目玉部を有する板ばね装置と、板ばね装置の製造方法と、ショットピーニング装置
【課題】目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制できる板ばね装置を提供する。
【解決手段】板ばね装置１０は、端部に目玉部１２を有する板ばね１１と、目玉部１２に圧入されたブッシュ２０とを備えている。目玉部１２の内面３０には、リーマ等による削り加工がなされ、かつ、ショットピーニングがなされている。このショットピーニングによる目玉内面３０の圧縮残留応力分布は、目玉部１２の巻き始め部３１を含む第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力の絶対値と、目玉部１２の巻き中間点３２を含む第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値とが、目玉内面３０の他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくなっている。
【解決手段】板ばね装置１０は、端部に目玉部１２を有する板ばね１１と、目玉部１２に圧入されたブッシュ２０とを備えている。目玉部１２の内面３０には、リーマ等による削り加工がなされ、かつ、ショットピーニングがなされている。このショットピーニングによる目玉内面３０の圧縮残留応力分布は、目玉部１２の巻き始め部３１を含む第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力の絶対値と、目玉部１２の巻き中間点３２を含む第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値とが、目玉内面３０の他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の懸架機構等に使用される目玉部を有する板ばね装置と、板ばね装置の製造方法と、目玉部のためのショットピーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の懸架機構に使用される板ばね装置は、端部に目玉部（eye）を有する鋼製の板ばねと、この板ばねの目玉部に挿入されたブッシュ等を有し、ブッシュを介して車体側の部材に取付けられている。また、板ばねの耐久性を向上させるために、ショットピーニングが行なわれている。ショットピーニングは、板ばねの表面に例えばカットワイヤ等からなる多数のショットを高速で打付けることによって、板ばねの表面に圧縮残留応力を生じさせる。また目玉部の耐久性を向上させるために、目玉部の内面にショットピーニングが行なわれることもある。
【０００３】
例えば下記特許文献１に記載されているショットピーニング装置を用いて、目玉部の内面に圧縮残留応力を付与させることが知られている。この公知技術では、目玉部の内側にショット噴射ノズルとショット反射部材とを挿入し、ショット噴射ノズルからショット反射部材に向けてショットを投射している。ショット噴射ノズルから投射されたショットは、ショット反射部材によって反射されて目玉部の内面に当たる。またこの特許文献１には、目玉部の下部に集中的にショットピーニングを行なうことによって、目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制する旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３８５３５号公報（特公平７−３６９８２号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の図１等に開示されているように、目玉部の内面全体にショットピーニングを行なえば目玉部の耐久性を向上させることが可能である。しかし目玉部の内面全体に均一にショットを投射すると、耐久性向上の効果が小さい領域にも多量のショットを投射することになるため、ショットピーニング時間が長くかかるだけでなく、省エネルギーの要望に反する。
【０００６】
また前記特許文献１の図９に開示されているように、目玉部の下部に集中的にショットを投射する場合には、疲労破壊を抑制する上で効果が認められても、目玉部によっては遅れ破壊を抑制する効果が小さいことがある。例えばＳＵＰ１１等のばね鋼からなる高強度板ばねにおいて、目玉部に圧入されるブッシュの外径が目玉部の内径よりも０．５ｍｍ以上大きい場合に、目玉部の下部にショットピーニングを集中的に行なうだけでは、ブッシュ圧入後の遅れ破壊を抑制する上で効果が少ないことも判った。
【０００７】
従って本発明の目的は、ブッシュが圧入された目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制することができる板ばね装置と、ショットピーニング装置と、板ばね装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の板ばね装置は、端部に丸く巻かれた目玉部を有する板ばねと、前記目玉部に圧入されるブッシュとを備えた板ばね装置であって、前記目玉部の内側に削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面を有しかつ、前記目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とが、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きい圧縮残留応力分布を有している。
【０００９】
本発明の板ばね装置の製造方法は、板ばねの端部を丸く巻くことによって目玉部を形成する工程と、前記目玉部の内面を削ることによって該目玉内面を円形に仕上げるとともに該目玉内面に付着していた酸化皮膜を除去する削り工程と、前記削り工程が行なわれた後に実施される内面ショットピーニング工程と、前記内面ショットピーニング工程後に前記目玉部に該目玉部の内径よりも大きな外径のブッシュを圧入する工程とを具備している。前記内面ショットピーニング工程では、前記目玉内面にショットを投射することによって前記目玉内面に圧縮残留応力を付与し、かつ、該目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とを、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくしている。
【００１０】
前記目玉内面にショットピーニングを行うためのショットピーニング装置は、前記目玉部の内側に挿入されるショット噴射ノズルと、前記ショット噴射ノズルと対向する反射面を有し前記ショット噴射ノズルから投射されたショットを該反射面で反射させ前記目玉内面に向わせるショット反射部材とを具備し、前記反射面は、前記第１の領域と第２の領域に向って反射するショットの量が前記他の領域に向って反射するショットの量よりも多くなるような形状としている。
【００１１】
このショットピーニング装置において、前記ショット反射部材の軸線に対する前記反射面のなす角度が、該反射面で反射するショットの投射角が０°を越えて４５°以下となるような角度に設定されているとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、目玉部にブッシュが圧入された板ばね装置において、目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制する上で有効な箇所に圧縮残留応力を十分付与することができ、目玉部の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る板ばね装置の正面図。
【図２】図１に示された板ばね装置の目玉部を拡大して示す正面図。
【図３】図２に示された目玉部とブッシュを分離した状態で示す断面図。
【図４】図２に示された目玉部のみを示す正面図。
【図５】図２に示された目玉部と、削り加工のための工具の一部の側面図。
【図６】図２に示された目玉部と、内面ショットピーニングを行なうための装置の一部の側面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図８】図７に示されたショット反射部材の側面図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図１０】図９に示されたショット反射部材の正面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係るショットピーニング装置を示す側面図。
【図１２】図１１に示されたショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図１３】図１２に示されたショット反射部材の正面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るショット反射部材の斜視図。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係るショットピーニング装置を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の第１の実施形態に係る板ばね装置と、その製造方法について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示す板ばね装置１０は、例えば自動車等の車両の懸架機構に使用されるものであり、両端に目玉部１２を有する鋼製の板ばね１１と、目玉部１２に圧入されたブッシュ２０とを有している。
【００１５】
この板ばね１１は、図示しない車両の懸架機構部に取付けられ、車両の荷重を弾性的に支持する。このため目玉部１２に車両のばね上重量が負荷されるとともに、車両の加速あるいは減速時に引張の応力が目玉部１２に繰返し作用する。一般的には板ばね１１の厚み方向に子板（図示せず）を重ねることによって、重ね板ばね装置が構成される。
【００１６】
板ばね１１の材料（ばね鋼）の一例はＳＵＰ１１である。化学成分（ｍａｓｓ％）の一例はＣ：０．５６〜０．６４、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．７０〜１．００、Ｐ：０．０３５以下、Ｓ：０．０３５以下、Ｃｒ：０．７０〜１．００、Ｂ：０．０００５以上、残部Ｆｅである。ただしこれ以外の鋼種のばね鋼が使用されてもよい。
【００１７】
図２と図３に示すように、ブッシュ２０の一例は、金属製の外筒２１と、内筒２２と、弾性部材２３によって構成されている。弾性部材２３はゴム等の弾性材料からなり、外筒２１と内筒２２との間に設けられている。この板ばね１１には焼入れと焼戻し等の熱処理が行なわれている。
【００１８】
板ばね１１の両端部に設けられた一対の目玉部１２間の領域が帯状のリーフ部１１ａとなっている。言い換えるとリーフ部１１ａの両端に前記目玉部１２が形成されている。この実施形態の目玉部１２は、リーフ部１１ａの両端から上側に丸く巻かれている。すなわちこの目玉部１２は上巻き目玉（up-turned eye）である。目玉部１２の板端１２ａとリーフ部１１ａの上面との間に若干の隙間Ｇが形成されている。
【００１９】
板ばね１１の表面には、第１のショットピーニング装置２５（図１に一部を模式的に示す）によって、ショットピーニングがなされている。第１のショットピーニング装置２５は、板ばね１１を移動させながら、高速で回転するインペラの接線方向にショット２６を投射し、板ばね１１の全周にショット２６を打付けることによって、板ばね１１の外面に圧縮残留応力を生じさせるようになっている。
【００２０】
図４に示すように目玉部１２の内側には、後述する削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面３０が形成されている。目玉内面３０は、目玉部１２の巻き始め部３１を含む第１の領域Ｓ１（図２と図４に下側のハッチングで示す部分）と、目玉中心Ｃ１を通る鉛直線Ｖ上の巻き中間点３２を含む第２の領域Ｓ２（図２と図４に上側のハッチングで示す部分）とを有している。しかも第２の領域Ｓ２は、巻き中間点３２から巻き始め部３１側に角度θ（約２０°）だけ戻った位置Ｐ１を含んでいる。第２の領域Ｓ２は、第１の領域Ｓ１に対して目玉中心Ｃ１を挟んで反対側、すなわち目玉内面３０の最上部に位置している。
【００２１】
図５に示すように目玉内面３０は、リーマ等の切削工具４０を用いた削り加工によって円形に仕上げられている。この削り加工では、切削工具４０を回転させながら目玉部１２に挿入する。この削り加工によって目玉内面３０の真円度が高められ、かつ、目玉内面３０の内径Ｄ１がブッシュ２０の外径Ｄ２よりも僅かに小さく（例えばＤ１とＤ２の差が０．７ｍｍ以下）となるように目玉内面３０が仕上げられている。
【００２２】
また、前記削り加工後に実施される内面ショットピーニング工程により、目玉内面３０に圧縮残留応力が付与されている。内面ショットピーニング工程では、図６に示す第２のショットピーニング装置５０が使用される。第２のショットピーニング装置５０は、目玉部１２に挿入されるショット噴射ノズル５１と、ショット反射部材５２と、駆動機構５３と、圧縮空気の供給源５４と、ショット供給源５５と、ショット供給ホース５６となどを備えている。ショット反射部材５２は、軸５７によってショット噴射ノズル５１に固定されている。ショット反射部材５２の反射面５８はショット噴射ノズル５１の噴射口と対向する位置に配置されている。駆動機構５３は、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２とを目玉部１２の軸線方向（図６に矢印Ｘ１で示す方向）に移動させる機能を有している。
【００２３】
なお、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を固定した状態とし、目玉部１２を図６に矢印Ｘ２で示す方向に相対的に移動させてもよい。要するに目玉内面３０に対して、ショット反射部材５２とショット噴射ノズル５１とを目玉部１２の軸線方向に相対移動させることができるようになっている。
【００２４】
ショット反射部材５２の一例は、ショット噴射ノズル５１と同心に配置された三角錐形のコーン形状をなしている。ショット噴射ノズル５１から投射されたショット６０は、ショット反射部材５２の反射面にて反射し、ショット反射部材５２の径方向に向きを変えることにより、ショットが目玉内面３０に投射される。例えばショットサイズ（粒径）がφ１.３ｍｍのラウンドカットワイヤあるいはショットサイズがφ１.０ｍｍのカットワイヤを目玉内面３０に向けて高速（例えば投射速度７６．７ｍ／ｓｅｃ）で投射する。投射圧力の一例は０．５ＭＰａ、投射量は例えば２００ｇ／秒、投射時間は３〜３０秒である。
【００２５】
目玉部１２を有する板ばね装置１０の疲労破壊試験を行なうと、疲労破壊は主として第１の領域Ｓ１に生じることが判っている。しかし本発明者達が鋭意研究した結果、比較的大きな力でブッシュ２０が圧入された目玉部１２の場合、遅れ破壊に関しては第２の領域Ｓ２のショットピーニングが特に有効であるとの知見が得られた。そこで第１の領域Ｓ１以外に第２の領域Ｓ２も重点的にショットピーニングを行なうようにした。
【００２６】
例えば図６に示すように、第１のショットピーニング工程では、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２の中心線Ｃ３を目玉部１２の中心線Ｃ２に対してオフセット量Ｔだけ第１の領域Ｓ１側に片寄らせた状態で、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を軸線方向Ｘ１に移動させる。また第２のショットピーニング工程では、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を目玉部１２の中心線Ｃ２に対して第２の領域Ｓ２側に片寄らせた状態で、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を軸線方向Ｘ１に移動させる。
【００２７】
このため前記第１のショットピーニング工程と第２のショットピーニング工程を実施することにより、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力を他の領域Ｓ３の圧縮残留応力よりも大きくすることができる。なお、第１の領域Ｓ１と第２の領域Ｓ２にショットが集中的に投射されるように、ショット反射部材５２の形状を変えてもよい。
【００２８】
例えば図７と図８に示された第２の実施形態に係るショット反射部材５２のように、２つの反射面５８を形成し、各反射面５８によって前記ショット６０を前記第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射できるようにしてもよい。
【００２９】
あるいは図９と図１０に示された第３の実施形態のショット反射部材５２のように、一対の主反射面５８と一対の副反射面５９とを形成し、主反射面５８によって多量のショット６０を第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射するとともに、副反射面５９によって少量のショット６０を他の領域Ｓ３に向けて投射できるようにしてもよい。
【００３０】
図１１から図１３は、第４の実施形態に係るショットピーニング装置５０´を示している。このショットピーニング装置５０´は、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２とが別々に構成されている。ショット反射部材５２は一対の反射面５８を有しており、これら反射面５８がショット噴射ノズル５１と対向している。目玉部１２とショット噴射ノズル５１が固定されている場合、ショット反射部材５２が軸線Ｘ１方向に移動する。ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２が固定されている場合には、目玉部１２が矢印Ｘ２で示す方向に相対的に移動するように構成されている。それ以外は図６に示す第１の実施形態のショットピーニング装置５０と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
ショット反射部材５２の軸線Ｃ３に対して反射面５８のなす角度αは、ショットの投射角βが０＜β≦４５°となるように４５°未満（α＜４５°）に設定されている。投射角βは、被投射面（目玉内面３０）の法線Ｚに対してショットの投射方向がなす角度である。投射角βが４５°を越えると、被投射面（目玉内面３０）に衝突するショットの投射エネルギーが著しく減少するため、ショットピーニング効果が著しく低下する。
【００３２】
ショットの投射角βが０°の場合には、被投射面（目玉内面３０）に向うショット６０が、被投射面（目玉内面３０）で反射したショット６０ａと干渉し、ショットの投射エネルギーが相殺されるためショットピーニングの効果が著しく低下する。このため投射角βは０°以上が望ましい。ただし反射面５８から目玉内面３０までの距離が大きく、目玉内面３０で反射するショット６０ａと目玉内面３０に向うショット６０との干渉が実質的に問題にならなければ、投射角βを０°にしてもよい。
【００３３】
この実施形態の場合、図１３に示すようにショット反射部材５２を軸まわり（矢印Ｒで示す方向）に例えば０〜４５°の範囲で往復回動させてもよい。こうすることにより、第１の領域Ｓ１と第２の領域Ｓ２にショットを集中させるとともに、他の領域Ｓ３にもショットを投射することができる。
【００３４】
あるいは図１４に示す第５の実施形態のショット反射部材５２のように、一対の主反射面５８と一対の副反射面５９とを形成し、主反射面５８によって多量のショット６０を第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射するとともに、副反射面５９によって少量のショット６０を他の領域Ｓ３に向けて投射できるようにしてもよい。
【００３５】
図１５は第６の実施形態に係るショットピーニング装置５０”を示している。このショットピーニング装置５０”のショット反射部材５２には、１面傾斜タイプの反射面５８が形成されている。この反射面５８の角度α（軸線Ｃ３に対する反射面５８の角度α）は、被投射面（目玉内面３０）の法線Ｚに対するショットの投射角βが０＜β≦４５°となるように４５°未満に設定されている。また反射面５８の面積はショット噴射ノズル５１のショット投射面積よりも大きい。この場合、ショット反射部材５２を軸線Ｃ３まわりに回転させることにより、ショット噴射ノズル５１に対する軸線Ｃ３のずれをある程度吸収することができる。さらに、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２のように圧縮残留応力を大きくしたい箇所に対しては回転速度を遅くしてショットピーニングを重点的に行い、他の領域Ｓ３では回転速度を早くして短時間のショットピーニングを行うことにより、目玉内面３０の周方向に所望の圧縮残留応力分布を付与してもよい。それ以外の構成と作用は図１１のショットピーニング装置５０と同様であるため説明を省略する。
【００３６】
前記板ばね装置１０の目玉部１２は、その成形時に加熱されるため、表面に黒皮と呼ばれる酸化皮膜が生じている。目玉内面３０に前記削り加工を行わずに黒皮が残った状態でショットピーニングを行った場合の圧縮残留応力を測定したところ、第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力が−４０８ＭＰａであった。これに対し、目玉内面３０に前記削り加工を行って黒皮を除去した状態でショットピーニングを行った場合は−４９８ＭＰａであり、絶対値で９０ＭＰａほど高い値が得られていることが判った。なお、当業界の慣例として圧縮残留応力値はマイナスで表わしている。このように目玉部１２に削り加工を行ったのち内面ショットピーニングを実施したことにより、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力をより効果的に発現させることが可能となった。
【００３７】
前記内面ショットピーニング工程によって付与される目玉内面３０の周方向の圧縮残留応力分布は、第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力の絶対値と、第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値とが、周方向の他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも例えば５〜１０％以上大きくなるようにしている。例えば第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力は−４９８ＭＰａ以上であり、他の領域Ｓ３の圧縮残留応力は−４００ＭＰａ前後である。なお、圧縮残留応力分布の勾配が急になると、勾配が急な箇所が破損の起点になることがあるため、圧縮残留応力分布の勾配を緩やかにするとよい。
【００３８】
このように第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力値を高めたことにより、ブッシュ２０が圧入された状態での目玉部１２の遅れ破壊を改善することができた。この目玉部１２の遅れ破壊を調べるために、ブッシュ相当金具が圧入された目玉部１２を強酸性（ｐＨ１．０）の硫酸液中に浸漬するという試験条件で遅れ破壊試験を行なった。その結果、従来の目玉部では短時間（１０分〜３０分）で遅れ破壊が生じていたのに対し、本実施形態の目玉部１２の遅れ破壊は５時間以上で発生し、遅れ破壊が大幅に改善されることが確認された、しかも本実施形態の内面ショットピーニング工程によれば、目玉内面３０の全周に均等にショットを投射する場合と比較して、投射に必要なエネルギーを節約することができた。
【００３９】
前記内面ショットピーニング工程が終了したのち、目玉部１２にブッシュ２０が圧入される。ブッシュ２０の外径Ｄ２（図２に示す）は、ブッシュ２０が挿入される前の自由状態における目玉部１２の内径Ｄ１よりも僅かに大きい。Ｄ１とＤ２の差は例えば０．５〜０．７ｍｍ程度である。従ってこの目玉部１２は、ブッシュ２０が圧入された状態において、前記自由状態よりも僅かに拡径した状態で目玉部１２の内側に収容される。
【００４０】
目玉内面３０は、ブッシュ２０が圧入される前に予め前記削り工程が行なわれているため、目玉内面３０の真円度と表面精度が高められている。しかも前記削り工程によって、目玉部１２の内径Ｄ１がブッシュ２０の外径Ｄ２よりも僅かに大きくなるように仕上げられている。このためブッシュ２０の全周を目玉内面３０に高精度に密着させることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の板ばね装置１０の製造方法は下記の工程を含んでいる。
（１）板ばね１１の端部を加熱し、丸く巻くことによって目玉部１２を形成する工程。
（２）板ばね１１に焼入れ、焼戻し等の熱処理を行う工程。
（３）板ばね１１の外面にショットピーニングを行なう工程。
（４）目玉内面３０をリーマ等によって機械加工する削り工程。この削り工程によって、目玉内面３０を円形に仕上げるとともに、目玉内面３０の酸化皮膜が除去される。
（５）前記削り工程が行なわれた後に、目玉内面３０にショットを投射する内面ショットピーニング工程。この内面ショットピーニング工程では、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値が他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくなるように圧縮残留応力分布を生じさせる。
（６）前記内面ショットピーニング工程後にブッシュ２０を目玉部１２に圧入する工程。
【００４２】
なお本発明を実施するに当たり、板ばねのリーフ部や目玉部、ブッシュの形状、構造をはじめとして、板ばね装置を構成する各部の態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また目玉部は前記実施形態で説明したような上巻き目玉（up-turned eye）に限ることなく、下巻き目玉（down-turned eye）であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…板ばね装置
１１…板ばね
１２…目玉部
２０…ブッシュ
３０…目玉内面
３１…巻き始め部
３２…巻き中間点
５０，５０´，５０”…ショットピーニング装置
５１…ショット噴射ノズル
５２…ショット反射部材
５８…反射面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の懸架機構等に使用される目玉部を有する板ばね装置と、板ばね装置の製造方法と、目玉部のためのショットピーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の懸架機構に使用される板ばね装置は、端部に目玉部（eye）を有する鋼製の板ばねと、この板ばねの目玉部に挿入されたブッシュ等を有し、ブッシュを介して車体側の部材に取付けられている。また、板ばねの耐久性を向上させるために、ショットピーニングが行なわれている。ショットピーニングは、板ばねの表面に例えばカットワイヤ等からなる多数のショットを高速で打付けることによって、板ばねの表面に圧縮残留応力を生じさせる。また目玉部の耐久性を向上させるために、目玉部の内面にショットピーニングが行なわれることもある。
【０００３】
例えば下記特許文献１に記載されているショットピーニング装置を用いて、目玉部の内面に圧縮残留応力を付与させることが知られている。この公知技術では、目玉部の内側にショット噴射ノズルとショット反射部材とを挿入し、ショット噴射ノズルからショット反射部材に向けてショットを投射している。ショット噴射ノズルから投射されたショットは、ショット反射部材によって反射されて目玉部の内面に当たる。またこの特許文献１には、目玉部の下部に集中的にショットピーニングを行なうことによって、目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制する旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３８５３５号公報（特公平７−３６９８２号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の図１等に開示されているように、目玉部の内面全体にショットピーニングを行なえば目玉部の耐久性を向上させることが可能である。しかし目玉部の内面全体に均一にショットを投射すると、耐久性向上の効果が小さい領域にも多量のショットを投射することになるため、ショットピーニング時間が長くかかるだけでなく、省エネルギーの要望に反する。
【０００６】
また前記特許文献１の図９に開示されているように、目玉部の下部に集中的にショットを投射する場合には、疲労破壊を抑制する上で効果が認められても、目玉部によっては遅れ破壊を抑制する効果が小さいことがある。例えばＳＵＰ１１等のばね鋼からなる高強度板ばねにおいて、目玉部に圧入されるブッシュの外径が目玉部の内径よりも０．５ｍｍ以上大きい場合に、目玉部の下部にショットピーニングを集中的に行なうだけでは、ブッシュ圧入後の遅れ破壊を抑制する上で効果が少ないことも判った。
【０００７】
従って本発明の目的は、ブッシュが圧入された目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制することができる板ばね装置と、ショットピーニング装置と、板ばね装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の板ばね装置は、端部に丸く巻かれた目玉部を有する板ばねと、前記目玉部に圧入されるブッシュとを備えた板ばね装置であって、前記目玉部の内側に削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面を有しかつ、前記目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とが、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きい圧縮残留応力分布を有している。
【０００９】
本発明の板ばね装置の製造方法は、板ばねの端部を丸く巻くことによって目玉部を形成する工程と、前記目玉部の内面を削ることによって該目玉内面を円形に仕上げるとともに該目玉内面に付着していた酸化皮膜を除去する削り工程と、前記削り工程が行なわれた後に実施される内面ショットピーニング工程と、前記内面ショットピーニング工程後に前記目玉部に該目玉部の内径よりも大きな外径のブッシュを圧入する工程とを具備している。前記内面ショットピーニング工程では、前記目玉内面にショットを投射することによって前記目玉内面に圧縮残留応力を付与し、かつ、該目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とを、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくしている。
【００１０】
前記目玉内面にショットピーニングを行うためのショットピーニング装置は、前記目玉部の内側に挿入されるショット噴射ノズルと、前記ショット噴射ノズルと対向する反射面を有し前記ショット噴射ノズルから投射されたショットを該反射面で反射させ前記目玉内面に向わせるショット反射部材とを具備し、前記反射面は、前記第１の領域と第２の領域に向って反射するショットの量が前記他の領域に向って反射するショットの量よりも多くなるような形状としている。
【００１１】
このショットピーニング装置において、前記ショット反射部材の軸線に対する前記反射面のなす角度が、該反射面で反射するショットの投射角が０°を越えて４５°以下となるような角度に設定されているとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、目玉部にブッシュが圧入された板ばね装置において、目玉部の疲労破壊と遅れ破壊を抑制する上で有効な箇所に圧縮残留応力を十分付与することができ、目玉部の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る板ばね装置の正面図。
【図２】図１に示された板ばね装置の目玉部を拡大して示す正面図。
【図３】図２に示された目玉部とブッシュを分離した状態で示す断面図。
【図４】図２に示された目玉部のみを示す正面図。
【図５】図２に示された目玉部と、削り加工のための工具の一部の側面図。
【図６】図２に示された目玉部と、内面ショットピーニングを行なうための装置の一部の側面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図８】図７に示されたショット反射部材の側面図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図１０】図９に示されたショット反射部材の正面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係るショットピーニング装置を示す側面図。
【図１２】図１１に示されたショットピーニング装置のショット反射部材の斜視図。
【図１３】図１２に示されたショット反射部材の正面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るショット反射部材の斜視図。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係るショットピーニング装置を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の第１の実施形態に係る板ばね装置と、その製造方法について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示す板ばね装置１０は、例えば自動車等の車両の懸架機構に使用されるものであり、両端に目玉部１２を有する鋼製の板ばね１１と、目玉部１２に圧入されたブッシュ２０とを有している。
【００１５】
この板ばね１１は、図示しない車両の懸架機構部に取付けられ、車両の荷重を弾性的に支持する。このため目玉部１２に車両のばね上重量が負荷されるとともに、車両の加速あるいは減速時に引張の応力が目玉部１２に繰返し作用する。一般的には板ばね１１の厚み方向に子板（図示せず）を重ねることによって、重ね板ばね装置が構成される。
【００１６】
板ばね１１の材料（ばね鋼）の一例はＳＵＰ１１である。化学成分（ｍａｓｓ％）の一例はＣ：０．５６〜０．６４、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．７０〜１．００、Ｐ：０．０３５以下、Ｓ：０．０３５以下、Ｃｒ：０．７０〜１．００、Ｂ：０．０００５以上、残部Ｆｅである。ただしこれ以外の鋼種のばね鋼が使用されてもよい。
【００１７】
図２と図３に示すように、ブッシュ２０の一例は、金属製の外筒２１と、内筒２２と、弾性部材２３によって構成されている。弾性部材２３はゴム等の弾性材料からなり、外筒２１と内筒２２との間に設けられている。この板ばね１１には焼入れと焼戻し等の熱処理が行なわれている。
【００１８】
板ばね１１の両端部に設けられた一対の目玉部１２間の領域が帯状のリーフ部１１ａとなっている。言い換えるとリーフ部１１ａの両端に前記目玉部１２が形成されている。この実施形態の目玉部１２は、リーフ部１１ａの両端から上側に丸く巻かれている。すなわちこの目玉部１２は上巻き目玉（up-turned eye）である。目玉部１２の板端１２ａとリーフ部１１ａの上面との間に若干の隙間Ｇが形成されている。
【００１９】
板ばね１１の表面には、第１のショットピーニング装置２５（図１に一部を模式的に示す）によって、ショットピーニングがなされている。第１のショットピーニング装置２５は、板ばね１１を移動させながら、高速で回転するインペラの接線方向にショット２６を投射し、板ばね１１の全周にショット２６を打付けることによって、板ばね１１の外面に圧縮残留応力を生じさせるようになっている。
【００２０】
図４に示すように目玉部１２の内側には、後述する削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面３０が形成されている。目玉内面３０は、目玉部１２の巻き始め部３１を含む第１の領域Ｓ１（図２と図４に下側のハッチングで示す部分）と、目玉中心Ｃ１を通る鉛直線Ｖ上の巻き中間点３２を含む第２の領域Ｓ２（図２と図４に上側のハッチングで示す部分）とを有している。しかも第２の領域Ｓ２は、巻き中間点３２から巻き始め部３１側に角度θ（約２０°）だけ戻った位置Ｐ１を含んでいる。第２の領域Ｓ２は、第１の領域Ｓ１に対して目玉中心Ｃ１を挟んで反対側、すなわち目玉内面３０の最上部に位置している。
【００２１】
図５に示すように目玉内面３０は、リーマ等の切削工具４０を用いた削り加工によって円形に仕上げられている。この削り加工では、切削工具４０を回転させながら目玉部１２に挿入する。この削り加工によって目玉内面３０の真円度が高められ、かつ、目玉内面３０の内径Ｄ１がブッシュ２０の外径Ｄ２よりも僅かに小さく（例えばＤ１とＤ２の差が０．７ｍｍ以下）となるように目玉内面３０が仕上げられている。
【００２２】
また、前記削り加工後に実施される内面ショットピーニング工程により、目玉内面３０に圧縮残留応力が付与されている。内面ショットピーニング工程では、図６に示す第２のショットピーニング装置５０が使用される。第２のショットピーニング装置５０は、目玉部１２に挿入されるショット噴射ノズル５１と、ショット反射部材５２と、駆動機構５３と、圧縮空気の供給源５４と、ショット供給源５５と、ショット供給ホース５６となどを備えている。ショット反射部材５２は、軸５７によってショット噴射ノズル５１に固定されている。ショット反射部材５２の反射面５８はショット噴射ノズル５１の噴射口と対向する位置に配置されている。駆動機構５３は、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２とを目玉部１２の軸線方向（図６に矢印Ｘ１で示す方向）に移動させる機能を有している。
【００２３】
なお、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を固定した状態とし、目玉部１２を図６に矢印Ｘ２で示す方向に相対的に移動させてもよい。要するに目玉内面３０に対して、ショット反射部材５２とショット噴射ノズル５１とを目玉部１２の軸線方向に相対移動させることができるようになっている。
【００２４】
ショット反射部材５２の一例は、ショット噴射ノズル５１と同心に配置された三角錐形のコーン形状をなしている。ショット噴射ノズル５１から投射されたショット６０は、ショット反射部材５２の反射面にて反射し、ショット反射部材５２の径方向に向きを変えることにより、ショットが目玉内面３０に投射される。例えばショットサイズ（粒径）がφ１.３ｍｍのラウンドカットワイヤあるいはショットサイズがφ１.０ｍｍのカットワイヤを目玉内面３０に向けて高速（例えば投射速度７６．７ｍ／ｓｅｃ）で投射する。投射圧力の一例は０．５ＭＰａ、投射量は例えば２００ｇ／秒、投射時間は３〜３０秒である。
【００２５】
目玉部１２を有する板ばね装置１０の疲労破壊試験を行なうと、疲労破壊は主として第１の領域Ｓ１に生じることが判っている。しかし本発明者達が鋭意研究した結果、比較的大きな力でブッシュ２０が圧入された目玉部１２の場合、遅れ破壊に関しては第２の領域Ｓ２のショットピーニングが特に有効であるとの知見が得られた。そこで第１の領域Ｓ１以外に第２の領域Ｓ２も重点的にショットピーニングを行なうようにした。
【００２６】
例えば図６に示すように、第１のショットピーニング工程では、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２の中心線Ｃ３を目玉部１２の中心線Ｃ２に対してオフセット量Ｔだけ第１の領域Ｓ１側に片寄らせた状態で、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を軸線方向Ｘ１に移動させる。また第２のショットピーニング工程では、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を目玉部１２の中心線Ｃ２に対して第２の領域Ｓ２側に片寄らせた状態で、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２を軸線方向Ｘ１に移動させる。
【００２７】
このため前記第１のショットピーニング工程と第２のショットピーニング工程を実施することにより、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力を他の領域Ｓ３の圧縮残留応力よりも大きくすることができる。なお、第１の領域Ｓ１と第２の領域Ｓ２にショットが集中的に投射されるように、ショット反射部材５２の形状を変えてもよい。
【００２８】
例えば図７と図８に示された第２の実施形態に係るショット反射部材５２のように、２つの反射面５８を形成し、各反射面５８によって前記ショット６０を前記第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射できるようにしてもよい。
【００２９】
あるいは図９と図１０に示された第３の実施形態のショット反射部材５２のように、一対の主反射面５８と一対の副反射面５９とを形成し、主反射面５８によって多量のショット６０を第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射するとともに、副反射面５９によって少量のショット６０を他の領域Ｓ３に向けて投射できるようにしてもよい。
【００３０】
図１１から図１３は、第４の実施形態に係るショットピーニング装置５０´を示している。このショットピーニング装置５０´は、ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２とが別々に構成されている。ショット反射部材５２は一対の反射面５８を有しており、これら反射面５８がショット噴射ノズル５１と対向している。目玉部１２とショット噴射ノズル５１が固定されている場合、ショット反射部材５２が軸線Ｘ１方向に移動する。ショット噴射ノズル５１とショット反射部材５２が固定されている場合には、目玉部１２が矢印Ｘ２で示す方向に相対的に移動するように構成されている。それ以外は図６に示す第１の実施形態のショットピーニング装置５０と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
ショット反射部材５２の軸線Ｃ３に対して反射面５８のなす角度αは、ショットの投射角βが０＜β≦４５°となるように４５°未満（α＜４５°）に設定されている。投射角βは、被投射面（目玉内面３０）の法線Ｚに対してショットの投射方向がなす角度である。投射角βが４５°を越えると、被投射面（目玉内面３０）に衝突するショットの投射エネルギーが著しく減少するため、ショットピーニング効果が著しく低下する。
【００３２】
ショットの投射角βが０°の場合には、被投射面（目玉内面３０）に向うショット６０が、被投射面（目玉内面３０）で反射したショット６０ａと干渉し、ショットの投射エネルギーが相殺されるためショットピーニングの効果が著しく低下する。このため投射角βは０°以上が望ましい。ただし反射面５８から目玉内面３０までの距離が大きく、目玉内面３０で反射するショット６０ａと目玉内面３０に向うショット６０との干渉が実質的に問題にならなければ、投射角βを０°にしてもよい。
【００３３】
この実施形態の場合、図１３に示すようにショット反射部材５２を軸まわり（矢印Ｒで示す方向）に例えば０〜４５°の範囲で往復回動させてもよい。こうすることにより、第１の領域Ｓ１と第２の領域Ｓ２にショットを集中させるとともに、他の領域Ｓ３にもショットを投射することができる。
【００３４】
あるいは図１４に示す第５の実施形態のショット反射部材５２のように、一対の主反射面５８と一対の副反射面５９とを形成し、主反射面５８によって多量のショット６０を第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２に向けて集中的に投射するとともに、副反射面５９によって少量のショット６０を他の領域Ｓ３に向けて投射できるようにしてもよい。
【００３５】
図１５は第６の実施形態に係るショットピーニング装置５０”を示している。このショットピーニング装置５０”のショット反射部材５２には、１面傾斜タイプの反射面５８が形成されている。この反射面５８の角度α（軸線Ｃ３に対する反射面５８の角度α）は、被投射面（目玉内面３０）の法線Ｚに対するショットの投射角βが０＜β≦４５°となるように４５°未満に設定されている。また反射面５８の面積はショット噴射ノズル５１のショット投射面積よりも大きい。この場合、ショット反射部材５２を軸線Ｃ３まわりに回転させることにより、ショット噴射ノズル５１に対する軸線Ｃ３のずれをある程度吸収することができる。さらに、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２のように圧縮残留応力を大きくしたい箇所に対しては回転速度を遅くしてショットピーニングを重点的に行い、他の領域Ｓ３では回転速度を早くして短時間のショットピーニングを行うことにより、目玉内面３０の周方向に所望の圧縮残留応力分布を付与してもよい。それ以外の構成と作用は図１１のショットピーニング装置５０と同様であるため説明を省略する。
【００３６】
前記板ばね装置１０の目玉部１２は、その成形時に加熱されるため、表面に黒皮と呼ばれる酸化皮膜が生じている。目玉内面３０に前記削り加工を行わずに黒皮が残った状態でショットピーニングを行った場合の圧縮残留応力を測定したところ、第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力が−４０８ＭＰａであった。これに対し、目玉内面３０に前記削り加工を行って黒皮を除去した状態でショットピーニングを行った場合は−４９８ＭＰａであり、絶対値で９０ＭＰａほど高い値が得られていることが判った。なお、当業界の慣例として圧縮残留応力値はマイナスで表わしている。このように目玉部１２に削り加工を行ったのち内面ショットピーニングを実施したことにより、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力をより効果的に発現させることが可能となった。
【００３７】
前記内面ショットピーニング工程によって付与される目玉内面３０の周方向の圧縮残留応力分布は、第１の領域Ｓ１の圧縮残留応力の絶対値と、第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値とが、周方向の他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも例えば５〜１０％以上大きくなるようにしている。例えば第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力は−４９８ＭＰａ以上であり、他の領域Ｓ３の圧縮残留応力は−４００ＭＰａ前後である。なお、圧縮残留応力分布の勾配が急になると、勾配が急な箇所が破損の起点になることがあるため、圧縮残留応力分布の勾配を緩やかにするとよい。
【００３８】
このように第２の領域Ｓ２の圧縮残留応力値を高めたことにより、ブッシュ２０が圧入された状態での目玉部１２の遅れ破壊を改善することができた。この目玉部１２の遅れ破壊を調べるために、ブッシュ相当金具が圧入された目玉部１２を強酸性（ｐＨ１．０）の硫酸液中に浸漬するという試験条件で遅れ破壊試験を行なった。その結果、従来の目玉部では短時間（１０分〜３０分）で遅れ破壊が生じていたのに対し、本実施形態の目玉部１２の遅れ破壊は５時間以上で発生し、遅れ破壊が大幅に改善されることが確認された、しかも本実施形態の内面ショットピーニング工程によれば、目玉内面３０の全周に均等にショットを投射する場合と比較して、投射に必要なエネルギーを節約することができた。
【００３９】
前記内面ショットピーニング工程が終了したのち、目玉部１２にブッシュ２０が圧入される。ブッシュ２０の外径Ｄ２（図２に示す）は、ブッシュ２０が挿入される前の自由状態における目玉部１２の内径Ｄ１よりも僅かに大きい。Ｄ１とＤ２の差は例えば０．５〜０．７ｍｍ程度である。従ってこの目玉部１２は、ブッシュ２０が圧入された状態において、前記自由状態よりも僅かに拡径した状態で目玉部１２の内側に収容される。
【００４０】
目玉内面３０は、ブッシュ２０が圧入される前に予め前記削り工程が行なわれているため、目玉内面３０の真円度と表面精度が高められている。しかも前記削り工程によって、目玉部１２の内径Ｄ１がブッシュ２０の外径Ｄ２よりも僅かに大きくなるように仕上げられている。このためブッシュ２０の全周を目玉内面３０に高精度に密着させることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の板ばね装置１０の製造方法は下記の工程を含んでいる。
（１）板ばね１１の端部を加熱し、丸く巻くことによって目玉部１２を形成する工程。
（２）板ばね１１に焼入れ、焼戻し等の熱処理を行う工程。
（３）板ばね１１の外面にショットピーニングを行なう工程。
（４）目玉内面３０をリーマ等によって機械加工する削り工程。この削り工程によって、目玉内面３０を円形に仕上げるとともに、目玉内面３０の酸化皮膜が除去される。
（５）前記削り工程が行なわれた後に、目玉内面３０にショットを投射する内面ショットピーニング工程。この内面ショットピーニング工程では、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２の圧縮残留応力の絶対値が他の領域Ｓ３の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくなるように圧縮残留応力分布を生じさせる。
（６）前記内面ショットピーニング工程後にブッシュ２０を目玉部１２に圧入する工程。
【００４２】
なお本発明を実施するに当たり、板ばねのリーフ部や目玉部、ブッシュの形状、構造をはじめとして、板ばね装置を構成する各部の態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また目玉部は前記実施形態で説明したような上巻き目玉（up-turned eye）に限ることなく、下巻き目玉（down-turned eye）であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…板ばね装置
１１…板ばね
１２…目玉部
２０…ブッシュ
３０…目玉内面
３１…巻き始め部
３２…巻き中間点
５０，５０´，５０”…ショットピーニング装置
５１…ショット噴射ノズル
５２…ショット反射部材
５８…反射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に丸く巻かれた目玉部を有する板ばねと、
前記目玉部に圧入されるブッシュとを備えた板ばね装置であって、
前記目玉部の内側に削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面を有しかつ、
前記目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とが、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きい圧縮残留応力分布を有していることを特徴とする板ばね装置。
【請求項２】
板ばねの端部を丸く巻くことによって目玉部を形成する工程と、
前記目玉部の内面を削ることによって該目玉内面を円形に仕上げるとともに該目玉内面に付着していた酸化皮膜を除去する削り工程と、
前記削り工程が行なわれた後に、前記目玉内面にショットを投射することによって前記目玉内面に圧縮残留応力を付与し、かつ、該目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とを、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくする内面ショットピーニング工程と、
前記内面ショットピーニング工程後に前記目玉部に該目玉部の内径よりも大きな外径のブッシュを圧入する工程と、
を具備したことを特徴とする板ばね装置の製造方法。
【請求項３】
前記内面ショットピーニング工程では、前記目玉部の内側にショット噴射ノズルを挿入しかつ該ショット噴射ノズルと対向する位置にショット反射部材を配置し、前記ショット噴射ノズルから前記ショット反射部材に向けてショットを投射するとともにこれらショットを前記ショット反射部材によって前記目玉内面に向けて反射させ、かつ、前記ショット反射部材を前記第１の領域に近付けた状態で前記ショットを投射する第１のショットピーニング工程と、前記ショット反射部材を前記第２の領域に近付けた状態で前記ショットを投射する第２のショットピーニング工程とを行なうことを特徴とする請求項２に記載の板ばね装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載された板ばね装置の目玉内面に前記ショットピーニングを行うためのショットピーニング装置であって、
前記目玉部の内側に挿入されるショット噴射ノズルと、
前記ショット噴射ノズルと対向する反射面を有し前記ショット噴射ノズルから投射されたショットを該反射面で反射させ前記目玉内面に向わせるショット反射部材とを具備し、
前記反射面は、前記第１の領域と第２の領域に向って反射するショットの量が前記他の領域に向って反射するショットの量よりも多くなるような形状としたことを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項５】
前記ショット反射部材の軸線に対する前記反射面のなす角度が、該反射面で反射するショットの投射角が０°を越えて４５°以下となる角度としたことを特徴とする請求項４に記載のショットピーニング装置。
【請求項１】
端部に丸く巻かれた目玉部を有する板ばねと、
前記目玉部に圧入されるブッシュとを備えた板ばね装置であって、
前記目玉部の内側に削り加工とショットピーニングとがなされた目玉内面を有しかつ、
前記目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とが、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きい圧縮残留応力分布を有していることを特徴とする板ばね装置。
【請求項２】
板ばねの端部を丸く巻くことによって目玉部を形成する工程と、
前記目玉部の内面を削ることによって該目玉内面を円形に仕上げるとともに該目玉内面に付着していた酸化皮膜を除去する削り工程と、
前記削り工程が行なわれた後に、前記目玉内面にショットを投射することによって前記目玉内面に圧縮残留応力を付与し、かつ、該目玉内面の周方向の圧縮残留応力分布に関して該目玉部の巻き始め部を含む第１の領域の圧縮残留応力の絶対値と、目玉中心を通る鉛直線上の巻き中間点を含む第２の領域の圧縮残留応力の絶対値とを、該目玉内面の他の領域の圧縮残留応力の絶対値よりも大きくする内面ショットピーニング工程と、
前記内面ショットピーニング工程後に前記目玉部に該目玉部の内径よりも大きな外径のブッシュを圧入する工程と、
を具備したことを特徴とする板ばね装置の製造方法。
【請求項３】
前記内面ショットピーニング工程では、前記目玉部の内側にショット噴射ノズルを挿入しかつ該ショット噴射ノズルと対向する位置にショット反射部材を配置し、前記ショット噴射ノズルから前記ショット反射部材に向けてショットを投射するとともにこれらショットを前記ショット反射部材によって前記目玉内面に向けて反射させ、かつ、前記ショット反射部材を前記第１の領域に近付けた状態で前記ショットを投射する第１のショットピーニング工程と、前記ショット反射部材を前記第２の領域に近付けた状態で前記ショットを投射する第２のショットピーニング工程とを行なうことを特徴とする請求項２に記載の板ばね装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載された板ばね装置の目玉内面に前記ショットピーニングを行うためのショットピーニング装置であって、
前記目玉部の内側に挿入されるショット噴射ノズルと、
前記ショット噴射ノズルと対向する反射面を有し前記ショット噴射ノズルから投射されたショットを該反射面で反射させ前記目玉内面に向わせるショット反射部材とを具備し、
前記反射面は、前記第１の領域と第２の領域に向って反射するショットの量が前記他の領域に向って反射するショットの量よりも多くなるような形状としたことを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項５】
前記ショット反射部材の軸線に対する前記反射面のなす角度が、該反射面で反射するショットの投射角が０°を越えて４５°以下となる角度としたことを特徴とする請求項４に記載のショットピーニング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１３１３３８（Ｐ２０１１−１３１３３８Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３４１４（Ｐ２００９−２９３４１４）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【出願人】（５９３１７６０３６）株式会社スミハツ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【出願人】（５９３１７６０３６）株式会社スミハツ (2)
【Ｆターム（参考）】
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