JP2004001087A

JP2004001087A - 車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこの摩擦圧接方法を用いた車輪支持部材

Info

Publication number: JP2004001087A
Application number: JP2003100701A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuki; 鈴木　克美; Yoshio Oba; 大場　義夫
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割し、その本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方そのスピンドル部を鋼鉄製として、鋼鉄製部品の長所と鋳鉄製部品の長所とを取り入れて車輪支持部材を製造する際に、その接合部の強度を従来に較べて高くすることのできる車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこれを用いた車輪支持部材を提供する。
【解決手段】本発明の車輪支持部材の摩擦圧接方法は、車輪支持部材１をアーム部２を含む本体部３とスピンドル部４とに分割して、本体部３を球状黒鉛鋳鉄製とする一方スピンドル部４を鋼鉄製とすると共に、スピンドル部４の摩擦面部は円錐形状凸部５とする一方本体部３の摩擦面部はスピンドル部４の摩擦面部に対応する円錐形状凹部６とし、両摩擦面部を軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧力を加えつつ回転させることに基づく摩擦発熱によって、本体部３とスピンドル部４とを摩擦圧接する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこの摩擦圧接方法を用いた車輪支持部材の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこの摩擦圧接方法を用いた車輪支持部材が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来のものでは、車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割し、その本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方スピンドル部を鋼鉄製として、その本体部とスピンドル部との両摩擦面部を軸方向から互いに突き合わせて摩擦圧接することによって、両摩擦面部を摩擦圧接により接合している。
【０００４】
この従来のものでは、アップセット圧力を鋼鉄製部材同士の摩擦面部を接合するときのアップセット圧力よりも高目としかつアップセット時間を鋼鉄製部材同士の摩擦面部を接合するときのアップセット時間に較べて短めに設定し、本体部の摩擦面部とスピンドル部の摩擦面部との摩擦熱により再溶解した溶融物を外部に押し出して、両摩擦面部を固相接合に近い状態で摩擦接合することにより、摩擦圧接された摩擦面部にチル（炭化物）が存在せずかつ接合も良好な車輪支持部材の摩擦圧接方法を提案している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２３７２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この車輪支持部材の摩擦圧接方法によれば、靱性、強度、信頼性を有する鋼鉄製部品の長所と衝撃に対しては弱いが複雑な形状を安価に製作できる鋳造部品との長所とを併有する車輪支持部材を製作できる。
【０００７】
しかしながら、この従来の車輪支持部材の摩擦圧接方法では、本体部の摩擦面部とスピンドル部の摩擦面部とを平坦面として軸方向から互いに突き合わせて摩擦圧接するので、未だ摩擦圧接による接合強度が十分であるとはいい難い。
【０００８】
また、アップセット圧力を鋼鉄製部品同士の摩擦面部を接合するときのアップセット圧力よりも高目として摩擦圧接を行うため、球状黒鉛がアップセット圧力により扁平となり、この面からも摩擦圧接による接合強度が十分であるとはいい難い。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割し、その本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方そのスピンドル部を鋼鉄製として、鋼鉄製部品の長所と鋳鉄製部品の長所とを取り入れて車輪支持部材を製造する際に、その接合部の接合強度を従来に較べて高くすることのできる車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこれを用いた車輪支持部材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法は、車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割して、前記本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方前記スピンドル部を鋼鉄製とすると共に、前記スピンドル部の摩擦面部は円錐形状凸部又は凹部とする一方前記本体部の摩擦面部は前記スピンドル部の摩擦面部に対応する円錐形状凹部又は凸部とし、両摩擦面部を軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧力を加えつつ回転させることに基づく摩擦発熱によって、前記本体部と前記スピンドル部とを摩擦圧接することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法は、前記円錐形状凸部の頂角が３０度〜１５０度の範囲好ましくは６０度〜１３５度の範囲、更に好ましくは１０５度〜１２０度の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
請求項１、２に記載の発明によれば、スピンドル部の摩擦面部を円錐形状凸部（又は円錐形状凹部）とする一方本体部の摩擦面部をその円錐形状凸部（又は円錐形状凹部）に対応する円錐形状凹部（又は円錐形状凸部）として、両摩擦面部を互いに軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧接することにしたので、両摩擦面部同士の摩擦接触面積が増大することになり、その接合部の接合強度を向上させることができる。
【００１３】
また、アップセット圧力を軸方向から両摩擦面部に加えた場合にそのアップセット圧力の分力が両摩擦面部に加わることになるので、アップセット圧力を加える際に球状黒鉛の球形度の低下を防止（扁平度を低減）できることになり、この観点からも両摩擦面部の接合強度を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法は、前記両摩擦面部の摩擦発熱温度が固相線以上の温度でかつ完全液相状態となる温度以下の固液共存状態の温度で、前記両摩擦面部を摩擦圧接することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、両摩擦面部を固液共存領域で摩擦圧接するものであるから、両摩擦面部の接合部が完全なる溶融状態となることを防止でき、この観点からも、球状黒鉛の球形度の低下を抑制できる。
【００１６】
また、両摩擦面部の接合部に生じるチルの量を低減できると共に、アップセット圧力を加えたときに、両摩擦面部から外部に押し出される溶融物の量を従来に較べて低減できることによって、両摩擦面部のバリの発生が抑制される。
【００１７】
請求項４に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法は、前記本体部と前記スピンドル部との少なくとも一方の摩擦面部でかつ軸方向中央部に、摩擦端面から軸方向に向かって延びて摩擦圧接によって生じる溶融物を案内する案内穴が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、発生した溶融物を案内穴に導くことができるので、両摩擦面部の外周にバリが生じるのを極力低減できる。
【００１９】
また、スピンドル部と本体部との両摩擦面部でかつ摩擦圧接の発熱にほとんど寄与しない軸方向中央部に案内穴を形成することにしたので、摩擦圧接の接合強度を低下させることなくバリの発生を回避することができる。
【００２０】
請求項５に記載の車輪支持部材は、車輪支持部材がアーム部を含む球状黒鉛鋳鉄製本体部と鋼鉄製スピンドル部とから構成され、前記スピンドル部の摩擦面部は円錐形状凸部又は凹部とされ、前記本体部の摩擦面部は前記スピンドル部の摩擦面部に対応する円錐形状凹部又は凸部とされ、前記鋼鉄製スピンドル部の摩擦面部の頂角が３０度〜１５０度の範囲好ましくは６０度〜１３５度の範囲、更に好ましくは１０５度〜１２０度の範囲の円錐形状凸部又は凹部とされ、前記両摩擦面部を軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧力を加えて回転させることに基づく摩擦発熱によってかつ前記両摩擦面部の摩擦発熱温度が固相線の温度以上の温度でしかも完全液相状態となる温度以下の固液共存状態温度で前記球状黒鉛鋳鉄製アーム部と前記鋼鉄製スピンドル部とが摩擦圧接されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明も、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は車輪支持部材としてのナックル１の概要図である。
【００２４】
そのナックル１は、ここでは、アーム部２を含む本体部３とスピンドル部４とから構成されている。
【００２５】
本体部３は球状黒鉛鋳鉄製（例えばＪＩＳＦＣＤ４５０）とされ、スピンドル部４は鋼鉄製（例えばＳ４５Ｃ）とされている。
【００２６】
そのスピンドル部４の摩擦面部は円錐形状凸部５とされ、その本体部３の摩擦面部は円錐形状凸部５に対応する円錐形状凹部６とされている。
また、スピンドル部４の摩擦面部は円錐凹形状でもよく、その場合、本体部３の摩擦面部は円錐凹形状に対応する円錐凸形状となる。
【００２７】
スピンドル部４と本体部３とは、その円錐形状凹部６とその円錐形状凸部５とを軸方向から互いに突き合わせて嵌合させた状態で軸方向からの摩擦圧力Ｆを加えつつ回転させることに基づく摩擦発熱によって溶融させ、本体部３とスピンドル部４とが摩擦圧接される。
【００２８】
本体部３の摩擦面部とスピンドル部４の摩擦面部とを円錐形状としたのは、両摩擦面部の摩擦接触面積が増大し、その接合強度の向上を図ることができると考えられたからである。
【００２９】
その円錐形状凸部５の頂角θは、３０度から１５０度の範囲であり、６０度から１３５度の範囲がより望ましい。更には、１０５度から１２０度の範囲が最も望ましい。
【００３０】
その円錐形状凸部５の頂角θを３０度以上としたのは、頂角θを３０度未満とすると、両摩擦面部の摩擦圧力Ｆ１が低くなり過ぎ、軸方向からの摩擦圧力Ｆを加える割りには、所望の摩擦発熱量を得ることができないと考えられるからである。
【００３１】
その円錐形状凸部５の頂角θを１５０度以下としたのは、頂角θを１５０度を超えるものとすると、両摩擦面部が平坦面同士の摩擦接合に近い状態となり、所望の接合強度を得にくいと考えられるからである。
【００３２】
その頂角θが６０度から１３５度の範囲が望ましく、１０５度から１２０度の範囲が更に望ましいのは、後述する実験結果による。
【００３３】
この本体部３とスピンドル部４との摩擦圧接は、公知の摩擦圧接機を用い、摩擦面部の摩擦発熱温度が球状黒鉛鋳鉄の固相線の温度Ｔ１（約１１５０度Ｃ〜約１１６０度Ｃ）以上の温度でかつ完全液層状態となる温度Ｔ２以下の固液共存状態の温度で摩擦面部を摩擦圧接することにより行う。
【００３４】
すなわち、従来の摩擦圧接方法は、例えば、図２（ａ）のＸ点に示すカーボン量（Ｃ量）に相当する炭素当量（ＣＥ値）を有する球状黒鉛鋳鉄は、摩擦発熱に基づき、図２（ｂ）に符号Ｚ１で示すように、球状黒鉛鋳鉄の摩擦面部が完全に溶融するまで昇温された後冷却過程を経るという条件のもとで摩擦圧接が行われるが、この発明の実施の形態では、球状黒鉛鋳鉄の摩擦面部は、図２（ｂ）に符号Ｚ２で示す昇温冷却過程を経るという条件のもとで行う。
【００３５】
ここでは、図３に示すように、球状黒鉛鋳鉄製本体部３に対応する試験部材として、幅３０ｍｍの球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材（ＪＩＳ規格　ＦＣＤ４５０）７を鋳造すると共に、スピンドル部３に対応する試験部材として中実の拡径部８ａの直径Φが６０ｍｍの鋼鉄製部材（ＪＩＳ規格　Ｓ４５Ｃ）８を製作して摩擦圧接試験機により摩擦圧接を行った。
【００３６】
その鋼鉄製部材８の摩擦面部は円錐形状凸部９とし、球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７の摩擦面部は円錐形状凸部９に対応する円錐形状凹部１０とした。
【００３７】
その円錐形状凸部９の頂角θとしては３０度、６０度、９０度、１０５度、１２０度、１３５度、１５０度、１８０度の８通りとし、その円錐形状凹部１０の頂角θもそれに対応して８通りとし、これを各３個づつ製作し、互いに対応する形状の球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７と鋼鉄製部材８と下記の摩擦圧接条件のもとで摩擦圧接を行った。
【００３８】
すなわち、図４に示すように、初期のアップセット圧力Ｐ０を１０ＭＰａ、摩擦圧力Ｐ１を６０Ｍｐａ、摩擦寄り代Ｌを５ｍｍ、アップセット圧力Ｐ２を１２０ＭＰａ、回転数Ｎを１８００ｒｐｍとして摩擦圧接を行った。
【００３９】
ここで、摩擦寄り代Ｌとは、図５（ａ）に示すように、球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７の円錐形状凹部１０と鋼鉄製部材８の円錐形状凸部９とを互いに軸方向から突き合わせて嵌合させた状態でかつ摩擦を加える前の軸方向の全長をＬ１、図５（ｂ）に示すように、鋼鉄製部材８に摩擦圧力Ｐ１を加えつつ回転させて摩擦発熱させ、鋼鉄製部材８と球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７とを摩擦圧接させ、両者を摩擦接合してかつアップセット圧力Ｐ２を加える直前の軸方向の全長をＬ２としたとき、摩擦寄り代ＬはＬ１−Ｌ２によって定義される量であり、これによって、摩擦時間、すなわち、図４に示すｔ１が間接的に定まる。
【００４０】
ここでは、頂角θが３０度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約８０秒、頂角θが６０度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約１２０秒、頂角θが９０度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約２６０秒、頂角θが１０５度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約２４０秒、頂角θが１２０度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約２２０秒、頂角θが１３５度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約１９０秒、頂角θが１５０度のもの同士を摩擦圧接したときの摩擦時間は約１７０秒、頂角θが１８０度のもの同士（摩擦面部が平坦面同士）を摩擦圧接したときの摩擦時間は約１７０秒であった。
【００４１】
これは、摩擦面部の摩擦発熱温度が球状黒鉛鋳鉄の固相線の温度Ｔ１（約１１５０度Ｃ〜約１１６０度Ｃ）以上の温度でかつ完全液層状態となる温度Ｔ２以下の固液共存状態の温度で摩擦圧接する条件に該当している。
【００４２】
また、アップセット圧力Ｐ２を１２０ＭＰａとしたときのアップセット寄り代Ｌ’は、頂角θが３０度のもの同士は約１２ｍｍ、頂角θが６０度のもの同士は約６．５ｍｍ、頂角θが９０度のもの同士は約５．５ｍｍ、頂角θが１０５度のもの同士は約５．２ｍｍ、頂角θが１２０度のもの同士は約４．９ｍｍ、頂角θが１３５度のもの同士は約４．２ｍｍ、頂角θが１５０度のもの同士は約３．５ｍｍ、頂角θが１８０度のもの同士（摩擦面部が平坦面同士）は約３．０ｍｍであった。
【００４３】
摩擦時間は頂角θが９０度を超えると角度が大きくなるに従って短くなるが、頂角θが９０度未満では角度が大きくなるに従って長くなった。これは、軸方向の摩擦圧力Ｆに対して摩擦面部に加わる摩擦圧力Ｆ１が９０度を超える側では大きくなり、かつ、９０度未満の側では小さくなると考えられるからである。
【００４４】
また、アップセット寄り代Ｌ’も頂角θが小さくなるに従って大きくなったが、これは、先端が尖っていれば尖っているほど軸方向のアップセット圧力Ｐ２に対して変形し易いからであると考えられる。
【００４５】
このようにして製作された摩擦圧接接合品を切削して、接合端面１２に僅かに生じているバリを完全に除去して、図６に示すように、全長１４０ｍｍ、拡径部８ａの軸方向長さ７０ｍｍ、縮径部８ｂの軸方向長さ４０ｍｍの曲げ強度試験部材１１を製作した。
【００４６】
この曲げ強度試験部材１１の球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７に相当する部分を曲げ強度試験機の一部を構成する一対のクランプ部材１３によりクランプし、荷重補助治具１４を鋼鉄製部材８の縮径部８ｂに嵌着して、矢印方向から荷重Ｆ’を加えて、各曲げ強度試験部材１１について、破壊荷重を測定した。
【００４７】
その結果、図７に示すグラフを得た。
【００４８】
頂角θが３０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１０トン重、頂角θが６０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１４トン重、頂角θが９０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１５トン重、頂角θが１０５度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１７トン重、頂角θが１２０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１９トン重、頂角θが１３５度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１４トン重、頂角θが１５０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約１０トン重、頂角θが１８０度のものの曲げ強度試験部材１１の破壊荷重は約７トン重であった。
【００４９】
その破壊は、いずれも、図８に模式的に示すように、接合端面１２から内部に進行する形で生じた。その図８において、符号１５はその接合端面１２から内部に進行して生じた亀裂を示している。
【００５０】
また、従来の摩擦圧接方法の条件によると、摩擦面部のミクロ組織は、図９（ａ）に示すように球状黒鉛１６が扁平に近くなるが、本発明の摩擦圧接方法によると、図９（ｂ）に示すようにいずれのものも球状黒鉛１６の扁平度が小さい状態であった。
【００５１】
その図７から明らかなように、頂角θが１８０度のもの、すなわち、平坦面同士の摩擦接合は、予想通り円錐形状凸部９と円錐形状凹部１０とを摩擦面部に形成して接合したものに較べて接合強度が低かった。これは、摩擦面部の接触面積が小さいからであると考えられる。
【００５２】
頂角θが３０度から１５０度の範囲内の曲げ強度試験部材１１はいずれも、所望の接合強度を得ることができたが、なかでも、６０度から１３５度の範囲内の曲げ強度試験部材１１は、いずれも、破壊荷重が頂角θが１５０度、３０度の曲げ強度試験部材１１に較べて高い結果が得られた。更に、１０５度から１２０度の範囲の曲げ強度試験部材１１についてはいずれも破壊荷重が頂角θが１３５度、９０度の曲げ強度試験部材１１に較べて高い結果が得られた。
【００５３】
これは、接合面部に加わる摩擦圧力Ｆ１による摩擦発熱が有効に生じたからであると考えられ、この頂角θが６０度から１３５度の範囲内の円錐形状凸部９と円錐形状凹部１０とを形成して接合するのが望ましいと考えられ、更には、この頂角θが１０５度から１２０度の範囲内の円錐形状凸部９と円錐形状凹部１０とを形成して接合するのが最も望ましいと考えられる。
【００５４】
この発明の実施の形態では、球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７と鋼鉄製部材８とのいずれも中実として摩擦圧接を行うことにしたが、図１０（ａ）に示すように、スピンドル部４（鋼鉄製部材８）の軸方向中央部に摩擦圧接により溶融した溶融物を案内する案内穴１６を設ける構成、図１０（ｂ）に示すように本体部３（球状黒鉛鋳鉄製鋳物部材７）の軸方向中央部に摩擦圧接により溶融した溶融物を案内する案内穴１６を設ける構成とすることもできる。
【００５５】
このように、両摩擦面部でかつ摩擦圧接の発熱にほとんど寄与しない軸方向中央部に案内穴１６を形成することにすると、摩擦圧接の接合強度を低下させることなく溶融物を案内穴１６に流し込むことができるのでバリの発生を更に一層抑制できる。
【００５６】
なお、この発明の実施の形態では、鋼鉄製スピンドル部の摩擦面部を円錐形状凸部を形成し、球状黒鉛鋳鉄製本体部の摩擦面部を円錐形状凸部に対応する円錐形状凹部としたが、鋼鉄製スピンドル部の摩擦面部を半球面状凸部とし、球状黒鉛鋳鉄製本体部の摩擦面部をその半球面状凸部に対応する半球面状凹部とすることもできる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１、２に記載の発明によれば、スピンドル部の摩擦面部を円錐形状凸部（又は円錐形状凹部）とする一方本体部の摩擦面部をその円錐形状凸部（又は円錐形状凹部）に対応する円錐形状凹部（又は円錐形状凸部）として、両摩擦面部を互いに軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧接することにしたので、両摩擦面部同士の摩擦接触面積が増大することになり、その接合部の強度を向上させることができる。
【００５８】
また、アップセット圧力を軸方向から両摩擦面部に加えた場合にそのアップセット圧力の分力が両摩擦面部に加わることになるので、アップセット圧力を加える際に球状黒鉛の球形度の低下を防止（扁平度を低減）できることになり、この観点からも両摩擦面部同士の接合強度を高めることができる。
【００５９】
請求項３に記載の発明によれば、両摩擦面部を固液共存領域で摩擦圧接接合するものであるから、両摩擦面部の接合部が完全に溶融状態となることを防止でき、この観点からも、球状黒鉛の球形度の低下も抑制できる。また、両摩擦面部の接合部に生じるチルの量を低減できると共に、アップセット圧力を加えたときに、両摩擦面部から外部に押し出される溶融物の量を従来に較べて低減できることになって、両摩擦面部のバリの発生が一層抑制される。
【００６０】
請求項４に記載の発明によれば、発生した溶融物を案内穴に導くことができるので、両摩擦面部の外周にバリが生じるのを更に低減できる。
【００６１】
とくに、スピンドル部と本体部との両摩擦面部でかつ摩擦圧接の発熱にほとんど寄与しない軸方向中央部に案内穴を形成することにしたので、摩擦圧接の接合強度を低下させることなくバリの発生を回避することができる。
【００６２】
請求項５に記載の発明によれば、車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割してその本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方そのスピンドル部を鋼鉄製として、鋼鉄製部品の長所と鋳鉄製部品の長所とを取り入れつつその摩擦面部の強度が従来に較べて高い車輪支持部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる車輪支持部材の概要を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる摩擦圧接方法の説明図であって、（ａ）は固相−液相の状態曲線を示し、（ｂ）は昇温冷却過程を示す。
【図３】本発明に係わる車輪支持部材の試験部材の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる摩擦圧接方法のシーケンスタイムチャート図である。
【図５】本発明に係わる摩擦圧接方法の説明図であって、（ａ）は試験部材を軸方向から突き合わせせて摩擦圧接する直前の状態を示す部分断面図であり、（ｂ）はその試験部材を摩擦圧接してアップセット圧力を加える直前の状態を示す部分断面図である。
【図６】図２、図４に示す摩擦圧接方法によって摩擦接合された曲げ強度試験部材を曲げ強度試験機にセットした状態を示す説明図である。
【図７】図６に示す曲げ強度試験機による曲げ強度試験部材の評価結果を示すグラフである。
【図８】図６に示す曲げ強度試験機による破壊された曲げ強度試験部材の断面形状を示す模式図である。
【図９】摩擦圧接方法による摩擦面部のミクロ組織の模式図であり、（ａ）は従来の摩擦圧接方法によるミクロ組織の模式図であり、（ｂ）は本発明の摩擦圧接方法によるミクロ組織の模式図である。
【図１０】図３に示す試験部材の他の例を示し、（ａ）はスピンドル部に対応する試験部材の軸方向中央部に案内穴を形成した例を示し、（ｂ）は本体部に対応する試験部材の軸方向中央部に案内穴を形成した例を示す。
【符号の説明】
１…ナックル
２…アーム部
３…本体部
４…スピンドル部
５…円錐形状凸部
６…円錐形状凹部

Claims

車輪支持部材をアーム部を含む本体部とスピンドル部とに分割して、前記本体部を球状黒鉛鋳鉄製とする一方前記スピンドル部を鋼鉄製とすると共に、前記スピンドル部の摩擦面部は円錐形状凸部又は凹部とする一方前記本体部の摩擦面部は前記スピンドル部の摩擦面部に対応する円錐形状凹部又は凸部とし、両摩擦面部を軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧力を加えつつ回転させることに基づく摩擦発熱によって、前記本体部と前記スピンドル部とを摩擦圧接することを特徴とする車輪支持部材の摩擦圧接方法。
前記円錐形状凸部の頂角が３０度〜１５０度の範囲好ましくは６０度〜１３５度の範囲、更に好ましくは１０５度〜１２０度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法。
前記両摩擦面部の摩擦発熱温度が球状黒鉛鋳鉄の固相線以上の温度でかつ完全液相状態となる温度以下の固液共存状態の温度で、前記両摩擦面部を摩擦圧接することを特徴とする請求項２に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法。
前記本体部と前記スピンドル部との少なくとも一方の摩擦面部でかつ軸方向中央部に、摩擦端面から軸方向に向かって延びて摩擦圧接によって生じる溶融物を案内する案内穴が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車輪支持部材の摩擦圧接方法。
車輪支持部材がアーム部を含む球状黒鉛鋳鉄製本体部と鋼鉄製スピンドル部とから構成され、前記スピンドル部の摩擦面部は円錐形状凸部又は凹部とされ、前記本体部の摩擦面部は前記スピンドル部の摩擦面部に対応する円錐形状凹部又は凸部とされ、前記鋼鉄製スピンドル部の摩擦面部をその角度が３０度〜１５０度の範囲好ましくは６０度〜１３５度の範囲、更に好ましくは１０５度〜１２０度の範囲の円錐形状凸部又は凹部とされ、前記両摩擦面部を軸方向から突き合わせて嵌合させた状態で摩擦圧力を加えて回転させることに基づく摩擦発熱によってかつ前記両摩擦面部の摩擦発熱温度が固相線の温度以上の温度でしかも完全液相状態となる温度以下の固液共存状態温度で前記球状黒鉛鋳鉄製アーム部と前記鋼鉄製スピンドル部とが摩擦圧接されていることを特徴とする車輪支持部材。