JPS6324027A - バネ - Google Patents
バネInfo
- Publication number
- JPS6324027A JPS6324027A JP16555786A JP16555786A JPS6324027A JP S6324027 A JPS6324027 A JP S6324027A JP 16555786 A JP16555786 A JP 16555786A JP 16555786 A JP16555786 A JP 16555786A JP S6324027 A JPS6324027 A JP S6324027A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- limit value
- plastic deformation
- alloy
- magnetic head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はバネに関する。
（従来の技術）
磁気記録関連機器をはじめとし、磁場の存在下ではしば
しば非磁性でかつ優れたバネ性を荷する高強度バネが要
求される。たとえば磁気ヘッドのケーシング工程で第１
図に示したようにコア１、巻線コイル３、端子５、樹脂
部６、コアホルダー７等からなる磁気ヘッドをシールド
ケース４に固定し、かつ寸法精度を維持するために磁気
ヘッド押えバネ２が使用されている。
しば非磁性でかつ優れたバネ性を荷する高強度バネが要
求される。たとえば磁気ヘッドのケーシング工程で第１
図に示したようにコア１、巻線コイル３、端子５、樹脂
部６、コアホルダー７等からなる磁気ヘッドをシールド
ケース４に固定し、かつ寸法精度を維持するために磁気
ヘッド押えバネ２が使用されている。
この磁気ヘッド押えバネには、これまでリン、青銅やベ
リリウム銅が使用されているが、最近は磁気ヘッドの高
性能化が進み製造技術が一段と困難になってきており、
この磁気ヘッド押えバネにも、より寸法精度を良くする
ことを目的にバネ性の高いものが要求されてきている。
リリウム銅が使用されているが、最近は磁気ヘッドの高
性能化が進み製造技術が一段と困難になってきており、
この磁気ヘッド押えバネにも、より寸法精度を良くする
ことを目的にバネ性の高いものが要求されてきている。
この観点からベリリウム銅はよい材料といえるが、その
製造工程において人体に有害なベリリウムの蒸気やベリ
リウムの酸化物などを発生すること、およびその製造、
工程が複雑であることから改善が望まれている。
製造工程において人体に有害なベリリウムの蒸気やベリ
リウムの酸化物などを発生すること、およびその製造、
工程が複雑であることから改善が望まれている。
また、ベリリウム銅と同等の高いバネ性を有する合金と
して、最近Ｎｉ −８ｎ−ＣＬＩ系合金やＴｉ−Ｃｕ系
合金が開発されているが、これらの合金はバネ限界値を
越えた応力を加えた場合に塑性変形が著しく大きいとい
う欠点がある。
して、最近Ｎｉ −８ｎ−ＣＬＩ系合金やＴｉ−Ｃｕ系
合金が開発されているが、これらの合金はバネ限界値を
越えた応力を加えた場合に塑性変形が著しく大きいとい
う欠点がある。
この塑性変形による永久たわみによりバネ性が低下する
という問題があった。したがって、バネ性に加えてさら
に使用時にバネ限界値を越えるような大きな変位、また
は応力を必要とするバネ部品への使用には適さないとい
う問題があった。
という問題があった。したがって、バネ性に加えてさら
に使用時にバネ限界値を越えるような大きな変位、また
は応力を必要とするバネ部品への使用には適さないとい
う問題があった。
（発明が解決しようとする問題点）
前述のように、従来のバネとして使用されるベリリウム
銅は人体に有害なベリリウムを含んでおり、またＮｉ
−３ｎ−Ｃｕ系合金やＴｉ −ＣＬＩ系合金はバネ限界
値を越える大きな変位、または応力を加えた場合にバネ
性が低下するという問題があった。
銅は人体に有害なベリリウムを含んでおり、またＮｉ
−３ｎ−Ｃｕ系合金やＴｉ −ＣＬＩ系合金はバネ限界
値を越える大きな変位、または応力を加えた場合にバネ
性が低下するという問題があった。
したがって、本発明は上記問題を解決しベリリウムを含
まずベリリウム銅と同等以上の優れたバネ性を有し、バ
ネの限界値を越える大きな変位または応力を加えてもバ
ネの塑性変形の少ないバネを提供するものである。
まずベリリウム銅と同等以上の優れたバネ性を有し、バ
ネの限界値を越える大きな変位または応力を加えてもバ
ネの塑性変形の少ないバネを提供するものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段と作用）本発明者らは、
上記目的を達成するために銅合金の組成、加工および熱
処理等について広範囲に実験検討した結果、バネ素材で
ある線材や板材への加工性が優れるとともに、ベリリウ
ムを含むことな（従来のベリリウム銅製のバネと同等以
上の優れたバネ性を有し、かつバネ限界値を越える大き
な変位、または応力を加えてもバネの塑性変形の少ない
バネが得られることを見出した。
上記目的を達成するために銅合金の組成、加工および熱
処理等について広範囲に実験検討した結果、バネ素材で
ある線材や板材への加工性が優れるとともに、ベリリウ
ムを含むことな（従来のベリリウム銅製のバネと同等以
上の優れたバネ性を有し、かつバネ限界値を越える大き
な変位、または応力を加えてもバネの塑性変形の少ない
バネが得られることを見出した。
すなわち、本発明のバネは重量パーセントでマンガン１
０％以上１５％未満、ニッケル１０％以上１５％未満、
クロム１％を越え５％以下、残部銅および付随的不純物
よりなるものである。
０％以上１５％未満、ニッケル１０％以上１５％未満、
クロム１％を越え５％以下、残部銅および付随的不純物
よりなるものである。
ここで本願発明のバネについて説明する。まずバネの組
成の限定理由について述べる。マンガンは十分なバネ性
を確保するのに必要な元素で、その回が１０％以上であ
ると従来のベリリウム銅と同等以上のバネ性が得られ、
また１５％未満で十分な伸びが得られやす（、バネ限界
値を越えた変位をバネに加えた場合折損しにくく、かつ
塑性変形が小さいことからこの範囲とした。
成の限定理由について述べる。マンガンは十分なバネ性
を確保するのに必要な元素で、その回が１０％以上であ
ると従来のベリリウム銅と同等以上のバネ性が得られ、
また１５％未満で十分な伸びが得られやす（、バネ限界
値を越えた変位をバネに加えた場合折損しにくく、かつ
塑性変形が小さいことからこの範囲とした。
なお望ましくは１３％以上１５％未満が良い。このよう
に範囲を限定することにより、バネ限界値以上の応力に
対する塑性変形は著しく小さくなり、ベリリウム−銅量
等以上のバネが一層得られやすくなる。ニッケルはマン
ガンと化合物を形成して合金素地中に析出し、バネ性を
向上させるのに必要な元素で、その量が１０％以上で充
分なバネ性が得られ、また１５％未満で充分な伸びが得
られやすく、バネ限界値を越えた応力をバネに加えた場
合折損しにくく、かつ塑性変形が小さいことからこの範
囲とした。なお望ましくは１３％以上１５％未満が良い
。このように範囲を限定することにより、マンガン同様
バネ限界値以上の変位に対する塑性変形はさらに小さく
なり、ベリリウム−銅量等以上のバネが一層（ｑられや
すくなる。
に範囲を限定することにより、バネ限界値以上の応力に
対する塑性変形は著しく小さくなり、ベリリウム−銅量
等以上のバネが一層得られやすくなる。ニッケルはマン
ガンと化合物を形成して合金素地中に析出し、バネ性を
向上させるのに必要な元素で、その量が１０％以上で充
分なバネ性が得られ、また１５％未満で充分な伸びが得
られやすく、バネ限界値を越えた応力をバネに加えた場
合折損しにくく、かつ塑性変形が小さいことからこの範
囲とした。なお望ましくは１３％以上１５％未満が良い
。このように範囲を限定することにより、マンガン同様
バネ限界値以上の変位に対する塑性変形はさらに小さく
なり、ベリリウム−銅量等以上のバネが一層（ｑられや
すくなる。
マンガン、ニッケル量を上記範囲に限定することにより
、バネ限界値を越えた応力をバネに加えた場合折損しに
くいということは、後述する実施例の第３図に示すよう
にバネの変位をＡｌ１ｍとした場合に比較として示した
マンガン、ニッケル量の多い試料が折損してしまうのに
対し、本発明の試料は折損せずベリリウム銅を用いた試
料より少ない塑性変形であることにより示される。
、バネ限界値を越えた応力をバネに加えた場合折損しに
くいということは、後述する実施例の第３図に示すよう
にバネの変位をＡｌ１ｍとした場合に比較として示した
マンガン、ニッケル量の多い試料が折損してしまうのに
対し、本発明の試料は折損せずベリリウム銅を用いた試
料より少ない塑性変形であることにより示される。
クロムは本発明において最も重要な元素であり、クロム
が１％を越えると充分なバネ性を確保できるだけの析出
が出やす（、伸びは太き（なりバネ限界値が高く、所望
の特性が得やず（なる。また５％以下で充分なバネ性が
得られ、伸びも大きく、バネ限界値を越えた応力を加え
た場合でも折損しにくくなる。なお、望ましくは２〜４
％が良い。
が１％を越えると充分なバネ性を確保できるだけの析出
が出やす（、伸びは太き（なりバネ限界値が高く、所望
の特性が得やず（なる。また５％以下で充分なバネ性が
得られ、伸びも大きく、バネ限界値を越えた応力を加え
た場合でも折損しにくくなる。なお、望ましくは２〜４
％が良い。
本発明のバネの組成において、合金の溶解時に脱酸剤と
して少量の３ｉを添加してもよい。
して少量の３ｉを添加してもよい。
本発明のバネの製造方法としては、重量パーセントでマ
ンガン１０％以上１５％未満、ニッケル１０％以上１５
％未満、クロム１％を越え５％以下、残部銅および付随
的不純物よりなる合金を７００〜１０００℃で溶体化処
理後、１０％以上の冷間加工を施し、次いでバネ形状に
成形したのち３５０〜５００℃で時効処理を行うのが好
ましい。
ンガン１０％以上１５％未満、ニッケル１０％以上１５
％未満、クロム１％を越え５％以下、残部銅および付随
的不純物よりなる合金を７００〜１０００℃で溶体化処
理後、１０％以上の冷間加工を施し、次いでバネ形状に
成形したのち３５０〜５００℃で時効処理を行うのが好
ましい。
以下にこれらの限定理由について説明する。
まず溶体化処理であるが、この処理は合金成分を均質化
し、またその後の時効処理で均質なバネ性を付与するた
めのもので、少なくとも７００℃以上は必要で、望まし
くは８００℃以上が良い。
し、またその後の時効処理で均質なバネ性を付与するた
めのもので、少なくとも７００℃以上は必要で、望まし
くは８００℃以上が良い。
しかし、温度を高（してもその効果は小さくなり、また
結晶粒の粗大化をまねくこと等の点から１０００℃以下
としたが、望ましくは８５０〜９５０℃が良い。
結晶粒の粗大化をまねくこと等の点から１０００℃以下
としたが、望ましくは８５０〜９５０℃が良い。
次に冷間加工であるが、この冷間加工は本発明のバネ、
例えば磁気ヘッド押えバネの製造にとって重要であり、
冷間加工を施さないとバネ形状に成形する際素材がやわ
らかすぎて、いわゆる腰のない状態であるためバネ形状
への成形時に取扱いが困難であること、また時効処理時
間が長くかかり工業的でないこと、十分なバネ性が得ら
れないこと等によりその冷開加工率は少なくとも１０％
以上が必要で、望ましくは３０％以上が良いが、過度の
冷間加工は素材の硬さを上げ、バネ成形時にプレス金型
をいためやすくすること、曲げ加工部分に割れが入りゃ
すくなることから実用上８０％以下、望ましくは７０％
以下が好ましい。
例えば磁気ヘッド押えバネの製造にとって重要であり、
冷間加工を施さないとバネ形状に成形する際素材がやわ
らかすぎて、いわゆる腰のない状態であるためバネ形状
への成形時に取扱いが困難であること、また時効処理時
間が長くかかり工業的でないこと、十分なバネ性が得ら
れないこと等によりその冷開加工率は少なくとも１０％
以上が必要で、望ましくは３０％以上が良いが、過度の
冷間加工は素材の硬さを上げ、バネ成形時にプレス金型
をいためやすくすること、曲げ加工部分に割れが入りゃ
すくなることから実用上８０％以下、望ましくは７０％
以下が好ましい。
次に時効処理であるが、この時効処理は本発明のバネの
バネ性を与えるために重要な熱処理で、３５０℃以上の
温度で処理することが必要であるが、５００℃を越えた
温度での時効処理では過時効となることからこの範囲と
したが、工業的に望ましくは３８０〜４８０℃が良く、
さらに望ましくは４３０〜４７０℃が良い。
バネ性を与えるために重要な熱処理で、３５０℃以上の
温度で処理することが必要であるが、５００℃を越えた
温度での時効処理では過時効となることからこの範囲と
したが、工業的に望ましくは３８０〜４８０℃が良く、
さらに望ましくは４３０〜４７０℃が良い。
（実施例）
第１表に示す化学組成を有する合金（合金石１〜４を高
周波誘導溶解炉を用いて溶解後、鋳造してインゴットを
得た。次いでこれらのインゴットを約９００℃に加熱し
た後、鍛造・圧延を行った。これらの熱間圧延材を約９
００℃で１時間加熱し、急冷を施す溶体化処理を行った
。次いでこれらの材料を分割し、それぞれ第２表に示す
ような冷間加工を施し、試験片（試料１〜１２）を採取
した。この試験片の寸法は板厚０．２１１巾１０ｍｍ
、長さ１００ａｖの板状のものである。
周波誘導溶解炉を用いて溶解後、鋳造してインゴットを
得た。次いでこれらのインゴットを約９００℃に加熱し
た後、鍛造・圧延を行った。これらの熱間圧延材を約９
００℃で１時間加熱し、急冷を施す溶体化処理を行った
。次いでこれらの材料を分割し、それぞれ第２表に示す
ような冷間加工を施し、試験片（試料１〜１２）を採取
した。この試験片の寸法は板厚０．２１１巾１０ｍｍ
、長さ１００ａｖの板状のものである。
次いでこれらの試験片を水素炉中４５０℃で３時間の時
効処理を施した。これらの試験片のヤング率およびバネ
限界値を片持支持パリ式により測定を行つ、た。その結
果も併せて第２表に示す。
効処理を施した。これらの試験片のヤング率およびバネ
限界値を片持支持パリ式により測定を行つ、た。その結
果も併せて第２表に示す。
以下余白
第１表
第２表
第２表より明らかなように、本発明のバネ（試料１〜６
）はヤング率、バネ限界１直ともマンガン、ニッケル量
の多い試料７〜１２、市販のベリリウム銅、Ｎｉ −８
ｎ−Ｃｕ系合金やＴｉ−ＣＬＩ系合金のヤング率約＋２
０００ｋＱ／ ｍｍ２、およびバネ限界＠ ８０〜ｉ＋
ｏｋｇ ／ ｍ１２と同等以上である。さらに試料２，
５．８および１１については前記と同様の試験片を用い
、第２図に示すようにスパンｌの（１０＋１１１１＞固
定支点１０上にｔ置し、固定支点１０間の中央部の可動
支点９に荷重を加えて、試料片８の中央部のだわみ（変
位）とその時の荷重を測定した。また、比較として市販
のベリリウム銅（試料１３）とＮｉ −３ｎ −Ｃｕ系
合金（試料１４）についても同様の試験を行った。各々
の結果を第３図に示す。図中横軸は変位であり、縦軸は
荷重である。
）はヤング率、バネ限界１直ともマンガン、ニッケル量
の多い試料７〜１２、市販のベリリウム銅、Ｎｉ −８
ｎ−Ｃｕ系合金やＴｉ−ＣＬＩ系合金のヤング率約＋２
０００ｋＱ／ ｍｍ２、およびバネ限界＠ ８０〜ｉ＋
ｏｋｇ ／ ｍ１２と同等以上である。さらに試料２，
５．８および１１については前記と同様の試験片を用い
、第２図に示すようにスパンｌの（１０＋１１１１＞固
定支点１０上にｔ置し、固定支点１０間の中央部の可動
支点９に荷重を加えて、試料片８の中央部のだわみ（変
位）とその時の荷重を測定した。また、比較として市販
のベリリウム銅（試料１３）とＮｉ −３ｎ −Ｃｕ系
合金（試料１４）についても同様の試験を行った。各々
の結果を第３図に示す。図中横軸は変位であり、縦軸は
荷重である。
第３図より明らかなように、本発明の試料２および試料
５は比較として示した試料１３および試料１４に比ベバ
ネ限界値が高く、またバネの変位を、Ａ、ｍｓとした場
合Ｎｉ −３ｎ−Ｃｕ系合金である試料１４はベリリウ
ム銅である試料１３に比べ変位（塑性変形）が大きくな
るのに対し、本発明の試料２および試料５は同等以下の
塑性変形であった。また、マンガン、ニッケル量の多い
試料８および試料１１は変位Ａに到達する前に折損（×
点）してしまった。
５は比較として示した試料１３および試料１４に比ベバ
ネ限界値が高く、またバネの変位を、Ａ、ｍｓとした場
合Ｎｉ −３ｎ−Ｃｕ系合金である試料１４はベリリウ
ム銅である試料１３に比べ変位（塑性変形）が大きくな
るのに対し、本発明の試料２および試料５は同等以下の
塑性変形であった。また、マンガン、ニッケル量の多い
試料８および試料１１は変位Ａに到達する前に折損（×
点）してしまった。
上記結果より明らかなように、本発明のバネは従来のバ
ネに比べ同等以上の優れたバネ性を有している。
ネに比べ同等以上の優れたバネ性を有している。
また、第１表に示した合金阻２の合金を、約９００℃で
溶体化処理後約３０％の冷間圧延を行い、厚さ０．３ｍ
ｍの板を得た。次いでこの板を巾３ｍｍ 。
溶体化処理後約３０％の冷間圧延を行い、厚さ０．３ｍ
ｍの板を得た。次いでこの板を巾３ｍｍ 。
長さ１２ｍ１の板を切り出したのちプレス加工を行い、
第１図に示すような磁気ヘッド押えバネ２を成形し、続
いて約４５０℃で３時間の時効処理を施し磁気ヘッド押
えバネとした。この磁気ヘッド押えバネを第１図に示す
ような磁気ヘッドに実施したところ、従来の磁気ヘッド
押えバネ ′と比較して、バネ圧の高く強固な磁気ヘッ
ドを得ることができ、その結果寸法精度のよい磁気ヘッ
ドが製造できた。
第１図に示すような磁気ヘッド押えバネ２を成形し、続
いて約４５０℃で３時間の時効処理を施し磁気ヘッド押
えバネとした。この磁気ヘッド押えバネを第１図に示す
ような磁気ヘッドに実施したところ、従来の磁気ヘッド
押えバネ ′と比較して、バネ圧の高く強固な磁気ヘッ
ドを得ることができ、その結果寸法精度のよい磁気ヘッ
ドが製造できた。
［発明の効果］
本発明のバネは、ベリリウム鋼と同等以上の優れたバネ
性を有し、バネ―界値を越える大きな変位、または応力
を加えてもバネの塑性変形による永久たわみの少ないバ
ネを得ることができる。したがって、各種電子部品のバ
ネとして有効である。
性を有し、バネ―界値を越える大きな変位、または応力
を加えてもバネの塑性変形による永久たわみの少ないバ
ネを得ることができる。したがって、各種電子部品のバ
ネとして有効である。
第１図は磁気ヘッドの一例を示す断面図、第２図はバネ
の荷重と変位を測定する治具の模式図、第３図はバネの
変位と荷重の関係を示した図である。
の荷重と変位を測定する治具の模式図、第３図はバネの
変位と荷重の関係を示した図である。
Claims (2)
- （１）重量パーセントでマンガン１０％以上１５％未満
、ニッケル１０％以上１５％未満、クロム１％を越え５
％以下、残部銅および付随的不純物よりなる合金で構成
したことを特徴とするバネ。 - （２）バネは磁気ヘッド押えバネである特許請求の範囲
第１項に記載のバネ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16555786A JPS6324027A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | バネ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16555786A JPS6324027A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | バネ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324027A true JPS6324027A (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=15814623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16555786A Pending JPS6324027A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | バネ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6324027A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135208A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 樹脂組成物及びコンクリート組成物 |
-
1986
- 1986-07-16 JP JP16555786A patent/JPS6324027A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135208A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 樹脂組成物及びコンクリート組成物 |
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