JP3505340B2 - 渦巻ばね及びその表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ばね弾性を有する
渦巻状の基材を備えた渦巻ばね、及びその基材の表面を
処理して滑性を付与する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、自動車用シートにお
ける背もたれのリクライニング機構、自動車用ドアにお
けるウインドガラスの開閉機構等には、比較的弾性の強
い渦巻ばねが採用されている。渦巻ばねの大部分は、ば
ね弾性を有する渦巻状の基材によって構成されている。
基材の内端部にはインナーフック部が曲げ形成され、外
端部にはアウターフック部が曲げ形成されている。この
渦巻ばねでは、通常、基材の表面にリン酸亜鉛皮膜を介
して石けん皮膜が形成されている。石けん皮膜は、リク
ライニング機構における背もたれの角度調整時等に、基
材の半径方向に互いに隣り合う箇所が、擦れて異音を発
するのを抑制したり、錆の発生を抑制したり、耐久性向
上を図ったりするためのものである。すなわち、石けん
皮膜は、基材に滑性を付与することにより、同基材の擦
れ時の異音発生を抑え、基材の空気との接触を抑えて錆
びにくくし、さらには滑りを良くして応力集中を防止し
ようとするものである。また、リン酸亜鉛皮膜は、石け
ん皮膜の基材に対する密着性を高めるためのものであ
る。

【０００３】ところで、一般に、自動車等の生産工場で
は、同一のラインで複数種類の自動車が組立てられる。
リクライニング機構、開閉機構等に関しても同様であ
り、これにともない、同一のラインで複数種類の渦巻ば
ねが使用される。そのため、作業者はこれらの渦巻ばね
を確実に識別する必要がある。渦巻ばねの識別は、形状
や大きさが大きく異なっていれば比較的容易である。し
かし、大きさが同程度で、形状が若干異なる渦巻ばねを
識別するのは、熟練者でも困難である。

【０００４】そこで、従来は、渦巻ばねの種類毎に異な
る色のペイントを用い、石けん皮膜上の特定箇所（例え
ば、アウターフック部）にペイントを塗るという方法が
採られている。この方法では、自動化が困難であり、人
手により刷毛でペイントを塗っているのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
技術では、ペイントを塗る箇所によっては、その箇所が
常に作業者から見える側に位置するとは限らない。この
場合、渦巻ばねの向きや姿勢を変えなければペイント部
分を見ることができず面倒である。一見して、ペイント
が何色であるか認識できないと、渦巻ばねの組付け作業
の効率が低下してしまう。これに対しては、渦巻ばねの
多数の箇所にペイントを塗ることが考えられるが、塗布
作業が繁雑となる不具合をともなう。加えて、ペイント
の塗られた箇所が広くなればなるほど、石けん皮膜の露
出部分が少なくなり、同石けん皮膜本来の機能が十分に
発揮されなくなる。

【０００６】また、従来技術では石けん皮膜を形成した
後に、ペイントを塗る工程が必要となり、その分、渦巻
ばねの表面処理にかかる工数が増える。加えて、ペイン
トを手作業で塗っていることから、作業者の負担が増し
ていた。

【０００７】そこで、本発明は、石けん皮膜の機能を損
なうことなく、また、工数を増やすことなく、一見して
種類を判別できる渦巻ばねと、その表面の処理方法とを
提供することを、課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の第１の発明は、ばね弾性を有する
渦巻状の基材と、染料の含有により着色が施され、かつ
前記基材を被覆して滑性を付与する石けん皮膜とを具備
している。

【０００９】上記第１の発明によると、渦巻ばねを見た
場合、その全体を被覆している石けん皮膜が視認され
る。この石けん皮膜は染料により着色されている。その
ため、渦巻ばねの種類と色の種類との対応関係が予め明
らかにされていれば、石けん皮膜の色を見ることで、渦
巻ばねの種類を把握することが可能である。また、石け
ん皮膜が渦巻ばねの全体に形成されていることに加え、
同石けん皮膜の全体が着色されているので、どの向きか
ら渦巻ばねを見た場合にも、石けん皮膜の色を識別する
ことが可能である。換言すると、渦巻ばねがどのような
向きや姿勢で配置されていても、石けん皮膜の色が識別
され得る。さらに、着色のために、石けん皮膜に染料が
混入されているにすぎず、その染料により石けん皮膜の
有する滑性が損なわれることはほとんどない。

【００１０】請求項２に記載の第２の発明は、前記第１
の発明の構成に加え、前記基材の表面が粗面となってお
り、その基材と石けん皮膜との間には、同石けん皮膜の
下地として化成皮膜が介在されている。

【００１１】上記第２の発明によると、化成皮膜は基材
表面の微細な凹凸に入り込み、同基材に密着する。ま
た、化成皮膜は石けん皮膜に対し化学反応により結合す
る。このように化成皮膜は石けん皮膜を基材に固定する
機能を有する。

【００１２】請求項３に記載の第３の発明は、ばね弾性
を有する渦巻状の基材の表面を処理して滑性を付与する
方法において、染料が含有された石けん液中に前記基材
を所定時間浸漬し、その後、同基材に付着した石けん液
を乾燥させることにより、滑性を有し、かつ着色の施さ
れた石けん皮膜を基材上に形成するようにしている。

【００１３】上記第３の発明によると、基材の表面処理
に際し、染料が含有された石けん液中に基材が所定時間
浸漬される。その後、基材に付着した石けん液が乾燥す
ると、滑性を有し、かつ染料を含んだ石けん皮膜が基材
に形成される。このように、石けん皮膜の形成と同一の
工程で着色が施されるため、着色のみのための工程は不
要である。なお、このようにして表面処理が施された渦
巻ばねは上述した第１の発明と同様の作用を奏する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を、図面に従って説明する。まず、本実施形態の表
面処理方法が適用される対象である、複数の渦巻ばねに
ついて説明する。これらの渦巻ばねは、自動車用シート
における背もたれのリクライニング機構、自動車用ドア
におけるウインドガラスの開閉機構等に採用される。

【００１５】最初に、図１（ａ）に示す渦巻ばね１の構
成について説明する。渦巻ばね１の大部分を占める基材
２は、断面略一様な細長い板状の硬圧線材を材料として
いる。基材２は、同一平面上において渦巻状に巻かれた
本体部３と、その内端に曲げ形成されたインナーフック
部４と、同本体部３の外端に曲げ形成されたアウターフ
ック部５とから構成されている。インナーフック部４及
びアウターフック部５は、渦巻ばね１をリクライニング
機構や開閉機構に係止する箇所である。例えば、渦巻ば
ね１がリクライニング機構に採用される場合には、イン
ナーフック部４は座部側の部品に係止され、アウターフ
ック部５は背もたれ側の部品に係止される。

【００１６】図１（ｄ）に示すように、基材２の表面２
ａは微細で多くの凹凸を含んだ粗面となっている。同基
材２の表面積は、凹凸がある分、表面２ａを平滑面とし
た場合の表面積よりも大きい。表面２ａには化成皮膜６
が形成され、その一部が前記多数の凹凸に入り込んでい
る。本実施形態では、化成皮膜６としてリン酸塩皮膜、
具体的には薄膜で緻密なリン酸亜鉛皮膜が形成されてい
る。さらに、化成皮膜６上には、ナトリウム石けん等の
金属石けんからなる石けん皮膜７が形成されている。こ
の石けん皮膜７には、石けんだけでなく、同石けん自体
の有する滑性を損なわない程度の量の衣料用染料が、ほ
ぼ均一に分散された状態で含有されている。そして、染
料の含有により石けん皮膜７には、石けん本来の色とは
異なる色（例えば青色）が着けられている。

【００１７】次に、図１（ｂ），（ｃ）に示す渦巻ばね
８，９の構成について説明する。前者の渦巻ばね８の渦
巻ばね１との相違点は、アウターフック部５の曲げ角度
が若干小さい点と、石けん皮膜７に含まれている染料の
色が異なっている（例えばピンク色）点である。後者の
渦巻ばね９の渦巻ばね１との相違点は、本体部３の巻数
が少ない点と、石けん皮膜７に含まれている染料の色が
異なっている点である。この染料の色は、前者の渦巻ば
ね８の染料の色とも相違している（例えば緑色）。

【００１８】次に、前記構成の渦巻ばね１，８，９の表
面処理方法を図２に従って説明する。まず、脱脂工程に
おいて、薬剤を用い、基材２の表面に付着している油
脂、鉱油、ごみ等の油性の汚れを除去する。次の水洗工
程では工業用水によって基材２を洗浄する。そして、基
材２が水を弾くか否かを目視で判定する。水が弾かれる
ようであれば脱脂工程に戻り、弾かれなくなったら次の
酸洗工程へ移る。酸洗工程では基材２を塩酸に浸漬す
る。すると、基材２の表面２ａが塩酸によって溶かされ
（エッチングされ）、同表面２ａが微細な多数の凹凸を
有する粗面となる。この凹凸の存在により、基材２の実
質的な表面積は、同酸洗工程を行わない場合の表面積よ
りも広くなる。続いて、水洗工程において、基材２を工
業用水によって洗浄する。

【００１９】次に、化成皮膜形成工程において、高温の
リン酸亜鉛の処理液中に基材２を一定時間浸漬する。す
ると、リン酸亜鉛よりなる化成皮膜６が基材２上に形成
される。化成皮膜６の基材２との境界部分は、同基材２
の凹凸に入り込んで密着する。その後、水洗工程で基材
２を洗浄する。続いて、石けん皮膜形成工程において、
金属石けんからなる高温の石けん液が貯留された容器
（槽）の中に化成皮膜６付きの基材２を一定時間浸漬す
る。この石けん液中には、衣料用の染料が混入され、同
染料は攪拌等によりほぼ均一に分散されている。する
と、石けん液と化成皮膜６とが化学反応を起し、化成皮
膜６上に石けん皮膜７が形成される。一定時間経過後
に、容器から基材２を取出す。乾燥工程において基材２
に空気を吹付け、石けん皮膜７を乾燥させる。目視によ
って、石けん皮膜７の表面状態が均一となっていること
を確認したところで空気の吹付けを停止する。すると、
目的とする渦巻ばね１が得られる。そして、以上の工程
を、他の渦巻ばね８，９に関しても同様に行う。ただ
し、石けん液中に含有される染料の種類（色）を変える
必要がある。

【００２０】このようにして得られた渦巻ばね１，８，
９を見た場合、その全体を被覆している石けん皮膜７が
視認される。この石けん皮膜７は染料により着色されて
いる。前述のように、渦巻ばね１，８，９の種類と色の
種類との対応関係が予め明らかにされていることから、
石けん皮膜７が何色であるかを判断することで、渦巻ば
ね１，８，９の種類を把握することが可能である。ま
た、石けん皮膜７が渦巻ばね１，８，９の全体に形成さ
れていることに加え、同石けん皮膜７の全体が着色され
ているので、どの向きから渦巻ばね１，８，９を見た場
合にも、石けん皮膜７の色を識別することが可能であ
る。換言すると、渦巻ばね１，８，９がどのような向き
や姿勢で配置されていても、石けん皮膜７の色が識別さ
れ得る。

【００２１】このため、組立工場において、同一のライ
ンで複数種類の渦巻ばね１，８，９が互いに接近した箇
所に配置される場合、それらの渦巻ばね１，８，９の大
きさが同程度で形状が若干異なっていても、従来技術と
は異なり、作業者は常に渦巻ばね（１，８，９のうちの
１つ）の色を見ることができ、その色から対応する種類
を把握できる。種類の異なる渦巻ばね１，８，９を選択
して、これをリクライニング機構、ウインドガラスの開
閉機構等に誤って組込むおそれがない。

【００２２】さらに、渦巻ばね１，８，９に着色するた
めに、石けん皮膜７に染料が混入されているにすぎず、
染料の存在により、石けん皮膜７の露出部分の面積が狭
くなることがない。このため、従来技術とは異なり、染
料により石けん皮膜７の有する滑性が損なわれることが
ほとんどなく、石けん皮膜７に本来の機能、すなわち、
異音抑制、錆の発生抑制、耐久性向上等を十分に発揮さ
せることができる。

【００２３】また、本実施形態では、基材２の表面２ａ
が酸洗によりエッチングされて粗面となっているので、
化成皮膜６が表面２ａの微細な凹凸に入り込み、同基材
２に密着する。このため、酸洗を行わなかった場合より
も、化成皮膜６の基材に対する密着性が高まる。このこ
とは、化成皮膜６と化学反応して一体となった石けん皮
膜７の基材２に対する密着性が高まることにつながる。

【００２４】加えて、本実施形態では、基材２の表面処
理に際し、染料の含有により着色された石けん液中に基
材を所定時間浸漬し、その後、基材２に付着した石けん
液を乾かすだけで、染料の含まれた石けん皮膜７を基材
２上に形成できる。このように、石けん皮膜７の形成と
同時に着色が施されるため、石けん皮膜７の形成後に、
着色を施す工程は不要である。手作業でペイントを塗る
従来技術に比べ、作業者にかかる負担を大幅に軽減でき
る。

【００２５】なお、前述したように、染料の混入により
石けん皮膜７にはその全体にわたって色が着けられる
が、この色は装飾を目的とするものではなく、あくまで
も渦巻ばね１，８，９の区別を目的とするものである。
しかも、渦巻ばね１，８，９はリクライニング機構等に
内蔵されるものであり、通常は外部から見られることが
ない。従って、石けん皮膜７の全体にわたり均一に色を
付ける必要はなく、多少のムラがあっても問題はない。

【００２６】本発明は上述した実施形態に限定されるも
のではなく、次のように変更してもよい。乾燥工程にお
いて、空気の吹付け（エアブロー）に代えて、石けん皮
膜７の形成された基材２を自然放置してもよい。このよ
うにしても、石けん液と化成皮膜６とを反応させて石け
ん皮膜７を形成できる。

【００２７】石けん皮膜７に混入される染料として、前
述した色とは異なる色の染料を用いてもよい。基本的は
色は限定されない。ただし、用いる染料の選択に際して
は、できるだけ色が似通っていない染料を選ぶことが重
要である。あまり似通った色であれば、渦巻ばね１，
８，９を見分けにくくなるからである。

【００２８】また、表面処理工程において、水が弾かれ
るか否かの目視による判定、石けん皮膜７の表面状態の
目視による確認等を機械によって行ってもよい。このよ
うにすれば、表面処理作業を自動化することも可能であ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、第１の発明の渦巻ばねを
用いれば、石けん皮膜の機能を損なうことなく、また、
工数を増やすことなく、一見して渦巻ばねの種類を判別
できる。

【００３０】第２の発明によれば、第１の発明の効果に
加え、石けん皮膜の基材に対する密着性を一層高めるこ
とができる。

【００３１】第３の発明によれば、石けん皮膜の形成と
着色とを同一の工程で達成できるので、着色のためだけ
の工程を設けなくてすむ。また、特定の位置にペイント
を塗る作業が不要となるので、作業者の負担を軽減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ渦巻ばねの正面図
であり、（ｄ）は渦巻ばねの部分拡大断面図である。

【図２】渦巻ばねの表面処理の工程を順に示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１，８，９ 渦巻ばね ２ 基材 ２ａ 表面 ６ 化成皮膜 ７ 石けん皮膜

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−37434（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−166883（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−3476（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299367（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−227570（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−32535（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−131（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 1/00 - 6/00 B21F 35/00 B21F 21/00 B05D 7/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばね弾性を有する渦巻状の基材と、 染料の含有により着色が施され、かつ前記基材を被覆し
   て滑性を付与する石けん皮膜とを具備することを特徴と
   する渦巻ばね。
2. 【請求項２】 前記基材の表面は粗面となっており、そ
   の基材と石けん皮膜との間には、同石けん皮膜の下地と
   して化成皮膜が介在されていることを特徴とする請求項
   １に記載の渦巻ばね。
3. 【請求項３】 ばね弾性を有する渦巻状の基材の表面を
   処理して滑性を付与する方法において、 染料が含有された石けん液中に前記基材を所定時間浸漬
   し、その後、同基材に付着した石けん液を乾燥させるこ
   とにより、滑性を有し、かつ着色の施された石けん皮膜
   を基材上に形成するようにしたことを特徴とする渦巻ば
   ねの表面処理方法。