JPH01205838A - コイルばねの製造方法 - Google Patents
コイルばねの製造方法Info
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- JPH01205838A JPH01205838A JP8829746A JP2974688A JPH01205838A JP H01205838 A JPH01205838 A JP H01205838A JP 8829746 A JP8829746 A JP 8829746A JP 2974688 A JP2974688 A JP 2974688A JP H01205838 A JPH01205838 A JP H01205838A
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- Japan
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- coil
- bending
- spring
- residual stress
- coil spring
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- Pending
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Landscapes
- Wire Processing (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〕
この発明は、耐疲れ性を向上させたコイルばねの製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
ピアノ線、硬鋼線、ステンレス鋼線、Ｔｉ５Ｎｉ、リン
青銅などの非鉄金属線の冷間加工材、又は、オイルテン
パ線等、熱処理により予めばね材として必要な強度が付
与されたばね素材を、冷間状態で曲げ加工してコイルば
ねに成形した場合、成形後のばね内部においては、加工
後のスプリングバック効果により、曲げ方向の内側、す
なわち、コイルの内側に、引張残留応力が、一方コイル
の外側に圧縮残留応力が生じる。コイルばねが荷重を受
けた場合、素線に作用する応力は、コイル内側で最も高
くなるが、従来のコイル成形では、上記のように最大応
力が作用する部分に、耐疲れ性に有害で、しかも素材断
面の中で最も大きな引張残留応力が生成した状態におか
れることになり、コイルばねの耐疲れ強度に支障がでる
。
青銅などの非鉄金属線の冷間加工材、又は、オイルテン
パ線等、熱処理により予めばね材として必要な強度が付
与されたばね素材を、冷間状態で曲げ加工してコイルば
ねに成形した場合、成形後のばね内部においては、加工
後のスプリングバック効果により、曲げ方向の内側、す
なわち、コイルの内側に、引張残留応力が、一方コイル
の外側に圧縮残留応力が生じる。コイルばねが荷重を受
けた場合、素線に作用する応力は、コイル内側で最も高
くなるが、従来のコイル成形では、上記のように最大応
力が作用する部分に、耐疲れ性に有害で、しかも素材断
面の中で最も大きな引張残留応力が生成した状態におか
れることになり、コイルばねの耐疲れ強度に支障がでる
。
このため、従来のコイルばねの製造工程においては、ば
ね素材をコイル形に曲げ加工した後、低温焼鈍処理を施
して、引張残留応力を取り除くようにしている。
ね素材をコイル形に曲げ加工した後、低温焼鈍処理を施
して、引張残留応力を取り除くようにしている。
ところが、焼鈍処理による残留応力の除去効果は、焼鈍
温度が高い程大きいものが得られるが、冷間加工、或い
はオイルテンパ処理により強度が付与されたばね素材を
用いる冷間成形のコイルばねの場合、焼鈍温度の上昇に
反比例して、強度が低下する。このため、低温焼鈍処理
は、必要以上の強度低下が生じない温度範囲で行なう必
要があり、通常２００℃〜４５０℃の範囲で実施されて
いる。
温度が高い程大きいものが得られるが、冷間加工、或い
はオイルテンパ処理により強度が付与されたばね素材を
用いる冷間成形のコイルばねの場合、焼鈍温度の上昇に
反比例して、強度が低下する。このため、低温焼鈍処理
は、必要以上の強度低下が生じない温度範囲で行なう必
要があり、通常２００℃〜４５０℃の範囲で実施されて
いる。
しかしながら、上記温度範囲では、残留応力は完全に除
去されずにばね内部に残存し、成形後のコイルばねの耐
疲れ性が低く抑えられるという問題を有していた。
去されずにばね内部に残存し、成形後のコイルばねの耐
疲れ性が低く抑えられるという問題を有していた。
この発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、コイ
ルばねに高い耐疲れ性を付与することができる製造方法
を提供することを目的としている。
ルばねに高い耐疲れ性を付与することができる製造方法
を提供することを目的としている。
上記の課題を解決するため、この発明は、線状又は棒状
のばね素材を冷間状態で曲げ加工してコイルばねに成形
する製造工程において、ばね素材を、先ず所望のコイル
径より小さいコイル径に曲げ加工し、その後曲げ戻し加
工を施して所望のコイル径に成形するものである。
のばね素材を冷間状態で曲げ加工してコイルばねに成形
する製造工程において、ばね素材を、先ず所望のコイル
径より小さいコイル径に曲げ加工し、その後曲げ戻し加
工を施して所望のコイル径に成形するものである。
すなわち、曲げ加工を加えて曲げ方向の内側に引張残留
応力を生じたばね素材に、続いて曲げ戻し加工を加える
ことにより、最初の曲げ加工での引張残留応力を取り除
くことができ、さらに、曲げ戻し加工により最終的にコ
イル内側に圧縮残留応力が付与される結果、ばねの耐疲
れ性を向上させることができる。
応力を生じたばね素材に、続いて曲げ戻し加工を加える
ことにより、最初の曲げ加工での引張残留応力を取り除
くことができ、さらに、曲げ戻し加工により最終的にコ
イル内側に圧縮残留応力が付与される結果、ばねの耐疲
れ性を向上させることができる。
なお、上記曲げ加工とそれに続く曲げ戻し加工との間に
、ばね素材に低温焼戻処理を施すと、曲げ加工で生じる
残留応力が軽減され、曲げ戻し後の耐疲れ性向上の効果
を大きくすることができる。
、ばね素材に低温焼戻処理を施すと、曲げ加工で生じる
残留応力が軽減され、曲げ戻し後の耐疲れ性向上の効果
を大きくすることができる。
本発明の製造方法の効果をみるため、ばね素材として、
ＪＩＳ−Ｇ３５６６相当の５ｉＣｒ＆ｆｊｌオイルテン
パ線（線径φ４．Ｏｎ）を用いて、本発明の製造方法と
、従来の製造方法とで、第１表に示す諸元のコイルばね
を成形し、その機械的特性を比較した。
ＪＩＳ−Ｇ３５６６相当の５ｉＣｒ＆ｆｊｌオイルテン
パ線（線径φ４．Ｏｎ）を用いて、本発明の製造方法と
、従来の製造方法とで、第１表に示す諸元のコイルばね
を成形し、その機械的特性を比較した。
本発明の製造方法においては、ばね素材を先ずコイル中
心径がφ２０ｍｍになるように曲げ加工し、次いでロー
ラ矯正機を用いて曲げ戻し加工を施してコイル径をφ３
０ｆｉに拡げ、その後、端面研磨を行なってばねを仕上
げた。
心径がφ２０ｍｍになるように曲げ加工し、次いでロー
ラ矯正機を用いて曲げ戻し加工を施してコイル径をφ３
０ｆｉに拡げ、その後、端面研磨を行なってばねを仕上
げた。
また、本発明法及び従来法によるコイルばね共、コイル
形に成形した後、第２表に示す条件により順に、低温焼
鈍、ショットピーニング、２次低温焼鈍を実施した。
形に成形した後、第２表に示す条件により順に、低温焼
鈍、ショットピーニング、２次低温焼鈍を実施した。
低温焼鈍は、曲げ加工後の残留応力を取り除く効果があ
るだけでなく、ひずみ時効による耐力改善の効果があり
、本発明では、耐力改善を目的に実施した。この場合の
処理温度は２５０℃で十分である。
るだけでなく、ひずみ時効による耐力改善の効果があり
、本発明では、耐力改善を目的に実施した。この場合の
処理温度は２５０℃で十分である。
ショットピーニング処理は、ばね素材の表面層に圧縮残
留応力を付与し、耐疲労性を向上させる効果がある。
留応力を付与し、耐疲労性を向上させる効果がある。
また、２次低温焼鈍は、ショットピーニング後のばね素
材の耐力を改善し、耐へたり性を改善するもので、通常
ショットピーニング後に実施されている。
材の耐力を改善し、耐へたり性を改善するもので、通常
ショットピーニング後に実施されている。
第１表
第１図に本発明法によるコイルばねと、従来法によるコ
イルばねとを疲労試験して得られた結果を示す、同図か
ら明らかなように、本発明によるコイルばねは、従来法
のものに比べて高い疲労強度を示した。
イルばねとを疲労試験して得られた結果を示す、同図か
ら明らかなように、本発明によるコイルばねは、従来法
のものに比べて高い疲労強度を示した。
第２図（ａｌは、本発明法によるコイルばねと、従来法
によるコイルばねとの、コイル成形後におけるコイル内
側表面からの軸方向残留応力分布の比較を、また、第２
図（ｂ）は、上記両コイルばねの、ショットピーニング
後の軸方向残留応力分布の結果比較を示している。
によるコイルばねとの、コイル成形後におけるコイル内
側表面からの軸方向残留応力分布の比較を、また、第２
図（ｂ）は、上記両コイルばねの、ショットピーニング
後の軸方向残留応力分布の結果比較を示している。
第２図ｆａｔに示すように、本発明によるコイルばねは
、コイル成形後コイル内側で圧縮残留応力が生じている
のに対して、従来法によるコイルばねでは、引張残留応
力が生じており、曲げ戻し加工の効果の大きいことを示
している。
、コイル成形後コイル内側で圧縮残留応力が生じている
のに対して、従来法によるコイルばねでは、引張残留応
力が生じており、曲げ戻し加工の効果の大きいことを示
している。
また、第２図中）に示すように、本発明によるコイルば
ねでは、ショットピーニングを実施した後、さらに圧縮
残留応力が付与される結果、従来法によるコイルばねに
比べて、深くて大きな圧縮残留応力が生じている。一方
、従来法によるコイルばねでは、コイル成形後の引張残
留応力が、低温焼鈍処理で完全に除去されず残存し、こ
のためショットピーニング後の圧縮残留応力が低くなる
ことが示されている。
ねでは、ショットピーニングを実施した後、さらに圧縮
残留応力が付与される結果、従来法によるコイルばねに
比べて、深くて大きな圧縮残留応力が生じている。一方
、従来法によるコイルばねでは、コイル成形後の引張残
留応力が、低温焼鈍処理で完全に除去されず残存し、こ
のためショットピーニング後の圧縮残留応力が低くなる
ことが示されている。
以上のように、この発明の製造方法によれば、曲げ加工
したばね素材に曲げ戻し加工を施して、コイルばね内側
より引張残留応力を除去すると共に、圧縮残留応力を付
与するようにしたので、従来の製造方法によるコイルば
ねに比べて成形後のコイルばねに高い耐疲れ性を付与す
ることができる。
したばね素材に曲げ戻し加工を施して、コイルばね内側
より引張残留応力を除去すると共に、圧縮残留応力を付
与するようにしたので、従来の製造方法によるコイルば
ねに比べて成形後のコイルばねに高い耐疲れ性を付与す
ることができる。
第１図は本発明方法によるコイルばねと従来方法による
コイルばねとの疲労試験の結果比較を示す図、第２図（
ａｌは上記両製造法によるコイルばねのコイル成形後に
おけるコイル内側表面からの軸方向残留分布を比較した
図、第２図（ｂｌは上記両コイルばねのショットピーニ
ング後におけるコイル内側表面からの軸方向残留応力分
布を比較した図である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 同 代理人 鎌 １） 文 −圧縮−−引
張 ＋十 振幅応力（にｇ／ｍｍ”）
コイルばねとの疲労試験の結果比較を示す図、第２図（
ａｌは上記両製造法によるコイルばねのコイル成形後に
おけるコイル内側表面からの軸方向残留分布を比較した
図、第２図（ｂｌは上記両コイルばねのショットピーニ
ング後におけるコイル内側表面からの軸方向残留応力分
布を比較した図である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 同 代理人 鎌 １） 文 −圧縮−−引
張 ＋十 振幅応力（にｇ／ｍｍ”）
Claims (2)
- （１）線状又は棒状のばね素材を、冷間状態で曲げ加工
してコイルばねに成形するコイルばねの製造方法におい
て、上記ばね素材を所望のコイル径より小さいコイル径
に曲げ加工し、その後、曲げ戻し加工を施して所望のコ
イル径に成形することを特徴とするコイルばねの製造方
法。 - （２）上記曲げ加工と曲げ戻し加工との間に、ばね素材
に低温焼鈍処理を施す請求項（１）記載のコイルばねの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8829746A JPH01205838A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | コイルばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8829746A JPH01205838A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | コイルばねの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205838A true JPH01205838A (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=12284664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8829746A Pending JPH01205838A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | コイルばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01205838A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020019737A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | 전재문 | 코일스프링 및 그 제조방법 |
| JP2020001037A (ja) * | 2019-08-01 | 2020-01-09 | 富士フィルター工業株式会社 | 金属製多孔体、金属製フィルタ及び金属製多孔体の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP8829746A patent/JPH01205838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020019737A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | 전재문 | 코일스프링 및 그 제조방법 |
| JP2020001037A (ja) * | 2019-08-01 | 2020-01-09 | 富士フィルター工業株式会社 | 金属製多孔体、金属製フィルタ及び金属製多孔体の製造方法 |
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