JPH01120447A - 熱収縮性樹脂管被覆金属コイルばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両や工作機械等に用いる防錆被覆層を備え
た金属コイルばねに関するものである。

（従来の技術） 金属コイルばねは、振動エネルギーを吸収し、絶縁や衝
撃の緩和等の効果を目的として自動車をはしめ種々車両
に多く利用されているものである。金属コイルばねの使
用環境は様々でありるが。

大抵の場合、腐食を抑制する何等かの防錆処理を施して
使用している。

防錆の他にコイルばねに要求される特性の一つに耐疲労
特性かある。通常、疲労特性を向上させるだめに、プレ
セツティング２シヨツトピーニング、サンドブラスト、
液体ホーニング、表面ローリング等の加工処理をおこな
い、ばね材の表面層を硬化させ圧縮残留応力を付与して
いる。しかし、この表面加工層は腐食され易く、腐食に
より向上せしめた疲労特性を減少させるものである。

また、車両懸架用コイルばね等は激しい腐食環境で使用
されるので、特に防錆対策か必要である。

現在、コイルばねの防錆方法としては、亜鉛やカドミュ
ーム等の金属めっきと塗装による方法が主として適用さ
れている。（昭和４５年１月１５日丸善株式会社発行、
ばね研究全編、ばね）。金屈めつきによる方法は、めっ
きの前処理として酸溶液で表面酸化物を除去する時、め
っき作業時に水素を吸蔵する可能性があり、後でこれか
原因で遅れ破壊を起こす恐れがあり高強度ばねには１通
常適用されていない。また、この方法は、化学薬品を多
量に使用するので廃液処理にも問題かある。

一方、塗装による方法は、ショットピーニング等の方法
でばね材表面の酸化物を除去すると同時に加工硬化処理
を行つた後、塗装前処理として燐酸塩処理のような化成
処理をしてから塗装を施すものである。塗装方法は、電
着塗装、静電塗装、吹き付は塗装や浸漬塗装等の方法で
行うことがてきる。塗装後、１６０〜４０°Ｃ程度の温
度で塗膜を焼付けるのか普通である。この塗装方法でも
、化成処理での化学薬品を含有する溶液の排水処理が必
要であり、耐食性を上げるために塗膜を厚くしたくても
限度かあり、塗１１々の特性上、２０〜８０μｍ厚さか
一般的である。従って、塗装による耐食性の向上には限
界かある。その上、塗膜の焼付は工程でばね材の温度も
上昇するので、せっかく表面加工処理て残留応力を付与
せしめたものが緩和され、疲労特性を劣化せしめるとい
う短所かある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記した従来のコイルばねの防食手段による
被覆処理の短所を解消し、防錆施工か簡弔な厚膜防食被
覆層を設けた高耐食性の金属コイルばねを提供するもの
である。

即ち、金属コイルばねの表面加工層に何等影響を及ぼさ
ず、水素吸蔵のない手段て防錆処理被覆し、塗装では得
られない厚い膜厚の樹脂防錆被覆層を備えた金属コイル
ばねである。

（問題を解決するための手段） 激しい腐食環境下て使用される金属コイルばねの防食居
は、従来の亜鉛めっき等の金屈めつきゃ塗装ては充分に
満足されないものである。本発明者は種々検討した結果
、金属コイルばねをより高耐食性にするには防食被覆層
を樹脂材料で厚膜化することか必要であるとの結論を得
た。厚い防錆樹脂被覆層を得る手段としては、従来より
ライニング被覆方法がある。この方法ての円断面形状て
直線状のものへの樹脂ライニング被覆法として熱収縮性
樹脂管を挿入し、加熱処理によって樹脂膜を収縮させて
ライニングする方法か従来から広く用いられている。し
かし、コイルばねのような形状のものへは熱収縮性樹脂
管を挿入することか困難であるためにライニンク被覆は
不可能てあった。そこで本発明者は、熱収縮性樹脂管の
形状を前もってコイル状に加工することにより容易にコ
イルばねへ挿入でき、熱収縮性樹脂管の外面側から熱風
加熱することにより塗装ては得られない厚膜の防錆樹脂
被覆層を容易に得ることかできることを確認した。

即ち、本発明は、金属コイルばねの形状と同様の形状に
加工した熱収縮性樹脂管を金属コイルばねの表面に装着
して加熱収縮処理することによって厚さＯ，１ｍｍ〜８
．Ｏｎ＋＋ｏの熱収縮性樹脂層を被覆したことを特徴と
する金属コイルばねである。

本発明の金属コイルばねを得るには先ず、一般に採用さ
れている製造方法で得られる金属コイルばねの表面に防
錆作用のある例えば、ペトロラタム系ベーストをうすく
塗布し、被覆しようとする金属コイルばねの形状に合っ
た形状に加工した熱収縮性樹脂管を挿入して装着する。

このペーストは熱収縮性樹脂管を挿入する時に潤滑剤の
働きをし、また、熱収縮性樹脂管が加熱収縮する時にも
潤滑の作用をして、均一な仕上げ外観を得るのに役立つ
ものである。

コイル状熱収縮性樹脂管は、押し出し成型装置のノズル
部を所定の曲率をもたせることにより製造することがて
きる。または、直管に押し出し成型したものを内部に７
レキシビワテイな円断面をした棒状のものを挿入してお
き、熱を加えなからコイル状に変形加工をすることによ
り！Ａ、造できる。この時、当然熱収縮する歪応力か樹
脂に残っているような条件を選択せねばならない。

この熱収縮性樹脂管の材質は架橋ポリエチレン、架橋ポ
リオレフィン、エチレンプロピレンゴム、弗素ゴム、弗
素樹脂のような熱可塑性樹脂を用いることかできる。こ
の熱収縮性樹脂管は、単一材質層のものである必髪はな
く、例えば、内層か弾力性に富むゴム質性のもので、外
層に比較的硬い架橋ポリエチレン樹脂を重ねた二重管ま
たは、多重管であっても良い。

被覆樹脂層の厚みは、厚い方が耐食性上杆ましいか、金
属コイルばねの機能上、樹脂層が過度に厚くなると樹脂
への変形応力も大きくなり、耐久性に問題を生じること
かある。樹脂層を厚くする必要性のある時は、多１ＴＸ
管にする方か好ましい。

しかし、コイルばねの線径か太くなることから８Ｉ１ｍ
厚が限度と考えられる。樹脂層が薄いと車両懸架用コイ
ルばねでは、走行中に道路上の小石等が飛び跳ねて当り
、防食被覆層を傷つける現象か起こるので、少なくとも
０．１ｍｍ厚の樹脂被覆層が必要である。防食被覆層の
厚みは、金属コイルばねの全長にわたって同一厚みであ
る必要性はなく、金属コイルばねの両端部分でのばね材
間の接触によって発生する音を減衰させる目的で、その
部分のみにゴム弾性のある材料を重ねてもよい。

金属コイルばねに熱収縮性樹脂管を装着した後、熱風分
空気を熱収縮性樹脂管の外側に吹き付け、熱収縮性樹脂
管を収縮させる。この時、熱収縮性樹脂管は所定温度に
なれば速やかに収縮して金属コイルばねの表面に均一に
被覆されるものである。熱収縮性樹脂管の収縮温度は使
用する樹脂の特性によるが、大体８０〜１９０°Ｃの温
度である。

塗装の場合は、金属コイルばね表面、に密着した塗膜を
加熱硬化させるのて、必然的に金属コイルばね自体の温
度も焼付は温度まで上昇するが、この場合、熱収縮性樹
脂管は金属コイルばねに初期段階で接触していないので
、金属コイルばね自体の温度は熱収縮温度まで上昇しな
い。従って、熱収縮性樹脂管を収縮させる作業中に金属
コイルばね表面の残留応力に影響を及ぼすことはない。

（実施例） 次に実施例をもって、より具体的に本発明を説明する。

比較例−１ 通常の製造方法で製作したショットピーニンク処理金属
コイルばね（Ｃ：０．５８％　、　Ｓｉ　：　Ｍｎ　：
０．８駕、　Ｐ　：　Ｏ，０１５％）　、線径１２φｍ
ｎ＋、　：フイル径１００φｎ＋ｍ、総巻ｆｉ６．２１
．有効巻数４．７１．バネ定数０．９５にｇ／■を通常
のアルカリ脱脂、酸洗処理後に酸性電気亜鉛めっきを行
い、８μｍのめつき層を得た後、クロメート処理を行い
Ｃｒ量６５　Ｂ／＊”のクロメート皮膜を付けためっき
金属コイルばねを得た。

比較例−２ 比較例−１と同じ金属コイルばねを通常のアルカリ脱脂
後、燐酸塩処理を行い、表面に２．８ｇ／ｍ２の燐酸塩
処理皮膜をつけてからアクリル系樹脂塗料を電着塗装法
で塗装し、更に、ウレタン系樹脂塗料を吹き付は塗装を
し、全塗膜厚みが５０μＩの塗装金属コイルばねな得た
。塗膜の焼付は条件は、２００°（−１０ｍ１ｎ、で行
った。

実施例−１ 比較例−１と同じ金属コイルばねの表面にペトロラタム
系のペーストを薄く塗布し、架橋ポリエチレン製のコイ
ル状熱収縮性樹脂管（内径２０φｍｍ）を装着し、１７
０″Ｃの熱風空気を吹き付けて熱収縮性樹脂管を収縮さ
せて、厚み０．６ｍｍの防食被覆層を備えた金属コイル
ばねを得た。熱収縮作業後の金属コイルばねの温度は９
７℃であった。

実施例−２ 比較例−１と同じ金属コイルばねの表面にペトロラタム
系のペーストを薄く塗布した後、内層がポリオレフィン
共重合体樹脂で外層が架橋ポリオレフィン樹脂の二重層
コイル状熱収縮性樹脂管（内径１７φ■）を装着し、１
５０℃の熱風空気を吹き付けて熱収縮性樹脂管を収縮さ
せて内層ｌｌｌ１１、外層１．５０１１の防食樹脂被覆
層を備えた金属コイルばねを得た。熱収縮作業後の金属
コイルばねの温度は８５℃であった。

以上のようにしてなる比較例、実施例の防食金属コイル
ばねの表面に、径約１ｃｏ＋の角のある石粒５０口ｇを
３０ｃｍの高さから、　　５　Ｋｇ／ｃａｂ”の空気と
共に吹き当ててから、耐食性を調べるために塩水噴霧試
験（ＪＩＳ−Ｚ２：１７１）　１０００時間で評価した
。また、疲労試験条件（τｍａｘ＝６５±５０Ｋｇ／ａ
＋ｍ”）で金属コイルばねの耐久寿命を調査した。その
結果を第１表に示す。

この結果からも明らかなように、本発明は従来の防食層
を備えた金属コイルばねより耐食性が著しく優れたもの
である。また、塗装した金属コイルばねのように疲労耐
久性が減少するものでない。

（発明の効果） 本発明は、金属コイルばねの本来の特性を損なうことな
〈従来は不可能てあったような樹脂による厚膜の高耐食
性被覆層を備えた金属コイルばねを提供するものて、そ
の技術上、産業上の効果は著しいものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイル状熱収縮性樹脂管で厚さ０．１〜８．０ｍｍの樹
   脂層を被覆したことを特徴とする金属コイルばね。