WO2019003477A1 - 中空スタビライザー及びその製造方法 - Google Patents

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博信 佐山
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Definitions

  • the present invention relates to a hollow stabilizer with improved fatigue life and a method of manufacturing the same.
  • a hollow stabilizer although the stress on the inner surface is usually lower than the outer surface of the tube, when the outer surface is subjected to shot peening to apply compressive residual stress, the stress on the outer surface is relieved and the stress difference between the outer surface and the inner surface is reduced. If the thickness is reduced to reduce the weight of the hollow stabilizer, this tendency becomes more pronounced, and breakage may occur from the inner surface.
  • Patent Document 2 a technique for blasting the inner surface with an abrasive
  • Patent Document 3 There is also provided a technique for applying shot residual stress to the inner surface by subjecting the inner surface of the pipe material to shot peening to improve the life and durability of the inner surface.
  • the hollow stabilizer has a complicated shape by bending, and if the thickness is reduced for the purpose of weight reduction, the cross section of the bent portion is likely to be flat, so by blasting the abrasive, it is partially strong It has been difficult to improve the fatigue life by uniformly polishing the inner surface to reduce the surface roughness or applying compressive residual stress to the inner surface.
  • patent document 3 carries out shot peening while moving a reflective member, the process is complicated, and there exists a problem that the case where it can not cope with a more complicated shape or a small diameter pipe material arises.
  • This embodiment is proposed in view of the above-mentioned situation, and the inner surface is polished uniformly to reduce surface roughness and / or compressive residual stress is applied to improve fatigue life. It is an object of the present invention to provide a hollow stabilizer and a method for producing the same.
  • the steel pipe may be bent into a predetermined shape.
  • the steel pipe may be heat treated.
  • the polishing media may include a visco-elastic base material and a particulate abrasive.
  • the step of polishing may include the step of flowing the polishing media from the first opening to the second opening of the steel pipe.
  • the step of flowing the polishing media may further include supplying the polishing media from a supply source to the first opening of the steel pipe.
  • the step of polishing may include a first step of flowing the polishing media from the first opening to the second opening of the steel pipe, and a second step of flowing the polishing media from the second opening to the first opening.
  • the first step supplies the polishing media from the supply source to the first opening of the steel pipe, and the polishing media is recovered from the second opening of the steel pipe to the supply source, and the second step flows from the supply source to the second opening of the steel pipe While supplying the polishing media, the polishing media may be recovered to the supply source from the first opening of the steel pipe.
  • a steel pipe used for the hollow stabilizer and in the steel pipe, a polishing medium having visco-elasticity is made to flow in the pipe between the first opening and the second opening. Polishing the inner surface of the tube, and applying compressive residual stress to the inner surface of the tube by polishing to improve the fatigue life.
  • the surface roughness of the inner surface of the tube may be reduced by grinding, and the fatigue life may be improved by applying compressive residual stress to the inner surface of the tube.
  • the hollow stabilizer which concerns on this application is manufactured using the above-mentioned method.
  • the inner surface of the hollow stabilizer can be polished uniformly, and as a result, the fatigue life of the hollow stabilizer can be improved.
  • the hollow stabilizer which concerns on this Embodiment, and its manufacturing method are demonstrated in detail with reference to drawings.
  • the hollow stabilizer receives the raw steel pipe (step S1), cuts (step S2), bending (step S3), heat treatment (step S4), inner surface polishing (step S5), and ends It is manufactured by a series of processes of part processing (step S6), shot peening (step S7), and painting (step S8).
  • the manufacturing method of the present embodiment corresponds to the inner surface polishing step of step S5.
  • a steel pipe which has received the material (step S1), cut (step S2), bent (step S3) and heat treated (step S4), and the inner surface is polished with respect to the steel pipe. Is given.
  • the steel pipe to which the manufacturing method of the present embodiment is applied will be referred to as a tubular member through steps S1 to S4.
  • a tubular member subjected to heat treatment such as quenching and tempering in step S4 is provided, and the surface roughness of the inner surface is reduced by performing the step corresponding to the inner surface polishing in step S5. And / or apply compressive residual stress.
  • heat treatment of step S4 it is necessary that the heat treatment of step S4 has already been applied before applying the manufacturing method of the present embodiment. is there.
  • step S4 Assuming that the order of the manufacturing method of the present embodiment and the heat treatment of step S4 is reversed and the inner surface is polished according to the manufacturing method of the present embodiment and heat treatment is performed, the surface roughness increases due to the heat treatment, and residual stress is increased. It may be released.
  • FIG. 2 is a view showing an apparatus used to carry out a method of manufacturing a hollow stabilizer.
  • the apparatus shown in FIG. 2 is for polishing the inner surface by flowing the polishing media into the tube of the tubular member 10, and is a first drive source for supplying the polishing media, and a first drive source for driving the first supply source 31. 35, a first flow path 21 for connecting the first source 31 and the tubular member 10 and sending the polishing media is provided.
  • the apparatus also includes a second source 32 for supplying polishing media, a second drive source 36 for driving the second sources, a second stream connecting the second source 32 and the tubular member 10 and sending the polishing media. It has a passage 22.
  • FIG. 3 is a trihedral view showing the tubular member 10.
  • 3 (a) is a top view
  • FIG. 3 (b) is a front view
  • FIG. 3 (c) is a side view.
  • the tubular member 10 is obtained by performing a heat treatment of quenching and tempering after the steel pipe is bent into a U-shape.
  • the first end 11 and the second end 12 of the tubular member 10 are respectively opened to form a first opening 11a and a second opening 12a.
  • FIG. 4 is a view showing the transition of the cross-sectional shape of the tubular member 10 at the bending portion of the tubular member.
  • 4 (a) shows a cross section AA in FIG. 3 (a)
  • FIG. 4 (b) shows a cross section BB
  • FIG. 4 (c) shows a cross section CC.
  • the cross-sectional shape of the tubular member 10 is flat in FIG. 4 (b) as compared to FIGS. 4 (a) and 4 (c). As the tubular member 10 is reduced in weight, it becomes thin and the tendency of the cross section of the bent portion to be flat becomes remarkable.
  • the first supply source 31 and the second supply source 32 in FIG. 2 supply polishing media having viscoelasticity to the tubular member 10 through the first flow passage 21 and the second flow passage 22. Further, the polishing medium is recovered from the tubular member 10 through the first flow path 21 and the second flow path 22. For example, when the first supply source 31 supplies the polishing media to the tubular member 10 through the first channel 21, the second source 32 may collect the polishing media through the second channel 22. Conversely, when the second supply source 32 supplies the polishing media to the tubular member 10 through the second channel 22, the first source 31 may collect the polishing media through the first channel 21.
  • the polishing media contains a particulate abrasive (abrasive) in a viscoelastic base material and has the property of flowing under high pressure.
  • the matrix may be a polymeric material such as a polyborated siloxane polymer, and the abrasive may be silicon carbide, diamond or the like.
  • the base material and the polishing agent of the polishing media are not limited to those exemplified here, and appropriate ones can be used.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the polishing of the inner surface of the tubular member 10.
  • the first opening 11 a of the first end 11 of the tubular member 10 is connected to the first flow path 21 by the first attachment 25.
  • the second opening 12 a of the second end 12 of the tubular member 10 is connected to the second flow passage 22 by a second attachment 26.
  • the polishing media 200 is supplied from the first supply source 31 to the first opening 11 a of the tubular member 10 through the first flow path 21.
  • the polishing media 200 supplied to the first opening 11 a flows in the tube of the tubular member 10 toward the second opening 12 a and is discharged from the second opening 12 a.
  • the polishing media 200 discharged from the second opening 12 a is collected by the second supply source 32 through the second flow path 22.
  • the polishing medium 200 is supplied from the second source 32 through the second flow path 22 to the second opening 12 a of the tubular member 10.
  • the polishing media 200 supplied to the second opening 12 a flows in the tube of the tubular member 10 toward the first opening 11 a and is discharged from the first opening 11 a.
  • the polishing media 200 discharged from the first opening 11 a is collected by the first supply source 31 through the first flow path 21.
  • the first step and the second step are alternately repeated, and the polishing medium 200 flows back and forth in the tube of the tubular member 10.
  • the polishing media 200 includes a particulate abrasive (abrasive) and flows in the tube while polishing the inner surface of the tubular member 10.
  • abrasive abrasive
  • the inner surface of the tubular member 10 is gradually polished by the polishing media 200 flowing in the tube.
  • the pipe is uniformly polished by the flowing polishing media 200. Be done.
  • the fatigue life of the hollow stabilizer can be improved by uniformly polishing the inner surface of the hollow stabilizer to reduce surface roughness and / or imparting compressive residual stress.
  • the present invention is limited to this. There is no.
  • polishing media may be supplied to the first opening 11 a and the second opening 12 a of the tubular member 10 from the same source via the first flow passage 21 and the second flow passage 22, respectively.
  • the polishing media may be supplied or recovered by the same source so as to flow back and forth in the tube of the tubular member 10 or to flow in one direction in the tube.
  • the method of manufacturing the hollow stabilizer of the present embodiment was applied, and it was confirmed whether or not the inner surface of the U-shaped bent tubular member as shown in FIG. 3 was polished.
  • the bent portion bent and the central straight portion not bent were measured.
  • the polishing media uses silicon carbide as the polishing agent, and its particle size is equivalent to that of the fixed abrasive particle size # 80 to 100. Then, from the supply source of the polishing media, the polishing media was supplied to the tubular member under the conditions of a pressure of 5 MPa, a flow rate of 600 mm / min, and a polishing time of 20 minutes, and flowed into the tube.
  • Table 2 shows the results of measuring the surface roughness of the inner surface with a stylus type measuring device after flowing polishing media into the tube of the tubular member to polish the inner surface of the tubular member.
  • Table 2 shows arithmetic mean roughness Ra (unit: ⁇ m) and maximum height roughness Rz (unit: ⁇ m) for the bent portion and the straight portion.
  • Table 2 also shows the results of measuring the surface roughness of the bent portion and the straight portion under the same conditions even in the case where the inner surface of the tubular member is not polished as a comparative example.
  • FIG. 6 shows the measurement results of the roughness waveform data.
  • Fig.6 (a) is a roughness waveform of the bending part of an Example
  • FIG.6 (b) is a roughness waveform of the straight part of an Example.
  • FIG. 6C shows the roughness waveform of the bent portion of the comparative example
  • FIG. 6D shows the roughness waveform of the straight portion of the comparative example.
  • FIG. 7 shows a graph of the results of measuring the surface roughness randomly at four points in the circumferential direction of the inner surface at the bent portion and the straight portion of the tubular member.
  • FIG. 7A shows the arithmetic mean roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the bent portion on the vertical axis for the first to fourth points shown on the horizontal axis for the bent portion of the tubular member. .
  • the respective average values of the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz are also shown.
  • FIG. 7 (b) similarly shows the straight portion of the tubular member.
  • each of arithmetic mean roughness Ra and maximum height roughness Rz of 4 points is compared with the average value of 4 points for the bent portion of FIG. 7 (a) and the straight portion of FIG. 7 (b) It was a close numerical value. Therefore, according to the manufacturing method of the hollow stabilizer of the present embodiment, it has become clear that the inner surface polishing can be performed on the bent portion and the straight portion so as to have a constant surface roughness regardless of the position in the circumferential direction.
  • FIG. 8 is a graph showing the measurement results of the residual stress on the inner surface of the straight portion of the tubular member 10.
  • the residual stress was measured for the distance in the depth direction from the inner surface of the tubular member 10 using an X-ray stress measurement device.
  • the measurement value a in the figure is the case where the inner surface of the tubular member 10 is polished as described above.
  • the measurement value b is also shown when the inner surface of the tubular member 10 is not polished.
  • the residual stress in the case where the inner surface shown in the measured value b in FIG. 8 is not polished takes a positive value on the inner surface of the tubular member 10, decreases with the distance from the inner surface, and has a substantially constant negative value. It is saturated. This indicates that the residual stress is a tensile stress on the inner surface and converts to a compressive stress as the distance from the inner surface increases.
  • the residual stress in the case where the inner surface shown in the measured value a is polished has a negative value larger in absolute value on the inner surface of the tubular member 10 than in the case where the inner surface shown in the measured value b is not polished.
  • the absolute value decreases with the distance from the inner surface, but is saturated at a substantially constant negative value. This indicates that the magnitude of residual stress at the inner surface is greater than when the inner surface is not polished, and the residual stress is compressive stress regardless of the distance from the inner surface.
  • compressive residual stress can be appropriately applied to the inner surface by polishing the inner surface of the tubular member 10.
  • Table 3 shows the results of repeated bending fatigue test of a hollow stabilizer manufactured by uniformly polishing the inner surface of the tubular member.
  • An Example is what grind
  • internal polishing was not performed.
  • the fatigue test used two samples each for the example and the comparative example.
  • the hollow stabilizer having the inner surface polished uniformly has an increased number of endurance times against repeated bending and improved fatigue life.
  • the present invention can be used to manufacture a hollow stabilizer used in a vehicle such as a car.

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  • Springs (AREA)
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Abstract

中空スタビライザーに用いる管状部材（１０）を提供する工程と、管状部材（１０）の第１端（１１）と第２端（１２）との間で管内に粘弾性を有する研磨メディア（２００）を流して管の内面を研磨する工程とを含み、管状部材（１０）は、所定の形状に曲げ加工されていてもよく、熱処理されていてもよく、研磨メディア（２００）は、粘弾性を有する母材と、粒子状の研磨剤とを含むものであってよく、中空スタビライザーの内面を均一に研磨して、管の内面の表面粗さを低減し、及び／又は、圧縮残留応力を付与することにより疲労寿命を向上させる。

Description

中空スタビライザー及びその製造方法
　この発明は、疲労寿命を向上させた中空スタビライザー及びその製造方法に関する。
　従来、自動車などの車両でコーナリング時に生じる車体のロールを少なくするために、ばね鋼鋼材などが所定の形状に曲げ加工されてなるスタビライザーが提供されている。近年では軽量化を目的として、中実スタビライザーから中空スタビライザーへと需要が高まっている（特許文献１を参照）。
　中空スタビライザーにおいては、通常は管の外面よりも内面の応力が低いが、外面にショットピーニングを施して圧縮残留応力を付与すると、外面の応力が緩和され、外面と内面の応力差は小さくなる。中空スタビライザーを軽量化するために肉厚を薄くしていくと、この傾向がより顕著となり、内面を起点とする折損が生じることもある。
　一般的に疲労破壊は表面より生じるため、表面の粗さを低減させることにより応力集中を緩和でき疲労寿命を向上させることが可能である。例えば、パイプ材内面の表面粗さを低減させるために内面に研磨剤をブラスト処理する技術が提供されている（特許文献２）。
　また、パイプ材内面にショットピーニングを施して内面に圧縮残留応力を付与して内面の寿命や耐久性を向上する技術が提供されている（特許文献３）。
特開平７－８９３２５号公報 特開２０１２－１１７６５２号公報 特開２００９－１２５８２７号公報
　しかしながら、中空スタビライザーは、曲げ加工により複雑な形状とされ、軽量化を目的に肉厚が薄くなると、曲げ部の断面が扁平となりやすくなるため、研磨剤をブラスト処理することによっては部分的に強く当たる等して、内面を均一に研磨して表面粗さを低減したり、内面に圧縮残留応力を付与したりすることによって疲労寿命を向上させることは困難であった。
　また、特許文献３は反射部材を移動させながらショットピーニングするため工程が複雑となり、より複雑な形状や細径のパイプ材に対応しきれない場合が生じる等の問題点がある。
　本実施の形態は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、内面を均一に研磨して表面粗さを低減し、及び／又は、圧縮残留応力を付与することにより疲労寿命を向上させた中空スタビライザー及びその製造方法を提供することを目的とする。
　上述の課題を解決するために、この出願に係る中空スタビライザーの製造方法は、中空スタビライザーに用いる鋼管を提供する工程と、鋼管において、第１開口と第２開口との間で管内に粘弾性を有する研磨メディアを流して管の内面を研磨する工程とを含み、管の内面の表面粗さを低減することにより疲労寿命を向上させるものである。鋼管は、所定の形状に曲げ加工されていてもよい。鋼管は、熱処理されていてもよい。研磨メディアは、粘弾性を有する母材と、粒子状の研磨剤とを含んでもよい。
　研磨する工程は、鋼管の第１開口から第２開口に向けて研磨メディアを流す工程を含んでもよい。研磨メディアを流す工程は、供給源から前記鋼管の第１開口に前記研磨メディアを供給することをさらに含んでもよい。
　研磨する工程は、鋼管の第１開口から第２開口に向けて研磨メディアを流す第１工程と、逆に第２開口から第１開口に向けて研磨メディアを流す第２工程とを含んでもよい。第１工程は、供給源から鋼管の第１開口に研磨メディアを供給するとともに、鋼管の第２開口から研磨メディアを供給源に回収し、第２工程は、供給源から鋼管の第２開口に研磨メディアを供給するとともに、鋼管の第１開口から研磨メディアを供給源に回収してもよい。
　また、この出願に係る中空スタビライザーの製造方法は、中空スタビライザーに用いる鋼管を提供する工程と、鋼管において、第１開口と第２開口との間で管内に粘弾性を有する研磨メディアを流して管の内面を研磨する工程とを含み、研磨により管の内面に圧縮残留応力を付与することにより疲労寿命を向上させるものである。
　研磨により管の内面の表面粗さを低減するとともに、管の内面に圧縮残留応力を付与することにより疲労寿命を向上させてもよい。
　この出願に係る中空スタビライザーは、上述の方法を用いて製造されたものである。
　この発明によると、中空スタビライザーの内面を均一に研磨することができ、その結果中空スタビライザーの疲労寿命を向上させることができる。
中空スタビライザーを製造する一連の工程を示すフローチャートである。 本実施の形態の中空スタビライザーの製造方法を実施するために用いる装置を示す図である。 管状部材を示す三面図である。 管状部材の曲げ部の断面図である。 管状部材の内面の研磨を説明する断面図である。 実施例の表面粗さ波形を示すグラフである。 管状部材の曲げ部及びストレート部における内面の表面粗さを測定した結果を示すグラフである。 管状部材の内面における残留応力の測定結果を示すグラフである。
　以下、本実施の形態に係る中空スタビライザー及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。図１のフローチャートに示すように、中空スタビライザーは、素材の鋼管の受け入れ（ステップＳ１）、切断（ステップＳ２）、曲げ加工（ステップＳ３）、熱処理（ステップＳ４）、内面研磨（ステップＳ５）、端部加工（ステップＳ６）、ショットピーニング（ステップＳ７）、塗装（ステップＳ８）という一連の工程によって製造される。
　本実施の形態の製造方法は、ステップＳ５の内面研磨の工程に相当している。本実施の形態の製造方法においては、素材の受け入れ（ステップＳ１）、切断（ステップＳ２）、曲げ加工（ステップＳ３）、熱処理（ステップＳ４）を経た鋼管が提供され、この鋼管に対して内面研磨を施している。以下の説明では、便宜上、ステップＳ１からステップＳ４の工程を経て、本実施の形態の製造方法が適用される鋼管を管状部材と称することにする。
　本実施の形態の製造方法は、ステップＳ４で焼き入れ及び焼き戻しなど熱処理を施された管状部材が提供され、ステップＳ５の内面研磨に相当する工程を実施することにより内面の表面粗さを低減し、及び／又は、圧縮残留応力を付与するものである。内面の表面粗さを低減させ、及び／又は、圧縮残留応力を付与させるためには、本実施の形態の製造方法を適用する前に、ステップＳ４の熱処理が既に施されていることが必要である。
　仮に、本実施の形態の製造方法とステップＳ４の熱処理の順序を入れ替え、本実施の形態の製造方法により内面研磨した後に熱処理を施すとすると、熱処理により表面粗さが増加したり、残留応力が解放されたりすることがある。
　表１に、鋼管の内面研磨の後で熱処理を施した場合の内面の表面粗さの推移を比較例として示す。触針式測定器で測定した算術平均粗さＲａ（単位μｍ）及び最大高さ粗さＲｚ（単位μｍ）は、内面研磨により素材よりも低下しているが、熱処理によって増加していることが見られる。熱処理が表面粗さを増加させるため、熱処理を内面研磨の後に実施することは適切でないことが明らかである。なお、表１のデータは、同一の鋼管の同じ箇所を測定したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図２は、中空スタビライザーの製造方法を実施するために用いる装置を示す図である。図２に示す装置は、管状部材１０の管内に研磨メディアを流すことにより内面を研磨するものであり、研磨メディアを供給する第１供給源３１、第１供給源３１を駆動する第１駆動源３５、第１供給源３１と管状部材１０を接続して研磨メディアを送る第１流路２１を有している。また、この装置は、研磨メディアを供給する第２供給源３２、第２供給源を駆動する第２駆動源３６、第２供給源３２と管状部材１０を接続して研磨メディアを送る第２流路２２を有している。
　図３は、管状部材１０を示す三面図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は側面図である。管状部材１０は、鋼管がコ字状に曲げ加工された後で焼き入れ及び焼き戻しの熱処理が施されたものである。管状部材１０の第１端１１及び第２端１２は、それぞれ開放されて第１開口１１ａ及び第２開口１２ａを形成している。
　図４は、管状部材の曲げ部における管状部材１０の断面形状の推移を示す図である。図４（ａ）は図３（ａ）中の断面ＡＡ、同様に図４（ｂ）は断面ＢＢ、図４（ｃ）は断面ＣＣの形状を示している。管状部材１０の断面形状は、図４（ａ）及び図４（ｃ）に対し、図４（ｂ）は扁平になっている。管状部材１０は、軽量化されると肉薄となって曲げ部の断面が扁平となる傾向が顕著になる。
　図２の第１供給源３１及び第２供給源３２は、粘弾性を有する研磨メディアを第１流路２１及び第２流路２２を通じて管状部材１０に供給している。また、第１流路２１及び第２流路２２を通じて管状部材１０から研磨メディアを回収している。例えば、第１供給源３１が第１流路２１を通じて研磨メディアを管状部材１０に供給するときには、第２供給源３２が第２流路２２を通じて研磨メディアを回収してもよい。逆に、第２供給源３２が第２流路２２を通じて研磨メディアを管状部材１０に供給するときには、第１供給源３１が第１流路２１を通じて研磨メディアを回収してもよい。
　研磨メディアは、粘弾性を有する母材に粒子状の研磨剤（砥粒）を含み、高圧下で流動する性質を有している。母材はポリホウ化シロキサンポリマーなどの高分子材料であってもよく、研磨剤は炭化ケイ素やダイヤモンドなどであってもよい。研磨メディアの母材及び研磨剤は、ここに例示したものに限られず、適切なものを使用することができる。
　図５は、管状部材１０の内面の研磨を説明する断面図である。管状部材１０の第１端１１の第１開口１１ａは、第１取付具２５によって第１流路２１に接続されている。管状部材１０の第２端１２の第２開口１２ａは、第２取付具２６によって第２流路２２に接続されている。
　第１工程においては、第１供給源３１から第１流路２１を通じて管状部材１０の第１開口１１ａに研磨メディア２００が供給される。第１開口１１ａに供給された研磨メディア２００は管状部材１０の管内を第２開口１２ａに向かって流れ、第２開口１２ａから排出される。第２開口１２ａから排出された研磨メディア２００は、第２流路２２を通じて第２供給源３２に回収される。
　第２工程においては、第２供給源３２から第２流路２２を通じて管状部材１０の第２開口１２ａに研磨メディア２００が供給される。第２開口１２ａに供給された研磨メディア２００は管状部材１０の管内を第１開口１１ａに向かって流れ、第１開口１１ａから排出される。第１開口１１ａから排出された研磨メディア２００は、第１流路２１を通じて第１供給源３１に回収される。
　このような第１工程及び第２工程が交互に繰り返して実施され、研磨メディア２００は管状部材１０の管内を往復して流れる。研磨メディア２００は、粒子状の研磨剤（砥粒）を含み、管状部材１０の内面を研磨しつつ管内を流動する。したがって、管状部材１０の内面は、管内を流動する研磨メディア２００によって次第に研磨される。図３に示したようにコ字状に曲げ加工をされ、図４に示したように曲げ部の断面が扁平となっている管状部材１０においても、流動する研磨メディア２００によって管内は均一に研磨される。その結果、中空スタビライザーの内面を均一に研磨して表面粗さを低減させ、及び／又は、圧縮残留応力を付与させることにより、中空スタビライザーの疲労寿命を向上させることができる。
　本実施の形態においては、第１工程及び第２工程が交互に繰り返され、研磨メディア２００が管状部材１０の管内を往復して流れる例を示したが、本発明は、これに限定されることはない。例えば、研磨メディア２００が管状部材１０の管内を第１開口１１ａから第２開口１２ａに向かって流れる第１工程、又は管内を第２開口１２ａから第１開口１１ａに向かって流れる第２工程のいずれか一方のみを実施してもよい。
　また、本実施の形態においては、図２に示したように第１供給源３１及び第２供給源３２を別個に構成したが、本発明は、これに限定されることはない。管状部材１０の第１開口１１ａ及び第２開口１２ａには、それぞれ第１流路２１及び第２流路２２を介して同一の供給源から研磨メディアを供給してもよい。例えば、管状部材１０の管内を研磨メディアが往復して流れるように、又は管内を一方向に流れるように、同一の供給源によって研磨メディアの供給又は回収してもよい。
　実施例では、本実施の形態の中空スタビライザーの製造方法を適用し、図３に示したようなコ字状に曲げ加工された管状部材の内面が研磨されているかどうかを確認した。実施例においては、曲げ加工された曲げ部と、曲げ加工されていない中央のストレート部とを測定した。
　実施例においては、研磨メディアは、研磨剤に炭化ケイ素を使用し、その粒度は、固定砥石の粒度＃８０～１００相当のものを使用している。そして、研磨メディアの供給源から、圧力５ＭＰａ、流速６００ｍｍ／ｍｉｎ、研磨時間２０分の条件で、管状部材に研磨メディアを供給し、管内に流した。
　表２には、管状部材の管内に研磨メディアを流して管状部材の内面を研磨した後、内面の表面粗さを触針式測定器で測定した結果を示している。表２には、曲げ部及びストレート部ついて、算術平均粗さＲａ（単位μｍ）及び最大高さ粗さＲｚ（単位μｍ）が示されている。また、表２には、比較例として、管状部材の内面を研磨していない場合についても、同様の条件で曲げ部及びストレート部について表面粗さを測定した結果が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図６は、粗さ波形データの測定結果を示している。図６（ａ）は実施例の曲げ部の粗さ波形であり、図６（ｂ）は実施例のストレート部の粗さ波形である。図６（ｃ）は比較例の曲げ部の粗さ波形であり、図６（ｄ）は比較例のストレート部の粗さ波形である。
　表２及び図６によると、実施例においては、曲げ部及びストレート部のいずれの場合においても、比較例よりも表面粗さが低減されていることが見られる。したがって、実施例においては、本実施の形態の中空スタビライザーの製造方法が、曲げ部及びストレート部のいずれにおいても、管内の表面粗さを十分に低減できることが明らかになった。
　図７は、管状部材の曲げ部及びストレート部において、内面の周方向にランダムに４点で表面粗さを測定した結果のグラフを示している。図７（ａ）は、管状部材の曲げ部について、横軸に示す第１点から第４点について、縦軸に曲げ部の算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚをそれぞれ示している。図中には、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚのそれぞれの平均値も併せて示している。図７（ｂ）は、管状部材のストレート部について同様に示している。
　図７によると、図７（ａ）の曲げ部及び図７（ｂ）のストレート部について、４点の算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚのそれぞれが、４点の平均値に比較的近い数値であった。したがって、本実施の形態の中空スタビライザーの製造方法によると、曲げ部及びストレート部について、周方向の位置にかかわらず、一定の表面粗さになるように内面研磨を実施できることが明らかになった。
　図８は、管状部材１０のストレート部の内面における残留応力の測定結果を示すグラフである。残留応力は、Ｘ線応力測定装置を用いて管状部材１０の内表面から深さ方向の距離について測定した。図中の測定値ａは上述のように管状部材１０の内面を研磨した場合である。比較のために、管状部材１０の内面を研磨していない場合も測定値ｂに示した。
　図８の測定値ｂに示す内面を研磨していない場合の残留応力は、管状部材１０の内表面で正の値を取り、内表面からの距離に応じて減少し、ほぼ一定の負値で飽和している。このことは、残留応力が内表面においては引張応力であり、内表面からの距離が大きくなると圧縮応力に転換することを示している。
　これに対し、測定値ａに示す内面を研磨した場合の残留応力は、管状部材１０の内表面において、測定値ｂに示した内面を研磨していない場合よりも絶対値が大きい負値を取り、内表面からの距離とともに絶対値は減少するが、ほぼ一定の負値で飽和している。このことは、内表面における残留応力の大きさは内面を研磨していない場合よりも大きく、残留応力は内表面からの距離に関わらず圧縮応力であることを示している。
　このように、管状部材１０の内面を研磨することによって、内面に圧縮残留応力を適切に付与することができる。
　上述のような管状部材の内面の研磨による圧縮残留応力の付与は、管状部材の内面の研磨による粗さ低減と同時に実施することができる。したがって、管状部材１０を加工する工程の数に変化はなく、作業の負担が増加することはない。
　管状部材の内面を均一に研磨して製造した中空スタビライザーの繰り返し曲げ疲労試験の結果を表３に示す。実施例は、本実施の形態に従い内面を研磨したものである。比較例は、内面研磨を実施していない。疲労試験は、実施例及び比較例について、それぞれ２つのサンプルを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３によると、内面を均一に研磨した中空スタビライザーは繰り返しの曲げに対する耐久回数が増大し、疲労寿命が向上することが確認できた。
　この発明は、自動車などの車両に使用される中空スタビライザーの製造に利用することができる。
　１０　管状部材
　１１　第１端
　１１ａ　第１開口
　１２　第２端
　１２ａ　第２開口
　２１　第１流路
　２２　第２流路
　２００　研磨メディア

Claims (9)

  1. 　中空スタビライザーの製造方法であって、
    　中空スタビライザーに用いる鋼管を提供する工程と、
    　前記鋼管において、第１開口と第２開口との間で管内に粘弾性を有する研磨メディアを流して管の内面を研磨する工程と
    　を含み、管の内面の表面粗さを低減し、及び／又は、圧縮残留応力を付与することにより疲労寿命を向上させる方法。
  2. 　前記鋼管は、所定の形状に曲げ加工されている請求項１に記載の方法。
  3. 　前記鋼管は、熱処理されている請求項２に記載の方法。
  4. 　前記研磨する工程は、前記鋼管の第１開口から第２開口に向けて前記研磨メディアを流す工程を含む請求項１に記載の方法。
  5. 　前記研磨メディアを流す工程は、供給源から前記鋼管の第１開口に前記研磨メディアを供給することをさらに含む請求項４に記載の方法。
  6. 　前記研磨する工程は、前記鋼管の第１開口から第２開口に向けて前記研磨メディアを流す第１工程と、前記第２開口から前記第１開口に向けて前記研磨メディアを流す第２工程とを含む請求項１に記載の方法。
  7. 　前記第１工程は、供給源から前記鋼管の第１開口に前記研磨メディアを供給するとともに、前記鋼管の第２開口から前記研磨メディアを前記供給源に回収し、前記第２工程は、供給源から前記鋼管の第２開口に前記研磨メディアを供給するとともに、前記鋼管の第１開口から前記研磨メディアを前記供給源に回収する請求項６に記載の方法。
  8. 　前記研磨メディアは、粘弾性を有する母材と、粒子状の研磨剤とを含む請求項１に記載の方法。
  9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載の方法によって製造された中空スタビライザー。
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