ヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法
本発明は、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの重量を大幅に減らすと同時に、環境に優しくコイルバネを製造することができ、一つのコイルバネ材料を使用して様々な材料径を有するコイルバネを製造することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法に関する。
本発明の一つの特徴に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；を含む。
本発明の一つの特徴に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコイド絞り圧延機（ｈｅｌｉｃｏｉｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｉｌｌ）を利用したコイルバネの製造方法に関し、より詳細には、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの重量を大幅に減らすと同時に、環境に優しくコイルバネを製造することができ、一つのコイルバネ材料を使用して様々な材料径を有するコイルバネを製造することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、背景技術とその問題点について説明する。
【０００３】
一般的に、コイルバネの製造方法には、冷間コイルバネの製造方法と熱間コイルバネの製造方法がある。
【０００４】
冷間コイルバネの製造方法では、望まれる材料径を有するＯＴ線（Ｏｉｌ Ｔｅｍｐｅｒｅｄ Ｗｉｒｅ）やＩＴ線（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｗｉｒｅ）を冷間コイリングマシンによってコイルバネ形態に成型してコイルバネを製造する。一方、熱間コイルバネの製造方法では、素材加工工場で圧延された線材又は棒状の素材を必要な直径及び長さに加工し、加工されたコイルバネ材料を加熱炉へ投入して所定温度で加熱し、コイリングマシンによってコイルバネ形態に成形した後、焼き入れ（Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）処理及び焼き戻し（Ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）処理を行ってコイルバネを製造する。
【０００５】
熱間コイルバネの製造方法についてより詳細に説明すれば次の通りである。
【０００６】
通常、熱間コイルバネの製造方法では、まず、製造されるコイルバネの材料径と同一の直径を有するコイルバネ材料を矯正（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ）し、コイルバネ材料を必要な長さに切断する素材加工工程を行う。また、素材加工されたコイルバネ材料を加熱炉へ投入した後、９５０乃至１０００℃の温度で加熱し、加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形した後、焼き入れ処理及び焼き戻し処理を行ってコイルバネを製造する。
【０００７】
しかし、このような従来の熱間コイルバネの製造方法は、様々な材料径を有するコイルバネを製造するためには、そのコイルバネと同一の材料径を有するコイルバネ材料を加工しなければならない。また、加熱炉でコイルバネ材料を加熱するためには、通常、化石燃料を使用するので、環境に優しいコイルバネの製造ができない問題点があった。
【０００８】
また、加熱炉でコイルバネ材料を加熱する工程において、コイルバネ素材が加熱されるまで加熱炉内を通過するに長い時間がかかり、コイルバネ素材が脱炭され、その表面に酸化被膜が形成されるので、望ましい品質のコイルバネが得られない問題点があった。
【０００９】
一方、最近、自動車の燃費を向上させるためにコイルバネの軽量化の要求が高まり、高価の特殊金属が含有された高応力のコイルバネが開発されているが、コイルバネの製造費用が高いので、自動車の燃費向上がうまくできない問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために工夫したものであり、製鋼工場から出荷された線材を熱間再圧延すると同時に、数秒内にコイルバネを製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオースフォーム効果（Ａｕｓｆｏｒｍ ｅｆｆｅｃｔ）が発生して高い引張強度を有し、オーステナイト（ａｕｓｔｅｎｉｔｅ）組職を常温で安全に維持することができ、オーステナイト組職をより緻密化させ製品を高応力化し、コイルバネの高応力疲労寿命を増加させ、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネ材料の長さを大幅節減して軽量化することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明は、一つのコイルバネ材料を使用しても様々な材料径を有するコイルバネを製造することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを他の課題とする。
【００１２】
本発明は、左巻き、右巻きコイルバネの応力方向の金属組職をより緻密化させ、コイルバネの物性のうち最も重要な疲労寿命をさらに増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度（ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ）、真直度（ｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓ）、表面欠陥における問題点を解決できるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを更に他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための本発明の一つの特徴に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、製鋼工場から出荷された線材のコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機を利用して再圧延すると同時に、数秒内にコイルバネを製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオオスポミング効果が発生し、より高い引張強度を有するコイルバネを製造することができる。
【００１５】
また、炭素とＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ等の合金成分が含有された特殊鋼のＡ３変態をより容易に防止し、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）を安全に常温で維持することができる。また、ヘリコイド絞り圧延機を利用したプログレシブヘリコイド熱間再圧延を行い、コイルバネ材料をコイルバネのコイリング方向によって時計方向又は反時計方向へ回転させながら連続的に圧延してコイルバネ材料の直径を製造されるコイルバネの材料径と同一になるように断面減少圧延する。これによって、左巻き、右巻きコイルバネの応力方向のオーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）をさらに緻密化させ、製品を高応力化し、コイルバネの物性のうち最も重要な疲労寿命をより増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度、真直度、表面欠陥における問題点を解決することができる。
【００１６】
また、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすので、コイルバネ材料を節減し、コイルバネを軽量化することができる。例えば、本発明に従って製造されたコイルバネが自動車の懸架装置に使用された場合、車両が軽量化し、車両の燃費を向上させることができる。
【００１７】
また、ヘリコイド絞り圧延機によってコイルバネ材料の直径を調節することで、一つのコイルバネ材料を使用しても様々な材料径を有するコイルバネを製造することができ、材料径別にコイルバネ材料を入れ替る作業が不要になり、必要な材料径を有するコイルバネを迅速、かつ、容易に製造することができる。
【００１８】
また、加熱炉を使用せずに数秒内にコイルバネ材料を必要な温度まで加熱する誘導加熱方式の第一の及び第二の加熱装置を利用することで、化石燃料を使用せず、環境に優しくコイルバネを製造することができる。
【００１９】
また、コイルバネ材料を加熱炉で加熱するとき発生するコイルバネ素材表面の脱炭及び酸化を防止し、加熱温度によって素材の長さの変化しないコイルバネを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によってコイルバネを製造する過程を示す図である。
【図２】図２は、右巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【図３】図３は、左巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【００２２】
図１は、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によってコイルバネを製造する過程を示す図であり、図２は、右巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図であり、図３は、左巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【００２３】
図１乃至３を参照し、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によるコイルバネの製造過程について説明する。
【００２４】
まず、製鋼工場から出荷され、ロール形態に巻き取られた線材のコイルバネ材料１０をフリーストレイテナー（ｐｒｅｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｅｒ、１１）によって直線状に矯正する。
【００２５】
フリーストレイテナー１１によって直線状に矯正されたコイルバネ材料１０は、表面処理装置１２へ供給され、その外面をショットブラスティング（Ｓｈｏｔ−Ｂｌａｓｔｉｎｇ）処理又はスカーフィング（Ｓｃａｒｆｉｎｇ）処理をする。
【００２６】
外面が表面処理されたコイルバネ材料１０をインフィードロール（Ｉｎｆｅｅｄ Ｒｏｌｌ、１３)によって引っ張った後、第一の加熱装置１４へ供給し、第一の加熱装置１４によってＡＣ３変態点以上の温度で加熱し、コイルバネ材料１０の内部組職をオーステナイト組職へ変態させる。
【００２７】
第一の加熱装置１４によって第一次加熱されたコイルバネ材料１０は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間に連続的に供給される。コイルバネ材料１０を製造されるコイルバネの材料径と同一になるように上部、下部圧延ローラー１５０、１５１によって連続的に圧延して材料径を調節する。
【００２８】
ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端へいくにつれ、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心としてＸ字形に交差し、相互交差する角度がだんだん増加するように設置される。コイルバネ材料１０は、中心軸Ｓを中心に回転されながら上部、下部圧延ローラー１５０、１５１によって圧延される。
【００２９】
つまり、時計方向にコイルリングされ、時計方向の荷重を受ける右巻きコイルバネを製造する場合、上部圧延ローラー１５０は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に反時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に時計方向へ回転されて設置される。この場合、Ｘ字形に交差する上部、下部圧延ローラー１５０、１５１を有するヘリコイド絞り圧延機１５を使用して中心軸Ｓを中心にコイルバネ材料１０を時計方向へ回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の材料径を調節する。
【００３０】
一方、反時計方向にコイルリングされ、反時計方向の荷重を受ける左巻きコイルバネを製造する場合、上部圧延ローラー１５０は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に反時計方向へ回転されて設置される。この場合、Ｘ字形に交差する上部、下部圧延ローラー１５０、１５１を有するヘリコイド絞り圧延機１５を使用して中心軸Ｓを中心にコイルバネ材料１０を反時計方向へ回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の直径を調節する。
【００３１】
以下、図２及び３を参照しながらコイルバネ材料の直径調節過程について詳細に説明する。
【００３２】
図２に示されたように、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に、上部圧延ローラー１５０は、反時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、時計方向へ回転されて設置される。相互Ｘ字形に交差する上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間にコイルバネ材料１０が投入されると、上部圧延ローラー１５０はＡ方向へ回転され、下部圧延ローラー１５１はＢ方向へ回転される。コイルバネ材料１０の外面の上部一側は、上部圧延ローラー１５０の一側面によって時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０の外面の下部他側は、下部圧延ローラー１５１の他側面によって時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０が時計方向へ回転されると同時に上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１によって圧延されることで、コイルバネ材料１０の材料径が減少する。ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端にいくにつれてコイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差する。これによって、コイルバネ材料１０の材料径は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１を連続的に通過するにつれてだんだん減少する。
【００３３】
一方、図３に示されたように、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に上部圧延ローラー１５０は、時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、反時計方向へ回転されて設置される。相互Ｘ字形に交差する上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間にコイルバネ材料１０が投入されると、上部圧延ローラー１５０はＣ方向へ回転され、下部圧延ローラー１５１はＤ方向へ回転される。コイルバネ材料１０の外面の上部他側は、上部圧延ローラー１５０の他側面によって反時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０の外面の下部一側面は、下部圧延ローラー１５１の一側面によって反時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０が反時計方向へ回転されると同時に上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１によって圧延されることで、コイルバネ材料１０の直径が減少する。ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端にいくにつれてコイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差する。これによって、コイルバネ材料１０の直径は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１を連続的に通過するにつれてだんだん減少する。
【００３４】
通常、右巻きバネは、時計方向にコイルリングされ、時計方向の荷重を受け、左巻きバネは、反時計方向にコイルリングされ、反時計方向の荷重を受ける。本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法では、右巻きバネを製造する場合には、製造されるコイルバネが荷重を受ける時計方向へコイルバネ材料１０を回転させながらコイルバネ材料１０の直径を調節し、左巻きバネを製造する場合には、製造されるコイルバネが荷重を受ける反時計方向へコイルバネ材料１０を回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の強度を向上させる。
【００３５】
つまり、コイルバネ２４が荷重を受けると、コイルバネ２４の直径断面には、せん断応力とねじり応力が与えられ、右巻きコイルバネには、直径断面に右回転のねじり応力が発生し、左巻きコイルバネには、左回転のねじり応力が発生する。よって、断面減少圧延過程で、右巻きコイルバネの場合には、プログレシブ右巻きヘリコイド圧延をし、左巻きコイルバネの場合には、プログレシブ左巻きヘリコイド圧延をすることで、右巻き、左巻きコイルバネの応力方向の金属組職をさらに緻密化させ、コイルバネ２４の物性のうち最も重要な疲労寿命をより増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度、真直度、表面欠陥における問題点を解決することができる。
【００３６】
従って、一般的にコイルリングされた巻数が増加するにつれて強度が増加するコイルバネの特性上、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によると、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすことができるので、コイルバネの軽量化ができる。
【００３７】
コイルバネ材料１０の直径を調節した後、ピンチローラー（ｐｉｎｃｈ ｒｏｌｌｅｒ、１６）によって直径測定装置１７へコイルバネ材料１０が供給され、直径測定装置１７によってコイルバネ材料１０の直径を測定し、長さ測定装置１８によってコイルバネ材料１０の長さを測定し後、切断装置１９によってコイルバネ材料１０を所定の長さに切断する。
【００３８】
切断されたコイルバネ材料１０は、移送装置２０によって第二の加熱装置２１へ供給される。第二の加熱装置２１に供給されたコイルバネ材料１０は、直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたので、低下した温度を補償するために、第二の加熱装置２１によって再加熱する。
【００３９】
第二の加熱装置２１によって再加熱されたコイルバネ材料１０は、移送装置２２によってコイリングマシン２３へ移送され、コイリングマシン２３によってコイルバネ２４を成形する。
【００４０】
コイリングマシン２３によって成形されたコイルバネ２４は、油焼き入れ（ｏｉｌ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）処理及び焼き戻し処理をする熱処理過程を行って完成する。
【００４１】
本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、コイルバネ材料１０の直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたコイルバネ材料１０を第二の加熱装置２１によって再加熱して低下した温度分昇温させてコイルリング作業を行った後、速やかに油焼き入れ処理をして急速に温度を下降させることで、オーステナイト組職を常温まで維持することができ、製造されたコイルバネ２４の強度を大幅に向上させることができる。
【００４２】
また、化石燃料を使用する加熱炉を使わずに、数秒内にコイルバネ材料１０を必要な温度で加熱する誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式の第一の、第二の加熱装置１４，２１を利用してコイルバネ材料１０を加熱することで、二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸が発生せず、環境に優しくコイルバネ２４を製造することができる。また、コイルバネ材料１０を加熱炉によって加熱するとき発生する素材表面の脱炭と酸化を防止し、加熱温度によって素材長さの変化しないコイルバネを製造することができる。
【００４３】
また、ヘリコイド絞り圧延機１５によってコイルバネ材料１０の直径が調節されるので、様々な材料径を有するコイルバネ２４を準備しなくてもよい。
【００４４】
また、コイルバネ材料１０を加熱炉によって加熱した後、コイルバネ製造装置へ移送する別途の移送作業が不要になる。また、一つのコイルバネ材料１０を使用して様々な材料径を有するコイルバネ２４を製造することができるので、材料径別にコイルバネ材料１０を入れ替る作業が不要になり、コイルバネ２４の製造時間を短縮することもできる。
【００４５】
上述したように、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、製鋼工場から出荷された線材のコイルバネ材料１０をヘリコイド絞り圧延機１５を利用して再圧延すると同時に数秒内にコイルバネ２４を製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオースフォーム効果が発生し、より高い引張強度を有するコイルバネ２４を製造することができる。また、炭素とＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ等の合金成分が含有された特殊鋼のＡ３変態を容易に防止し、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）を安全に常温で維持することができる。また、ヘリコイド絞り圧延機１５を利用したプログレシブヘリコイド熱間再圧延を行うことで、コイルバネ材料１０をコイルバネ２４のコイルリング方向によって時計方向又は反時計方向へ回転させながら連続的に加圧してコイルバネ材料１０の直径を必要なコイルバネ２４の材料径と同一になるように調節するコイルバネ材料１０の断面縮小過程は、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）をさらに緻密化させ、コイルバネ２４を高応力化し、コイルバネ２４の高応力疲労寿命を増大させる。
【００４６】
さらに、第二の加熱装置２１によるコイルバネ材料１０の直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたコイルバネ材料１０を再加熱して低下した温度分昇温させてコイルリング作業を行った後、速やかに油焼き入れ処理をして急速に温度を下降させることで、オーステナイト組職を常温まで維持することができ、コイルバネ２４の強度を大幅に向上させることができる。
【００４７】
よって、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすことができるので、コイルバネ材料を節減することができる。これによって、コイルバネ２４を軽量化し、製造されたコイルバネ２４が、特に、車両の懸架装置に使用された場合、車両を軽量化し、車両の燃費を向上させることができる。
【００４８】
以上、本発明に従った望ましい実施例について説明したが、本発明は、この実施例に限定されず、本発明の技術分野に属する通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲及び要旨を外れずに種々の変形及び変更が可能であることは自明である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ コイルバネ材料
１１ フリーストレイテナー
１２ 表面処理処置
１３ インフィードロール
１４ 第一の加熱装置
１５ ヘリコイド絞り圧延機
１６ ピンチロール
１７ 直径測定装置
１８ 長さ測定装置
１９ 切断装置
２０、２２ 移送装置
２１ 第二の加熱装置
２３ コイリングマシン
２４ コイルバネ
１５０ 上部圧延ローラー
１５１ 下部圧延ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコイド絞り圧延機（ｈｅｌｉｃｏｉｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｉｌｌ）を利用したコイルバネの製造方法に関し、より詳細には、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの重量を大幅に減らすと同時に、環境に優しくコイルバネを製造することができ、一つのコイルバネ材料を使用して様々な材料径を有するコイルバネを製造することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、背景技術とその問題点について説明する。
【０００３】
一般的に、コイルバネの製造方法には、冷間コイルバネの製造方法と熱間コイルバネの製造方法がある。
【０００４】
冷間コイルバネの製造方法では、望まれる材料径を有するＯＴ線（Ｏｉｌ Ｔｅｍｐｅｒｅｄ Ｗｉｒｅ）やＩＴ線（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｗｉｒｅ）を冷間コイリングマシンによってコイルバネ形態に成型してコイルバネを製造する。一方、熱間コイルバネの製造方法では、素材加工工場で圧延された線材又は棒状の素材を必要な直径及び長さに加工し、加工されたコイルバネ材料を加熱炉へ投入して所定温度で加熱し、コイリングマシンによってコイルバネ形態に成形した後、焼き入れ（Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）処理及び焼き戻し（Ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）処理を行ってコイルバネを製造する。
【０００５】
熱間コイルバネの製造方法についてより詳細に説明すれば次の通りである。
【０００６】
通常、熱間コイルバネの製造方法では、まず、製造されるコイルバネの材料径と同一の直径を有するコイルバネ材料を矯正（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ）し、コイルバネ材料を必要な長さに切断する素材加工工程を行う。また、素材加工されたコイルバネ材料を加熱炉へ投入した後、９５０乃至１０００℃の温度で加熱し、加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形した後、焼き入れ処理及び焼き戻し処理を行ってコイルバネを製造する。
【０００７】
しかし、このような従来の熱間コイルバネの製造方法は、様々な材料径を有するコイルバネを製造するためには、そのコイルバネと同一の材料径を有するコイルバネ材料を加工しなければならない。また、加熱炉でコイルバネ材料を加熱するためには、通常、化石燃料を使用するので、環境に優しいコイルバネの製造ができない問題点があった。
【０００８】
また、加熱炉でコイルバネ材料を加熱する工程において、コイルバネ素材が加熱されるまで加熱炉内を通過するに長い時間がかかり、コイルバネ素材が脱炭され、その表面に酸化被膜が形成されるので、望ましい品質のコイルバネが得られない問題点があった。
【０００９】
一方、最近、自動車の燃費を向上させるためにコイルバネの軽量化の要求が高まり、高価の特殊金属が含有された高応力のコイルバネが開発されているが、コイルバネの製造費用が高いので、自動車の燃費向上がうまくできない問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために工夫したものであり、製鋼工場から出荷された線材を熱間再圧延すると同時に、数秒内にコイルバネを製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオースフォーム効果（Ａｕｓｆｏｒｍ ｅｆｆｅｃｔ）が発生して高い引張強度を有し、オーステナイト（ａｕｓｔｅｎｉｔｅ）組職を常温で安全に維持することができ、オーステナイト組職をより緻密化させ製品を高応力化し、コイルバネの高応力疲労寿命を増加させ、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネ材料の長さを大幅節減して軽量化することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明は、一つのコイルバネ材料を使用しても様々な材料径を有するコイルバネを製造することができるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを他の課題とする。
【００１２】
本発明は、左巻き、右巻きコイルバネの応力方向の金属組職をより緻密化させ、コイルバネの物性のうち最も重要な疲労寿命をさらに増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度（ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ）、真直度（ｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓ）、表面欠陥における問題点を解決できるヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法を提供することを更に他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための本発明の一つの特徴に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、製鋼工場から出荷された線材のコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機を利用して再圧延すると同時に、数秒内にコイルバネを製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオオスポミング効果が発生し、より高い引張強度を有するコイルバネを製造することができる。
【００１５】
また、炭素とＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ等の合金成分が含有された特殊鋼のＡ３変態をより容易に防止し、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）を安全に常温で維持することができる。また、ヘリコイド絞り圧延機を利用したプログレシブヘリコイド熱間再圧延を行い、コイルバネ材料をコイルバネのコイリング方向によって時計方向又は反時計方向へ回転させながら連続的に圧延してコイルバネ材料の直径を製造されるコイルバネの材料径と同一になるように断面減少圧延する。これによって、左巻き、右巻きコイルバネの応力方向のオーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）をさらに緻密化させ、製品を高応力化し、コイルバネの物性のうち最も重要な疲労寿命をより増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度、真直度、表面欠陥における問題点を解決することができる。
【００１６】
また、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすので、コイルバネ材料を節減し、コイルバネを軽量化することができる。例えば、本発明に従って製造されたコイルバネが自動車の懸架装置に使用された場合、車両が軽量化し、車両の燃費を向上させることができる。
【００１７】
また、ヘリコイド絞り圧延機によってコイルバネ材料の直径を調節することで、一つのコイルバネ材料を使用しても様々な材料径を有するコイルバネを製造することができ、材料径別にコイルバネ材料を入れ替る作業が不要になり、必要な材料径を有するコイルバネを迅速、かつ、容易に製造することができる。
【００１８】
また、加熱炉を使用せずに数秒内にコイルバネ材料を必要な温度まで加熱する誘導加熱方式の第一の及び第二の加熱装置を利用することで、化石燃料を使用せず、環境に優しくコイルバネを製造することができる。
【００１９】
また、コイルバネ材料を加熱炉で加熱するとき発生するコイルバネ素材表面の脱炭及び酸化を防止し、加熱温度によって素材の長さの変化しないコイルバネを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によってコイルバネを製造する過程を示す図である。
【図２】図２は、右巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【図３】図３は、左巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【００２２】
図１は、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によってコイルバネを製造する過程を示す図であり、図２は、右巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図であり、図３は、左巻きコイルバネの製造時、ヘリコイド絞り圧延機を利用してコイルバネ材料を圧延する過程を示す図である。
【００２３】
図１乃至３を参照し、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によるコイルバネの製造過程について説明する。
【００２４】
まず、製鋼工場から出荷され、ロール形態に巻き取られた線材のコイルバネ材料１０をフリーストレイテナー（ｐｒｅｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｅｒ、１１）によって直線状に矯正する。
【００２５】
フリーストレイテナー１１によって直線状に矯正されたコイルバネ材料１０は、表面処理装置１２へ供給され、その外面をショットブラスティング（Ｓｈｏｔ−Ｂｌａｓｔｉｎｇ）処理又はスカーフィング（Ｓｃａｒｆｉｎｇ）処理をする。
【００２６】
外面が表面処理されたコイルバネ材料１０をインフィードロール（Ｉｎｆｅｅｄ Ｒｏｌｌ、１３)によって引っ張った後、第一の加熱装置１４へ供給し、第一の加熱装置１４によってＡＣ３変態点以上の温度で加熱し、コイルバネ材料１０の内部組職をオーステナイト組職へ変態させる。
【００２７】
第一の加熱装置１４によって第一次加熱されたコイルバネ材料１０は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間に連続的に供給される。コイルバネ材料１０を製造されるコイルバネの材料径と同一になるように上部、下部圧延ローラー１５０、１５１によって連続的に圧延して材料径を調節する。
【００２８】
ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端へいくにつれ、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心としてＸ字形に交差し、相互交差する角度がだんだん増加するように設置される。コイルバネ材料１０は、中心軸Ｓを中心に回転されながら上部、下部圧延ローラー１５０、１５１によって圧延される。
【００２９】
つまり、時計方向にコイルリングされ、時計方向の荷重を受ける右巻きコイルバネを製造する場合、上部圧延ローラー１５０は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に反時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に時計方向へ回転されて設置される。この場合、Ｘ字形に交差する上部、下部圧延ローラー１５０、１５１を有するヘリコイド絞り圧延機１５を使用して中心軸Ｓを中心にコイルバネ材料１０を時計方向へ回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の材料径を調節する。
【００３０】
一方、反時計方向にコイルリングされ、反時計方向の荷重を受ける左巻きコイルバネを製造する場合、上部圧延ローラー１５０は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に反時計方向へ回転されて設置される。この場合、Ｘ字形に交差する上部、下部圧延ローラー１５０、１５１を有するヘリコイド絞り圧延機１５を使用して中心軸Ｓを中心にコイルバネ材料１０を反時計方向へ回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の直径を調節する。
【００３１】
以下、図２及び３を参照しながらコイルバネ材料の直径調節過程について詳細に説明する。
【００３２】
図２に示されたように、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に、上部圧延ローラー１５０は、反時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、時計方向へ回転されて設置される。相互Ｘ字形に交差する上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間にコイルバネ材料１０が投入されると、上部圧延ローラー１５０はＡ方向へ回転され、下部圧延ローラー１５１はＢ方向へ回転される。コイルバネ材料１０の外面の上部一側は、上部圧延ローラー１５０の一側面によって時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０の外面の下部他側は、下部圧延ローラー１５１の他側面によって時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０が時計方向へ回転されると同時に上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１によって圧延されることで、コイルバネ材料１０の材料径が減少する。ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端にいくにつれてコイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差する。これによって、コイルバネ材料１０の材料径は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１を連続的に通過するにつれてだんだん減少する。
【００３３】
一方、図３に示されたように、コイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に上部圧延ローラー１５０は、時計方向へ回転されて設置され、下部圧延ローラー１５１は、反時計方向へ回転されて設置される。相互Ｘ字形に交差する上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１との間にコイルバネ材料１０が投入されると、上部圧延ローラー１５０はＣ方向へ回転され、下部圧延ローラー１５１はＤ方向へ回転される。コイルバネ材料１０の外面の上部他側は、上部圧延ローラー１５０の他側面によって反時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０の外面の下部一側面は、下部圧延ローラー１５１の一側面によって反時計方向へ加圧され、コイルバネ材料１０が反時計方向へ回転されると同時に上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１によって圧延されることで、コイルバネ材料１０の直径が減少する。ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０及び下部圧延ローラー１５１は、コイルバネ材料１０が投入される一端からコイルバネ材料１０が排出される他端にいくにつれてコイルバネ材料１０の中心軸Ｓを中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差する。これによって、コイルバネ材料１０の直径は、ヘリコイド絞り圧延機１５の複数の上部圧延ローラー１５０と下部圧延ローラー１５１を連続的に通過するにつれてだんだん減少する。
【００３４】
通常、右巻きバネは、時計方向にコイルリングされ、時計方向の荷重を受け、左巻きバネは、反時計方向にコイルリングされ、反時計方向の荷重を受ける。本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法では、右巻きバネを製造する場合には、製造されるコイルバネが荷重を受ける時計方向へコイルバネ材料１０を回転させながらコイルバネ材料１０の直径を調節し、左巻きバネを製造する場合には、製造されるコイルバネが荷重を受ける反時計方向へコイルバネ材料１０を回転させながら圧延してコイルバネ材料１０の強度を向上させる。
【００３５】
つまり、コイルバネ２４が荷重を受けると、コイルバネ２４の直径断面には、せん断応力とねじり応力が与えられ、右巻きコイルバネには、直径断面に右回転のねじり応力が発生し、左巻きコイルバネには、左回転のねじり応力が発生する。よって、断面減少圧延過程で、右巻きコイルバネの場合には、プログレシブ右巻きヘリコイド圧延をし、左巻きコイルバネの場合には、プログレシブ左巻きヘリコイド圧延をすることで、右巻き、左巻きコイルバネの応力方向の金属組職をさらに緻密化させ、コイルバネ２４の物性のうち最も重要な疲労寿命をより増大させ、一般的な圧延時発生するコイルバネ材料断面の真円度、真直度、表面欠陥における問題点を解決することができる。
【００３６】
従って、一般的にコイルリングされた巻数が増加するにつれて強度が増加するコイルバネの特性上、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法によると、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすことができるので、コイルバネの軽量化ができる。
【００３７】
コイルバネ材料１０の直径を調節した後、ピンチローラー（ｐｉｎｃｈ ｒｏｌｌｅｒ、１６）によって直径測定装置１７へコイルバネ材料１０が供給され、直径測定装置１７によってコイルバネ材料１０の直径を測定し、長さ測定装置１８によってコイルバネ材料１０の長さを測定し後、切断装置１９によってコイルバネ材料１０を所定の長さに切断する。
【００３８】
切断されたコイルバネ材料１０は、移送装置２０によって第二の加熱装置２１へ供給される。第二の加熱装置２１に供給されたコイルバネ材料１０は、直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたので、低下した温度を補償するために、第二の加熱装置２１によって再加熱する。
【００３９】
第二の加熱装置２１によって再加熱されたコイルバネ材料１０は、移送装置２２によってコイリングマシン２３へ移送され、コイリングマシン２３によってコイルバネ２４を成形する。
【００４０】
コイリングマシン２３によって成形されたコイルバネ２４は、油焼き入れ（ｏｉｌ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）処理及び焼き戻し処理をする熱処理過程を行って完成する。
【００４１】
本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、コイルバネ材料１０の直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたコイルバネ材料１０を第二の加熱装置２１によって再加熱して低下した温度分昇温させてコイルリング作業を行った後、速やかに油焼き入れ処理をして急速に温度を下降させることで、オーステナイト組職を常温まで維持することができ、製造されたコイルバネ２４の強度を大幅に向上させることができる。
【００４２】
また、化石燃料を使用する加熱炉を使わずに、数秒内にコイルバネ材料１０を必要な温度で加熱する誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式の第一の、第二の加熱装置１４，２１を利用してコイルバネ材料１０を加熱することで、二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸が発生せず、環境に優しくコイルバネ２４を製造することができる。また、コイルバネ材料１０を加熱炉によって加熱するとき発生する素材表面の脱炭と酸化を防止し、加熱温度によって素材長さの変化しないコイルバネを製造することができる。
【００４３】
また、ヘリコイド絞り圧延機１５によってコイルバネ材料１０の直径が調節されるので、様々な材料径を有するコイルバネ２４を準備しなくてもよい。
【００４４】
また、コイルバネ材料１０を加熱炉によって加熱した後、コイルバネ製造装置へ移送する別途の移送作業が不要になる。また、一つのコイルバネ材料１０を使用して様々な材料径を有するコイルバネ２４を製造することができるので、材料径別にコイルバネ材料１０を入れ替る作業が不要になり、コイルバネ２４の製造時間を短縮することもできる。
【００４５】
上述したように、本発明に従ったヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法は、製鋼工場から出荷された線材のコイルバネ材料１０をヘリコイド絞り圧延機１５を利用して再圧延すると同時に数秒内にコイルバネ２４を製造することで、特殊鋼の焼き入れ処理でオースフォーム効果が発生し、より高い引張強度を有するコイルバネ２４を製造することができる。また、炭素とＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ等の合金成分が含有された特殊鋼のＡ３変態を容易に防止し、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）を安全に常温で維持することができる。また、ヘリコイド絞り圧延機１５を利用したプログレシブヘリコイド熱間再圧延を行うことで、コイルバネ材料１０をコイルバネ２４のコイルリング方向によって時計方向又は反時計方向へ回転させながら連続的に加圧してコイルバネ材料１０の直径を必要なコイルバネ２４の材料径と同一になるように調節するコイルバネ材料１０の断面縮小過程は、オーステナイト組職（γ固溶体、面心立方格子）をさらに緻密化させ、コイルバネ２４を高応力化し、コイルバネ２４の高応力疲労寿命を増大させる。
【００４６】
さらに、第二の加熱装置２１によるコイルバネ材料１０の直径調節過程とコイルバネ材料１０の切断過程を行いながら少々冷却されたコイルバネ材料１０を再加熱して低下した温度分昇温させてコイルリング作業を行った後、速やかに油焼き入れ処理をして急速に温度を下降させることで、オーステナイト組職を常温まで維持することができ、コイルバネ２４の強度を大幅に向上させることができる。
【００４７】
よって、コイルバネの製造時、同一の強度を有しながらもコイルバネの巻数を減らすことができるので、コイルバネ材料を節減することができる。これによって、コイルバネ２４を軽量化し、製造されたコイルバネ２４が、特に、車両の懸架装置に使用された場合、車両を軽量化し、車両の燃費を向上させることができる。
【００４８】
以上、本発明に従った望ましい実施例について説明したが、本発明は、この実施例に限定されず、本発明の技術分野に属する通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲及び要旨を外れずに種々の変形及び変更が可能であることは自明である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ コイルバネ材料
１１ フリーストレイテナー
１２ 表面処理処置
１３ インフィードロール
１４ 第一の加熱装置
１５ ヘリコイド絞り圧延機
１６ ピンチロール
１７ 直径測定装置
１８ 長さ測定装置
１９ 切断装置
２０、２２ 移送装置
２１ 第二の加熱装置
２３ コイリングマシン
２４ コイルバネ
１５０ 上部圧延ローラー
１５１ 下部圧延ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；
表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；
第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；
材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；
切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；
第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び
成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；
を含むことを特徴とするヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項２】
前記ヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、コイルバネ材料が投入される一端からコイルバネ材料が排出される他端にいくにつれて、コイルバネ材料の中心軸を中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差し、前記コイルバネ材料の中心軸を中心にコイルバネ材料を回転させながら加圧することを特徴とする請求項１に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項３】
前記上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、Ｘ字形に交差し、
前記上部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転されて設置され、
前記下部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転されて設置され、
前記コイルバネ材料をコイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転させながら加圧することを特徴とする請求項２に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項４】
前記上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、Ｘ字形に交差し、
前記上部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転されて設置され、
前記下部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転されて設置され、
前記コイルバネ材料をコイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転させながら加圧することを特徴とする請求項２に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項５】
前記第一次材料加熱ステップと前記第二次材料加熱ステップは、コイルバネ材料がＡＣ３変態点以上の温度になるように加熱することを特徴とする請求項１に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項１】
フリーストレイテナーによって直線状に矯正されたコイルバネ材料を表面処理装置へ供給し、コイルバネ材料の外面にショットブラスティング処理又はスカーフィング処理をする表面処理ステップ；
表面処理されたコイルバネ材料を第一の加熱装置へ供給し、所定温度まで加熱する第一次加熱ステップ；
第一次加熱されたコイルバネ材料をヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーとの間に連続的に供給し、製造されるコイルバネの材料径と同一になるようにコイルバネ材料を連続的に圧延して直径を減少させる断面減少圧延ステップ；
材料径が減少されたコイルバネ材料の直径を直径測定装置によって測定し、長さ測定装置によって長さを測定した後、切断装置を利用して前記コイルバネ材料を必要な長さに切断する切断ステップ；
切断されたコイルバネ材料を第二の加熱装置へ供給して前記断面減少圧延ステップと材料切断ステップとを行いながら低下したコイルバネ材料の温度を補償するために所定温度まで再加熱する第二次加熱ステップ；
第二次加熱されたコイルバネ材料をコイリングマシンによってコイルバネ形態に成形するコイルバネ成形ステップ；及び
成形されたコイルバネを油焼き入れ処理した後、焼き戻し処理をする熱処理ステップ；
を含むことを特徴とするヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項２】
前記ヘリコイド絞り圧延機の複数の上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、コイルバネ材料が投入される一端からコイルバネ材料が排出される他端にいくにつれて、コイルバネ材料の中心軸を中心に交差する角度がだんだん増加するようにＸ字形に交差し、前記コイルバネ材料の中心軸を中心にコイルバネ材料を回転させながら加圧することを特徴とする請求項１に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項３】
前記上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、Ｘ字形に交差し、
前記上部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転されて設置され、
前記下部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転されて設置され、
前記コイルバネ材料をコイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転させながら加圧することを特徴とする請求項２に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項４】
前記上部圧延ローラーと下部圧延ローラーは、Ｘ字形に交差し、
前記上部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に時計方向へ回転されて設置され、
前記下部圧延ローラーは、コイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転されて設置され、
前記コイルバネ材料をコイルバネ材料の中心軸を中心に反時計方向へ回転させながら加圧することを特徴とする請求項２に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【請求項５】
前記第一次材料加熱ステップと前記第二次材料加熱ステップは、コイルバネ材料がＡＣ３変態点以上の温度になるように加熱することを特徴とする請求項１に記載のヘリコイド絞り圧延機を利用したコイルバネの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１１−５２６２０６（Ｐ２０１１−５２６２０６Ａ）
【公表日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１４４８４（Ｐ２０１１−５１４４８４）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００２９９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１３４６５７
【国際公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（５０８２４４８０９）デーウォン カン アップ カンパニー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００２９９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１３４６５７
【国際公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（５０８２４４８０９）デーウォン カン アップ カンパニー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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