JPH05148537A - 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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- JPH05148537A JPH05148537A JP17126591A JP17126591A JPH05148537A JP H05148537 A JPH05148537 A JP H05148537A JP 17126591 A JP17126591 A JP 17126591A JP 17126591 A JP17126591 A JP 17126591A JP H05148537 A JPH05148537 A JP H05148537A
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- coil spring
- stress
- peening
- residual stress
- shot peening
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Springs (AREA)
- Wire Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高強度で高い耐疲労性をもつコイルばねの製造
方法を提供する。 【構成】本発明のコイルばねの製造方法は、鉄鋼線材を
コイリング成形し、窒化処理し、ショットピーニングに
よる第一残留応力付与処理し、その後ストレスピーニン
グによる第二残留応力付与処理をするもの。窒化処理、
ショットピーニングおよびストレスピーニングにより、
本発明のコイルばねは、図１の実施例に示すように、最
表面ほど高い圧縮残留応力を持つ。本発明のコイルばね
に比較し、ストレスピーニングを省略した比較例１のコ
イルばね、ストレスピーニングに代えて２段階にショッ
トピーニングを実施した比較例２のコイルばね、窒化処
理を省略した比較例３のコイルばねはいずれも最表面部
分の圧縮残留応力の値が低い。
方法を提供する。 【構成】本発明のコイルばねの製造方法は、鉄鋼線材を
コイリング成形し、窒化処理し、ショットピーニングに
よる第一残留応力付与処理し、その後ストレスピーニン
グによる第二残留応力付与処理をするもの。窒化処理、
ショットピーニングおよびストレスピーニングにより、
本発明のコイルばねは、図１の実施例に示すように、最
表面ほど高い圧縮残留応力を持つ。本発明のコイルばね
に比較し、ストレスピーニングを省略した比較例１のコ
イルばね、ストレスピーニングに代えて２段階にショッ
トピーニングを実施した比較例２のコイルばね、窒化処
理を省略した比較例３のコイルばねはいずれも最表面部
分の圧縮残留応力の値が低い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンに使
用される弁ばね等の高強度高耐疲労ばねの製造方法に関
する。
用される弁ばね等の高強度高耐疲労ばねの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来技術】高強度高耐疲労ばねを製造する方法とし
て、引張強度の高い線材を使用し、コイリング成形し、
熱処理し、ショットピーニングによる残留応力付与処理
し、その後研磨処理して表面最大荒さを低減させる各工
程を実施する方法が知られている。また、特開平２−１
２９４２２号公報には、シリコンクロム清浄鋼線を使用
し、コイリング成形し、熱処理し、ショットピーニング
による残留応力付与処理し、その後研磨処理して表面最
大荒さＲmaｘを５μｍ以下にして高強度ばねを製造する
方法が記載されている。さらに、特開昭６３−７６７３
０号公報には、鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理
し、ショットピーニングの粒度を順次小さくした数段階
のショットピーニングを施すコイルばねの製造方法が記
載されている。
て、引張強度の高い線材を使用し、コイリング成形し、
熱処理し、ショットピーニングによる残留応力付与処理
し、その後研磨処理して表面最大荒さを低減させる各工
程を実施する方法が知られている。また、特開平２−１
２９４２２号公報には、シリコンクロム清浄鋼線を使用
し、コイリング成形し、熱処理し、ショットピーニング
による残留応力付与処理し、その後研磨処理して表面最
大荒さＲmaｘを５μｍ以下にして高強度ばねを製造する
方法が記載されている。さらに、特開昭６３−７６７３
０号公報には、鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理
し、ショットピーニングの粒度を順次小さくした数段階
のショットピーニングを施すコイルばねの製造方法が記
載されている。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】従来のショットピーニ
ングによる残留応力付与処理を行いその後研磨処理して
表面最大荒さをＲmax ５μｍとする方法は、ショットピ
ーニングにより表面の凹凸が大きくなるため比較的表面
を厚く研磨しなければならずそのために工数がかさむと
いった問題がある。
ングによる残留応力付与処理を行いその後研磨処理して
表面最大荒さをＲmax ５μｍとする方法は、ショットピ
ーニングにより表面の凹凸が大きくなるため比較的表面
を厚く研磨しなければならずそのために工数がかさむと
いった問題がある。
【０００４】また、窒化処理の後、数段階のショットピ
ーニングを施す方法も、ショットピーニングの回数が多
いため工数がかさむといった問題がある。本発明は製造
コストを低減でき、かつより耐疲労性の高いコイルばね
の製造方法を提供するものである。
ーニングを施す方法も、ショットピーニングの回数が多
いため工数がかさむといった問題がある。本発明は製造
コストを低減でき、かつより耐疲労性の高いコイルばね
の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、強度および耐
疲労性を高める手段としてコイリング成形した後に窒化
処理し、その後強いショットピーニングによる第一残留
応力付与処理とストレスピーニングによる第二残留応力
付与処理をすることが有効であることを見出し本発明を
完成したものである。
疲労性を高める手段としてコイリング成形した後に窒化
処理し、その後強いショットピーニングによる第一残留
応力付与処理とストレスピーニングによる第二残留応力
付与処理をすることが有効であることを見出し本発明を
完成したものである。
【０００６】すなわち、本発明のコイルばねの製造方法
は、鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理し、ショッ
トピーニングによる第一残留応力付与処理し、その後ス
トレスピーニングによる第二残留応力付与処理すること
を特徴とする。本発明のコイルばねの製造方法は、窒化
処理により高強度を付与し、ショットピーニングおよび
その後のストレスピーニングによる第一および第二の残
留応力付与処理により高い耐疲労性を付与している。
は、鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理し、ショッ
トピーニングによる第一残留応力付与処理し、その後ス
トレスピーニングによる第二残留応力付与処理すること
を特徴とする。本発明のコイルばねの製造方法は、窒化
処理により高強度を付与し、ショットピーニングおよび
その後のストレスピーニングによる第一および第二の残
留応力付与処理により高い耐疲労性を付与している。
【０００７】本発明のコイルばねの製造方法に使用され
る線材は、窒化処理により表面部が窒化されて表面部の
硬度が高くなる鉄鋼材である。特に、高強度ばね用とし
て従来より使用されている合金鋼オイルテンパー線とか
合金鋼硬引線が適している。係る線材は酸化皮膜をもつ
ものが好ましい。酸化皮膜はその後の工程のコイリング
成形を容易にする作用を成す。
る線材は、窒化処理により表面部が窒化されて表面部の
硬度が高くなる鉄鋼材である。特に、高強度ばね用とし
て従来より使用されている合金鋼オイルテンパー線とか
合金鋼硬引線が適している。係る線材は酸化皮膜をもつ
ものが好ましい。酸化皮膜はその後の工程のコイリング
成形を容易にする作用を成す。
【０００８】コイリング成形した後熱処理するのが好ま
しい。熱処理は残留応力や残留歪みを除去したり、硬度
を高くするために行う。合金鋼オイルテンパー線の熱処
理としては例えば４２０℃３０分間の低温焼鈍処理を実
施して、コイリングによって生じた残留応力や歪みの除
去を行うのが好ましい。また合金硬引線に対しては、焼
き入れ焼き戻し処理を実施してその硬度を高くするのが
好ましい。
しい。熱処理は残留応力や残留歪みを除去したり、硬度
を高くするために行う。合金鋼オイルテンパー線の熱処
理としては例えば４２０℃３０分間の低温焼鈍処理を実
施して、コイリングによって生じた残留応力や歪みの除
去を行うのが好ましい。また合金硬引線に対しては、焼
き入れ焼き戻し処理を実施してその硬度を高くするのが
好ましい。
【０００９】線材として酸化皮膜を有するものを使用す
る場合には、窒化に先立ちデスケール処理を行うのが好
ましい。デスケール処理は、コイリング成形されたバネ
素材の表面の酸化皮膜を除去する工程で、酸化皮膜を取
り除くことによりより均一な窒化が可能となる。なお、
デスケール処理において、ばね素材の表面最大荒さをＲ
max ５μｍ以下にする必要のが好ましい。表面最大荒さ
をＲmax ５μｍを越えると、窒化の均一性が不十分とな
り、また、得られたコイルばねの表面研磨が必要とな
る。
る場合には、窒化に先立ちデスケール処理を行うのが好
ましい。デスケール処理は、コイリング成形されたバネ
素材の表面の酸化皮膜を除去する工程で、酸化皮膜を取
り除くことによりより均一な窒化が可能となる。なお、
デスケール処理において、ばね素材の表面最大荒さをＲ
max ５μｍ以下にする必要のが好ましい。表面最大荒さ
をＲmax ５μｍを越えると、窒化の均一性が不十分とな
り、また、得られたコイルばねの表面研磨が必要とな
る。
【００１０】デスケール処理としては電解研磨、酸洗い
（例えば５％程度の希塩酸に数分浸漬する。）、ショッ
トブラスト、ショットピーニング等で実施できる。ショ
ットブラスト、ショットピーニングでは特にばね素材の
表面荒さを増大させないように、比較的弱くブラストさ
れるような条件を選択する必要がある。例えば、ショッ
トピーニングでは、比較的柔らかいガラスビーズや砥粒
を使用するとか、直径０．３ｍｍ以下の細かいカットワ
イヤを使用するとか、直径０．３ｍｍのスチールショッ
トをしようすることによりばね素材の表面最大荒さをＲ
max ５μｍ以下にすることができる。
（例えば５％程度の希塩酸に数分浸漬する。）、ショッ
トブラスト、ショットピーニング等で実施できる。ショ
ットブラスト、ショットピーニングでは特にばね素材の
表面荒さを増大させないように、比較的弱くブラストさ
れるような条件を選択する必要がある。例えば、ショッ
トピーニングでは、比較的柔らかいガラスビーズや砥粒
を使用するとか、直径０．３ｍｍ以下の細かいカットワ
イヤを使用するとか、直径０．３ｍｍのスチールショッ
トをしようすることによりばね素材の表面最大荒さをＲ
max ５μｍ以下にすることができる。
【００１１】デスケールをショットブラスト、ショット
ピーニングで実施することにより、酸化皮膜を除去でき
る以外に次の工程の窒化が容易となる。窒化処理は表面
より約０．２ｍｍ程度の深さまで窒化し、表面より０．
０５から０．１ｍｍまでの表面部の硬度をＨv ８００か
ら９００程度とするものである。窒化処理そのものは従
来と同様に実施することができる。例えば、アンモニア
雰囲気中に４２０から５５０℃で２から６時間処理する
ことにより所定の窒化層を形成できる。
ピーニングで実施することにより、酸化皮膜を除去でき
る以外に次の工程の窒化が容易となる。窒化処理は表面
より約０．２ｍｍ程度の深さまで窒化し、表面より０．
０５から０．１ｍｍまでの表面部の硬度をＨv ８００か
ら９００程度とするものである。窒化処理そのものは従
来と同様に実施することができる。例えば、アンモニア
雰囲気中に４２０から５５０℃で２から６時間処理する
ことにより所定の窒化層を形成できる。
【００１２】ショットピーニングによる第一残留応力付
与処理についても、基本的には従来と同じである。この
ショットピーニング工程では、強いショットピーニング
を実施し残留応力を可能な限り表面より深く付与するの
が好ましい。シヨツトピーニングの後で低温焼鈍を実施
するのが好ましい。この低温焼鈍はショットピーニング
に起因する異常に大きい歪みを取り除きばね最表面部分
の金属組織を均一化する物である。
与処理についても、基本的には従来と同じである。この
ショットピーニング工程では、強いショットピーニング
を実施し残留応力を可能な限り表面より深く付与するの
が好ましい。シヨツトピーニングの後で低温焼鈍を実施
するのが好ましい。この低温焼鈍はショットピーニング
に起因する異常に大きい歪みを取り除きばね最表面部分
の金属組織を均一化する物である。
【００１３】この後、ストレスピーニングによる第二残
留応力付与処理を実施する。ストレスピーニングとは、
ばねに圧縮あるいは引張応力を作用させた状態で行うシ
ョットピーニングを意味する。ストレスピーニングのス
トレス付与によつて生ずるフック弾性による歪みが、シ
ョットピーニングによる金属組織の塑性流動によりスト
レスの作用した状態では減少することを利用するもの
で、ストレスを取り除くことにより逆の歪み、すなわち
圧縮残留応力が発生する。このストレスピーニングはシ
ョットピーニングによってはばねの最表面部分に作りが
たい圧縮残留応力を作るもので、ショットピーニングと
ストレスピーニングの両者によりばねの最表面から比較
的深い部分にまで大きな圧縮残留応力を形成できる。特
に本発明では、窒化処理層にストレスピーニングを実施
しているため、最表面まで圧縮残留応力が形成できる。
留応力付与処理を実施する。ストレスピーニングとは、
ばねに圧縮あるいは引張応力を作用させた状態で行うシ
ョットピーニングを意味する。ストレスピーニングのス
トレス付与によつて生ずるフック弾性による歪みが、シ
ョットピーニングによる金属組織の塑性流動によりスト
レスの作用した状態では減少することを利用するもの
で、ストレスを取り除くことにより逆の歪み、すなわち
圧縮残留応力が発生する。このストレスピーニングはシ
ョットピーニングによってはばねの最表面部分に作りが
たい圧縮残留応力を作るもので、ショットピーニングと
ストレスピーニングの両者によりばねの最表面から比較
的深い部分にまで大きな圧縮残留応力を形成できる。特
に本発明では、窒化処理層にストレスピーニングを実施
しているため、最表面まで圧縮残留応力が形成できる。
【００１４】このストレスピーニングの後にも低温焼鈍
を実施するのが好ましい。本発明の方法では、最表面部
分から比較的深い部分まで分布し、かつ表面に近い部分
程大きい圧縮残留応力が付与される。このため、高強度
でしかも耐疲労性にすぐれたコイルばねが製造できる。
を実施するのが好ましい。本発明の方法では、最表面部
分から比較的深い部分まで分布し、かつ表面に近い部分
程大きい圧縮残留応力が付与される。このため、高強度
でしかも耐疲労性にすぐれたコイルばねが製造できる。
【００１５】
実施例１ コイルばねの線材として、炭素０．６４重量％（以下、
％は特に明記されていない限り重量％を意味する）、珪
素１．４３％、マンガン０．６７％、燐０．０１５％、
硫黄０．００６％、クロム１．５７％、モリブデン０．
５７％、バナジウム０．０６％、残部鉄とからなる合金
鋼をオイルテンパーして、引張強度σB ＝２０９kgf/mm
2 の合金鋼オイルテンパー線としたものを使用した。
％は特に明記されていない限り重量％を意味する）、珪
素１．４３％、マンガン０．６７％、燐０．０１５％、
硫黄０．００６％、クロム１．５７％、モリブデン０．
５７％、バナジウム０．０６％、残部鉄とからなる合金
鋼をオイルテンパーして、引張強度σB ＝２０９kgf/mm
2 の合金鋼オイルテンパー線としたものを使用した。
【００１６】この線材をコイリングし、線径３．２mm、
コイル中心径２１．２mm、総巻数６．５巻、有効巻数
４．５巻、自由高さ５０mm、ばね定数２．４４５kgf/mm
2 のコイルばねに成形した。次にこのコイルばねを５０
０℃で３０分間熱処理し低温焼鈍をおこなった。その
後、直径０．２mmのスチールボールを使用し、１０分間
のマイクロショットピーニングを実施して表面の酸化皮
膜を除去した。この状態でのコイルの表面荒さはＲmax
２．５μｍであった。
コイル中心径２１．２mm、総巻数６．５巻、有効巻数
４．５巻、自由高さ５０mm、ばね定数２．４４５kgf/mm
2 のコイルばねに成形した。次にこのコイルばねを５０
０℃で３０分間熱処理し低温焼鈍をおこなった。その
後、直径０．２mmのスチールボールを使用し、１０分間
のマイクロショットピーニングを実施して表面の酸化皮
膜を除去した。この状態でのコイルの表面荒さはＲmax
２．５μｍであった。
【００１７】次にアンモニアガス雰囲気下で５００℃、
６時間のガス窒化を行いコイル表面に窒化層を形成し
た。その後、コイルの端面を切削して仕上げ処理し、続
いて直径０．８mmのカットワイヤを使用し、６０分間の
翼車遠心式加速装置を用いてショットピーニングを実施
し、コイル表面に第一圧縮残留応力を付与した。その後
に２５０℃１５分間の低温焼鈍を実施した。そして次に
締め付け応力（剪断応力）８０Kgf/mm2 で圧縮した状態
でコイルばねの内周面にエアーノズルショットによるシ
ョットピーニングいわゆるストレスピーニングを実施し
た。その後、再び、２５０℃１５分間の低温焼鈍を実施
し、異常に大きな内部歪みを除去し、弾性限界の低下を
抑制した。これにより本実施例のコイルばねを得た。
６時間のガス窒化を行いコイル表面に窒化層を形成し
た。その後、コイルの端面を切削して仕上げ処理し、続
いて直径０．８mmのカットワイヤを使用し、６０分間の
翼車遠心式加速装置を用いてショットピーニングを実施
し、コイル表面に第一圧縮残留応力を付与した。その後
に２５０℃１５分間の低温焼鈍を実施した。そして次に
締め付け応力（剪断応力）８０Kgf/mm2 で圧縮した状態
でコイルばねの内周面にエアーノズルショットによるシ
ョットピーニングいわゆるストレスピーニングを実施し
た。その後、再び、２５０℃１５分間の低温焼鈍を実施
し、異常に大きな内部歪みを除去し、弾性限界の低下を
抑制した。これにより本実施例のコイルばねを得た。
【００１８】このコイルばねの表面荒さはＲmax ２．６
μｍであり、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５８．５
kgf/mm2であった。なお、本実施例のコイルばねの圧縮
残留応力を図１の太い実線で示す。図中、横軸は表面か
らの深さを、縦軸は圧縮残留応力値を示す。この図より
本実施例のコイルばねは最表面にいたるまで、圧縮残留
応力が増加しているのがわかる。
μｍであり、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５８．５
kgf/mm2であった。なお、本実施例のコイルばねの圧縮
残留応力を図１の太い実線で示す。図中、横軸は表面か
らの深さを、縦軸は圧縮残留応力値を示す。この図より
本実施例のコイルばねは最表面にいたるまで、圧縮残留
応力が増加しているのがわかる。
【００１９】なお、第１比較例として、同じ合金鋼オイ
ルテンパー線を使用し、最後のストレスピーニングと低
温焼鈍のみを省略し、その他の工程は実施例１とまった
く同じにしてコイルばねを得た。このコイルばねの表面
荒さはＲmax２．６μｍ、５ｘ１０7 回の疲れ強さは、
６０±５７kgf/mm2 であった。また、このコイルばねの
圧縮残留応力を図１の破線で示す。図１の破線よりわか
るように、第１比較例のコイルばねは、表面から５０μ
ｍまでの圧縮残留応力が９０kgf/mm2 程度と低い。ま
た、表面から３０μｍ程度に最も大きい圧縮残留応力の
値を示し、最表面の圧縮残留応力の値は低くなってい
る。
ルテンパー線を使用し、最後のストレスピーニングと低
温焼鈍のみを省略し、その他の工程は実施例１とまった
く同じにしてコイルばねを得た。このコイルばねの表面
荒さはＲmax２．６μｍ、５ｘ１０7 回の疲れ強さは、
６０±５７kgf/mm2 であった。また、このコイルばねの
圧縮残留応力を図１の破線で示す。図１の破線よりわか
るように、第１比較例のコイルばねは、表面から５０μ
ｍまでの圧縮残留応力が９０kgf/mm2 程度と低い。ま
た、表面から３０μｍ程度に最も大きい圧縮残留応力の
値を示し、最表面の圧縮残留応力の値は低くなってい
る。
【００２０】さらに、第２比較例として、同じ合金鋼オ
イルテンパー線を使用し、実施例の最後のストレスピー
ニングに代えて第一のショットピーニングより小さい直
径０．２mmのスチールボールを使用し、３０分間の第２
回のショットピーニングを実施した。その他の工程は実
施例１とまったく同じにしてコイルばねを得た。このコ
イルばねの表面荒さはＲmax ２．０μｍ、５ｘ１０7 回
の疲れ強さは６０±５６．０kgf/mm2 であった。また、
このコイルばねの圧縮残留応力を図１の一点破線で示
す。図１の一点破線よりわかるように、この第２比較例
のコイルばねは、第１比較例のコイルばねに比較する
と、最表面の圧縮残留応力が僅かに高くなっているが、
改善の効果は大きくない。
イルテンパー線を使用し、実施例の最後のストレスピー
ニングに代えて第一のショットピーニングより小さい直
径０．２mmのスチールボールを使用し、３０分間の第２
回のショットピーニングを実施した。その他の工程は実
施例１とまったく同じにしてコイルばねを得た。このコ
イルばねの表面荒さはＲmax ２．０μｍ、５ｘ１０7 回
の疲れ強さは６０±５６．０kgf/mm2 であった。また、
このコイルばねの圧縮残留応力を図１の一点破線で示
す。図１の一点破線よりわかるように、この第２比較例
のコイルばねは、第１比較例のコイルばねに比較する
と、最表面の圧縮残留応力が僅かに高くなっているが、
改善の効果は大きくない。
【００２１】さらに、第３比較例として、実施例と同じ
合金鋼オイルテンパー線を使用し、実施例の窒化処理を
省略し、その他の工程は実施例１とまったく同じにして
コイルばねを得た。このコイルばねの表面荒さはＲmax
３．５μｍ、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５５．５
kgf/mm2 であった。また、このコイルばねの圧縮残留応
力を図１の二点破線で示す。第３比較例のコイルばねも
表面部分の圧縮残留応力が増加していない。また、表面
部分の圧縮残留応力の値も低い。
合金鋼オイルテンパー線を使用し、実施例の窒化処理を
省略し、その他の工程は実施例１とまったく同じにして
コイルばねを得た。このコイルばねの表面荒さはＲmax
３．５μｍ、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５５．５
kgf/mm2 であった。また、このコイルばねの圧縮残留応
力を図１の二点破線で示す。第３比較例のコイルばねも
表面部分の圧縮残留応力が増加していない。また、表面
部分の圧縮残留応力の値も低い。
【００２２】図１の破線、一点破線および二点破線より
比較例１〜３のコイルばねは最表面部分の圧縮残留応力
がいずれも低いことが分かる。これらに対して、図１の
太い実線で示す本実施例のコイルばねは、最表面に向か
うほど高い圧縮残留応力をもっている。 実施例２ 実施例２のコイルばねの線材として、実施例１のコイル
ばねの線材と同じ材質の合金鋼を硬引し、引張強度σB
＝１３５kgf/mm2 の硬引線としたものを使用した。この
線材を実施例１と同じ方法、同じ条件でコイリング成形
した。次に実施例１の低温焼鈍に代えて、本実施例２で
は、９３０℃で７分間の焼入れ、４５０℃で２０分間の
焼戻し処理を実施した。この後は実施例１と同じ方法で
の、表面の酸化皮膜の除去、ガス窒化によるコイル表面
の窒化層の形成、端面切削による仕上げ処理、続いて翼
車遠心式加速装置を用いてのショットピーニングによる
コイル表面への第一圧縮残留応力の付与、その後の２５
０℃１５分間の低温焼鈍、さらに締め付け応力（剪断応
力）８０Kgf/mm2 で圧縮した状態でコイルばねの内周面
にエアーノズルショットによるストレスピーニングを実
施した。その後、再び、２５０℃１５分間の低温焼鈍を
実施し、本実施例のコイルばねを得た。
比較例１〜３のコイルばねは最表面部分の圧縮残留応力
がいずれも低いことが分かる。これらに対して、図１の
太い実線で示す本実施例のコイルばねは、最表面に向か
うほど高い圧縮残留応力をもっている。 実施例２ 実施例２のコイルばねの線材として、実施例１のコイル
ばねの線材と同じ材質の合金鋼を硬引し、引張強度σB
＝１３５kgf/mm2 の硬引線としたものを使用した。この
線材を実施例１と同じ方法、同じ条件でコイリング成形
した。次に実施例１の低温焼鈍に代えて、本実施例２で
は、９３０℃で７分間の焼入れ、４５０℃で２０分間の
焼戻し処理を実施した。この後は実施例１と同じ方法で
の、表面の酸化皮膜の除去、ガス窒化によるコイル表面
の窒化層の形成、端面切削による仕上げ処理、続いて翼
車遠心式加速装置を用いてのショットピーニングによる
コイル表面への第一圧縮残留応力の付与、その後の２５
０℃１５分間の低温焼鈍、さらに締め付け応力（剪断応
力）８０Kgf/mm2 で圧縮した状態でコイルばねの内周面
にエアーノズルショットによるストレスピーニングを実
施した。その後、再び、２５０℃１５分間の低温焼鈍を
実施し、本実施例のコイルばねを得た。
【００２３】このコイルばねの表面荒さはＲmax ３．０
μｍであり、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５８．２
kgf/mm2であった。なお、本実施例のコイルばねの圧縮
残留応力を図１の細い実線で示す。この図より本実施例
２のコイルばねは、実施例１のコイルばねと同様に最表
面にいたるまで、圧縮残留応力が増加しているのがわか
る。
μｍであり、５ｘ１０7 回の疲れ強さは６０±５８．２
kgf/mm2であった。なお、本実施例のコイルばねの圧縮
残留応力を図１の細い実線で示す。この図より本実施例
２のコイルばねは、実施例１のコイルばねと同様に最表
面にいたるまで、圧縮残留応力が増加しているのがわか
る。
【００２４】本発明の方法で得られたコイルばねの高い
耐疲労性は、図１太い実線および細い実線に示すように
最表面に向かうほど高い圧縮残留応力をもっていること
に起因すると考えられる。
耐疲労性は、図１太い実線および細い実線に示すように
最表面に向かうほど高い圧縮残留応力をもっていること
に起因すると考えられる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のコイルばねの製造方法では、鉄
鋼線材をコイリング成形した後、窒化処理し、ショット
ピーニングによる第一残留応力付与処理及びその後のス
トレスピーニングによる第二残留応力付与処理を実施し
ている。これにより得られるコイルばねは最表面に向か
うほど高い圧縮残留応力をもつ。このため、高強度で高
い耐疲労性をもつコイルばねが得られる。
鋼線材をコイリング成形した後、窒化処理し、ショット
ピーニングによる第一残留応力付与処理及びその後のス
トレスピーニングによる第二残留応力付与処理を実施し
ている。これにより得られるコイルばねは最表面に向か
うほど高い圧縮残留応力をもつ。このため、高強度で高
い耐疲労性をもつコイルばねが得られる。
【図１】実施例のコイルばねと比較例のコイルばねの表
面からの深さと圧縮残留応力の値の関係を示す線図であ
る。
面からの深さと圧縮残留応力の値の関係を示す線図であ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 1/02 Ａ 8917−3Ｊ (72)発明者 近藤 覚 愛知県愛知郡東郷町大字春木字蛭池１番地 株式会社東郷製作所内 (72)発明者 伊沢 佳伸 愛知県愛知郡東郷町大字春木字蛭池１番地 株式会社東郷製作所内 (72)発明者 中野 修 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安田 茂 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 内田 尚志 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 小野田 光芳 千葉県習志野市東習志野７丁目５番１号 鈴木金属工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理
し、ショットピーニングによる第一残留応力付与処理
し、その後ストレスピーニングによる第二残留応力付与
処理することを特徴とするコイルばねの製造方法。 - 【請求項２】 鉄鋼線材は焼入焼戻鋼線である請求項１
のコイルばねの製造方法。 - 【請求項３】 鉄鋼線材は合金鋼硬引線である請求項１
のコイルばねの製造方法。 - 【請求項４】 コイリング成形する鉄鋼線材は酸化皮膜
を有し、窒化処理前にデスケール処理する請求項１のコ
イルばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17126591A JPH05148537A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | コイルばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17126591A JPH05148537A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | コイルばねの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148537A true JPH05148537A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=15920125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17126591A Pending JPH05148537A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | コイルばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148537A (ja) |
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-
1991
- 1991-07-11 JP JP17126591A patent/JPH05148537A/ja active Pending
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| JPWO2021192010A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | ||
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