JPH01184234A - 高疲労強度コイルばねの製造方法 - Google Patents
高疲労強度コイルばねの製造方法Info
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- JPH01184234A JPH01184234A JP679888A JP679888A JPH01184234A JP H01184234 A JPH01184234 A JP H01184234A JP 679888 A JP679888 A JP 679888A JP 679888 A JP679888 A JP 679888A JP H01184234 A JPH01184234 A JP H01184234A
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- coil spring
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- spring
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Landscapes
- Wire Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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。
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、疲労強度のすぐれた自動車の懸架ばねあるい
はエンジンの弁ばねの製造方法である。
はエンジンの弁ばねの製造方法である。
一般にばねは、ＪＩＳ −Ｇ３５０２，３５０６あるい
は４８０１に規定されている鋼材等を用い、単に焼入れ
焼戻しをしたものが多い。エンジンの弁ばねの一部には
特公昭３６−９４０６にあるように、５００℃近傍の低
温で浸炭窒化したものがある。
は４８０１に規定されている鋼材等を用い、単に焼入れ
焼戻しをしたものが多い。エンジンの弁ばねの一部には
特公昭３６−９４０６にあるように、５００℃近傍の低
温で浸炭窒化したものがある。
機械部品の疲労強度を高める手段として、表面硬化する
ことはよく知られている事実であり、上記の特公昭３６
−９４０６は、この原理をばねに適用した一事例である
。しかし、この方法は、表面硬化するために、ばねに成
形後、５００°Ｃ近傍の低温で浸炭窒化することを特徴
としたもので、処理時間が数時間と、長いという欠点が
ある。
ことはよく知られている事実であり、上記の特公昭３６
−９４０６は、この原理をばねに適用した一事例である
。しかし、この方法は、表面硬化するために、ばねに成
形後、５００°Ｃ近傍の低温で浸炭窒化することを特徴
としたもので、処理時間が数時間と、長いという欠点が
ある。
また、機械部品の表面硬化には、高周波電流による誘導
加熱もよく利用されている。しかし、この技術は調質し
たコイルばねには適用できない。
加熱もよく利用されている。しかし、この技術は調質し
たコイルばねには適用できない。
例えば、高周波コイル中に処理しようとするコイルばね
を置き、コイルばね素線の表層のみを一様に加熱するこ
とはできない。すなわち、誘導電流はコイルに巻かれた
ばね素線のコイル外周域のみに集中するからである。
を置き、コイルばね素線の表層のみを一様に加熱するこ
とはできない。すなわち、誘導電流はコイルに巻かれた
ばね素線のコイル外周域のみに集中するからである。
自動車の高性能化にともない、高疲労強度の懸架ばねあ
るいはエンジンの弁ばねが強く望まれている。本発明は
、これらの要望を実現するために、高周波電流を利用し
たコイルばね素線の表面硬化によるコイルばね製造方法
を提供するものである。
るいはエンジンの弁ばねが強く望まれている。本発明は
、これらの要望を実現するために、高周波電流を利用し
たコイルばね素線の表面硬化によるコイルばね製造方法
を提供するものである。
解決手段の要点は、調質したコイルばねの素線に２〜５
００ｋｔ（ｚの高周波電流を直接通電することにより、
該素線の表層のみ急速加熱、冷却して、コイルばね素線
を表面硬化することにある。以下、これらの詳細につい
て、説明する。
００ｋｔ（ｚの高周波電流を直接通電することにより、
該素線の表層のみ急速加熱、冷却して、コイルばね素線
を表面硬化することにある。以下、これらの詳細につい
て、説明する。
言周質したコイルばねとは、ＪＩＳ −Ｇ３５０２，３
５０６あるいは４８０１に規定されている鋼材あるいは
これらにＮｉ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｂ、■等の特殊元
素を添加した鋼材等を用い、焼入れ焼戻し処理により強
化したものをいう。
５０６あるいは４８０１に規定されている鋼材あるいは
これらにＮｉ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｂ、■等の特殊元
素を添加した鋼材等を用い、焼入れ焼戻し処理により強
化したものをいう。
このようなコイルばね素線の両端を電極に接続し、２〜
５００ｋＨｚの高周波電流をコイルばね素線に通電する
とコイルばね素線が加熱される。ここで高周波電流を用
いるのは、高周波電流の表皮効果（注：高周波電流が導
体の表面層に局限されて導体の内部に入らない現象）に
よって、コイルばね素線の表面層のみを加熱するために
必要である。この高周波電流の周波数を２〜５００ｋＨ
ｚとしたのは、本願の目的を達するに十分なパワーが比
較的容易に得られることにあるが、これら周波数の選定
はばね形状、ばね素線径の大きさあるいは目標により加
熱層の厚み等によって決まるものである。この加熱は急
速でなければならない。ゆっくり加熱したのでは、調質
して強化したばね素線の内部が軟化してしまうとともに
表面硬化の効果が得られず、高疲労強度化の目的が達成
できない。急速加熱して、ばね素線表面層の所用深さを
オーステナイト化し、ただちに急速冷却する。このよう
にしてばね素線を表面硬化したコイルばねが得られる。
５００ｋＨｚの高周波電流をコイルばね素線に通電する
とコイルばね素線が加熱される。ここで高周波電流を用
いるのは、高周波電流の表皮効果（注：高周波電流が導
体の表面層に局限されて導体の内部に入らない現象）に
よって、コイルばね素線の表面層のみを加熱するために
必要である。この高周波電流の周波数を２〜５００ｋＨ
ｚとしたのは、本願の目的を達するに十分なパワーが比
較的容易に得られることにあるが、これら周波数の選定
はばね形状、ばね素線径の大きさあるいは目標により加
熱層の厚み等によって決まるものである。この加熱は急
速でなければならない。ゆっくり加熱したのでは、調質
して強化したばね素線の内部が軟化してしまうとともに
表面硬化の効果が得られず、高疲労強度化の目的が達成
できない。急速加熱して、ばね素線表面層の所用深さを
オーステナイト化し、ただちに急速冷却する。このよう
にしてばね素線を表面硬化したコイルばねが得られる。
ばねは、″へたり”特性がすぐれていなければならない
。そのために、上記の要領で表面硬化後、セッチングを
行う。セッチングは、コイルばねを１５０〜３５０°Ｃ
に加熱して行うと、その効果は一層大きい。
。そのために、上記の要領で表面硬化後、セッチングを
行う。セッチングは、コイルばねを１５０〜３５０°Ｃ
に加熱して行うと、その効果は一層大きい。
このようにして造られたコイルばねでも、従来のコイル
ばねと同等以上の疲労強度のものが得られる。しかし、
表面硬化後、ショットピーニングを追加すると、さらに
疲労強度のすぐれたコイルばねになる。
ばねと同等以上の疲労強度のものが得られる。しかし、
表面硬化後、ショットピーニングを追加すると、さらに
疲労強度のすぐれたコイルばねになる。
ＪＩＳ−Ｇ４８０１に規定されている５ＵＰ７の８１１
φの鋼線による、ばね径８０１１１１−ばね高さ２５０
ｍｍ、有効巻数５の調質されたコイルばねを用い、５０
ｋＨｚ 、１００ｋＨの高周波電源による実施例につい
て述べる。
φの鋼線による、ばね径８０１１１１−ばね高さ２５０
ｍｍ、有効巻数５の調質されたコイルばねを用い、５０
ｋＨｚ 、１００ｋＨの高周波電源による実施例につい
て述べる。
ばね素線の表面硬化処理は、ばね素線の両端を上記高周
波電源に接続し、約７秒間通電して、ばね素線表面の温
度が９９０℃になったとき、電流を切り、ただちに水冷
した。
波電源に接続し、約７秒間通電して、ばね素線表面の温
度が９９０℃になったとき、電流を切り、ただちに水冷
した。
その後、室温および１８０℃でセッチングした。
これらのばねをそれぞれＡ、Ｂとする。また、表面硬化
処理後、ショットピーニングし、１５０℃でセッチング
した。これらのばねをＣとする。これらＡ、ＢおよびＣ
は、いずれも本発明にかかわるものである。比較のため
に、これらと同種の従来のコイルばね（Ｄ）を加えて、
計算によって求められる最大ぜん断心力（τ。、Ｘ）−
８５±４５ｋｇｆ／ｍｍ２になる高荷重条件における疲
労寿命を求めた。さらに、最大せん断心力＝１３０ ｋ
ｇｆ／ｎｖ＋２になる荷重で、ばねを締め付け、９６時
間放置した後のばね高さの変化から、“へたり”特性の
指標となる残留歪みも求めた。これらの結果を表１に示
す。
処理後、ショットピーニングし、１５０℃でセッチング
した。これらのばねをＣとする。これらＡ、ＢおよびＣ
は、いずれも本発明にかかわるものである。比較のため
に、これらと同種の従来のコイルばね（Ｄ）を加えて、
計算によって求められる最大ぜん断心力（τ。、Ｘ）−
８５±４５ｋｇｆ／ｍｍ２になる高荷重条件における疲
労寿命を求めた。さらに、最大せん断心力＝１３０ ｋ
ｇｆ／ｎｖ＋２になる荷重で、ばねを締め付け、９６時
間放置した後のばね高さの変化から、“へたり”特性の
指標となる残留歪みも求めた。これらの結果を表１に示
す。
表１
この結果かられかるように、本発明になるＡ、−Ｂおよ
びＣは、従来のＤより、疲労寿命および“へたり′とも
にすぐれている。
びＣは、従来のＤより、疲労寿命および“へたり′とも
にすぐれている。
本発明は、従来コイル状ばねの表面加熱焼入れが従来の
高周波誘導加熱では不可能であったものを、直接通電加
熱によって可能にしたものである。
高周波誘導加熱では不可能であったものを、直接通電加
熱によって可能にしたものである。
これによって、高疲労強度の懸架ばねあるいは弁ばねを
提供するもので、自動車の高性能化に大きく寄与するも
のである。
提供するもので、自動車の高性能化に大きく寄与するも
のである。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- （１）調質したコイルばねの素線に２〜５００ｋＨｚの
高周波電流を直接通電することにより、該素線の表層の
み急速加熱、冷却して、コイルばね素線を表面硬化し、
セッチングすることあるいは表面硬化したる後、ショッ
トピーニングおよびセッチングすることを特徴とする高
疲労強度コイルばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP679888A JPH01184234A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高疲労強度コイルばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP679888A JPH01184234A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高疲労強度コイルばねの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184234A true JPH01184234A (ja) | 1989-07-21 |
Family
ID=11648197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP679888A Pending JPH01184234A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高疲労強度コイルばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01184234A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7407555B2 (en) * | 2001-06-07 | 2008-08-05 | Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha | Oil tempered wire for cold forming coil springs |
| WO2012014672A1 (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-02 | 中央発條株式会社 | ばねの製造方法及び通電加熱装置 |
| WO2013099821A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | 中央発條株式会社 | ばねの製造方法及びばね |
| US20140283952A1 (en) * | 2010-06-11 | 2014-09-25 | Jason Paul Mitchick | Magnetic and electrical processing of metals, metal alloys, metal matrix composite parts and components |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP679888A patent/JPH01184234A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7407555B2 (en) * | 2001-06-07 | 2008-08-05 | Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha | Oil tempered wire for cold forming coil springs |
| US20140283952A1 (en) * | 2010-06-11 | 2014-09-25 | Jason Paul Mitchick | Magnetic and electrical processing of metals, metal alloys, metal matrix composite parts and components |
| US9133534B2 (en) * | 2010-06-11 | 2015-09-15 | Rassini Frenos, S.A. De C.V. | Magnetic and electrical processing of metals, metal alloys, metal matrix composite parts and components |
| WO2012014672A1 (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-02 | 中央発條株式会社 | ばねの製造方法及び通電加熱装置 |
| WO2013099821A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | 中央発條株式会社 | ばねの製造方法及びばね |
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