JP6497898B2 - 板ばね装置、及び板ばね装置の生産方法 - Google Patents

Description

本発明は、板ばね装置、及び板ばね装置の生産方法に関する。

板状の鋼材（鋼板）の板ばねからなる板ばね装置は、車両（特に、大型車両）の懸架装置に多く使用されている。
近年は車両の軽量化が要求され、それにともなって板ばね装置の軽量化も要求される。よって、材料を熱処理によって高硬度化して疲れ強さを高める高応力設計が指向されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２５５４３２号公報

しかしながら、鋼板は高硬度化すると（疲れ強さを高めると）靭性（延性）が低下する。板ばね装置は、車体との連結部（目玉部）の靭性が低下すると疲労破壊や遅れ破壊が生じやすくなる。このため、板ばね装置の連結部は高い靭性を有することが好ましい。

そこで本発明は、高い疲れ強さと連結部の好適な靭性が両立される板ばね装置、及び板ばね装置の生産方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、鋼板からなり、撓んで弾性力を生じる弾性部と、前記弾性部の端部に形成される連結部とを有する主板ばねを備え、前記弾性部と前記連結部が焼き戻しされている板ばね装置であって、前記主板ばねは、両端部で板厚が薄く、中心部で板厚が厚く形成され、前記連結部は、前記弾性部よりも高温で焼き戻し、前記弾性部は、前記連結部を高温で焼き戻しするときに、焼き戻ししないことを特徴とする。

本発明によると、板ばね装置の連結部が弾性部よりも高温で焼き戻しされる。主板ばねは鋼板製であるので、弾性部よりも高温で焼き戻しされる連結部は、弾性部よりも高い靭性を有する。また、弾性部は低温での焼き戻しが可能となるので疲れ強さを高めることができる。したがって、板ばね装置において連結部の疲労破壊や遅れ破壊が抑制される。また、疲れ強さが高い弾性部を有する板ばね装置とすることができる。そして、市場での遅れ破壊が抑制される板ばね装置とすることができる。また、市場における長期間経過後の疲労破壊が抑制される板ばね装置とすることができる。
また、主板ばねの連結部以外の部分（弾性部）は、高温で焼き戻しされないので疲れ強さが高い。したがって、厚みが薄い主板ばねであっても市場で要求される高い疲れ強さが得られ、市場における耐久強度を高めることができる。

また、本発明に係る板ばね装置の前記連結部は、前記弾性部の端部が円形に巻かれて形成される目玉部であることを特徴とする。
本発明によると、弾性部よりも靭性の高い目玉部を有する板ばね装置とすることができる。

また、本発明に係る板ばね装置は、前記主板ばねと、前記連結部を有さない１枚以上の補助板ばねと、が積層されていることを特徴とする。
本発明によると、連結部を有する主板ばねに、連結部を有さない補助板ばねが積層された板ばね装置とすることができる。

また、本発明に係る板ばね装置の前記補助板ばねは、前記主板ばねの前記弾性部と同じ温度で焼き戻しされていることを特徴とする。
本発明によると、主板ばねに積層されて板ばね装置を構成する補助板ばねの疲れ強さを、主板ばねの弾性部と同じ程度に高めることができる。

また、本発明に係る板ばね装置の前記主板ばねは、前記連結部のブリネル硬さ（ＨＢＷ）が前記弾性部のブリネル硬さよりも低いことを特徴とする。
本発明によると、連結部の硬度（ブリネル硬さ）が弾性部の硬度（ブリネル硬さ）より低い板ばね装置とすることができ、弾性部よりも高い靭性の連結部を有する板ばね装置とすることができる。

また、本発明の板ばね装置は、前記弾性部のブリネル硬さが４６１ＨＢＷより高く、前記連結部のブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下であることを特徴とする。
本発明によると、主板ばねの弾性部におけるブリネル硬さが４６１ＨＢＷより高い場合に連結部のブリネル硬さを４６１ＨＢＷ未満とすることで、連結部の靭性の低下を抑制して耐久性を向上させることができる。

また、本発明は、鋼板からなる主板ばねを有する板ばね装置の生産方法とする。そして、前記主板ばねを加熱した後に油で急冷させる油焼き入れをする油焼き入れ工程と、前記主板ばねにおいて撓んで弾性力を生じる弾性部を焼き戻しする通常焼き戻し工程と、前記弾性部の端部に形成される連結部を前記弾性部よりも高温で焼き戻し、前記弾性部を焼き戻ししない高温焼き戻し工程と、前記主板ばねの表面のショットピーニングを行うショットピーニング工程と、を有することを特徴とする。

本発明によると、板ばね装置の連結部を弾性部よりも高温で焼き戻しできる。主板ばねは鋼板製であるので高温での焼き戻しで連結部の靭性が高められる。また、弾性部は低温での焼き戻しが可能となるので疲れ強さを高めることができる。したがって、靭性の高い連結部と疲れ強さの高い弾性部を有する板ばね装置を生産できる。
また、弾性部は高温で焼き戻しされないので疲れ強さが高い。したがって、厚みが薄い主板ばねであっても市場で要求される高い疲れ強さが得られ、市場における耐久強度を高めることができる。また、主板ばねは、ショットピーニングによって、主板ばね及び補助板ばねの表面に圧縮応力が残留して疲労強度が向上する。

また、本発明に係る板ばね装置の生産方法は、前記通常焼き戻し工程よりも前に、前記連結部となる目玉部を形成する目玉部形成工程を有し、前記目玉部形成工程は、前記弾性部の端部を円形に巻いて前記目玉部を形成する工程であることを特徴とする。
本発明によると、目玉部形成工程で形成された目玉部を、高温焼き戻し工程で焼き戻しでき、これによって、目玉部の靭性が高い板ばね装置を生産できる。

また、本発明に係る板ばね装置の生産方法は、前記目玉部形成工程で前記目玉部が形成された前記主板ばねと、前記目玉部を有さない１枚以上の補助板ばねと、を積層して前記板ばね装置を組み立てる組立工程を、前記高温焼き戻し工程の後に有することを特徴とする。
本発明によると、目玉部形成工程で目玉部が形成されて、高温焼き戻し工程で目玉部が焼き戻しされた主板ばねに、目玉部を有さない１枚以上の補助板ばねを積層した板ばね装置を生産できる。

また、本発明に係る板ばね装置の生産方法は、前記補助板ばねを前記通常焼き戻し工程で焼き戻しすることを特徴とする。
本発明によると、補助板ばねの疲れ強さを主板ばねと同等に高めることができ、疲れ強さの高い補助板ばねが積層される板ばね装置を生産できる。

また、前記通常焼き戻し工程は、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷを超えるように前記弾性部を焼き戻しする工程であり、前記高温焼き戻し工程は、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下になるように前記連結部を焼き戻しする工程であること、を特徴とする。
本発明によると、主板ばねの弾性部におけるブリネル硬さを４６１ＨＢＷより高くし、連結部のブリネル硬さを４６１ＨＢＷ以下とすることができる。そして、連結部の硬度（ブリネル硬さ）を弾性部の硬度（ブリネル硬さ）より低くすることができ、弾性部よりも高い靭性の連結部を有する板ばね装置を生産できる。

本発明によると、疲れ強さの高い板ばねで構成されて連結部に好適な靭性が確保された板ばね装置、及び板ばね装置の生産方法を提供できる。

シャーシに取り付けられた板ばね装置を示す図である。 板ばね装置の斜視図である。 目玉部の拡大図である。 板ばね装置の生産方法の主な生産工程を示す図であり、第１工程から第４工程までを示す図である。 板ばね装置の生産方法の主な生産工程を示す図であり、第５工程から第８工程までを示す図である。 焼き戻しの加熱温度を示す図である。 目玉部を有する主板ばねの焼き戻しの工程を示すグラフである。 （ａ）は目玉部を高周波加熱する部分加熱装置を示す図、（ｂ）は目玉部を通電加熱する部分加熱装置を示す図である。 （ａ）は主板ばねにおいてブリネル硬さを計測した計測点を示す図であり、（ｂ）は各計測点におけるブリネル硬さ（ＨＢＷ）を示す一覧表であり、（ｃ）は各計測点におけるブリネル硬さ（ＨＢＷ）を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はシャーシに取り付けられた板ばね装置を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の板ばね装置１は、トラック等の大型車両（図示せず）の車体（シャーシ１０）に備わって車軸１１を支持する。
本実施形態の板ばね装置１は、親ばね２と子ばね３を有する。子ばね３は親ばね２の上方に取り付けられている。なお、子ばね３が備わらない板ばね装置１であってもよい。
板ばね装置１は目玉部２０ａを有する。目玉部２０ａは板ばね装置１とシャーシ１０の連結部になる。目玉部２０ａは親ばね２の両端に形成されている。

シャーシ１０は、大型車両の前後方向に延伸するフレームで構成され、板ばね装置１を取り付ける取付部（前方取付部１２，後方取付部１３）を有する。前方取付部１２は後方取付部１３よりも前方に備わっている。

前方取付部１２はブラケットで形成され、シャーシ１０の側面に複数のボルトで取り付けられる。前方取付部１２には、シャーシ１０の側面から突出する方向に延びる前方支軸１２ａが備わる。
後方取付部１３はブラケットで形成され、シャーシ１０の側面に複数のボルトで取り付けられる。後方取付部１３にはシャーシ１０に沿って前後方向に揺動する腕部１３ｂが取り付けられる。腕部１３ｂには、シャーシ１０の側面から突出する方向に延びる後方支軸１３ａが備わる。

前方取付部１２の前方支軸１２ａに板ばね装置１の一方の目玉部２０ａが嵌合し、後方取付部１３の後方支軸１３ａに他方の目玉部２０ａが嵌合する。
このように、板ばね装置１の親ばね２は前方取付部１２と後方取付部１３を介してシャーシ１０に取り付けられる。

また、シャーシ１０には、子ばね３の上方への移動を規制する規制ブラケット１４が備わる。規制ブラケット１４は、子ばね３の両端部に配設されて上方から子ばね３を押さえ付ける。

板ばね装置１にはハウジング１１ａが取り付けられる。ハウジング１１ａは、例えばＵ字ボルト１１ｂで板ばね装置１に懸架される。ハウジング１１ａは、車軸１１を回転自在に支持する。車軸１１には車輪Ｗが取り付けられている。

図２は板ばね装置の斜視図である。
図２に示すように、親ばね２は、複数の板ばね（本実施形態では、１枚の主板ばね２０と、２枚の補助板ばね２１）が積層された構成になっている。また、子ばね３は、複数の板ばね（本実施形態では、３枚の補助板ばね２１）が積層された構成になっている。
親ばね２を構成する主板ばね２０及び補助板ばね２１は、それぞれが、シャーシ１０（図１参照）に沿って備わる長尺の鋼板であって弓なりに湾曲している。車軸１１（図１参照）に取り付けられる車輪Ｗ（図１参照）は、主板ばね２０及び補助板ばね２１が凸に膨らんだ側で路面に接する。つまり、主板ばね２０及び補助板ばね２１は、下方（路面側）が凸となるように湾曲した状態で積層されて親ばね２を構成する。
なお、本実施形態の主板ばね２０及び補助板ばね２１は、例えば、ＳＵＰ９（ばね鋼鋼材）を素材とするものとする。

子ばね３を構成する３枚の補助板ばね２１のそれぞれも、下方（路面側）が凸となるように湾曲した状態で積層されて子ばね３を構成する。

親ばね２の長手方向の両端には、シャーシ１０（図１参照）との連結部となる目玉部２０ａが形成されている。親ばね２は、目玉部２０ａを介してシャーシ１０に取り付けられる。
なお、主板ばね２０において目玉部２０ａ以外の部分は、撓んで弾性力を生じる弾性部２０ｂとなる。そして、目玉部２０ａは弾性部２０ｂの端部（両端部）に形成される。

板ばね装置１は、目玉部２０ａを介してシャーシ１０（図１参照）に取り付けられる。したがって、目玉部２０ａはシャーシ１０に対して変位せず弾性力を発生しない。板ばね装置１は、目玉部２０ａ以外の部分がシャーシ１０に対して変位することで撓み、弾性力を発生する。

本実施形態の親ばね２は、上方から、主板ばね２０と、２枚の補助板ばね２１が積層されている。つまり、主板ばね２０が最も上方に配設されている。
また、主板ばね２０及び補助板ばね２１は下方が凸となるように湾曲し、これによって、親ばね２は下方が凸となるように湾曲した形状を呈する。

積層された主板ばね２０と２枚の補助板ばね２１はクリップ部材（親ばねクリップ４）で係止される。親ばねクリップ４は、本体部４ａと、クリップボルト４ｂと、クリップナット４ｃと、クリップパイプ４ｄと、固定ボルト４ｅと、を有する。

本体部４ａは上方が開放したＵ字状のフレーム部材であって、主板ばね２０及び補助板ばね２１に下方から嵌まり込み、上方を除く３方から主板ばね２０及び補助板ばね２１を囲う。
本体部４ａの上方にはクリップボルト４ｂが係合する。例えば、本体部４ａが平板状である場合にはクリップボルト４ｂが挿通するボルト孔４ａ１が開口する。クリップボルト４ｂは、最も上方に配設される主板ばね２０の上方で、本体部４ａの一方のボルト孔４ａ１から他方のボルト孔４ａ１に向かって挿通されてクリップナット４ｃが締め込まれる。クリップパイプ４ｄは、一方のボルト孔４ａ１から他方のボルト孔４ａ１に向かうクリップボルト４ｂの周囲を覆うように備わる。換言すると、クリップボルト４ｂがクリップパイプ４ｄに挿通される。
なお、符号４ｂ１は、クリップボルト４ｂと本体部４ａの間に配設される座金（ばね座金等）である。

また、最も下方に配設される補助板ばね２１には本体部４ａが嵌まる位置にねじ穴（図示せず）が形成されている。このねじ穴には、本体部４ａの下方から固定ボルト４ｅがねじ込まれる。本体部４ａは固定ボルト４ｅによって最も下方の補助板ばね２１に締結固定される。
積層された主板ばね２０及び補助板ばね２１は、適宜な数（図２では２つ）の親ばねクリップ４で係止される。

子ばね３は、３枚の補助板ばね２１が積層されて構成される。各補助板ばね２１は下方が凸となるように湾曲し、これによって、子ばね３は下方が凸となるように湾曲した形状を呈する。

積層された３枚の補助板ばね２１はクリップ部材（子ばねクリップ５）で係止される。子ばねクリップ５は、本体部５ａと、クリップボルト５ｂと、クリップナット５ｃと、クリップパイプ５ｄと、固定ボルト（図示せず）と、を有する。
子ばねクリップ５は、親ばねクリップ４と同じ構造で３枚の補助板ばね２１を係止する。積層された補助板ばね２１は、適宜な数（図２では１つ）の子ばねクリップ５で係止される。
なお、子ばね３において最も下方に配置される補助板ばね２１には、親ばね２と同様に、固定ボルト（図示せず）がねじ込まれるねじ穴（図示せず）が形成される。

親ばね２と子ばね３の長手方向の中央部にはボルト孔１ａが形成されている。ボルト孔１ａは、親ばね２においては主板ばね２０と２枚の補助板ばね２１を貫通し、子ばね３においては３枚の補助板ばね２１を貫通する。
親ばね２の上方に子ばね３が配設された状態でセンタボルト１ｂがボルト孔１ａに挿通されてボルトナット１ｃが締め込まれる。例えば、下方から親ばね２及び子ばね３を貫通したセンタボルト１ｂに上方からボルトナット１ｃが締め込まれる。
このように、子ばね３は親ばね２に対してセンタボルト１ｂで締結固定される。
なお、親ばね２と子ばね３の間や子ばね３の上方に適宜スペーサ１ｄが配設されていてもよい。

親ばね２の両端部には目玉部２０ａが形成されている。目玉部２０ａは板ばね装置１をシャーシ１０（図１参照）に取り付ける連結部になる。目玉部２０ａにはブッシュ２２ａが挿入される。

図３は目玉部の拡大図である。
本実施形態の親ばね２において、目玉部２０ａは親ばね２の最も上方に配設される主板ばね２０の端部が内側上方に向かって円形に巻かれて形成される。具体的に、目玉部２０ａは、弾性部２０ｂの端部が内側上方に向かって円形に巻かれて形成される。そして、目玉部２０ａにおける内側の端部（弾性部２０ｂとの間）には間隙Ｇ１が形成される。
なお、親ばね２の上方から２番目に配設される補助板ばね２１の一端（又は、両端）が、主板ばね２０に形成される目玉部２０ａを外側から覆うように巻かれていてもよい。このような構造によって、目玉部２０ａが破損したときのバックアップ機能が付与される。

目玉部２０ａに挿入されるブッシュ２２ａの外径φＤ１は、目玉部２０ａの内径φＤ２よりも若干大きく形成され（φＤ１>φＤ２）、ブッシュ２２ａは目玉部２０ａに圧入される。目玉部２０ａは、主板ばね２０を形成する鋼板の弾性でブッシュ２２ａを保持する。

ブッシュ２２ａは、金属製の外筒２１０の内側に内筒２１１が備わり、外筒２１０と内筒２１１の間に弾性部材２１２が配設されている。弾性部材２１２は、ゴム等の弾性材料からなる。内筒２１１には、前方取付部１２の前方支軸１２ａ（図１参照）、又は、後方取付部１３の後方支軸１３ａ（図１参照）が挿入される。板ばね装置１は、目玉部２０ａに備わるブッシュ２２ａを介してシャーシ１０（図１参照）に取り付けられる。

図４，５は、板ばね装置の生産方法の主な生産工程を示す図であり、図４は第１工程から第４工程までを示す図、図５は第５工程から第８工程までを示す図である。
板ばね装置１は、図４に示す第１工程（材料切断）から図５に示す第８工程（リーフ組立，塗装）までの８段階の工程（８工程）を主な生産工程として生産される。

≪第１工程（材料切断）≫
図４に示す第１工程（材料切断）では、鋼板２００が主板ばね２０及び補助板ばね２１の形状に切断される。例えば、板ばね装置１の幅を有する鋼板２００が、主板ばね２０及び補助板ばね２１の長さに切断機１００で切断される。
また、第１工程では、穴あけ機１０１などで、主板ばね２０及び補助板ばね２１にボルト孔１ａが加工される。なお、固定ボルト４ｅ（図２参照）等がねじ込まれるねじ穴（図示せず）も第１工程で形成される。

≪第２工程（端部加熱）≫
図４に示す第２工程（端部加熱）では、端部加熱装置１０２で、主板ばね２０及び補助板ばね２１の端部を加熱する。また、第２工程では、プレス機１０３などで、主板ばね２０及び補助板ばね２１の端部の形状が加工（必要に応じたテーパの形成等）される。例えば、主板ばね２０及び補助板ばね２１の長手方向に向かって傾斜するテーパが形成されると、両端部で板厚が薄く中心部で板厚が厚い板ばね（主板ばね２０，補助板ばね２１）を成型できる。

≪第３工程（目玉加工）≫
図４に示す第３工程（目玉加工）では、主板ばね２０に目玉部２０ａが形成される。第３工程では、主板ばね２０を曲げ鉤１０４ｂで金型１０４ａに押し当て、さらに、カッター１０４ｃで端部を切断して主板ばね２０の端部を湾曲させる。その後、押圧部材１０４ｄで押さえられた主板ばね２０の端部が金型１０４ｅで巻かれて目玉部２０ａが形成される。
また、図３に示すように補助板ばね２１の端部が目玉部２０ａを外側から覆う構成の場合、補助板ばね２１の端部は、第３工程で目玉部２０ａに沿った形状に形成される。
なお、その他、補助板ばね２１に対して、第３工程（目玉加工）は実行されない。第３工程における目玉加工は、連結部となる目玉部２０ａを形成する目玉部形成工程になる。

≪第４工程（全体加熱，キャンバー形成）≫
図４に示す第４工程（全体加熱，キャンバー形成）では、主板ばね２０及び補助板ばね２１が全体加熱装置１０５で全体加熱される。その後、主板ばね２０及び補助板ばね２１はプレス装置１０６でプレス加工（熱間加工）されて、弓なりに湾曲した形状に成型される（キャンバー形成される）。

≪第５工程（油焼き入れ，焼き戻し）≫
図５に示す第５工程（油焼き入れ，焼き戻し）では、焼き入れ炉１０７で、主板ばね２０及び補助板ばね２１が加熱されたあと油で急冷されて油焼き入れされる。油焼き入れによって、主板ばね２０及び補助板ばね２１の疲れ強さが高くなる。
その後、主板ばね２０及び補助板ばね２１は、焼き戻し炉１０８に導入されて焼き戻しされる。焼き戻し炉１０８で、主板ばね２０及び補助板ばね２１は所定の温度まで加熱されたあとに徐冷される。焼き戻しによって、主板ばね２０及び補助板ばね２１の靭性が高くなる。第５工程における焼き戻しは、靭性が高くなるように、主板ばね２０の弾性部２０ｂを焼き戻しする焼き戻し工程（通常焼き戻し工程）になる。

≪第６工程（目玉部焼き戻し）≫
図５に示す第６工程（目玉部焼き戻し）では、主板ばね２０の目玉部２０ａが第５工程よりも高温で焼き戻しされる。第６工程では、主板ばね２０の目玉部２０ａが部分加熱装置１０９で加熱されて焼き戻しされる。部分加熱装置１０９は、目玉部２０ａを、第５工程における焼き戻しよりも高温に加熱して焼き戻しする。なお、第６工程では、主板ばね２０において目玉部２０ａ以外の部分（弾性部２０ｂ）は冷却（徐冷）される。つまり、第５工程での焼き戻しの徐冷が継続される。また、補助板ばね２１に対しては、第６工程（目玉部焼き戻し）が実行されない。このように、第６工程では、主板ばね２０の弾性部２０ｂと補助板ばね２１は焼き戻しされない。これによって、補助板ばね２１は、主板ばね２０の弾性部２０ｂと同じ温度で焼き戻しされることになる。
第６工程における目玉部焼き戻しは、目玉部２０ａを弾性部２０ｂよりも高温で焼き戻しする高温焼き戻し工程になる。

なお、図５には、目玉部２０ａを焼き戻し処理する高温焼き戻し工程が、第６工程として通常焼き戻し工程（第５工程）の後工程として記載されている。しかしながら、高温焼き戻し工程と通常焼き戻し工程が同じ工程であってもよい。
例えば、通常焼き戻し工程（第５工程）において、目玉部２０ａが部分加熱装置１０９で高温に加熱されて焼き戻しされる構成であってもよい。このような構成とすれば、高温焼き戻し工程と通常焼き戻し工程を同じ工程で実施することが可能となる。

≪第７工程（ショットピーニング，下塗り）≫
図５に示す第７工程（ショットピーニング，下塗り）では、主板ばね２０及び補助板ばね２１がショットピーニングされ、その後、下塗りされる。
ショットピーニングの工程では、射出装置１１１からショット（小球１１１ａ）が主板ばね２０及び補助板ばね２１に打ち付けられる。ショットピーニングによって、主板ばね２０及び補助板ばね２１の表面に圧縮応力が残留して疲労強度が向上する。
下塗りの工程では、塗装装置１１０から、主板ばね２０及び補助板ばね２１に下塗り塗装用の塗料が吹き付けられる。

≪第８工程（リーフ組立，塗装）≫
図５に示す第８工程（リーフ組立，塗装）では、板ばね装置１が組み立てられた後に塗装される。
リーフ組立の工程では、主板ばね２０と２枚の補助板ばね２１が積層されて親ばね２が組み立てられる。このとき、主板ばね２０及び補助板ばね２１は親ばねクリップ４で係止される。また、３枚の補助板ばね２１が積層されて子ばね３が組み立てられる。このとき、３枚の補助板ばね２１は子ばねクリップ５で係止される。そして、親ばね２に子ばね３が取り付けられてセンタボルト１ｂとボルトナット１ｃで締結固定され、板ばね装置１が組み立てられる。
また、塗装の工程では、組み立てられた板ばね装置１が塗装される。この工程では、スプレーガン１１２から塗料が板ばね装置１に吹き付けられ、板ばね装置１が塗装される。
なお、荷重試験等の各種試験が塗装工程の前に実施される場合もある。
第８工程におけるリーフ組立は、目玉部２０ａが形成された主板ばね２０と、目玉部２０ａを有さない補助板ばね２１を積層して板ばね装置１を組み立てる組立工程である。

図４，５に示す第１工程から第８工程で組み立てられた板ばね装置１は、出荷に必要な検査の後に梱包されて出荷される。

このように、本実施形態の板ばね装置１は、主に第１工程（図４参照）から第８工程（図５参照）までの８工程で生産される。第５工程は通常焼き戻し工程であって、主板ばね２０及び補助板ばね２１の疲れ強さを高めるために焼き戻しされる。

図６は焼き戻しの加熱温度を示す図である。
なお、図６のグラフは縦軸が加熱温度（Ｔ）を示し横軸が経過時間（Ｈ）を示す。
鋼板は、高温（図６に示す温度ｔｈ℃）で焼き戻しすると靭性は高くなるが疲れ強さが低下する。つまり、鋼板は、低温（図６に示す温度ｔｌ℃）で焼き戻ししたほうが高い疲れ強さを確保できる。しかしながら、疲れ強さの高い鋼板は靭性が低くなる。

図２，３に示すように、目玉部２０ａにはブッシュ２２ａが圧入される。そして、ブッシュ２２ａの外径φＤ１は目玉部２０ａの内径φＤ２よりも若干大きく形成される。したがって、ブッシュ２２ａが圧入された目玉部２０ａは応力が残留した状態になる。また、前記したように、板ばね装置１は、目玉部２０ａが連結部になってシャーシ１０（図１参照）に取り付けられる。そして、板ばね装置１には車軸１１（図１参照）の荷重が入力される。このため、目玉部２０ａには、シャーシ１０の前方支軸１２ａ（図１参照）、又は、後方支軸１３ａ（図１参照）から外力が入力される。

このように、目玉部２０ａはブッシュ２２ａの圧入による応力が残留した状態であり、さらに、シャーシ１０から外力が入力される。このため、目玉部２０ａは、疲労破壊や遅れ破壊が生じやすくなっている。
目玉部２０ａの疲労破壊や遅れ破壊を効果的に抑制するため目玉部２０ａは靭性が高いことが好ましい。そこで、本実施形態では、図５に示す第６工程（高温焼き戻し工程）で目玉部２０ａを第５工程よりも高温で焼き戻しして、目玉部２０ａの靭性を高める。

図７は、目玉部を有する主板ばねの焼き戻しの工程を示すグラフである。
なお、図７のグラフは縦軸が加熱温度（Ｔ）を示し横軸が経過時間（Ｈ）を示す。
図４，５に示すように、板ばね装置１（図２参照）の生産工程において、目玉部２０ａ（図２参照）が形成される主板ばね２０（図２参照）は、第５工程と第６工程で焼き戻しされる。
そして、本実施形態の第５工程での焼き戻しでは主板ばね２０の全体が焼き戻しされ、第６工程では目玉部２０ａが第５工程よりも高温で焼き戻しされる。

図７に示すように、第５工程の焼き戻しでは、加熱温度が所定の温度（ｔｌ℃）に設定され、主板ばね２０の全体が所定の時間（０〜ｈ１秒）に亘って焼き戻し（通常焼き戻し）される。
第６工程では、加熱温度が所定の温度（ｔｈ℃）に設定され、所定の時間（ｈ１〜ｈ２秒）に亘って、目玉部２０ａのみが部分的に焼き戻し（高温焼き戻し）される。第６工程における加熱温度（ｔｈ℃）は第５工程における加熱温度（ｔｌ℃）よりも高く設定される（ｔｈ＞ｔｌ）。

なお、第５工程における加熱温度（ｔｌ℃）および加熱時間（０〜ｈ１秒）は、主板ばね２０に要求される疲れ強さに応じて適宜決定される。また、第６工程における加熱温度（ｔｈ℃）および加熱時間（ｈ１〜ｈ２秒）は、主板ばね２０の目玉部２０ａに要求される靭性等に応じて適宜決定される。
また、図７に記載される太い破線は、第６工程で焼き戻しされない部分（主板ばね２０の弾性部２０ｂ）の温度低下を示す。

目玉部２０ａ（図２参照）は、図７に示すように、第６工程において第５工程よりも高温で焼き戻しされることで靭性が高くなる。したがって、主板ばね２０（図２参照）は、目玉部２０ａの靭性が弾性部２０ｂ（図３参照）の靭性よりも高くなり、目玉部２０ａの疲労破壊や遅れ破壊が抑制される。一方、主板ばね２０の弾性部２０ｂは第６工程で高温焼き戻しされず疲れ強さが高いままとなる。つまり、第５工程と第６工程の２つの工程で主板ばね２０を焼き戻しする生産方法によって、弾性部２０ｂの疲れ強さが高く目玉部２０ａの靭性が高い主板ばね２０の生産が可能となる。

なお、図５に示す第５工程から第６工程に移行するとき、主板ばね２０は、焼き戻し炉１０８から部分加熱装置１０９に移される。この間、主板ばね２０の温度が低下する。したがって、図７に示すように、第５工程から第６工程に移行するときに主板ばね２０（目玉部２０ａ）の温度が微減する。

図８の（ａ）は目玉部を高周波加熱する部分加熱装置を示す図、（ｂ）は目玉部を通電加熱する部分加熱装置を示す図である。
図５に示す第６工程（高温焼き戻し工程）では、目玉部２０ａ（図２参照）のみを部分的に加熱する。そこで、第６工程では、図８の（ａ），（ｂ）に一例を示す部分加熱装置１０９で目玉部２０ａが加熱される。

部分加熱装置１０９は、目玉部２０ａのみを部分的に加熱可能な構成であればよく、構造や加熱方法は限定されない。
一例として、図８の（ａ）に、目玉部２０ａを高周波加熱する部分加熱装置１０９を示す。この部分加熱装置１０９は、コイル部１０９ａと交流電源１０９ｂを有する。

コイル部１０９ａは主板ばね２０の目玉部２０ａの内側に挿入されて、目玉部２０ａに沿って巻回される。交流電源１０９ｂはコイル部１０９ａに所定の周波数で交流電流を通電する。コイル部１０９ａにおいて電磁誘導による磁力が発生し、この磁力によって目玉部２０ａに渦電流が生じる。そして、渦電流によるジュール熱で目玉部２０ａが加熱される。ジュール熱は渦電流が発生している領域に発生するため、目玉部２０ａに挿入されるコイル部１０９ａを有する部分加熱装置１０９では目玉部２０ａのみが部分的に加熱される。

板ばね装置１（図２参照）の生産工程における第６工程（図５参照）では、主板ばね２０の目玉部２０ａが、図７に示す所定の温度（ｔｈ℃）まで加熱されるような電圧の交流電流を部分加熱装置１０９の交流電源１０９ｂからコイル部１０９ａに通電する。この状態を、図７に示す所定の時間（ｈ１〜ｈ２秒）に亘って維持する。その後、目玉部２０ａを冷却（徐冷）する。

また、他の一例として、図８の（ｂ）に、目玉部２０ａを通電加熱する部分加熱装置１０９を示す。この部分加熱装置１０９は、一対の電極１０９ｃと直流電源１０９ｄを有する。一対の電極１０９ｃは主板ばね２０の目玉部２０ａの両端に装着される。

直流電源１０９ｄは、目玉部２０ａに装着された電極１０９ｃに直流電流を通電する。目玉部２０ａでは一方の電極１０９ｃから他方の電極１０９ｃに直流電流が通電する。このとき、目玉部２０ａは自身が有する抵抗で発熱する。これによって、目玉部２０ａが部分的に加熱される。

板ばね装置１（図２参照）の生産工程における第６工程（図５参照）では、主板ばね２０の目玉部２０ａが、図７に示す所定の温度（ｔｈ℃）まで加熱されるような電圧の直流電流を部分加熱装置１０９の直流電源１０９ｄから電極１０９ｃに通電する。この状態を、図７に示す所定の時間（ｈ１〜ｈ２秒）に亘って維持する。その後、目玉部２０ａを冷却（徐冷）する。

このように、本実施形態の板ばね装置１は、図２に示すように、１枚の主板ばね２０と２枚の補助板ばね２１が積層された親ばね２と、３枚の補助板ばね２１が積層された子ばね３とを有する。
親ばね２には、目玉部２０ａを有する主板ばね２０が積層されている。
主板ばね２０は、生産工程において、図７に示す所定の温度（ｔｌ℃）まで加熱されて全体が焼き戻しされる（図５に示す第５工程）。さらに、目玉部２０ａは、図７に示す所定の温度（ｔｈ℃）まで加熱されて焼き戻しされる（図５に示す第６工程）。第６工程での加熱温度（ｔｈ℃）は第５工程での加熱温度（ｔｌ℃）よりも高温に設定される。

したがって、目玉部２０ａ（図２参照）は、主板ばね２０（図２参照）の他の部分（弾性部２０ｂ）よりも高温で焼き戻しされて靭性が高くなる。
目玉部２０ａの靭性が高くなると、ブッシュ２２ａ（図２参照）が圧入されることで目玉部２０ａに残留する応力に対する耐久性が高くなって遅れ破壊が抑制される。特に、市場での遅れ破壊が抑制される。
また、目玉部２０ａは、シャーシ１０の前方支軸１２ａ（図１参照）、及び後方支軸１３ａ（図１参照）から入力される外力に対する耐久性が高くなって疲労破壊が抑制される。特に、市場における長期間経過後の疲労破壊が抑制される。

一方、主板ばね２０の目玉部２０ａ以外の部分（弾性部２０ｂ）は高温で焼き戻しされないので疲れ強さが高い。したがって、厚みが薄い主板ばね２０であっても市場で要求される高い疲れ強さが得られ、市場における耐久強度を高めることができる。

また、補助板ばね２１は、第５工程での焼き戻し（図７に示すｔｌ℃での焼き戻し）によって疲れ強さが高められ高温で焼き戻しされない。したがって、厚みが薄い補助板ばね２１であっても市場で要求される高い疲れ強さが得られる。
そして、このような主板ばね２０と補助板ばね２１が積層された板ばね装置１（図２参照）を車両の懸架装置に使用した場合には、耐久強度の高い懸架装置とすることができ、市場投入されてから長期間経過後の疲労破壊や遅れ破壊の発生が大幅に低減する。

このように、板ばね装置１（図２参照）は、厚みの薄い主板ばね２０と補助板ばね２１を積層して構成可能であり、板ばね装置１の効果的な軽量化が可能となる。

図９の（ａ）は主板ばねにおいてブリネル硬さを計測した計測点を示す図であり、（ｂ）は各計測点におけるブリネル硬さ（ＨＢＷ）を示す一覧表であり、（ｃ）は各計測点におけるブリネル硬さ（ＨＢＷ）を示すグラフである。
なお、図９の（ｃ）のグラフは、縦軸がブリネル硬さ（ＨＢＷ）を示し、横軸が計測点を示している。
図４，５に示す板ばね装置１（図２参照）の生産工程（第１工程〜第８工程）で生産された板ばね装置１の主板ばね２０のブリネル硬さ（ＨＢＷ）を、図９の（ａ）に示す計測点Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ６で計測した結果を図９の（ｂ），（ｃ）の「ＮＥＷ」に示す。
なお、計測点Ａ１〜Ａ８は目玉部２０ａにおける計測点であり、計測点Ｂ１〜Ｂ６は弾性部２０ｂにおける計測点である。
また、図９の（ｂ），（ｃ）における「ＳＰ１」は、図５に示す第５工程で全体を通常焼き戻しして第６工程で高温焼き戻ししないサンプル１のブリネル硬さ（計測点Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ６）を示す比較データであり、「ＳＰ２」は、図５に示す第６工程で全体を高温焼き戻ししたサンプル２のブリネル硬さ（計測点Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ６）を示す比較データである。なお、図９の（ｃ）において、サンプル１（ＳＰ１）は破線で示し、サンプル２（ＳＰ２）は一点鎖線で示し、本実施形態（ＮＥＷ）は実線で示す。

各計測点の位置は、計測点Ｂ１が主板ばね２０の中心とし、計測点Ｂ２〜Ｂ６が計測点Ｂ１から弾性部２０ｂを等分した位置とする。また、計測点Ａ１〜Ａ８が目玉部２０ａの円形を等分した位置とする。

図９の（ｂ），（ｃ）に示すように、図５に示す第５工程で全体を通常焼き戻しして第６工程で高温焼き戻ししないサンプル１（ＳＰ１）は、全ての計測点Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ６のブリネル硬さが４３８ＨＢＷ〜４５１ＨＢＷとなった。
このような主板ばね２０は、全体的に疲れ強さが高いが目玉部２０ａの靭性が低いため、疲労破壊や遅れ破壊が生じやすい目玉部２０ａとなる。

一方、図５に示す第５工程で全体を通常焼き戻しして、さらに、第６工程で全体を高温焼き戻ししたサンプル２（ＳＰ２）は、全ての計測点Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ６のブリネル硬さが４６４ＨＢＷ〜４７１ＨＢＷとなった。
このような主板ばね２０は、全体的に靭性が高いので目玉部２０ａの疲労破壊や遅れ破壊は抑制できるが、弾性部２０ｂの疲れ強さが弱くなる。

本実施形態の生産方法（板ばね装置の生産方法）で生産した主板ばね２０は、図９の（ｂ），（ｃ）に示すように、目玉部２０ａの計測点Ａ１〜Ａ８でブリネル硬さが４３８ＨＢＷ〜４４４ＨＢＷとなり、弾性部２０ｂの計測点Ｂ１〜Ｂ６でブリネル硬さが４７１ＨＢＷ〜４７７ＨＢＷとなった。
つまり、図５に示す第５工程で主板ばね２０の全体を通常焼き戻しした後で、第６工程において目玉部２０ａのみを高温焼き戻しすることで、ブリネル硬さが弾性部２０ｂより低い目玉部２０ａとすることができる。
したがって、本実施形態の生産方法（板ばね装置の生産方法）によると、目玉部２０ａの靭性が高く、且つ、弾性部２０ｂの疲れ強さが高い主板ばね２０（板ばね装置１）を生産できる。

図９の（ａ）〜（ｃ）には、中心（計測点Ｂ１）に対して一方の半身における計測点と計測値が記載されているが、図示しない他方の半身においてもブリネル硬さは、ほぼ同等に分布している。

なお、主板ばね２０は、目玉部２０ａにおいてはブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下であれば商品として充分な靭性であり、弾性部２０ｂにおいてはブリネル硬さが４６１ＨＢＷより高ければ商品として充分な疲れ強さであることがわかっている。したがって、本実施形態の生産方法で得られた、目玉部２０ａ（ブリネル硬さ：４３８ＨＢＷ〜４４４ＨＢＷ）及び弾性部２０ｂ（ブリネル硬さ：４７１ＨＢＷ〜４７７ＨＢＷ）は、商品として必要な性能を充分に満たしている。

なお、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更が可能である。
例えば、図５に示す第７工程での下塗りは、主板ばね２０及び補助板ばね２１が、下塗り塗装用の塗料で満たされた容器に浸けこまれる工程であってもよい。同様に、図５に示す第８工程での塗装は、板ばね装置１が、塗装用の塗料で満たされた容器に浸けこまれる工程であってもよい。

また、目玉部２０ａ（図３参照）は、主板ばね２０（図３参照）の端部が内側上方に向かって円形に巻かれた形状に限定されない。目玉部２０ａは、主板ばね２０の端部が内側下方に向かって円形に巻かれた形状であってもよい。さらに、目玉部２０ａは円形に限定されず、矩形など他の形状に形成されていてもよい。

また、補助板ばね２１（図２参照）が備わらず、１枚の主板ばね２０（図２参照）のみからなる板ばね装置１（図２参照）であってもよいし、１枚以上の補助板ばね２１が主板ばね２０に積層された板ばね装置１であってもよい。

また、主板ばね２０（図３参照）及び補助板ばね２１（図２参照）の素材（鋼材）はＳＵＰ９（ばね鋼鋼材）に限定されない。ＳＵＰ９以外の鋼板を素材とする場合、目玉部２０ａ（図２参照）及び弾性部２０ｂ（図２参照）のブリネル硬さ（ＨＢＷ）は、素材とする鋼板の特性に応じて適宜設定される。なお、どのような素材の鋼板からなる主板ばね２０であっても、弾性部２０ｂは、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷより高ければ商品として充分な疲れ強さが備わり、目玉部２０ａは、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下であれば商品として充分な靭性（耐久性）が備わる、とすることができる。

１ 板ばね装置
２０ 主板ばね（板ばね）
２０ａ 目玉部（連結部）
２０ｂ 弾性部
２１ 補助板ばね（板ばね）

Claims (11)

1. 鋼板からなり、撓んで弾性力を生じる弾性部と、前記弾性部の端部に形成される連結部とを有する主板ばねを備え、
   前記弾性部と前記連結部が焼き戻しされている板ばね装置であって、
   前記主板ばねは、両端部で板厚が薄く、中心部で板厚が厚く形成され、
   前記連結部は、前記弾性部よりも高温で焼き戻し、
   前記弾性部は、前記連結部を高温で焼き戻しするときに、焼き戻ししないことを特徴とする板ばね装置。
2. 前記連結部は、前記弾性部の端部が円形に巻かれて形成される目玉部であることを特徴とする請求項１に記載の板ばね装置。
3. 前記主板ばねと、
   前記連結部を有さない１枚以上の補助板ばねと、が積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の板ばね装置。
4. 前記補助板ばねは、前記主板ばねの前記弾性部と同じ温度で焼き戻しされていることを特徴とする請求項３に記載の板ばね装置。
5. 前記主板ばねは、前記連結部のブリネル硬さ（ＨＢＷ）が前記弾性部のブリネル硬さよりも低いことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の板ばね装置。
6. 前記弾性部のブリネル硬さが４６１ＨＢＷより高く、前記連結部のブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下であることを特徴とする請求項５に記載の板ばね装置。
7. 鋼板からなる主板ばねを有する板ばね装置の生産方法であって、
   前記主板ばねを加熱した後に油で急冷させる油焼き入れをする油焼き入れ工程と、
   前記主板ばねにおいて撓んで弾性力を生じる弾性部を焼き戻しする通常焼き戻し工程と、
   前記弾性部の端部に形成される連結部を前記弾性部よりも高温で焼き戻し、前記弾性部を焼き戻ししない高温焼き戻し工程と、
   前記主板ばねの表面のショットピーニングを行うショットピーニング工程と、を有することを特徴とする板ばね装置の生産方法。
8. 前記通常焼き戻し工程よりも前に、前記連結部となる目玉部を形成する目玉部形成工程を有し、
   前記目玉部形成工程は、前記弾性部の端部を円形に巻いて前記目玉部を形成する工程であることを特徴とする請求項７に記載の板ばね装置の生産方法。
9. 前記目玉部形成工程で前記目玉部が形成された前記主板ばねと、前記目玉部を有さない１枚以上の補助板ばねと、を積層して前記板ばね装置を組み立てる組立工程を、前記高温焼き戻し工程の後に有することを特徴とする請求項８に記載の板ばね装置の生産方法。
10. 前記補助板ばねを前記通常焼き戻し工程で焼き戻しすることを特徴とする請求項９に記載の板ばね装置の生産方法。
11. 前記通常焼き戻し工程は、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷを超えるように前記弾性部を焼き戻しする工程であり、
    前記高温焼き戻し工程は、ブリネル硬さが４６１ＨＢＷ以下になるように前記連結部を焼き戻しする工程であること、を特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載の板ばね装置の生産方法。

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