号数ばね論文集50号（2005年）
ページ数pp.63-71
種類共同研究
論文名無研削圧縮コイルばね調査報告
TitleReport on Manufacturing Process of Compression Springs without Ground Ends
著者無研削コイル端末加工調査委員会
AuthorResearch Committee on Manufacturing of Compression Springs without Ground Ends
抄録圧縮コイルばね端末には一般に研削加工が施されている。この研削加工が製造工程中のネックとなっており防塵、騒音対策を講ずる必要がある。発生した研削粉には砥粒成分が混入し、金属粉回収の歩留まりが悪くスクラップとしては処理できない。しかも産業廃棄物に指定されている。 　このためこの研削工程は圧縮コイルばね製造の、環境上のコストアップ要因となっている。本委員会はこの研削工程に代わりうる新たな加工法を調査することを目的に発足し、以下の結果が得られた。
（１） 現状調査
無研削圧縮コイルばね（以下、無研削ばね）は産業界で幅広く使われている。その線径は0.2ｍｍから35ｍｍまであり、ばね指数は3.5以上である。無研削ばねと研削ばねの比率は委員各社で大きく異なっている。研削の有無は、いずれも客先図面指定により決められており、直角度、平面度の許容値が小さくなると研削が行われる。
（２） 文献調査
1975年から2003年8月までの国内外の文献調査を実施した。しかし本委員会の趣旨に適った文献は見出せなかった。
（３） 特許調査
1981年から2003年8月までの関連出願を検索し抽出した。その結果10件の該当特許が得られた。
（４） 有限要素解析（FEA）
無研削ばねのFEAを行い、ばね特性式及び応力式の成立範囲について調べた。その結果ばね特性式は成立するが応力についてはばね指数が6未満になると接触応力の影響を考慮する必要があることがわかった。
（５） 実例調査
無研削ばねの製造方法は大別して曲げ加工法、圧延加工法、切断加工法の3種類がある。熱間ばねでは圧延加工法が古くから実用化されているが冷間ばねでの実用化例は極めて少ない。
AbstractUsually, helical compression spring ends require a grinding process. This process sometimes restricts productivity of the production line and needs countermeasures for dust and noise. Fine steel powder generated from the process contains particles of the abrasive wheel. As the steel powder and the abrasive particles are inseparably mixed, they cannot be handled as steel material for scrap metal. They inevitably become industrial waste. As a result, the grinding process needs additional costs for dust control, noise prevention and waste disposal. This committee was launched for the purpose of investigating the new processing method which can replace grinding operation, and the following results were obtained.
(1) Study on current practices
Springs that have not-ground- ends are widely used for industrial purposes. Wire diameter of the springs range from 0.2mm to 35mm and the spring indexes are higher than 3.5. The production-mix ratio between “ground-ends springs” and “not-ground-ends” springs varies from company to company. It seems that the customers make a decision on necessity of coil-end grinding. When squareness and flatness is essential, the grinding process is employed.
(2) Archive research
The committee members reviewed relevant literatures written from 1975 to August 2003 and could not find any that conforms to their purposes.
(3) Patent research
The committee searched through patents applied in the same period and found that 10 of them met with the requirements.
(4) Finite Element Analysis(FEA)
The committee investigated the applicable range of a spring characteristic formula and a stress formula by applying FEA to the calculation model. Consequently, it seems that the spring characteristic formula is practical. However, when the spring index became less than six, it is necessary to take the influence of contact stress into consideration for the stress calculation formula.
(5) Study on existing manufacturing methods
Bending, rolling or cutting-off method, are mainly used for the manufacturing of “not-ground-ends springs.” The Rolling method has long been utilized for hot-formed springs while it has not been applied to cold-formed springs.
著者の所属
Belonging
Key WordsCoil spring, Compression spring, End turn, Not-ground-ends, Wire bending, Rolled wire ends,Cutting-off ends, FEM.