JPWO2013099821A1 - Spring manufacturing method and spring - Google Patents

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雄一 平田
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/02—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for springs

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Abstract

本明細書に開示するばねの製造方法は、ばね材の第１位置に第１電極を接触させると共に、その第１位置からばね材の軸方向に離間した第２位置に第２電極を接触させる第１工程と、第１工程後に、第１電極及び第２電極を介してばね材に電流を流すことでばね材を加熱する第２工程と、第２工程後に、ばね材と第１電極及び第２電極とを非接触の状態とする第３工程と、第３工程後に、ばね材のうち少なくとも第１電極及び第２電極に接触していた部位を、第２工程とは異なる加熱方法によって加熱する第４工程を有している。In the spring manufacturing method disclosed in the present specification, the first electrode is brought into contact with the first position of the spring material, and the second electrode is brought into contact with the second position spaced apart from the first position in the axial direction of the spring material. After the first step, after the first step, a second step of heating the spring material by passing an electric current through the first electrode and the second electrode, and after the second step, the spring material, the first electrode, and A third step of bringing the second electrode into a non-contact state, and a portion of the spring material that has been in contact with at least the first electrode and the second electrode after the third step is heated by a heating method different from the second step. It has the 4th process of heating.

Description

本明細書に開示の技術は、ばねの製造技術に関する。詳しくは、ばね材（即ち、ばね鋼材等のばねの材料となる金属材料）を熱処理するための技術に関する。   The technology disclosed in this specification relates to a spring manufacturing technology. Specifically, the present invention relates to a technique for heat-treating a spring material (that is, a metal material serving as a spring material such as a spring steel material).

ばねを製造する際には、種々の熱処理が行われる。例えば、ばね材に生じた加工歪みを除去するために、ばね材が熱処理（いわゆる焼鈍処理）される。すなわち、ばね材を塑性加工（例えば、曲げ加工、ねじり加工）することでばね形状に成形すると、ばね材には加工歪みが生じる。加工歪みはばね特性（例えば、耐久性、耐へたり性、耐水素脆性）に悪影響を与えるため、ばね材をばね形状に成形した後に、ばね材に生じた加工歪みを除去するための熱処理が行われる（日本ばね学会編「ばね」第４版，４６３〜４６６ページ，丸善株式会社）。このような熱処理には、通常、熱風炉や赤外線加熱炉のような加熱炉が用いられる。加熱炉を用いて熱処理を行う場合、ばね形状に成形されたばね材を加熱炉の一端から加熱炉内に投入する。加熱炉内に投入されたばね材は、加熱炉の他端に向かって搬送されながら加熱され、加熱炉の他端より加熱炉外に搬出される。これによって、ばね材に熱処理が施され、ばね材から加工歪みが除去される。なお、この熱処理では、一般的に、処理温度が３５０〜５００℃に設定され、処理時間が２０〜６０分に設定される。   When manufacturing the spring, various heat treatments are performed. For example, the spring material is subjected to a heat treatment (so-called annealing treatment) in order to remove processing distortion generated in the spring material. That is, when a spring material is formed into a spring shape by plastic processing (for example, bending processing or twisting processing), processing distortion occurs in the spring material. Since processing strain adversely affects the spring characteristics (for example, durability, sag resistance, hydrogen brittleness resistance), after forming the spring material into a spring shape, heat treatment to remove the processing strain generated in the spring material is performed. (Spring, 4th edition, edited by Japan Spring Society, pages 463-466, Maruzen Co., Ltd.). For such heat treatment, a heating furnace such as a hot air furnace or an infrared heating furnace is usually used. When heat treatment is performed using a heating furnace, a spring material formed into a spring shape is put into the heating furnace from one end of the heating furnace. The spring material put into the heating furnace is heated while being conveyed toward the other end of the heating furnace, and is carried out of the heating furnace from the other end of the heating furnace. As a result, the spring material is subjected to heat treatment, and processing strain is removed from the spring material. In this heat treatment, the treatment temperature is generally set to 350 to 500 ° C., and the treatment time is set to 20 to 60 minutes.

上述したように、従来の熱処理方法では、加熱炉を用いてばね材を加熱するため、熱処理に時間を要し、その結果、種々の問題を包含している。上述した焼鈍処理を例に具体的に説明する。ライン生産方式でばねを製造する場合（すなわち、ばねを量産する場合）、ばね材をばね形状に成形する工程が行われると、その成形したばね材は熱処理工程に搬送され、熱処理工程において熱処理が施される。従来の製造方法では、成形工程に要する時間と比較して、熱処理工程に要する時間が長時間となるという問題がある。すなわち、従来の製造方法では、成形工程に要する時間が４〜６０秒であるのに対して、熱処理工程に要する時間は２０〜６０分となっている。このため、成形工程に合せてばねを製造すると、熱処理工程には同時に多量のワークが投入されていることとなる。例えば、成形工程に要する時間が３０秒で、熱処理工程に要する時間が３０分の場合、熱処理工程には３０秒毎にばね材が投入され、熱処理工程には同時に６０個のばね材が存在することとなる。その結果、熱処理用の加熱炉が大型化し、加熱効率が低下する。   As described above, in the conventional heat treatment method, since the spring material is heated using the heating furnace, the heat treatment takes time, and as a result, various problems are included. The annealing process described above will be specifically described as an example. When a spring is manufactured by the line production method (that is, when a spring is mass-produced), when the step of forming the spring material into a spring shape is performed, the formed spring material is transferred to the heat treatment step, and the heat treatment is performed in the heat treatment step. Applied. In the conventional manufacturing method, there is a problem that the time required for the heat treatment process is longer than the time required for the molding process. That is, in the conventional manufacturing method, the time required for the molding process is 4 to 60 seconds, whereas the time required for the heat treatment process is 20 to 60 minutes. For this reason, when a spring is manufactured in accordance with the molding process, a large amount of workpieces are simultaneously input into the heat treatment process. For example, when the time required for the molding process is 30 seconds and the time required for the heat treatment process is 30 minutes, the spring material is loaded every 30 seconds in the heat treatment process, and there are 60 spring materials simultaneously in the heat treatment process. It will be. As a result, the heating furnace for heat treatment becomes larger and the heating efficiency is lowered.

このため、本願発明者らは、上記の熱処理を、ばね材に電流を流すことでばね材を加熱する通電加熱により行うことを検討している。通電加熱は、ばね材を短時間で加熱できるため、上記の熱処理を短時間で行うことができる。しかしながら、通電加熱によりばね材を処理する場合、ばね材のうち電極に接触している部位の温度が上昇し難く、この部分の加工歪みが除去され難い。また、電極と接触する位置がばね材の端末ではなく、端末から離れた内側の位置である場合、電極と接触する位置より端末側の部位では電流が流れず、このような部位が加熱されないこともある。このため、ばね材のうち電極と接触している部位や電流が流れない部位では、所望の機械的特性（耐久性、耐ヘたり性、耐水素脆性）が得られない。   For this reason, the inventors of the present application are considering performing the heat treatment by energization heating in which the spring material is heated by passing an electric current through the spring material. Since the heating by heating can heat the spring material in a short time, the heat treatment can be performed in a short time. However, when the spring material is processed by energization heating, the temperature of the portion of the spring material that is in contact with the electrode is unlikely to rise, and the processing distortion of this portion is difficult to remove. In addition, when the position in contact with the electrode is not the terminal of the spring material but the inner position away from the terminal, current does not flow in the part closer to the terminal than the position in contact with the electrode, and such a part is not heated. There is also. For this reason, desired mechanical characteristics (durability, sag resistance, hydrogen brittleness resistance) cannot be obtained in a part of the spring material that is in contact with the electrode or a part where no current flows.

なお、ばね材のうち電極でクランプされている部位（例えば、ばねの端末）は、使用状況によっては他の部位と比較して応力が低い。このため、他の部位と比較して、高い耐久性や耐へたり性が要求されず、水素脆性を回避できれば除去する加工歪み量が少なくてよい場合がある。しかしながら、このような場合であっても、通電加熱時には、電極とばね材との間でスパークが生じ易く、また、電極と接触している部位に局所的な大電流が流れることがある。これらの間にスパークが発生し、あるいは、局所的な大電流が流れると、これらによって、ばね材が局所的に高温に加熱されてしまうことがある。このような場合は、その部位のばね材がマルテンサイト化する可能性があり、ばね材の機械的特性を悪化させる虞がある。   In addition, the part (for example, the terminal of a spring) clamped with the electrode among spring materials has low stress compared with another part depending on a use condition. For this reason, compared with other parts, high durability and sag resistance are not required, and if the hydrogen embrittlement can be avoided, the amount of processing strain to be removed may be small. However, even in such a case, at the time of energization heating, a spark is likely to occur between the electrode and the spring material, and a local large current may flow through a portion in contact with the electrode. When a spark occurs between them or a local large current flows, the spring material may be locally heated to a high temperature. In such a case, there is a possibility that the spring material at that portion may become martensite, which may deteriorate the mechanical characteristics of the spring material.

本明細書は、通電加熱でばね材を熱処理する場合において、通電加熱時に電極と接触している部位に適切な熱処理を実施することができる技術を提供する。   This specification provides a technique capable of performing an appropriate heat treatment on a portion that is in contact with an electrode during energization heating when the spring material is heat-treated by energization heating.

本明細書が開示するばねの製造方法は、（１）ばね材の第１位置に第１電極を接触させると共に、その第１位置からばね材の軸方向に離間した第２位置に第２電極を接触させる第１工程と、（２）第１工程後に、第１電極及び第２電極を介してばね材に電流を流すことでばね材を加熱する第２工程と、（３）第２工程後に、ばね材と第１電極及び第２電極とを非接触の状態とする第３工程と、（４）第３工程後に、ばね材のうち少なくとも第１電極及び第２電極に接触していた部位を、第２工程とは異なる加熱方法によって加熱する第４工程を有している。   In the spring manufacturing method disclosed in the present specification, (1) the first electrode is brought into contact with the first position of the spring material, and the second electrode is separated from the first position in the axial direction of the spring material. A second step of heating the spring material by passing an electric current through the first electrode and the second electrode after the first step, and (3) a second step. Later, the third step of bringing the spring material and the first electrode and the second electrode into a non-contact state, and (4) after the third step, the spring material was in contact with at least the first electrode and the second electrode. It has the 4th process which heats a part by the heating method different from the 2nd process.

この製造方法では、ばね材を通電加熱によって加熱した後、ばね材のうち少なくとも第１電極及び第２電極と接触していた部位を通電加熱とは異なる加熱方法で加熱する。このため、通電加熱時に第１電極及び第２電極と接触していた部位が加熱されていなくても、当該部位を第４工程の加熱処理で十分に加熱することができる。また、通電加熱時に発生したスパーク等によってばね材の一部がマルテンサイト化していたとしても、そのマルテンサイト化している部位を第４工程の加熱処理で焼戻すことができる。したがって、ばね材のうち少なくとも電極と接触していた部位に、所望の熱処理が施され、所望の機械的特性を付与することができる。   In this manufacturing method, after the spring material is heated by energization heating, at least a portion of the spring material that is in contact with the first electrode and the second electrode is heated by a heating method different from the energization heating. For this reason, even if the site | part which was contacting with the 1st electrode and the 2nd electrode at the time of energization heating is not heated, the said site | part can fully be heated by the heat processing of a 4th process. Moreover, even if a part of the spring material is martensite due to sparks generated during energization heating, the martensitic portion can be tempered by the heat treatment in the fourth step. Therefore, a desired heat treatment can be applied to at least a portion of the spring material that has been in contact with the electrode, and desired mechanical properties can be imparted.

なお、第１工程において、電極とばね材とが接触する位置がばね材の端末ではなく、端末から内側に離れた位置である場合、第４工程では、電極と接触していた位置より外側の部位（端末側の部位）も加熱してもよい。すなわち、第４工程では、ばね材のうち第１電極及び第２電極に接触していた部位と、第１電極と接触していた部位より反第２電極側の部位と、第２電極に接触していた部位より反第１電極側の部位とを少なくとも加熱してもよい。このような部位まで加熱することで、通電加熱時に加熱されなかった部位まで加熱することができる。   In the first step, when the position where the electrode and the spring material contact is not the end of the spring material but the position away from the end inward, in the fourth step, the position outside the position in contact with the electrode The part (terminal part) may also be heated. That is, in the fourth step, the portion of the spring material that is in contact with the first electrode and the second electrode, the portion on the side opposite to the second electrode from the portion that is in contact with the first electrode, and the second electrode are contacted. You may heat at least the site | part on the side opposite to the 1st electrode rather than the site | part which was doing. By heating up to such a site, it is possible to heat up to a site that was not heated during energization heating.

また、本明細書は、新規なばねを開示する。すなわち、本明細書に開示されるばねは、ばねの両端部又は両端部の近傍の表面に過加熱痕が形成されており、その過加熱痕が形成された部分の組織が焼戻しマルテンサイト化されている。このばねは、通電加熱によって短時間で熱処理されながら、好適な機械特性を有することができる。   The present specification also discloses a novel spring. That is, in the spring disclosed in this specification, overheating marks are formed on both ends of the spring or the surface in the vicinity of both ends, and the structure of the portion where the overheating marks are formed is tempered martensite. ing. This spring can have suitable mechanical properties while being heat-treated in a short time by energization heating.

実施例に係る通電加熱装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the electric heating apparatus which concerns on an Example. 図１の通電加熱装置の平面図。The top view of the electric heating apparatus of FIG. 実施例に係る熱処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the heat processing which concerns on an Example. 変形例の熱処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the heat processing procedure of a modification.

本明細書が開示するばねの製造方法において、上記の第４工程では、ばね材の加熱する部位を４００〜６００℃に加熱してもよい。第４工程の加熱温度を４００℃以上とすることで、スパーク等によってマルテンサイト化した部分が焼き戻され、マルテンサイト化した組織を無くすことができる。また、第４工程の加熱温度を６００℃以下とすることで、ばね材の硬さを適切に確保することができる。ここで、「温度」とは、ばね材の表面温度を意味している。したがって、ばね材の内部の温度が４００〜６００℃となる必要はなく、ばね材の表面の温度が４００〜６００℃となっていればよい。   In the spring manufacturing method disclosed in the present specification, in the fourth step, a portion of the spring material to be heated may be heated to 400 to 600 ° C. By setting the heating temperature in the fourth step to 400 ° C. or higher, the martensitic portion due to spark or the like is tempered, and the martensitic structure can be eliminated. Moreover, the hardness of a spring material is appropriately securable because the heating temperature of a 4th process shall be 600 degrees C or less. Here, “temperature” means the surface temperature of the spring material. Therefore, the temperature inside the spring material does not need to be 400 to 600 ° C., and the temperature of the surface of the spring material only needs to be 400 to 600 ° C.

本明細書が開示するばねの製造方法では、第３工程と第４工程の間に、ばね材のうち電極に接触していた部位又はその近傍の表面温度を測定する温度測定工程をさらに有していてもよい。この場合、第４工程では、温度測定工程で測定された表面温度に基づいて加熱時間が調整されてもよい。このような構成によると、第４工程の実施前に測定された温度に基づいて第４工程の加熱時間が調整されるため、第４工程の加熱処理を適切に行うことができる。   The spring manufacturing method disclosed in the present specification further includes a temperature measuring step of measuring a surface temperature of a portion of the spring material that is in contact with the electrode or the vicinity thereof between the third step and the fourth step. It may be. In this case, in the fourth step, the heating time may be adjusted based on the surface temperature measured in the temperature measurement step. According to such a configuration, the heating time of the fourth step is adjusted based on the temperature measured before the fourth step, so that the heat treatment of the fourth step can be appropriately performed.

本明細書が開示するばねの製造方法において、第４工程では、ばね材のうち電極に接触していた部位又はその近傍の表面温度を測定し、その測定した表面温度に基づいて加熱時間を調整するようにしてもよい。例えば、測定した表面温度が所定の温度に到達した時点で第４工程の加熱を終了してもよい。このような構成によると、測定したばね材の表面温度に基づいて加熱処理を行うため、第４工程の加熱処理を適切に行うことができる。   In the spring manufacturing method disclosed in this specification, in the fourth step, the surface temperature of the spring material in contact with the electrode or the vicinity thereof is measured, and the heating time is adjusted based on the measured surface temperature. You may make it do. For example, the heating in the fourth step may be terminated when the measured surface temperature reaches a predetermined temperature. According to such a configuration, since the heat treatment is performed based on the measured surface temperature of the spring material, the heat treatment in the fourth step can be appropriately performed.

本明細書が開示するばねの製造方法は、例えば、第１工程前に、ばね材をばね形状に成形する成形工程をさらに有していてもよい。そして、第１〜第４工程は、成形工程によってばね材に生じる加工歪みを除去する熱処理であってもよい。このような構成によると、成形工程によって生じた加工歪みを適切に除去することができる。   The spring manufacturing method disclosed in the present specification may further include, for example, a forming step of forming a spring material into a spring shape before the first step. And the 1st-4th process may be heat processing which removes the processing distortion which arises in a spring material by a forming process. According to such a configuration, it is possible to appropriately remove the processing distortion caused by the molding process.

また、本明細書が開示するばねの製造方法は、第４工程後に、ばね材のセッチングを行うセッチング工程をさらに有していてもよい。この場合に、第４工程とセッチング工程の間には、ばね材を加熱する加熱工程が行われず、セッチング工程は、第２工程と第４工程による加熱から冷却する過程で行われるホットセッチングであってもよい。このような構成によると、端末を含む全体が加熱されたばね材にホットセッチングが行われるため、ばね材の全体に残留せん断歪みを増やすことができ、耐へたり性を向上することができる。   Moreover, the manufacturing method of the spring which this specification discloses may further have the setting process which performs the setting of a spring material after a 4th process. In this case, the heating process for heating the spring material is not performed between the fourth process and the setting process, and the setting process is a hot setting performed in the process of cooling from the heating in the second process and the fourth process. May be. According to such a configuration, since hot setting is performed on the spring material that is heated as a whole including the terminal, residual shear strain can be increased in the entire spring material, and sag resistance can be improved.

本明細書が開示するばねの製造方法においては、セッチング工程後に、ばね材の表面にショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有していてもよい。この場合に、セッチング工程とショットピーニング工程の間には、ばね材を加熱する加熱工程が行われず、ショットピーニング工程は、第２工程と第４工程による加熱から冷却する過程で行われる温間ショットピーニングとしてもよい。このような構成によると、端末を含む全体が加熱されたばね材にショットピーニング（例えば、温間ショットピーニング）が行われるため、ばね材の全体（末端を含む）の深い位置まで圧縮残留応力を付与することができ、耐食性等の機械的特性を向上することができる。   The spring manufacturing method disclosed in the present specification may further include a shot peening step of performing shot peening on the surface of the spring material after the setting step. In this case, the heating process for heating the spring material is not performed between the setting process and the shot peening process, and the shot peening process is a warm shot performed in the process of cooling from the heating in the second process and the fourth process. It may be peened. According to such a configuration, since shot peening (for example, warm shot peening) is performed on the spring material including the terminal that is heated as a whole, compressive residual stress is applied to a deep position of the entire spring material (including the end). And mechanical properties such as corrosion resistance can be improved.

なお、本明細書が開示するばねの製造方法においては、第４工程後に、ばね材のホットセッチングを行うホットセッチング工程をさらに有しており、第１〜第４工程は、ホットセッチングのための熱処理であってもよい。このような構成によると、ホットセッチング前の熱処理が適切に行われるため、その後のホットセッチングを好適に行うことができる。   In addition, in the manufacturing method of the spring which this specification discloses, it has further the hot setting process which performs hot setting of a spring material after a 4th process, and the 1st-4th process is for hot setting. It may be a heat treatment. According to such a configuration, since the heat treatment before hot setting is appropriately performed, the subsequent hot setting can be suitably performed.

また、本明細書が開示するばねの製造方法においては、第４工程後に、ばね材の表面に温間ショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有しており、第１〜第４工程は、温間ショットピーニングのための熱処理であってもよい。このような構成によると、温間ショットピーニング前の熱処理が適切に行われるため、その後の温間ショットピーニングを好適に行うことができる。   In addition, the spring manufacturing method disclosed in the present specification further includes a shot peening process for performing warm shot peening on the surface of the spring material after the fourth process. It may be a heat treatment for short shot peening. According to such a configuration, since the heat treatment before the warm shot peening is appropriately performed, the subsequent warm shot peening can be suitably performed.

また、本明細書が開示するばねの製造方法においては、第１工程前に、ばね材の表面にショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有しており、第１〜第４工程は、ショットピーニング工程による歪みを開放するための熱処理であってもよい。このような構成によると、ショットピーニングによりばね材に付与された歪みを、第１〜第４工程の熱処理により好適に開放することができる。   The spring manufacturing method disclosed in the present specification further includes a shot peening step of performing shot peening on the surface of the spring material before the first step, and the first to fourth steps are shot peening. It may be a heat treatment for releasing distortion caused by the process. According to such a configuration, the strain applied to the spring material by shot peening can be suitably released by the heat treatment in the first to fourth steps.

また、本明細書が開示するばねの製造方法においては、第４工程後に、ばね材の表面に塗装を行う塗装工程をさらに有しており、第１〜第４工程は、塗装のための予備加熱のための熱処理であってもよい。このような構成によると、全体が加熱されたばね材の表面に塗装が行われるため、ばね材の表面全体に好適に塗装を行うことができる。   In addition, the spring manufacturing method disclosed in the present specification further includes a painting step of painting the surface of the spring material after the fourth step, and the first to fourth steps are preliminary for painting. It may be a heat treatment for heating. According to such a configuration, since the coating is performed on the surface of the spring material that is heated as a whole, it is possible to suitably perform the coating on the entire surface of the spring material.

（実施例） 実施例に係るばねの製造方法について説明する。本実施例では、ばねの一種である自動車懸架用コイルばね（以下、懸架用コイルばねという）を製造する場合を例に説明する。懸架用コイルばねは、車体と車輪の間に配置され、車輪を路面に対して押圧する力を発生する。懸架用コイルばねは、ばね鋼材をらせん状に成形することで製造される。ばね鋼材には、軸方向に直交する断面の断面積が一定のばね線材を用いることができる。このようなばね線材としては、例えば、線径＝φ３〜２０ｍｍのオイルテンパー線（ＳＵＰ１２（日本工業規格ＪＩＳ Ｇ ４８０１），ＳＷＯＳＣ−Ｂ（日本工業規格ＪＩＳ Ｇ ３５６０）等）を用いることができる。 (Example) The manufacturing method of the spring which concerns on an Example is demonstrated. In the present embodiment, a case of manufacturing a car suspension coil spring (hereinafter referred to as a suspension coil spring), which is a kind of spring, will be described as an example. The suspension coil spring is disposed between the vehicle body and the wheel, and generates a force that presses the wheel against the road surface. The suspension coil spring is manufactured by forming a spring steel material into a spiral shape. As the spring steel material, a spring wire material having a constant cross-sectional area perpendicular to the axial direction can be used. As such a spring wire, for example, an oil tempered wire (SUP12 (Japanese Industrial Standard JIS G 4801), SWOSC-B (Japanese Industrial Standard JIS G 3560), etc.) having a wire diameter = φ3 to 20 mm can be used.

懸架用コイルばねを製造するには、まず、ばね鋼材を冷間又は温間で曲げ加工してらせん状に成形する。ばね鋼材の成形には、溝付きの心金（リードスクリュー）にばね鋼材を巻きつけるリードスクリュー方式や、ガイドローラを使用するＮＣコイリング方式を用いることができる。この曲げ加工によって、ばね鋼材には加工歪みが発生する。   To manufacture a suspension coil spring, first, a spring steel material is bent into a spiral shape by bending it cold or warm. In forming the spring steel material, a lead screw method in which the spring steel material is wound around a grooved mandrel (lead screw) or an NC coiling method using a guide roller can be used. Due to this bending process, a work distortion occurs in the spring steel material.

次に、らせん状に成形されたばね鋼材に熱処理（焼鈍処理）を実施する。この熱処理は、通電加熱によって行われる第１加熱処理と、通電加熱以外の加熱方法で行われる第２加熱処理を有している。第１加熱処理では、処理対象となるばね鋼材に電流を流し、これによってばね鋼材を加熱する。通電加熱を用いることで、ばね鋼材を短時間で所望の温度まで昇温することができる。なお、懸架用コイルばねに用いるばね鋼材を断面積一定のばね線材とすると、ばね鋼材の全体が均一に加熱され、ばね鋼材の全体に均一に熱処理を施すことができる。この通電加熱処理によって、成形工程でばね鋼材に発生した加工歪みが除去され、ばね鋼材に所望の機械的特性が付与される。また、第２加熱処理では、ばね鋼材の端部（第１加熱処理において電極でクランプされていた部位及びその近傍）を加熱する。これによって、ばね鋼材の端部にも所望の機械的特性が付与される。なお、熱処理以降の処理は、従来公知の方法と同様に行われるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。   Next, heat treatment (annealing treatment) is performed on the spring steel material formed in a spiral shape. This heat treatment includes a first heat treatment performed by electric heating and a second heat treatment performed by a heating method other than the electric heating. In the first heat treatment, an electric current is passed through the spring steel material to be treated, thereby heating the spring steel material. By using electric heating, the spring steel material can be heated to a desired temperature in a short time. If the spring steel material used for the suspension coil spring is a spring wire material having a constant cross-sectional area, the entire spring steel material is uniformly heated, and the entire spring steel material can be uniformly heat-treated. By this energization heat treatment, processing distortion generated in the spring steel material in the forming process is removed, and desired mechanical characteristics are imparted to the spring steel material. In the second heat treatment, the end portion of the spring steel material (the portion clamped by the electrode in the first heat treatment and its vicinity) is heated. As a result, desired mechanical properties are also imparted to the end of the spring steel material. In addition, since the process after heat processing is performed similarly to a conventionally well-known method, the detailed description is abbreviate | omitted here.

次に、熱処理に用いられる通電加熱装置１０について説明する。図１，２に示すように、通電加熱装置１０は、ばね鋼材２２の上端２２ａをクランプするクランプ機構（２４ａ，２６ａ）と、ばね鋼材２２の下端２２ｂをクランプするクランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）と、電源装置５０を備えている。   Next, the electric heating apparatus 10 used for heat treatment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the electric heating apparatus 10 includes a clamp mechanism (24 a, 26 a) that clamps the upper end 22 a of the spring steel material 22, and a clamp mechanism (24 b, 26 b) that clamps the lower end 22 b of the spring steel material 22. The power supply device 50 is provided.

クランプ機構（２４ａ，２６ａ）は、クランプ部材２４ａ，２６ａを備えている。図２に示すように、クランプ部材２４ａ，２６ａには、電極２５ａ，２３ａがそれぞれ取付けられている。電極２５ａ，２３ａには、ばね鋼材２２の形状に倣った接触面が形成されている。電極２５ａ，２３ａは電源装置５０に接続されている。   The clamp mechanism (24a, 26a) includes clamp members 24a, 26a. As shown in FIG. 2, electrodes 25a and 23a are attached to the clamp members 24a and 26a, respectively. The electrodes 25a and 23a are formed with contact surfaces that follow the shape of the spring steel material 22. The electrodes 25 a and 23 a are connected to the power supply device 50.

クランプ部材２４ａ，２６ａは、図示しないアクチュエータによって、互いに近接した位置（クランプ位置）と、互いに離間した位置（開放位置）との間を移動できるようになっている。クランプ部材２４ａ，２６ａがクランプ位置に移動すると、ばね鋼材２２の上端２２ａが電極２５ａ，２３ａでクランプされる。これによって、ばね鋼材２２と電極２５ａ，２３ａが電気的に接続される。一方、クランプ部材２４ａ，２６ａが開放位置に移動すると、ばね鋼材２２の上端２２ａと電極２５ａ，２３ａとが非接触の状態となる。なお、クランプ機構（２４ａ，２６ａ）は、ばね鋼材２２の巻回軸線（すなわち、懸架用コイルばねの軸線）回りに回転可能とされている。これによって、通電加熱によってばね鋼材２２が変形しても、その変形に対応できるようになっている。   The clamp members 24a and 26a can be moved between a position close to each other (clamp position) and a position spaced apart from each other (open position) by an actuator (not shown). When the clamp members 24a and 26a move to the clamp position, the upper end 22a of the spring steel material 22 is clamped by the electrodes 25a and 23a. Thereby, the spring steel material 22 and the electrodes 25a and 23a are electrically connected. On the other hand, when the clamp members 24a and 26a move to the open position, the upper end 22a of the spring steel material 22 and the electrodes 25a and 23a are brought into a non-contact state. The clamp mechanism (24a, 26a) is rotatable around the winding axis of the spring steel material 22 (that is, the axis of the suspension coil spring). Thereby, even if the spring steel material 22 is deformed by energization heating, the deformation can be dealt with.

ばね鋼材２２の下端をクランプするクランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）は、上述したクランプ機構（２４ａ，２６ａ）と略同一の構成を有している。ただし、クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）は、クランプ機構（２４ａ，２６ａ）と異なり、図示しないアクチュエータによって、図１の上下方向に駆動されるようになっている。クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）が上下に駆動されることで、通電加熱装置へのばね鋼材２２のセットと取出しを可能としている。なお、クランプ機構（２４ｂ、２６ｂ）は、上述したクランプ機構（２４ａ，２６ａ）と同様に、図示しないアクチュエータによって、クランプ位置と開放位置との間を移動可能とされると共に、ばね鋼材２２の巻回軸線回りに回転可能とされている。   The clamp mechanism (24b, 26b) for clamping the lower end of the spring steel material 22 has substantially the same configuration as the clamp mechanism (24a, 26a) described above. However, unlike the clamp mechanisms (24a, 26a), the clamp mechanisms (24b, 26b) are driven in the vertical direction in FIG. 1 by an actuator (not shown). The clamp mechanism (24b, 26b) is driven up and down, so that the spring steel material 22 can be set and taken out from the energization heating device. The clamp mechanism (24b, 26b) can be moved between a clamp position and an open position by an actuator (not shown), and the winding of the spring steel material 22 can be performed similarly to the clamp mechanism (24a, 26a) described above. It can rotate around the rotation axis.

通電加熱装置１０は、図１，２に示すように、ばね鋼材２２の下端２２ｂを支持する冶具２８と、ばね鋼材２２の上端２２ａを支持する冶具４２を有している。冶具２８には、ばね鋼材２２の下端２２ｂの形状に倣った接触面２８ａが形成されている。冶具２８は、油圧装置３４によって上下に駆動される。油圧装置３４は、シリンダ３０と、シリンダ３０に対して進退動するピストンロッド３２を備えている。ピストンロッド３２の先端に冶具２８が取付けられている。冶具４２も、上述した冶具２８と同様に構成されている。すなわち、冶具４２は、ばね鋼材２２の上端２２ａの形状に倣った接触面４２ａを有しており、シリンダ３６とピストンロッド３８を備えた油圧装置４０によって上下に駆動されるようになっている。冶具２８及び冶具４２によってばね鋼材２２の両端を支持することで、ばね鋼材２２を所望の位置に精度良く位置決めすることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electric heating device 10 includes a jig 28 that supports the lower end 22 b of the spring steel material 22 and a jig 42 that supports the upper end 22 a of the spring steel material 22. The jig 28 is formed with a contact surface 28 a that follows the shape of the lower end 22 b of the spring steel material 22. The jig 28 is driven up and down by a hydraulic device 34. The hydraulic device 34 includes a cylinder 30 and a piston rod 32 that moves forward and backward with respect to the cylinder 30. A jig 28 is attached to the tip of the piston rod 32. The jig 42 is configured similarly to the jig 28 described above. That is, the jig 42 has a contact surface 42 a that follows the shape of the upper end 22 a of the spring steel material 22, and is driven up and down by a hydraulic device 40 that includes a cylinder 36 and a piston rod 38. By supporting both ends of the spring steel material 22 with the jig 28 and the jig 42, the spring steel material 22 can be accurately positioned at a desired position.

また、通電加熱装置１０は、温度計４４を備えている。温度計４４は、ばね鋼材２２の略中央部分（コイル軸線方向の略中央部分）の表面温度を測定する。温度計４４で測定されたばね鋼材２２の表面温度は、電源装置５０に入力される。温度計４４には、放射温度計、サーモグラフ等の非接触式のものを用いることができる。   In addition, the electric heating device 10 includes a thermometer 44. The thermometer 44 measures the surface temperature of the substantially central portion (substantially central portion in the coil axis direction) of the spring steel material 22. The surface temperature of the spring steel material 22 measured by the thermometer 44 is input to the power supply device 50. The thermometer 44 may be a non-contact type such as a radiation thermometer or a thermograph.

電源装置５０は、クランプ機構（２４ａ，２６ａ）の電極２３ａ，２５ａと、クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）の電極に接続され、ばね鋼材２２に電流を供給する装置である。電源装置５０は、ばね鋼材２２に供給する電力量を制御する制御ユニット５２を備えている。制御ユニット５２は、温度計４４に接続されており、温度計４４で計測されたばね鋼材２２の表面温度が入力される。制御ユニット５２は、入力されたばね鋼材２２の表面温度に基づいて、電源装置５０からばね鋼材２２に供給する電力量を制御する。   The power supply device 50 is connected to the electrodes 23a and 25a of the clamp mechanism (24a and 26a) and the electrodes of the clamp mechanism (24b and 26b) and supplies current to the spring steel material 22. The power supply device 50 includes a control unit 52 that controls the amount of power supplied to the spring steel material 22. The control unit 52 is connected to the thermometer 44 and receives the surface temperature of the spring steel material 22 measured by the thermometer 44. The control unit 52 controls the amount of electric power supplied from the power supply device 50 to the spring steel material 22 based on the input surface temperature of the spring steel material 22.

次に、本実施例に係る熱処理方法の手順について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３に示すように、まず、ばね鋼材２２の上端２２ａと下端２２ｂをクランプする（Ｓ１０）。具体的には、まず、クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）及び冶具２８を下方に退避した状態とする。次いで、図示しないロボットハンドによって、ばね鋼材２２を冶具４２に対してセットする。すなわち、ばね鋼材２２の上端２２ａが冶具４２に当接するまでロボットハンドを駆動し、ばね鋼材２２を冶具４２に対して位置決めする。これと同時に、クランプ機構（２４ａ，２６ａ）がばね鋼材２２の上端２２ａをクランプする。次に、冶具２８及びクランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）が上方に移動し、その後、ばね鋼材２２の下端２２ｂをクランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）がクランプする。   Next, the procedure of the heat treatment method according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. As shown in FIG. 3, first, the upper end 22a and the lower end 22b of the spring steel material 22 are clamped (S10). Specifically, first, the clamp mechanism (24b, 26b) and the jig 28 are retracted downward. Next, the spring steel material 22 is set on the jig 42 by a robot hand (not shown). That is, the robot hand is driven until the upper end 22 a of the spring steel material 22 comes into contact with the jig 42 to position the spring steel material 22 with respect to the jig 42. At the same time, the clamp mechanism (24a, 26a) clamps the upper end 22a of the spring steel material 22. Next, the jig 28 and the clamp mechanism (24b, 26b) move upward, and then the lower end 22b of the spring steel material 22 is clamped by the clamp mechanism (24b, 26b).

ばね鋼材２２の上端２２ａと下端２２ｂがクランプされると、制御ユニット５２は、電源装置５０によってばね鋼材２２の上端２２ａと下端２２ｂとの間に電圧を印加し、ばね鋼材２２への通電を開始する（Ｓ１２）。これによって、ばね鋼材２２の加熱が開始される。なお、ばね鋼材２２への通電開始時には、ばね鋼材２２へ供給される電力量Ｐを徐々に増加させるソフトスタートを実行してもよい。ソフトスタートを実行することで、電極とばね鋼材２２との間にスパークが発生することを抑制することができる。ソフトスタート実行後は、ばね鋼材２２の表面温度が後述する処理温度となるまで、電源装置５０の出力（すなわち、ばね鋼材２２に供給される電力量）を一定に維持する。   When the upper end 22 a and the lower end 22 b of the spring steel material 22 are clamped, the control unit 52 applies a voltage between the upper end 22 a and the lower end 22 b of the spring steel material 22 by the power supply device 50 and starts energizing the spring steel material 22. (S12). Thereby, heating of the spring steel material 22 is started. At the start of energization of the spring steel material 22, a soft start that gradually increases the amount of power P supplied to the spring steel material 22 may be executed. By executing the soft start, it is possible to suppress the occurrence of a spark between the electrode and the spring steel material 22. After the soft start is executed, the output of the power supply device 50 (that is, the amount of power supplied to the spring steel material 22) is kept constant until the surface temperature of the spring steel material 22 reaches a processing temperature described later.

ばね鋼材２２への通電を開始すると、制御ユニット５２は、温度計４４の出力からばね鋼材２２の表面温度を測定し（Ｓ１４）、その表面温度が処理温度となったか否かを判断する（Ｓ１６）。ステップＳ１４で測定したばね鋼材２２の表面温度が処理温度となっている場合（Ｓ１６でＹＥＳ）は、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１４で測定したばね鋼材２２の表面温度が処理温度となっていない場合（Ｓ１６でＮＯ）は、ステップＳ１４に戻って、ステップＳ１４からの処理を繰返す。これによって、ばね鋼材２２の表面温度が処理温度となるまで、ばね鋼材２２が加熱されてゆくこととなる。   When energization of the spring steel material 22 is started, the control unit 52 measures the surface temperature of the spring steel material 22 from the output of the thermometer 44 (S14), and determines whether or not the surface temperature has reached the processing temperature (S16). ). When the surface temperature of the spring steel material 22 measured in step S14 is the processing temperature (YES in S16), the process proceeds to step S18. When the surface temperature of the spring steel material 22 measured in step S14 is not the processing temperature (NO in S16), the process returns to step S14 and the processes from step S14 are repeated. As a result, the spring steel material 22 is heated until the surface temperature of the spring steel material 22 reaches the processing temperature.

なお、処理温度は、４３０℃〜５００℃の範囲に設定されていることが好ましい。設定温度を４３０℃より高くすることで、従来の熱処理温度（３８０〜４３０℃）と比較して高温までばね鋼材が加熱され、短時間で熱処理を終了することができる。一方、設定温度を５００℃以下とすることで、ばね鋼材の組成が変態することが防止され、熱処理によってばね鋼材の機械的特性が変化してしまうことが防止される。   In addition, it is preferable that processing temperature is set to the range of 430 degreeC-500 degreeC. By making the set temperature higher than 430 ° C., the spring steel material is heated to a higher temperature than the conventional heat treatment temperature (380 to 430 ° C.), and the heat treatment can be completed in a short time. On the other hand, by setting the set temperature to 500 ° C. or less, the composition of the spring steel material is prevented from being transformed, and the mechanical properties of the spring steel material are prevented from being changed by the heat treatment.

また、処理温度は、次に説明するステップＳ２０の設定時間と相関がある。すなわち、加工歪みを除去する処理は、処理温度が高いほど短時間でよく、処理温度が低いほど長時間を要する。したがって、処理温度に応じてステップＳ２０の設定時間を設定するか、当該設定時間に応じて処理温度を設定することが好ましい。例えば、まず、ステップＳ２０の設定時間を設定し、その設定した設定時間（均熱時間）に合せて処理温度を設定することで、ばね鋼材に適切な量の熱処理を施すことができる。なお、上記の設定時間は、ばね鋼材２２をばね形状に成形する成形工程に要する時間に応じて決定することが好ましい。このように決定することで、成形装置の台数と通電加熱装置１０の台数とをバランスさせることができる。   The processing temperature has a correlation with the set time in step S20 described next. In other words, the processing for removing the processing strain may be shorter as the processing temperature is higher, and the processing time is longer as the processing temperature is lower. Therefore, it is preferable to set the setting time in step S20 according to the processing temperature or to set the processing temperature according to the setting time. For example, first, the set time in step S20 is set, and the processing temperature is set according to the set set time (soaking time), so that an appropriate amount of heat treatment can be applied to the spring steel material. In addition, it is preferable to determine said setting time according to the time which the shaping | molding process which shape | molds the spring steel material 22 in a spring shape. By determining in this way, the number of forming apparatuses and the number of energization heating apparatuses 10 can be balanced.

ステップＳ１８に進むと、制御ユニット５２は、温度計４４で計測されたばね鋼材２２の温度に基づいて、電源装置５０からばね鋼材２２へ供給する電力量Ｐを制御（フィードバック制御）する（Ｓ１８）。すなわち、測定されたばね鋼材２２の表面温度と処理温度との偏差が０となるように、電源装置５０からばね鋼材２２へ供給する電力量Ｐを制御する。フィードバック制御を行うことで、ばね鋼材２２の表面温度が処理温度に良好に維持される。このフィードバック制御には、公知の種々のフィードバック制御方法（例えば、ＰＩＤ制御）を用いることができる。   In step S18, the control unit 52 controls (feedback control) the amount of power P supplied from the power supply device 50 to the spring steel material 22 based on the temperature of the spring steel material 22 measured by the thermometer 44 (S18). That is, the electric power P supplied from the power supply device 50 to the spring steel material 22 is controlled so that the deviation between the measured surface temperature of the spring steel material 22 and the processing temperature becomes zero. By performing the feedback control, the surface temperature of the spring steel material 22 is favorably maintained at the processing temperature. Various known feedback control methods (for example, PID control) can be used for this feedback control.

ステップＳ２０では、制御ユニット５２は、ステップＳ１８のフィードバック制御を開始してからの時間（すなわち、経過時間）が設定時間となったか否かを判断する（Ｓ２０）。経過時間が設定時間とならない場合（Ｓ２０でＮＯ）、ステップＳ１８に戻って、ステップＳ１８からの処理を繰返す。これによって、設定時間だけフィードバック制御が行われ、ばね鋼材２２が処理温度で維持される。一方、経過時間が設定時間となると（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御ユニット５２は、電源装置５０からばね鋼材２２への電力供給を停止する（Ｓ２２）。なお、ばね鋼材２２への電力供給が停止すると、ばね鋼材２２は自然冷却されることとなる。   In step S20, the control unit 52 determines whether or not the time after starting the feedback control in step S18 (that is, the elapsed time) has reached the set time (S20). If the elapsed time does not become the set time (NO in S20), the process returns to step S18 and the processes from step S18 are repeated. Thereby, feedback control is performed only for the set time, and the spring steel material 22 is maintained at the processing temperature. On the other hand, when the elapsed time reaches the set time (YES in S20), the control unit 52 stops the power supply from the power supply device 50 to the spring steel material 22 (S22). When the power supply to the spring steel material 22 is stopped, the spring steel material 22 is naturally cooled.

ステップＳ２２でばね鋼材２２への電力供給を停止すると、クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）は、ばね鋼材２２の下端２２ｂを開放する（Ｓ２４）。その後、冶具２８及びクランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）が下方に退避する。次いで、図示しないロボットハンドがばね鋼材２２を把持すると、クランプ機構（２４ａ，２６ａ）がばね鋼材２２の上端２２ａを開放し、その後、ロボットハンドが通電加熱装置１０の外部にばね鋼材２２を搬送する。   When the power supply to the spring steel material 22 is stopped in step S22, the clamp mechanism (24b, 26b) opens the lower end 22b of the spring steel material 22 (S24). Thereafter, the jig 28 and the clamp mechanism (24b, 26b) are retracted downward. Next, when a robot hand (not shown) grips the spring steel material 22, the clamp mechanism (24 a, 26 a) opens the upper end 22 a of the spring steel material 22, and then the robot hand conveys the spring steel material 22 to the outside of the energization heating device 10. .

なお、ばね鋼材２２を通電加熱すると、その熱によってばね鋼材２２が変形する。本実施例の通電加熱装置１０では、ばね鋼材２２の変形に応じて、クランプ機構（２４ｂ，２６ｂ）が上下方向に移動すると共に、クランプ機構（２４ａ，２６ａ），（２４ｂ，２６ｂ）がばね鋼材２２の巻回軸線回りに回転する。これによって、ばね鋼材２２の熱変形が吸収されるようになっている。   When the spring steel material 22 is energized and heated, the heat steel material 22 is deformed by the heat. In the current heating device 10 of the present embodiment, the clamp mechanism (24b, 26b) moves in the vertical direction according to the deformation of the spring steel material 22, and the clamp mechanisms (24a, 26a), (24b, 26b) are the spring steel material. Rotate around 22 winding axes. Thereby, the thermal deformation of the spring steel material 22 is absorbed.

通電加熱装置１０による熱処理が終了すると、ばね鋼材２２を図示しない熱処理設備に搬送し、ばね鋼材２２の端部（詳細には、通電加熱時に電極によってクランプされていた部位及びその近傍）をさらに加熱処理する（Ｓ２６）。ステップＳ２６の加熱処理は、ばね鋼材２２を局所的に加熱できる方法を用いて行われる。この加熱処理には、例えば、誘導加熱、加熱された型の押付け、塩浴浸漬、バーナーによる加熱、熱風吹付け、赤外線照射、プラズマ加熱、レーザーによる加熱、流動層炉による加熱、過熱水蒸気を用いた加熱、磁気による加熱等を用いることができる。   When the heat treatment by the electric heating device 10 is completed, the spring steel material 22 is transferred to a heat treatment facility (not shown), and the end portion of the spring steel material 22 (specifically, the portion clamped by the electrode during the electric current heating and its vicinity) is further heated. Process (S26). The heat treatment in step S26 is performed using a method capable of locally heating the spring steel material 22. For this heat treatment, for example, induction heating, pressing of a heated mold, salt bath immersion, heating by a burner, hot air blowing, infrared irradiation, plasma heating, heating by a laser, heating by a fluidized bed furnace, superheated steam is used. Heating, magnetic heating, etc. can be used.

ステップＳ２６で加熱処理を開始すると、ばね鋼材２２の端部の表面温度を測定し（Ｓ２８）、その表面温度が設定温度となったか否かを判断する（Ｓ３０）。ステップＳ２８で測定したばね鋼材２２の端部の表面温度が設定温度となっている場合（Ｓ３０でＹＥＳ）は、ステップＳ３２に進んで、ステップＳ２６の加熱処理を終了する（Ｓ３２）。ステップＳ２８で測定したばね鋼材２２の端部の表面温度が設定温度となっていない場合（Ｓ３０でＮＯ）は、ステップＳ２８に戻って、ステップＳ２８からの処理を繰返す。これによって、ばね鋼材２２の端部の表面温度が設定温度となるまで、ばね鋼材２２の端部が加熱されることとなる。なお、ステップＳ２８の表面温度の測定には、放射温度計、サーモグラフ等の非接触式の温度計を用いることができる。   When the heat treatment is started in step S26, the surface temperature of the end of the spring steel material 22 is measured (S28), and it is determined whether or not the surface temperature has reached the set temperature (S30). When the surface temperature of the end of the spring steel material 22 measured in step S28 is the set temperature (YES in S30), the process proceeds to step S32, and the heating process in step S26 is terminated (S32). When the surface temperature of the end of the spring steel material 22 measured in step S28 is not the set temperature (NO in S30), the process returns to step S28 and the processes from step S28 are repeated. Thus, the end of the spring steel material 22 is heated until the surface temperature of the end of the spring steel material 22 reaches the set temperature. Note that a non-contact thermometer such as a radiation thermometer or a thermograph can be used for the measurement of the surface temperature in step S28.

ここで、ステップＳ３０の設定温度は、４００℃〜６００℃の範囲に設定されていることが好ましい。設定温度を４００℃より高くすることで、ばね鋼材２２の端部に生じている加工歪みを適切に除去することができる。また、通電加熱時に発生するスパークや局所的な大電流によって、ばね鋼材２２の端部にマルテンサイト層が形成されても、そのマルテンサイト層を焼戻しにより無くすことができる。したがって、ばね鋼材２２の端部が硬くなり過ぎることが防止される。その結果、ばね鋼材２２の端部が、ばね鋼材２２の端部以外の部位の最大硬さよりも硬くなることが防止される。一方、設定温度を６００℃以下とすることで、ばね鋼材２２の端部が柔らかくなり過ぎることが防止される。その結果、ばね鋼材２２の端部が、ばね鋼材２２の端部以外の部位の最小硬さよりも柔らかくなることが防止される。   Here, the set temperature in step S30 is preferably set in a range of 400 ° C to 600 ° C. By making the set temperature higher than 400 ° C., it is possible to appropriately remove the working distortion generated at the end of the spring steel material 22. Further, even if a martensite layer is formed at the end of the spring steel material 22 due to a spark generated during energization heating or a local large current, the martensite layer can be eliminated by tempering. Therefore, the end of the spring steel material 22 is prevented from becoming too hard. As a result, the end portion of the spring steel material 22 is prevented from becoming harder than the maximum hardness of a portion other than the end portion of the spring steel material 22. On the other hand, by setting the set temperature to 600 ° C. or lower, the end of the spring steel material 22 is prevented from becoming too soft. As a result, the end portion of the spring steel material 22 is prevented from becoming softer than the minimum hardness of a portion other than the end portion of the spring steel material 22.

上述したように本実施例の懸架用コイルばねの製造方法では、ばね鋼材２２を通電加熱によって熱処理した後に、ばね鋼材２２のうち電極によってクランプされていた部位を局所的に加熱する処理を実施する。このため、通電加熱によって加熱されなかった部位に発生している加工歪みを除去することができる。また、通電加熱時のスパーク等によってばね鋼材２２の端部にマルテンサイト層が発生していたとしても、そのマルテンサイト層を焼戻しにより除去することができる。したがって、ばね鋼材２２の全体に所望の機械的特性を付与することができる。   As described above, in the method of manufacturing the suspension coil spring of this embodiment, after the spring steel material 22 is heat-treated by energization heating, the portion of the spring steel material 22 that is clamped by the electrode is locally heated. . For this reason, the process distortion which has generate | occur | produced in the site | part which was not heated by electrical heating can be removed. Further, even if a martensite layer is generated at the end of the spring steel material 22 due to sparking during energization heating, the martensite layer can be removed by tempering. Therefore, desired mechanical properties can be imparted to the entire spring steel material 22.

以上、本願の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although the specific example of this application was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

例えば、上述した実施例では、ばね鋼材２２の端部の表面温度を計測し、その計測した表面温度が設定温度となったときに、ばね鋼材２２の端部を加熱する処理を停止したが、本明細書に開示の技術は、このような例に限られない。例えば、図４に示す手順によって熱処理を行ってもよい。なお、図４に示す熱処理方法においても、図３のＳ１０からＳ２４までの処理は、既に説明した実施例と同様に行われている。   For example, in the above-described embodiment, the surface temperature of the end portion of the spring steel material 22 is measured, and when the measured surface temperature reaches the set temperature, the process of heating the end portion of the spring steel material 22 is stopped. The technology disclosed in the present specification is not limited to such an example. For example, heat treatment may be performed according to the procedure shown in FIG. In the heat treatment method shown in FIG. 4 as well, the processing from S10 to S24 in FIG. 3 is performed in the same manner as in the embodiment already described.

図４に示す熱処理方法では、ばね鋼材２２が電極から開放されると（図３のＳ２４参照）、まず、ばね鋼材２２の端部（電極でクランプされていた部位）の温度を計測する（Ｓ３４）。この温度計測には、例えば、放射温度計、サーモグラフ等の非接触式のものを用いることができる。   In the heat treatment method shown in FIG. 4, when the spring steel material 22 is released from the electrode (see S24 in FIG. 3), first, the temperature of the end of the spring steel material 22 (part clamped by the electrode) is measured (S34). ). For this temperature measurement, for example, a non-contact type such as a radiation thermometer or a thermograph can be used.

ステップＳ３４で温度が計測されると、その計測した温度に基づいて、ばね鋼材２２の端部を加熱する加熱時間を決定する（Ｓ３６）。すなわち、ばね鋼材２２の端部が所望の設定温度となるように、ステップＳ４２の設定時間を決定する。具体的には、ステップＳ３４で測定された温度が低ければ設定時間（加熱時間）を長く設定し、ステップＳ３４で計測された温度が高ければ設定時間（加熱時間）を短く設定する。なお、ステップＳ４２の設定時間は、ばね鋼材２２の端部の質量（加熱部位の質量）と、ばね鋼材２２の端部の目標加熱温度（図３のＳ３０の設定温度）と、熱処理設備の加熱能力に基づいて決定することができる。   When the temperature is measured in step S34, the heating time for heating the end of the spring steel material 22 is determined based on the measured temperature (S36). That is, the set time in step S42 is determined so that the end of the spring steel material 22 has a desired set temperature. Specifically, if the temperature measured in step S34 is low, the set time (heating time) is set long, and if the temperature measured in step S34 is high, the set time (heating time) is set short. Note that the set time in step S42 includes the mass of the end of the spring steel material 22 (the mass of the heated portion), the target heating temperature of the end of the spring steel material 22 (the set temperature of S30 in FIG. 3), and the heating of the heat treatment equipment. Can be determined based on ability.

次いで、ばね鋼材２２の端部の加熱を開始し（Ｓ３８）、それと同時に時間の計測を開始する（Ｓ４０）。そして、ステップＳ４０で計測を開始した時間がステップＳ３６で決定した設定時間となったか否かを判断する（Ｓ４２）。計測時間が設定時間となっていない場合（Ｓ４２でＮＯ）は、計測時間が設定時間となるまで待機する。計測時間が設定時間となると（Ｓ４２でＹＥＳ）は、ステップＳ４４に進んで、ばね鋼材２２の端部の加熱処理を終了する（Ｓ４４）。   Next, heating of the end of the spring steel material 22 is started (S38), and at the same time, time measurement is started (S40). Then, it is determined whether or not the measurement start time in step S40 has reached the set time determined in step S36 (S42). If the measurement time is not the set time (NO in S42), the process waits until the measurement time reaches the set time. When the measurement time reaches the set time (YES in S42), the process proceeds to step S44, and the heating process for the end of the spring steel material 22 is terminated (S44).

上記の方法では、ばね鋼材２２の端部を加熱する際は、ばね鋼材２２の端部の表面温度をモニターする必要はなく、加熱時間のみを管理すればよい。このため、ばね鋼材２２の端部を加熱する熱処理設備を簡易に構成することができる。また、ばね鋼材２２の端部を加熱する方法の自由度を上げることができる。ただし、第１実施例と同様に、ばね鋼材２２の表面温度を測定し、その測定した表面温度と決定した加熱時間とに基づいて、ばね鋼材２２の端部加熱を終了するタイミングを決定してもよい。例えば、加熱時間が設定時間となっていても、測定される表面温度が目標温度となっていない場合は、ばね鋼材２２の端部加熱を継続するようにしてもよい。   In the above method, when the end portion of the spring steel material 22 is heated, it is not necessary to monitor the surface temperature of the end portion of the spring steel material 22, and only the heating time may be managed. For this reason, the heat processing equipment which heats the edge part of the spring steel material 22 can be comprised simply. Moreover, the freedom degree of the method of heating the edge part of the spring steel material 22 can be raised. However, as in the first embodiment, the surface temperature of the spring steel material 22 is measured, and the timing for ending the end heating of the spring steel material 22 is determined based on the measured surface temperature and the determined heating time. Also good. For example, even when the heating time is the set time, when the measured surface temperature is not the target temperature, the end heating of the spring steel material 22 may be continued.

なお、ステップＳ３４の温度測定からステップＳ３８の加熱開始までにある程度の時間が経過する場合は、その間の温度降下を考慮してステップＳ３６の加熱時間の決定を行うことが好ましい。これによって、ばね鋼材２２の端部を適切に加熱することができる。   When a certain amount of time elapses from the temperature measurement in step S34 to the start of heating in step S38, it is preferable to determine the heating time in step S36 in consideration of the temperature drop during that time. Thereby, the edge part of the spring steel material 22 can be heated appropriately.

なお、上述した各実施例では、懸架用コイルばねを製造する例であったが、本願に係る技術は、懸架用コイルばね以外のばねを製造する場合にも適用することができる。例えば、スタビライザ、トーションバー、リーフスプリング、引きばね、渦巻きばね、リング、一般のコイルばね、ねじりばね、線細工ばね等の製造に用いることもできる。また、ばね材の材料としてはばね鋼材に限られず、ばねとして用いられる金属材料であれば、どのようなものであってもよい。また、ばね材と電極とのコンタクトは、ばね材を電極でクランプする構成には限られず、ばね材と電極との間に電流を流すことができる構成であれば、どのようなものであってもよい。例えば、電極へばね材を押圧させて接触させる構成としてもよいし、電極が設置された電解液内へばね材の両端を浸漬させる構成としてもよい。このような構成によっても、電極を介してばね材に電流を流すことができる。   In each of the above-described embodiments, the suspension coil spring is manufactured. However, the technology according to the present application can also be applied to manufacturing a spring other than the suspension coil spring. For example, it can also be used for the production of stabilizers, torsion bars, leaf springs, tension springs, spiral springs, rings, general coil springs, torsion springs, wirework springs and the like. Further, the material of the spring material is not limited to the spring steel material, and any material may be used as long as it is a metal material used as a spring. Further, the contact between the spring material and the electrode is not limited to the configuration in which the spring material is clamped with the electrode, and any contact may be used as long as a current can flow between the spring material and the electrode. Also good. For example, it is good also as a structure which presses a spring material to an electrode and makes it contact, and it is good also as a structure which immerses the both ends of a spring material in the electrolyte solution in which the electrode was installed. Even with such a configuration, a current can be passed through the spring material via the electrode.

また、上述した各実施例は、ばね鋼材を冷間又は温間でばね形状に成形することで生じた加工歪みを除去する熱処理（焼鈍処理）に関する例であったが、本明細書に開示の技術はこのような例に限られない。例えば、ばね材を熱間でばね形状に成形し、焼入れ後に行われる熱処理工程（焼戻し処理）に、本明細書に開示の処理方法を適用することもできる。   In addition, each of the above-described embodiments is an example related to a heat treatment (annealing treatment) that removes processing distortion caused by forming a spring steel material into a spring shape in a cold or warm state, but disclosed in the present specification. The technology is not limited to such an example. For example, the processing method disclosed in the present specification can also be applied to a heat treatment step (tempering treatment) performed after hot forming a spring material into a spring shape after quenching.

さらには、本明細書に開示の熱処理技術は、ばね材をセッチングする前に行う加熱処理に適用してもよい。セッチング前の加熱処理に本明細書に開示の熱処理技術を適用することで、端末を含む全体が加熱されたばね鋼材にセッチング（ホットセッチング）を行うことができる。その結果、ばね材の全体に残留せん断歪みを増やすことができ、耐へたり性を向上することができる。なお、この場合には、ばね材を冷間又は温間でばね形状に成形することで生じた加工歪みを除去する熱処理（焼鈍処理）に本明細書に開示の熱処理技術を適用し、その後の冷却過程でホットセッチングを行ってもよい。このような構成によると、ホットセッチングのためだけに熱処理を行う必要がないため、効率的にばねを製造することができる。あるいは、ホットセッチング前の加熱処理に本明細書に開示の熱処理技術を適用してもよい。このような構成によると、ホットセッチング前の予備加熱を短時間で、かつ、ばね材の全体に好適に行うことができる。   Furthermore, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to heat treatment performed before setting the spring material. By applying the heat treatment technique disclosed in this specification to the heat treatment before setting, setting (hot setting) can be performed on the spring steel material that is heated as a whole including the terminal. As a result, residual shear strain can be increased in the entire spring material, and sag resistance can be improved. In this case, the heat treatment technique disclosed in this specification is applied to a heat treatment (annealing treatment) that removes processing strain caused by forming the spring material into a spring shape cold or warm, and thereafter Hot setting may be performed in the cooling process. According to such a configuration, it is not necessary to perform a heat treatment only for hot setting, so that the spring can be manufactured efficiently. Alternatively, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to the heat treatment before hot setting. According to such a configuration, preheating before hot setting can be suitably performed for the entire spring material in a short time.

さらに、本明細書に開示の熱処理技術は、ばね材の表面に温間ショットピーニングを行う前に行う加熱処理に適用してもよい。この場合には、端末を含む全体が加熱されたばね材に温間ショットピーニングが行われるため、ばね材の全体（末端を含む）の深い位置まで圧縮残留応力を付与することができる。その結果、耐食性等の機械的特性を向上することができる。なお、この場合には、ばね材を冷間又は温間でばね形状に成形することで生じた加工歪みを除去する熱処理（焼鈍処理）に本明細書に開示の熱処理技術を適用し、その後の冷却過程で温間ショットピーニングを行ってもよい。このような構成によると、温間ショットピーニングのためだけに熱処理を行う必要がないため、効率的にばねを製造することができる。あるいは、温間ショットピーニング前の加熱処理に本明細書に開示の熱処理技術を適用してもよい。このような構成によると、温間ショットピーニング前の予備加熱を短時間で、かつ、ばね材の全体に好適に行うことができる。   Furthermore, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to a heat treatment performed before warm shot peening is performed on the surface of the spring material. In this case, since warm shot peening is performed on the spring material including the terminal that is heated as a whole, compressive residual stress can be applied to a deep position of the entire spring material (including the end). As a result, mechanical properties such as corrosion resistance can be improved. In this case, the heat treatment technique disclosed in this specification is applied to a heat treatment (annealing treatment) that removes processing strain caused by forming the spring material into a spring shape cold or warm, and thereafter Warm shot peening may be performed during the cooling process. According to such a configuration, since it is not necessary to perform heat treatment only for warm shot peening, the spring can be manufactured efficiently. Alternatively, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to the heat treatment before warm shot peening. According to such a configuration, preheating before warm shot peening can be suitably performed for the entire spring material in a short time.

また、本明細書に開示の熱処理技術は、ばね材の表面に冷間ショットピーニングで付与された歪みを開放するための熱処理（低温焼鈍し）に適用してもよい。このような構成によると、冷間ショットピーニングによりばね材に付与された歪みを好適に開放することができる。   Further, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to heat treatment (low temperature annealing) for releasing the strain applied to the surface of the spring material by cold shot peening. According to such a configuration, the strain applied to the spring material by cold shot peening can be preferably released.

あるいは、本明細書に開示の熱処理技術は、ばね材の表面を塗装する前の予備加熱に適用してもよい。このような構成によると、全体が加熱されたばね材の表面に塗装が行われるため、ばね材の表面全体に好適に塗装を行うことができる。   Alternatively, the heat treatment technique disclosed in this specification may be applied to preheating before coating the surface of the spring material. According to such a configuration, since the coating is performed on the surface of the spring material that is heated as a whole, it is possible to suitably perform the coating on the entire surface of the spring material.

さらに、本明細書に開示の熱処理技術は、ばね材の熱処理の一部において用いられてもよい。例えば、ばね材を前処理加熱し（第１段階の加熱処理をし）、その後、ばね材を加熱処理（第２段階の加熱処理）する場合に、前処理加熱として本明細書に開示の熱処理技術を用いてもよい。前処理加熱を適切に行うことができるため、ばね材に適切に熱処理を行うことができる。なお、かかる場合に、第２段階の加熱処理は、どのような加熱処理を行ってもよい。例えば、第２段階の加熱処理として通電加熱を行ってもよい。   Furthermore, the heat treatment technique disclosed herein may be used as part of the heat treatment of the spring material. For example, when the spring material is pretreated and heated (first-stage heat treatment) and then the spring material is heat-treated (second-stage heat treatment), the heat treatment disclosed in this specification as pretreatment heating Technology may be used. Since the pretreatment heating can be appropriately performed, the spring material can be appropriately heat-treated. In such a case, any heat treatment may be performed as the second-stage heat treatment. For example, energization heating may be performed as the second stage heat treatment.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

Claims (13)

ばねを製造する方法であって、
ばね材の第１位置に第１電極を接触させると共に、その第１位置からばね材の軸方向に離間した第２位置に第２電極を接触させる第１工程と、
第１工程後に、第１電極及び第２電極を介してばね材に電流を流すことでばね材を加熱する第２工程と、
第２工程後に、ばね材と第１電極及び第２電極とを非接触の状態とする第３工程と、
第３工程後に、ばね材のうち少なくとも第１電極及び第２電極に接触していた部位を、第２工程とは異なる加熱方法によって加熱する第４工程と、を有している、ばねの製造方法。A method of manufacturing a spring comprising:
A first step of bringing the first electrode into contact with the first position of the spring material and bringing the second electrode into contact with a second position spaced apart from the first position in the axial direction of the spring material;
After the first step, a second step of heating the spring material by passing a current through the spring material through the first electrode and the second electrode;
After the second step, a third step for bringing the spring material, the first electrode and the second electrode into a non-contact state,
After the third step, the spring has a fourth step of heating at least a portion of the spring material that is in contact with the first electrode and the second electrode by a heating method different from the second step. Method. 第４工程では、ばね材のうち第１電極及び第２電極に接触していた部位と、第１電極と接触していた部位より反第２電極側の部位と、第２電極に接触していた部位より反第１電極側の部位とを少なくとも加熱する、請求項１に記載のばねの製造方法。   In the fourth step, the portion of the spring material that is in contact with the first electrode and the second electrode, the portion on the side opposite to the second electrode from the portion that is in contact with the first electrode, and the second electrode are in contact. The method for manufacturing a spring according to claim 1, wherein at least the portion on the side opposite to the first electrode is heated from the portion that has been removed. 第４工程では、ばね材の加熱する部位を４００〜６００℃に加熱する、請求項１又は２に記載のばねの製造方法。   The manufacturing method of the spring of Claim 1 or 2 which heats the site | part which a spring material heats to 400-600 degreeC at a 4th process. 第３工程と第４工程の間に、ばね材のうち電極に接触していた部位又はその近傍の表面温度を測定する温度測定工程をさらに有しており、
第４工程では、温度測定工程で測定された表面温度に基づいて加熱時間が調整される、請求項１〜３のいずれかに記載のばねの製造方法。Between the third step and the fourth step, it further has a temperature measurement step of measuring the surface temperature of the portion of the spring material that is in contact with the electrode or the vicinity thereof,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 3, wherein in the fourth step, the heating time is adjusted based on the surface temperature measured in the temperature measurement step. 第４工程では、ばね材のうち電極に接触していた部位又はその近傍の表面温度を測定し、その測定した表面温度が所定の温度に到達したときに加熱を終了する、請求項１〜３のいずれかに記載のばねの製造方法。   4th process WHEREIN: The surface temperature of the site | part which contacted the electrode among spring materials, or its vicinity was measured, and a heating is complete | finished when the measured surface temperature reaches | attains predetermined | prescribed temperature. The manufacturing method of the spring in any one of. 第１工程前に、ばね材をばね形状に成形する成形工程をさらに有しており、
第１〜第４工程は、成形工程によってばね材に生じる加工歪みを除去する熱処理である、請求項１〜５のいずれかに記載のばねの製造方法。Before the first step, it further has a forming step of forming the spring material into a spring shape,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 5, wherein the first to fourth steps are heat treatments for removing processing strain generated in the spring material by the forming step. 第４工程後に、ばね材のセッチングを行うセッチング工程をさらに有しており、
第４工程とセッチング工程の間には、ばね材を加熱する加熱工程が行われず、
セッチング工程は、第２工程と第４工程による加熱から冷却する過程で行われるホットセッチングである、請求項６に記載のばねの製造方法。After the fourth step, it further has a setting step for setting the spring material,
Between the fourth step and the setting step, the heating step for heating the spring material is not performed,
The method of manufacturing a spring according to claim 6, wherein the setting step is hot setting performed in a process of cooling from the heating in the second step and the fourth step. セッチング工程後に、ばね材の表面にショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有しており、
セッチング工程とショットピーニング工程の間には、ばね材を加熱する加熱工程が行われず、
ショットピーニング工程は、第２工程と第４工程による加熱から冷却する過程で行われる温間ショットピーニングである、請求項７に記載のばねの製造方法。It further has a shot peening process for performing shot peening on the surface of the spring material after the setting process,
Between the setting process and the shot peening process, the heating process for heating the spring material is not performed,
The spring peening process according to claim 7, wherein the shot peening process is warm shot peening performed in a process of cooling from heating in the second process and the fourth process. 第４工程後に、ばね材のホットセッチングを行うホットセッチング工程をさらに有しており、
第１〜第４工程は、ホットセッチングのための熱処理である、請求項１〜５のいずれかに記載のばねの製造方法。After the fourth step, it further has a hot setting step of performing hot setting of the spring material,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 5, wherein the first to fourth steps are heat treatment for hot setting. 第４工程後に、ばね材の表面に温間ショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有しており、
第１〜第４工程は、温間ショットピーニングのための熱処理である、請求項１〜５のいずれかに記載のばねの製造方法。After the fourth step, it further has a shot peening step of performing warm shot peening on the surface of the spring material,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 5, wherein the first to fourth steps are heat treatment for warm shot peening. 第１工程前に、ばね材の表面にショットピーニングを行うショットピーニング工程をさらに有しており、
第１〜第４工程は、ショットピーニング工程による歪みを開放するための熱処理である、請求項１〜５のいずれかに記載のばねの製造方法。Before the first step, it further has a shot peening step of performing shot peening on the surface of the spring material,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 5, wherein the first to fourth steps are heat treatment for releasing distortion caused by the shot peening step. 第４工程後に、ばね材の表面に塗装を行う塗装工程をさらに有しており、
第１〜第４工程は、塗装のための予備加熱のための熱処理である、請求項１〜５のいずれかに記載のばねの製造方法。After the fourth step, it further has a painting step of painting the surface of the spring material,
The method for manufacturing a spring according to any one of claims 1 to 5, wherein the first to fourth steps are heat treatment for preheating for coating. ばねの両端部又は両端部の近傍の表面には過加熱痕が形成されており、
その過加熱痕が形成された部分の組織が焼戻しマルテンサイト化されている、ばね。Overheating marks are formed on the surface of both ends of the spring or in the vicinity of both ends,
A spring in which the structure of the portion where the overheating mark is formed is tempered martensite.
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