JPH1099928A - コイルばね製造方法 - Google Patents
コイルばね製造方法Info
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- JPH1099928A JPH1099928A JP26044796A JP26044796A JPH1099928A JP H1099928 A JPH1099928 A JP H1099928A JP 26044796 A JP26044796 A JP 26044796A JP 26044796 A JP26044796 A JP 26044796A JP H1099928 A JPH1099928 A JP H1099928A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】冷間成形と熱間成形の短所を無くし、しかも、
鋼線をコイル状に成形するときの温度を自在に選択でき
るコイルばね製造方法を提供する。 【解決手段】高周波熱処理によって焼き入れ及び焼き戻
しが施された鋼線を３００℃でコイル状に成形し、その
後、コイルばねが３００℃から室温に冷却されるまでの
間にセッチングを施した。セッチングが終了したコイル
ばねに通常のショットピーニングを施してコイルばねと
した。
鋼線をコイル状に成形するときの温度を自在に選択でき
るコイルばね製造方法を提供する。 【解決手段】高周波熱処理によって焼き入れ及び焼き戻
しが施された鋼線を３００℃でコイル状に成形し、その
後、コイルばねが３００℃から室温に冷却されるまでの
間にセッチングを施した。セッチングが終了したコイル
ばねに通常のショットピーニングを施してコイルばねと
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼線をコイル状に
成形して製造されたコイルばねの製造方法に関する。
成形して製造されたコイルばねの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、各種の産業分野でコイルばね
が広く使用されている。このコイルばねの製造方法とし
ては、一般に、鋼線を常温でコイル状に成形する冷間成
形法と、鋼線をそのオーステナイト化温度でコイル状に
成形する熱間成形法とが知られている。
が広く使用されている。このコイルばねの製造方法とし
ては、一般に、鋼線を常温でコイル状に成形する冷間成
形法と、鋼線をそのオーステナイト化温度でコイル状に
成形する熱間成形法とが知られている。
【０００３】冷間成形法は、一般に、焼き入れ及び焼き
戻しが施された鋼線を、常温でコイル状に成形し、この
成形品の残留応力を除去する低温焼なましを施し、さら
にショットピーニングを施し、その後、所定荷重を負荷
するセッチングを施してコイルばねを製造する方法であ
る。この冷間成形法では、常温で成形するので表面の脱
炭などが無く仕上がり精度に優れ、また、加工硬化によ
って高強度のコイルばねを製造できるという利点があ
る。しかし、常温では鋼線の変形抵抗が大きいので、コ
イリングピンを用いて冷間でコイル状に成形する自動ば
ね成形機のうち最大級のものを使用しても、成形できる
鋼線の引張強さは最大１９６１Ｎ／ｍｍ2（２００ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ）まで、また、直径は最大１４ｍｍまでとい
われている。なお、旋盤を使って芯がねでコイル状に成
形する芯がね式ばね成形機を用いると、１９６１Ｎ／ｍ
ｍ2 を超える引張強さで１４ｍｍを超える直径の鋼線を
ばね成形できるものの、この芯がね式ばね成形機では鋼
線送り速度が遅いので大量生産には向かない。
戻しが施された鋼線を、常温でコイル状に成形し、この
成形品の残留応力を除去する低温焼なましを施し、さら
にショットピーニングを施し、その後、所定荷重を負荷
するセッチングを施してコイルばねを製造する方法であ
る。この冷間成形法では、常温で成形するので表面の脱
炭などが無く仕上がり精度に優れ、また、加工硬化によ
って高強度のコイルばねを製造できるという利点があ
る。しかし、常温では鋼線の変形抵抗が大きいので、コ
イリングピンを用いて冷間でコイル状に成形する自動ば
ね成形機のうち最大級のものを使用しても、成形できる
鋼線の引張強さは最大１９６１Ｎ／ｍｍ2（２００ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ）まで、また、直径は最大１４ｍｍまでとい
われている。なお、旋盤を使って芯がねでコイル状に成
形する芯がね式ばね成形機を用いると、１９６１Ｎ／ｍ
ｍ2 を超える引張強さで１４ｍｍを超える直径の鋼線を
ばね成形できるものの、この芯がね式ばね成形機では鋼
線送り速度が遅いので大量生産には向かない。
【０００４】一方、熱間成形法は、一般に、鋼線をその
オーステナイト化温度でコイル状に成形し、焼き入れ及
び焼き戻しを施し、さらにショットピーニングを施し、
その後、所定荷重を負荷するセッチングを施してコイル
ばねを製造する方法である。この熱間成形法では、鋼線
をそのオーステナイト化温度で成形するため鋼線の変形
抵抗が少なく、１９６１Ｎ／ｍｍ2 を超える引張強さの
鋼線や、１４ｍｍを超える直径の鋼線でも成形できると
いう利点がある。しかし、高温による鋼線の表面脱炭
や、高温の軟らかい状態で成形するので鋼線に疵が付き
易い。
オーステナイト化温度でコイル状に成形し、焼き入れ及
び焼き戻しを施し、さらにショットピーニングを施し、
その後、所定荷重を負荷するセッチングを施してコイル
ばねを製造する方法である。この熱間成形法では、鋼線
をそのオーステナイト化温度で成形するため鋼線の変形
抵抗が少なく、１９６１Ｎ／ｍｍ2 を超える引張強さの
鋼線や、１４ｍｍを超える直径の鋼線でも成形できると
いう利点がある。しかし、高温による鋼線の表面脱炭
や、高温の軟らかい状態で成形するので鋼線に疵が付き
易い。
【０００５】上記のように、コイルばねの冷間成形法と
熱間成形法にはそれぞれ長所と短所がある。そこで、こ
れら冷間成形法と熱間成形法の短所を無くすことを目的
とするコイルばね製造方法として、特開平５−０７８７
４８号公報に記載されたコイルばね製造方法が知られて
いる。
熱間成形法にはそれぞれ長所と短所がある。そこで、こ
れら冷間成形法と熱間成形法の短所を無くすことを目的
とするコイルばね製造方法として、特開平５−０７８７
４８号公報に記載されたコイルばね製造方法が知られて
いる。
【０００６】このコイルばね製造方法は、鋼線を、焼き
入れした後、焼き戻し温度に加熱した状態でコイル状に
成形し、２５０℃以上焼き戻し温度以下の範囲内の温度
に３０分以上保持し、さらにその後、所定荷重を負荷す
るセッチングを施す方法である。この製造方法によれ
ば、冷間成形法と熱間成形法の短所を解消し、さらに、
工程の簡略化と低コスト化を図ることができる、と上記
公報には記載されている。
入れした後、焼き戻し温度に加熱した状態でコイル状に
成形し、２５０℃以上焼き戻し温度以下の範囲内の温度
に３０分以上保持し、さらにその後、所定荷重を負荷す
るセッチングを施す方法である。この製造方法によれ
ば、冷間成形法と熱間成形法の短所を解消し、さらに、
工程の簡略化と低コスト化を図ることができる、と上記
公報には記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、焼き
戻し温度は鋼線の化学成分に基づいて決定される。従っ
て、上記の製造方法では、鋼線の化学成分に基づいて、
この鋼線がコイル状に成形される温度が決定されること
となる。このため、鋼線をコイル状に成形するときの温
度を選択する自由度が低く、鋼線の引張強度や直径に応
じて成形温度を適切に選択できないという問題がある。
また、鋼線の焼き戻し温度から外れた温度でこの鋼線を
コイル状に成形して、特有の機械的性質をもつコイルば
ねを製造したい場合も考えられるが、上記した従来の製
造方法ではこのような場合に対応できない。
戻し温度は鋼線の化学成分に基づいて決定される。従っ
て、上記の製造方法では、鋼線の化学成分に基づいて、
この鋼線がコイル状に成形される温度が決定されること
となる。このため、鋼線をコイル状に成形するときの温
度を選択する自由度が低く、鋼線の引張強度や直径に応
じて成形温度を適切に選択できないという問題がある。
また、鋼線の焼き戻し温度から外れた温度でこの鋼線を
コイル状に成形して、特有の機械的性質をもつコイルば
ねを製造したい場合も考えられるが、上記した従来の製
造方法ではこのような場合に対応できない。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、冷間成形と熱
間成形の短所を無くし、しかも、鋼線をコイル状に成形
するときの温度を自在に選択できるコイルばね製造方法
を提供することを目的とする。
間成形の短所を無くし、しかも、鋼線をコイル状に成形
するときの温度を自在に選択できるコイルばね製造方法
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１のコイルばね製造方法は、鋼線をコイル
状に成形してコイルばねを製造するコイルばね製造方法
において、鋼線をコイル状に成形するに当り、焼き入れ
及び焼き戻しが施された鋼線を２５０℃以上５５０℃以
下の範囲内の温度でコイル状に成形することを特徴とす
るものである。ここで、鋼線を前記範囲内の温度に加熱
するに当り、前記鋼線を高周波誘導加熱することが好ま
しい。
の本発明の第１のコイルばね製造方法は、鋼線をコイル
状に成形してコイルばねを製造するコイルばね製造方法
において、鋼線をコイル状に成形するに当り、焼き入れ
及び焼き戻しが施された鋼線を２５０℃以上５５０℃以
下の範囲内の温度でコイル状に成形することを特徴とす
るものである。ここで、鋼線を前記範囲内の温度に加熱
するに当り、前記鋼線を高周波誘導加熱することが好ま
しい。
【００１０】また、鋼線として、高周波熱処理によって
焼き入れ及び焼き戻しが施された鋼線を用いることが好
ましい。
焼き入れ及び焼き戻しが施された鋼線を用いることが好
ましい。
【００１１】さらに、鋼線として、１５６９Ｎ／ｍｍ2
（１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）以上２１５８Ｎ／ｍｍ2 （２
２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）以下の範囲内の引張強さをもつ鋼
線を用いることが好ましい。
（１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）以上２１５８Ｎ／ｍｍ2 （２
２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）以下の範囲内の引張強さをもつ鋼
線を用いることが好ましい。
【００１２】さらにまた、鋼線として、２０ｍｍ以下の
直径の鋼線を用いることが好ましい。
直径の鋼線を用いることが好ましい。
【００１３】さらにまた、鋼線として、複数本のコイル
ばねを製造できる長さの長尺材を用いることが好まし
い。ここで長尺材には、有限の長さの長尺材を溶接など
で接続して無限の長さにしたものも含まれる。
ばねを製造できる長さの長尺材を用いることが好まし
い。ここで長尺材には、有限の長さの長尺材を溶接など
で接続して無限の長さにしたものも含まれる。
【００１４】さらにまた、鋼線を２５０℃以上５５０℃
以下の範囲内の温度でコイル状に成形するに当り、鋼線
の直径に対するコイルばねの平均径の比が２．５以上に
なるように上記鋼線をコイル状に成形することが好まし
い。ここで鋼線の直径ｄに対するコイルばねの平均径Ｄ
の比とは、ばね指数と呼ばれるｃ＝Ｄ／ｄをいう。
以下の範囲内の温度でコイル状に成形するに当り、鋼線
の直径に対するコイルばねの平均径の比が２．５以上に
なるように上記鋼線をコイル状に成形することが好まし
い。ここで鋼線の直径ｄに対するコイルばねの平均径Ｄ
の比とは、ばね指数と呼ばれるｃ＝Ｄ／ｄをいう。
【００１５】さらにまた、鋼線を２５０℃以上５５０℃
以下の範囲内の温度でコイル状に成形してコイルばねを
製造した後、このコイルばねが上記範囲内の温度から室
温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用され
るときの荷重負荷方向の所定荷重をこのコイルばねに所
定時間負荷することが好ましい。
以下の範囲内の温度でコイル状に成形してコイルばねを
製造した後、このコイルばねが上記範囲内の温度から室
温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用され
るときの荷重負荷方向の所定荷重をこのコイルばねに所
定時間負荷することが好ましい。
【００１６】上記目的を達成するための本発明の第２の
コイルばね製造方法は、 （１）高周波熱処理によって長尺の鋼線に焼き入れ及び
焼き戻しを施し （２）この焼き入れ及び焼き戻しが施された上記鋼線を
高周波誘導加熱によって２５０℃以上５５０℃以下の範
囲内の温度に加熱し （３）この範囲内の温度で上記鋼線をコイル状に巻きな
がら所定長さに切断してコイルばねに成形し （４）このコイルばねに、このコイルばねが使用される
ときの荷重負荷方向の所定荷重を所定時間負荷し、その
後、 （５）このコイルばねにショットピーニングを施す ことを特徴とするものである。
コイルばね製造方法は、 （１）高周波熱処理によって長尺の鋼線に焼き入れ及び
焼き戻しを施し （２）この焼き入れ及び焼き戻しが施された上記鋼線を
高周波誘導加熱によって２５０℃以上５５０℃以下の範
囲内の温度に加熱し （３）この範囲内の温度で上記鋼線をコイル状に巻きな
がら所定長さに切断してコイルばねに成形し （４）このコイルばねに、このコイルばねが使用される
ときの荷重負荷方向の所定荷重を所定時間負荷し、その
後、 （５）このコイルばねにショットピーニングを施す ことを特徴とするものである。
【００１７】ここで、高周波熱処理とは、鋼線を高周波
誘導加熱する迅速な加熱処理と、この加熱処理で加熱さ
れた鋼線を均一に急冷する冷却処理とを組み合わせた熱
処理をいう。尚、上記（５）のショットピーニングは室
温で施されるものである。
誘導加熱する迅速な加熱処理と、この加熱処理で加熱さ
れた鋼線を均一に急冷する冷却処理とを組み合わせた熱
処理をいう。尚、上記（５）のショットピーニングは室
温で施されるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のコイルばね製造方
法の実施形態を説明する。
法の実施形態を説明する。
【００１９】ここでは、２種類の化学成分の鋼線Ａ，Ｂ
を使用してコイルばねを製造した。表１に、使用した鋼
線の化学成分を示す。また、表２に、表１の鋼線の線径
（直径）と機械的性質を示す。
を使用してコイルばねを製造した。表１に、使用した鋼
線の化学成分を示す。また、表２に、表１の鋼線の線径
（直径）と機械的性質を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】 表１に示すように、鋼線Ａと鋼線Ｂとの主な相違点は、
鋼線ＡはＶ（バナジウム）を含有していないが、鋼線Ｂ
はＶを含有している点に有る。また、表２に示すよう
に、鋼線Ａ，Ｂとして、線径が１１．０ｍｍと１５．０
ｍｍのものを使用した。鋼線Ａ，Ｂの引張強さは約１９
８０Ｎ／ｍｍ2 であり、引張試験後の絞りは３５．０％
から３５．９％までの範囲内の値であった。
鋼線ＡはＶ（バナジウム）を含有していないが、鋼線Ｂ
はＶを含有している点に有る。また、表２に示すよう
に、鋼線Ａ，Ｂとして、線径が１１．０ｍｍと１５．０
ｍｍのものを使用した。鋼線Ａ，Ｂの引張強さは約１９
８０Ｎ／ｍｍ2 であり、引張試験後の絞りは３５．０％
から３５．９％までの範囲内の値であった。
【００２２】上記した表１，２に示す鋼線Ａ，Ｂを用い
てコイルばねを製造した。この製造方法を比較例の製造
方法とともに図１に示す。
てコイルばねを製造した。この製造方法を比較例の製造
方法とともに図１に示す。
【００２３】図１は、コイルばねの製造方法を示す模式
図であり、（ａ）は本発明の製造方法の一例を示し、
（ｂ）は比較例の製造方法を示す。
図であり、（ａ）は本発明の製造方法の一例を示し、
（ｂ）は比較例の製造方法を示す。
【００２４】図１（ａ）に示す製造方法では、コイリン
グピンを用いて鋼線をコイル状に成形する自動ばね成形
機を使った。この製造方法では、高周波熱処理によって
鋼線Ａ，Ｂに焼き入れ及び焼き戻しを施した。このた
め、鋼線を短時間で加熱できた。焼き入れでは、鋼線
Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で９８０℃に迅速に加熱した
後、均一に急冷した。また、焼き戻しでは、焼き入れ後
の鋼線Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で４５０℃に迅速に加熱
した後、室温まで放冷した。このようにして焼き入れ及
び焼き戻しが施された鋼線Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で約
３００℃に急速に加熱した状態でコイル状に成形してコ
イルばねにした。その後、コイルばねが約３００℃から
室温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用さ
れるときの荷重負荷方向の荷重（ここでは、最大試験荷
重の１．１倍に相当する荷重とした）を約３秒間負荷し
て、セッチングを施した。セッチングが終了したコイル
ばねに通常のショットピーニングを施して試験品のコイ
ルばねとした。
グピンを用いて鋼線をコイル状に成形する自動ばね成形
機を使った。この製造方法では、高周波熱処理によって
鋼線Ａ，Ｂに焼き入れ及び焼き戻しを施した。このた
め、鋼線を短時間で加熱できた。焼き入れでは、鋼線
Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で９８０℃に迅速に加熱した
後、均一に急冷した。また、焼き戻しでは、焼き入れ後
の鋼線Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で４５０℃に迅速に加熱
した後、室温まで放冷した。このようにして焼き入れ及
び焼き戻しが施された鋼線Ａ，Ｂを高周波誘導加熱で約
３００℃に急速に加熱した状態でコイル状に成形してコ
イルばねにした。その後、コイルばねが約３００℃から
室温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用さ
れるときの荷重負荷方向の荷重（ここでは、最大試験荷
重の１．１倍に相当する荷重とした）を約３秒間負荷し
て、セッチングを施した。セッチングが終了したコイル
ばねに通常のショットピーニングを施して試験品のコイ
ルばねとした。
【００２５】この製造方法では、焼き入れ及び焼き戻し
が施された鋼線を用いるので、鋼線の引張強度や直径に
応じて２５０℃以上５５０℃以下の範囲内から成形温度
を適宜に選択でき、所望の機械的性質をもつコイルばね
を製造できる。また、鋼線を２５０℃以上５５０℃以下
の範囲内の温度で成形するので、残留応力の少ないコイ
ルばねを製造でき、応力除去のための焼鈍処理をしなく
て済む。
が施された鋼線を用いるので、鋼線の引張強度や直径に
応じて２５０℃以上５５０℃以下の範囲内から成形温度
を適宜に選択でき、所望の機械的性質をもつコイルばね
を製造できる。また、鋼線を２５０℃以上５５０℃以下
の範囲内の温度で成形するので、残留応力の少ないコイ
ルばねを製造でき、応力除去のための焼鈍処理をしなく
て済む。
【００２６】なお。試験品のコイルばねの形状は、後述
する表３に示されている。また、ショットピーニングを
施した後、さらに、冷間でセッチングを施してもよく、
この場合も、後述する試験結果と同程度の優れたコイル
ばねを得ることができる。また、ここでは、鋼線とし
て、複数本のコイルばねを製造できる長さの長尺材を用
いたので、長尺の鋼線を連続的に成形してコイルばねを
製造でき、比較的低コストでコイルばねを製造できた。
する表３に示されている。また、ショットピーニングを
施した後、さらに、冷間でセッチングを施してもよく、
この場合も、後述する試験結果と同程度の優れたコイル
ばねを得ることができる。また、ここでは、鋼線とし
て、複数本のコイルばねを製造できる長さの長尺材を用
いたので、長尺の鋼線を連続的に成形してコイルばねを
製造でき、比較的低コストでコイルばねを製造できた。
【００２７】一方、図１（ｂ）に示す比較例の製造方法
では、旋盤を使って芯がねでコイル状に成形する芯がね
式ばね成形機を用いて、砥石を使って鋼線を切断した。
この方法では、高周波熱処理によって鋼線Ａ，Ｂに焼き
入れ及び焼き戻しを施すまでは、図１（ａ）の製造方法
と同様である。比較例の製造方法では、焼き入れ及び焼
き戻しが施された鋼線Ａ，Ｂを室温でコイル状に成形
（冷間成形）してコイルばねにした。その後、３７５℃
で低温焼鈍を施し、さらに、通常のショットピーニング
を施した。その後、このコイルばねが使用されるときの
荷重負荷方向の荷重（ここでは、最大試験荷重の１．１
倍に相当する荷重とした）を約３００℃で約３秒間負荷
してセッチングを施して試験品のコイルばねとした。
では、旋盤を使って芯がねでコイル状に成形する芯がね
式ばね成形機を用いて、砥石を使って鋼線を切断した。
この方法では、高周波熱処理によって鋼線Ａ，Ｂに焼き
入れ及び焼き戻しを施すまでは、図１（ａ）の製造方法
と同様である。比較例の製造方法では、焼き入れ及び焼
き戻しが施された鋼線Ａ，Ｂを室温でコイル状に成形
（冷間成形）してコイルばねにした。その後、３７５℃
で低温焼鈍を施し、さらに、通常のショットピーニング
を施した。その後、このコイルばねが使用されるときの
荷重負荷方向の荷重（ここでは、最大試験荷重の１．１
倍に相当する荷重とした）を約３００℃で約３秒間負荷
してセッチングを施して試験品のコイルばねとした。
【００２８】上述のようにして製造したコイルばねの形
状を表３に示す。
状を表３に示す。
【００２９】
【表３】 表３に示すＤ／ｄとは、上述したように、鋼線Ａ，Ｂの
線径ｄに対する試験品コイルばねの平均径Ｄの比をい
う。また、表３に示す有効巻数、自由高さ、及びばね定
数は、ばねの技術分野で用いられている通常の技術用語
である。
線径ｄに対する試験品コイルばねの平均径Ｄの比をい
う。また、表３に示す有効巻数、自由高さ、及びばね定
数は、ばねの技術分野で用いられている通常の技術用語
である。
【００３０】表３に示すように、線径１１．０ｍｍの鋼
線については、Ｄ／ｄが３．５の試験品コイルばねを製
造し、線径１５．０ｍｍの鋼線については、Ｄ／ｄが
３．５と６．５の試験品コイルばねを製造した。これら
の試験品コイルばねを用いて締付け（へたり）試験と耐
久試験を行った。締付け試験の試験条件を表４に示し、
耐久試験の試験条件を表５に示す。
線については、Ｄ／ｄが３．５の試験品コイルばねを製
造し、線径１５．０ｍｍの鋼線については、Ｄ／ｄが
３．５と６．５の試験品コイルばねを製造した。これら
の試験品コイルばねを用いて締付け（へたり）試験と耐
久試験を行った。締付け試験の試験条件を表４に示し、
耐久試験の試験条件を表５に示す。
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】 表４に示すように、締付け試験では、τｍａｘ＝１１７
７ＭＰａの締付け応力を試験品コイルばねに静的に付与
し、９６時間後の残留せん断歪を調べた。締付け試験は
２０℃と８０℃の温度で行われ、後述する表６から表８
までの「＊１」は、２０℃で行われた試験結果を示し、
「＊２」は、８０℃で行われた試験結果を示す。
７ＭＰａの締付け応力を試験品コイルばねに静的に付与
し、９６時間後の残留せん断歪を調べた。締付け試験は
２０℃と８０℃の温度で行われ、後述する表６から表８
までの「＊１」は、２０℃で行われた試験結果を示し、
「＊２」は、８０℃で行われた試験結果を示す。
【００３３】一方、表５に示すように、耐久試験では、
τｍａｘ＝６３７．５±５３９Ｎ／ｍｍ2 （最大値１１
７６．５Ｎ／ｍｍ2 最小値９８．５Ｎ／ｍｍ 2）の試験
応力を試験品コイルばねに１秒間に５回（５Ｈｚ）の試
験速度で繰り返して付与し、コイルばねが破損するまで
の回数を求めた。また、耐久試験は、２０℃〜２５℃の
範囲内の試験温度で行った。
τｍａｘ＝６３７．５±５３９Ｎ／ｍｍ2 （最大値１１
７６．５Ｎ／ｍｍ2 最小値９８．５Ｎ／ｍｍ 2）の試験
応力を試験品コイルばねに１秒間に５回（５Ｈｚ）の試
験速度で繰り返して付与し、コイルばねが破損するまで
の回数を求めた。また、耐久試験は、２０℃〜２５℃の
範囲内の試験温度で行った。
【００３４】上記した締付け試験と耐久試験の試験結果
を表６から表８までに示す。
を表６から表８までに示す。
【００３５】
【表６】
【００３６】
【表７】
【００３７】
【表８】 表６には、線径１１．０ｍｍの鋼線Ａ，Ｂを用いて製造
した、Ｄ／ｄ＝３．５の試験品コイルばねの試験結果を
示す。表６の「製造方法１」は、図１（ｂ）の比較例の
製造方法を示し、「製造方法２」は、図１（ａ）の本発
明法を示す。
した、Ｄ／ｄ＝３．５の試験品コイルばねの試験結果を
示す。表６の「製造方法１」は、図１（ｂ）の比較例の
製造方法を示し、「製造方法２」は、図１（ａ）の本発
明法を示す。
【００３８】表６に示すように、本発明法で製造された
試験品コイルばねの２０℃における残留せん断歪は、比
較例の製造方法で製造された試験品コイルばねの２０℃
における残留せん断歪に比べて一桁小さく、本発明法に
よれば非常に優れた耐へたり性を有するコイルばねを製
造できることが判明した。また、本発明法による試験品
コイルばねの耐久性は、比較例の製造方法で製造された
試験品コイルばねの耐久性よりも優れており、本発明法
によれば優れた耐久性を有するコイルばねを製造できる
ことも判明した。
試験品コイルばねの２０℃における残留せん断歪は、比
較例の製造方法で製造された試験品コイルばねの２０℃
における残留せん断歪に比べて一桁小さく、本発明法に
よれば非常に優れた耐へたり性を有するコイルばねを製
造できることが判明した。また、本発明法による試験品
コイルばねの耐久性は、比較例の製造方法で製造された
試験品コイルばねの耐久性よりも優れており、本発明法
によれば優れた耐久性を有するコイルばねを製造できる
ことも判明した。
【００３９】表７には、線径１５．０ｍｍの鋼線Ａ，Ｂ
を用いて製造した、Ｄ／ｄ＝６．５の試験品コイルばね
の試験結果を示す。表７の製造方法１は、図１（ｂ）の
比較例の製造方法を示し、製造方法２は、図１（ａ）の
本発明法を示す。
を用いて製造した、Ｄ／ｄ＝６．５の試験品コイルばね
の試験結果を示す。表７の製造方法１は、図１（ｂ）の
比較例の製造方法を示し、製造方法２は、図１（ａ）の
本発明法を示す。
【００４０】表７に示すように、本発明法で製造された
試験品コイルばねの８０℃における残留せん断歪は、比
較例の製造方法で製造された試験品コイルばねの８０℃
における残留せん断歪の約半分であり、本発明法によれ
ば高温においても優れた耐へたり性を有するコイルばね
を製造できることが判明した。また、本発明法による試
験品コイルばねの耐久性は、比較例の製造方法で製造さ
れた試験品コイルばねの耐久性よりも優れており、本発
明法によれば優れた耐久性を有するコイルばねを製造で
きることが判明した。
試験品コイルばねの８０℃における残留せん断歪は、比
較例の製造方法で製造された試験品コイルばねの８０℃
における残留せん断歪の約半分であり、本発明法によれ
ば高温においても優れた耐へたり性を有するコイルばね
を製造できることが判明した。また、本発明法による試
験品コイルばねの耐久性は、比較例の製造方法で製造さ
れた試験品コイルばねの耐久性よりも優れており、本発
明法によれば優れた耐久性を有するコイルばねを製造で
きることが判明した。
【００４１】表８には、線径１５．０ｍｍの鋼線Ａを用
いて製造した、Ｄ／ｄ＝３．５の試験品コイルばねの試
験結果を示す。表８の「製造方法２」は、図１（ａ）の
本発明法を示す。なお、表８に示す線径１５．０ｍｍの
鋼線Ａを用いて、図１（ｂ）の比較例の製造方法でＤ／
ｄ＝３．５の試験品コイルばねを製造しようとしたが、
冷間でコイル状に成形できなかった。
いて製造した、Ｄ／ｄ＝３．５の試験品コイルばねの試
験結果を示す。表８の「製造方法２」は、図１（ａ）の
本発明法を示す。なお、表８に示す線径１５．０ｍｍの
鋼線Ａを用いて、図１（ｂ）の比較例の製造方法でＤ／
ｄ＝３．５の試験品コイルばねを製造しようとしたが、
冷間でコイル状に成形できなかった。
【００４２】表８に示すように、本発明法で製造された
試験品コイルばねの８０℃における残留せん断歪は、
３．４１から４．３７までの範囲内であり、本発明法に
よれば優れた耐へたり性を有するコイルばねを製造でき
ることが判明した。また、表８に示すように本発明法に
よる試験品コイルばねの耐久性は優れており、本発明法
によれば高温においても優れた耐久性を有するコイルば
ねを製造できることが判明した。さらに、冷間では成形
できない直径の鋼線を成形でき、直径の大きい分、強度
の高いコイルばねを製造できた。
試験品コイルばねの８０℃における残留せん断歪は、
３．４１から４．３７までの範囲内であり、本発明法に
よれば優れた耐へたり性を有するコイルばねを製造でき
ることが判明した。また、表８に示すように本発明法に
よる試験品コイルばねの耐久性は優れており、本発明法
によれば高温においても優れた耐久性を有するコイルば
ねを製造できることが判明した。さらに、冷間では成形
できない直径の鋼線を成形でき、直径の大きい分、強度
の高いコイルばねを製造できた。
【００４３】次に、図２を参照して本発明のコイルばね
製造方法の他の実施形態を説明する。
製造方法の他の実施形態を説明する。
【００４４】図１（ａ）に示す例では、鋼線を約３００
℃に加熱した状態でコイル状に成形してコイルばねにし
た後、コイルばねが約３００℃から室温に冷却されるま
での間にセッチングを施したが、図２に示すように、鋼
線を約３００℃に加熱した状態でコイル状に成形してコ
イルばねにした後、常温で通常のショットピーニングを
施し、その後、冷間でセッチングを施してもよい。この
場合も、図１（ｂ）に示す比較例の方法で得られたコイ
ルばねよりも耐へたり性と耐久性に優れたコイルばねを
得ることができる。
℃に加熱した状態でコイル状に成形してコイルばねにし
た後、コイルばねが約３００℃から室温に冷却されるま
での間にセッチングを施したが、図２に示すように、鋼
線を約３００℃に加熱した状態でコイル状に成形してコ
イルばねにした後、常温で通常のショットピーニングを
施し、その後、冷間でセッチングを施してもよい。この
場合も、図１（ｂ）に示す比較例の方法で得られたコイ
ルばねよりも耐へたり性と耐久性に優れたコイルばねを
得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコイルば
ね製造方法によれば、焼き入れ及び焼き戻しが施された
鋼線を用いるので、鋼線の引張強度や直径に応じて２５
０℃以上５５０℃以下の範囲内から成形温度を適宜に選
択でき、所望の機械的性質をもつコイルばねを製造でき
る。また、鋼線を２５０℃以上５５０℃以下の範囲内の
温度で成形するので、残留応力の少ないコイルばねを製
造でき、応力除去のための焼鈍処理をしなくて済む。さ
らに、上記範囲内の温度で成形するので、冷間（常温）
で成形する場合に比べ、直径が太くて引張強さの高い鋼
線を使用できる。一方、熱間（鋼線のオーステナイト化
温度）で成形しないので、鋼線の脱炭、結晶粒の粗大
化、及び表面疵の発生を防止できる。
ね製造方法によれば、焼き入れ及び焼き戻しが施された
鋼線を用いるので、鋼線の引張強度や直径に応じて２５
０℃以上５５０℃以下の範囲内から成形温度を適宜に選
択でき、所望の機械的性質をもつコイルばねを製造でき
る。また、鋼線を２５０℃以上５５０℃以下の範囲内の
温度で成形するので、残留応力の少ないコイルばねを製
造でき、応力除去のための焼鈍処理をしなくて済む。さ
らに、上記範囲内の温度で成形するので、冷間（常温）
で成形する場合に比べ、直径が太くて引張強さの高い鋼
線を使用できる。一方、熱間（鋼線のオーステナイト化
温度）で成形しないので、鋼線の脱炭、結晶粒の粗大
化、及び表面疵の発生を防止できる。
【００４６】ここで、鋼線を上記範囲内の温度に加熱す
るに当り、鋼線を高周波誘導加熱する場合は、鋼線を短
時間で加熱できる。
るに当り、鋼線を高周波誘導加熱する場合は、鋼線を短
時間で加熱できる。
【００４７】また、鋼線として、高周波熱処理によって
焼き入れ及び焼き戻しが施された鋼線を用いる場合は、
高周波熱処理によって高強度になった鋼線を用いてコイ
ルばねを製造することとなるので、耐久性や耐へたり性
などの機械的性質のいっそう向上したコイルばねを製造
できる。したがって、小型で軽くても優れた機械的性質
をもつコイルばねを製造できる。
焼き入れ及び焼き戻しが施された鋼線を用いる場合は、
高周波熱処理によって高強度になった鋼線を用いてコイ
ルばねを製造することとなるので、耐久性や耐へたり性
などの機械的性質のいっそう向上したコイルばねを製造
できる。したがって、小型で軽くても優れた機械的性質
をもつコイルばねを製造できる。
【００４８】さらに、鋼線として、１５６９Ｎ／ｍｍ2
以上２１５８Ｎ／ｍｍ2 以下の範囲内の引張強さをもつ
鋼線を用いる場合は、鋼線の引張強さが向上した分、耐
へたり性と耐久性に優れたコイルばねを製造できる。
以上２１５８Ｎ／ｍｍ2 以下の範囲内の引張強さをもつ
鋼線を用いる場合は、鋼線の引張強さが向上した分、耐
へたり性と耐久性に優れたコイルばねを製造できる。
【００４９】さらにまた、鋼線として、２０ｍｍ以下の
直径の鋼線を用いる場合は、冷間では成形できない直径
の鋼線を成形できることとなり、直径の大きい分、強度
の高いコイルばねを製造できる。
直径の鋼線を用いる場合は、冷間では成形できない直径
の鋼線を成形できることとなり、直径の大きい分、強度
の高いコイルばねを製造できる。
【００５０】さらにまた、鋼線として、複数本のコイル
ばねを製造できる長さの長尺材を用いる場合は、長尺の
鋼線を連続的に成形してコイルばねを製造できるので、
比較的低コストでコイルばねを製造できる。
ばねを製造できる長さの長尺材を用いる場合は、長尺の
鋼線を連続的に成形してコイルばねを製造できるので、
比較的低コストでコイルばねを製造できる。
【００５１】さらにまた、鋼線を２５０℃以上５５０℃
以下の範囲内の温度でコイル状に成形するに当り、鋼線
の直径に対するコイルばねの平均径の比が２．５以上に
なるように鋼線をコイル状に成形する場合は、この比が
４未満のコイルばねを製造できることとなるので小型で
高強度のコイルばねを製造できる。
以下の範囲内の温度でコイル状に成形するに当り、鋼線
の直径に対するコイルばねの平均径の比が２．５以上に
なるように鋼線をコイル状に成形する場合は、この比が
４未満のコイルばねを製造できることとなるので小型で
高強度のコイルばねを製造できる。
【００５２】さらにまた、鋼線を２５０℃以上５５０℃
以下の範囲内の温度でコイル状に成形してコイルばねを
製造した後、このコイルばねが上記範囲内の温度から室
温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用され
るときの荷重負荷方向の所定荷重を該コイルばねに所定
時間負荷する場合は、耐へたり性のいっそう向上したコ
イルばねを得ることができる。
以下の範囲内の温度でコイル状に成形してコイルばねを
製造した後、このコイルばねが上記範囲内の温度から室
温に冷却されるまでの間に、このコイルばねが使用され
るときの荷重負荷方向の所定荷重を該コイルばねに所定
時間負荷する場合は、耐へたり性のいっそう向上したコ
イルばねを得ることができる。
【００５３】また、本発明の第２のコイルばね製造方法
によれば、高周波熱処理によって焼き入れ及び焼き戻し
が施された鋼線を用いてコイルばねを製造するので、高
強度になった鋼線を用いてコイルばねを製造することと
なり、耐久性や耐へたり性などのいっそう向上したコイ
ルばねを製造できる。また、長尺の鋼線を用いるので、
長尺の鋼線を連続的に成形してコイルばねを製造でき、
比較的低コストでコイルばねを製造できる。さらに、鋼
線を高周波誘導加熱によって２５０℃以上５５０℃以下
の範囲内の温度に加熱するので、短い時間で加熱でき
る。さらにまた、鋼線をコイル状に巻きながら所定長さ
に切断してコイルばねに成形するので、連続的にコイル
ばねを製造できる。さらにまた、コイルばねに所定荷重
を所定時間負荷するので、耐へたり性のいっそう向上し
たコイルばねを得ることができる。さらにまた、上記所
定荷重が負荷されたコイルばねにショットピーニングを
施すので、コイルばねの残留圧縮応力が増加して、耐へ
たり性のいっそう優れたコイルばねを得ることができ
る。
によれば、高周波熱処理によって焼き入れ及び焼き戻し
が施された鋼線を用いてコイルばねを製造するので、高
強度になった鋼線を用いてコイルばねを製造することと
なり、耐久性や耐へたり性などのいっそう向上したコイ
ルばねを製造できる。また、長尺の鋼線を用いるので、
長尺の鋼線を連続的に成形してコイルばねを製造でき、
比較的低コストでコイルばねを製造できる。さらに、鋼
線を高周波誘導加熱によって２５０℃以上５５０℃以下
の範囲内の温度に加熱するので、短い時間で加熱でき
る。さらにまた、鋼線をコイル状に巻きながら所定長さ
に切断してコイルばねに成形するので、連続的にコイル
ばねを製造できる。さらにまた、コイルばねに所定荷重
を所定時間負荷するので、耐へたり性のいっそう向上し
たコイルばねを得ることができる。さらにまた、上記所
定荷重が負荷されたコイルばねにショットピーニングを
施すので、コイルばねの残留圧縮応力が増加して、耐へ
たり性のいっそう優れたコイルばねを得ることができ
る。
【図１】（ａ）は、本発明のコイルばね製造方法の一実
施形態を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例のコイル
ばね製造方法を示す模式図である。
施形態を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例のコイル
ばね製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明のコイルばね製造方法の他の実施形態を
示す模式図である。
示す模式図である。
Claims (9)
- 【請求項１】 鋼線をコイル状に成形してコイルばねを
製造するコイルばね製造方法において、 鋼線をコイル状に成形するに当り、焼き入れ及び焼き戻
しが施された鋼線を２５０℃以上５５０℃以下の範囲内
の温度でコイル状に成形することを特徴とするコイルば
ね製造方法。 - 【請求項２】 前記鋼線を前記範囲内の温度に加熱する
に当り、前記鋼線を高周波誘導加熱することを特徴とす
る請求項１記載のコイルばね製造方法。 - 【請求項３】 前記鋼線として、高周波熱処理によって
焼き入れ及び焼き戻しが施された鋼線を用いることを特
徴とする請求項１又は２記載のコイルばね製造方法。 - 【請求項４】前記鋼線として、１５６９Ｎ／ｍｍ2 以上
２１５８Ｎ／ｍｍ2以下の範囲内の引張強さをもつ鋼線
を用いることを特徴とする請求項１，２，又は３記載の
コイルばね製造方法。 - 【請求項５】 前記鋼線として、２０ｍｍ以下の直径の
鋼線を用いることを特徴とする請求項１から４までのう
ちのいずれか一項に記載のコイルばね製造方法。 - 【請求項６】 前記鋼線として、複数本のコイルばねを
製造できる長さの長尺材を用いることを特徴とする請求
項１から５までのうちのいずれか一項に記載のコイルば
ね製造方法。 - 【請求項７】 前記鋼線を２５０℃以上５５０℃以下の
範囲内の温度でコイル状に成形するに当り、鋼線の直径
に対するコイルばねの平均径の比が２．５以上になるよ
うに前記鋼線をコイル状に成形することを特徴とする請
求項１から６までのうちのいずれか一項に記載のコイル
ばね製造方法。 - 【請求項８】 前記鋼線を２５０℃以上５５０℃以下の
範囲内の温度でコイル状に成形してコイルばねを製造し
た後、該コイルばねが前記範囲内の温度から室温に冷却
されるまでの間に、該コイルばねが使用されるときの荷
重負荷方向の所定荷重を該コイルばねに所定時間負荷す
ることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれ
か一項に記載のコイルばね製造方法。 - 【請求項９】 高周波熱処理によって長尺の鋼線に焼き
入れ及び焼き戻しを施し、 該焼き入れ及び焼き戻しが施された前記鋼線を高周波誘
導加熱によって２５０℃以上５５０℃以下の範囲内の温
度に加熱し、 該範囲内の温度で前記鋼線をコイル状に巻きながら所定
長さに切断してコイルばねに成形し、 該コイルばねに、該コイルばねが使用されるときの荷重
負荷方向の所定荷重を所定時間負荷し、その後、 該コイルばねにショットピーニングを施すことを特徴と
するコイルばね製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26044796A JP3555814B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | コイルばね製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26044796A JP3555814B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | コイルばね製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099928A true JPH1099928A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3555814B2 JP3555814B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=17348070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26044796A Expired - Fee Related JP3555814B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | コイルばね製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3555814B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101116808B1 (ko) * | 2009-03-19 | 2012-02-28 | 조태구 | 스프링 제조방법 |
| WO2015045756A1 (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 中央発條株式会社 | コイルばねの成形方法及び成形装置 |
| CN105127333A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-09 | 南车戚墅堰机车有限公司 | 避免脱碳层发生的弹簧卷制工艺 |
| CN106181239A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-12-07 | 苏州切浦汽车零部件有限公司 | 电动尾门弹簧的制造工艺 |
| CN110369647A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-25 | 重庆成俊工贸有限公司 | 一种缓冲弹簧生产工艺 |
-
1996
- 1996-10-01 JP JP26044796A patent/JP3555814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101116808B1 (ko) * | 2009-03-19 | 2012-02-28 | 조태구 | 스프링 제조방법 |
| WO2015045756A1 (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 中央発條株式会社 | コイルばねの成形方法及び成形装置 |
| JP2015062941A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 中央発條株式会社 | コイルばねの成形方法及び成形装置 |
| CN105592952A (zh) * | 2013-09-26 | 2016-05-18 | 中央发条株式会社 | 螺旋弹簧的成形方法以及成形装置 |
| US10022778B2 (en) | 2013-09-26 | 2018-07-17 | Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha | Coil spring forming method and forming device |
| CN105127333A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-09 | 南车戚墅堰机车有限公司 | 避免脱碳层发生的弹簧卷制工艺 |
| CN106181239A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-12-07 | 苏州切浦汽车零部件有限公司 | 电动尾门弹簧的制造工艺 |
| CN110369647A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-25 | 重庆成俊工贸有限公司 | 一种缓冲弹簧生产工艺 |
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