JPS59174227A - ぜんまいばねの製造法 - Google Patents

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】 本発明はぜんまいはねり製造法に関する。

ばねにつ（・て疲れ強さを増強する為に、銅相の表面に
ショット（鋼粒）を噴射１−ることか行われている。所
謂ショットピーニングと称される方法である。従来この
ンヨットビーニンクハはね成形後の最終工程で行われて
（・る。又はね成形品の片面のみについて行われて〜・
る。

ところで、ぜんま（・はねは圧延工程ン経た例えば０．
１３ｍと（・う薄板を用（゛て曲げ加工ケ行（・はねに
成形し製造される。本発明者らレマこのぜんまいはねに
つ（・て成形後のばね片表面にショットピーニングン施
したところ、確力・に銅材の表面層に圧縮残留応力が付
与され疲れ強さを増加できることか判った。しかし、同
時に、このような薄板ケ使用して成るぜんま（・＆−Ｊ
ｌｎねについて成形後片表面にショットピーニングを施
すときには、製品に形くずれやねじれを生じ、又曲率が
変更される等のばね製品として好まし力箋らざる埃象を
引き起すことも判った。

負」ち、せつか（圧延工程、スリット工程、縁擢り（ラ
ンド加工）工程ン経てし１ねとして成形されてきたもの
に圧縮残留応カン付与すると（・うことでショットピー
ニングン族すことにをま問題があることが判つに。

本発明はかかる状況下に鑑み鋭意検討した結果完成し１
こもので、薄板を使用して製造されるぜんまいはねにつ
いて、圧縮残留応力を付与し疲労寿盆乞同上させると共
に、上記した諸問題馨）竹消することのできるぜんまい
ばねの製造法を提供することに成功した。

以下本発明のせんま（・ばねの製造法につ（・て詳述づ
−る。

第１図はｏｌ変ｌ・ルクぜんまいはねにつり・ての工程
ンローシートの一例ケ示づ−。

ステンレス鋼、ばかね銅等のはね素材（調料つにつ（゛
て冷間圧延を行って銅板と成し、次いで必要に比、じて
銅板表面を研磨し、一定の巾にスト リントし、縁擢り（ランＩ加工）を行い、曲げ加工を行
（・成形し、時効処理（例えば４００　”Ｃ２時間加熱
処叩）シ、次いで径の仕上りのバラツキを回避する等の
目的で一旦所定径よりも小さい径に成形されたばねを所
定径に拡大するプリセツティングを行（・司変トルクぜ
んま℃゛はねを初る。

第１図中、ブロック１，２及び３は材料両表面にンヨッ
トピーニングを施す本発明法ン説明する１こめのもので
ある。

本発明によれはブロック１に示す如き段階で即ちぜんま
いはね成形前冷間圧延途中工程に於（・てショットピー
ニングを施すか又はブロック２に示す如き段階で即ちぜ
んまいはね成形前冷間圧延後に於し・てショットピーニ
ング２施すことによれば素材工程で既に−の残留応力（
圧縮残留応力）を付与１−ることかでき、しかも成形後
のぜんまいはねにつ（・てショットピーニングを施す場
合に惹起する形くずれやねじれを生せず又曲率Δ変更さ
れることがな（・。又従来は成形後に別工程によりショ
ットピーニングを施してい１このであるか、ショットピ
ーニングを素材段階で行うので、はね最終製品までの製
造工程ン連続的に且−貫した工程でできる。

−力ブロック３は本発明に於（・て成形後にショットピ
ーニングを施す場合である。本発明に於いてはかかる成
形後にショットピーニングを施す場合にあっても形（ず
れやねじれの発生、曲率の変更を回避することに成功し
に０即ち従来法の如（片面にのみショットピーニングヲ
施す場合には一方向のみから成形材に圧がかかり１こり
１“るのでどうしても形くずれ匂ｊを生じてしまう。こ
れに対し本発明法の如く両面にショットピーニングを施
すことによれは両面から均等に圧をかけることもできる
ので、かかる問題点を解消できることを見（・出したこ
と圧ある。

従ってブロック１及びブロック２で示す如き素材工程に
於（・ても材料の両表面にショットピーニング欠施すこ
とは極めて１効である。

このように本発明によれはショットピーニングによる悪
影響を回避できるので、薄板を使用するぜんま（・ばね
について形（ずれ等のない極めて有利な方法を提供でき
る。

本発明に於いては素材工程で或いは成形工程後にショッ
トピーニングを本発明法に従い実施すればよ（、他は公
知の方法に従い実施すればよ（・。

但し、本発明に於い℃はぜんま（・ばねにつ（・て時効
処理をするときにはなるべ（低温で例えは２００℃程度
の温度で実施１−ることか好ましい。

第２図は第１図に示す成形工程乞説明づ−る側面図であ
り、縁擢り後の鋼帯４にタンク５から鋳鉄６のチルショ
ットを行い、送りローラー７、ガイド８を経て、曲げ部
月９に銅帯を当接して曲げ加工を行い、ぜんまいはね１
０を得る。

尚本発明に於けるショットには鋳鉄のチルショットの他
、鋼粒ショット、カントワイヤーショット、マルテンシ
ョットなト各種ショット方式を採ることかできる。

上記曲げ加工罠於いて曲げ径を一定とするときには定ト
ルクぜんまいはねとなり、曲げ部材９を左右にスライド
させてトルク変化を与えるときには司変トルクぜんまい
ばねとすることができる。

この工程によりぜんまいばねが得られるが、更にプリセ
ツティングを施すことが良いことが本発明者らの鋭意検
討により明らかになった。

第６図はこのプリセツティング乞説明する図であり、所
定径よりも小さい径を有するぜんまいはね１０を支持ド
ラム１１に巻き付け、次いでセンティング用ドラム１２
に巻き句は（逆巻き９所定径にぜんまいはねビ仇太づ−
ることにより、径の仕上りにバラツキが発生すること乞
防止し２ソ １こり又はね製品につ（・てへ＄９が生じることを防止
でき、更にばねの疲労寿命を左右するはね使用時の引張
側表面の圧縮残留応力の絶対価暑より一層太き（するこ
とができる。

本発明に於いては以上述べた方法によりはね成形ケ行っ
てもよ（・か、材料両表面に前記し１こンヨットピーニ
ングＺ行うと同時に次の如き方法を組み合せることが好
ましい。

即ち第４図に示す如（、素材工程にたいてンヨソトヒー
ニング乞施された鋼帯４にバンクテンション装置１３に
より後方張力をかけ、且引出し装［１４により前方張力
をかけつつ、しごき部材１５により銅帯４をしどく。こ
の方法によればンヨットピーニングにより圧縮残留応力
が伺力され且二方向より張力をかけつつしごくことによ
り更にはね使用時の引張側表面に圧縮残留応力が句与さ
れるので、ぜんまいはねについて圧縮残留応力の絶対価
をより一層大きくすることができる。

又、第５図〜鞄７図はぜんまいはねにつ（゛てトルク変
化ン何与する二三の例を示すものであり、第４図で得ら
れた所定径よりも小さいぜんまいはねを第５図〜第７図
に示す態様によりトルク変化を与えると共に所定径に拡
大して疲労寿命の長いぜんまいはね例えば自動車のシー
トベルト巻取装置に使用される巻取はねとして好適に使
用できる可変トルクぜんまいはね馨取得することかでき
る。

第５図に示す態様は銅帯（定トルクぜんまいはね）４を
送りローラー１６，１６、ガイド１７．１７ｉ経て突当
てダイス１８に当接し、カイト１７と突当てダイス１８
との距１１ｍＬＹ変化させてトルク変化を付与し所定径
に折曲げ加工してぜんまいはね１００を得る態様を示す
。

第６囚は第５図と同様であるか、突当てダイス１８の鋼
帯４の進行方向に対する角度θを変化させて銅帯にトル
ク変化を句与し同時に折曲は加工して可変トルクぜんま
いはね１００をイ（ｌる実施態様を示す。

第７図は十）方イングロールにより銅帯の逆曲げ童乞変
化させることによりトルク変化を付与する態様ケ示し、
第７図では３本ロール１９゜２０．２１で例示するセツ
ティングロール２２の中火のロール２１の位置を点線で
示すように変化させることにより逆曲げ量乞変化させて
トルク変化ライ・」与″３−ることかできる。尚第７図
中、２６はバンクテンション装置、１５はしごき部月（
ローラーダイス）、２４は方向変換ロール、２５は引張
りロールである。

次に本発明を実施例２以って説明する。

尚以下の物中の疲労寿命テストは次の方法により行った
。即ちφ６０の支持ドラムにぜんまいはねを巻き付け、
これを更にφ５０の出力ドラムに巻き付け、巻き付けた
もの２更に前記支打ドラムに巻き戻し、これら巻き付け
、巻き戻しケ繰り返してはねにクラックが生じる回数ン
ｄｉ’；定する。このテストには単体テストによる場合
とケーシングに収納して行う香箱セントによる場合とが
あるが１１．以下の物中の測定値は香箱セントによる値
である。

参考例 度さ０，１３ＦＩＡ、　　６パス、Ｒ＝ｃｌ＝７．０％
に冷間圧延那工したステンレス鋼板２巾１４航にスリン
ト加工し、得られた銅帯について緑擢り加工を行い、第
２図に示す成形工程によりφ１２〜１６の径を有する可
変トルクぜんまいはね２得、次いで４００℃２時間時効
処理後第３図に示す如きφ６０の支持ドラムに巻き伺け
、これを更にφ２７のセツティング用ドラムに巻き付け
φ１４〜１６の所定径に拡大して可変トルクぜんまいは
ねを？＠１こ。

得られたぜんまいはねについて疲労テストを行ったとこ
ろ、疲労寿命は５万回であり、ばね製品の残留応力は＋
３０に９ｆ／Ｍ２であつ１こ。

比較例１ 上記参考例で得られたぜんまいはねについてその片面に
鋼粒Ｙ　０．１５１−ンショットしてショントヒーニン
グ乞行っ１こところ、ばね製品の残留応力は一７０ｋｌ
ｆ／勲２となり、疲労寿命は１１万回に向上したが、ば
ね製品の形状にくずれビ生じ１こ。

実施例１ 参考例で得られた冷間圧延後のステンレス鋼板について
比較例１と同様にして但し両表面にンヨントピーニング
を施し且時効処理”７２００℃２時間としたところ、残
留応力−４０ｋｇｆ／ｒＥ１２、疲労テストの結果は１
２万回となり、成形後の形状も形（ずれがな（良好であ
り、はね製品便用中のへクリも生じなかった。

実施例２ 冷間圧延と同時にショットピーニング２施した他は実施
例１と同様にしてぜんまいはねを得に０ はねの残留応力は−３０ｋｙ　ｆ　／、、２であり、疲
労寿命は９万回であった。又成形後の形状にも形（ずれ
かなく、はね便用中のへクリも生じなかった。

実施例３ 成形後のせんま（・ばねについて両表面にショットピー
ニング２施した以外は比較例１と同様にしてはね製品を
得た。ばねの残留応力は一７０ｋｐ　ｆ　、／ｒｔｔｖ
ｂ２、疲労寿命は１１万回であり、成形時の形状の形（
ずれ、ばね使用中のへクリも生じなかった。

以上の結果ビ第１表にまとめて示す。

【図面の簡単な説明】

第１図はぜんまいはね製造工程の一例ビ示すフローシー
ト、第２図は成形工程の説明図、第６図はプリセツティ
ング工程の説明図、第４図〜第７図は本発明の他の実施
例を示す要部側面図であり、第４図は二方向から張力を
かけてしど（本発明法乞説明する側面であり、第５図〜
第７図はせんまいはねにトルク変化乞付与する機構を説
明する側面図である。 第１　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 薄板を用いてぜんま（・ばねを製造する方法に於いて、
   次の■、■、■の少なくとも−の段階で羽料両衣面にシ
   ョットピーニングを施すこと７翁徴とするせんまいはね
   の製造法。 ■　ぜんまし・はね成形前冷間圧延途中工程■　ぜん丁
   いはね成形前冷間圧延後 ■　ぜんまいはね成形後