のコイルばねの加熱方法は、一般部加熱工程と、座巻部加熱工程と、を有している。
[Coil spring heating method]
The
(一般部加熱工程)
図2(a)に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の一般部加熱工程における、コイルばねの上面図を示す。図2(b)に、同コイルばねの側面図を示す。図2(a)、図2(b)に示すように、一般部加熱工程においては、一般部加熱装置5により、コイルばね1に通電加熱が施される。一般部加熱装置5は、上下一対の電極部50と、スイッチ51と、直流電源52と、を備えている。
(General part heating process)
FIG. 2A shows a top view of the coil spring in the general portion heating step of the method for heating the coil spring of the present embodiment. FIG. 2B shows a side view of the coil spring. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the general-portion heating step, the general-
上下一対の電極部50は、コイルばね1の一般部3の上下両端に、電気的に接続されている。ここで、一対の電極部50の構成は同様である。以下、一対の電極部50を代表して、上方の電極部50の構成について説明する。電極部50は、一対のクランプ部材500を備えている。一対のクランプ部材500は、一般部3の上端を、径方向内外から挟持している。一対のクランプ部材500は、各々、電極500aを備えている。一対の電極500aは、各々、一般部3の上端に、接触している。上方の電極部50は、スイッチ51を介して、直流電源52に電気的に接続されている。下方の電極部50は、直流電源52に電気的に接続されている。
The pair of upper and
本工程においては、スイッチ51を閉成することにより、直流電源52から一般部3に、直流電圧を印加する。当該直流電圧により、一般部3には、内部抵抗に基づくジュール熱が発生する。当該ジュール熱により、一般部3は、所定範囲内(例えば430℃以上500℃以下)の温度で、1〜100秒間、加熱される。
In this step, a DC voltage is applied from the
(座巻部加熱工程)
図3(a)に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の座巻部加熱工程における、コイルばねの上面図を示す。図3(b)に、同コイルばねの側面図を示す。図3(a)、図3(b)に示すように、座巻部加熱工程においては、上下一対の座巻部加熱装置4により、コイルばね1に誘導加熱が施される。ここで、一対の座巻部加熱装置4の構成は同様である。以下、一対の座巻部加熱装置4を代表して、上方の座巻部加熱装置4の構成について説明する。座巻部加熱装置4は、固定誘導加熱コイル40と、スイッチ41と、交流電源42と、を備えている。
(End winding heating step)
FIG. 3A shows a top view of the coil spring in the end winding heating step of the coil spring heating method of the present embodiment. FIG. 3B shows a side view of the coil spring. As shown in FIGS. 3A and 3B, in the end turn heating step, induction heating is applied to the
固定誘導加熱コイル40は、螺旋状を呈している。図3(b)に示すように、固定誘導加熱コイル40は、上方の座巻部2の上方に近接して配置されている。図3(a)に示すように、固定誘導加熱コイル40の直径と、コイルばね1の直径と、は略同じである。上方から見て、固定誘導加熱コイル40は、円弧部40aと、直線部40bと、を備えている。円弧部40aは、3/4円弧状を呈している。上方から見て、円弧部40aは、円形状のコイルばね1に、重複している。円弧部40aは、座巻部2と同様に、図1のθ=0°以上270°以下の区間に配置されている。直線部40bは、直線状を呈している。直線部40bは、円弧部40aの両端間に配置されている。上方から見て、直線部40bは、コイルばね1つまり一般部3に、重複していない。直線部40bは、図1のθ=270°超過360°(=0°)未満の区間に配置されている。
The fixed
固定誘導加熱コイル40の下面には、最大部加熱部400と、最小部加熱部401と、が配置されている。最大部加熱部400は、図1に示すθ=270°位置に配置されている。最大部加熱部400と、座巻部2の最大部20と、は上下方向に対向している。最大部加熱部400から最大部20までの距離は、L4である。最小部加熱部401は、図1に示すθ=0°位置に配置されている。最小部加熱部401と、座巻部2の最小部21と、は上下方向に対向している。最小部加熱部401から最小部21までの距離は、L1である。
On the lower surface of the fixed
図4に、図1に示すθと、座巻部の各部位の軸方向厚さおよび固定誘導加熱コイルから各部位までの距離と、の関係を示す。図4に示すように、線材Wの軸方向(ただしコイルばね1の軸方向(上下方向))厚さDは、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、D1→D2→D3→D4のように大きくなる。同様に、線材Wの横断面積は、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、S1→S2→S3→S4のように大きくなる。 FIG. 4 shows the relationship between θ shown in FIG. 1 and the axial thickness of each part of the end winding part and the distance from the fixed induction heating coil to each part. As shown in FIG. 4, the thickness D of the wire W in the axial direction (however, the axial direction (vertical direction) of the coil spring 1) is θ = 0 ° → 90 ° → 180 ° → 270 ° as θ increases. , D1 → D2 → D3 → D4. Similarly, the cross-sectional area of the wire W increases as θ = 0 ° → 90 ° → 180 ° → 270 ° as θ increases, such as S1 → S2 → S3 → S4.
これに対して、固定誘導加熱コイル40から座巻部2までの距離(軸方向距離)Lは、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、L1→L2→L3→L4のように小さくなる。
On the other hand, the distance (axial distance) L from the fixed
このように、固定誘導加熱コイル40は、座巻部2に対して、線材Wの横断面積が大きくなるほど座巻部2に接近するように、配置されている。固定誘導加熱コイル40は、スイッチ41を介して、交流電源42に電気的に接続されている。
As described above, the fixed
本工程においては、スイッチ41を閉成することにより、交流電源42から固定誘導加熱コイル40に、交流電圧を印加する。当該交流電圧により、座巻部2には、渦電流に基づくジュール熱が発生する。当該ジュール熱により、座巻部2は、所定範囲内(例えば360℃以上600℃以下)の温度で、1〜100秒間、加熱される。
In this step, an AC voltage is applied from the
このように、本実施形態のコイルばねの加熱方法により、コイルばね1の残留応力が除去される。残留応力除去後のコイルばね1には、本実施形態のコイルばねの加熱方法の余熱を利用して、ホットセッチングなどの処理が実行される。
As described above, the residual stress of the
[作用効果]
次に、本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねの作用効果について説明する。本実施形態のコイルばねの加熱方法は、一般部加熱工程と、座巻部加熱工程と、を有している。このため、座巻部2と一般部3とを別々に加熱することができる。したがって、座巻部2に対する加熱条件と、一般部3に対する加熱条件と、を別々に設定することができる。よって、座巻部2と一般部3とを、各々、所定範囲内の温度で加熱することができる。このため、コイルばね1に加熱むらが生じにくい。
[Effects]
Next, the effects of the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring according to the present embodiment will be described. The heating method of the coil spring of the present embodiment includes a general part heating step and an end winding part heating step. For this reason, the
また、座巻部加熱工程においては、座巻部2における横断面積S1〜S4の変化を考慮して、熱負荷が調整される。このため、座巻部2の各部位を、所定範囲内の温度で加熱することができる。したがって、座巻部2に加熱むらが生じにくい。
Further, in the end winding portion heating step, the heat load is adjusted in consideration of changes in the cross-sectional areas S1 to S4 in the
また、本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置4、およびコイルばね1によると、座巻部加熱工程において、誘導加熱が用いられる。このため、座巻部2における横断面積S1〜S4の変化を考慮して、熱負荷(具体的には加熱条件)を調整しやすい。また、座巻部2を迅速に加熱することができる。また、一般部加熱工程において、通電加熱が用いられる。このため、一般部3を迅速に加熱することができる。また、一般部3を簡単に加熱することができる。
Further, according to the coil spring heating method, the end
また、一般部3に対して、座巻部2は横断面積が小さい。このため、一般部3に対して、座巻部2は冷却されやすい。この点、本実施形態のコイルばねの加熱方法によると、一般部加熱工程の後に座巻部加熱工程が実行される。すなわち、冷却されやすい座巻部2が、一般部3の後から加熱される。このため、座巻部加熱工程後における、一般部3と座巻部2との温度差を小さくすることができる。したがって、一般部3と座巻部2との温度差が小さい状態で、その後の工程を実行することができる。また、座巻部2のうち、一般部3と連なっているのは、横断面積が大きい最大部20である。このため、座巻部加熱工程の前に、最大部20を予め加熱しておくことができる。
Further, the
また、座巻部2の最大部20は、最小部21と比較して、横断面積が大きい。このため、最大部20は、最小部21と比較して、加熱されにくい。そこで、本実施形態のコイルばねの加熱方法の座巻部加熱工程においては、誘導加熱の際、最大部加熱部400から最大部20までの距離L4を、最小部加熱部401から最小部21までの距離L1よりも、小さく設定している。このため、最大部20と最小部21との間に加熱むらが発生しにくい。
Further, the
また、本実施形態のコイルばね1によると、加熱時に加熱むらが生じにくい。このため、座巻部2の組織の不均質化を抑制することができる。したがって、座巻部2全体に亘って、特性(例えば硬さなど)がばらつきにくい。よって、耐久性が良好である。
Further, according to the
<第二実施形態>
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第一実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとの相違点は、座巻部加熱装置の構成のみである。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<Second embodiment>
The difference between the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment and the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the first embodiment is that It is only the configuration of the heating device. Here, only the differences will be described.
図5(a)に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の座巻部加熱工程における、コイルばねの上面図を示す。図5(b)に、同コイルばねの側面図を示す。なお、図3(a)、図3(b)と対応する部位については、同じ符号で示す。 FIG. 5A shows a top view of the coil spring in the end turn heating step of the coil spring heating method of the present embodiment. FIG. 5B shows a side view of the coil spring. 3A and 3B are denoted by the same reference numerals.
図5(a)、図5(b)に示すように、座巻部加熱工程においては、座巻部加熱装置4により、コイルばね1に誘導加熱が施される。座巻部加熱装置4は、スイッチ41と、交流電源42と、移動誘導加熱コイル43と、速度調整装置44と、を備えている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the end turn heating step, the
速度調整装置44は、モータ(図略)と、テーブル440と、を備えている。コイルばね1は、テーブル440の上面に固定されている。モータの駆動力により、テーブル440は、コイルばね1の軸線Aの軸周りに回転可能である。
The speed adjusting device 44 includes a motor (not shown) and a table 440. The
移動誘導加熱コイル43は、座巻部2の線材Wの上方に配置されている。移動誘導加熱コイル43は、固定されている。このため、移動誘導加熱コイル43から座巻部2までの距離(軸方向(上下方向)距離)は一定である。テーブル440が回転することにより、移動誘導加熱コイル43は、座巻部2に対して相対的に移動可能である。
The moving
図6に、図1に示すθと、座巻部の各部位の軸方向厚さおよび移動誘導加熱コイルの移動速度と、の関係を示す。図6に示すように、線材Wの軸方向(ただしコイルばね1の軸方向(上下方向))厚さDは、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、D1→D2→D3→D4のように大きくなる。同様に、線材Wの横断面積は、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、S1→S2→S3→S4のように大きくなる。 FIG. 6 shows the relationship between θ shown in FIG. 1 and the axial thickness of each portion of the end winding portion and the moving speed of the moving induction heating coil. As shown in FIG. 6, the thickness D of the wire W in the axial direction (however, the axial direction (vertical direction) of the coil spring 1) is θ = 0 ° → 90 ° → 180 ° → 270 ° as θ increases. , D1 → D2 → D3 → D4. Similarly, the cross-sectional area of the wire W increases as θ = 0 ° → 90 ° → 180 ° → 270 ° as θ increases, such as S1 → S2 → S3 → S4.
これに対して、移動誘導加熱コイル43の移動速度Vは、θ=0°→90°→180°→270°とθが大きくなるのに従って、V1→V2→V3→V4のように小さくなる。
On the other hand, the moving speed V of the moving
このように、移動誘導加熱コイル43の移動速度は、座巻部2に対して、線材Wの横断面積が大きくなるほど遅くなるように、設定されている。移動誘導加熱コイル43は、スイッチ41を介して、交流電源42に電気的に接続されている。
As described above, the moving speed of the movement
本工程においては、スイッチ41を閉成することにより、交流電源42から移動誘導加熱コイル43に、交流電圧を印加する。当該交流電圧により、座巻部2のうち移動誘導加熱コイル43真下の部位には、局所的に、渦電流に基づくジュール熱が発生する。
In this step, an AC voltage is applied from the
また、本工程においては、テーブル440を回転させる。テーブル440を回転させることにより、移動誘導加熱コイル43は、線材Wの延在方向に沿って、3/4円弧状の軌道で、最小部21から最大部20まで相対的に移動する。座巻部2は、所定範囲内(例えば360℃以上600℃以下)の温度で加熱される。
In this step, the table 440 is rotated. By rotating the table 440, the movement
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第一実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。 The method for heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment, and the method for heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the first embodiment are related to portions having a common configuration. Has a similar effect.
また、本実施形態のコイルばねの加熱方法によると、誘導加熱の際、最大部20を通過する際の移動誘導加熱コイル43の移動速度V4を、最小部21を通過する際の移動誘導加熱コイル43の移動速度V1よりも、小さく設定している。このため、最大部20と最小部21との間に加熱むらが発生しにくい。
Further, according to the heating method of the coil spring of the present embodiment, the moving speed V4 of the moving
<第三実施形態>
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第一実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとの相違点は、複数のコイルばねの座巻部を一度に加熱する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<Third embodiment>
The difference between the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment and the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the first embodiment is that a plurality of coils are provided. The point is that the end turns of the spring are heated at a time. Here, only the differences will be described.
図7に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の座巻部加熱工程における、三つのコイルばねの側面図を示す。なお、図3(a)、図3(b)と対応する部位については、同じ符号で示す。 FIG. 7 shows a side view of the three coil springs in the end turn heating step of the coil spring heating method of the present embodiment. 3A and 3B are denoted by the same reference numerals.
図7に示すように、座巻部加熱工程においては、水平方向左右に、四つの座巻部加熱装置4a〜4dと、三つのコイルばね1a〜1cと、が交互に並んで配置される。具体的には、四つの座巻部加熱装置4a〜4dと三つのコイルばね1a〜1cとが、座巻部加熱装置4a→コイルばね1a→座巻部加熱装置4b→コイルばね1b→座巻部加熱装置4c→コイルばね1c→座巻部加熱装置4dの順に並んで配置される。なお、コイルばね1a〜1cの配置数をN(Nは1以上の自然数)とすると、座巻部加熱装置4a〜4dの配置数はN+1である。 As shown in FIG. 7, in the end turn heating step, four end turn heating devices 4a to 4d and three coil springs 1a to 1c are alternately arranged left and right in the horizontal direction. Specifically, the four end turn heating devices 4a to 4d and the three coil springs 1a to 1c are connected to the end turn heating device 4a → the coil spring 1a → the end turn heating device 4b → the coil spring 1b → the end turn. The section heating device 4c → the coil spring 1c → the end winding portion heating device 4d are arranged in this order. If the number of coil springs 1a to 1c is N (N is a natural number of 1 or more), the number of coil winding heaters 4a to 4d is N + 1.
軸方向(左右方向)に隣り合う一対の座巻部2は、図1に示すθ=0°位置同士が左右方向に対向するように、θ=90°位置とθ=270°位置とが左右方向に対向するように、θ=180°同士が左右方向に対向するように、θ=270°位置とθ=90°位置とが左右方向に対向するように、配置されている。
A pair of
左端のコイルばね1aの左方の座巻部2は、左端の座巻部加熱装置4aにより、加熱される。左端のコイルばね1aの右方の座巻部2および中央のコイルばね1bの左方の座巻部2は、座巻部加熱装置4bにより、加熱される。中央のコイルばね1bの右方の座巻部2および右端のコイルばね1cの左方の座巻部2は、座巻部加熱装置4cにより、加熱される。右端のコイルばね1cの右方の座巻部2は、右端の座巻部加熱装置4dにより、加熱される。各座巻部加熱装置4a〜4dの固定誘導加熱コイル40から各コイルばね1a〜1cの座巻部2までの距離は、前出の図4と同様に設定されている。各座巻部加熱装置4a〜4dの固定誘導加熱コイル40には、同時に、交流電源42から交流電圧が印加される。つまり、三つのコイルばね1a〜1cは同時に加熱される。
The
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第一実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。 The method for heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment, and the method for heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the first embodiment are related to portions having a common configuration. Has a similar effect.
本実施形態によると、座巻部加熱工程において、複数のコイルばね1a〜1cを同時に加熱することができる。このため、コイルばね1a〜1cの生産性が向上する。また、単一の座巻部加熱装置4bにより、二つのコイルばね1a、1bを同時に加熱することができる。同様に、単一の座巻部加熱装置4cにより、二つのコイルばね1b、1cを同時に加熱することができる。 According to this embodiment, in the end winding heating step, the plurality of coil springs 1a to 1c can be heated simultaneously. For this reason, the productivity of the coil springs 1a to 1c is improved. Further, the two coil springs 1a and 1b can be heated simultaneously by the single end turn heating device 4b. Similarly, the two coil springs 1b and 1c can be heated simultaneously by a single end turn heating device 4c.
<第四実施形態>
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第二実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとの相違点は、複数のコイルばねの座巻部を一度に加熱する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<Fourth embodiment>
The difference between the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment and the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring of the second embodiment is that a plurality of coils are provided. The point is that the end turns of the spring are heated at a time. Here, only the differences will be described.
図8に、本実施形態のコイルばねの加熱方法の座巻部加熱工程における、四つのコイルばねの側面図を示す。なお、図3(a)、図3(b)と対応する部位については、同じ符号で示す。 FIG. 8 shows a side view of the four coil springs in the end turn heating step in the coil spring heating method of the present embodiment. 3A and 3B are denoted by the same reference numerals.
図8に示すように、座巻部加熱工程においては、水平方向左右に、五つの座巻部加熱装置4e〜4iと、四つのコイルばね1d〜1gと、が交互に並んで配置される。具体的には、五つの座巻部加熱装置4e〜4iと四つのコイルばね1d〜1gとが、座巻部加熱装置4e→コイルばね1d→座巻部加熱装置4f→コイルばね1e→座巻部加熱装置4g→コイルばね1f→座巻部加熱装置4h→コイルばね1g→座巻部加熱装置4iの順に並んで配置される。なお、コイルばね1d〜1gの配置数をN(Nは1以上の自然数)とすると、座巻部加熱装置4e〜4iの配置数はN+1である。 As shown in FIG. 8, in the end turn heating step, five end turn heating devices 4e to 4i and four coil springs 1d to 1g are alternately arranged on the left and right in the horizontal direction. Specifically, the five end turn heating devices 4e to 4i and the four coil springs 1d to 1g comprise the end turn heating device 4e → the coil spring 1d → the end turn heating device 4f → the coil spring 1e → the end turn. Part heating device 4g → coil spring 1f → end winding heating device 4h → coil spring 1g → end winding heating device 4i. When the number of coil springs 1d to 1g is N (N is a natural number of 1 or more), the number of coil winding heaters 4e to 4i is N + 1.
軸方向(左右方向)に隣り合う一対の座巻部2は、図1に示すθ=0°位置同士が左右方向に対向するように、θ=90°位置同士が左右方向に対向するように、θ=180°同士が左右方向に対向するように、θ=270°位置同士が左右方向に対向するように、配置されている。 A pair of end turns 2 adjacent in the axial direction (left-right direction) are arranged such that θ = 0 ° positions shown in FIG. 1 oppose each other in the left-right direction, and θ = 90 ° positions oppose each other in the left-right direction. , Θ = 180 ° are opposed in the left-right direction, and θ = 270 ° positions are opposed in the left-right direction.
左端のコイルばね1dの左方の座巻部2は、左端の座巻部加熱装置4eにより、加熱される。左端のコイルばね1dの右方の座巻部2および中央左側のコイルばね1eの左方の座巻部2は、座巻部加熱装置4fにより、加熱される。中央左側のコイルばね1eの右方の座巻部2および中央右側のコイルばね1fの左方の座巻部2は、座巻部加熱装置4gにより、加熱される。中央右側のコイルばね1fの右方の座巻部2および右端のコイルばね1gの左方の座巻部2は、座巻部加熱装置4hにより、加熱される。右端のコイルばね1gの右方の座巻部2は、右端の座巻部加熱装置4iにより、加熱される。
The
各コイルばね1d〜1gは固定されている。各座巻部加熱装置4e〜4iの移動誘導加熱コイル43は、速度調整装置(図略)により、線材Wの延在方向に沿って、3/4円弧状の軌道で、最小部から最大部まで相対的に移動する。
Each of the coil springs 1d to 1g is fixed. The moving
各座巻部加熱装置4e〜4iの移動誘導加熱コイル43の移動速度は、前出の図6と同様に設定されている。各座巻部加熱装置4e〜4iの移動誘導加熱コイル43には、同時に、交流電源42から交流電圧が印加される。つまり、四つのコイルばね1d〜1gは同時に加熱される。
The moving speed of the movement
本実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねと、第二実施形態のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。 The method of heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the present embodiment, and the method of heating the coil spring, the end turn heating device, and the coil spring of the second embodiment are related to portions having a common configuration. Has a similar effect.
本実施形態によると、座巻部加熱工程において、複数のコイルばね1d〜1gを同時に加熱することができる。このため、コイルばね1d〜1gの生産性が向上する。また、単一の座巻部加熱装置4fにより、二つのコイルばね1d、1eを同時に加熱することができる。同様に、単一の座巻部加熱装置4gにより、二つのコイルばね1e、1fを同時に加熱することができる。同様に、単一の座巻部加熱装置4hにより、二つのコイルばね1f、1gを同時に加熱することができる。 According to the present embodiment, in the end winding portion heating step, the plurality of coil springs 1d to 1g can be heated simultaneously. For this reason, the productivity of the coil springs 1d to 1g is improved. Further, the two coil springs 1d and 1e can be heated simultaneously by a single end turn heating device 4f. Similarly, the two coil springs 1e and 1f can be heated simultaneously by a single end turn heating device 4g. Similarly, the two coil springs 1f and 1g can be heated simultaneously by a single end turn heating device 4h.
<その他>
以上、本発明のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置、およびコイルばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiments of the coil spring heating method, the end turn heating device, and the coil spring according to the present invention have been described above. However, embodiments are not particularly limited to the above embodiments. Various modifications and improvements that can be performed by those skilled in the art are also possible.
上記実施形態においては、座巻部2を誘導加熱により加熱した。しかしながら、ソルトバス、赤外線照射、プラズマ照射、バーナー、加熱保持している型の押付け、熱風吹付け、過熱水蒸気、流動層などにより加熱してもよい。 In the above embodiment, the end winding 2 is heated by induction heating. However, heating may be performed by a salt bath, infrared irradiation, plasma irradiation, a burner, pressing of a holding mold, hot air blowing, superheated steam, a fluidized bed, or the like.
また、座巻部2の加熱温度の設定が可能な熱源(例えばソルトバス、加熱保持している型の押付け、熱風吹付け、過熱水蒸気、流動層)の場合、簡単に座巻部2全体を所定範囲内の温度に加熱することができる。
Further, in the case of a heat source (for example, a salt bath, pressing of a heating and holding mold, blowing of hot air, superheated steam, or a fluidized bed) capable of setting the heating temperature of the
座巻部2の加熱温度の設定が不可能な熱源(例えば赤外線照射、プラズマ照射、バーナー)の場合、第一実施形態のように距離L1〜L4を調整することにより、または第二実施形態のように移動速度V1〜V4を調整することにより、座巻部2全体を所定範囲内の温度に加熱することができる。
In the case of a heat source (for example, infrared irradiation, plasma irradiation, burner) in which the heating temperature of the
また、熱源の出力を調整することにより、座巻部2全体を所定範囲内の温度に加熱してもよい。具体的には、線材Wの横断面積が大きくなるのに従って、出力を大きくすることにより、座巻部2全体を所定範囲内の温度に設定してもよい。また、一般部加熱装置5の電源として、直流電源52の代わりに交流電源を用いてもよい。
Further, by adjusting the output of the heat source, the entire
また、第二実施形態の速度調整装置44のモータ、テーブル440の代わりに、ロボットを配置してもよい。すなわち、ロボットにより、移動誘導加熱コイル43の移動速度を制御してもよい。
Further, a robot may be arranged instead of the motor and the table 440 of the speed adjusting device 44 of the second embodiment. That is, the moving speed of the movement
また、図4に点線で示すように、距離Lの変化は、スロープ状(実線)ではなく、ステップ状であってもよい。同様に、図6に点線で示すように、移動速度Vの変化は、スロープ状(実線)ではなく、ステップ状であってもよい。これらの場合、ステップ数は特に限定しない。 Further, as shown by a dotted line in FIG. 4, the change in the distance L may be a step shape instead of a slope shape (solid line). Similarly, as shown by a dotted line in FIG. 6, the change in the moving speed V may be a step shape instead of a slope shape (solid line). In these cases, the number of steps is not particularly limited.
また、コイルばね1の座巻部2は、軸方向片方だけに配置されていてもよい。また、線材Wの横断面の形状は、真円状の他、楕円状、長円状、三角形状、四角形状などの多角形状であってもよい。また、線材Wは、中実状(棒状)であっても、中空状(管状)であってもよい。
Further, the
また、線材Wの材料は、特に限定しない。線材Wは、導電性を有する方がよい。例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、クロムバナジウム鋼、シリコンクロム鋼、シリコンマンガン鋼、ばね鋼、銅合金などであってもよい。また、ばね鋼としては、ばね用オイルテンパー線(SWOSC−B、SAE9254など)や、ばね用焼入鋼(SUP9、SUP10、SUP12など)などを用いることができる。 The material of the wire W is not particularly limited. The wire W preferably has conductivity. For example, carbon steel, stainless steel, chromium vanadium steel, silicon chrome steel, silicon manganese steel, spring steel, copper alloy, etc. may be used. Further, as the spring steel, an oil-tempered wire for a spring (SWOSC-B, SAE9254, etc.), a hardened steel for a spring (SUP9, SUP10, SUP12, etc.) can be used.
また、一対の座巻部2は、同時に加熱してもよい。また、片方ずつ加熱してもよい。また、座巻部2の長さは特に限定しない。例えば、θ=0°以上180°以下の区間やθ=0°以上360°以下の区間に設定してもよい。また、加熱時のコイルばね1の軸線Aの向きは、上下方向でも水平方向でもよい。
Further, the pair of end turns 2 may be heated at the same time. Moreover, you may heat one by one. Further, the length of the
また、第一実施形態の一般部加熱工程においては、図2(a)、(b)に示すように、一般部3における、上方の座巻部2に連なっている部分は、径方向両側から一対の電極500aにより挟持されている。また、一般部3における、下方の座巻部2に連なっている部分は、径方向両側から一対の電極500aにより挟持されている。
In the general part heating step of the first embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the part of the
電極500a自体の発熱により一般部3が加熱されない場合(電極500aが非加熱電極である場合)、一般部加熱工程において、これら電極500aに接触している部分(一対の当接部)を充分に加熱することができない。この場合、座巻部加熱工程において、一対の当接部を加熱してもよい。こうすると、一対の当接部を充分に加熱することができる。
When the
また、第二実施形態においてはコイルばね1を、第四実施形態においては移動誘導加熱コイル43を、それぞれ移動させた。しかしながら、コイルばね1、移動誘導加熱コイル43の双方を、同方向異速度または逆方向に移動させてもよい。また、第三実施形態、第四実施形態におけるコイルばね1a〜1gの配置数は特に限定しない。
Further, the
また、上記実施形態においては、一般部加熱工程を先に、座巻部加熱工程を後に、それぞれ実行したが、座巻部加熱工程を先に、一般部加熱工程を後に、それぞれ実行してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the general section heating step is performed first, and the end winding section heating step is performed later, but the end winding section heating step may be performed first, and the general section heating step may be performed later. Good.
また、上記実施形態においては、本発明のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置を、冷間成形加工により作製されたコイルばねの焼鈍に用いた。しかしながら、本発明のコイルばねの加熱方法、座巻部加熱装置を、冷間成形加工により作製されたコイルばねの焼入れ、焼戻しなどに用いてもよい。また、熱間成形加工により作製されたコイルばねの焼戻しなどに用いてもよい。また、ホットセッチング、温間ショットピーニング、塗装の焼付けなどに用いてもよい。また、加熱後のコイルばね1に、ホットセッチングの代わりにクリープテンパーを施してもよい。
In the above embodiment, the coil spring heating method and the end turn heating device of the present invention are used for annealing a coil spring manufactured by cold forming. However, the coil spring heating method and the end turn heating device of the present invention may be used for quenching, tempering, and the like of a coil spring manufactured by cold forming. Further, it may be used for tempering a coil spring manufactured by hot forming. Moreover, you may use for hot setting, warm shot peening, baking of a coating, etc. Further, the
また、第一実施形態においては、図3(a)、図3(b)に示すように、コイルばね1の上下両側に、上下一対の座巻部加熱装置4を配置した。しかしながら、コイルばね1の上下両側に、上下複数対の小型の座巻部加熱装置4を配置してもよい。例えば、上方の座巻部2の上方に、周方向に所定角度(30°、45°、60°、90°、120°など)ずつ離間して、複数の座巻部加熱装置4を配置してもよい。この場合、図3(b)に距離L1〜L4で示すように、複数の固定誘導加熱コイル40を、座巻部2に対して、線材Wの横断面積が大きくなるほど座巻部2に接近するように、配置してもよい。コイルばね1の下方に配置する複数の座巻部加熱装置4についても、同様である。
Further, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, a pair of upper and lower end winding
また、第二実施形態においては、図5(a)、図5(b)に示すように、移動誘導加熱コイル43の移動速度を、座巻部2に対して、線材Wの横断面積が大きくなるほど遅くなるように、設定した。しかしながら、移動誘導加熱コイル43の周方向の移動速度を、一定にしてもよい。この場合、移動誘導加熱コイル43から座巻部2までの距離を、図3(b)に示すように、線材Wの横断面積が大きくなるほど距離L1〜L4が短くなるように、設定してもよい。つまり、移動誘導加熱コイル43を、軸方向に移動させながら(距離L1〜L4を調整しながら)、周方向に一定の移動速度で移動させてもよい。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the moving speed of the movement
また、第四実施形態においては、図8に示すように、線材の巻回方向が互いに逆方向になるように、軸方向に隣り合う一対のコイルばね1d〜1gを配置した。しかしながら、線材の巻回方向が一致するように、全てのコイルばね1d〜1gを配置してもよい。この場合、隣り合うコイルばね1d〜1gの回転方向を、互いに逆方向にすればよい。 Further, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, a pair of coil springs 1d to 1g adjacent in the axial direction are arranged such that the winding directions of the wires are opposite to each other. However, you may arrange | position all the coil springs 1d-1g so that the winding direction of a wire may correspond. In this case, the rotation directions of the adjacent coil springs 1d to 1g may be opposite to each other.
1:コイルばね、1a〜1g:コイルばね、2:座巻部、3:一般部、4:座巻部加熱装置、4a〜4i:座巻部加熱装置、5:一般部加熱装置。
20:最大部、21:最小部、40:固定誘導加熱コイル、40a:円弧部、40b:直線部、41:スイッチ、42:交流電源、43:移動誘導加熱コイル、44:速度調整装置、50:電極部、51:スイッチ、52:直流電源。
400:最大部加熱部、401:最小部加熱部、440:テーブル、500:クランプ部材、500a:電極。
A:軸線、D:軸方向厚さ、L:距離、L1〜L4:距離、S1〜S4:横断面積、V:移動速度、V1〜V4:移動速度、W:線材。
1: coil spring, 1a to 1g: coil spring, 2: end winding section, 3: general section, 4: end winding section heating apparatus, 4a to 4i: end winding section heating apparatus, 5: general section heating apparatus.
20: maximum part, 21: minimum part, 40: fixed induction heating coil, 40a: arc part, 40b: linear part, 41: switch, 42: AC power supply, 43: moving induction heating coil, 44: speed adjustment device, 50 : Electrode part, 51: switch, 52: DC power supply.
400: maximum part heating part, 401: minimum part heating part, 440: table, 500: clamp member, 500a: electrode.
A: axis, D: axial thickness, L: distance, L1 to L4: distance, S1 to S4: cross-sectional area, V: moving speed, V1 to V4: moving speed, W: wire.
Claims (11)
該線材の延在方向に対して直交方向の該線材の断面積を横断面積として、
該延在方向に沿って該横断面積が変化する座巻部と、
該座巻部に連なり、該延在方向に沿って該横断面積が一定の一般部と、
を備えるコイルばねを、
加熱するコイルばねの加熱方法であって、
前記横断面積の変化を考慮して熱負荷を調整し、前記座巻部を加熱する座巻部加熱工程と、
該座巻部加熱工程の前または後に実行され、前記一般部を加熱する一般部加熱工程と、
を有することを特徴とするコイルばねの加熱方法。 It consists of a spirally extending wire,
The cross-sectional area of the wire in a direction orthogonal to the extending direction of the wire is defined as a cross-sectional area,
An end winding part whose cross-sectional area changes along the extending direction;
A general portion connected to the end winding portion and having a constant cross-sectional area along the extending direction;
A coil spring having
A method of heating a coil spring to be heated,
Adjusting the heat load in consideration of the change of the cross-sectional area, an end winding heating step of heating the end winding,
A general part heating step performed before or after the end winding part heating step, and heating the general part,
A method for heating a coil spring, comprising:
一対の該当接部は、前記座巻部加熱工程において加熱され、
該非当接部は、該一般部加熱工程において加熱される請求項3に記載のコイルばねの加熱方法。 The general portion includes, in the general portion heating step, a pair of contact portions that contact a pair of electrodes that are separated from each other in the extending direction of the wire and a non-contact portion that is disposed between the pair of corresponding contact portions. And a contact portion,
The pair of corresponding contact portions are heated in the end winding portion heating step,
The method for heating a coil spring according to claim 3, wherein the non-contact portion is heated in the general portion heating step.
前記座巻部加熱工程においては、該座巻部に対向して配置される固定誘導加熱コイルを用いて、該座巻部に前記誘導加熱を施し、該誘導加熱の際、該固定誘導加熱コイルから該最大部までの距離は、該固定誘導加熱コイルから該最小部までの距離よりも、小さく設定される請求項2に記載のコイルばねの加熱方法。 The end winding portion has a maximum portion having the maximum cross-sectional area and a minimum portion having the minimum cross-sectional area,
In the end turn heating step, the induction heating is performed on the end turn using a fixed induction heating coil disposed opposite to the end turn, and the fixed induction heating coil is provided at the time of the induction heating. The method for heating a coil spring according to claim 2, wherein a distance from the fixed induction heating coil to the minimum part is set smaller than a distance from the fixed induction heating coil to the minimum part.
前記座巻部加熱工程においては、該線材に対向して配置され該線材の延在方向に沿って該線材に対して相対的に移動する移動誘導加熱コイルを用いて、該座巻部に前記誘導加熱を施し、該誘導加熱の際、該最大部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度は、該最小部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度よりも、小さく設定される請求項2に記載のコイルばねの加熱方法。 The end winding portion has a maximum portion having the maximum cross-sectional area and a minimum portion having the minimum cross-sectional area,
In the end turn heating step, a moving induction heating coil that is arranged to face the wire and moves relatively to the wire along the extending direction of the wire is used to attach the end turn to the end turn. Induction heating is performed, and during the induction heating, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the maximum portion is set to be smaller than the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum portion. 3. The method for heating a coil spring according to claim 2, wherein the heating is performed.
該固定誘導加熱コイルは、前記最大部を加熱する最大部加熱部と、前記最小部を加熱する最小部加熱部と、を有し、
前記誘導加熱の際、該最大部加熱部から該最大部までの距離は、該最小部加熱部から該最小部までの距離よりも、小さく設定される座巻部加熱装置。 It is used for the heating method of the coil spring according to claim 6, and is an end turn heating device including the fixed induction heating coil,
The fixed induction heating coil has a maximum heating unit that heats the maximum, and a minimum heating unit that heats the minimum.
In the induction heating, the distance from the maximum heating section to the maximum section is set smaller than the distance from the minimum heating section to the minimum section.
さらに、前記コイルばねおよび該移動誘導加熱コイルのうち、少なくとも一方の移動速度を調整する速度調整装置を備え、
前記誘導加熱の際、該速度調整装置は、該最大部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの移動速度を、該最小部を通過する際の該移動誘導加熱コイルの該移動速度よりも、小さく設定する座巻部加熱装置。 It is used for the heating method of the coil spring according to claim 7, It is an end turn heating device provided with the movement induction heating coil,
Further, a speed adjusting device that adjusts the moving speed of at least one of the coil spring and the movement induction heating coil,
At the time of the induction heating, the speed adjustment device, the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the maximum portion, than the moving speed of the moving induction heating coil when passing through the minimum portion, End winding heating device to be set small.
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