JPH0560635U - コイルばねの温間成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、送り込みロ−ラを加熱せずに大径
高強度線材を成形可能をするコイルばね温間成形装置を
提供することを目的とする。 【構成】 連続的に供給される大径高強度ばね用線材１
を送り込みロ−ラ２と、送り込みロ−ラ２の後段にある
ワイヤ−ガイド３を経由して、コイリングピンもしくは
コイリングロ−ラからなる成形機構(Ｃ)を備え、線材１
を成形機構(Ｃ)に送り込んで所定形状のコイルばねに成
形するコイルばねの温間成形装置において、ワイヤ−ガ
イド３は、この出口直前に線材１を温間領域まで加熱す
る急速加熱手段を内蔵し、急速加熱手段は、ワイヤ−ガ
イド３における線材送り通路３１上の曲げ応力作用点よ
りも線材送り方向側に設けた所定形状の空間３２に、周
囲を絶縁性磁性体７で被覆されて線材送り通路３１と同
心状に配置された誘導加熱コイル６であることを特徴と
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種機械装置に多用されているコイルばね、例えば、就中大径高強 度コイルばねの温間成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ばねを製造する場合、通常線径８〜９ｍｍ以下の細径線材からなるコイルばね は、素材線材を引抜き加工や熱処理で所定の強度としたうえで冷間成形して、コ イルばねとなし、線径１０ｍｍ以上の大径線材からなるコイルばねは、成形困難 さから素材線材を熱間でコイルばね形状に成形のうえ熱処理で所定強度を付与し て製品としている。しかしながら、近来上記大径線材からなるコイルばねも、例 えば、本出願人の出願発明にかかる特公昭５９−１３５６８号に開示される如く 、素材線材に所定の熱処理を施すことにより、引張り強さ１５０Ｋｇｆ/ｍｍ²以 上でありながら冷間成形性が極めて良好なばね用線材が開発されて大径高強度線 材も冷間形成が可能となった。

【０００３】 一方、同じく本出願人の出願発明にかかる特公昭５９−１０９７５号に開示さ れる如く、抗張力１５０Ｋｇｆ/ｍｍ²以上としたばね用オイルテンパ−線等の線 材を連続的に高周波誘導加熱等の急熱により３００〜６００℃の適当な温度に加 熱した状態でコイル成形することにより、ばね材として具備すべき機械的性質を 保持したまま容易にコイル成形しうるコイルばねの製造方法も開発された。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記特公昭５９−１０９７５号に示される実施例では、第２図に示 す如く、線材コイル（Ａ）から供給される線材１は、送り込みロ−ラ群２、ワイ ヤ−ガイド３およびガイドロ−ラまたはガイドピン４からなるコイルばね成形機 構（Ｃ）に送給される前に例えば高周波誘導加熱コイル６を備えた温間加熱装置 （Ｂ）を通過するようにしているので、温間領域にまで加熱された線材１が通過 する上記送り込みロ−ラ群２およびワイヤ−ガイド３を耐熱材で調整せねばなら ず、また大径高強度線材の曲げ加工のためには線材１を強力な推力で送給する必 要から送り込みロ−ラ２の圧下を大に設定すると、塑性変形抵抗が低下している 線材１の真円度を低下させるなどの問題が生じるおそれがあった。なお、５とし て示すのは線材矯直ロ−ラである。

【０００５】 本考案は、上記従来技術に存する問題点を解消する目的でなされたもので、送 り込みロ−ラを加熱せずに大径高強度線材を成形可能をするコイルばね温間成形 装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するためには、本考案のコイルばねの温間成形装置では、連続 的に供給される大径高強度ばね用線材を送り込みロ−ラと、当該送り込みロ−ラ の後段にあるワイヤ−ガイドを経由して、コイリングピンもしくはコイリングロ −ラからなる成形機構を備え、上記線材を上記成形機構に送り込んで所定形状の コイルばねに成形するコイルばねの温間成形装置において、上記ワイヤ−ガイド は、この出口直前に上記線材を温間領域まで加熱する急速加熱手段を内蔵し、当 該急速加熱手段は、上記ワイヤ−ガイドにおける線材送り通路上の曲げ応力作用 点よりも線材送り方向側に設けた所定形状の空間に、周囲を絶縁性磁性体で被覆 されて線材送り通路と同心状に配置された誘導加熱コイルであることを特徴とす る。

【０００７】

【作用】

上述した本考案のコイルばねの温間成形装置では、急速加熱手段をワイヤ−ガ イド曲げ応力作用点より送り込みロ−ラ側に設定することにより、送り込みロ− ラにより強力な推力をもって送給される線材は、送り込みロ−ラの通過時には、 常温状態にあって塑性変形抵抗の低下はなく、他方、コイルリング時には、ワイ ヤ−ガイドの線材送り通路上にある曲げ応力作用点の直前に設けられている急速 加熱手段によって温間領域まで加熱して塑性変形抵抗を低下させているので、線 材がガイドロ−ラに衝接して、その走行方向を偏向せしめられる際の曲げ応力作 用点Ｆに作用する力を減少させることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照にして説明する。

【０００９】 第１図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本考案のコイルばね温間成形装置のコ イルばね成形機構（Ｃ）の要部を示す正面図、およびＡ−Ａ線断面図であって、 コイルばね成形機構（Ｃ）の送り込みロ−ラ群２は、互いに上下方向に所定の隙 間を隔てて、第１図（ａ）に示す如く、矢印方向に回転可能にして設けられてい る。

【００１０】 ワイヤ−ガイド３は、この長手方向に貫通する線材通路３１が形成されており 、この線材通路３１の一端開口を送り込みロ−ラ群２の上記所定隙間に対向させ た状態で、ガイド部材に取り付け固定されている。

【００１１】 コイリングロ−ラ４、４は、送り込みロ−ラ群２と反対側のワイヤ−ガイド３ の線材通路３１開口に対向する状態で配設されている。

【００１２】 また、ワイヤ−ガイド３は、この線材通路３１の出口（コイリングロ−ラ４、 ４側の開口）に近接した点Ｆとして示す位置に、コイリングロ−ラ４、４によっ て線材１の走行方向を偏向させて塑性加工する際にこの線材１に生じる曲げ応力 作用点を有しており、この曲げ応力作用点Ｆよりも送り込みロ−ラ群２、２側に は、線材通路３１を含む所定形状の空間３２が孔設されている。

【００１３】 この空間３２内には、線材１の径より巻回内径が所定だけ大径の誘導加熱コイ ル６を線材通路３１と同心状に配設し、かつその外周を絶縁性磁性体７でこの空 間３１内を埋める如くにして構成された急速加熱手段が設けられている。

【００１４】 誘導加熱コイル６は、所定周波数・出力電源Ｅに接続されており、この出力電 源Ｅの出力により誘導加熱コイル６内を所定送り速度で通過する線材１を所定の 温間領域まで誘導加熱する。上記温間領域は、線材１の強度を低下せしめない温 度でなければならず、もし線材１が焼入れ・焼戻し線材である場合には、戻し温 度以下の温度、例えば３００〜６００℃の範囲でなければならない。

【００１５】 絶縁性磁性体７は、例えばフェライトコア等からなり、誘導加熱コイル６から 発生する磁束を収束して加熱効率を高めるとともに、ワイヤ−ガイド３およびそ の周囲を加熱せしめないためにワイヤ−ガイド３の空間３２内に設けられている 。

【００１６】 このような構成において、線材１は、送り込みロ−ラ群２の上記所定の隙間に 通されて、この送り込みロ−ラ群２の回転力により推力Ｐが与えられ、ワイヤ− ガイド３の線材通路３１内に送り込まれる。そして、線材１は、誘導加熱コイル ６内を通って加熱され、コイリングロ−ラ４、４に衝接して、コイルばね形状に 成形される。

【００１７】 実験例 また、本考案者は本考案の効果を確認するために次の実験を行った。

【００１８】 （実験方法） 以下に示す供試体を使用して後記条件に従いコイルばねに成形し、成形時のワ イヤ−ガイド３の昇温状態の観察と形成されたコイルばねの性能を試験した。

【００１９】 供試体；線材材質…ＳｉＣｒ鋼 線 径…φ１４ｍｍ 強 度…１８０〜１９５Ｋｇｆ／ｍｍ²（焼入れ・焼戻し線材） 成形装置諸元；トルク…６０Ｋｇｍ 送り込み速度…２８ｍ／ｍｉｎ 高周波電力；周波数…１００Ｋ HZ 出 力…１５０Ｋｗ 加熱温度；３５０〜３７０℃ コイルばね形状；巻径…φ８４ｍｍ 巻数…８Ｎｔ 高さ…１４０ｍｍ （ワイヤ−ガイド観察） ワイヤ−ガイド３の誘導加熱コイル６が設けられている周辺に殆ど昇温が認め られず、その送り方向前方、即ち、出口近傍には３００℃程度の昇温が認められ た。

【００２０】 （耐へたり性試験） 試験条件をせん断応力１１５Ｋｇｆ／ｍｍ²（修正係数を含む），時間１００ ｈｒとして定歪締め付け試験を行い、同一供試体線材を冷間成形によって同一形 状のコイルばねとしたものの当該試験結果を比較した。

【００２１】 本考案供試体の永久歪……２．０／１０⁴ 冷間成形供試体の永久歪…２．８／１０⁴ 以上の実験結果から、ワイヤ−ガイド３に装着された誘導加熱コイル６は、そ の周囲を絶縁性磁性体７で被覆されているのでワイヤ−ガイド３を加熱すること なく、また線材走行時のみ急速加熱手段が動作するようにしているので、その出 口近傍の昇温も比較的低く押られることが確認されるとともに、成形されたコイ ルばねは特公昭５９−１０９７５号に開示された技術と同様に冷間塑性加工によ るコイルばね以上の性能を有することが確認された。

【００２２】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案のコイルばねの温間成形装置によれば、大径高強 度ばね用線材は、真円度を保証されつつ極めて容易にコイル成形可能となり、し かも、温間成形であるので成形後の残留歪が少ない点，強度低下をきたさない点 ，線材にスケ−ルを生じない点，脱炭のおそれがない点，表面粗さに変化を生じ ない点は勿論のこと、ホットストレッチングと称するものの効果と同様に耐クリ −プ性および耐疲労性向上等すべて前記特公昭５９−１０９７５号に示される発 明の効果と同等またはそれ以上の効果が得られるのは勿論のこと、線材送り込み 用ロ−ラ群は、耐熱材で調整する必要もなくなる。

【００２３】 また、ワイヤ−ガイドは、誘導加熱コイルを包蔵しているにもかかわらず漏洩 磁束がほとんどなく、また所定温間領域まで加熱された線材と接触するのは、当 該ワイヤ−ガイドの曲げ応力作用点より前方先端部のみであって、しかも当該曲 げ応力作用点に作用する力は、線材の弾性限が低くなって作用応力が低下してい るので、ワイヤ−ガイドには、ガイド疵がつきにくく、従って損耗がないので耐 用時間を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのコイルばねの温間成
形装置を示す図面であって、(a)は正面図を、(b)は(a)
におけるＡ−Ａ断面図である。

【図２】従来のコイルばねの温間成形装置と示す一部断
面正面図である。

【符号の説明】

１ 大径高強度ばね用線材 ２ 送り込みロ−ラ ３ ワイヤ−ガイド ４ コイリングピン ６ 誘導加熱コイル ７ 絶縁性磁性体 ３１ 線材通路 ３２ 空間 Ｆ 曲げ応力作用点 (Ｃ) 成形機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に供給される大径高強度ばね用線
   材を送り込みロ−ラと、当該送り込みロ−ラの後段にあ
   るワイヤ−ガイドを経由して、コイリングピンもしくは
   コイリングロ−ラからなる成形機構を備え、上記線材を
   上記成形機構に送り込んで所定形状のコイルばねに成形
   するコイルばねの温間成形装置において、 上記ワイヤ−ガイドは、この出口直前に上記線材を温間
   領域まで加熱する急速加熱手段を内蔵し、当該急速加熱
   手段は、上記ワイヤ−ガイドにおける線材送り通路上の
   曲げ応力作用点よりも線材送り方向側に設けた所定形状
   の空間に、周囲を絶縁性磁性体で被覆されて線材送り通
   路と同心状に配置された誘導加熱コイルであることを特
   徴とするコイルばねの温間成形装置。