【事件の表示】
　特許第２９９４５０８号「コイルばねの製造方法」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９９４５０８号の請求項１ないし５に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　本件特許第２９９４５０８号は、平成３年１１月２６日に出願され、平成１１年１０月２２日に設定登録され、平成１２年６月２７日に特許異議申立人小林孝夫より、特許異議の申立てが本件特許請求項１〜５に対してなされ、当審の平成１２年１１月１７日付取消理由通知に対し、特許権者より平成１３年１月２６日付で特許異議意見書及び訂正請求書が、提出された。
第２　訂正の適否についての判断
１　訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項１〜５の次の記載
　「【請求項１】鉄鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前に均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とするコイルばねの製造方法。　【請求項２】前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行う請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項３】前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項４】前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項５】前記第１ショットピーニング工程と前記第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなう請求項１記載のコイルばねの製造方法。」
を、
　「【請求項１】鉄鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前にショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とするコイルばねの製造方法。
　【請求項２】前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行う請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項３】前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項４】前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項５】前記第１ショットピーニング工程と前記第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなう請求項１記載のコイルばねの製造方法。」
と訂正する。そして、上記訂正個所は、次のア〜イのとおりである。
ア．　上記特許明細書の請求項１の「均一な窒化層を得るデスケール処理」とあるのを、「ショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理」と訂正する。
イ．上記特許明細書の請求項１の「第１ショットピーニング工程で使用したショットより小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程」とあるのを、「第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　特許明細書の段落番号０００５欄を以下のように訂正する。
「【０００５】
　【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐疲労性を高める手段および残留応力付与処理時のショットピーニングの条件について鋭意検討した結果、鉄鋼材を用いてデスケール処理したものについて窒化処理し、ショットの粒径および硬さを変えて２段階でショットピーニングをおこなうことにより高疲労強度ばねが形成できることを見出し本発明を完成した。」
（３）訂正事項ｃ
　特許明細書の段落番号０００６欄を以下のように訂正する。
　「【０００６】すなわち、本発明のコイルばねの製造方法は、鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前にショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とする。なお、前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行うことが好ましい。また、前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とすることが好ましい。さらに前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にすることがこのましい。そして、第１ショットピーニング工程と第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなうことが好ましい。」
（４）訂正事項ｄ
　特許明細書中の段落番号０００９欄を以下のように訂正する。
　「【０００９】なお、デスケール処理において、ばね素材の表面最大粗さをＲｍａｘ５μｍ以下にするのが好ましい。表面最大粗さがＲｍａｘ５μｍを超えると、窒化の均一性が不十分となり、また、得られるコイルばねは表面研磨が必要となる。デスケール処理としては、ショットブラストまたはショットピーニングにより実施できる。ショットブラスト、ショットピーニングでは特にばね素材の表面粗さを増大させないように、比較的弱くブラストされるような条件を選択する必要がある。例えば、ショットピーニングでは、比較的柔らかいガラスビーズや砥粒を使用するとか、直径０．３ｍｍ以下の細かいカットワイヤを使用するとか、直径０．３ｍｍ以下のスチールショットを使用することによりばね素材の表面最大粗さをＲｍａｘ５μｍ以下にすることができる。」
（５）訂正事項ｅ
　ｅ．特許明細書中の段落番号００１１欄を以下のように訂正する。
　「【００１１】ショットピーニング工程では、表面部が窒化処理されて硬化したコイルばねの表面から内部深くかつ表面での残留応力を大きく付与して、コイルばねの疲れ強さを高めることにある。そのため第１ショットピーニング工程ではまず粒径の大きいショットを、たとえば、高速でコイルばねに投射して表面より内部の深い位置まで残留応力を付与させる。その後、低温焼なましをおこない異常な応力を緩和する。第２ショットピーニング工程では、第１ショットピーニング工程で使用したショットより粒径が小さいショットを使用して再度投射をおこなう。この工程により表面部にさらに大きな残留応力を付与をする。第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬度の高いショットを使用することでその効果を高めることができる。これらの工程により、表面の残留応力が高く、かつ内部深い位置まで残留応力が付与できコイルばねの疲れ強さを大幅に向上させることができる。さらに最終の低温焼なまし工程をおこなうことが好ましい。　第１ショットピーニングエ程で使用されるショットとしては、通常径が０．６〜１．０ｍｍのもので硬さがＨｖで６００〜８００の範囲のものを使用するのが内部深い位置まで残留応力を付与するのに好ましい。」
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）訂正事項ａ
ア．　特許明細書の請求項１における「デスケール処理」に使用される方法を「ショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて」行われるものに限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的としている。そして、この限定した事項は、願書に添付した明細書の段落０００９、００１０、及び００１７に記載されている。
イ．　特許明細書の特許請求の範囲に記載された第２ショットピーニング工程で使用される「ショット」を第１ショットピーニング工程で使用したショットより「硬くて」小さい径のショットに限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的としている。そして、この限定した事項は、願書に添付した明細書の段落００１１，００１５、００２０、００２４、００２８の記載より明らかである。
　従って、この訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。また、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
（２）訂正事項ｂ〜ｅ
　訂正事項ｂ〜ｅは、何れも特許請求の範囲の請求項１の訂正に伴い、特許請求の範囲の欄の記載と発明の詳細な説明の欄の記載との整合性を図るために訂正するものであり、明りょうでない記載の釈明を目的としている。そして、何れも願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
３　まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、平成６年法律第１１６号附則第６条の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年法律第４１号による改正前の特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
第３　特許異議の申立てについての判断
１　本件特許発明
　上記のように本件については、特許権者の平成１３年１月２６日付訂正請求による訂正が認められており、本件特許発明は、上記第２の１（１）の訂正後における特許請求の範囲の請求項１〜５に記載されたとおりのものである。
２　特許異議申立ての概要
　上記特許異議申立ての理由の概要は次の通りである。
　特許異議申立人小林孝夫は、甲第１号証として特開昭６３一７６７３０号公報（「刊行物１」という。以下、同様。）を、甲第２号証として特開昭５２一２１５５１号公報（刊行物２）を、甲第３号証として特開昭５２一７６２３４号公報（刊行物３）を、甲第４号証として特開昭５９一２８５２２号公報（刊行物４）を、甲第５号証として特開昭６３一１７６４３０号公報（刊行物５）を、甲第６号証として特開昭６１一１７０５５１号公報（刊行物６）を、それぞれ提出して、本件特許の請求項１〜５に係る各発明は、甲第１号証〜甲第６号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであると主張している。
３　特許異議申立ての具体的理由に対する当合議体の判断
（１）各刊行物の記載
ア　刊行物１
（ア）　「ばね鋼線をコイル巻きした弁ばねの表面に窒化処理を施したのち、ショットの粒径を順次に小さくした複数段階のショットピーニングを施す構成とした。」（第２頁右上欄第１５行〜第１８行）
（イ）　「弁ばねの表面に窒化処理を施すと、表面に硬化層が形成されるとともに内部に圧縮残留応力が形成されて、弁ばねの疲れ強さがある程度向上し、しかる後、粒径の大きいショットでショットピーニングを施すと、表面の応力は小さいが深さの深い圧縮残留応力が形成され、続いて、粒径の小さいショットでショットピーニングを施すことにより表面の圧縮残留応力が上昇し、これにより、表面の応力が高く、かつ、深さも十分な残留応力分布が得られ、弁ばねの疲れ強さを大巾に向上させることができる効果がある。」（第２頁右上欄末行ないし同頁左下欄第１１行）
（ウ）　「サンプルＤは、１回目が粒径１．０ｍｍのカットワイヤ、２回目が粒径０．７ｍｍのカットワイヤで２回のショットピーニングを行ったもの」（第２頁右下欄第１７行〜第２０行）
　上記（ア）〜（ウ）の記載事項より、刊行物１には、
　ばね鋼線をコイル巻きし、窒化処理を施した後、ショットピーニングを施し、コイルに残留応力を付与するコイル巻きした弁ばねの製造方法において、該ショットピーニングは、１回目が粒径１．０ｍｍのカットワイヤ、２回目が、１回目のショットピーニングで使用したショットより小さい粒径の０．７ｍｍのカットワイヤで、２回のショットピーニングを行う。
発明が、記載されている。
イ　刊行物２
（ア）　「そのスケールを除去したのち浸炭または浸炭窒化などの雰囲気中で加熱することにより表面硬化させるようにした高耐久板ばねおよびその製造方法を提供するものである。」（第１頁右下欄第１７行〜第２０行）
（イ）　「たとえば前加工工程Ａの終了後に、素材表面に付着しているスケールを除去するためのスケール除去工程Ｂを施す。このスケール除去工程Ｂにおいては、ショットブラストなどのようにスケールを機械的に除去するものが用いられる。スケール除去工程Ｂを経た素材は、つぎの表面硬化工程Ｃにおいて浸炭または浸炭窒化などの雰囲気中で加熱され、その後」（第２頁左上欄第８行〜第１６行）
（ウ）　「なお上記スケール除去工程Ｂは、焼入れ工程後に施されるショットピーニングなどのように、板ばねのテンション側表面に圧縮残留応力を生じさせるものとは異なり、単にスケールを除去するためのみのものである。」（第２頁左上欄第１８行〜右上欄第２行）
ウ　刊行物３
（ア）　「ばね用鋼材の焼戻し温度近くの温度でイオン窒化することを特徴とする高耐久限度ばねの製造法。」（特許請求の範囲）
（イ）　「ばね用鋼材ＳＷＯ−Ｖ、ＳＷＯＳＣ−Ｖについて表面の酸化スケールを除去した後処理した結果・・・・・例えば本処理方法をコイルばねに適用した場合は・・・・・・有効である。」（第１頁右下欄第１９行〜第２頁左上欄下から５行）
エ　刊行物４
（ア）　「次に、０．８ｍｍφ鋼球をガバレージ８０％以上になるように吹き付けて表面皮膜などを落すショットピーニング処理を行なった。」（第２頁右下欄第３行〜第５行）
オ　刊行物５
（ア）　「第２図にＢ材を５００℃で２時間窒化処理した時の表面写真を示すが、第３図にＤで示す比較例ＳＷＯＳＣ−Ｖの４２０℃で処理した場合の硬さ分布と比較して、窒素の鋼中への拡散が十分に進行していることがわかる。」（第２頁右下欄下から５行〜１行）
（イ）　第３図には、表層部硬さをＨｖ７００以上としたグラフが示されている。
カ　刊行物６
（ア）　「続いて・・・・・第１段階として残留圧縮応力層の厚さを増大するために処理深度を増大し得るピーニング条件で被処理材をピーニング処理する。・・・・・次に、第１段階のピーニング処理で形成された残留圧縮応力層の・・・・・時効硬化するために第２段階として１００〜３００℃の温度条件で被処理材を熱処理する。・・・・・第３段階として第１段階のピーニング処理でのアークハイト値より小さく、表面の残留圧縮応力値が最大となるピーニング条件で被処理材をピーニング処理する。」（第２頁左下欄第４行〜右下欄第７行）
（２）対比・判断
　本件請求項１に係る発明（前者）と前記刊行物１に記載の発明（後者）を対比すると、後者の、「ばね鋼線」、「コイル巻きし、」、「コイル巻きした弁ばね」が、前者の、「鉄鋼線材」、「コイリング成形」、「コイルばね」にそれぞれ相当しており、前者と後者は、
　「鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなるコイルばねの製造方法。」の点で一致しており、両者は次のア及びイの点で相違している。
ア　前者は、コイリング成形後、窒化処理の前にショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理を行うのに対し、後者は、このようなデスケール処理を行っていない点。（相違点１）
イ　前者の第２ショットピーニング工程におけるショットは、第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬いのに対し、後者の第２ショットピーニング工程におけるショットは、このようになっていない点。（相違点２）
　上記相違点を検討するに、上記相違点１における前者のコイリング成形後、窒化処理の前にショットブラスト法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理に関する事項は、刊行物２に、また、前者のコイリング成形後、窒化処理の前にショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理に関する事項は、刊行物４にそれぞれ記載されている。しかし、相違点２の前者の構成は、刊行物２及び刊行物４の何れにも記載されていない。そして、この相違点２の前者の構成は、刊行物３、刊行物５及び刊行物６の何れにも記載されていない。
　そこで、前者のこの相違点２の構成による効果について検討すると、訂正明細書段落００２８に「第２段階のショットピーニングにより表面での残留応力を大きくしている。」と記載されている。そして、特許権者の提出した、平成１３年１月２６日付特許異議意見書の参考資料２の図１及び図２の記載によれば、直径０．８ｍｍ、ＨＶ７００の第１ショットピーニング工程のみを行ったものより、直径０．８ｍｍ、ＨＶ７００の第１ショットピーニング工程及び直径０．１ｍｍ、ＨＶ８００の第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程を行ったものの方が、表面での残留応力を大きくしていることが認められる。例えば、図１において、第１ショットピーニング工程のみを行ったものと、第１ショットピーニング工程及び第２ショットピーニング工程を１０分行ったものを比較すると、表面における残留応力は−９００ＭＰａから−１４００ＭＰａへ大きくなっており、表面からの深さ約８μｍでのピーク値約−１２００ＭＰａは、表面からの深さ約７μｍでのピーク値約−１５５０ＭＰａへと大きく変化している。
　一方、刊行物１の第３図（ａ）のサンプルＡの第１ショットピーニング工程を行ったものと、第３図（ｄ）のサンプルＤの第１ショットピーニング工程及び
第１ショットピーニング工程で使用したショットより小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程を行ったものを比較すると、表面における残留応力は約−４５ｋｇ／ｍｍ２から約−６７ｋｇ／ｍｍ２へ大きくなっているが、表面からの深さ０．１ｍｍでのピーク値はともに約−７０ｋｇ／ｍｍ２でありその変化は認められない。
　この比較により、この相違点２の構成による効果は、表面部における残留応力
のピーク値の増大にあるものと認められる。特許権者もこの点に関し、上記特許異議意見書において、相違点２の前者の「第２ショットピーニング工程を行うと、第１ショットピーニング工程で生じた内部の圧縮残留応力が維持または増大されると共に、コイルばねの表面部（表層部よりも内側）により大きな圧縮残留応力が付与され、特に、圧縮残留応力のピーク値が増大します。」（第６頁第２４行ないし第２８行）と述べている。この効果は、刊行物１の発明ばかりでなく、刊行物２乃至６に記載の発明にもみられないものである。そして、前者はこのような２段階のショットピーニングにより段落００２８の「疲労破壊の起点がより内部に移行して、かつ圧縮残留応力が大きくなりコイルばねの疲れ強さが著しく向上し耐久性を向上させることができ」るという、上記刊行物１乃至６に記載された発明にはみられない格別な効果を奏するものであるから、本件請求項１に係る発明は、刊行物１乃至６に記載された発明であるとも、刊行物１乃至６に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともすることはできない。
　そして、請求項１のコイルばねの製造方法を引用している訂正後の請求項２〜５に係る発明は、同様に、刊行物１乃至６に記載された発明であるとも、刊行物１乃至６に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともすることはできない。
　したがって、本件訂正後の請求項１〜５に係る発明は、上記刊行物１〜６に記載された発明であるとも、また上記刊行物１〜６に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたとすることもできない。
第４　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１〜５に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に、本件請求項１〜５に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年５月３１日（２００１．５．３１）
【訂正の要旨】
１　訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項１〜５の次の記載
　「【請求項１】鉄鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前に均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とするコイルばねの製造方法。
　【請求項２】前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行う請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項３】前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項４】前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項５】前記第１ショットピーニング工程と前記第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなう請求項１記載のコイルばねの製造方法。」
を、
　「【請求項１】鉄鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前にショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とするコイルばねの製造方法。
　【請求項２】前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行う請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項３】前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項４】前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項５】前記第１ショットピーニング工程と前記第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなう請求項１記載のコイルばねの製造方法。」
と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　特許明細書の段落番号０００５欄を以下のように訂正する。
「【０００５】
　【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐疲労性を高める手段および残留応力付与処理時のショットピーニングの条件について鋭意検討した結果、鉄鋼材を用いてデスケール処理したものについて窒化処理し、ショットの粒径および硬さを変えて２段階でショットピーニングをおこなうことにより高疲労強度ばねが形成できることを見出し本発明を完成した。」
（３）訂正事項ｃ
　特許明細書の段落番号０００６欄を以下のように訂正する。
　「【０００６】すなわち、本発明のコイルばねの製造方法は、鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前にショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて均一な窒化層を得るデスケール処理を行い、かつ、該ショットピーニングは、第１ショットピーニング工程と、第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬くて小さい径のショットを使用して行う第２ショットピーニング工程と、からなることを特徴とする。なお、前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行うことが好ましい。また、前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とすることが好ましい。さらに前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にすることがこのましい。そして、第１ショットピーニング工程と第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなうことが好ましい。」
（４）訂正事項ｄ
　特許明細書中の段落番号０００９欄を以下のように訂正する。
　「【０００９】なお、デスケール処理において、ばね素材の表面最大粗さをＲｍａｘ５μｍ以下にするのが好ましい。表面最大粗さがＲｍａｘ５μｍを超えると、窒化の均一性が不十分となり、また、得られるコイルばねは表面研磨が必要となる。デスケール処理としては、ショットブラストまたはショットピーニングにより実施できる。ショットブラスト、ショットピーニングでは特にばね素材の表面粗さを増大させないように、比較的弱くブラストされるような条件を選択する必要がある。例えば、ショットピーニングでは、比較的柔らかいガラスビーズや砥粒を使用するとか、直径０．３ｍｍ以下の細かいカットワイヤを使用するとか、直径０．３ｍｍ以下のスチールショットを使用することによりばね素材の表面最大粗さをＲｍａｘ５μｍ以下にすることができる。」
（５）訂正事項ｅ
　ｅ．特許明細書中の段落番号００１１欄を以下のように訂正する。
　「【００１１】ショットピーニング工程では、表面部が窒化処理されて硬化したコイルばねの表面から内部深くかつ表面での残留応力を大きく付与して、コイルばねの疲れ強さを高めることにある。そのため第１ショットピーニング工程ではまず粒径の大きいショットを、たとえば、高速でコイルばねに投射して表面より内部の深い位置まで残留応力を付与させる。その後、低温焼なましをおこない異常な応力を緩和する。第２ショットピーニング工程では、第１ショットピーニング工程で使用したショットより粒径が小さいショットを使用して再度投射をおこなう。この工程により表面部にさらに大きな残留応力を付与をする。第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬度の高いショットを使用することでその効果を高めることができる。これらの工程により、表面の残留応力が高く、かつ内部深い位置まで残留応力が付与できコイルばねの疲れ強さを大幅に向上させることができる。さらに最終の低温焼なまし工程をおこなうことが好ましい。
　第１ショットピーニングエ程で使用されるショットとしては、通常径が０．６〜１．０ｍｍのもので硬さがＨｖで６００〜８００の範囲のものを使用するのが内部深い位置まで残留応力を付与するのに好ましい。」
（５４）【発明の名称】
コイルばねの製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】鉄鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前に
ショットブラスト法またはショットピーニング法を用いて
硬くて
　【請求項２】前記デスケール処理は、ショットピーニング法で行う請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項３】前記デスケール処理により、前記コイルばねの表面粗さを５μｍ以下とする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項４】前記窒化処理によりコイルばねの表層部硬さをＨｖ７００以上にする請求項１記載のコイルばねの製造方法。
　【請求項５】前記第１ショットピーニング工程と前記第２ショットピーニング工程との間に低温焼きなまし工程をおこなう請求項１記載のコイルばねの製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンに使用される弁ばねなどの高強度高耐疲労ばねの製造方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】高強度高耐疲労ばねを製造する方法として、引張強度の高い線材を使用して、コイリング成形、熱処理、ショットピーニングによる残留応力付与処理をし、その後研磨処理して表面最大粗さを低減させる各工程を実施する方法が知られている。また特開平２−１２９４２２号公報には、シリコンクロム清浄鋼線を使用して、コイリング成形、熱処理、ショツトピーニングによる残留応力付与処理をし、その後研磨処理して表面最大粗さＲｍａｘを５μｍ以下にした高強度ばねを製造する方法が記載されている。さらに、特開昭６３−７６７３０号公報には、鉄鋼線材をコイリング成形し、窒化処理した後、ショットピーニングのショットの粒径を順次小さくした数段階のショットピーニングを施すコイルばねの製造方法が記載されている。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】従来のショットピニーングによる残留応力付与処理をおこないその後研磨処理して表面最大粗さをＲｍａｘを５μｍとする方法は、ショットピーニングにより表面の凹凸が大きくなるため比較的表面を厚く研磨しなければならずそのために工数がかさむといった問題がある。
　【０００４】また、窒化処理後、数段階のショツトピーニングを施す方法も、ショットピーニングの回数の割りには残留応力付与が充分でないという問題がある。さらに数段階のショットピーニングを施すと工程数がかさむという問題がある。本発明では、耐疲労性の高いばねをショットピーニング処理時の条件の最適化により簡易な工程で、大きな残留応力を付与して疲れ強さが向上したコイルばねとすることを目的とする。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐疲労性を高める手段および残留応力付与処理時のショットピーニングの条件について鋭意検討した結果、鉄鋼材を用いてデスケール処理したものについて窒化処理し、ショットの粒径
および硬さ
　【０００６】すなわち、本発明のコイルばねの製造方法は、鋼線材をコイリング成形、窒化処理、ショットピーニングを順次おこないコイルに残留応力付与するコイルばねの製造方法において、該コイリング成形後、該窒化処理の前に
ショツトブラスト法またはショットピーニング法を用いて
硬くて
　【０００７】本発明のコイルばねの製造方法は、鉄鋼線材をコイリング成形し、デスケール処理し、その後に窒化処理し、ショットピーニングを第１ショットピーニング工程、第２ショットピーニング工程の順におこなう、ことで高い耐疲労性を付与している。本発明のコイルばねの製造方法に使用される線材は、一窒化処理により表面部が窒化されて表面部の硬度が高くなる鉄鋼材である。特に、高強度ばね用として従来より使用されているモリブデン、バナジウムを含む合金鋼オイルテンパー線とか合金鋼硬引線が適している。かかる線材は酸化皮膜をもつものが好ましい。酸化皮膜はその後の工程のコイリング成形を容易とする作用を有する。
　【０００８】ばね用低合金鋼オイルテンパー線は、加工性が低いため温間処理をおこなってばね状に成形する。その後、低温熱処理により温間コイル処理の際に生じた残留応力や残留歪みを除去するのが好ましい。また合金硬引線に対しては、焼入れ焼もどし処理を実施してその硬度を高くするのが好ましい。線材として酸化皮膜を有するものを使用する場合には、窒化に先立ちデスケール処理をおこなう。デスケール処理は、コイリング成形されたばね素材の表面の酸化皮膜を除去する工程で、酸化皮膜を取り除くことにより均一な窒化が可能となる。
　【０００９】なお、デスケール処理において、ばね素材の表面最大粗さをＲｍａｘ５μｍ以下にするのが好ましい。表面最大粗さがＲｍａｘ５μｍを超えると、窒化の均一性が不十分となり、また、得られるコイルばねは表面研磨が必要となる。デスケール処理としては、ショットブラスト
または
により
　【００１０】デスケールをショットブラスト、ショットピーニングで実施することにより、酸化皮膜が除去できる以外に次の工程の窒化が容易となる。窒化処理は表面より約０．２ｍｍ程度の深さまで窒化し、表面より０．０５から０．１ｍｍまでの表面部の硬度をＨｖ８５０から６００程度とするものである。窒化処理そのものは従来と同様に実施することができる。例えば、アンモニア雰囲気中に４２０から５５０℃で２から６時間処理することにより所定の窒化層を形成できる。この窒化処理層は従来材のＳＷＯＳＣ−Ｖよりも硬い表面が形成できる（図１参照）。
　【００１１】ショットピーニング工程では、表面部が窒化処理されて硬化したコイルばねの表面から内部深くかつ表面での残留応力を大きく付与して、コイルばねの疲れ強さを高めることにある。そのため第１ショットピーニング工程ではまず粒径の大きいショットを、たとえば、高速でコイルばねに投射して表面より内部の深い位置まで残留応力を付与させる。その後、低温焼なましをおこない異常な応力を緩和する。第２ショットピーニング工程では、第１ショットピーニング工程で使用したショットより粒径が小さいショットを使用して再度投射をおこなう。この工程により表面部にさらに大きな残留応力を付与をする。第１ショットピーニング工程で使用したショットより硬度の高い
ショット
　【００１２】この後に低温焼なまし工程を実施して、第１ショットピーニング工程に起因する異常に大きい歪みを取り除きばね最表面部分の金属組織を均一化する。この工程は通常２５０℃で３０分程度の焼なましがおこなわれる。この低温焼なまし工程をおこなうことで、この工程をおこなわない場合に比べて表面部の残留応力が高くなる（図２参照）。
　【００１３】第２ショットピーニング工程では、ショットの径が第１ショットピーニング工程で使用したものより径の小さいものが用いられる。通常０．０５〜０．２ｍｍ程度のものが使用され、そのショットの硬さがＨｖで７００〜９００のものを使用するのが表面部の残留応力を高めるのにより好ましい。この高圧でのショットの投射で表面付近に著しく高い残留応力が形成される。
　【００１４】その後第１ショットピーニング工程の場合と同様に低温焼なましを実施するのが残留応力を安定させ疲れ強さを高めるために好ましい。
　【００１５】
　【作用】本発明のコイルばねの製造方法では、デスケール処理した後表面を窒化処理して均一な窒化層を形成、その後に第１ショットピーニング処理と、第１ショットピーニング処理で使用したショットより硬く小さい径のショットを使用する第２ショットピーニング処理をおこなう。これにより表面が硬化されたコイルばねに第１段階で内部の深い位置まで残留応力が付与され、さらに第２段階でのショットピーニング処理により表面付近の残留応力をより大きくすることができる。このためコイルばねは最表面部分から比較的深い部分まで残留応力が分布し、かつ表面に近い部分程大きい圧縮残留応力が付与される。このため、高強度で耐疲労性に優れたコイルばねが製造できる。
　【００１６】
　【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。
（実施例１）コイルばねの線材として、炭素０．６４重量％（以下、％は特に明記されていない限り重量％を意味する）、珪素１．４３％、マンガン０．６７％、燐０．０１５％、硫黄０．００６％、クロム１．５７％、モリブデン０．５７％、バナジウム０．２６％、残部鉄とからなる合金鋼をオイルテンパーして、引張強度σＢ＝２０９ｋｇｆ／ｍｍ２の合金鋼オイルテンパー線としたものを使用した。
　【００１７】この線材を２００℃で温間コイリングし、線径３．２ｍｍ、コイル中心径２１．２ｍｍ、総巻数６．５巻、有効巻数４．５巻、自由高さ５０ｍｍ、ばね定数２．４５ｋｇｆ／ｍｍ２のコイルばねに成形した。次にこのコイルばねを５００℃で３０分間熱処理し低温焼なましをおこなった。その後、直径が０．２ｍｍで硬度Ｈｖ５５０のスチールボールを使用し、１０分間のマイクロショットピーニングを実施して表面の酸化皮膜を除去した。
　【００１８】次にアンモニアガス雰囲気下で５００℃、６時間のガス窒化を行いコイル表面に窒化層を形成した。その後、コイルの端面を切削して仕上げ処理した。この窒化層を形成したコイルばねの硬度を表面からの深さによる低下の度合いを調べた結果を図１に示す。さらに比較試料として、窒化処理温度４５０℃にして本実施例の鋼材（図中◎）と従来のＳＷＯＳＣ−Ｖ鋼材（図中×）（炭素０．５７重量％、珪素１．４８％、マンガン０．７０％、燐０．０１１％、硫黄０．００６％、クロム０．７１％）についても調べ結果を図１に示した。その結果、内部硬さＨｖは実施例の５００℃で処理したもの（○）がＨｖ５８５、４５０℃で処理したもの（◎）がＨｖ５９５、従来材を４５０℃で処理したもの（×）がＨｖ５０５であり、本実施例の品の０．０２ｍｍでの硬さはＨｖ８００以上であり、従来材のＨｖ７００以下に比べて硬度が上昇している。
　【００１９】本実施例の鋼材を４５０℃と５００℃（○）で窒化処理した物の窒化層の硬さをみると図１に示すように内部硬さの低下は少なく表層部の硬さが向上していること示している。したがって、実施例では従来品に比べ内部深くまで硬く窒化されやすいことを示している。これは本実施例の試料の鋼材では、従来のものに比べてクロムが増量されさらにモリブデンとバナジウムとを含んでいるので、焼もどし軟化抵抗が向上し、窒化時の内部硬さの低下が起こりにくい。そのため窒化処理温度を高くすることが可能となる。
　【００２０】第１ショットピーニング工程は、窒化処理後に直径０．８ｍｍのカットワイヤを使用し、Ｈｖ７００、７０ｍ／ｓの条件で６０分間のショットピーニングを実施した。次いで２５０℃３０分間の低温焼なまし工程を実施した。第２ショットピーニング工程は、直径０．１ｍｍのスチールボールを使用し、Ｈｖ８００、投射圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で３０分間のショットピーニングを実施した。次いで２５０℃３０分間の低温焼なましを実施して異常に大きな内部歪みを除去し、コイル表面に圧縮残留応力を付与して本実施例のコイルばねを得た。
　【００２１】図２は第１ショットピーニング工程と第２ショットピーニング工程との間におこなう低温焼なまし工程の効果を確認するために、縦軸に残留応力（ｋｇｆ／ｃｍ２）を横軸に表面からの深さ（μｍ）をとりその関係をグラフで示した。すなわち、図２では第１および第２ショットピーニング工程をそれぞれ同じ条件でおこない低温焼なましおこなった（○）場合と、おこなわない（●）場合とを比較した。その結果、前者では表面層の残留応力が後者より大きくなっていることを示している。したがって、この低温焼なまし工程は、表面部分の残留応力を高めるのに有効である。
　【００２２】このコイルばねの表面粗さはＲｍａｘ２．０μｍであった。また、このコイルばね８個を５ｘ１０７回の繰り返し応力振幅させた時、８個とも破損しない場合を合格とし時、コイルばねの疲れ強さは６０±５７．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、７０±５５ｋｇｆ／ｍｍ２であった。図３にこのコイルばねの残留応力の分布状態を線グラフ（−○−）で示す。なお、図３中縦軸は残留応力を、横軸は表面からの深さ（μｍ）を示す。実施例のコイルばねは表面からの深さが３００μｍで、表面での残留応力は−１６０ｋｇｆ／ｃｍ２である。
　【００２３】本実施例により得られたコイルばねは、表面は硬く表面には大きくかつ深い位置まで残留応力が形成されていることを示している。
（実施例２）実施例１の線材と同じ材質の合金鋼を硬引し、引張強度σＢ＝１３５ｋｇｆ／ｍｍ２の合金鋼硬引線としたものを線材として使用した。この線材を用いコイリング、焼き入れ９３０℃７分間焼きもどし４５０℃２０分の熱処理、表面処理、ガス窒化、研磨を実施例１の工程と全く同じ工程を実施した。
　【００２４】第１ショットピーニング工程を直径０．８ｍｍのカットワイヤを使用し、Ｈｖ７００、１００ｍ／ｓの条件で６０分間のショットピーニングを実施した。次いで２５０℃３０分間の低温焼なまし工程を実施した。第２ショットピーニング工程は、直径０．１ｍｍのスチルボールを使用し、Ｈｖ８００、投射圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で３０分間のショットピーニングを実施した。次いで２５０℃３０分間の低温焼なまし工程を実施して異常に大きな内部歪みを除去し、コイル表面に圧縮残留応力を付与して本実施例のコイルばねを得た。
　【００２５】このばねの残留応力の分布の状態を線グラフ（−◎−）で図３に示す。このコイルバネは実施例１よりも第１ショットピーニング工程の投射速度を速めたことによりさらに内部（４００μｍ）まで残留応力が分布している。本実施例のコイルばねの表面粗さはＲｍａｘ２．５μｍであり、５ｘ１０７回の疲れ強さは６０±５７．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、７０±５７・８ｋｇｆ／ｍｍ２以上であった。
（比較例）比較例のコイルばねは、実施例１の第１ショットピーニング工程のショットの硬さおよび投射速度を替え、第２ショットピーニング工程ではショットの径を０．２とした以外は投射速度、硬度は第１ショットピーニング工程と同じで処理時間は実施例の場合と同じである。
　【００２６】すなわち、第１ショットピーニング工程を直径０．８ｍｍのカットワイヤでＨｖ５５０のものを用い６０ｍ／ｓの条件で投射を６０分おこなった。次いで２５０℃３０分間の低温焼なまし工程を実施した後、第２ショットピーニング工程は、ショットの直径を０．２ｍｍで硬さおよび投射速度を第１ショットピーニング工程と同じにして３０分投射した。
　【００２７】得られたばねの残留応力の分布の状態を線グラフ（−△−）で図３に示す。このコイルばねは残留応力の分布が実施例１よりも浅く（２００μｍ）表面での残留応力も（−１００ｋｇｆ／ｍｍ２）と小さい。コイルばねの表面粗さはＲｍａｘ２．０μｍであり、５ｘ１０７回の疲れ強さは６０±５４．５ｋｇｆ／ｍｍ２と実施例に比べて耐久性に劣る。
　【００２８】
　【発明の効果】本発明のコイルばねの製造方法では、デスケール処理した後に表面を窒化処理して均一な窒化層を形成し、その後に粒径および硬さを変えたショットで２段階のショットピーニング工程を実施している。このため硬化した表面層に第１段階で内部深くまで残留応力を形成し、第２段階のショットピーニングにより表面での残留応力を大きくしている。このため疲労破壊の起点がより内部に移行して、かつ圧縮残留応力が大きくなりコイルばねの疲れ強さが著しく向上し耐久性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
　【図１】は、窒化処理後の試料の表面から内部への硬さの分布を示すグラフである。
　【図２】は、低温焼なまし工程の有無による試料の残留応力の分布を示すグラフである。
　【図３】は、実施例および比較例の試料の残留応力の分布を示すグラフである。