WO2014034375A1

WO2014034375A1 - スタビライザの製造方法および加熱装置

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Publication number: WO2014034375A1
Application number: PCT/JP2013/070921
Authority: WO
Inventors: 義宏越多; 若林　豊; 鋼助竹尾; 伊藤　幸一
Original assignee: 日本発條株式会社
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-03-06
Also published as: EP2891566A1; EP2891566B1; BR112015003767A2; MX2015002593A; ES2609665T3; CN104582983A; MX352691B; US9273372B2; JP2014043922A; HUE030324T2; EP2891566A4; CN104582983B; US20150184267A1; BR112015003767B1; JP6077790B2

Abstract

　焼戻し工程において、スタビライザ半製品の湾曲部での硬さのバラツキの発生を抑制するとともに、工程時間の短縮化を図ることができるスタビライザの製造方法および加熱装置を提供する。第１加熱工程（工程Ａ）の通電加熱では、連続的に電流を流すことにより、肩部の内側部分の温度を、目標温度ＵＡの近傍の温度（＜ＵＡ）まで急勾配で上昇させることができる。第２加熱工程（工程Ｃ）の通電加熱では、断続的に電流を流すことにより、肩部の内側部分の最高到達温度と外側部分の最高到達温度との温度差を小さくなるようにすることができるから、それら最高到達温度を所望の目標温度ＵＡあるいはその近傍温度に設定することができる。外側部分では、内側部分と同様あるいは略同様な焼戻し組織を得ることができる。

Description

スタビライザの製造方法および加熱装置

　本発明は、肩部等の湾曲部を有するスタビライザの製造方法および加熱装置に係り、特に通電加熱による焼戻し技術の改良に関する。

　自動車等の車両に使用されるスタビライザは、車両のロール剛性を確保するための装置である。図１は、車両の懸架装置に連結されたスタビライザの構成を表す斜視図である。スタビライザ１０は、たとえばトーション部１１、アーム部１２、および、肩部１３を有して略コ字形状をなしている。スタビライザ１０では、トーション部１１がブッシュ３を介して車体（図示略）に取り付けられ、アーム部１２の先端部がスタビリンク２を介して懸架装置１に連結されている。なお、懸架装置１の左右の車軸部１Ａにはタイヤ（図示略）が取り付けられる。

　スタビライザの製造工程では、トーション部、アーム部、および、肩部を有するスタビライザ半製品に焼入れおよび焼戻し等の熱処理を行う。焼戻しは、従来、炉内でスタビライザ半製品を加熱することにより行われていた。そのような焼戻し工程の代わりに、スタビライザ半製品を通電加熱する焼戻し工程が提案されている。スタビライザ半製品を通電加熱する場合、左右のアーム部の端部に電極を設けて、電極間で通電を行うことにより、スタビライザ半製品の全体を加熱する。

　ところが、スタビライザ半製品を通電加熱している時、電流はスタビライザ半製品の最短経路で流れやすい。スタビライザ半製品が肩部等の湾曲部を有する場合には、湾曲部の内側部分の方が湾曲部の外側部分よりも最短経路となるため、通電加熱中において、電流は湾曲部の内側部分の方が湾曲部の外側部分よりも流れやすい。そのため、湾曲部の内側部分の方が湾曲部の外側部分よりも加熱され焼戻し処理中の温度が高くなり、湾曲部の内側部分と外側部分とでは、焼戻し温度に大きな差が発生し、焼戻し後のスタビライザ半製品の硬さがその湾曲部の内側部分と外側部分とで大きく異なってしまう。その結果、スタビライザ製品中の硬さのバラツキが大きくなり、これら部分の間で機械的特性に差が生じる。このようなスタビライザ製品中の機械的特性のバラツキの問題は、中空部材を用いたスタビライザ製品の場合に深刻である。

　そこで、スタビライザ半製品の湾曲部の内側部分と外側部分との間で、通電加熱時の温度差を小さくするために、特許文献１の技術を用いることが考えられる。特許文献１の技術では、焼付け塗装を行うために通電加熱工程を行っており、焼付け塗装前の通電加熱工程では、昇温速度を１０～３０℃／secの範囲内に設定して抑制することによりスタビライザ半製品の湾曲部の内側部分と外側部分での温度差を小さくすることを提案している。この場合、スタビライザ半製品の湾曲部の内側部分を局所的に冷却している。

特開２０１１－１８９８９２号公報

　しかしながら、特許文献１の技術では、通電加熱工程時の湾曲部の内側部分と外側部分との温度差を小さくするために、スタビライザ半製品の昇温速度を抑制しなければならないので、特許文献１の技術を焼戻し工程に適用すると、工程時間の短縮化を図ることができない。

　本発明は、焼戻し工程において、スタビライザ半製品の湾曲部での硬さのバラツキの発生を抑制することができるのはもちろんのこと、工程時間の短縮化を図ることができるスタビライザの製造方法および加熱装置を提供することを目的としている。

　本発明者らは、特許文献１の技術の課題を解決するために、通電加熱工程の全体にわたってスタビライザ半製品の昇温速度を抑制する特許文献１の技術とは異なる発想に基づいて、通電加熱による上記温度差の発生を積極的に利用することについて検討した。その結果、通電加熱において、スタビライザ半製品に連続的に電流を流す第１加熱工程後、スタビライザ半製品に断続的に電流を流す第２加熱工程を行うことにより、第１加熱工程で生じた湾曲部での温度差を小さくすることができることを見出し、本発明の完成に至った。

　本発明のスタビライザの製造方法は、湾曲部を有するスタビライザの製造方法において、通電加熱によりスタビライザ半製品に焼戻しを行う焼戻し工程を含み、焼戻し工程では、第１加熱工程と第２加熱工程とを順に行い、第１加熱工程では、スタビライザ半製品に連続的に電流を流してスタビライザ半製品に通電加熱を行い、第２加熱工程では、スタビライザ半製品に断続的に電流を流してスタビライザ半製品に通電加熱を行うことを特徴とする。

　本発明のスタビライザの製造方法では、焼戻し工程において、第１加熱工程と第２加熱工程とを順に行っている。焼戻し工程では、スタビライザ半製品の鋼種や、形成予定の焼戻し組織、要求硬さ等に基づき、目標焼戻し温度を設定し、湾曲部の内側部分および湾曲部の外側部分のそれぞれの最高到達温度が設定した目標焼戻し温度あるいはその近傍温度となるように、第１加熱工程および第２加熱工程を行うことができる。

　具体的には、第１加熱工程では、スタビライザ半製品に連続的に電流を流してスタビライザ半製品に通電加熱を行い、スタビライザ半製品の温度を急勾配で上昇させる。この第１加熱工程により、電流の最短経路となる湾曲部の内側部分の温度を、所望の目標焼戻し温度あるいはその近傍の温度まで急速に高めることができる。一方スタビライザ半製品の湾曲部の内側部分と外側部分とで大きな温度差が発生している。第１加熱工程による通電加熱後、高温部分である湾曲部の内側部分から周囲の部分へ伝熱がおきる。したがって湾曲部の内側部分から周囲部分である湾曲部の外側部分へ伝熱がおき、湾曲部の外側部分の温度が上昇する。

　ところが、高温部分である湾曲部の内側部分からの伝熱だけでは湾曲部の外側部分の温度上昇に限界がある。たとえば第１加熱工程後に加熱を行わない場合には、湾曲部の内側部分と湾曲部の外側部分との温度差は小さくなっていく。しかし、湾曲部の内側部分と湾曲部の外側部分とで比較的大きな温度差が残ったままの状態で、湾曲部の内側部分だけでなく外側部分でも温度低下が始まるため、湾曲部の外側部分は所望の目標焼戻し温度に到達できない。また、第１加熱工程後にさらに第１加熱工程と同様に連続的に電流を流す通電加熱を行った場合には、湾曲部の内側部分と外側部分とで温度差が再び大きくなってしまう。

　これに対して本発明のスタビライザの製造方法では、第１加熱工程後の第２加熱工程において、スタビライザ半製品に断続的に電流を流してスタビライザ半製品に通電加熱を行うことにより、湾曲部の内側部分を、第１加熱工程後の温度（目標焼戻し温度あるいはその近傍の温度）のまま維持することができる、あるいは、目標焼戻し温度に徐々に近づけることができる。第２加熱工程における断続的電流による通電加熱中、湾曲部の外側部分には、湾曲部の内側部分からの伝熱による昇温作用に加えて、断続的電流による通電加熱の昇温作用が働くから、その昇温速度は、湾曲部の内側部分よりも速くなる。これにより、第２加熱工程終了時の湾曲部の外側部分の最高到達温度を、湾曲部の内側部分の最高到達温度に近づけることができる。その結果、湾曲部の外側部分の温度も目標焼戻し温度あるいはその近傍の温度まで上昇する。なお、湾曲部の内側部分が最高到達温度となるのは、第１加熱工程であってもよいし第２加熱工程であってもよい。

　以上のように本発明のスタビライザの製造方法による焼戻し工程では、湾曲部の内側部分の最高到達温度と外側部分の最高到達温度との温度差を小さくすることができ、これらの最高到達温度を所望の目標焼戻し温度あるいはその近傍温度にすることができる。その結果、湾曲部の外側部分では、湾曲部の内側部分と同様あるいは略同様な硬さおよび焼戻し組織を得ることができる。このように湾曲部での硬さのバラツキの発生を抑制することができる。また、使用時に高応力が発生する内側部分の最高到達温度は、目標焼戻し温度に対して高くなり過ぎることがないため、同内側部分は所望の硬さになり、柔らかくならない。したがって、本発明のスタビライザは高耐久性を有する。

　上記効果を通電加熱により行うことができるから、炉を用いた従来の焼戻し工程とは異なり、工程時間の大幅な短縮化が可能となる。しかも、炉を用いた従来の焼戻し工程の場合においては炉内の設定温度の変更時の温度定常状態への移行までの待ち時間が必要であるが、本発明のスタビライザの製造方法によれば、そのような待ち時間なしでスタビライザ半製品毎に設定焼戻し温度の変更を簡単に行うことができる。そのため、工程時間の更なる短縮化を行うことができ、目標温度が異なるスタビライザ半製品に容易に対応することができる。また、通電加熱に要する電力量を制御パラメータとして用いることにより通電加熱を制御することができるから、従来の温度制御とは異なり、スタビライザ半製品の温度が目標焼戻し温度を超えるオーバーシュートの発生を容易に抑制することができる。特に、スタビライザ半製品を急勾配で急速に温度上昇させることができる第１加熱工程の通電加熱では、電力量を用いた制御が好適である。

　加えて、たとえば第１加熱工程の通電加熱では、特許文献１の技術とは異なり、スタビライザ半製品の昇温速度を抑制する必要がなく、スタビライザ半製品を急勾配で急速に温度上昇させることができるから、工程時間の更なる短縮化を図ることができる。スタビライザ半製品の湾曲部の内側部分への局所的冷却を不要とすることができるから、電力量を用いた制御を容易に行うことができる。さらに、冷却装置を不要とすることができるとともに、冷却装置用の無駄な電力が不要となり、消費電力の低減を図ることができる。

　本発明の加熱装置によれば、湾曲部を有するスタビライザの製造に使用される加熱装置において、スタビライザ半製品の両端部に固定される一対の電極と、前記一対の電極に接続され、制御信号に応じた出力を前記一対の電極に与える電源と、を備え、前記電極同士の間で通電することにより、前記スタビライザ半製品に焼戻しを行い、前記焼戻しでは、前記電極同士の間で連続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行い、次いで、前記電極同士の間で断続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行うことを特徴とする。

　本発明の加熱装置によれば、本発明のスタビライザの製造方法の通電加熱焼き戻し工程を実施できる。

　本発明のスタビライザの製造方法あるいは加熱装置によれば、焼戻し工程においてスタビライザ半製品の湾曲部での硬さのバラツキの発生を抑制することができる等の効果を得ることができる。

車両の懸架装置に連結されたスタビライザの構成を表す斜視図である。本発明の一実施形態に係るスタビライザの概略構成を表す図である。本発明の一実施形態に係るスタビライザの製造方法の焼戻し工程で用いる加熱装置の概略構成を表し、スタビライザの素材であるスタビライザ半製品が加熱装置に設けられた状態の図である。本発明の一実施形態にかかるスタビライザの製造方法の通電加熱手法にしたがう、通電時間に対する電流印加パターンの一例を表す図である。本発明の一実施形態にかかるスタビライザの製造方法の通電加熱手法にしたがう図４Ａの電流印加パターンに対応する、通電時間に対する印加される電力量の変化を表す図である。本発明の一実施形態に係るスタビライザの製造方法の通電加熱手法によるスタビライザ半製品の温度の経時的変化を説明するための図であって、肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化の一例を表す図である。実施例の焼戻し工程における肩部での硬さの測定位置を説明するための図である。実施例の焼戻し工程において第１加熱工程および第２加熱工程を行った本発明例１１の肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化を表すグラフである。実施例の焼戻し工程で得られた本発明例１１の肩部での硬さの分布を表すグラフである。実施例の焼戻し工程において第１加熱工程のみを行った比較例１１の肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化を表すグラフである。実施例の焼戻し工程で得られた比較例１１の肩部での硬さの分布を表すグラフである。実施例の通電加熱焼戻し工程で得られた本発明例１１の肩部の外側部分断面の焼戻し組織（通電焼戻し組織）を表す光学顕微鏡写真である。炉を用いた加熱により得られた比較例１２の肩部の外側部分断面の焼戻し組織（炉焼戻し組織）を表す光学顕微鏡写真である。

（１）スタビライザの製造方法
　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態の製造方法により得られるスタビライザの構成の一例を表している。図３は、本発明の一実施形態に係るスタビライザの製造方法の焼戻し工程で用いる加熱装置の概略構成を表している。スタビライザ１００は、たとえば図２に示すようにトーション部１１１、アーム部１１２、および、肩部１１３（湾曲部）を有して略コ字形状をなす中空スタビライザである。

　本実施形態では、本発明の主要熱処理工程である焼戻し工程について詳述し、それ以外の工程の説明は簡略化する。スタビライザ１００の製造では、たとえば中空部材準備工程、曲げ加工工程、および、熱処理工程を順次行う。中空部材準備工程では、たとえば鋼材からなる所定長の電縫管等の中空部材を形成し、曲げ加工工程では、たとえば中空部材に曲げ加工を行うことにより、図３に示すように、トーション部１１１Ａ、アーム部１１２Ａ、および、肩部１１３Ａ（湾曲部）を有するスタビライザ半製品１００Ａを得る。符号１１３Ａ１は、肩部１１３Ａの内側部分、符号１１３Ａ２は、肩部１１３Ａの外側部分である。熱処理工程では、たとえばスタビライザ半製品１００Ａに焼入れ工程および焼戻し工程等を行う。次いで、必要に応じて、ショットピーニング工程や塗装工程等を行うことにより、スタビライザ１００が得られる。

（２）焼戻し工程
　本実施形態の焼戻し工程では、通電加熱による第１加熱工程および第２加熱工程を順に行う。第１加熱工程の通電加熱では、スタビライザ半製品１００Ａに連続的に電流を流し、第２加熱工程の通電加熱では、スタビライザ半製品１００Ａに断続的に電流を流す。以下、本実施形態で用いる加熱装置および通電加熱手法について説明する。

（Ａ）加熱装置
　第１加熱工程および第２加熱工程の通電加熱では、たとえば図３に示す加熱装置２００を用いる。加熱装置２００は、一対の電極２０１、電源２０２、および、制御部２０３を備えている。一対の電極２０１は、スタビライザ半製品１００Ａの両端部をクランプし、たとえばスタビライザ半製品１００Ａの全体に通電加熱を行うための電極である。電源２０２と一対の電極２０１とは、たとえば通電用配線２０４によって接続されている。電源２０２は、たとえばスイッチング電源であり、制御部２０３の出力信号を電力増幅した出力を一対の電極２０１に印加する。一対の電極２０１間に所定の電圧を印加することにより、スタビライザ半製品１００Ａの全体を加熱することができる。

（Ｂ）通電加熱手法
　焼戻し工程の通電加熱手法について図４Ａ，図４Ｂ、図５を参照して説明する。図４Ａ、図４Ｂは、焼戻し工程の通電加熱手法を説明するため図であって、図４Ａは通電時間に対する電流印加パターンの一例を表す図である。図４Ｂは、図４Ａの電流印加パターンに対応する、通電時間に対する印加される電力量の変化を表す図である。図５は、通電加熱手法によるスタビライザ半製品の温度の経時的変化を説明するための図であって、肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化の具体例を表すグラフである。図４Ａ、図４Ｂ、図５では、符号Ａが第１加熱工程、符号Ｂが通電オフ工程、符号Ｃが第２加熱工程、符号Ｄが冷却工程である。なお、図４Ａ、図４Ｂでは、図示の便宜上、工程Ｃの一部の図示を簡略化している。

　焼戻し工程では、スタビライザ半製品１００Ａの鋼種や、形成予定の焼戻し組織、要求硬さ等に基づき、目標焼戻し温度ＵＡを設定する。焼戻し工程では、肩部１１３Ａの内側部分１１３Ａ１および外側部分１１３Ａ２の最高到達温度が目標焼戻し温度ＵＡあるいはその近傍温度となるように、第１加熱工程および第２加熱工程を順に行う。第１加熱工程および第２加熱工程は、以下に説明するようにそれぞれの工程を電力量で管理することが、時間で管理するよりも、好適に管理できる。具体的には、各工程において、所定の電力量に到達したときに通電を終了するように制御することが、所定の時間に到達したときに終了するように制御するよりも好適である。

　第１加熱工程（工程Ａ）では、たとえば一対の電極２０１間に連続的に電圧を印加することにより、スタビライザ半製品１００Ａに連続的に電流を流す。具体的には、たとえば図４Ａの工程（Ａ）に示すように、まず、電流値がＩ１となるまでスロープ時間間隔Ｔｓで直線的に電流を増加させる。これにより、一対の電極２０１とスタビライザ半製品１００Ａとの電気的接触を安定化することができるから、スパークの発生を防止することができる。次いで、たとえば図４Ａの工程（Ａ）に示すように、時間ＴＳから時間Ｔ１まで一定の電流値Ｉ１の電流を流す。この場合、図４Ｂに示す電力量Ｑについて、時間０から時間ＴＳまでの間では、たとえばスタビライザ半製品１００Ａの材質の抵抗が略一定であり、かつ電流Ｉが時間に対して直線的に増加する場合には、電力量Ｑの曲線は、たとえば時間Ｔの４次曲線になる。

　第１加熱工程では、通電による電力量Ｑ１、電流値Ｉ１、スロープ時間間隔ＴＳを適宜設定し、第１加熱工程をたとえば図４Ｂの工程（Ａ）に示すように電力量で管理することが、時間Ｔで管理するよりも好適である。特に以下に述べるような急勾配で温度上昇させる第１加熱工程では、電力量での管理の方が、スタビライザ半製品１００Ａの肩部１１３Ａの温度が目標焼戻し温度ＵＡを超えるオーバーシュートの発生を抑制するために望ましい。

　第１加熱工程では、上記パラメータを適宜設定することにより、たとえば図５に示すように内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１を、目標焼戻し温度ＵＡの近傍の温度Ｕ１１（＜ＵＡ）まで急勾配で上昇させることができる。この場合、たとえば内側部分１１３Ａ１の昇温速度を３５℃／ｓｅｃ以上（たとえば３５℃／ｓｅｃ～５０℃／ｓｅｃの範囲内）に設定することができる。

　一方、外側部分１１３Ａ２の温度Ｕ２は、電流の最短経路となる内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１１よりも低い温度Ｕ２１となる。このように第１加熱工程終了時には、内側部分１１３Ａ１と外側部分１１３Ａ２とで比較的大きな温度差（＝Ｕ１１－Ｕ２１）が発生している。第１加熱工程後、上記のように比較的大きな温度差が発生しているから、高温部分である内側部分１１３Ａ１から低温部分である外側部分１１３Ａ２へ伝熱が行われ、内側部分１１３Ａ１とその周囲部分である外側部分１１３Ａ２との温度差が小さくなる。

　第１加熱工程終了から第２加熱工程開始までに、通電オフ工程（工程Ｂ、時間間隔ＴＯ）を、設けてもよいし設けなくてもよい。通電オフ工程を設けた場合には、高温部分である内側部分１１３Ａ１から周囲の部分へ伝熱が行われるから、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１は低下し、外側部分１１３Ａ２の温度は維持される、あるいは、上昇する。その結果、内側部分１１３Ａ１とその周囲部分である外側部分１１３Ａ２の温度差が小さくなる。

　第２加熱工程（工程Ｃ）では、たとえば図４Ａの工程（Ｃ）に示すように、一対の電極２０１間に断続的に電圧を印加することにより、スタビライザ半製品１００Ａに断続的に電流を流す。具体的には、パルス間隔ＴＩでパルス電流（パルス幅ＴＰ、電流値Ｉ２）を繰り返し流す。第２加熱工程では、たとえば図４Ａおよび図４Ｂの工程（Ｃ）に示すように、通電による電力量Ｑ２、電流値Ｉ２、パルス間隔ＴＩ、および、パルス幅ＴＰを適宜設定し、第２加熱工程をたとえば図４Ｂの工程（Ｃ）に示すように電力量で管理することが、時間Ｔで管理するよりも好適である。

　第２加熱工程では、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１は、たとえば図５に示すように目標焼戻し温度ＵＡに徐々に近づき、最高到達温度Ｕ１２となり、たとえば目標焼戻し温度ＵＡと略同等となる。この場合、外側部分１１３Ａ２には、伝熱による昇温作用に加えて、断続的電流による通電加熱の昇温作用が働くから、たとえば図５に示すように外側部分１１３Ａ２の昇温速度が速くなる。第２加熱工程終了時の外側部分１１３Ａ２の温度Ｕ２は、最高到達温度Ｕ２２となり、たとえば内側部分１１３Ａ１の最高到達温度Ｕ１２と略同等となる。

　第２加熱工程後、スタビライザ半製品１００Ａを空冷あるいは水冷により冷却する（工程Ｄ）。以上の焼戻し処理の結果、所望の焼戻し組織を得ることができる。焼戻し組織には、焼戻しマルテンサイト等が含まれる。

　なお、図４，５を用いて通電加熱手法について説明したが、本発明のスタビライザの製造方法の通電加熱手法は、上記手法に限定されるものではなく、焼戻し工程において内側部分１１３Ａ１および外側部分１１３Ａ２の最高到達温度が目標温度ＵＡあるいはその近傍温度となるような範囲で種々の変形が可能である。この場合、たとえば内側部分１１３Ａ１および外側部分１１３Ａ２の最高到達温度が、鋼種等に応じて決定された目標焼戻し温度ＵＡに対して温度ＵＡに対して－２０℃～＋１０℃の範囲内（すなわち、（ＵＡ－２０）℃≦最高到達温度≦（ＵＡ＋１０）℃）となるようにすることが好適である。

　上記実施形態では、たとえば第１加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１をＵＡよりも低い温度Ｕ１１に設定し、通電オフ工程後の第２加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１を略目標焼戻し温度ＵＡとなるまで上昇させたが、これに限定されるものではない。たとえば第１加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１を目標焼戻し温度ＵＡ近傍の温度に設定し、通電オフ工程を行わずに、第２加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１が目標焼戻し温度ＵＡ近傍の温度に維持されて略一定となるようにしてもよい。また、たとえば第１加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１が目標焼戻し温度ＵＡよりも高くなるように設定し、通電オフ工程および第２加熱工程において、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１を目標焼戻し温度ＵＡに近づけていくように設定してもよい。なお、内側部分１１３Ａ１が最高到達温度Ｕ１２となるのは、第１加熱工程であってもよいし第２加熱工程であってもよい。

　以上のように本実施形態では、第１加熱工程の通電加熱において、スタビライザ半製品１００Ａに連続的に電流を流すことにより、内側部分１１３Ａ１の温度Ｕ１を、目標焼戻し温度ＵＡの近傍の温度Ｕ１１（＜ＵＡ）まで急勾配で急速に上昇させることができる。第２加熱工程の通電加熱では、スタビライザ半製品１００Ａに断続的に電流を流すことにより、肩部１１３Ａの内側部分１１３Ａ１の最高到達温度Ｕ１２と外側部分１１３Ａ２の最高到達温度Ｕ２２との温度差を小さくすることができ、それら最高到達温度Ｕ１２，Ｕ２２を所望の目標焼戻し温度ＵＡあるいはその近傍温度に設定することができる。その結果、肩部１１３Ａの外側部分１１３Ａ２を、内側部分１１３Ａ１と同様あるいは略同様な硬さおよび焼戻し組織とすることができる。

　このように本実施形態のスタビライザの製造方法によれば、肩部１１３Ａでの硬さのバラツキの発生を抑制することができる。また、使用時に高応力が発生する内側部分１１３Ａ１の最高到達温度Ｕ１２は目標焼戻し温度ＵＡに対して高くなり過ぎることがない。その結果、内側部分１１３Ａ１は、所望の硬さを有し、柔らかくなることがなく、高耐久性を有する。

　本実施形態のスタビライザの製造方法によれば、通電加熱により上記効果を得ることができるから、炉を用いた従来の焼戻し工程とは異なり、工程時間の大幅な短縮化が可能となる。さらに、スタビライザ半製品１００Ａ毎に設定温度を変更する場合、炉を用いた従来の焼戻し工程では炉内の設定温度の変更時の温度定常状態への移行に待ち時間が必要である。しかし、本実施形態のスタビライザの製造方法によれば、そのような待ち時間なしで、スタビライザ半製品１００Ａ毎に設定温度の変更を簡単に行うことができる。したがって、工程時間の更なる短縮化を行うことができ、目標焼戻し温度ＵＡが異なるスタビライザ半製品１００Ａの焼戻しに対応することが容易である。また、通電加熱に要する電力量を制御パラメータとして用いることにより通電加熱を制御することができるから、従来の温度制御とは異なり、焼戻し温度を超えるオーバーシュートの発生を容易に抑制することができる。特に、スタビライザ半製品１００Ａを急勾配で温度上昇させることができる第１加熱工程の通電加熱では、電力量を用いた制御が好適である。

　加えて、たとえば第１加熱工程の通電加熱では、特許文献１の技術とは異なり、スタビライザ半製品１００Ａの昇温速度を抑制する必要がなく、スタビライザ半製品１００Ａを急勾配で急速に温度上昇させることができる。この場合、たとえば内側部分１１３Ａ１の昇温速度を３５℃／sec以上（たとえば３５℃／sec～５０℃／secの範囲内）に設定することができる。その結果、工程時間の更なる短縮化を行うことができる。また、スタビライザ半製品１００Ａの肩部１１３Ａの内側部分１１３Ａ１への局所的冷却を不要とすることができるから、電力量制御を容易に行うことができる。さらに、冷却装置を不要とすることができるとともに、無駄な電力が不要となり、スタビライザ半製品１００Ａの焼戻し工程の消費電力の低減を図ることができる。

　以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。実施例では、通電加熱による焼戻しをスタビライザ半製品に行い、スタビライザ半製品の肩部の通電加熱時の昇温データ、通電加熱後の硬さデータ、および、通電加熱後の断面組織写真を得て、肩部の評価を行った。

（１）通電条件
　本発明例１１では、実施形態の第１加熱工程および第２加熱工程の通電加熱をスタビライザ半製品に行うことにより本実施形態にしたがう試料を得た。一方、比較例１１では、第１加熱工程の通電加熱のみをスタビライザ半製品に行うことにより比較試料を得た。本発明は、いかなる鋼種にも適用することができ、本発明例１１および比較例１１ではともに、たとえば従来の炉において加熱温度を３００℃に設定して焼戻しを行った場合にＨＲＣ４５程度が得られる鋼種をスタビライザ半製品の材質として用いた。

　なお、本発明例１１では、第１加熱工程および第２加熱工程を上記鋼種に行い、図７に示すように肩部の内側部分の温度が３４０℃となるように第１加熱工程および第２加熱工程の条件を下記のように設定したところ、ＨＲＣ４５程度が得られ、従来の炉を用いた上記場合と同程度の硬さが得られた。本発明例１１と従来の炉を用いた上記場合とについて設定温度が異なるのに硬さが同程度となるのは、公知の焼戻しパラメータの関係式（焼戻し硬さが加熱温度と加熱時間と関係していることを示す式）から判るように、加熱時間が異なるからである。

　本発明例１１では、第１加熱工程において、通電終了時間Ｔ１を１０．２ｓｅｃ、電流値Ｉ１を４．４ｋＡ、スロープ時間間隔ＴＳを２ｓｅｃ、電力量Ｑ１を２７５ｋＶＡＳ（０．０７６３ｋＷｈ）に設定し、第１加熱工程と第２加熱工程との間の通電オフ時間ＴＯを５ｓｅｃに設定し、第２加熱工程において、通電終了時間Ｔ２を４５．５ｓｅｃ、パルス電流の電流値Ｉ２を２．７ｋＡ、パルス間隔ＴＩを２ｓｅｃ、パルス幅ＴＰを０．５ｓｅｃ、電力量Ｑ２を７５ｋＶＡＳ、第１加熱工程および第２加熱工程の総電力量（Ｑ１＋Ｑ２）を３５０ｋＶＡＳに設定した。比較例１１では、第１加熱工程のみを用い、図９に示すように２０ｓｅｃで肩部の内側部分の温度が３５０℃となるように各条件を設定にした。

（２）測定結果
　本発明例１１および比較例１１の測定結果を示す。図７は、本発明例１１のスタビライザ半製品の肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化を表し、図８は、本発明例１１のスタビライザ半製品の肩部での硬さの分布を表すグラフである。図９は、比較例１１のスタビライザ半製品の肩部の内側部分と外側部分との温度の経時的変化を表し、図１０は、比較例１１のスタビライザ半製品の肩部での硬さの分布を表すグラフである。

　なお、図８，１０の横軸の角度は、図６に示す肩部の径方向断面（軸線垂直方向断面）において、内側部分の中心点を原点（０°）としたときの時計回りの周方向位置（θ°）を表しており、３６０°の硬さは原点（０°）のものと同じである。内側部分の中心点は、トーション部、アーム部、および、肩部の全ての中心軸線を含む軸線方向断面と径方向断面との交点の内側部分の方の点である。

　比較例１１では、図９に示されるように、第１加熱工程によって、肩部の内側部分温度が、目標温度の近傍の温度まで急勾配で上昇した。第１加熱工程において、肩部の外側部分温度は、電流の最短経路となる肩部の内側部分温度よりも低く、肩部の内側部分と外側部分との温度差が５０℃程度となった。しかしながら、第２加熱工程を行わなかったため、肩部の外側部分温度は、第１加熱工程終了後、それ以上上昇しなかった。そのため、肩部の外側部分の最高到達温度と内側部分の最高到達温度との差は小さくならなかった。

　その結果、図１０に示されるように、第１加熱工程の通電加熱のみを行った比較例１１の肩部での硬さの最高部分と最低部分の差は、４ＨＲＣ以上となり、非常に大きな値となった。

　これに対して本発明例１１では、図７に示されるように、第１加熱工程によって、肩部の内側部分温度が、目標温度の近傍の温度まで急勾配で急速に上昇し、肩部の外側部分温度は、電流の最短経路となる肩部の内側部分温度よりも低く、肩部の内側部分と外側部分との温度差が５０℃以上となった。第１加熱工程と第２加熱工程との間の通電オフ工程では、肩部の内側部分の温度は低下し、肩部の外側部分の温度は上昇し、肩部の外側部分温度と内側部分温度との差が小さくなっていった。第２加熱工程によって、肩部の内側部分温度は徐々に上昇し目標焼戻し温度に近づいている間、肩部の外側部分では、肩部の内側部分よりも昇温速度が速くなり、肩部の外側部分温度と内側部分温度との差は、さらに小さくなり、第２加熱工程の終了時には１０℃程度となった。

　その結果、図８に示されるように、第１加熱工程および第２加熱工程の通電加熱を行った本発明例１１の肩部での硬さの最高部分と最低部分の差は、１．５ＨＲＣ程度となり、非常に小さな値となった。

　本発明例１１の肩部の断面組織について調べた。図１１は、本発明例１１の肩部の外側部分断面の焼戻し組織（通電焼戻し組織）の光学顕微鏡写真であり、図１２は、炉を用いた加熱により得られた比較例１２の肩部の外側部分断面の焼戻し組織（炉焼戻し組織）の光学顕微鏡写真である。本発明例１１の肩部の外側部分断面では、図１１，１２から判るように、比較例１２の肩部のものと略同様の焼戻し組織（焼戻しマルテンサイト等を含む）が得られていることを確認した。

　以上のように第１加熱工程および第２加熱工程の通電加熱を行った本発明例１１では、肩部の外側部分温度と内側部分温度との最高到達温度の差は非常に小さくすることができるため、肩部での硬さの最高部分と最低部分の差は非常に小さくなる。したがって、第１加熱工程および第２加熱工程の通電加熱を行うことにより、肩部における硬さのバラツキの発生を抑制することができる。また、本発明例１１の肩部の焼戻し組織が、炉を用いて焼戻しを行った比較例１２の肩部の焼戻し組織と略同様であることを確認した。

　１００…スタビライザ、１００Ａ…スタビライザ半製品、１１１，１１１Ａ…トーション部、１１２，１１２Ａ…アーム部、１１３，１１３Ａ…肩部（湾曲部）、１１３Ａ１…内側部分、１１３Ａ２…外側部分、２００…加熱装置、２０１…電極、Ａ…第１加熱工程、Ｃ…第２加熱工程

Claims

　湾曲部を有するスタビライザの製造方法において、
　通電加熱によりスタビライザ半製品に焼戻しを行う焼戻し工程を含み、
　前記焼戻し工程では、第１加熱工程と第２加熱工程とを順に行い、
　前記第１加熱工程では、スタビライザ半製品に連続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行い、
　前記第２加熱工程では、スタビライザ半製品に断続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行うことを特徴とするスタビライザの製造方法。
　前記第１加熱工程と前記第２加熱工程との間にスタビライザ半製品に対する通電を停止する通電オフ工程を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスタビライザの製造方法。
　湾曲部を有するスタビライザの製造に使用される加熱装置であって、
　スタビライザ半製品の両端部に固定される一対の電極と、
　前記一対の電極に接続され、制御信号に応じた出力を前記一対の電極に与える電源と、を備え、
　前記電極同士の間で通電することにより、前記スタビライザ半製品に焼戻しを行い、
　前記焼戻しでは、前記電極同士の間で連続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行い、次いで、前記電極同士の間で断続的に電流を流して前記スタビライザ半製品に通電加熱を行うことを特徴とする加熱装置。