JP5188445B2 - コイルばねの製造方法、及び、コイルばね - Google Patents
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Description
一方、局所的にショット材を噴射するノズルを備えたショットピーニング装置によって、コイルばね素線の表面に衝突する範囲のみに局所的にショット材を噴射してショットピーニング処理を行うことも考えられる。しかしながら、この場合には、コイルばね素線の表面全体にショットピーニング処理を施そうとすると、ショットピーニング処理に多大な時間を要するという問題が生じる。
すなわち、本発明のコイルばねの製造方法は、コイルばね素線のうち、使用時における応力振幅が基準値より大きい部位に、他の部位よりも大きい表面圧縮残留応力を付与するショットピーニング工程を有することを特徴とする。
この製造方法によれば、使用時における応力振幅が小さい部位(高い疲労強度が必要とされない部位)に過度にショットピーニング処理をすることが無いので、ショット材の無駄を防止することができる。また、使用時における応力振幅が大きい部位(すなわち、高い疲労強度が必要とされる部位)に局所的にショットピーニング処理を行うので、短時間でショットピーニング処理を実施することができる。
なお、局所的にショットピーニング処理を行う部位は、コイルばねに要求される疲労強度に応じて決めることができる。
このように圧縮荷重を加えた状態でショットピーニング処理を行うことで、疲労強度をより向上させることができる。
この製造方法によれば、全体ショットピーニング工程によって、コイルばね素線の全体の疲労強度を上昇させることができる。また、部分ショットピーニング工程によって、使用時における応力振幅が大きい部位の疲労強度をさらに上昇させることができる。したがって、その全体が必要な疲労強度を有しているコイルばねを製造することができる。
このコイルばねは、各部位の疲労強度が確保されているとともに、高い製造効率で製造することが可能である。
(特徴1)部分ショットピーニング工程に用いるショット材が、全体ショットピーニング工程に用いるショット材より小さい。
(特徴2)全体ショットピーニング工程では、2回のショットピーニング処理を行う。2回目のショットピーニング処理に用いるショット材は、1回目のショットピーニング処理に用いるショット材より小さい。すなわち、1回目のショットピーニング処理、2回目のショットピーニング処理、部分ショットピーニング工程の順に、用いるショット材が小さくなる。
応力振幅の分布を算出したら、応力振幅が基準値以上となる部位を特定する。本実施例では、応力振幅が300MPa以上となる部位を特定する。基準値は、後述する全体ショットピーニング工程後のコイルばね素線の疲労強度に基づいて決定することができる。例えば、全体ショットピーニング工程後のコイルばね素線がσwの応力振幅にn万回耐えられる疲労強度を有するのであれば、応力振幅がσw以上となる部位を特定することができる。例えば、図2のグラフWの例では、部位A及びBが特定される。
例えば、図2の例では、部位A及び部位Bに対して部分的にショットピーニング処理を行う。これによって、部位A及び部位Bの疲労強度を、320MPaの応力振幅(図2における応力振幅の最大値)に耐える疲労強度まで上昇させる。これによって、部位Aと部位Bの疲労強度が、実用上の耐久性を有する強度となる。
部分ショットピーニング工程を実施することで、コイルばね10が完成する。
また、このコイルばねの製造方法では、使用時における応力振幅が低い部位に必要な疲労強度が十分となるまで全体ショットピーニング工程を実施し、その後、使用時における応力振幅が高い部位に対して部分ショットピーニング工程を実施する。したがって、全体ショットピーニング工程のみを実施する場合(すなわち、使用時における応力振幅が大きい部位の疲労強度に合わせて全体の疲労強度を上昇させる場合)に比べて、ショット材の無駄が少なくなる。また、部分ショットピーニング工程を特定した部位に対してのみ実施するので、短時間でショットピーニング処理を終了させることができる。この製造方法によれば、高い製造効率で必要な疲労強度を有するコイルばね10を製造することができる。
また、上述した実施例では、冷間成形ばねの例について説明したが、熱間成形ばねに本発明を適用することもできる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
12:コイル軸
Claims (4)
- コイルばね素線のうち、使用時における応力振幅が基準値より大きい部位に、他の部位よりも大きい表面圧縮残留応力を付与するショットピーニング工程を有することを特徴とするコイルばねの製造方法。
- ショットピーニング工程を、コイルばね素線に圧縮荷重を加えた状態で実施することを特徴とする請求項1に記載のコイルばねの製造方法。
- ショットピーニング工程は、コイルばね素線の全体にショットピーニング処理を施す全体ショットピーニング工程と、コイルばね素線のうちの使用時における応力振幅が基準値大きい部位に部分的にショットピーニング処理を施す部分ショットピーニング工程を有していることを特徴とする請求項1または2に記載のコイルばねの製造方法。
- 使用時における応力振幅が基準値より大きい部位に、他の部位よりも大きい表面圧縮残留応力が付与されていることを特徴とするコイルばね。
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