特許 6076207 板ばねの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6076207

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】板ばねの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/02 20060101AFI20170130BHJP

   C21D 1/42 20060101ALI20170130BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20170130BHJP

   H05B 6/44 20060101ALI20170130BHJP

   F16F 1/02 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   C21D9/02 A

   C21D9/02 B

   C21D1/42 U

   H05B6/10 381

   H05B6/44

   F16F1/02 B

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-124796(P2013-124796)

(22)【出願日】2013年6月13日

(65)【公開番号】特開2015-993(P2015-993A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2016年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000210986

【氏名又は名称】中央発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 徹

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１５５５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３３３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８５２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０７２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０３６０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４５６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５２２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３６−０１３５０４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００３−０７３７３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｄ ９／００−９／４４

Ｃ２１Ｄ １／０２−１／８４

Ｆ１６Ｆ １／０２

Ｈ０５Ｂ ６／１０

Ｈ０５Ｂ ６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板ばねを製造する方法であって、
板ばねをその長手方向と平行な方向に搬送して、板ばねの各部位を加熱コイルの近傍を通過させると共に、板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際に加熱コイルに交流電流を流すことによって板ばねの各部位を加熱する工程を有しており、
板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際の板ばねの搬送速度と、加熱コイルに供給する電力と、加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つを、加熱コイルで加熱する部位に応じて変化させる、板ばねの製造方法。

【請求項2】

複数の加熱コイルが第１の方向に並べて配置されており、
加熱工程では、各加熱コイルに交流電流を流すことによって、各加熱コイルの近傍に位置する板ばねの部位を加熱し、
各加熱コイルに供給する電力と、各加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つが、加熱コイル毎に異なる、請求項１に記載の板ばねの製造方法。

【請求項3】

板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有しており、
第１部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力は、第１部分の厚みと、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離に応じて決定され、
第２部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力は、第２部分の厚みと、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離に応じて決定される、請求項１又は２に記載の板ばねの製造方法。

【請求項4】

第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離は、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離と略同一であり、
第１部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力は、第２部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力より大きい、請求項３に記載の板ばねの製造方法。

【請求項5】

板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有しており、
第１部分を加熱する際の板ばねの搬送速度は、第１部分の厚みと、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離に応じて決定され、
第２部分を加熱する際の板ばねの搬送速度は、第２部分の厚みと、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離に応じて決定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の板ばねの製造方法。

【請求項6】

第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離は、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離と略同一であり、
第１部分を加熱する際の板ばねの搬送速度は、第２部分を加熱する際の板ばねの搬送速度より小さい、請求項５に記載の板ばねの製造方法。

【請求項7】

板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有しており、
第１部分を加熱する際に加熱コイルに流される電流の周波数は、第２部分を加熱する際に加熱コイルに流される電流の周波数より低い、請求項１〜６のいずれか一項に記載の板ばねの製造方法。

【請求項8】

加熱コイルは、巻線を巻回することで筒状に形成されており、
板ばねは、筒状に形成された加熱コイルの内部を搬送される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の板ばねの製造方法。

【請求項9】

加熱工程では、板ばねを加熱コイルに対して往復動させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の板ばねの製造方法。

【請求項10】

板ばねを加熱する装置であって、
板ばねを長手方向と平行な方向に搬送する搬送装置と、
搬送装置により搬送される板ばねの搬送経路上に配置され、搬送される板ばねを加熱する加熱コイルと、
加熱コイルと接続され、加熱コイルに交流電流を流す交流電源と、
搬送装置及び交流電源を制御する制御装置と、を有しており、
制御装置は、板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際の板ばねの搬送速度と、加熱コイルに供給する電力と、加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つを、加熱コイルで加熱する部位に応じて変化させる、板ばねの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、板ばね（例えば、自動車等に装備されるリーフ式サスペンションに用いられる板ばね）の製造技術を開示する。詳しくは、板ばねを加熱処理する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

板ばねを製造する際には、種々の加熱処理が行われる（非特許文献１）。例えば、焼き入れ前の加熱、焼戻しや、ばね材の表面を塗装する前に行われる加熱処理、板ばねを加工する前の加熱処理等が挙げられる。このような加熱処理には、通常、熱風炉や赤外線加熱炉のような加熱炉が用いられる。加熱炉を用いて加熱処理を行う場合、半製品形状又は製品形状に成形されたばね材を加熱炉の一端から加熱炉内に投入する。加熱炉内に投入されたばね材は、加熱炉の他端に向かって搬送されながら加熱され、加熱炉の他端より加熱炉外に搬出される。これによって、ばね材に加熱処理が施される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】日本ばね学会編「ばね」第４版，４９８〜５０８ページ，丸善株式会社

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、板ばねを加熱炉により加熱処理するため、加熱処理に時間を要し、生産性が低下する。また、ばね材を搬送しながら加熱するため、加熱時間が長くなると、その分だけ加熱炉も大型化する。加熱炉が大型化すると、エネルギー効率も低下する。

【0005】

本明細書は、板ばねに実施する加熱処理を短時間で行うことができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する板ばねを製造する方法は、板ばねをその長手方向と平行な方向に搬送して、板ばねの各部位を加熱コイルの近傍を通過させると共に、板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際に加熱コイルに交流電流を流すことによって板ばねの各部位を加熱する工程を有している。板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際の板ばねの搬送速度と、加熱コイルに供給する電力と、加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つを、加熱コイルで加熱する部位に応じて変化させる。

【0007】

この製造方法では、加熱コイルに交流電流を流すことで、板ばねに渦電流を発生させて板ばねを加熱する。すなわち、板ばねを誘導加熱によって加熱する。誘導加熱は、板ばねを短時間で加熱することができるため、熱処理に要する時間を短時間化することができる。また、板ばねの部位に応じて、板ばねの搬送速度と、加熱コイルに供給する電力と、加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つを変化させる。これによって、板ばねを部位毎に所望の温度に加熱することができる。

【0008】

また、本明細書は、板ばねを好適に加熱する装置を開示する。加熱装置は、板ばねを長手方向と平行な方向に搬送する搬送装置と、搬送装置により搬送される板ばねの搬送経路上に配置され、搬送される板ばねを加熱する加熱コイルと、加熱コイルと接続され、加熱コイルに交流電流を流す交流電源と、搬送装置及び交流電源を制御する制御装置と、を有している。制御装置は、板ばねの各部位が加熱コイルの近傍を通過する際の板ばねの搬送速度と、加熱コイルに供給する電力と、加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つを、加熱コイルで加熱する部位に応じて変化させる。この加熱装置によると、本明細書に開示の板ばねの製造方法に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】板ばねを加熱処理する装置の全体構成を模式的に示す図。

【図2】加熱装置により加熱される板ばねの正面図（ａ）と、平面図（ｂ）を併せて示す図。

【図3】板ばねを加熱処理する装置の他の例を模式的に示す図。

【図4】板ばねを加熱処理する装置のさらに他の例を模式的に示す平面図。

【図5】図４に示す加熱処理装置を構成する加熱コイルの正面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【0011】

（特徴１） 本明細書が開示する製造方法では、複数の加熱コイルが第１の方向に並べて配置されていてもよい。加熱工程では、各加熱コイルに交流電流を流すことによって、各加熱コイルの近傍に位置する板ばねの部位を加熱してもよい。各加熱コイルに供給する電力と、各加熱コイルに流す交流電流の周波数の少なくとも１つが、加熱コイル毎に異なってもよい。このような構成によると、複数の加熱コイルを用い、各加熱コイルの電力又は周波数を変化させるため、板ばねを部位毎に適切に加熱することができる。

【0012】

（特徴２） 本明細書が開示する製造方法では、板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有していてもよい。この場合に、第１部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力は、第１部分の厚みと、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離（隙間）に応じて決定してもよい。また、第２部分を加熱する際に加熱コイルに供給される電力は、第２部分の厚みと、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離（隙間）に応じて決定してもよい。このような構成によると、板ばねの厚み（断面積）と、加熱部分と加熱コイルの距離に応じて加熱コイルに供給される電力が変化するため、板ばねの各部位を断面積に応じて適切に加熱することができる。例えば、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離と、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離とが略同一とみなせる場合、板ばねの厚み（断面積）が小さい第２部分を小さな電力で加熱し、板ばねの厚み（断面積）が大きい第１部分を大きな電力で加熱してもよい。このように加熱することで、板ばねの全体を略均一に加熱することができる。

【0013】

（特徴３） 本明細書が開示する製造方法では、板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有していてもよい。第１部分を加熱する際の板ばねの搬送速度は、第１部分の厚みと、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離（隙間）に応じて決定してもよい。第２部分を加熱する際の板ばねの搬送速度は、第２部分の厚みと、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離（隙間）に応じて決定してもよい。例えば、第１部分を加熱するときの加熱コイルと第１部分との距離と、第２部分を加熱するときの加熱コイルと第２部分との距離とが略同一とみなせる場合、板ばねの厚み（断面積）が小さい第２部分については搬送速度を大きくし、板ばねの厚み（断面積）が大きい第１部分については搬送速度を小さくしてもよい。このように加熱することで、板ばねの全体を略均一に加熱することができる。

【0014】

（特徴４） 本明細書が開示する製造方法では、板ばねは、厚みが厚い第１部分と、第１部分より厚みが小さい第２部分を有していてもよい。第１部分を加熱する際に加熱コイルに流される電流の周波数は、第２部分を加熱する際に加熱コイルに流される電流の周波数より低くしてもよい。このような構成によると、板ばねの厚み（断面積）に応じて加熱コイルの周波数（すなわち、加熱コイルで加熱される深さ）が変化するため、板ばねの各部位をその断面積に応じて適切に加熱することができる。

【0015】

（特徴５） 本明細書が開示する製造方法では、加熱コイルは、巻線を巻回することで筒状に形成されていてもよい。板ばねは、筒状に形成された加熱コイルの内部を搬送されてもよい。このような構成によると、板ばねは筒状の加熱コイルの内部を搬送されるため、加熱コイルによって板ばねを効率的に加熱することができる。

【0016】

（特徴６） 本明細書が開示する製造方法では、加熱工程では、板ばねを加熱コイルに対して往復動させてもよい。このような構成によると、板ばねを加熱コイルに対して往復動させることで、板ばねの各部位の加熱時間を好適に調整することができる。

【実施例1】

【0017】

実施例に係る板ばねの製造方法について説明する。本実施例に係る板ばねＷは、自動車等に装備されるリーフ式サスペンションに用いられる。図２に示すように、板ばねＷは板状のばねであり、その長手方向に断面積が変化している。すなわち、板ばねＷの幅は一定であるが（図２（ｂ）参照）、その厚みが長手方向に変化している（図２（ａ）参照）。具体的には、板ばねＷは、板厚が厚い中央部Ｗ１と、板厚が中央部Ｗ１よりも薄い端部Ｗ２を有している。中央部Ｗ１は、板ばねＷの中央に設けられており、その板厚は一定となっている。端部Ｗ２は中央部Ｗ１の両側に設けられており、その板厚は端部に向かって徐々に薄くなっている。なお、図２に示す板ばねＷは湾曲していないが、後述するように、板ばねＷは図１の加熱装置で加熱された後に湾曲状に成形される。すなわち、図１に示す板ばねＷは半製品形状の状態である。また、リーフ式サスペンションには、通常、複数の板ばねを重ね合わせて用いられる（ただし、１枚の板ばねのみが用いられるものもある。）。複数の板ばねを重ね合わせた重ね板ばねをリーフ式サスペンションに用いる場合、一部の板ばね（１枚又は２枚の板ばね（いわゆる、親ばね））の両端には目玉が形成され、それ以外の板ばね（すなわち、図１に示すような板ばね）には目玉が形成されない。また、これら複数の板ばねを重ね合わせるため、自動車に装備される前に、これら複数の板ばねを組付ける組付け工程が行われる。

【0018】

上述した板ばねＷを製造するには、まず、ばね鋼（例えば、ＳＵＰ６，ＳＵＰ９，ＳＵＰ９Ａ，ＳＵＰ１１Ａ等）を所定寸法の板材に加工し、その板材に機械加工（例えば、穿孔加工、圧延加工等）を行って半製品形状とする（図２に示す状態）。次いで、半製品形状とした板材を加熱して湾曲状に形成し、しかる後、焼入れを行う。次に、焼入れ後の板材に対して焼戻しを行った後、ショットピーニング等の表面処理を行う。その後、表面温度が所定の塗装温度となるまで加熱し、その加熱された表面に塗料を吹付けて塗装する。これにより、板ばねＷが製造される。なお、本実施例では、半製品形状とした板材を湾曲状に形成する前に行う加熱処理に、本発明に係る加熱処理を用いる。なお、この加熱処理以外の部分については、従来公知の方法と同様に行うことができるため、ここではその詳細な説明を省略する。

【0019】

まず、半製品形状の板ばねＷ（以下、最終製品の板ばねＷと区別するために、半製品形状の板ばねＷを単に板材Ｗということとする。）を加熱処理する加熱装置について説明する。図１に示すように、加熱装置１０は、板材Ｗを搬送する搬送装置（１２，・，１２）と、搬送装置（１２，・，１２）により搬送される板材Ｗを加熱する加熱コイル１４ａ〜１４ｄと、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに接続された交流電源１６ａ〜１６ｄと、搬送装置（１２，・，１２）及び交流電源１６ａ〜１６ｄを制御する制御装置２０を備えている。

【0020】

搬送装置（１２，・，１２）は、板材Ｗをその長手方向と平行な方向に搬送する。搬送装置（１２，・，１２）は、複数のローラ対１２を備えている（図１では５つのローラ対１２を備えている）。複数のローラ対１２は、板材Ｗの搬送方向（水平方向）に均等な間隔を空けて配置されている。各ローラ対１２は、板材Ｗの上方に配置されたローラと、板材Ｗの下方に配置されたローラによって構成されている。各ローラは、図示しないモータによって回転駆動されるようになっている。板材Ｗは、ローラ対１２の間に挟まれた状態で各ローラが回転することで搬送される。なお、各ローラの回転方向及び回転速度は制御装置２０によって制御される。制御装置２０は、ローラの回転方向を制御することで板材Ｗの搬送方向を変化させ（搬送方向を図１の右方向又は左方向に切換え）、ローラの回転速度を制御することで板材Ｗの搬送速度を変化させる。

【0021】

加熱コイル１４ａ〜１４ｄは、搬送装置（１２，・，１２）により搬送される板材Ｗの搬送経路上に配置される。加熱コイル１４ａ〜１４ｄは、板材Ｗの搬送方向（図１の水平方向）に均等な間隔を空けて配置され、隣接するローラ対１２の間に位置している。加熱コイル１４ａ〜１４ｄは、巻線を螺旋状に巻回した円筒状のコイルであり、その内部（内側）を板材Ｗが通過可能な大きさに形成されている。搬送装置（１２，・，１２）により搬送される板材Ｗは、加熱コイル１４ａ〜１４ｄの内部を搬送される。なお、本実施例に係る板ばねＷでは、中央部Ｗ１の板厚と端部Ｗ２の板厚との差が小さい。このため、加熱コイル１４ａ〜１４ｄの内部に板ばねＷが配置されたときに、中央部Ｗ１と加熱コイル１４ａ〜１４ｄの間に形成される隙間は、端部Ｗ２と加熱コイル１４ａ〜１４ｄの間の隙間より小さくなるが、加熱効率の観点からは両者の隙間は略同一とみなすことができる。

【0022】

交流電源１６ａ〜１６ｄのそれぞれは、加熱コイル１４ａ〜１４ｄのそれぞれに接続されている。交流電源１６ａ〜１６ｄのそれぞれは、対応する加熱コイル１４ａ〜１４ｄに交流電流を供給する。交流電源１６ａ〜１６ｄのそれぞれは、対応する加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給する交流電流の電力及び周波数が制御可能となっている。なお、交流電源１６ａ〜１６ｄから供給される交流電流の電力及び周波数は、制御装置２０によって制御される。

【0023】

制御装置２０は、搬送装置（１２，・，１２）と交流電源１６ａ〜１６ｄに接続され、搬送装置（１２，・，１２）と交流電源１６ａ〜１６ｄを制御する。制御装置２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータにより構成されている。制御装置２０は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、搬送装置（１２，・，１２）のローラの回転速度と回転方向を制御し、また、交流電源１６ａ〜１６ｄから加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される交流電流の電力及び周波数を制御する。

【0024】

なお、加熱装置１０は、加熱処理する板材Ｗの温度を測定するセンサ１８ａ，１８ｂをさらに備えている。センサ１８ａは、加熱装置１０の搬入口に設置され、加熱装置１０へ搬入される板材Ｗの温度を測定する。センサ１８ｂは、加熱装置１０の搬出口に設置され、加熱装置１０から搬出される板材Ｗの温度を測定する。センサ１８ａ，１８ｂは、制御装置２０に接続されている。センサ１８ａ，１８ｂで検出される板材Ｗの温度は制御装置２０に入力される。後述するように制御装置２０は、センサ１８ａ，１８ｂで検出される板材Ｗの温度に基づいて、搬送装置（１２，・，１２）と交流電源１６ａ〜１６ｄを制御することができる。なお、センサ１８ａ，１８ｂには、例えば、サーモグラフィセンサを用いることができる。

【0025】

上述した加熱装置１０により板材Ｗを加熱するときの加熱装置１０の動作を説明する。板材Ｗが搬入口から加熱装置１０に投入されると、まず、センサ１８ａは、搬入口に投入された板材Ｗの温度を測定する。すなわち、センサ１８ａは、板材Ｗの各部位の温度を測定し、その測定された板材Ｗの温度を制御装置２０に入力する。

【0026】

次に、制御装置２０は、搬送装置（１２，・，１２）を制御して板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄに向かって搬送すると共に、交流電源１６ａ〜１６ｄをオンして加熱コイル１４ａ〜１４ｄへの交流電流の供給を開始する。加熱コイル１４ａ〜１４ｄに交流電流が供給された状態で加熱コイル１４ａ〜１４ｄの内部を板材Ｗが通過すると、板材Ｗの内部には渦電流が発生する。板材Ｗは、その内部に発生した渦電流によって加熱される。加熱された板材Ｗは、搬出口まで搬送され、センサ１８ｂによってその温度が測定される。センサ１８ｂによって温度が測定された板材Ｗは、搬出口より加熱装置１０から搬出される。なお、制御装置２０は、センサ１８ｂで測定された板材Ｗの温度から、板材Ｗの各部位が所望の温度に加熱されたか否かを判断する。板材Ｗの各部位が所望の温度に加熱されている場合は、次の工程に進む。板材Ｗの各部位が所望の温度に加熱されていない場合は、再度、加熱処理を行う。

【0027】

ここで、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄで加熱する際は、制御装置２０は、板材Ｗの部位に応じて板材Ｗの搬送速度Ｖ（すなわち、搬送装置（１２，・，１２）のローラの回転速度）と、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給する交流電流の電力Ｐ及び周波数ｆを変化させる。すなわち、板材Ｗは、板厚の大きい中央部Ｗ１と、中央部Ｗ１の板厚より小さく、板厚が漸減する端部Ｗ２を有している。また、上述したように本実施例の板ばねＷは、中央部Ｗ１の板厚と端部Ｗ２の板厚との差が小さく、加熱効率の観点からは、中央部Ｗ１と加熱コイル１４ａ〜１４ｄの間の隙間は、端部Ｗ２と加熱コイル１４ａ〜１４ｄの間の隙間と略同一であるとみなすことができる。このため、板材Ｗの搬送速度Ｖを一定とし、かつ、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される交流電流の電力Ｐ及び周波数ｆを一定とすると、加熱後の板材Ｗは中央部Ｗ１より端部Ｗ２において温度が高くなる。したがって、板材Ｗの各部位を所望の温度Ｔに加熱しようとすると、板材Ｗの各部位の断面積を考慮して、当該部位が加熱コイル１４ａ〜１４ｄを通過する際の搬送速度Ｖａ〜Ｖｄと、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される交流電流の電力Ｐａ〜Ｐｄ及び周波数ｆａ〜ｆｄを変化させなければならない。搬送速度Ｖ、電力Ｐ及び周波数ｆは、例えば、次の方法で決定することができる。

【0028】

すなわち、図２に示すように、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄの長さ（加熱コイルの一端から他端までの長さ）で複数の部位Ｒｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に分割し、各部位Ｒｉについて搬送速度Ｖｉと交流電流の電力Ｐｉ及び周波数ｆｉを決める。例えば、まず、板材Ｗの一番左端となる部位Ｒ１が所望の温度Ｔ１となるように、搬送速度Ｖ１ａ〜Ｖ１ｄを決定すると共に、部位Ｒ１が通過する際の加熱コイル１４ａ〜１４ｄの電力Ｐ１ａ〜Ｐ１ｄ及び周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄを決定する。ここで、搬送速度Ｖ１ａは部位Ｒ１が加熱コイル１４ａを通過する際の搬送速度であり、以下、搬送速度Ｖ１ｂ，Ｖ１ｃ，Ｖ１ｄのそれぞれは、部位Ｒ１が加熱コイル１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれを通過する際の搬送速度である。また、電力Ｐ１ａ〜Ｐ１ｄは、部位Ｒ１が加熱コイル１４ａ〜１４ｄを通過する際の各加熱コイル１４ａ〜１４ｄの電力であり、周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄは、部位Ｒ１が加熱コイル１４ａ〜１４ｄを通過する際の各加熱コイル１４ａ〜１４ｄの周波数である。上記の事項を決定すると、板材Ｗの右端から２番目の部位Ｒ２の搬送速度Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃが確定する（すなわち、３つの加熱コイル１４ａ〜１４ｃを通過する際の搬送速度が確定する。）。したがって、部位Ｒ２については、部位Ｒ２が所望の温度Ｔ２となるように、４つ目の加熱コイル１４ｄを通過する際の搬送速度Ｖ２ｄと、部位Ｒ２が各加熱コイル１４ａ〜１４ｄを通過する際の電力Ｐ２ａ〜Ｐ２ｄ及び周波数ｆ２ａ〜ｆ２ｄを決定する。以下同様に、板材Ｗの分割した各部位Ｒｉについて、当該部位Ｒｉが所望の温度Ｔｉとなるように、各加熱コイル１４ａ〜１４ｄを通過する際の搬送速度Ｖｉａ〜Ｖｉｄと、電力Ｐｉａ〜Ｐｉｄと、周波数ｆｉａ〜ｆｉｄを決定する。これによって、板材Ｗの各部位Ｒｉを所望の温度Ｔｉに加熱することができる。すなわち、板材Ｗを、部位Ｒｉ毎に所望の温度Ｔｉに加熱することができる。

【0029】

例えば、板材Ｗの全体を均一に加熱する場合、板材Ｗの中央部Ｗ１を加熱する際に加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される電力Ｐａ〜Ｐｄを、板材Ｗの端部Ｗ２を加熱する際に加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される電力Ｐａ〜Ｐｄより大きくしてもよい。このような構成によると、板材Ｗの厚み（断面積）に応じて加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される電力が調整されるため、板材Ｗの全体を略均一に加熱することができる。

【0030】

あるいは、板材Ｗの中央部Ｗ１を加熱する際の搬送速度Ｖａ〜Ｖｄは、端部Ｗ２を加熱する際の搬送速度Ｖａ〜Ｖｄより小さくしてもよい。このような構成によっても、板材Ｗの厚み（断面積）に応じて各部位の加熱時間が調整され、板材Ｗの全体を略均一の温度に加熱することができる。

【0031】

さらには、板材Ｗの中央部Ｗ１を加熱する際に加熱コイル１４ａ〜１４ｄに流れる交流電流の周波数ｆａ〜ｆｄを、板材Ｗの端部Ｗ２を加熱する際に加熱コイル１４ａ〜１４ｄに流れる交流電流の周波数ｆａ〜ｆｄより低くしてもよい。加熱コイル１４ａ〜１４ｄを流れる交流電流の周波数が高いと板材Ｗの表面にのみ渦電流が発生し、加熱コイル１４ａ〜１４ｄを流れる交流電流の周波数が低いと板材Ｗの表面より深い位置まで渦電流が発生する。このため、板材Ｗの厚み（断面積）に応じて加熱コイル１４ａ〜１４ｄに流れる交流電流の周波数ｆａ〜ｆｄを変化させることで、板材Ｗの各部位をその厚みに応じて適切に加熱することができる。

【0032】

上述したように、本実施例の板ばねＷの製造方法では、誘導加熱を利用した加熱装置１０によって板材Ｗを加熱する。このため、板材Ｗを短時間で加熱することができ、加熱処理に要する時間を短縮することができる。また、板材Ｗの部位毎に、板材Ｗの搬送速度と、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される電力と周波数を制御するため、板材Ｗの各部位を部位毎に所望の温度に制御することができる。これによって、板材Ｗに所望の温度勾配を付与したり、板材Ｗの全体を均一に加熱したりすることができる。

【0033】

例えば、板材Ｗのうち加熱処理が先に終わる部分（図１において左側の部分）と、加熱処理が後に終わる部分（図１において右側の部分）との温度を変えておき、加熱処理終了時の板材Ｗの温度を全体で均一とすることもできる。すなわち、加熱処理終了時の板材Ｗの温度が全体で均一となるように、加熱処理が先に終わる部分の温度を高めに設定する一方、加熱処理が後に終わる部分の温度を低めに設定する。これによって、次に行われる工程において、板材Ｗに温度むらが生じることを抑制することができる。

【0034】

あるいは、板材Ｗを加熱した後に機械加工（例えば、目玉加工等）を行う場合は、板材Ｗの端部Ｗ２に温度勾配を生じさせ、板材Ｗの端部の加工抵抗を調整するようにしてもよい。板材Ｗの端部に目玉を形成する場合は、板材Ｗの端部のみを大きく変形させなければならない。このため、板材Ｗの端部に向けて温度が高くなるように加熱し、その後に板材Ｗの端部に目玉を形成すれば、過大な加工力が不要となり、目玉を成形するための成形型をコンパクトなものとすることができる。

【0035】

なお、上述した実施例では、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄの右側から左側に搬送し、その搬送の過程において板材Ｗを加熱したが、本明細書に記載の技術は、このような例に限られない。例えば、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄに対して往復動させて、その往復動の過程で加熱してもよい。すなわち、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄの右側から左側の位置まで移動させ、その後に、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄの左側から右側に移動させ、次いで、板材Ｗを加熱コイル１４ａ〜１４ｄの右側から左側に移動させてもよい。このような構成によると、板材Ｗの加熱時間の調整代が大きくなるため、板材Ｗの温度をきめ細かく制御することができる。なお、板材Ｗを往復動させる回数は、１回に限らず、２回以上に設定してもよい。また、板材Ｗを往復動する際の搬送速度も種々に変更してもよく、例えば、一方に送るときの搬送速度と、他方に送るときの搬送速度を変えてもよいし、一方に送るときの搬送速度と、他方に送るときの搬送速度とを同一の速度としてもよい。

【0036】

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0037】

例えば、上述した実施例の加熱装置１０では、板材Ｗを搬送する間（すなわち、板材Ｗが停止していない状態）に板材Ｗを加熱したが、本明細書に開示の技術は、このような例に限られない。例えば、図３に示す加熱装置３０のように、複数の加熱コイル３２ａ〜３２ｉと、これら加熱コイル３２ａ〜３２ｉのそれぞれに接続された交流電源３４ａ〜３４ｉとを設け、加熱コイル３２ａ〜３２ｉに対して板材Ｗが停止した状態で加熱処理を行ってもよい。この場合、板材Ｗの各部位の搬送速度は０となって同一であるため、各加熱コイル３２ａ〜３２ｉに供給される電力及び周波数を、板材Ｗの部位毎に制御する。このような構成によっても、板材Ｗを部位毎に所望の温度に制御することができる。

【0038】

また、上述した実施例では、板材Ｗをその長手方向と平行な方向に搬送したが、図４，５に示す加熱装置３０のように、板材Ｗをその長手方向と直交する方向に搬送するようにしてもよい。この場合、加熱コイル４２ａ〜４２ｃは、その内部（内側）に板材Ｗの全体が収容される。このような構成によると、加熱装置４０を搬送方向にコンパクト化することができる。

【0039】

また、上述した実施例では、中央部Ｗ１の板厚と端部Ｗ２の板厚との差が小さく、加熱効率の観点からは、板ばねＷと加熱コイル１４ａ〜１４ｄとの間に形成される隙間は、中央部Ｗ１と端部Ｗ２において略同一とみなすことができた。しかしながら、本明細書に開示の技術はこのような例に限られない。例えば、中央部Ｗ１の板厚と端部Ｗ２の板厚との差が大きい場合は、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと板ばねＷの間に形成される隙間は、板厚によって有意な差となる。このため、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと板ばねＷとの間の隙間を考慮して、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給される電力Ｐａ〜Ｐｄと、搬送速度Ｖａ〜Ｖｄを調整してもよい。例えば、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと加熱部位との隙間が大きいときは、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給する電力を大きくし、一方、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと加熱部位との隙間が小さいときは、加熱コイル１４ａ〜１４ｄに供給する電力を小さくしてもよい。あるいは、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと加熱部位との隙間が大きいときは搬送速度Ｖを小さくし、一方、加熱コイル１４ａ〜１４ｄと加熱部位との隙間が小さいときは搬送速度Ｖを大きくしてもよい。

【0040】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0041】

１０ 加熱装置
１２ ローラ対
１４ 加熱コイル
１６ 交流電源
１８ センサ
２０ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】