WO2016152668A1 - 中空スタビライザ - Google Patents

Abstract

　本発明のスタビライザは、車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部（１ａ）と、車両の前後方向に延びるアーム部（１ｂ）と、トーション部（１ａ）とアーム部（１ｂ）とを接続する曲げ部（１ｃ、１ｃ）とを備える管状の中空スタビライザ（１）であって、アーム部（１ｂ）の外面（１ｅ）の硬度に対して、曲げ部（１ｃ、１ｃ）の曲げ内側（１ｃ１、１ｃ２）の外面（１ｅ）の硬度が７０％以上であることを特徴としている。

Description

中空スタビライザ

　本発明は、中空構造の中空スタビライザに関する。

　自動車等の車両には、車輪の上下の偏移による車体のロールを抑制するスタビライザ（スタビライザバー又はアンチロールバー）が備えられている。スタビライザは、一般に、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に向けて曲げ成形された左右一対のアーム部とを備えており略コ字状の棒体からなる。車両において、スタビライザは、各アーム部の先端が車輪の懸架装置にそれぞれ連結され、トーション部が車体側に固定されたブッシュに挿通されることによって、左右の懸架装置の間に懸架された状態で支持される。

　運転時に車両がコーナリングしたり路面の起伏を乗り越えたりする際には、左右の車輪の上下により左右の懸架装置にストローク差が生じる。このとき、スタビライザの各アーム部には、各懸架装置間のストローク差に起因する荷重（変位）がそれぞれ入力され、各アーム部からの荷重（変位差）によってトーション部がねじれ、ねじれ変形を復元しようとする弾性力が生じる。スタビライザは、このねじれ変形を復元しようとする弾性力によって左右の車輪の上下変位差を抑え車体のロール剛性を高め、車体のロールを抑制する。

　スタビライザの形態としては、中実構造を有する中実スタビライザと、中空構造を有する中空スタビライザとがある。中実スタビライザは、機械的強度に優れ、製造コストも低廉に抑えられるといった特徴を有している。これに対して、中空スタビライザは、中実スタビライザと比較して機械的強度の確保が容易でないものの、車両の軽量化を図るのに適した形態となっている。中空スタビライザの素材としては、一般に、電縫鋼管、継目無鋼管、鍛接鋼管等が利用されている。これらの中でも、電縫鋼管は、製造コストが低く量産性にも優れていることから中空スタビライザの素材として多用されている。

　従来、スタビライザの材料としては、Ｓ４８Ｃ（ＪＩＳ規格）等の炭素鋼、引張強さ等の機械的強度や耐疲労性が良好なＳＵＰ９（ＪＩＳ規格）、ＳＵＰ９Ａ（ＪＩＳ規格）等のばね鋼が一般に採用されている。中空スタビライザは、ばね鋼鋼管に曲げ加工を施して製品形状に賦形した後、熱処理を施すことによって製造することが多い。曲げ加工としては、ＮＣベンダを使用して行う冷間曲げ加工や、総曲げ型を使用して行う熱間曲げ加工等が鋼管の厚さや径に応じて実施されている。
　熱処理としては、焼入れ処理と焼戻し処理とが行われており、焼入れの方法は、油焼入れが主流である。そして、熱処理された素管は、通常、ショットピーニングによる表面加工処理や、塗装処理等の仕上処理を経て製品化されている。

　なお、本願に係る文献公知発明として下記の特許文献１、２がある。
　例えば、特許文献１には、板厚ｔと外径Ｄの％比がｔ／Ｄ≧２０％である中空スタビライザー用電縫溶接鋼管が、電縫溶接後に縮径圧延されてなる電縫溶接鋼管を採用することによって実現することが記載されている。

　また、特許文献２には、スタビライザの耐久性を得る技術として、電縫管を熱間または温間の温度範囲で縮管して外径に対する板厚の割合を１８～３５％にする縮管を行い、縮管された電縫管をスタビライザ形状に成形し、熱処理工程、ショットピーニング、塗装を行う中空スタビライザの製造方法が開示されている。

特開２００４－００９１２６号公報 特開２００２－３３１３２６号公報

　ところで、従来、スタビライザは中実構造を有する中実スタビライザが主流であった。しかしながら、昨今、燃費向上の点から車両の軽量化が強く求められている。そのため、スタビライザに関しても、軽量化が求められ中空構造（管状）の中空スタビライザが広く普及されつつある。

　しかし、中空スタビライザは、中空構造であることから断面係数が低く曲げ剛さ（ＥＩ）などが低下し、強度が中実構造の中実スタビライザに比較して不利であるという弱点がある。

　一方、最近は、ハイブリット車や電気自動車に伴うモータの搭載、回生エネルギの蓄電のための二次電池の搭載、車両の電装化の促進により、車両重量が増加する傾向にある。
　そこで、強度が高いながら軽量である中空スタビライザが求められるというニーズがある。

　上述したように、中空構造の中空スタビライザは、軽量であるが、中空であるために断面係数が低下し中実構造の中実スタビライザに比べ、強度が低下する。
　また、中空スタビライザの曲げ部は、焼入れに際して、通電加熱の場合に凹状のため電流密度が高く局所的な高温化を生じる場合がある。また、冷却に際しても曲げ部は凹状のために冷却速度が低く成り易い。そのため、曲げ部は、焼入れが不充分となり、硬度が低下するおそれがある。

　加えて、中空スタビライザの曲げ部は、大きな曲げ応力とねじり応力がともに発生し、応力が高い部位である。そのため、曲げ部は、中空スタビライザの強度や疲労強度（耐久性）の向上が最も望まれる部位となっている。そこで、中空スタビライザの板厚を厚くした場合には、さらに焼入れが不充分となる。
　一方、前記したように、中実構造の中実スタビライザは断面係数が高く、強度が高いものの、重量が嵩むという欠点がある。

　本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであり、曲げ部の硬度が向上した強度が高い軽量な中空スタビライザを提供することを目的とする。

　前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る中空スタビライザは、車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、前記アーム部外面の硬度に対して、前記曲げ部の曲げ内側の外面の硬度が７０％以上であることを特徴としている。

　本発明の請求項１の中空スタビライザによれば、アーム部外面の硬度に対して、曲げ部の曲げ内側の外面の硬度が７０％以上であるので、疲労耐久性が高い中空スタビライザを得られる。

　本発明の請求項２に係る中空スタビライザは、車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、前記曲げ部は、局所的にまたは内面側から硬度が高められる処理が行われている。

　本発明の請求項２の中空スタビライザによれば、曲げ部は、局所的にまたは内面側から硬度が高められる処理が行われているので、曲げ部の硬度向上により曲げ部での疲労破壊を抑制できる。

　本発明の請求項６に係る中空スタビライザは、車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、前記曲げ部の曲げ内側の外面に対して冷却剤が噴射される焼入れが施されている。

　本発明の請求項６の中空スタビライザによれば、曲げ部の曲げ内側の外面に対して冷却剤が噴射される焼入れが施されているので、曲げ部の硬度が向上し曲げ部での疲労破壊を抑制できる。

　本発明の請求項８に係る中空スタビライザは、車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、前記中空スタビライザの内部に冷却剤が噴入される焼入れが施されている。

　本発明の請求項８の中空スタビライザによれば、中空スタビライザの内部に冷却剤が噴入される焼入れが施されているので、曲げ部の曲げ内側の硬度を高められ、疲労破壊を抑制できる。

　本発明によれば、曲げ部の硬度が向上した強度が高い軽量な中空スタビライザを提供することができる。

車両に備えられる懸架装置に連結された本発明の実施形態に係る中空スタビライザの斜視図。 車両に備えられる懸架装置に連結された本発明の実施形態に係る中空スタビライザの平面図。 電縫管を示す横断面図。 ＳＲ管を示す横断面図。 中実スタビライザと等価サイズの中空スタビライザとを重量、外面応力、内面応力で比較した図。 本発明の実施形態に係る中空スタビライザの製造方法を示す工程図。 曲げ成形された中空パイプ素管を水焼入れする状態を示す上面図。 水焼入れする際に曲げ加工が施された中空パイプ素管を揺動させる状態を示す斜め上方向から見た斜視模式図。 中空パイプ素管の揺動なしでのロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を比較した図。 中空パイプ素管の揺動速度２２０ｍｍ／ｓｅｃでのロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を比較した図。 中空パイプ素管の揺動速度５００ｍｍ／ｓｅｃでのロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を比較した図。 曲げ成形された中空パイプ素管の曲げ部の内側を外面から局所的に焼入れを行っている状態を示す上面図。 外面ジェットによる効果を硬度で示す図。 約９００℃以上約１２００℃以下での成形の鋼種Ｃを焼戻し温度３５０℃で焼戻しを行い、約９００℃以上約１２００℃以下での成形の鋼種Ｄを焼戻し温度３５０℃、４００℃で焼戻しを行い、耐久性を比較したＳ－Ｎ線図。 約７２０℃以下での成形の鋼種Ｄの焼戻し温度２５０℃、３００℃の耐久性を比較したＳ－Ｎ線図。 内面ジェットによる焼入れ方法で、曲げ成形された中空パイプ素管を内面から局所的に焼入れを行っている状態を示す上面図。 水焼入れおよび内面ジェットによる焼入れの効果を、水焼入れのみの場合との比較を疲労試験で示すＳ－Ｎ線図。 他例の内面ジェットによる焼入れ方法で、曲げ成形された中空パイプ素管を内面から焼入れを行っている状態を示す上面図。

　以下、本発明の実施形態に係る中空スタビライザについて図を用いて説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

　図１Ａは、車両に備えられる懸架装置に連結された本発明の実施形態に係る中空スタビライザの斜視図である。図１Ｂは車両に備えられる懸架装置に連結された本発明の実施形態に係る中空スタビライザの平面図である。

　実施形態に係る中空スタビライザ１は、中空の鋼管などを用いて成形される管状のスタビライザである。
　中空スタビライザ１は、車幅方向に延びるトーション部１ａと、車両の前後方向に延びる左右一対のアーム部１ｂ，１ｂとを備えている。

　中空スタビライザ１は、車幅方向に延びるトーション部１ａの両端に対称的に位置する曲げ部１ｃ，１ｃ（図１Ｂに破線で示す）でそれぞれ屈曲され、左右一対のアーム部１ｂ，１ｂに連なる略コ字状の形状を有している。
　なお、曲げ部１ｃは２か所以上有する構成としてもよい。

　中空スタビライザ１は、トーション部１ａの外径Ｄが約１０ｍｍ～約４３ｍｍであり、板厚ｔが約２ｍｍ～約１０ｍｍである。後記するｔ／Ｄとは、上記の（板厚ｔ／外径Ｄ）を示す。

　各アーム部１ｂ，１ｂの先端には、取り付け部となる平板状の連結部（目玉部）１ｄ、１ｄを有している。連結部（目玉部）１ｄ、１ｄは、プレス加工によって取り付け孔１ｄ１、１ｄ１を有する平板状（扁平状）に形成されている。
　アーム部１ｂ，１ｂの先端の各連結部１ｄ、１ｄは、スタビライザリンク２，２を介して、不図示の車体に固定される左右一対の懸架装置３，３にそれぞれ連結されている。各懸架装置３の車軸部３ａには、不図示の車輪が取り付けられる。懸架装置３は、圧縮ばね、オイルダンパを有し、車輪からの衝撃、振動等を内部摩擦、粘性抵抗により減衰して車体に和らげて伝える働きをする。

　トーション部１ａは、車体の不図示のクロスメンバ等に固定されるゴム製のブッシュ４に挿通されて、左右の懸架装置３，３の間に懸架される。
　この構成により、左右の車輪の上下移動により左右の懸架装置３，３にストローク差が生じると、各懸架装置３，３から各アーム部１ｂ，１ｂに変位による荷重が伝達され、トーション部１ａがねじり変形する。そして、トーション部１ａには、該ねじり変形を復元しようとする弾性力が生じる。中空スタビライザ１は、このねじり変形に抗する弾性力によって、車体の左右の傾きを抑えてロール剛性を高め、車両の走行を安定化させる。

　中空スタビライザ１は、マンガンボロン鋼が使用される。

＜中空スタビライザ１の素管＞
　中空スタビライザ１に用いられる中空パイプは、電縫管、ＳＲ（Stretch Reduce）管（熱間圧延電縫鋼管）、電縫引抜鋼管等が使用される。図２Ａは、電縫管を示す横断面図であり、図２Ｂは、ＳＲ管を示す横断面図である。

　電縫管は、熱間で鋼板がロールによりパイプ状に成形され、パイプの長手方向の継目となる短手方向の端縁が電気抵抗溶接で接合される。そして、図２Ａに示すパイプの継目にある外面ビードｇｂは、機能上障害となるため、切削加工により除去される。

　ＳＲ管は、大径の電縫管が用意され、高周波加熱が行われる。その後、熱間絞り加工による成形により小径管に厚肉化され、いわば厚肉小径管の電縫管が製管される（図２Ｂ参照）。

　例えば、外径約１２ｍｍ～約４４ｍｍ、板厚ｔが約２ｍｍ～約６．５ｍｍの中空スタビライザ１には、電縫管が使用される。ｔ／Ｄ＝０．０９～０．２２程度の中空スタビライザ１である。
　また、外径約１２ｍｍ～約４４ｍｍ、板厚ｔが約２ｍｍ～約１０ｍｍの中空スタビライザ１には、ＳＲ管が使用される。ｔ／Ｄ＝０．１２～０．３１程度の中空スタビライザ１である。

　中空スタビライザ１において、深部まで均一な機械的特性を実現させるためには、焼入れ深さを十分に深くし、横断面の中心部分まで金属組織の主相を硬度が高いマルテンサイト化させることが望まれる。
　中空スタビライザ１は、後記する冷却剤への浸漬や冷却剤の噴射、噴入を含む冷却を伴う焼入れを行うことにより、主相がマルテンサイトである金属組織で形成されている。

　ところで、中空スタビライザ１に引張応力が残留している場合、外力、繰り返し荷重などによりき裂の発生や進展を促し、早期破壊し易くなる。これに対して、中空スタビライザ１に圧縮残留応力がある場合は、圧縮残留応力が外力、繰り返し荷重などの引張荷重を打ち消す方向に働くき裂抑制効果により長寿命化が可能となる。
　このように、残留応力は金属材料の寿命と密接な関係があり、特に繰返し負荷によってき裂が徐々に進展する金属疲労においては、影響が顕著となる。

　そこで、中空スタビライザ１の基体の表層に、圧縮残留応力が付与されていることが好適である。
　中空スタビライザ１の素管の中空パイプの焼入れ時には、熱応力による圧縮残留応力と変態応力による引張残留応力とが発生する。これらの兼ね合いから、表面残留応力が所定の分布を示すことになる。中空パイプの表面近傍は、水焼入れによって発生する熱応力は圧縮残留応力が優位である。

　したがって、圧縮残留応力が残留する熱応力を、引張残留応力が残留する変態応力よりも優位にするためには、熱応力の生成に適する冷却速度が速い焼入れ条件を選定することが好ましい。また、中空スタビライザ１では、一定の値以上の圧縮残留応力が腐食耐久性に関わる要因である腐食ピットの深さが及ばない一定の深さ以上に存在することが好ましい。

　そこで、中空スタビライザ１の製造に際しては、冷却剤として、水と同等以上または水に近い熱伝達率を有する媒体による焼入れを施すものとする。ここでは、水焼き入れを例に挙げて説明する。

　ＳＲ管の場合、中空スタビライザ１は、曲げ部１ｃ，１ｃ（図１Ａ、図１Ｂ参照）の内側が焼入れが完全に入らないおそれがある。何故なら、焼入れした際、厚肉化や形状的に水が当たり難いことによる冷却速度の低下が起因するものと考えられる。焼入れが完全に入らない場合、中空スタビライザ１の耐久性に悪影響がある。
　そこで、本中空スタビライザ１では、通常の水焼入れに加えて、後記するジェット水流による局所的な焼入れを補完的に行っている。

＜中空スタビライザ１の金属組織＞
　中空スタビライザ１は、主相がマルテンサイトである金属組織を有している。より具体的には、中空スタビライザ１の金属組織の少なくとも９０％以上にマルテンサイト組織を有する。

　中空スタビライザ１の金属組織をマルテンサイト組織とすると静的強度、耐久強度、疲労特性等を向上できる。また、単相であるので金属組織中に局部電池が形成され難くなり、耐食性の向上を図れる。

＜中空スタビライザ１の応力解析＞
　次に、中実スタビライザと本実施形態の中空スタビライザ１とをｔ（板厚）／Ｄ（外径）で重量比較するとともに、中空スタビライザ１の外面１ｆと内面１ｅとに発生する応力を定性的に相対比較した結果を説明する。

　図３は、中実スタビライザと等価サイズの中空スタビライザとを重量、外面応力、内面応力で比較したものである。横軸にｔ（板厚）／Ｄ（外径）をとり、縦軸に重量（実線）、外面応力（破線）、内面応力（一点鎖線）をとっている。
　図３においては、中実スタビライザの場合を１００％として、中空スタビライザでどのように重量、外面応力、内面応力が変化するかを表わしている。そのため、中実スタビライザの重量、外面応力が１００％であり、中実スタビライザは、内面がなく内面応力が発生しないので、内面応力は０％である。

　重量は中実スタビライザが１００％であり、ｔ／Ｄが低下する（板厚ｔが薄くなる）に従って、板厚ｔの変化は径の変化であるので、重量比は２次関数的に低下する。
　中実スタビライザからｔ／Ｄが低下する中空スタビライザとなると断面積が減少することから、外面応力、内面応力は増加する傾向となる。

　外面応力は、中実スタビライザからｔ／Ｄ＝０．２７５以上の中空スタビライザ１まで同等であり、ｔ／Ｄ＝約０．２７５を境にｔ／Ｄが低下するに従って外面応力は増加する。
　なお、ｔ／Ｄ＝約０．２７５の中空スタビライザ１とすると重量が約２０％低下できる。

　内面応力は、中実スタビライザが０％であり、ｔ（板厚）が減少する（ｔ／Ｄ低下する）に従って断面積が減少するに伴い、内面応力が増加する。ｔ／Ｄが約０．２７５以下での内面応力は外面応力より変化が大である。
　ｔ／Ｄ＝約０．１８以下では、内面からの疲労破壊が発生する。ｔ／Ｄ＝約０．１８以下では、内面応力および外面応力ともに急激に上昇する。
　そこで、ｔ／Ｄ＝約０．１８以下では、内面の硬度の向上がより重要である。

　以上のことから、ｔ／Ｄ＝約０．１８以下では、内面応力および外面応力ともに急激に上昇するため、内面側および外面側の硬度向上がより必要となる。
　また、中空スタビライザ１は、ｔ／Ｄ＝約０．１８～０．２７５など板厚ｔが厚くなるので、前記したように、曲げ部１ｃの内側の焼入れが不充分となるおそれがある。

　一方、ｔ（板厚）が厚く中実に近いｔ／Ｄ＝０．２７５以上では、外面応力が中実の場合と同様であり、内面応力が低いため、内面応力の管理は不要としてもよいと考えられる。

＜中空スタビライザ１の製造方法の一例＞
　次に、本実施形態に係る中空スタビライザの製造方法の一例について説明する。

　図４は、本発明の実施形態に係る中空スタビライザの製造方法を示す工程図である。

　図４に示すスタビライザの製造方法は、成形工程Ｓ１０と、焼入れ工程Ｓ２０と、焼戻し工程Ｓ３０と、管端加工工程Ｓ４０と、表面加工工程Ｓ５０と、塗装工程Ｓ６０とを順次含む。

　中空スタビライザ１の材料としては、前記したように、例えば、マンガンボロン鋼が使用される。素材は、管状の中空パイプ材である。
　素材の中空パイプ材の長さ及び径は、所望の製品形状に応じて適宜の寸法とすることが可能である。

　前記したように、電縫管の場合、トーション部１ａの外径は約１２ｍｍ～約４４ｍｍ、板厚ｔが約２ｍｍ～約６．５ｍｍの範囲を用いる。ｔ／Ｄ＝０．０９～０．２２程度である。ＳＲ管の場合、例えば、トーション部１ａの外径は約１２ｍｍ～約４４ｍｍ、板厚ｔが約２ｍｍ～約１０ｍｍの範囲を用いる。ｔ／Ｄ＝０．１２～０．３１程度である。ｔ／Ｄ＝約０．０９以下は、細径となるために断面円状を維持することが困難で製造が困難である。

　中空パイプ材は、例えば、熱間圧延鋼材が用いられる。
　上述の熱間圧延鋼材を用いて、前記の電縫管、ＳＲ管等が製管される。そして、所定長さの中空スタビライザ１を製造する電縫管、ＳＲ管等の中空パイプ素管１Ｓが用意される。

　成形工程Ｓ１０は、曲げ加工を施すために中空パイプ素管１Ｓを加熱処理し、約９００℃以上約１２００℃以下で曲げ加工を施して製品形状近くに成形する工程である。
　加熱方法としては、加熱炉による加熱、通電加熱、高周波誘導加熱等の適宜の方法を用いることができる。通電加熱は、急速加熱によって脱炭や脱ホウ素を抑制しつつ中空パイプ素管１Ｓを加熱処理することができる。そのため、通電加熱を用いることが好ましい。

　そして、中空パイプ素管１Ｓが約９００℃以上約１２００℃以下に加熱されて、型成形により、中空パイプ素管１Ｓに曲げ加工を施す。約９００℃以上での成形は、金属の再結晶温度以上の高温で行うため、加工し易い。
　なお、約７２０℃以下での曲げ成形としてもよい。
　約７２０℃以下での曲げ加工を施した場合には、約９００℃以上約１２００℃以下での成形と異なり、金属が柔らかくなっていない状態での曲げ加工となるため、大きな力をかける必要がある。

　そこで、型成形でなく各種ベンダによる曲げ加工となる。ベンダによる曲げ加工の場合、加熱温度が金属の再結晶温度未満であり、金属が柔らかくなっていない。そのため、例えば、曲げと曲げとの間隔は外径の約１倍以上必要となる。
　これに対して、加熱温度が金属の再結晶温度以上での曲げ加工の場合、金属が柔らかく、曲げと曲げとの間隔はベンダによる曲げの半分程度で済み、約９００℃以上約１２００℃以下での型成形は加工性がよい。

　さらに、約９００℃以上約１２００℃以下での型成形は量産性が高い。成形工程Ｓ１０に限れば、ベンダによる曲げ加工に比較し、倍以上の量産性がある。
　型成形によって、中空パイプ素管１Ｓに曲げ加工を施すことによって、中空パイプ素管１Ｓにトーション部１ａ及びアーム部１ｂ、曲げ部１ｃを形成し、中空パイプ素管１Ｓの形状を所望の中空スタビライザ１の形状近くに賦形される。

　なお、曲げ加工は、所望の製品形状に応じて、複数の曲げ部１ｃが形成されるように複数箇所に施すことが可能である。つまり、型成形による多段曲げによって、複数の曲げ部１ｃ、トーション部１ａおよびアーム部１ｂを形成することもできる。

　焼入れ工程Ｓ２０は、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓを高温度（約９００℃以上など）に加熱して、冷却剤により冷却する工程である。冷却剤は、水と同等以上又は水に近い熱伝達率を有する媒体が用いられる。つまり、焼入れ工程Ｓ４０は、曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓを加熱してオーステナイト化後、下部臨界冷却速度以上で冷却して焼入れを施す工程である。

　冷却剤の熱伝達率は、中空パイプ素管１Ｓに対する静止した水ないし流れを有する水の熱伝達率値に対して±１０％以内の範囲であることが好ましい。焼入れ温度、加熱速度及び焼入れ保持時間は、適宜の範囲で行うことが可能である。但し、焼入れ温度は、オーステナイト結晶粒が過度に粗大化したり、焼割れが発生したりするのを避ける観点から、オーステナイト化温度（ＡＣ３）＋１００℃以下とすることが好ましい。このような加熱を行った後、冷却剤を用いて中空パイプ素管１Ｓの冷却を行い、中空パイプ素管１Ｓの金属組織をマルテンサイト化させる。

　中空パイプ素管１Ｓの加熱処理は、浸炭剤を併用して行うこともできる。すなわち、焼入れ工程Ｓ２０において、中空パイプ素管１Ｓに浸炭焼入れを施すものとすることも可能である。浸炭法としては、固体浸炭法、ガス浸炭法及び液体浸炭法のいずれを用いてもよい。固体浸炭法としては、木炭または骨炭に炭酸バリウム（ＢａＣＯ_３）などの浸炭促進剤を用いる。ガス浸炭法は、Ｃを含む天然ガスなどのガスを用いて炉中で空気を混合して不完全燃焼させ、加熱して行われる。液体浸炭法は、ＮａＣＮなどを主成分とする塩浴中で加熱して行われる。浸炭の温度は、約７５０℃～約９５０℃である。なお、浸炭は、後の工程で別途行ってもよい。

　焼入れ処理としては、具体的には、水焼入れ、水溶液焼入れ又は塩水焼入れを施すことが好ましい。水焼入れは、冷却剤として、水を用いる焼入れ処理である。水温は、０℃以上１００℃以下程度、好ましくは５℃以上４０℃以下の温度範囲とすることができる。水溶液焼入れ（ポリマー焼入れ）は、冷却剤として、高分子を添加した水溶液を用いる焼入れ処理である。

　高分子としては、例えば、ポリアルキレングリコール、ポリビニルピロリドン等の各種の高分子を用いることができる。高分子濃度は、前記の所定熱伝達率を示す限り特に制限されるものではなく、高分子の種類や処理に供する中空パイプ素管１Ｓの焼入れ目標等に応じて調節することができる。

　塩水焼入れは、冷却剤として、塩化ナトリウム等の塩類を添加した水溶液を用いる焼入れ処理である。塩濃度は、前記の所定熱伝達率を示す限り特に制限されるものではなく、処理に供する中空パイプ素管１Ｓの焼入れの程度に応じて調節することができる。これらの焼入れ処理において、冷却剤は、攪拌や循環させてよいし、攪拌や循環させなくてもよい。
　本実施形態では、冷却剤として水を用いており、不図示の焼入れ槽内の水の温度上昇を抑えるため、循環させている。

　図５Ａは、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓを水焼入れする状態を示す上面図であり、図５Ｂは、水焼入れする際に曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓを揺動させる状態を示す斜め上方向から見た斜視模式図である。
　図５Ａに示すように、中空パイプ素管１Ｓは水焼入れする際に、曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓが熱変形するおそれがある。

　そこで、水焼入れする際、中空パイプ素管１Ｓの直管のトーション部１ａがクランプｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４によりクランプされる。クランプｃ１とクランプｃ４とは、曲げ部１ｃの焼入れが阻害されるのを防ぐため、トーション部１ａの曲げ部１ｃに距離をとって配置される。
　クランプｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４によりクランプ（把持）される箇所は、冷却が不充分となるのを防ぐため小さい面積になるように配慮する。

　そして、クランプｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４はほぼ対称にかつほぼ等間隔にできるだけ距離をとって配置される。これにより、中空パイプ素管１Ｓの変形を均等にかつ可及的に抑えることができる。水焼入れに際し、中空パイプ素管１Ｓが移動されるため、アーム部１ｂ，１ｂは、それぞれその一部が支持部ｊ１、ｊ２により支持される。
　これにより、水焼入れ中、中空パイプ素管１Ｓは焼入れ冶具Ｊに一体的固定される。

　こうして、図５Ｂに示すように、焼入れ冶具に固定された中空パイプ素管１Ｓは、焼入れ冶具Ｊにより冷却剤の水の中で、矢印α１、α２に示すように、揺動させることで焼入れが行われる。つまり、拘束焼入れが行われる。
　中空パイプ素管１Ｓをクランプして拘束焼入れすることにより、曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓは冷却による熱変形することが抑えられる。

　図６Ａ～図６Ｃは、それぞれ水焼入れする際に、中空パイプ素管１Ｓの揺動なし、中空パイプ素管１Ｓの揺動速度２２０ｍｍ／ｓｅｃ、中空パイプ素管１Ｓの揺動速度５００ｍｍ／ｓｅｃでのロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を比較した図である。横軸にｔ（板厚）／Ｄ（外径）をとり、縦軸にロックウェル硬さ（ＨＲＣ）をとっている。ロックウェル硬さ４０．０は規格下限を示し、二点鎖線は硬さの最大値を示し、破線は硬さの最小値を示し、実線は硬さの平均値を示す。

　図６Ａに示すように、中空パイプ素管１Ｓの揺動がない場合には、ｔ／Ｄ＝０．１５～０．１６、０．２０～０．２４で硬さが規格下限より低い結果となった。
　そこで、焼入れ中、中空パイプ素管１Ｓを揺動速度２２０ｍｍ／ｓｅｃで揺動させたところ、図６Ｂに示すように、規格下限より低い硬さのｔ／Ｄがなくなり、硬さの下限が上昇した。

　さらに、焼入れ中、中空パイプ素管１Ｓを揺動速度５００ｍｍ／ｓｅｃで揺動させたところ、図６Ｃに示すように、硬さは、揺動速度２２０ｍｍ／ｓｅｃより向上し、硬さが高い方向に均一化することが明らかになった。

　上述の検討により、揺動速度５００ｍｍ／ｓｅｃのプラス・マイナス１５０ｍｍ／ｓｅｃの約３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上約６５０ｍｍ／ｓｅｃ以下で、好ましい硬さが得られることが判明した。揺動速度が約３５０ｍｍ／ｓｅｃ未満の場合、揺動速度が遅いため（冷却剤と中空パイプ素管１Ｓとの相対速度が遅いため）熱伝達率が低下し、冷却速度が遅くなる。揺動速度が約６５０ｍｍ／ｓｅｃを超える場合、揺動速度が速過ぎ（冷却剤と中空パイプ素管１Ｓ表面との相対速度が速過ぎ）、水と中空パイプ素管１Ｓ表面との接触時間が短くなり熱伝達率が低下し、冷却速度が遅くなる。

　以上より、水焼入れ中に、中空パイプ素管１Ｓを揺動速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上約６５０ｍｍ／ｓｅｃにすることで、冷却剤の水による中空パイプ素管１Ｓの冷却が効果的、効率的に行われ、焼入れ硬さの向上、均一化が可能である。
　なお、冷却剤の種類を変えたり、冷却剤の循環速度を速めたり、冷却剤の温度を低下させるなどして、中空パイプ素管１Ｓの揺動を行わない構成も可能である。

　　　＜外面ジェットによる焼入れ＞
　図７は、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側を外面から局所的に焼入れを行っている状態を示す上面図である。
　ところで、前記したように、中空パイプ素管１Ｓが厚肉の場合、曲げ部１ｃ，１ｃ（図１Ａ、図１Ｂ参照）の内側１ｃ１、１ｃ２は、焼入れが完全に入らないおそれがある。
　例えば、ｔ（板厚）／Ｄ（外径）＝０．１８～０．２７５の場合、中空パイプ素管１Ｓの板厚が厚くなるので、焼き入れが不充分になるおそれがある。この場合、外面ジェットによる焼入れが行われる。

　外面ジェットによる焼入れとは、図７に示すように、水焼入れ中の曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃ，１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の各外面１ｅに冷却剤のジェット流であるジェット水流を連続的に噴射し、急速に冷却する。冷却剤のジェット流は水以外の液体、気体のジェット流、例えば、商品名「コルダー」等を利用した気体でもよい。気体のジェット流を用いた場合、金属製の中空スタビライザ１に対して、防錆効果がある。また、製造ラインが簡便となるという効果がある。

　具体的には、一方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ１に水を噴射するノズルｎ１がホースｈ１の先端に小型水中ポンプｐ１を介して接続されている。また、他方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ２に水を噴射するノズルｎ２がホースｈ２の先端に小型水中ポンプｐ２を介して接続されている。少なくとも、ノズルｎ１、ｎ２は焼入れ冶具Ｊに一体的固定されており、中空パイプ素管１Ｓとの相対的位置が不変の状態で行われる。ホースｈ１、ｈ２は、ゴム製、樹脂製、金属製例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）でできたジャバラ構造のフレキシブル管でもよく、可撓性、防錆性など、冷却剤の水を円滑に長時間供給できる機能を有すれば、特に限定されない。

　焼入れ中、一方側のノズルｎ１の先端が、揺動中の曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの一方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ１に向けられる。そして、小型水中ポンプｐ１でホースｈ１内の冷却剤の水を汲み上げることで、ノズルｎ１からジェット水流が一方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ１外面に当てられて、急速に冷却（焼入れ）される。同時に、他方側のノズルｎ２の先端が、中空パイプ素管１Ｓの他方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ２に向けられる。そして、小型水中ポンプｐ２でホースｈ２内の水を汲み上げることで、ノズルｎ２からジェット水流が他方側の曲げ部１ｃの内側１ｃ２外面に当てられて、急速に冷却（焼入れ）される。

　なお、中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２への外面ジェットの流量は、検討結果、ジェット流量８．５リットル／ｍｉｎ以上、流速２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上が望ましい。
　ジェット流量８．５リットル／ｍｉｎ未満、流速２０００ｍｍ／ｓｅｃ未満の場合、中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの冷却速度が低下する結果となった。
　これにより、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃ、１ｃの各内側１ｃ１、１ｃ２の焼入れをより完全なものにすることができる。

　＜外面ジェットの効果＞
　図８は、外面ジェットによる効果を硬度で示す図である。横軸に中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の表面からの深さ（距離）をとり、縦軸にビッカース硬さをとっている。なお、ビッカース硬さ試験の圧子の荷重は３００ｇｆである。図８では、参考にロックウェル硬さＨＲＣ４０、４３を示す。

　供試管Ａ、Ｂをそれぞれ外面ジェット有り、無しでのビッカース硬さを測定した。供試管Ａの外面ジェット無しは太実線で示し、供試管Ａの外面ジェット有りは太破線で示す。供試管Ｂの外面ジェット無しは細実線で示し、供試管Ｂの外面ジェット有りは細破線で示す。

　図８の太破線、細破線のビッカース硬さが高く供試管Ａ、Ｂとも外面ジェットを行うことで、硬度が向上していることが分る。
　以上より、中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２に冷却剤による外面ジェットを行うことで、焼入れ性が向上することが確認できた。
　上述の冷却剤による外面ジェットは、中空パイプ素管１Ｓを冷却剤に浸漬することなく行ってもよい。

　焼戻し工程Ｓ３０（図４参照）は、焼入れされた中空パイプ素管１Ｓに焼戻しを施す工程である。焼戻しは、焼入れによって得られた擬安定金属組織に対して変態または析出を進行させて安定な組織に近付け、所要の性質、状態を与えるため（特に靭性を高めるため）に行う加熱、冷却の工程である。加熱は、加熱炉、通電加熱、高周波誘導加熱でＡｃ１変態点以下の温度で行われる。冷却は、水冷など任意の方法で行うことが可能である。

　表１は、焼戻しに応じた疲労試験に用いた供試管Ｃ、Ｄの化学成分を示す表である。

　図９は、約９００℃以上約１２００℃以下での成形の供試管Ｃを焼戻し温度３５０℃で焼戻しを行い、約９００℃以上約１２００℃以下での成形の供試管Ｄを焼戻し温度３５０℃、４００℃で焼戻しを行い、耐久性を比較したＳ－Ｎ線図である。横軸に耐久回数（繰返し数）を示し、縦軸に応力振幅（ＭＰａ）（疲労強度）を示す。図９では、参考に従来の水焼入れのみの中空パイプ素管のワイブル分布の５０％折損確率（平均）を一点鎖線で示し、１０％折損確率（平均）を破線で示す。

　成形工程Ｓ１０における中空パイプ素管１Ｓを約９００℃以上約１２００℃以下で成形した供試管Ｃの３５０℃への加熱の焼戻しの寿命（疲労破壊の回数）を“●”で示し、成形工程Ｓ１０における中空パイプ素管１Ｓを約９００℃以上約１２００℃以下で成形した供試管Ｄの３５０℃への加熱の焼戻しの寿命（疲労破壊の回数）を“◆”で示し、同じく約９００℃以上約１２００℃以下で成形した供試管Ｄの４００℃への加熱の焼戻しの寿命（疲労破壊の回数）を“■”で示す。
　図９により、成形工程Ｓ１０において、中空パイプ素管１Ｓを約９００℃以上約１２００℃以下で成形した供試管Ｃ、Ｄは、３５０℃、４００℃の焼戻し温度で従来と同様な寿命が得られることが明らかになった。

　図１０は、約７２０℃以下での成形の鋼種Ｄの焼戻し温度２５０℃、３００℃の耐久性を比較したＳ－Ｎ線図である。横軸に耐久回数（繰返し数）を示し、縦軸に応力振幅（ＭＰａ）（疲労強度）を示す。図１０では、参考に従来の水焼入れのみの中空パイプ素管のワイブル分布の５０％折損確率（平均）を一点鎖線で示し、１０％折損確率（平均）を破線で示す。供試管Ｄの２５０℃への加熱の焼戻しの寿命（疲労破壊の回数）を“▲”で示し、供試管Ｄの３００℃への加熱の焼戻しの寿命（疲労破壊の回数）を“■”で示す

　成形工程Ｓ１０における中空パイプ素管１Ｓを約７２０℃以下で成形で行った場合、２５０℃に加熱するよりも３００℃に加熱する焼戻しが、耐久性が向上することが確認された。
　これらの検討より、成形を約７２０℃以下で行う中空スタビライザ１の場合、焼戻しの加熱温度は約２００℃～約２９０℃が望ましく、約２３０℃～約２７０℃が最も望ましいことが判明した。

　管端加工工程Ｓ４０（図４参照）は、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの両端部に加工を施して、スタビライザリンク２（図１Ａ、図１Ｂ参照）に連結される連結部１ｄ、１ｄを形成する工程である。
　管端加工工程Ｓ４０では、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの末端をプレスによる圧縮加工で塑性変形させて扁平状に形成した後、穴開け型で孔開けする。これにより、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓの末端に取り付け孔１ｄ１、１ｄ１をそれぞれ有する連結部１ｄ、１ｄが形成される。なお、連結部１ｄ、１ｄの形態や形成方法は、特に制限されない。

　表面加工工程Ｓ５０（図４参照）は、焼入れが施された曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓにショットピーニングを施す工程である。ショットピーニングは、約９００℃以下及び約７２０℃以下のいずれで行ってもよく、粒子径や投射速度等の条件を変えて複数回繰り返し行ってもよい。ショットピーニングを施すことによって、中空スタビライザ１の表面に圧縮残留応力が付加され、疲労強度や耐摩耗性の向上と共に、置割れや応力腐食割れ等の防止が図られる。ショットピーニングは、ｔ／Ｄ＝約０．１８以下の中空スタビライザ１の耐久性向上等に有効である。

　塗装工程Ｓ６０は、中空パイプ素管１Ｓに塗装する工程である。
　中空パイプ素管１Ｓに塗装処理を行うため、まず表面洗浄や表面処理を行う。中空パイプ素管１Ｓの表面に、油脂分や異物等を除去する除去処理や下地処理等の各種の前処理を施す。下地処理としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄等の被膜を形成することができる。

　その後、中空パイプ素管１Ｓに予加熱を施す。塗装前に予加熱を施すことによって、塗装処理効率を向上させることができる。また、塗料の温度上昇が表面側に偏らないようにすることが可能であるため、塗膜の密着性を向上させることができる。加熱方法としては、加熱炉による加熱、赤外線加熱等の適宜の方法を用いることができる。なお、前処理において加熱乾燥による水切りを実施する場合には、加熱乾燥後の余熱を塗料の塗着に利用することもできる。そのため、水切りにおける加熱乾燥温度が十分に高い場合には、前処理の後に、予加熱を行うこと無く、塗装を実施してもよい。

　そして、中空パイプ素管１Ｓに塗料を用いた塗装が行われる。塗料としては、粉体塗料が好ましく用いられ、例えば、エポキシ樹脂製の粉体塗料を好適に用いることができる。塗装方法としては、例えば、中空スタビライザ１の表面に厚さ５０μｍ以上程度の塗膜が形成されるように塗料の噴射を行う方法や、塗料への浸漬を行う方法を用いることができる。
　塗装処理として、電着塗装、溶剤塗装等を実施してもよい。

　以上説明した工程を経て、中空スタビライザ１（図１Ｂ参照）を製造することができる。

＜＜その他の焼入れ時の冷却法の例＞＞
　＜内面ジェットによる焼入れ＞
　中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の焼入れ性を上げたい場合、中空パイプ素管１Ｓを内面１ｆから局所的に焼入れを行う冷却剤の内面ジェットによる焼入れが行われる。

　例えば、ｔ（板厚）／Ｄ（外径）＝０．２５～０．２７５の場合、中空パイプ素管１Ｓの板厚が厚くなるので、焼き入れが不充分になるおそれがある。この場合、内面ジェットによる焼入れが有効である。

　　＜内面ジェットによる焼入れ法＞
　図１１は、内面ジェットによる焼入れ方法で、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓを内面から局所的に焼入れを行っている状態を示す上面図である。
　内面ジェットによる焼入れは、次のようにして行われる。
　中空パイプ素管１Ｓの両端部の開口の管端１ｓ１、１ｓ２に間隔をおいて、それぞれ中空パイプ素管１Ｓの内径に対応したノズルｎ３、ｎ４が配置される。ノズルｎ３、ｎ４の径は中空パイプ素管１Ｓの内径に対応して、適宜に定められる。

　ノズルｎ３、ｎ４にはそれぞれ小型水中ポンプｐ３、ｐ４を介して、可撓性のホースｈ３、ｈ４が接続される。ホースｈ３、ｈ４は、ゴム製、樹脂製、金属製例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）でできたジャバラ構造のフレキシブル管でもよく、可撓性、防錆性など、冷却剤の水を円滑に長時間供給できる機能を有すれば、特に限定されない。

　ノズルｎ３、ｎ４、小型水中ポンプｐ３、ｐ４などは、中空パイプ素管１Ｓがクランプされる焼入れ冶具Ｊに固定され、中空パイプ素管１Ｓと一体に揺動される。つまり、中空パイプ素管１Ｓの焼入れの冷却中、中空パイプ素管１Ｓとノズルｎ３、ｎ４との相対的位置は不変である。

　小型水中ポンプｐ３、ｐ４によりそれぞれホースｈ３、ｈ４内の水が汲み上げられ、ノズルｎ３、ｎ４から、それぞれ中空パイプ素管１Ｓの両端部の開口の管端１ｓ１、１ｓ２内にジェット水流が噴入される（図１１の白抜き矢印β１、β２）。

　一方の管端１ｓ１から中空パイプ素管１Ｓ内に入ったジェット水流は、管内を流れ（図１１の白抜き矢印β１０）、両曲げ部１ｃ、１ｃの内面１ｆ１、１ｆ２を順に急速に冷却し、他方の管端１ｓ２から排出される（図１１の矢印β３）。

　同様に、他方の管端１ｓ２から中空パイプ素管１Ｓ内に入ったジェット水流は、管内を流れ（図１１の白抜き矢印β２０）、両曲げ部１ｃ、１ｃの内面１ｆ２、１ｆ１を順に急速に冷却し、一方の管端１ｓ１から排出される（図１１の矢印β４）。

　ノズルｎ３、ｎ４はそれぞれ中空パイプ素管１Ｓの管端１ｓ１、１ｓ２から離膈されて配置するので、ジェット水流の排出（図１１の矢印β３、β４）を阻害することはない。なお、ノズルｎ３、ｎ４の径を両方向からのジェット水流が円滑に行えるように適宜設定できる。

　上述したように、ノズルｎ３、ｎ４が、中空パイプ素管１Ｓに対称に中空パイプ素管１Ｓの管端１ｓ１、１ｓ２内にジェット水流を噴入するので、冷却速度、冷却温度が左右対称になり、より均一な品質が高い焼き入れが行える。
　なお、中空パイプ素管１Ｓ内への内面ジェットの流量は、検討結果、ジェット流量８．５リットル／ｍｉｎ以上、流速２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上が望ましい。
　ジェット流量８．５リットル／ｍｉｎ未満、流速２０００ｍｍ／ｓｅｃ未満の場合、中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの冷却速度が低下する結果となった。

　　＜内面ジェットによる焼入れの効果＞
　図１２は、水焼入れおよび内面ジェットによる焼入れの効果を、水焼入れのみの場合との比較を疲労試験で示すＳ－Ｎ線図である。横軸に耐久回数（繰返し数）を示し、縦軸に応力振幅（ＭＰａ）（疲労強度）を示す。図１２では、従来の水焼入れのみの中空パイプ素管のワイブル分布の５０％折損確率（平均）を一点鎖線で示し、１０％折損確率（平均）を破線で示す。

　従来の水焼入れのみの中空パイプ素管１Ｓの疲労破壊の回数を“▲”で示し、本実施形態の水焼入れに内面ジェット水流による焼入れを加えた焼入れの中空パイプ素管１Ｓの疲労破壊の回数を“△”で示す。
　図１２より、内面ジェット有り（△）の場合が内面ジェット無し（▲）の場合より耐久回数が上昇し、内面ジェットを行うことで耐久性が向上することが確認された。
　なお、ノズルｎ３、ｎ４からの冷却剤の噴入は互い違いに行ってもよい。
　もちろん、商品名「コルダー」等の気体ジェット流であっても、中空スタビライザ１の急冷による熱処理効果が得られる。また、中空スタビライザ１の製造ラインが簡便になるとともに製造ラインがクリーンになるという効果が得られる。

＜＜焼入れ時の他例の内面ジェットによる冷却法＞＞
　図１３は、他例の内面ジェットによる焼入れ方法で、曲げ成形された中空パイプ素管１Ｓを内面から焼入れを行っている状態を示す上面図である。
　第２の内面ジェットによる焼入れ方法は、次のようにして行われる。
　中空パイプ素管１Ｓの一方の開口の管端１ｓ１に対向して適切な距離離膈して、ノズルｎ５が配置される。ノズルｎ５の径は中空パイプ素管１Ｓの内径に対応して、適宜に定められる。

　中空パイプ素管１Ｓの他方の開口の管端１ｓ２には、管端１ｓ２から排出されるジェット水流の流速を柔げて流す管状の噴射ガードｇ１が配設される。
　ノズルｎ５にはそれぞれ小型水中ポンプｐ５を介して、可撓性のホースｈ５が接続される。ホースｈ５は、ゴム製、樹脂製、金属製等任意である。

　ノズルｎ５、噴射ガードｇ１などは、中空パイプ素管１Ｓがクランプされる焼入れ冶具Ｊに固定され、中空パイプ素管１Ｓと一体に揺動される。つまり、中空パイプ素管１Ｓの焼入れの冷却中、中空パイプ素管１Ｓとノズルｎ５、噴射ガードｇ１との相対的位置は不変である。

　小型水中ポンプｐ５によりホースｈ５内の水が汲み上げられ、ノズルｎ５から、それぞれ中空パイプ素管１Ｓの一方端部の開口の管端１ｓ１内にジェット水流が噴出される（図１３の白抜き矢印β５）。
　一方の管端１ｓ１から中空パイプ素管１Ｓ内に入ったジェット水流は、管内を流れ（図１３の白抜き矢印β５０）、曲げ部１ｃの内面１ｆ１と曲げ部１ｃの内面１ｆ２とを順に急速に冷却し、他方の管端１ｓ２から排出される（図１３の矢印β６）。

　上述の第２の内面ジェットにより、中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃ１の内面１ｆ１と曲げ部１ｃ２の内面１ｆ２の焼入れ性が向上される。
　なお、中空パイプ素管１Ｓの両端部の開口の管端１ｓ１、１ｓ２から、同時にジェット水流を流す場合の方が焼入れによる変形がより抑えられ、より好ましい。

　＜ｔ／Ｄによる中空スタビライザ１の製法切り分け＞
　図３により、ｔ／Ｄ＝約０．１８未満では、外面応力および内面応力が急激に増加することから、ショットピーニングや、表面から炭素を拡散させて表面に高炭素の合金の層を作り、より内面の硬さを高くする浸炭が行われる。

　また、中空スタビライザ１は、ｔ／Ｄ＝約０．１８～０．２７５など板厚ｔが厚くなると、前記したように、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の焼入れが不充分となるおそれがある。
　そこで、ｔ／Ｄ＝約０．１８～０．２７５などの領域では、前記した冷却剤を中空スタビライザ１の曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２に対して噴射する冷却を伴う焼入れで中空スタビライザ１の曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の硬度を高め、焼入れ不足を改善する。

　ｔ／Ｄ＝約０．１８～約０．２７５では、冷却剤の水などに浸漬した揺動を行う焼入れを行う。加えて、中空スタビライザ１の曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の硬度を高めるため、外面ジェット流の焼入れが行われる。

　特に、ｔ／Ｄ＝約０．２５～約０．２７５では、板厚ｔが厚くなり、曲げ部１ｃに焼入れが不充分となるおそれがあるので、内面ジェット流の焼入れを併用してもよい。
　ｔ／Ｄ＝約０．２７５以上では、外面応力が中実スタビライザと同等であり、内面応力が比較的低いので内面硬さは低くてもよい。つまり、前記の冷却剤の水などに浸漬した揺動を行う焼入れを行えばよい。

　以上のことから、中空スタビライザ１のアーム部１ｂの外面１ｅの硬度に比べて、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅの硬度が少なくとも約７０％以上である中空スタビライザ１が実現できる。
　なお、ジェット流なしの場合、アーム部１ｂの外面１ｅの硬度に比べて、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅの硬度が約３４～約４０％であったが、ジェット流を用いることで、約７０％以上とすることができた。結果として、硬さ比が約７０％以上であれば実用レベルにあると言える。
　また、ジェット水流による焼入れを工夫することでアーム部１ｂの外面１ｅの硬度に比べて、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅの硬度が約８０％以上や約９０％以上とすることができる。硬度は、ロックウェル硬度またはビッカース硬度によるものとする。

　上記構成によれば、下記の効果を奏する。
１．中空スタビライザ１の曲げ部１ｃに冷却剤に浸漬する焼入れに加えて、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅに向かって冷却剤を連続的に噴射するので、冷却剤に浸漬する焼入れでは不充分となり易い箇所に充分な焼入れを施すことができる。また、中空スタビライザ１全体の冷却速度向上を図ることができる。

２．中空スタビライザ１の両曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅに対して、同時に冷却剤を連続的に噴射するので冷却速度がほぼ同じとなり、左右対称な曲げ部１ｃにより均一な同様な硬度をもつ中空スタビライザ１が得られる。

３．中空スタビライザ１の曲げ部１ｃの内面１ｆに対して、端部の開口の管端１ｓ１または管端１ｓ２から冷却剤を連続的に噴入するので、曲げ部１ｃの内面１ｆ１、１ｆ２の硬度を高めることができる。また、中空スタビライザ１全体の冷却速度向上を図ることができる。

４．また、中空スタビライザ１の両端部の開口の管端１ｓ１、１ｓ２内に同時に、冷却剤を連続的に噴入するので、曲げ部１ｃの内面１ｆ１、１ｆ２での冷却速度がほぼ同じとなり、左右対称な曲げ部１ｃに均一な良好な硬度をもつ中空スタビライザ１が得られる。

５．焼入れ時に、冷却剤に浸漬時に揺動速度を約３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上約６５０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、焼入れ硬さの向上、均一化が可能である。

６．中空スタビライザ１を約９００℃以上約１２００℃以下で成形することで型成形できるので、約７２０℃以下での成形のベンダによる曲げ成形に比べて、形状自由度が高い。例えば、ベンダ曲げの場合、曲げと曲げとの間は径の１倍以上必要であるが、型曲げの場合、曲げと曲げとの間の寸法をなくすことができる。

７．中空スタビライザ１を約９００℃以上約１２００℃以下で成形することで型成形できるので、約７２０℃以下での成形のベンダによる曲げ成形に比べて、生産性を倍以上に向上させることができる。

８．中空スタビライザ１を約９００℃以上約１２００℃以下で成形することで型成形できるので、中実スタビライザの生産ラインを用いることができる。

９．中空スタビライザ１の焼入れに油焼入れに代えて、水焼入れ、水溶液焼入れ又は塩水焼入れ等の、水と同等以上または水に近い熱伝達率を有する媒体による焼入れを採用することができるので、油焼入れ用の鉱油等の油性冷却剤の管理保安や廃棄経費が不要となる。例えば、油焼入れ用の鉱油は、廃棄業者に引き取って貰っており、廃棄経費が嵩む。これに対して、本実施形態の水焼入れに用いた水は、スケールを除いて放流することができる。
　そのため、中空スタビライザ１の生産コストを、低減できる。また、中空スタビライザ１の効率的な生産が可能になる。

１０．前記したように、厚肉の中空スタビライザ１のアーム部１ｂの外面１ｅの硬度に比べて、曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅの硬度を少なくとも約７０％以上とできるので、軽量でありながら、耐久疲労性、強度が向上する中空スタビライザ１を実現することができる。

＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態で説明した中空スタビライザ１の曲げ部１ｃへの冷却剤の外面ジェットまたは内面ジェットによる冷却は単独で独立して行ってもよい。
　例えば、中空スタビライザ１の曲げ部１ｃへの外面ジェットまたは内面ジェットは、それぞれ内面ジェットまたは外面ジェットを行うことなく行ってもよい。また、冷却剤に浸漬する焼入れを行うことなく、外面ジェットまたは内面ジェットを行ってもよい。

２．前記実施形態で説明した曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓをオーステナイト化後、下部臨界冷却速度以上で焼入れを施す焼入れは、例えば冷たい空気、商品名「コルダー」等の気体、水以外の液体の冷却を、曲げ加工が施された中空パイプ素管１Ｓの曲げ部１ｃの内側１ｃ１、１ｃ２の外面１ｅに噴きつけるまたは内面１ｆに噴入することにより冷却して行ってもよい。

３．前記実施形態では、様々な構成を説明したが、各構成を選択したり、各構成を適宜選択して組み合わせて構成してもよい。

４．前記実施形態は、本発明の一例を説明したものであり、本発明は、特許請求の範囲内または実施形態で説明した範囲において、様々な具体的な変形形態が可能である。

　１　　　スタビライザ(中空スタビライザ)
　１ａ　　トーション部
　１ｂ　　アーム部
　１ｃ　　曲げ部
　１ｅ　　外面
　１ｆ１、１ｆ２　内面
　１ｓ１、１ｓ２　開口
　１Ｓ　　中空パイプ素管（素管）

Claims (13)

1. 　車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、
   　前記アーム部外面の硬度に対して、前記曲げ部の曲げ内側の外面の硬度が７０％以上である
   　ことを特徴とする中空スタビライザ。
2. 　車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、
   　前記曲げ部は、局所的にまたは内面側から硬度が高められる処理が行われている
   　ことを特徴とする中空スタビライザ。
3. 　板厚をｔとし、外径をＤとした場合、ｔ／Ｄ＝０．１８以上０．５未満であり、
   　前記曲げ部の曲げ内側の外面に対して冷却剤が噴射される冷却を伴う焼入れが施されている
   　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空スタビライザ。
4. 　板厚をｔとし、外径をＤとした場合、ｔ／Ｄ＝０．２５～０．２７５未満であり、
   　前記中空スタビライザの内部に冷却剤が噴入される冷却を伴う焼入れが施されている
   　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空スタビライザ。
5. 　板厚をｔとし、外径をＤとした場合、ｔ／Ｄ＝０．１～０．１８であり、
   　前記曲げ部の曲げ内側の外面または内面に、少なくともショットピーニングまたは浸炭の何れかが施されている
   　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空スタビライザ。
6. 　車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、
   　前記曲げ部の曲げ内側の外面に対して冷却剤が噴射される焼入れが施されている
   　ことを特徴とする中空スタビライザ。
7. 　左右の前記曲げ部の曲げ内側の両外面に対して一緒に前記冷却剤が噴射されている
   　ことを特徴とする請求項６に記載の中空スタビライザ。
8. 　車両に備えられ、車幅方向に延びるトーション部と、車両の前後方向に延びるアーム部と、前記トーション部と前記アーム部とを接続する曲げ部とを備える管状の中空スタビライザであって、
   　前記中空スタビライザの内部に冷却剤が噴入される焼入れが施されている
   　ことを特徴とする中空スタビライザ。
9. 　前記中空スタビライザの両端部から冷却剤が噴入される焼入れが施されている
   　ことを特徴とする請求項４または請求項８に記載の中空スタビライザ。
10. 　前記冷却剤は、流量８．５リットル／ｍｉｎ以上、流速２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上で噴射または噴入される
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項６または請求項８に記載の中空スタビライザ。
11. 　冷却剤に浸漬して冷却する焼入れが施され、
    　揺動速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上６５０ｍｍ／ｓｅｃで揺動される
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項６または請求項８に記載の中空スタビライザ。
12. 　９００℃から１２００℃で曲げ成形が行われている
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項６または請求項８に記載の中空スタビライザ。
13. 　７２０℃以下で曲げ成形が行われ、
    　２３０℃～２７０℃に加熱して焼戻しが行われている
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項６または請求項８に記載の中空スタビライザ。

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