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JP2019098790A - Steering knuckle - Google Patents

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JP2019098790A
JP2019098790A JP2017228402A JP2017228402A JP2019098790A JP 2019098790 A JP2019098790 A JP 2019098790A JP 2017228402 A JP2017228402 A JP 2017228402A JP 2017228402 A JP2017228402 A JP 2017228402A JP 2019098790 A JP2019098790 A JP 2019098790A
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JP
Japan
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lower arm
width direction
vehicle width
steering knuckle
pearlite
Prior art date
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Pending
Application number
JP2017228402A
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Japanese (ja)
Inventor
友明 黒石
Tomoaki Kuroishi
友明 黒石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2017228402A priority Critical patent/JP2019098790A/en
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Abstract

To provide a steering knuckle which can improve the rigidity of a bent portion of a lower arm part connected to a lower arm.SOLUTION: A steering knuckle 1 comprises a main body part 10 for supporting wheels, and a lower arm part 11 extending downward from the main body part 10, and connected to a lower arm 4. The lower arm part 11 has a lower arm attachment part 13 which is bent toward the inside in a vehicle width direction at its tip, and connected with the lower arm 4 at its tip. The bent portion 12 of the lower arm part 11 has an inclined tissue in which a perlite rate of an outside region 12o located outside in the vehicle width direction is higher than a perlite rate of an inside region 12i located inside in the vehicle width direction, and the perlite rates are increased toward the outside from the inside in the vehicle width direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ロアアームに連結される下アーム部を備えるステアリングナックルに関する。   The present invention relates to a steering knuckle including a lower arm portion coupled to a lower arm.

自動車などの車両には、車輪を支持するステアリングナックルが設けられている。一般に、ステアリングナックルは、車輪を支持する本体部と、本体部から下方に延設され、ロアアームに連結される下アーム部とを備える。特許文献1には、下アーム部の先端部が車幅方向内側に向けて屈曲し、その先端部にロアアームが結合されるロアアーム取付部が設けられたステアリングナックルが開示されている。ロアアーム取付部にロアアームがボールジョイントにより結合され、下アーム部とロアアームとはボールジョイントを介して連結される。   A vehicle such as a car is provided with a steering knuckle that supports wheels. In general, a steering knuckle includes a main body supporting a wheel, and a lower arm extending downward from the main body and coupled to a lower arm. Patent Document 1 discloses a steering knuckle provided with a lower arm mounting portion in which a lower arm portion is bent inward in the vehicle width direction and a lower arm is coupled to the front end. The lower arm is coupled to the lower arm attachment portion by a ball joint, and the lower arm portion and the lower arm are coupled via the ball joint.

ステアリングナックルは一般に、鋳鉄(例、球状黒鉛鋳鉄)で形成されている。特許文献2には、ステアリングナックルを所定の組成の鋳鋼で形成することで、強度と靭性を向上させる技術が開示されている。   The steering knuckle is generally formed of cast iron (eg, spheroidal graphite cast iron). Patent Document 2 discloses a technology for improving strength and toughness by forming a steering knuckle of cast steel of a predetermined composition.

特開2013−173494号公報JP, 2013-173494, A 特開2017−31451号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2017-31451

ステアリングナックルの下アーム部のロアアーム取付部には、例えば車両走行中の縁石への衝突(接触)時など、ロアアームから車幅方向の外側に向けて荷重が主に入力される。その際、下アーム部の屈曲部分では、応力集中が生じ易く、強度上の弱点となり易い。したがって、下アーム部の屈曲部分において、ロアアーム取付部に入力される車幅方向外側への荷重に対する強度を改善することが望まれる。   A load is mainly input from the lower arm toward the outside in the vehicle width direction, for example, at the time of a collision (contact) with a curb while the vehicle is traveling, for example, at the lower arm attachment portion of the lower arm portion of the steering knuckle. At that time, stress concentration is likely to occur at the bent portion of the lower arm portion, which tends to be a weak point in strength. Therefore, it is desirable to improve the strength against the load to the outer side in the vehicle width direction input to the lower arm attachment portion at the bent portion of the lower arm portion.

本発明の目的の一つは、ロアアームに連結される下アーム部の屈曲部分における強度を向上できるステアリングナックルを提供することにある。   One of the objects of the present invention is to provide a steering knuckle that can improve the strength at the bending portion of the lower arm portion connected to the lower arm.

本発明者は、ロアアームに連結されるステアリングナックルの下アーム部について鋭意検討した結果、次のような知見を得た。図2に示すように、ロアアーム取付部13に車幅方向外側への荷重(図中矢印Fで示す)が入力された際、下アーム部11の屈曲部分12において、車幅方向内側に位置する内側部位12iには引張方向の応力が加わり、車幅方向外側に位置する外側部位12oには圧縮方向の応力が加わる。つまり、屈曲部分12の車幅方向の内側と外側とでは、異なる方向の応力を受けることになる。そして、屈曲部分12の内側部位12iでは、引張方向の応力を受けるため、破断の起点となるき裂が発生し易いことから、伸びが大きい方が望ましい。一方、屈曲部分12の外側部位12oでは、圧縮方向の応力を受けるため、き裂が発生し難いが、屈曲部分12の変形を抑制する観点から、伸びが小さく、降伏点が大きい方が望ましい。   The inventors of the present invention obtained the following findings as a result of intensive studies on the lower arm portion of the steering knuckle connected to the lower arm. As shown in FIG. 2, when a load (indicated by an arrow F in the drawing) to the outer side in the vehicle width direction is input to the lower arm attachment portion 13, the bending portion 12 of the lower arm portion 11 is positioned inside in the vehicle width direction. Stress in the tensile direction is applied to the inner portion 12i, and stress in the compressive direction is applied to the outer portion 12o located on the outer side in the vehicle width direction. That is, stress in different directions is received between the inside and the outside of the bending portion 12 in the vehicle width direction. Then, since the inner portion 12i of the bent portion 12 is subjected to stress in the tensile direction, a crack serving as a fracture starting point is easily generated, so it is preferable that the elongation be large. On the other hand, the outer portion 12o of the bent portion 12 receives a stress in the compression direction, so that a crack is not easily generated, but from the viewpoint of suppressing the deformation of the bent portion 12, it is desirable that the elongation be small and the yield point be large.

本発明者は、下アーム部の屈曲部分において、車幅方向の内側と外側とで組織を変えることにより、屈曲部分の強度を改善できることを見出した。具体的には、内側部位のパーライト率が低く、外側部位のパーライト率が高くなるように傾斜組織とする(後述する図3を参照)。通常、鋳鉄では、パーライト率が低い組織は、降伏点が小さく、伸びが大きいのに対し、パーライト率が高い組織は、降伏点が大きく、伸びが小さい。上述したように、屈曲部分の内側部位では、引張応力を受けるため、パーライト率を低くして伸びを大きくすることにより、破断の起点となるき裂の発生を抑制できる。一方、屈曲部分の外側部位では、圧縮応力を受けるため、パーライト率を高くして降伏点を大きくすることにより、屈曲部分の変形を抑制できる。これにより、ロアアーム取付部に入力される車幅方向外側への荷重に対して、下アーム部の屈曲部分の破断や変形を抑制でき、屈曲部分の強度が向上する。   The inventor has found that the strength of the bent portion can be improved by changing the tissue between the inside and the outside in the vehicle width direction at the bent portion of the lower arm portion. Specifically, the inclined tissue is formed so that the pearlite rate in the inner part is low and the pearlite rate in the outer part is high (see FIG. 3 described later). Generally, in cast iron, a structure with a low pearlite rate has a small yield point and a large elongation, whereas a structure with a high pearlite rate has a large yield point and a small elongation. As described above, since the tensile stress is applied to the inside portion of the bent portion, it is possible to suppress the generation of the crack which is the starting point of the fracture by reducing the pearlite rate and increasing the elongation. On the other hand, since a compressive stress is applied to the outer side portion of the bent portion, deformation of the bent portion can be suppressed by increasing the pearlite rate to increase the yield point. Thus, breakage or deformation of the bent portion of the lower arm portion can be suppressed with respect to the load to the outer side in the vehicle width direction input to the lower arm attachment portion, and the strength of the bent portion is improved.

ところで、ステアリングナックルは、鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯し、鋳型内で冷却して鋳造することで製造されている。従来の鋳造方法では、一般的に鋳型全体を均一的に冷却しており、鋳型の内面に接するステアリングナックルの表面側から冷却され、表面側は冷却速度が速く、中心側ほど冷却速度が遅くなる。そのため、冷却速度の差により、表面部ではパーライト率が低く、中心部ほどパーライト率が高い組織となる。図5は、従来のステアリングナックルに備わる下アーム部の屈曲部分における断面(図2のA−A断面)の組織を模式的に示したものである。図5において、左下がりの斜線のハッチングで示す部位、横線のハッチングで示す部位、右下がりの斜線のハッチングで示す部位、縦線のハッチングで示す部位の順にパーライト率が高いことを表している。従来のステアリングナックルの場合、下アーム部の屈曲部分において、図5に示すように、車幅方向の内側と外側とでは実質的に同じ組織となり、内側部位及び外側部位では中心部に比べてパーライト率が低い組織となる。   By the way, a steering knuckle is manufactured by pouring molten iron of cast iron into a mold, and cooling and casting in the mold. In the conventional casting method, the entire mold is generally uniformly cooled, and it is cooled from the surface side of the steering knuckle in contact with the inner surface of the mold, the surface side has a faster cooling rate, and the center side has a slower cooling rate. . Therefore, due to the difference in the cooling rate, the pearlite rate is low in the surface portion, and the structure is high in the pearlite rate toward the central portion. FIG. 5 schematically shows the structure of a cross section (A-A cross section in FIG. 2) in a bending portion of a lower arm portion provided in a conventional steering knuckle. In FIG. 5, it is indicated that the pearlite rate is high in the order of a part indicated by hatching of lower left hatching, a part of hatching of horizontal line, a part of hatching of lower right hatching and a part of hatching with vertical line. In the case of the conventional steering knuckle, as shown in FIG. 5, in the bent portion of the lower arm portion, substantially the same tissue is formed on the inner side and the outer side in the vehicle width direction, and in the inner and outer portions, pearlite is compared to the central portion. The rate is low.

本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。以下、本発明について説明する。   The present invention has been made based on the above findings. Hereinafter, the present invention will be described.

(1)本発明の一態様に係るステアリングナックルは、
車輪を支持する本体部と、
前記本体部から下方に延設され、ロアアームに連結される下アーム部と、を備えるステアリングナックルであって、
前記下アーム部は、先端部が車幅方向内側に向けて屈曲し、その先端部に前記ロアアームが結合されるロアアーム取付部を有し、
前記下アーム部の屈曲部分において、車幅方向外側に位置する外側部位のパーライト率が車幅方向内側に位置する内側部位のパーライト率よりも高く、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を有する。
(1) A steering knuckle according to one aspect of the present invention is
A body supporting the wheels,
A lower arm portion extending downward from the main body portion and coupled to a lower arm,
The lower arm portion has a lower arm attachment portion in which a tip end portion is bent inward in the vehicle width direction and the lower arm is coupled to the tip portion.
In the bent portion of the lower arm portion, the pearlite rate at the outer side located outside in the vehicle width direction is higher than the pearlite rate at the inner side located inside in the vehicle width direction, and the pearlite rate increases from the inside to the outside in the vehicle width direction Has a graded tissue.

上記ステアリングナックルは、下アーム部の屈曲部分において、外側部位のパーライト率が内側部位のパーライト率よりも高く、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を有する。上記ステアリングナックルによれば、屈曲部分の内側部位のパーライト率が低く、伸びが大きいため、引張応力によるき裂の発生を抑制できる。また、屈曲部分の外側部位のパーライト率が高く、降伏点が大きいため、圧縮応力による変形を抑制できる。したがって、上記ステアリングナックルは、ロアアーム取付部に入力される車幅方向外側への荷重に対し、下アーム部の屈曲部分の破断や変形を抑制できる。よって、ロアアームに連結される下アーム部の屈曲部分における強度を向上できる。   The steering knuckle has an inclined structure in which the pearlite rate at the outer side portion is higher than the pearlite rate at the inner side portion in the bent portion of the lower arm portion, and the pearlite rate increases from the inside to the outside in the vehicle width direction. According to the steering knuckle, since the pearlite rate at the inside portion of the bent portion is low and the elongation is large, it is possible to suppress the generation of the crack due to the tensile stress. Moreover, since the pearlite rate of the outer side part of a bending part is high and a yield point is large, the deformation | transformation by compressive stress can be suppressed. Therefore, the steering knuckle can suppress breakage or deformation of the bent portion of the lower arm portion with respect to the load to the outer side in the vehicle width direction input to the lower arm attachment portion. Therefore, the strength at the bent portion of the lower arm portion connected to the lower arm can be improved.

実施形態1に係るステアリングナックルを車両に取り付けた状態を示す概略正面図である。1 is a schematic front view showing a state in which a steering knuckle according to Embodiment 1 is attached to a vehicle. 実施形態1に係るステアリングナックルを前側から見た概略正面図である。1 is a schematic front view of a steering knuckle according to a first embodiment as viewed from the front side. 実施形態1に係るステアリングナックルに備わる下アーム部の屈曲部分の断面組織を模式的に示すイメージ図である。FIG. 7 is an image view schematically showing a cross-sectional structure of a bent portion of a lower arm portion provided in the steering knuckle according to the first embodiment. 実施形態1に係るステアリングナックルの製造に使用する鋳型の構成の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a mold used for manufacturing the steering knuckle according to Embodiment 1. 従来のステアリングナックルに備わる下アーム部の屈曲部分の断面組織を模式的に示すイメージ図である。It is an image figure which shows typically the cross-sectional structure | tissue of the bending part of the lower arm part with which the conventional steering knuckle is equipped.

本発明の実施形態に係るステアリングナックルを、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両の正面を「前」とし、これを基準とする方向を意味する。図中、矢印FRは車両前後方向の前側、矢印UPは車両上下方向の上側、矢印INは車幅方向の内側(中央側)、矢印OUTは外側を示す。   A steering knuckle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings indicate the same names. In the following description, “front”, “rear”, “upper”, “lower”, “left”, and “right” mean that the front of the vehicle is “front” and a direction based on this is a reference. Do. In the figure, the arrow FR indicates the front side in the longitudinal direction of the vehicle, the arrow UP indicates the upper side in the vertical direction of the vehicle, the arrow IN indicates the inner side (center side) in the vehicle width direction, and the arrow OUT indicates the outer side.

[実施形態1]
〔ステアリングナックル〕
図1〜図3を参照して、実施形態1に係るステアリングナックル1を説明する。ステアリングナックル1は、図1に示すように、車輪2を支持する本体部10と、本体部10から下方に延設され、ロアアーム4に連結される下アーム部11とを備える。下アーム部11は、その先端部が車幅方向内側に向けて屈曲し、その先端部にロアアーム4が結合されるロアアーム取付部13を有する(図2も参照)。その他、ステアリングナックル1には、ナックルアーム21と上アーム部31とを備える。ステアリングナックル1は、鋳鉄、具体的には球状黒鉛鋳鉄からなる鋳造品であり、本体部10、下アーム部11、ナックルアーム21及び上アーム部31が一体に形成されている。ステアリングナックル1の特徴の1つは、図2、図3に示すように、下アーム部11の屈曲部分12において、車幅方向外側に位置する外側部位12oのパーライト率が車幅方向内側に位置する内側部位12iのパーライト率よりも高く、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を有する点にある。図1は、左前輪を支持するステアリングナックル1を車両前方から見た状態を示している。以下、ステアリングナックル1の各部について主に図1を参照して説明し、その後、下アーム部11の屈曲部分12の組織について図2、図3を参照して詳しく説明する。
Embodiment 1
[Steering knuckle]
A steering knuckle 1 according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the steering knuckle 1 includes a main body 10 that supports the wheel 2 and a lower arm 11 that extends downward from the main body 10 and is connected to the lower arm 4. The lower arm portion 11 has a lower arm attachment portion 13 in which the lower arm 4 is bent at the tip end thereof inward in the vehicle width direction and the lower arm 4 is coupled to the tip end (see also FIG. 2). In addition, the steering knuckle 1 is provided with a knuckle arm 21 and an upper arm portion 31. The steering knuckle 1 is a cast product made of cast iron, specifically, spheroidal graphite cast iron, and the main body 10, the lower arm 11, the knuckle arm 21 and the upper arm 31 are integrally formed. One of the features of the steering knuckle 1 is, as shown in FIGS. 2 and 3, in the bending portion 12 of the lower arm portion 11, the pearlite rate of the outside portion 12o located outside in the vehicle width direction is located inside in the vehicle width direction. It has a graded texture which is higher than the pearlite rate of the inside portion 12i and increases in pearlite rate from the inside to the outside in the vehicle width direction. FIG. 1 shows a steering knuckle 1 supporting a left front wheel as viewed from the front of the vehicle. Hereinafter, each part of the steering knuckle 1 will be mainly described with reference to FIG. 1, and thereafter, the structure of the bending portion 12 of the lower arm portion 11 will be described in detail with reference to FIGS.

(本体部)
本体部10は、車幅方向に貫通する支持孔が形成されており、この支持孔にベアリング(図示せず)を介して車軸3が挿入され、車軸3に固定された車輪2を回転自在に支持する。車輪2には、タイヤ2tが組み付けられる。
(Body part)
The main body portion 10 has a support hole penetrating in the vehicle width direction, and the axle 3 is inserted into the support hole via a bearing (not shown), and the wheel 2 fixed to the axle 3 is rotatable. To support. The tire 2 t is assembled to the wheel 2.

(下アーム部)
下アーム部11は、本体部10から下方に延設され、ロアアーム4に連結される。下アーム部11の先端部(下端部)は、車幅方向内側に向けて屈曲する屈曲部分12が形成され、その先端部にロアアーム4が結合されるロアアーム取付部13が設けられている。ロアアーム取付部13にロアアーム4がボールジョイント15により結合され、下アーム部11とロアアーム4とはボールジョイント15を介して連結されている。下アーム部11(屈曲部分12を含む)の断面(下アーム部11の長手方向に直交する断面)の面積は、例えば400mm以上700mm以下である。
(Lower arm part)
The lower arm portion 11 extends downward from the main body portion 10 and is connected to the lower arm 4. A lower end portion (lower end portion) of the lower arm portion 11 is formed with a bent portion 12 which is bent inward in the vehicle width direction, and a lower arm attachment portion 13 to which the lower arm 4 is coupled is provided at the front end portion. The lower arm 4 is connected to the lower arm attachment portion 13 by a ball joint 15, and the lower arm portion 11 and the lower arm 4 are connected via the ball joint 15. The area of the cross section (a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the lower arm portion 11) of the lower arm portion 11 (including the bent portion 12) is, for example, 400 mm 2 or more and 700 mm 2 or less.

下アーム部11のロアアーム取付部13には、例えば車両走行中の縁石への衝突(接触)時など、図2に示すように、ロアアーム4から車幅方向の外側に向けて荷重(図中矢印Fで示す)が入力される。その際、屈曲部分12において、車幅方向内側に位置する内側部位12iでは引張応力が生じ、車幅方向外側に位置する外側部位12oでは圧縮応力が生じる。   The lower arm mounting portion 13 of the lower arm portion 11 is loaded from the lower arm 4 toward the outside in the vehicle width direction, as shown in FIG. 2, for example, at the time of a collision (contact) with a curb while traveling (Indicated by F) is input. At that time, in the bending portion 12, a tensile stress is generated at the inside portion 12i located inside in the vehicle width direction, and a compression stress is generated at the outside portion 12o located outside on the vehicle width direction.

(ナックルアーム)
ナックルアーム21は、本体部10から前方に延設され、タイロッド5に連結される。ナックルアーム21の先端部(前端部)には、タイロッド5が結合されるタイロッド取付部23が設けられており、ボールジョイント25によりタイロッド5が結合されている。
(Knuckle arm)
The knuckle arm 21 extends forward from the main body 10 and is connected to the tie rod 5. A tie rod attachment portion 23 to which the tie rod 5 is coupled is provided at the tip (front end) of the knuckle arm 21, and the tie rod 5 is coupled by a ball joint 25.

(上アーム部)
上アーム部31は、本体部10から上方に延設され、ストラット式サスペンション6のショックアブソーバー6aに連結される。上アーム部31の先端部(上端部)には、ショックアブソーバー6aが結合されるストラット取付部33が設けられており、ボルト35によりショックアブソーバー6aが結合されている。
(Upper arm)
The upper arm portion 31 extends upward from the main body portion 10 and is connected to the shock absorber 6 a of the strut type suspension 6. A strut mounting portion 33 to which the shock absorber 6a is coupled is provided at a tip end portion (upper end portion) of the upper arm portion 31, and the shock absorber 6a is coupled by a bolt 35.

(下アーム部の屈曲部分の組織)
下アーム部11の屈曲部分12の組織について、図3を参照して説明する。図3は、図2に示す屈曲部分12のA−A断面(下アーム部11の長手方向に直交する断面)の組織を模式的に示している。図3において、左下がりの斜線のハッチングで示す部位、横線のハッチングで示す部位、右下がりの斜線のハッチングで示す部位、縦線のハッチングで示す部位の順にパーライト率が高いことを表している。本実施形態では、下アーム部11の屈曲部分12において、図3に示すように、車幅方向の内側と外側とで組織が異なっている。具体的には、パーライト率が車幅方向の内側よりも外側の方が高くなるように変化しており、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を有する。つまり、図2に示す外側部位12oのパーライト率が内側部位12iのパーライト率がよりも高くなっている。そのため、屈曲部分12のうち、内側部位12iでは伸びが大きいのに対し、外側部位12oでは降伏点が大きい。外側部位12oパーライト率は、組成や鋳造条件などにもよるが、例えば、内側部位12iのパーライト率の1.5倍以上、更に2倍以上であることが挙げられる。
(Tissue of the bending part of the lower arm)
The tissue of the bent portion 12 of the lower arm portion 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3 schematically shows the structure of an AA cross section (a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the lower arm portion 11) of the bent portion 12 shown in FIG. In FIG. 3, it is indicated that the pearlite ratio is high in the order of a part shown by left hatching, a part shown by hatching, a part shown by hatching right and a part shown by hatching. In the present embodiment, in the bent portion 12 of the lower arm portion 11, as shown in FIG. 3, the tissues are different between the inside and the outside in the vehicle width direction. Specifically, the pearlite rate changes so that the outer side is higher than the inner side in the vehicle width direction, and has an inclined structure in which the pearlite rate increases from the inner side to the outer side in the vehicle width direction. That is, the pearlite rate of the outer side portion 12 o shown in FIG. 2 is higher than the pearlite rate of the inner side portion 12 i. Therefore, while the extension is large at the inside portion 12i of the bent portion 12, the yield point is large at the outer portion 12o. The outer region 12 o pearlite rate is, for example, 1.5 or more times, and further 2 or more times the pearlite rate of the inner region 12 i, depending on the composition, casting conditions and the like.

「パーライト率」とは、断面における単位面積あたりに占めるパーライト組織の面積割合のことをいう。パーライト率は、断面の組織を金属顕微鏡などで観察して、画像解析により、観察視野中のパーライト組織の面積を計測し、黒鉛を除いた組織の面積を100%として、パーライト組織が占める面積割合を算出することによって測定することができる。本例では、屈曲部分の曲げの径方向に沿った断面をとり、屈曲部分の断面の中心(重心)を通り径方向に沿う直線上の複数箇所(例えば4箇所以上)を観察して、それぞれのパーライト率を測定することにより、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率を求める。測定条件としては、例えば、倍率:50倍以上、視野サイズ:500μm×500μm以上とすることが挙げられる。パーライト以外の組織としては、主にフェライト組織が挙げられる。   The "pearlite ratio" refers to the area ratio of pearlite structure per unit area in the cross section. The pearlite rate is the area ratio of the pearlite structure occupied by 100% of the area of the structure excluding the graphite by measuring the area of the pearlite structure in the observation field of view by observing the structure of the cross section with a metallurgical microscope etc. It can be measured by calculating In this example, the cross section along the radial direction of bending of the bent portion is taken, and a plurality of points (for example, 4 or more points) on a straight line along the radial direction passing through the center (center of gravity) of the cross section of the bent portion The pearlite rate is determined from the inside to the outside in the vehicle width direction by measuring the pearlite rate of. As the measurement conditions, for example, the magnification: 50 times or more, the visual field size: 500 μm × 500 μm or more can be mentioned. As a structure other than pearlite, a ferrite structure is mainly mentioned.

ステアリングナックル1の組成は、公知の鋳鉄(例えば球状黒鉛鋳鉄)の組成を採用でき、C、Si、Mn、P、Sを含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる組成とすることが挙げられる。その他、例えばMg、Cu、Crなどの元素を添加してもよい。   The composition of the steering knuckle 1 can adopt the composition of a well-known cast iron (for example, spheroidal graphite cast iron) and contains C, Si, Mn, P, S, and the rest is Fe and unavoidable impurities. Be Besides, for example, an element such as Mg, Cu, or Cr may be added.

ステアリングナックル1は、鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯し、鋳型内で冷却して鋳造することで製造されている。図3に示す下アーム部11の屈曲部分12の断面組織は、鋳造時、下アーム部11の屈曲部分12において、車幅方向外側に位置する外側部位12o(図2参照)の冷却速度を車幅方向内側に位置する内側部位12i(図2参照)の冷却速度よりも遅くすることで得られる。外側部位12oの冷却速度を内側部位12iよりも遅くすることで、外側部位12oのパーライト率を内側部位12iよりも高くすることができる。これは、冷却速度が速いとパーライトが生成され難く、冷却速度が遅いほどパーライトが生成されるからである。   The steering knuckle 1 is manufactured by pouring molten iron of cast iron into a mold, and cooling and casting in the mold. The cross-sectional structure of the bent portion 12 of the lower arm portion 11 shown in FIG. 3 has a cooling rate of the outer portion 12 o (see FIG. 2) located outside in the vehicle width direction at the bent portion 12 of the lower arm portion 11 during casting. It is obtained by making it slower than the cooling rate of the inner part 12i (refer FIG. 2) located in the width direction inner side. By making the cooling rate of the outer side portion 12o slower than that of the inner side portion 12i, the pearlite rate of the outer side portion 12o can be made higher than that of the inner side portion 12i. This is because pearlite is less likely to be produced when the cooling rate is fast, and pearlite is produced as the cooling rate is slower.

外側部位12oの冷却速度を内側部位12iの冷却速度よりも遅くする方法としては、鋳型を温度制御することが挙げられる。例えば、鋳型における下アーム部11の屈曲部分12に対応する箇所において、内側部位12i側を急冷する冷却機構及び外側部位12o側を徐冷する加熱機構のうち、少なくとも一方を設けることが挙げられる。鋳型の構成の一例としては、図4(A)に示すように、鋳型40において、下アーム部11の屈曲部分12に対応する箇所のうち、内側部位12i側に冷却機構として冷却水配管41を配設することが挙げられる。或いは、外側部位12o側に加熱機構としてヒータ(図示せず)を埋設することが挙げられる。冷却機構としては、内側部位12i側の鋳型40の外周面に放熱フィン(図示せず)を設け、放熱フィンに風を当てて内側部位12i側の冷却速度を速くしてもよい。外側部位12o側にも冷却水配管を設けてもよく、この場合、外側部位12o側の冷却水配管の本数や流路断面積を内側部位12i側よりも減らしたり、外側部位12o側の冷却水配管に流れる冷却水の温度を内側部位12i側よりも高くすることが挙げられる。   As a method of making the cooling rate of the outer site 12o slower than the cooling rate of the inner site 12i, temperature control of the mold may be mentioned. For example, at least one of a cooling mechanism for quenching the inside portion 12i side and a heating mechanism for gradually cooling the outside portion 12o side may be provided at a position corresponding to the bent portion 12 of the lower arm portion 11 in the mold. As an example of a structure of a casting_mold | template, as shown to FIG. 4 (A), in the casting_mold | template 40, the cooling water piping 41 is used as a cooling mechanism in the inner site | part 12i side among the parts corresponding to the bending part 12 of the lower arm part 11. It is possible to arrange. Alternatively, a heater (not shown) may be embedded as a heating mechanism on the outer portion 12 o side. As a cooling mechanism, a radiation fin (not shown) may be provided on the outer peripheral surface of the mold 40 on the inner side 12i side, and wind may be applied to the radiation fin to increase the cooling rate on the inner side 12i. A cooling water pipe may be provided on the outer side 12o side, in which case the number of cooling water pipes on the outer side 12o side and the cross sectional area of the flow path are smaller than those on the inner side 12i side, or the cooling water on the outer side 12o side The temperature of the cooling water flowing into the pipe may be higher than that of the inner portion 12i.

また、別の一例としては、図4(B)に示すように、外側部位12o側に押し湯42を設け、押し湯42により外側部位12oの冷却速度を遅くしてもよい。   Further, as another example, as shown in FIG. 4B, a pusher 42 may be provided on the side of the outer portion 12o, and the cooling rate of the outer portion 12o may be reduced by the pusher 42.

<作用効果>
上述した実施形態1のステアリングナックル1は、次の作用効果を奏する。
ロアアーム4に連結される下アーム部11の屈曲部分12において、外側部位12oのパーライト率が内側部位12iのパーライト率よりも高く、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を有する。よって、屈曲部分12の内側部位12iのパーライト率が低く、伸びが大きいのに対し、外側部位12oのパーライト率が高く、降伏点が大きい。そのため、ロアアーム4からロアアーム取付部13に車幅方向外側への荷重が入力された際、引張応力を受ける内側部位12iでは、伸びが大きいので、引張応力によるき裂の発生を抑制できる。一方、圧縮応力を受ける外側部位12oでは、降伏点が大きいので、圧縮応力による変形を抑制できる。したがって、ロアアーム取付部13に入力される車幅方向外側への荷重に対して、下アーム部11の屈曲部分12の破断や変形を抑制でき、屈曲部分12の強度を向上できる。
<Function effect>
The steering knuckle 1 of the first embodiment described above has the following effects.
In the bent portion 12 of the lower arm portion 11 connected to the lower arm 4, the pearlite rate of the outer side portion 12o is higher than the pearlite rate of the inner side portion 12i, and has an inclined tissue in which the pearlite rate increases from the inside to the outside of the vehicle width direction. Therefore, while the pearlite rate of the inside part 12i of the bending part 12 is low and elongation is large, the pearlite rate of the outer side part 12o is high, and the yield point is large. Therefore, when the load from the lower arm 4 to the lower arm attachment portion 13 is input to the outer side in the vehicle width direction, the inner portion 12i receiving the tensile stress has a large elongation, so that the generation of a crack due to the tensile stress can be suppressed. On the other hand, since the yield point is large at the outer portion 12 o which receives the compressive stress, the deformation due to the compressive stress can be suppressed. Accordingly, breakage or deformation of the bent portion 12 of the lower arm portion 11 can be suppressed with respect to the load to the outer side in the vehicle width direction input to the lower arm attachment portion 13, and the strength of the bent portion 12 can be improved.

以上説明した本発明の実施形態に関連して、更に以下の付記を開示する。   Further, the following appendices will be disclosed in connection with the embodiment of the present invention described above.

[付記1]
鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯し、鋳型内で冷却して鋳造するステアリングナックルの製造方法であって、
前記ステアリングナックルは、
車輪を支持する本体部と、前記本体部から下方に延設され、ロアアームに連結される下アーム部とを備え、
前記下アーム部の先端部が車幅方向内側に向けて屈曲し、その先端部に前記ロアアームが結合されるロアアーム取付部を有しており、
前記下アーム部の屈曲部分において、車幅方向外側に位置する外側部位の冷却速度を車幅方向内側に位置する内側部位の冷却速度よりも遅くして鋳造する工程を備えるステアリングナックルの製造方法。
[Supplementary Note 1]
A manufacturing method of a steering knuckle in which a cast iron molten metal is poured into a mold, and cooled and cast in the mold,
The steering knuckle is
And a lower arm portion extending downward from the main body portion and connected to the lower arm.
A tip of the lower arm is bent inward in the vehicle width direction, and a tip of the lower arm has a lower arm attachment portion to which the lower arm is coupled.
The manufacturing method of a steering knuckle comprising the step of casting at a bending portion of the lower arm portion a cooling speed of an outer part located outside in the vehicle width direction slower than a cooling speed of an inner part located inside in the vehicle width direction.

付記1のステアリングナックルの製造方法によれば、下アーム部の屈曲部分において、外側部位の冷却速度を内側部位の冷却速度よりも遅くすることで、外側部位のパーライト率を内側部位のパーライト率よりも高くして、車幅方向内側から外側にかけてパーライト率が増加する傾斜組織を形成できる。屈曲部分の内側部位のパーライト率を低くして伸びを大きくすることにより、引張応力によるき裂の発生を抑制できる。また、屈曲部分の外側部位のパーライト率を高くして降伏点を大きくすることにより、圧縮応力による変形を抑制できる。よって、ロアアーム取付部に入力される車幅方向外側への荷重に対して、下アーム部の屈曲部分の破断や変形を抑制できる。したがって、上記ステアリングナックルの製造方法は、ロアアームに連結される下アーム部の屈曲部分における強度を向上できる。   According to the manufacturing method of the steering knuckle of appendix 1, by setting the cooling rate of the outer side portion slower than the cooling rate of the inner side portion at the bending portion of the lower arm portion, the pearlite rate of the outer side portion is greater than the pearlite rate of the inner side portion It is possible to form a sloped structure in which the pearlite rate increases from the inside to the outside in the vehicle width direction. By reducing the pearlite rate at the inner portion of the bent portion to increase the elongation, it is possible to suppress the generation of a crack due to a tensile stress. Moreover, the deformation | transformation by compressive stress can be suppressed by making the pearlite rate of the outer side part of a bending part high, and enlarging a yield point. Therefore, it is possible to suppress breakage or deformation of the bent portion of the lower arm portion with respect to the load to the outer side in the vehicle width direction input to the lower arm attachment portion. Therefore, the method of manufacturing the steering knuckle can improve the strength at the bent portion of the lower arm portion connected to the lower arm.

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The present invention is not limited to the embodiments described above, is shown by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

本発明のステアリングナックルは、乗用車や貨物車などの自動車に利用可能である。   The steering knuckle of the present invention is applicable to automobiles such as passenger cars and freight cars.

1 ステアリングナックル
2 車輪
2t タイヤ
3 車軸
4 ロアアーム
5 タイロッド
6 サスペンション
6a ショックアブソーバー
10 本体部
11 下アーム部
12 屈曲部分
12i 内側部位
12o 外側部位
13 ロアアーム取付部
15 ボールジョイント
21 ナックルアーム
23 タイロッド取付部
25 ボールジョイント
31 上アーム部
33 ストラット取付部
35 ボルト
40 鋳型
41 冷却水配管
42 押し湯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 steering knuckle 2 wheel 2t tire 3 axle 4 lower arm 5 tie rod 6 suspension 6a shock absorber 10 main body 11 lower arm 12 bent portion 12i inner portion 12o outer portion 13 lower arm attachment portion 15 ball joint 21 knuckle arm 23 tie rod attachment portion 25 ball Joint 31 upper arm 33 strut mounting part 35 bolt 40 mold 41 cooling water piping 42 pouring water

Claims (1)

車輪を支持する本体部と、
前記本体部から下方に延設され、ロアアームに連結される下アーム部と、を備えるステアリングナックルであって、
前記下アーム部は、先端部が車幅方向内側に向けて屈曲し、その先端部に前記ロアアームが結合されるロアアーム取付部を有し、
前記下アーム部の屈曲部分において、車幅方向外側に位置する外側部位のパーライト率が車幅方向内側に位置する内側部位のパーライト率よりも高く、車幅方向外側から内側にかけてパーライト率が減少する傾斜組織を有するステアリングナックル。
A body supporting the wheels,
A lower arm portion extending downward from the main body portion and coupled to a lower arm,
The lower arm portion has a lower arm attachment portion in which a tip end portion is bent inward in the vehicle width direction and the lower arm is coupled to the tip portion.
In the bent portion of the lower arm portion, the pearlite rate at the outer side located outside in the vehicle width direction is higher than the pearlite rate at the inner side located inside in the vehicle width direction, and the pearlite rate decreases from the outer side to the inside in the vehicle width direction Steering knuckles with inclined tissue.
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