JPH02160130A

JPH02160130A - 冷間成形ばねの製造方法

Info

Publication number: JPH02160130A
Application number: JP31592388A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yasuda; 茂安田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-06-20

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、高強度冷間成形ばねの製造方法に関する。

（従来の技術）冷間成形ばねには、自動車用エンジンに使用されている
バルブスプリングや懸架用コイルばね等がある。冷間成
形コイルばねは、例えば第４図に示す装置により製造さ
れる。該装置において、コイルばね用素線６は、フィー
ドローラ５の回転により、ストレートナ８を通して曲が
りを矯正した後、ワイヤガイド４を通して送り出される
。送り出された素線６は第１コイリングピンｌ及び第２
コイリングピン２によって所定の曲率に曲げられ、ピッ
チツール３によって所定のピッチが付けられることによ
り成形されている。

上記の素線の成形においては、素線のコイリング時に、
スプリングバックによりコイルばねの内側に引張残留応
力が発生し、コイルばねの外側に圧縮残留応力が発生す
る。圧縮残留応力はばね強度を向上するが、引張残留応
力はばねの疲労強度や耐へたり性を悪化させるため好ま
しくない。従って、これを除去するために、従来より成
形後に低温（４００°Ｃ以下）で焼きなまし処理を施す
方法が行われている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の低温焼きなまし処理を施す方法に
おいても、引張残留応力を完全に除去することはできず
、さらに高温で焼きなまし処理を行うと、却って硬さ及
び引張強さが低下するため好ましくない。また、上記の
低温焼きなまし処理を施したコイルばねにショットピー
ニングを施しても、大きな表面圧縮残留応力が得られな
い。また、低温焼きなまし工程は時間を要するため、生
産性が低くなる。さらに、素線は硬度が１ｌＶ４５０〜
５５０と高いため、素線と摺動するコイリングピンが著
しく摩耗され、コイリングピンの耐久性の点で問題とな
っていた。

従って、本発明は低温焼きなまし処理を行うことなく、
コイルばねの内側の引張残留応力の発生を抑制でき、し
かもコイリングピンの摩耗の少ない冷間成形ばねの製造
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明の冷間成形ばねの
製造方法は、コイルばねの冷間コイリング工程前に、コ
イルばねの内側となる部分の素線表面を加熱することを
特徴とする。

加熱温度は、素線の材料強度が低下しない程度で且つ変
形能が高められる温度とする。具体的には、ばねの材料
、ばね諸元等により異なるが、通常、４５０　’Ｃ以下
の温度が好ましい。また、コイルばねの内側となる部分
の加熱は、例えば加熱することにより行うことができる
。加熱は、コイリングの直前に行うのが好ましい。

（作用）本発明の方法によると、冷間コイリング前に素線のコイ
ルばねの内側となる部分を高温に保持するため、変形能
が高まり、コイリング時に生ずる転位運動が活性化され
て、該部分に発生した歪みが解放されやすくなり、応力
の発生が防止される。これにより、コイリング時に該部
分に発生する引張残留応力の発生が抑制される。

従って、従来行われていた低温焼きなまし処理を行う必
要がないため、コイルばねの外側となる部分の圧縮残留
応力の減少を抑えることができる。

また、加熱されるのはコイルばねの内側となる部分のみ
であるため、ばね強度に好影響を及ぼす外側の圧縮残留
応力の発生には作用を及ぼさず、常温で成形する従来法
と変わりない応力が発生する。

また、コイルばね内側の変形能が高められ、コイリング
に必要な荷重が低くて良いため、コイリングピンに負荷
される応力が低減される。

さらに、その後の工程でショットピーニングを実施した
場合、内外面ともに、大きな表面圧縮残留応力が得られ
る。

（実施例）以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例：コイルばね用素線として、引張り強度が１９０ｋｇｆ／
ｍａ”となるようにオイルテンパー処理を施した線径３
．３　ｔｔｒｒｓのｓｗｏｓｃ−νばね鋼ワイヤを用い
、第１図に示すコイルばね製造装置により、第１表に示
す諸元のコイルばねを製造した。

第１表：ばね諸元コイルばねの成形は、フィードローラ５を回転させ、上
記素線６をストレートナ（図示せず）に通して曲げを矯
正した後、ワイヤガイド４を通して送り出し、ワイヤガ
イド４と第１コイリングビン１の間に設定した高周波誘
導コイル７によりコイル内側となるワイヤの片表面部を
、約４００°Ｃとなるように加熱し、その後第１コイリ
ングビンｌ及び第２コイリングピン２によって所定の曲
率に曲げ、ピッチツール３によって所定のピッチを付け
ることにより行った。

比較例：実施例と同一のワイヤを用いて、冷間コイリング前の加
熱を行わず、コイリング後に低温焼きなまし処理を行っ
て、上記の第１表に示すばね諸元のコイルばねを製造し
た。

試験例１：上記実施例及び比較例で製造したコイルばねの内側の引
張残留応力及び外側の圧縮残留応力を測定した。結果を
第２図のグラフに示す。グラフ中、Ｏは実施例のコイル
ばねの内側の引張残留応力を示し、・は比較例のコイル
ばねの内側の引張残留応力を示し、Δは実施例のコイル
ばねの外側の圧縮残留応力を示し、ムは比較例のコイル
ばねの外側の圧縮残留応力を示す。

試験例２：上記実施例及び比較例のコイルばねを疲れ試験に供した
。疲れ試験は、７０ｋｇｆ／−１の平均応力（τ、）で
１０″回繰り返したときに折損を生じる応力振幅を求め
ることにより行った。結果を第３図のグラフに示す。グ
ラフに示したように、実施例により製造されたコイルば
ねの応力振幅が４８であるのに対して、比較例により製
造されたコイルばねの応力振幅は４４であり、実施例の
コイルばねが比較例のコイルばねに比べて、応力振幅で
約１０％程度の高強度化が達成されていることがわかる
。

（発明の効果）本発明の高強度冷間成形ばねの製造方法は、前記した様
に、コイリング工程に素綿内側のみへの加熱工程を導入
したため、コイリング後の焼きなまし処理を行わなくと
も、疲労強度等を低下する原因となる引張残留応力の発
生を充分に抑制することができ、得られたコイルばねの
引張残留応力は従来方法によるものよりも低い。

従って、本発明の製造方法により得られたコイルばねは
強度に優れ、長寿命である。また、焼きなまし処理が必
要ないため、焼きなまし処理による圧縮残留応力の低下
がなく、しかもショットピーニングによる表面圧縮残留
応力向上効果も増強されるため、さらに強度の向上を図
ることができる。また、低温焼きなまし処理に要してい
た時間が必要ないため、処理時間が短縮され、さらに、
コイリングピンにかかる負荷が減少するため、コイリン
グピンの耐久性も向上４゜することから、生産性及び生産コストの点からも好まし
い結果となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例で使用するコイルばねの製
造装置を示す模式図、第２図は、本発明の一実施例及び
比較例で得られたコイルばねの残留応力を示すグラフ、
第３図は、本発明の一実施例及び比較例で得られたコイ
ルばねの疲れ試験の結果を示すグラフ、第４図は、従来
より使用されているコイルばねの製造装置を示す模式図
である。第１図第２図・冨３図・・・第１コイリングピン・・・第２コイリングピン・・・ピッチツール・・・素線・・・高周波誘導コイル特許出願人　トヨタ自動車株式会社１ｋｏｎｓらノ距ａｌｌ（ｍｍ）０実施例、引５１残ｇ疋・力・罠較例、引彊残留応力 Δ案３１！例、圧Ｓ情智広・カム叱較倒、圧ｌＩ残Ｗ応カ

Claims

【特許請求の範囲】

コイルばねの冷間コイリング工程前に、コイリング後コ
イルばねの内側となる部分の素線表面を加熱することを
特徴とする冷間成形ばねの製造方法。