JPH0578748A - コイルばねの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れたばね特性を有するコイルばねが製造で
きると共に、コイルばねの製造工程の簡略化を図る。 【構成】 ばね用線材に焼入れ処理を施した後、焼戻し
温度に加熱した状態で成形を行い、さらに２５０℃以上
焼戻し温度以下の温度域において３０分以上保持した
後、前記温度域にてセッティング処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の懸架ばね等に使用
されるコイルばねの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられているコイルばねの製
造方法としては、冷間成形と熱間成形がある。冷間成形
は図１．に示すように予め焼入れ、焼戻し等の熱処理
を施して高強度化した線材を冷間成形にてコイル状に成
形する方法である。該製造工程における温度条件を図２
（Ｂ）に示す。

【０００３】一方、熱間成形は図１．に示すように、
線材をオーステナイト化温度以上の熱間状態でコイル状
に成形した後、この加熱状態を利用して焼入れ処理を施
し、高強度化するというものである。該製造工程におけ
る温度条件を図２（Ｃ）に示す。

【０００４】前記冷間成形は、熱間成形に比べ、高応力
を有するコイルばねが得られるという点で優れている
が、予め熱処理で高強度化した線材は、太径になるほど
冷間での成形が困難となるため、主として線径の細いも
のに用いられている。反面、例えば線径８ｍｍ以上の太
径の線材を加工するには、成形の容易さ及び加熱状態を
熱処理に利用できる点などから主に熱間成形が用いられ
ている。

【０００５】又、従来コイルばねの耐へたり性を向上さ
せるため、前記のばね加工後セッティング処理を行って
いる。これは予めばねに使用応力以上の荷重を同方向に
加えた後使用するもので、必要に応じては、この処理を
温度を上げた状態で行うホットセッティング処理が行わ
れる。この処理は前記セッティング効果と、残留応力除
去のための低温焼鈍の効果を重畳させると共に、短時間
でのセッティング効果を得ようとするものである。

【０００６】そして、冷間成形の場合、ばね加工後、残
留応力除去のための低温焼鈍処理、さらには鋼中に含ま
れる水素を除去するための時効処理がそれぞれ必要に応
じて施される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、ばねの成
形に際しては、ばね加工後の熱処理も含めて非常に多く
の工程を必要とし、冷間成形の場合、高応力の線材を加
工するため、線径の太いものは加工し難い。一方、熱間
成形の場合、一般の加熱方法では、加熱し、焼入れ温度
を保持するのに長時間を要し、線材表面層での脱炭、結
晶粒の粗大化が避けられず、又高温の柔らかい状態で成
形するため線材表面に疵が付き易い。

【０００８】又、ホットセッティングを行う場合、従来
は、ばね加工とは別工程にて所要の温度まで加熱し、セ
ッティング処理を行っていたため、工程が繁雑になると
共にコストが高くなるという問題があった。さらに、低
温焼鈍処理や時効処理についても、従来はばね加工とは
別工程で行っており、工程数が多くなると共にコスト高
につながるという問題があった。

【０００９】尚、特公平１−１８１２５号公報には、ば
ね成形後に矯正や保形の必要が無く、高い寸法制度の得
られるコイルばねの成形法として、焼入れ処理後、焼戻
し温度に加熱した状態でコイルばねを成形する方法が示
されているが、この方法においても、ばね加工後別工程
にて低温焼鈍処理や時効処理、さらにはセッティング処
理を必要とし、別途加熱工程を設けなければならないと
いう問題があった。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、より簡単な工程で、優れた特性のばねを製造
しうるコイルばねの製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明方法は、ばね用線材に焼入れ処理を施した
後、焼戻し温度に加熱した状態で成形を行い（温間成
形）、さらに２５０℃以上焼戻し温度（４６０℃前後）
以下の温度域において３０分以上保持した後、前記温度
域にてセッティング処理を施すことを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】このように、焼戻し温度域にて成形を行うこと
で、冷間成形よりも加工温度が高いため、線材の変形抵
抗が小さく、太径のものでも成形し易い。その一方、熱
間成形に比べ、加工温度が低く、焼入れ温度に保持する
時間が短いため、成形時に疵が発生し難く、又線材表面
層での脱炭や結晶粒の粗大化を抑制できる。

【００１３】又、焼戻し温度を利用し、２５０℃以上焼
戻し温度以下の温度域にて３０分以上保持することによ
って、再度加熱することなく、低温焼鈍処理（ばね加工
によって生じた加工歪みを除去するための熱処理）や時
効処理（鋼中の水素を除去するための熱処理）と同等の
効果を得ることができ、従来別工程にて行っていたこれ
らの熱処理工程を簡略化できると共に、省エネルギー、
低コスト化を実現できる。尚、前記の温度域としたの
は、２５０℃以下では目的とする効果（低温焼鈍処理及
び時効処理と同等の効果）を得るためには極めて長時間
を要し、実用上不適切だからであり、２５０℃以上であ
っても、少なくとも３０分以上の加熱を行わないと目的
とする効果は安定して得られ難いからである。

【００１４】さらに、前記温度域にてホットセッティン
グを行うことにより、セッティングのための加熱を行う
必要が無く、インラインで処理を行うことができるの
で、工程の簡略化及び低コスト化が図れる。

【００１５】

【実施例】実際に本発明方法によりコイルばねを作成し
てみた。線材は９．５ｍｍΦのもので、材質はＪＩＳ
ＳＵＰ６とＪＩＳ ＳＵＰ１１の２種類を用いた。前者
をＡ、後者をＢとする。各線材Ａ、Ｂをそれぞれ図１．
に示す方法にしたがって加工し、同一形状のコイルば
ねを製造した。尚、焼戻し温度は４６０℃であり、温間
成形後、４００℃にて４５分保持して、その後セッティ
ング処理を行った。これらの工程における温度条件を図
２（Ａ）に示す。

【００１６】

【試験例】前記実施例にて得られたコイルばねについ
て、ばね特性の評価試験を行った。比較例として、実施
例と同径、同材質の線材を、従来からの冷間成形（図
１．参照）及び熱間成形（図１．参照）にて加工し
たコイルばねを用い、疲労試験及びへたり試験を行って
その結果を比較した。疲労試験は、定歪型疲労試験機を
用い、１０⁷ 回での疲労限界を調査した。一方、へたり
試験は、τ＝１１０Ｋｇ／ｍｍ² の応力を付与した静的
締め付け試験により１００時間後のへたり量を調査し
た。疲労試験の結果を表１に、へたり試験の結果を表２
に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】表１に示すように、本発明方法によれば、
従来からの冷間成形や熱間成形により得られたコイルば
ねに比べて、ほぼ同等の疲労特性を有するコイルばねが
製造できることが確認された。又、表２に示すように、
へたり特性においても熱間成形により得られたコイルば
ねよりも優れた結果が得られ、冷間成形により得られた
コイルばねと比較しても、ほぼ同等の特性を有するばね
が得られることが確認された。さらに、本発明によれば
工程を簡略化でき、低コスト化を図ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、次のような効果が得られ、太径のコイルばねの製造
にも有効利用できる。 焼戻し温度域にて成形を行うことで、冷間成形よりも
加工温度が高いため、線材の変形抵抗が小さく、太径の
ものでも成形し易い。その一方、熱間成形に比べ、加工
温度が低く、焼入れ温度に保持する時間が短いため、成
形時に疵が発生し難く、又線材表面層での脱炭や結晶粒
の粗大化を抑制できる。

【００２１】焼戻し温度を利用し、２５０℃以上焼戻
し温度以下の温度域にて３０分以上保持することによっ
て、再度加熱することなく、低温焼鈍処理や時効処理を
兼ねることができ、従来別工程にて行っていたこれらの
熱処理工程を簡略化できると共に、省エネルギー、低コ
スト化を実現できる。

【００２２】２５０℃以上焼戻し温度以下の温度域に
てホットセッティングを行うことにより、セッティング
のための加熱を行う必要が無く、インラインで処理を行
うことができるので、工程の簡略化及び低コスト化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コイルばねの製造手順を示すもので、は本発
明方法、は従来からの冷間成形法、は従来からの熱
間成形法による工程図。

【図２】製造工程の進行に伴う温度条件を示すもので、
は本発明方法、は従来からの冷間成形法、は従来
からの熱間成形法によるグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばね用線材に焼入れ処理を施した後、焼
   戻し温度に加熱した状態で成形を行い、さらに２５０℃
   以上焼戻し温度以下の温度域において３０分以上保持し
   た後、前記温度域にてセッティング処理を施すことを特
   徴とするコイルばねの製造方法。