JP2000024737A

JP2000024737A - スタビライザバーの製造方法

Info

Publication number: JP2000024737A
Application number: JP10198978A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Terada; 定広寺田; Yoichi Taniguchi; 庸一谷口; Yoshinobu Matsumura; 吉修松村; Isao Murazaki; 勇雄村崎
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの低減を図りながら、曲げ成形部
において均一且つ十分な高強度を確保でき、耐久性とと
もに信頼性の高いスタビライザバーの製造方法を提供す
ることにある。【解決手段】棒状のスタビライザバー素材を冷間で曲
げ成形し(10)、その後、当該曲げ成形した部分に高周波
焼入れを施すようにする(12)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタビライザバー
の製造方法に係り、詳しくは、スタビライザバーの成形
及び焼入れ工法に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、車両がカーブ路等を走行す
る際に外側に傾くことを防止すべく、左右のサスペンシ
ョン間にスタビライザバー（安定棒）を渡した構成の車
両が増加している。

【０００３】ところが、通常このスタビライザバーは中
実の棒状鋼材の両端部近傍を曲げ成形して製造されてい
るため、車両が大きくスタビライザバーに高い強度が要
求されるような場合には、当該スタビライザバーの外径
が大きくなり、必然的に重量が大きくなってしまうとい
う問題を有している。

【０００４】例えば、レクリエーショナル・ビークル
（ＲＶ車）のような大型乗用車では、１本当たり例えば
８kg程度とかなり重くなっており車両重量を重くする要
因となっている。

【０００５】そこで、スタビライザバーを中実ではなく
中空の鋼管で製造することが考えられており、これによ
り車両重量の軽減が図られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
スタビライザバーを中空とした場合、強度を十分確保す
るためには断面係数を同一強度の中実部材と同一にする
必要がある。このことは、即ち部材の外径寸法を上記同
一強度の中実部材よりも大きくしなければならないこと
を意味している。

【０００７】しかしながら、このように外径寸法を大き
くすることは、上記曲げ成形した部分の外周部に発生す
る応力（引張、圧縮応力）を極めて大きなものにするこ
とになり、このような大きな応力に耐える強度を確保す
ることが課題となっている。

【０００８】つまり、通常は、火炎等によって部材を加
熱し熱間曲げ成形をした後に連続して焼入れをするよう
な工法をとっているのであるが、当該熱間曲げ成形後に
そのまま冷却するような焼入れ方法では、工法上の限界
から上記のような大きな強度を得ることができず十分な
耐久性を得られなくなっているのである。

【０００９】また、内部に空間を有する中空のスタビラ
イザバーでは、焼入れ時間が長くなると中空部に存在し
ている空気が高温にまで加熱されてしまい、該高温に加
熱された空気が部材冷却時においてスタビライザバーの
内周側の冷却を妨げ、強度が外周側と内周側とで均一に
ならず熱歪が発生し信頼性に劣るという問題もある。

【００１０】そこで、このような問題点を解決するもの
として、例えば、中空のスタビライザバーに焼入れ時間
の短い高周波焼入れを施した後、焼戻し時において曲げ
成形を行うような構成の製造方法が特公平２−３４６９
３号公報、特公平２−６１３３８号公報等に開示されて
いる。

【００１１】ところが、上記各公報に開示された方法の
ように、焼入れを施し硬化させた後に部材を曲げ成形す
ることは容易なことではなく、さらに、上記各公報に示
すように焼戻し温度を通常の焼戻し温度よりも高い温度
（例えば、２００℃以上）に設定することは、曲げ成形
性を好くする一方で強度を低下させる要因となり現実的
なものとは言い難い。

【００１２】また、このような製造方法を実現するため
には、焼入れ後の高強度の部材をも塑性変形可能な高価
な設備を導入する必要があり、製造コストが高くなり好
ましいことではない。

【００１３】本発明は上述した事情に基づきなされたも
ので、その目的とするところは、製造コストの低減を図
りながら、曲げ成形部において均一且つ十分な高強度を
確保でき、耐久性とともに信頼性の高いスタビライザバ
ーの製造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明によれば、棒状のスタビライザ
バー素材を冷間で曲げ成形した後に当該曲げ成形した部
分に高周波焼入れを施すようにしている。

【００１５】従って、スタビライザバーは、比較的柔ら
かい生部材の状態で曲げ成形されることになり、簡易な
設備で容易に曲げ成形が実現され、製造コストの低減が
可能とされる。

【００１６】また、焼入れが加圧拘束を必要とすること
なく高温且つ局部的に短時間で完了可能となるので、全
体として焼入れ強度が高くなるとともに、スタビライザ
バーが中空部材である場合において、中空部の空気が高
温にならず、曲げ成形部において、熱歪のない良好な焼
入れが実現可能とされ、外周側の強度と内周側の強度と
の間に差が生じることが好適に防止される。

【００１７】つまり、本発明によれば、スタビライザバ
ーが中実部材のみならず中空部材からなるものであって
も、焼入れ部分である曲げ成形部に均一且つ十分な高強
度を確保することが可能となり、耐久性とともに信頼性
の高いスタビライザバーの実現が可能とされる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１９】図１を参照すると、本発明に係るスタビラ
イザバーの製造フローが示されており、以下同図に基づ
き説明する。

【００２０】先ず、所定長さに切断された棒状のスタビ
ライザバー素材、即ちスタビライザバーの生部材を冷間
曲げ成形工程１０に投入する。ここに、スタビライザバ
ー素材は、炭素鋼、ばね鋼等からなる中空材、即ち鋼管
からなっており、１本当たりの重量は例えば６kg程度で
あり、上記中実部材（８kg程度）に比べてかなり軽いも
のである。

【００２１】冷間曲げ成形工程１０では、生部材からな
るスタビライザバー素材を冷間、つまり常温の状態で所
定の形状に曲げ成形する。図２を参照すると、曲げ成形
された状態のスタビライザバー２０が示されており、当
該冷間曲げ成形工程１０では、スタビライザバー素材を
同図に示すような形状に成形加工する。即ち、部材の両
端からそれぞれ所定距離の位置を所定角度だけ曲げるよ
うにする。このとき、同時に両端部２２，２２を板状に
潰し、スタビライザバー２０の車体への取付孔２３，２
３を穿設する。

【００２２】ところで、この際、スタビライザバー素材
は未だ熱処理等されておらず、生部材の状態であるか
ら、その強度は小さく（例えば、ビッカース硬度１５０
HV程度）、曲げ成形は極めて容易である。故に、スタビ
ライザバーの曲げ成形及び両端部２２，２２の加工に
は、成形・加工用の専用治具が使用されることになる
が、当該治具は一般的な構成を有した簡単且つ安価なも
のが使用される。

【００２３】スタビライザバー素材が曲げ成形されてス
タビライザバー２０が得られたら、次に高周波焼入れ工
程１２に進む。

【００２４】高周波焼入れ工程１２では、スタビライザ
バー２０のうち、図２中のＤで示す範囲（斜線部）につ
いて高周波焼入れを行う。

【００２５】なお、このＤで示す範囲（斜線部）は、実
験等により予め設定され、焼入れが必要と判断された範
囲であり、以下、当該範囲の設定手順について説明して
おく。

【００２６】図３を参照すると、スタビライザバー２０
の一方の端部側が拡大して示されており、当該範囲の設
定の際には、先ず、同図に示すようにスタビライザバー
２０の端部から順にａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの各点を任意に
設定しておく。

【００２７】そして、実際にスタビライザバー２０を車
体に取付けた後車両が走行したと仮定したときにスタビ
ライザバー２０が受ける最大荷重を実車と同一条件でス
タビライザバー２０に付加し、このとき上記ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅの各点に発生する応力σをそれぞれ測定す
る。詳しくは、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの各点に予め歪ゲー
ジをそれぞれ取り付けておき、当該歪ゲージからの情報
に基づいて各点に発生する応力σを検出する。

【００２８】このようにして、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの各
測定点に発生する応力σが測定されたら、これらのデー
タを図４に示すような各測定点と応力σとの関係を示す
グラフにプロットし、さらに隣り合うプロット間を直線
補間する。

【００２９】そして、同図には、スタビライザバー素材
の強度（詳しくは疲労強度）が二点鎖線で示されている
が、当該強度を示す二点鎖線が上記直線補間した直線と
交差する点をそれぞれ点Ｐ，点Ｐ’とし、これら点Ｐ，
点Ｐ’間の範囲よりも若干広い範囲を上記Ｄで示す範
囲、即ち焼入れ範囲とする。

【００３０】つまり、当該高周波焼入れ工程１２では、
強度上焼入れが必要な部位及びその近傍についてのみ高
周波焼入れを行うようにする。

【００３１】高周波焼入れは、誘導加熱コイルに高周波
電流を流し、これにより部材内に高周波電流を誘導する
ことで焼入れを行うようなものであり、ここでは、例え
ば、図５に示すような方法が採用される。

【００３２】同図に示す例では、スタビライザバー２０
の表面から所定距離だけ離間して位置し且つ該スタビラ
イザバー２０を上下方向から挟むようにして誘導加熱コ
イル３０と誘導加熱コイル３２が配設される。つまり、
誘導加熱コイル３０，３２は、スタビライザバー２０の
上記Ｄで示す範囲の部分、即ち曲げ成形された部分の当
該曲がった形状に沿うように配設される。そして、これ
ら誘導加熱コイル３０と誘導加熱コイル３２とには同期
して同一方向に高周波電流が流れるようにされている。
なお、誘導加熱コイル３０，３２内には冷却水通路が設
けられており、当該冷却水通路を冷却水が循環するよう
にされている。これにより通電時の誘導加熱コイル３
０，３２自体の加熱が防止される。

【００３３】実際には、誘導加熱コイル３０と誘導加熱
コイル３２とは上記位置関係を有して焼入れ治具に固定
されており、このように固定された誘導加熱コイル３０
と誘導加熱コイル３２との間に上記Ｄで示す焼入れ範囲
が位置するようにしてスタビライザバー２０を当該焼入
れ治具にセットすることになる。

【００３４】そして、このように構成された誘導加熱コ
イル３０，３２に高周波電流が流されると、図５中に破
線で示すように、誘導加熱コイル３０，３２の周りに周
波数に応じて方向の逆転する磁束が発生することにな
り、スタビライザバー２０の部材内に高周波電流が誘導
される。そして、この誘導電流が部材の内部抵抗により
部材を所定の高温（通常の焼入れ温度よりも高い温度）
にまで加熱することになる。なお、一般に高周波焼入れ
は急速に高温に達するという特性を有しているため、短
時間で所定の高温にまで加熱されることになる。

【００３５】部材が所定の高温にまで加熱されたら、ス
タビライザバー２０を上記治具等から外し、当該高温部
を冷却液に浸すかまたは当該高温部に冷却液を吹きかけ
る。これにより、焼入れが完了することになる。ここ
に、冷却液は、一般に油または水とされるが、焼入れ性
を考慮すると水の方が好ましい。なお、当該高周波焼入
れは、上述したように通常の焼入れ温度よりも高温で行
われることになるため、上記Ｄで示す範囲の焼入れ後の
強度は通常の焼入れの場合よりも高いものとなる。

【００３６】焼入れが終了したら、図１の焼戻し工程１
４において、スタビライザバー２０を焼戻し炉にセット
し、焼戻しを行う。これにより、上記焼入れ部位の調質
が行われる。ここに、焼戻しは、通常の焼戻しと同様
に、例えば２００℃以下の温度で行われる。

【００３７】ところで、誘導加熱コイル３０，３２は、
上述したように、スタビライザバー２０の表面から所定
距離だけ離間し、スタビライザバー２０の曲げ形状に沿
った形状とされている。故に、焼入れ・焼戻しはスタビ
ライザバー２０の外周表面から内周表面に至るまで均一
にして十分に行われることになる。

【００３８】つまり、図６を参照すると、図３中のＡ−
Ａ’線に沿うスタビライザバー２０の曲げ成形された部
分の焼入れ後の断面であって、スタビライザバー２０を
等間隔で８分割し、当該各分割位置にそれぞれＡ’側よ
り符号１〜８を付した図が示されており、さらに図７を
参照すると、これら符号１〜８の各分割位置における外
周表面、心部及び内周表面のビッカース硬度（ＨＶ）を
測定した結果が、それぞれ○印（実線）、△印（破線）
及び□印（一点鎖線）で示されているが、これら全ての
測定点についてビッカース硬度が目標値Ｘ1（例えば、
５００HV）を良好に超えて一様なものとされるのであ
る。ここに、目標値Ｘ1（例えば、５００HV）は、十分
な高強度を確保するのに必要なビッカース硬度の閾値で
あって、予め実験等により設定された値である。

【００３９】以上説明した如く、本発明に係るスタビラ
イザバーの製造方法では、先ず生部材であるスタビライ
ザバー素材を冷間で曲げ成形するようにし、その後、強
度を必要とする部位に高周波焼入れを施すようにしてい
る。

【００４０】従って、スタビライザバーの成形が容易で
あり、且つ、焼入れが加圧拘束を必要とせず局部的に短
時間に完了することになり、成形設備を簡易なものとし
て製造コストを下げることができるとともに、熱歪のな
い良好な焼入れを実現できる。

【００４１】故に、スタビライザバーを大径の中空部材
で構成した場合であっても、軽量化を図りながら、上記
Ｄで示す焼入れ範囲、即ち高い強度の必要な部分に均一
且つ十分な高強度を確保することが可能となり、耐久性
とともに信頼性の高いスタビライザバーの実現が可能と
なる。

【００４２】なお、上記実施形態では、スタビライザバ
ーが主として中空部材である場合について説明したが、
これに限定されず、本発明を中実部材に適用しても同様
の効果が得られる。

【００４３】また、高周波焼入れ方法は、上述の方法に
限られるものではなく、曲げ成形形状に沿って誘導加熱
コイルを配設できるものであれば他の方法であっても適
用可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
のスタビライザバーの製造方法によれば、スタビライザ
バーを比較的柔らかい生部材の状態で曲げ成形するの
で、簡易な設備で容易に曲げ成形を実現でき、製造コス
トの低減を図ることができる。

【００４５】また、加圧拘束を必要とすることなく高温
且つ局部的に短時間で焼入れを完了可能であるので、全
体として焼入れ強度を高くすることができるとともに、
スタビライザバーが中空部材である場合において、中空
部の空気を高温にしないようにでき、故に、曲げ成形部
において、熱歪のない良好な焼入れを実現でき、外周側
と内周側とで強度差を生じないようにできる。

【００４６】つまり、本発明によれば、スタビライザバ
ーが中実部材のみならず中空部材からなるものであって
も、焼入れ部分である曲げ成形部に均一且つ十分な高強
度を確保することができ、耐久性とともに信頼性の高い
スタビライザバーを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスタビライザバーの製造フローを
示す図である。

【図２】曲げ成形された状態のスタビライザバーを示す
とともに高周波焼入れを施す範囲を示す図である。

【図３】スタビライザバーの一方の端部側の拡大図であ
って応力測定点を示す図である。

【図４】図３中の各測定点と発生応力σとの関係を示
し、高周波焼入れを施す範囲を設定するための図であ
る。

【図５】高周波焼入れ方法の一例を示す図である。

【図６】図３中のＡ−Ａ’線に沿うスタビライザバーの
断面図であって硬度測定のための分割位置を示す図であ
る。

【図７】図６中の各分割位置における外周表面、心部及
び内周表面のビッカース硬度（ＨＶ）の測定結果を示す
図である。

【符号の説明】

１０冷間曲げ成形工程１２高周波焼入れ工程１４焼戻し工程２０スタビライザバー３０，３２誘導加熱コイルＤ焼入れ範囲

フロントページの続き (72)発明者松村吉修東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者村崎勇雄東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3D001 AA17 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状のスタビライザバー素材を冷間で曲
げ成形した後、当該曲げ成形した部分に高周波焼入れを
施すことを特徴とするスタビライザバーの製造方法。