WO2023105819A1 - ナックル鋳物及びナックル - Google Patents

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WO2023105819A1
WO2023105819A1 PCT/JP2022/022277 JP2022022277W WO2023105819A1 WO 2023105819 A1 WO2023105819 A1 WO 2023105819A1 JP 2022022277 W JP2022022277 W JP 2022022277W WO 2023105819 A1 WO2023105819 A1 WO 2023105819A1
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WO
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rib
fastening portion
knuckle
product
fastening
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PCT/JP2022/022277
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English (en)
French (fr)
Inventor
智一郎 假屋
Original Assignee
本田金属技術株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/18Steering knuckles; King pins

Definitions

  • the present invention relates to knuckle castings and knuckles.
  • a knuckle as a product is simply referred to as a "knuckle" to distinguish it from knuckle castings.
  • a vehicle such as a passenger car is provided with a member called a knuckle that holds a wheel.
  • knuckles are known to have reinforcing ribs (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 2)).
  • FIG. 9 is a front view and a right side view of a conventional knuckle.
  • the knuckle 100 includes an intermediate portion 101, a first connecting portion 102 formed at one end of the intermediate portion 101, and a second connecting portion 102 formed at the other end of the intermediate portion 101.
  • 103 as a basic element.
  • Fastened members such as a lower arm, an upper arm, a brake carrier, and a link member are fastened to the first connection portion 102 and the second connection portion 103 with bolts (Patent Document 1, paragraph 0013).
  • the knuckle 100 is provided with first ribs 104 and second ribs 105 .
  • first ribs 104 and second ribs 105 are It is provided so as to be parallel to the center line 106 .
  • the conventional knuckle 200 includes a product intermediate portion 201, an axle fastening portion 202 integrally formed at one end of the product intermediate portion 201, and an axle fastening portion 202 integrally formed at the other end of the product intermediate portion 201.
  • An axle is fastened to the axle fastening portion 202 .
  • a damper is fastened to the damper fastening portion 203 .
  • a tie rod for steering is fastened to the rod fastening portion 204 .
  • a brake carrier (brake caliper) is fastened to the brake fastening portion 205 .
  • a lower arm is fastened to the lower arm fastening portion 206 .
  • the inventors attached ribs (a pair of parallel reinforcing ribs) similar to those in Patent Document 1 to the knuckle 200 . That is, the first reinforcing rib 207 and the second reinforcing rib 208 extending from the axle fastening portion 202 to the damper fastening portion 203 are formed integrally with the product intermediate portion 201 .
  • the rigidity can be improved by the first reinforcing rib 207 and the second reinforcing rib 208 .
  • An object of the present invention is to provide a technique that can improve castability even though the knuckle casting is provided with the first reinforcing rib and the second reinforcing rib for the purpose of improving rigidity.
  • the invention according to claim 1 is a knuckle casting that can be obtained as a knuckle product by machining
  • This knuckle casting consists of a plan part and a product part that are formed along the flow of the molten metal. is cut off, the plan part is sent to a remelting process, and the product part is subjected to the machining,
  • the product part includes an intermediate part, a first fastening part integrally formed at one end of the intermediate part and formed on the side of the plan part, and an integrally formed other end of the intermediate part.
  • the first rib and the second rib are non-parallel and V-shaped so that the rib interval on the first fastening portion side is narrower than the rib interval on the second fastening portion side. are placed.
  • the invention according to claim 2 is preferably the knuckle casting according to claim 1,
  • the plan portion includes a final solidification portion that solidifies the latest, The intersection of the longitudinal axis of the first rib and the longitudinal axis of the second rib overlaps the final solidified portion.
  • the invention according to claim 3 is preferably the knuckle casting according to claim 1 or claim 2,
  • the first fastening portion is a portion to which the axle is fastened,
  • the second fastening portion is a portion to which the damper is fastened.
  • the invention according to claim 4 comprises a product intermediate portion, an axle fastening portion integrally formed at one end of the product intermediate portion to which an axle is fastened, and a damper integrally formed at the other end of the product intermediate portion.
  • a knuckle comprising a damper connection to be fastened,
  • the knuckle includes a first reinforcing rib and a second reinforcing rib integrally formed in the product intermediate portion so as to extend from the axle fastening portion to the damper fastening portion,
  • the first reinforcing rib and the second reinforcing rib are non-parallel and arranged in a V shape so that the rib spacing on the axle fastening portion side is narrower than the rib spacing on the damper fastening portion side.
  • the first rib and the second rib are arranged in a V shape so that the first rib and the second rib face the plan portion.
  • the intersection of the longitudinal axis of the first rib and the longitudinal axis of the second rib overlaps the final solidified portion in the plan portion. Solidification directivity is further improved since the unsolidified molten metal is directly directed to the final solidified portion.
  • the first rib and the second rib are provided between the portion to which the axle is fastened and the portion to which the damper is fastened. A large bending is applied by an external force between the portion where the axle is fastened and the portion where the damper is fastened.
  • a first rib and a second rib are provided in such a portion to sufficiently increase the rigidity. That is, sufficient rigidity can be imparted without increasing the thickness of the intermediate portion. As a result, the thickness and weight of the knuckle can be easily reduced.
  • the first reinforcing rib and the second reinforcing rib are arranged in a V shape on the knuckle.
  • the first reinforcing rib and the second reinforcing rib are oriented toward the plan portion, so that unsolidified molten metal smoothly moves toward the plan portion.
  • coagulation directivity is significantly improved.
  • solidification directivity is improved, castability is improved. That is, according to the present invention, there is provided a technique capable of improving castability even though the knuckle is provided with the first reinforcing rib and the second reinforcing rib for the purpose of improving rigidity.
  • FIG. 1 is a plan view of a knuckle according to the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a view in the direction of arrow 2 of FIG. 1 (a front view of a knuckle)
  • Fig. 3 is a view in the direction of arrow 3 of Fig. 1 (a right side view of the knuckle);
  • 1 is a plan view of a knuckle casting according to the present invention
  • FIG. FIG. 3 is a plan view of a knuckle casting according to a comparative example;
  • (a) to (d) are diagrams for explaining the solidification time of the first reinforcing rib.
  • (a) to (d) are diagrams for explaining the solidification time of the second reinforcing ribs.
  • the knuckle 10 is obtained by subjecting a knuckle casting to machining or the like.
  • the knuckle 10 includes a product intermediate portion 11, an axle fastening portion 12 integrally formed at one end of the product intermediate portion 11, and an integrally formed product intermediate portion 11 at the other end.
  • a damper fastening portion 13 formed to extend from the axle fastening portion 12
  • a rod fastening portion 14 extending to the right in the drawing
  • a brake fastening portion 15 extending from the axle fastening portion 12 to the left in the drawing.
  • An axle is fastened to the axle fastening portion 12 .
  • a machined hole 19 is drilled in the damper fastening portion 13, and a damper is fastened to the machined hole 19.
  • a tie rod for steering is fastened to the rod fastening portion 14 .
  • a brake caliper is fastened to the brake fastening portion 15 .
  • a first reinforcing rib 16 and a second reinforcing rib 17 are integrally formed on the product intermediate portion 11 so as to extend from the axle fastening portion 12 to the damper fastening portion 13 .
  • the first reinforcing ribs 16 and the second reinforcing ribs 17 are arranged non-parallel and form a V shape so that the rib spacing on the axle fastening portion side 12 is narrower than the rib spacing on the damper fastening portion side 13 . are placed.
  • the knuckle 10 is integrally provided with an arm fastening portion 18 at its lower portion.
  • a lower arm is fastened to the arm fastening portion 18 .
  • the reference numerals in FIG. 1 are used, and detailed description is omitted.
  • a first reinforcing rib 16 and a second reinforcing rib 17 are integrally formed on the product intermediate portion 11 so as to extend from the axle fastening portion 12 to the damper fastening portion 13 .
  • the reference numerals in FIG. 1 are used, and detailed description is omitted.
  • the knuckle casting 20 consists of a plan portion 22 and a product portion 23 which are formed along the flow of molten metal 21 .
  • the plan part 22 is solidified.
  • a final solidified portion 29 is formed near the central portion of the plan portion 22 .
  • the product portion 23 is separated from the plan portion 22 along the separation line 24 .
  • the plan portion 22 is sent to a remelting process, and the product portion 23 is machined to obtain the knuckle 10 described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1
  • the product portion 23 includes an intermediate portion 26 , a first fastening portion 27 integrally formed at one end of the intermediate portion 26 (on the side of the plan portion 22 ), and an integrally formed other end of the intermediate portion 26 .
  • a second fastening portion 28 and a first rib 31 and a second rib 32 integrally formed on the intermediate portion 26 so as to extend from the first fastening portion 27 to the second fastening portion 28 are provided. .
  • the first fastening portion 27 corresponds to the portion for fastening the axle (Fig. 1, axle fastening portion 12), and the second fastening portion 28 corresponds to the portion for fastening the damper (Fig. 1, damper fastening portion 13).
  • the product portion 23 further integrally includes a protruding portion 33 protruding from the intermediate portion 26 to the right in the figure.
  • a rod fastening portion ( FIG. 1 , reference numeral 14 ) is formed in the projecting projecting portion 33 in a post-process.
  • a centerline 34 is a line passing through the center of the first fastening portion 27 and the center of the second fastening portion 28 .
  • the first rib 31 and the second rib 32 are non-parallel to the center line 34, and the rib spacing W1 on the first fastening portion 27 side is greater than the rib spacing W2 on the second fastening portion 28 side. It is arranged in a V shape so that it becomes narrower.
  • both the first rib 31 and the second rib 32 are non-parallel to the center line 34, but only one is non-parallel to the center line 34 and the other is not parallel to the center line 34. It may be parallel (including substantially parallel). In short, it should be V-shaped.
  • the knuckle casting 120 in the comparative example consists of a plan portion 122 and a product portion 123 .
  • the product portion 123 includes an intermediate portion 126 , a first fastening portion 127 , a second fastening portion 128 , and integrally with the intermediate portion 126 so as to extend from the first fastening portion 127 to the second fastening portion 128 . It has a first rib 131 and a second rib 132 which are formed in the same direction, and an overhang portion 133 .
  • the first rib 131 and the second rib 132 are parallel to a center line 134 passing through the center of the first fastening portion 127 and the center of the second fastening portion 128 .
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the state of solidification of the first reinforcing ribs.
  • FIG. 6(a) shows a knuckle casting 120 (comparative example)
  • FIG. 6(b) is a diagram explaining the solidification time in the bb line cross section of FIG. 6(a).
  • the coagulation time t1 in the shaded area is 10 to 18 seconds.
  • the clotting time t2 in the area with the myriad of dots is 18-22 seconds. That is, in the intermediate portion including the first rib 131, solidification progresses (orients) from the left and right surface layers toward the center.
  • a distance D1 is defined between the left coagulation time t2 area and the right coagulation time t2 area.
  • FIG. 6(c) shows a knuckle casting 20 (example)
  • FIG. 6(d) is a diagram explaining the solidification time in the dd line cross section of FIG. 6(c).
  • the coagulation time t1 in the hatched area is 10 to 18 seconds.
  • the clotting time t2 in the area with the myriad of dots is 18-22 seconds. That is, in the intermediate portion including the first rib 31, solidification progresses (orients) from the left and right surface layers toward the center.
  • a distance D2 is defined between the left coagulation time t2 area and the right coagulation time t2 area.
  • the distance D2 is much smaller than the distance D1.
  • the tip of the coagulation time t2 area exhibits a V shape, and the division of coagulation orientation is clear.
  • the coagulation orientation is not clear.
  • FIG. 4 After the filling of the molten metal 21 is completed in the casting process, the heat is removed (cooled) by the mold and the solidification of the molten metal 21 starts.
  • the solidification of the molten metal 21 is partially uneven depending on the shape of the product and the shape of the mold. In the final portion of solidification, shrinkage cavities are generally likely to occur due to solidification shrinkage of the metal.
  • unsolidified molten metal moves toward the first fastening portion 27 and the second fastening portion .
  • the molten metal heading for the first fastening portion 27 is directed to the final solidification portion 29
  • the molten metal heading for the second fastening portion 28 is directed to the center of the second fastening portion 28 .
  • the center of the second fastening portion 28 becomes the delayed solidification portion 30 on the product side.
  • Shrinkage cavities are likely to occur in the final solidified portion 29 and the delayed solidified portion 30 on the product side. Since the solidification directivity is clear, the sites where shrinkage cavities occur are limited to the final solidified portion 29 and the delayed solidified portion 30 on the product side. Since the final solidified portion 29 is included in the plan portion 22 divided by the dividing line 24, the product portion 23 is not affected. Also, the delayed solidification portion 30 on the product side is removed when machining the machined hole (FIG. 1, reference numeral 19).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the state of solidification of the second reinforcing ribs.
  • FIG. 7(a) shows a knuckle casting 120 (comparative example)
  • FIG. 7(b) is a diagram explaining the solidification time in the bb line cross section of FIG. 7(a).
  • the coagulation time t1 in the shaded area is 10 to 16 seconds.
  • the coagulation time t3 in the area where the dots are applied is 16-18 seconds.
  • a distance D3 is defined between the left coagulation time t3 area and the right coagulation time t3 area.
  • the second rib 132 is more difficult to solidify than the first rib because it is affected by the projecting portion 133 having a large heat capacity.
  • FIG. 7(c) shows a knuckle casting 20 (example)
  • FIG. 7(d) is a diagram explaining the solidification time in the dd line section of FIG. 7(c).
  • the coagulation time t1 in the hatched area is 10 to 16 seconds.
  • the coagulation time t3 in the area where the dots are applied is 16-18 seconds.
  • a distance D4 is defined between the left coagulation time t3 area and the right coagulation time t3 area.
  • the second rib 32 is more difficult to solidify than the first rib because it is affected by the projecting portion 33 having a large heat capacity.
  • the distance D4 is much smaller than the distance D3.
  • the tip of the coagulation time t3 area exhibits a V shape, and the division of coagulation orientation is clear.
  • the direction of coagulation is not clear.
  • FIGS. 6 and 7 there was a significant difference in coagulation directivity between the comparative example and the example. The reason for the occurrence of this difference is presumed.
  • the first rib 131 and the second rib 132 are parallel, so the longitudinal axis 131B of the first rib 131 is not directed toward the final solidified portion 129 in the plan portion 122 .
  • the longitudinal axis 132B of the second rib 132 does not point toward the final solidified portion 129 in the scheme portion 122.
  • a portion of the unsolidified molten metal is directed along longitudinal axes 131B, 132B toward plan section 122, but not toward final solidification section 129.
  • FIG. therefore, as shown in FIG. 6(b) and FIG. 7(b), the division of coagulation orientation is not clear.
  • the first rib 31 and the second rib 32 are arranged in a V shape, the longitudinal axis 31B of the first rib 31 points toward the final solidified portion 29, and the second rib 32
  • the longitudinal axis 32B of is directed to the final solidification section 29.
  • a portion of the unsolidified molten metal is directed to final solidification zone 29 along longitudinal axes 31B, 32B. Therefore, as shown in FIG. 6(d) and FIG. 7(d), the direction of coagulation becomes clear.
  • Models 1 to 4 were created by setting the ratio of the rib interval W1 to "1.0" and the ratio of the rib interval W2 to the range of 1.15 to 1.45, and the castability of the models 1 to 4 was investigated. rice field.
  • the rib spacing W1 was 1.0 and the rib spacing W2 was 1.15.
  • the rib spacing W1 was 1.0 and the rib spacing W2 was 1.28.
  • the rib spacing W1 was set to 1.0 and the rib spacing W2 was set to 1.33.
  • the rib spacing W1 was set to 1.0 and the rib spacing W2 was set to 1.45.
  • W2 was set to 1.15. Since the difference between W1 and W2 was small, the V-shaped effect was not exhibited and the improvement in castability was small. The result is no-good.
  • W2 was set to 1.28. A sufficient V-shaped effect was exhibited, and good castability was obtained. The results are good.
  • W2 was set to 1.33. A sufficient V-shaped effect was exhibited, and good castability was obtained. The results are good.
  • W2 was set to 1.45. The angle formed by the V shape became large, and the melt flowability was affected. The results are no-good.
  • the ratio of the rib interval W1 is "1.0"
  • the ratio of the rib interval W2 is in the range of 1.28 to 1.33.
  • the plan portion 22 includes the final solidified portion 29, and the intersection of the longitudinal axis 31B of the first rib 31 and the longitudinal axis 32B of the second rib 32 is the final solidified portion. Make it overlap with 29.
  • the intersection does not have to be the center of the final solidified portion 29, and may be an edge within the final solidified portion 29.
  • first fastening portion 27 is fastened to the axle in the embodiment, other arms or rods may be fastened to the first fastening portion 27 without any problem.
  • a damper is fastened to the second fastening portion 28, other arms or rods may be fastened to the second fastening portion 28.
  • the present invention is suitable for knuckles that hold wheels.

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Abstract

ナックル鋳物20は、溶湯21の流れに沿って形成される方案部22と製品部23とからなる。製品部23は、中間部26と、この中間部26の一端に一体的に形成される第1の締結部27と、中間部26の他端に一体的に形成される第2の締結部28と、第1の締結部27から第2の締結部28まで延びるようにして中間部26に一体的に形成される第1リブ31及び第2リブ32とを備えている。第1リブ31と第2リブ32とは、非平行であって、第2の締結部28側のリブ間隔W2に対して第1の締結部27側のリブ間隔W1が狭くなるように、V字形に配置されている。

Description

ナックル鋳物及びナックル
 本発明は、ナックル鋳物及びナックルに関する。本発明では、製品としてのナックル(製品ナックル)を単に「ナックル」と呼び、ナックル鋳物と区別する。
 乗用車等の車両に、車輪を保持するナックルと呼ばれる部材が付設される。
 このようなナックルには、補強リブを備えたものが知られている(例えば、特許文献1(図2)参照)。
 特許文献1を次図に基づいて説明する。
 図9は従来のナックルの正面図及び右側面図である。
 図9(a)に示されるように、ナックル100は、中間部101と、この中間部101の一端に形成される第1接続部102と、中間部101の他端に形成される第2接続部103とを基本要素とする。
 第1接続部102と第2接続部103に、ロアアーム、アッパーアーム、ブレーキキャリア、リンク部材などの被締結部材がボルトにより締結される(特許文献1、段落0013)。
 図9(b)に示されるように、ナックル100に、第1リブ104及び第2リブ105が設けられている。
 図9(a)に示されるように、第1接続部102の中心と第2接続部103の中心とを通る線を中心線106としたときに、第1リブ104と第2リブ105は、中心線106に平行になるように、設けられている。
 特許文献1とは異なる形態のナックル200を、図10に基づいて説明する。
 図10に示されるように、従来のナックル200は、製品中間部201と、この製品中間部201の一端に一体的に形成される車軸締結部202と、製品中間部201の他端に一体的に形成されるダンパー締結部203と、車軸締結部202から図右へ張り出し形成されるロッド締結部204と、車軸締結部202から図左へ張り出し形成されるブレーキ締結部205と、車軸締結部202から図下へ張り出し形成されるロアアーム締結部206とを備える。
 車軸締結部202には、車軸が締結される。
 ダンパー締結部203には、ダンパーが締結される。
 ロッド締結部204には、操舵用のタイロッドが締結される。
 ブレーキ締結部205には、ブレーキキャリア(ブレーキキャリパー)が締結される。
 ロアアーム締結部206には、ロアアームが締結される。
 本発明者らは、ナックル200に、特許文献1と類似したリブ(平行な一対の補強リブ)を付設してみた。
 すなわち、車軸締結部202からダンパー締結部203まで延びる第1補強リブ207と第2補強リブ208を、製品中間部201に一体的に形成した。
 第1補強リブ207と第2補強リブ208とにより、剛性の向上が図れる。
 反面、第1補強リブ207と第2補強リブ208を設けたことに起因して鋳造性(湯回り・凝固指向性)が犠牲になっていることが分かった。その理由は、後述の「比較例」で詳しく説明する。
特開2017-74863号公報
 本発明は、ナックル鋳物に剛性向上を目的とした第1補強リブと第2補強リブとを備えるにも拘わらず、鋳造性の向上が図れる技術を提供することを課題とする。
 請求項1に係る発明は、機械加工を施すことで、製品としてのナックルが得られるナックル鋳物であって、
 このナックル鋳物は、溶湯の流れに沿って形成される方案部と製品部とからなり、前記製品部が凝固した後に前記方案部が凝固するように設計され、凝固後に前記製品部から前記方案部が切り離され、前記方案部は再溶解工程に回され、前記製品部に前記機械加工を施すようにする鋳造品であり、
 前記製品部は、中間部と、この中間部の一端に一体的に形成されると共に前記方案部側に形成される第1の締結部と、前記中間部の他端に一体的に形成される第2の締結部と、前記第1の締結部から前記第2の締結部まで延びるようにして前記中間部に一体的に形成される第1リブ及び第2リブを備え、
 前記第1リブと前記第2リブとは、非平行であって、前記第2の締結部側のリブ間隔に対して前記第1の締結部側のリブ間隔が狭くなるように、V字形に配置されている。
 請求項2に係る発明は、好ましくは、請求項1記載のナックル鋳物であって、
 前記方案部に、最も遅れて凝固する最終凝固部が含まれ、
 前記第1リブの長手軸と前記第2リブの長手軸との交点は、前記最終凝固部に重なっている。
 請求項3に係る発明は、好ましくは、請求項1又は請求項2記載のナックル鋳物であって、
 前記第1の締結部は、車軸が締結される部位であり、
 前記第2の締結部は、ダンパーが締結される部位である。
 請求項4に係る発明は、製品中間部と、この製品中間部の一端に一体的に形成され車軸が締結される車軸締結部と、前記製品中間部の他端に一体的に形成されダンパーが締結されるダンパー締結部とを備えているナックルであって、
 このナックルは、前記車軸締結部から前記ダンパー締結部まで延びるようにして前記製品中間部に一体的に形成される第1補強リブ及び第2補強リブを備え、
 前記第1補強リブと前記第2補強リブとは、非平行であって、前記ダンパー締結部側のリブ間隔に対して前記車軸締結部側のリブ間隔が狭くなるように、V字形に配置されている。
 請求項1に係る発明では、第1リブと第2リブが方案部を指向するように、第1リブと第2リブをV字形に配置した。
 鋳造工程において溶湯の充填が完了した後、金型によって抜熱され、溶湯の凝固が始まる。このときに、未凝固の溶湯が第1リブと第2リブを通って方案部に向かう。本発明によれば、第1リブと第2リブは方案部を指向しているので、未凝固の溶湯が円滑に方案部へ向かう。結果、凝固指向性が大幅に改善される。凝固指向性が改善されるため、鋳造性が向上する。
 すなわち、本発明によれば、ナックル鋳物に剛性向上を目的とした第1リブと第2リブとを備えるにも拘わらず、鋳造性の向上が図れる技術が提供される。
 請求項2に係る発明では、第1リブの長手軸と第2リブの長手軸との交点は、方案部中の最終凝固部に重なっている。
 未凝固の溶湯が直接的に最終凝固部に向かうために、凝固指向性が更に改善される。
 請求項3に係る発明では、車軸が締結される部位とダンパーが締結される部位とに、第1リブ及び第2リブを渡した。
 車軸が締結される部位とダンパーが締結される部位との間には、外力により大きな曲げが加わる。このような部位に第1リブ及び第2リブを設けて十分に剛性を高める。すなわち、中間部の肉厚を高めることなく、十分な剛性を付与できる。結果、ナックルの薄肉化及び軽量化が容易に達成できる。
 請求項4に係る発明では、ナックルに、第1補強リブと第2補強リブをV字形に配置した。
 請求項1と同様に、第1補強リブと第2補強リブは方案部を指向しているので、未凝固の溶湯が円滑に方案部へ向かう。結果、凝固指向性が大幅に改善される。凝固指向性が改善されるため、鋳造性が向上する。
 すなわち、本発明によれば、ナックルに剛性向上を目的とした第1補強リブと第2補強リブとを備えるにも拘わらず、鋳造性の向上が図れる技術が提供される。
本発明に係るナックルの平面図である。 図1の2矢視図(ナックルの正面図)である。 図1の3矢視図(ナックルの右側面図)である。 本発明に係るナックル鋳物の平面図である。 比較例に係るナックル鋳物の平面図である。 (a)~(d)は第1補強リブの凝固時間を説明する図である。 (a)~(d)は第2補強リブの凝固時間を説明する図である。 より好ましい実施例を説明する図である。 (a)は従来のナックルの正面図、(b)は従来のナックルの右側面図である。 別の従来のナックルの斜視図である。
 本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
 図1~図3に、製品としてのナックル10が示される。このナックル10は、ナックル鋳物に機械加工等を施して得られる。
 図1に示されるように、ナックル10は、製品中間部11と、この製品中間部11の一端に一体的に形成される車軸締結部12と、製品中間部11の他端に一体的に形成されるダンパー締結部13と、車軸締結部12から図右へ張り出し形成されるロッド締結部14と、車軸締結部12から図左へ張り出し形成されるブレーキ締結部15とを備える。
 車軸締結部12には、車軸が締結される。
 ダンパー締結部13には、機械加工穴19が開けられており、この機械加工穴19にダンパーが締結される。
 ロッド締結部14には、操舵用のタイロッドが締結される。
 ブレーキ締結部15には、ブレーキキャリパーが締結される。
 そして、車軸締結部12からダンパー締結部13まで延びるように製品中間部11に、第1補強リブ16と第2補強リブ17とが一体的に形成されている。第1補強リブ16と第2補強リブ17は、非平行に配置され、ダンパー締結部側13のリブ間隔に対して車軸締結部側12のリブ間隔が狭くなるように、V字形を呈するように配置されている。
 図2に示されるように、ナックル10は、下部にアーム締結部18を一体的に備える。このアーム締結部18には、ロアアームが締結される。その他は、図1の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
 図3に示されるように、車軸締結部12からダンパー締結部13まで延びるように製品中間部11に、第1補強リブ16と第2補強リブ17とが一体的に形成されている。その他は、図1の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
 以上に述べたナックル10の元となるナックル鋳物を、以下に説明する。
 図4に示されるように、ナックル鋳物20は、溶湯21の流れに沿って形成される方案部22と製品部23とからなる。製品部23が凝固した後に方案部22が凝固する。方案部22の中心部付近が最終凝固部29となる。
 凝固が完了したら製品部23から方案部22が分離線24で切り離される。
 方案部22は再溶解工程に回され、製品部23に機械加工を施されて、図1~図3で説明したナックル10が得られる。
 製品部23は、中間部26と、この中間部26の一端(方案部22側)に一体的に形成される第1の締結部27と、中間部26の他端に一体的に形成される第2の締結部28と、第1の締結部27から第2の締結部28まで延びるようにして中間部26に一体的に形成される第1リブ31及び第2リブ32とを備えている。
 第1の締結部27は車軸を締結する部位(図1、車軸締結部12)に相当し、第2の締結部28はダンパーを締結する部位(図1、ダンパー締結部13)に相当する。
 製品部23は、さらに、中間部26から図右へ張り出す張り出し部33を一体的に備えている。この張り出す張り出し部33には、ロッド締結部(図1、符号14)が後工程で形成される。
 中心線34は、第1の締結部27の中心と第2の締結部28の中心とを通る線である。
 第1リブ31と第2リブ32とは、中心線34に対して非平行であって、第2の締結部28側のリブ間隔W2に対して第1の締結部27側のリブ間隔W1が狭くなるように、V字形に配置されている。
 なお、実施例では、中心線34に対して、第1リブ31と第2リブ32の両方を非平行としたが、一方だけを中心線34に対して非平行し、他方を中心線34に平行(略平行を含む。)にしてもよい。要は、V字形になればよい。
 V字形に配置された本発明の第1リブ31と第2リブ32の優位性を検討するために、一対のリブが平行に配置されたナックル鋳物を「比較例」とする。
 図5に示されるように、比較例でのナックル鋳物120は、方案部122と製品部123とからなる。
 製品部123は、中間部126と、第1の締結部127と、第2の締結部128と、第1の締結部127から第2の締結部128まで延びるようにして中間部126に一体的に形成される第1リブ131及び第2リブ132と、張り出し部133とを備えている。
 そして、第1リブ131と第2リブ132とは、第1の締結部127の中心と第2の締結部128の中心とを通る中心線134に対して平行である。
 以上に述べたナックル鋳物20(実施例)とナックル鋳物120(比較例)とを比較する。この比較を、図6及び図7に基づいて説明する。
 図6は第1補強リブの凝固状況を説明する図である。
 図6(a)はナックル鋳物120(比較例)を示し、図6(b)は図6(a)のb-b線断面における凝固時間を説明する図である。
 図6(b)中、斜線を施したエリアにおける凝固時間t1は、10~18秒である。無数の点を施したエリアにおける凝固時間t2は、18~22秒である。
 すなわち、第1リブ131を含む中間部では、凝固が左右の表層から中心へ進行(指向)する。左の凝固時間t2エリアと右の凝固時間t2エリアとの間を距離D1とする。
 図6(c)はナックル鋳物20(実施例)を示し、図6(d)は図6(c)のd-d線断面における凝固時間を説明する図である。
 図6(d)中、斜線を施したエリアにおける凝固時間t1は、10~18秒である。無数の点を施したエリアにおける凝固時間t2は、18~22秒である。
 すなわち、第1リブ31を含む中間部では、凝固が左右の表層から中心へ進行(指向)する。左の凝固時間t2エリアと右の凝固時間t2エリアとの間を距離D2とする。
 距離D2は、距離D1より格段に小さい。加えて、図6(d)では凝固時間t2エリアの先端がVの字を呈し、凝固指向の分かれ目がはっきりしている。対して、図6(b)では凝固指向の分かれ目がはっきりしてはいない。
 図6(d)では、凝固指向の分かれ目がはっきりしているため、未凝固の溶湯は第1の締結部27と第2の締結部28へ押し出される。結果、第1リブ31に巣などの鋳造欠陥が残りにくくなる。
 対して、図6(b)では、凝固指向の分かれ目がはっきりしていないため、巣などの鋳造欠陥が残りやすくなる。
 以上の傾向を、図4においても検証する。
 図4にて、鋳造工程において溶湯21の充填が完了した後、金型によって抜熱され(冷やされ)、溶湯21の凝固が始まる。溶湯21の凝固は、製品形状や金型形状によって、部分的にむらが発生する。凝固の最終部分には、一般に金属の凝固収縮により引け巣が発生しやすい。
 図6(d)に説明したように、未凝固の溶湯は第1の締結部27と第2の締結部28へ向かう。
 図4にて、第1の締結部27へ向かう溶湯は最終凝固部29へ向かい、第2の締結部28へ向かう溶湯は、第2の締結部28の中央へ向かう。第2の締結部28の中央が製品側の遅れ凝固部30となる。
 引け巣は、最終凝固部29と製品側の遅れ凝固部30とに発生しやすい。凝固指向性が明確であるため、引け巣の発生部位は、最終凝固部29と製品側の遅れ凝固部30とに限定される。
 最終凝固部29は分割線24で分割される方案部22に含まれるため、製品部23には影響しない。
 また、製品側の遅れ凝固部30は、機械加工穴(図1、符号19)を加工するときに、除去される。
 すなわち、中間部26から凝固が始まる。その結果、凝固指向性が制御されることで、中間部26を含む製品部23には、引け巣等の鋳造欠陥が発生せず、結果、内部品質の向上、強度の確保、生産性の向上が図れ、鋳造性の向上が図れる。
 対して、図6(a)、(b)で説明した比較例では、凝固指向の分かれ目がはっきりしていないため、図6(c)、(d)で説明した実施例に比較して、引け巣が製品部にも発生するリスクが残る。
 図7は第2補強リブの凝固状況を説明する図である。
 図7(a)はナックル鋳物120(比較例)を示し、図7(b)は図7(a)のb-b線断面における凝固時間を説明する図である。
 図7(b)中、斜線を施したエリアにおける凝固時間t1は、10~16秒である。無数の点を施したエリアにおける凝固時間t3は、16~18秒である。左の凝固時間t3エリアと右の凝固時間t3エリアとの間を距離D3とする。
 なお、第2リブ132は、熱容量が大きな張り出し部133の影響を受けるため、第1リブよりは凝固しにくい。
 図7(c)はナックル鋳物20(実施例)を示し、図7(d)は図7(c)のd-d線断面における凝固時間を説明する図である。
 図7(d)中、斜線を施したエリアにおける凝固時間t1は、10~16秒である。無数の点を施したエリアにおける凝固時間t3は、16~18秒である。
 左の凝固時間t3エリアと右の凝固時間t3エリアとの間を距離D4とする。
 なお、第2リブ32は、熱容量が大きな張り出し部33の影響を受けるため、第1リブよりは凝固しにくい。
 距離D4は、距離D3より格段に小さい。加えて、図7(d)では凝固時間t3エリアの先端がVの字を呈し、凝固指向の分かれ目がはっきりしている。対して、図7(b)では凝固指向の分かれ目がはっきりしてはいない。
 図7(d)では、凝固指向の分かれ目がはっきりしているため、未凝固の溶湯は第1の締結部27と第2の締結部28へ押し出される。結果、第1リブ31に巣などの鋳造欠陥が残りにくくなる。
 対して、図7(b)では、凝固指向の分かれ目がはっきりしていないため、巣などの鋳造欠陥が残りやすくなる。
 すなわち、図7(c)、(d)によれば、中間部から凝固が始まる。その結果、凝固指向性が制御されることで、中間部を含む製品部には、引け巣等の鋳造欠陥が発生せず、結果、内部品質の向上、強度の確保、生産性の向上が図れる。
 対して、図7(a)、(b)で説明した比較例では、凝固指向の分かれ目がはっきりしていないため、図7(c)、(d)で説明した実施例に比較して、引け巣が製品部にも発生するリスクが残る。
 図6及び図7において、比較例と実施例とで凝固指向性の点で顕著な差がでた。この差の発生理由を、推定する。
 図5(比較例)において、第1リブ131と第2リブ132は平行であるため、第1リブ131の長手軸131Bは、方案部122中の最終凝固部129へ指向してはいない。同様に、第2リブ132の長手軸132Bは、方案部122中の最終凝固部129へ指向してはいない。
 未凝固の溶湯の一部は、長手軸131B、132Bに沿って方案部122へ向かうが、最終凝固部129へは向かわない。そのため、図6(b)や図7(b)で示したように、凝固指向の分かれ目がはっきりしない。
 対して、図4(実施例)において、第1リブ31と第2リブ32とはV字状に配置され、第1リブ31の長手軸31Bが最終凝固部29を指向し、第2リブ32の長手軸32Bが最終凝固部29を指向している。
 未凝固の溶湯の一部は、長手軸31B、32Bに沿って最終凝固部29へ向かう。そのため、図6(d)や図7(d)で示したように、凝固指向の分かれ目がはっきりする。
 次に、図4に示されるリブ間隔W1、W2について、好ましい大きさを調べた。
 リブ間隔W1を比率で「1.0」として、リブ間隔W2を比率で1.15~1.45の範囲にして、モデル1~モデル4を作成し、モデル1~モデル4について鋳造性を調べた。
 モデル1は、比率で、リブ間隔W1を1.0とし、リブ間隔W2を1.15とした。
 モデル2は、比率で、リブ間隔W1を1.0とし、リブ間隔W2を1.28とした。
 モデル3は、比率で、リブ間隔W1を1.0とし、リブ間隔W2を1.33とした。
 モデル4は、比率で、リブ間隔W1を1.0とし、リブ間隔W2を1.45とした。
 モデル1では、W2を1.15とした。W1とW2との差が小さいため、V字の効果が発揮されず、鋳造性の向上は小さかった。結果は不良(no-good)である。
 モデル2では、W2を1.28とした。十分なV字の効果が発揮され、良好な鋳造性が得られた。結果は良好(good)である。
 モデル3では、W2を1.33とした。十分なV字の効果が発揮され、良好な鋳造性が得られた。結果は良好(good)である。
 モデル4では、W2を1.45とした。V字のなす角度が大きくなり、湯流れ性に影響が出た。結果はやや不良(no-good)である。
 結果、リブ間隔W1を比率で「1.0」としたときに、リブ間隔W2を比率で1.28~1.33の範囲にすることが推奨される。
 次に、より好ましい実施例を説明する。
 図8に示されるように、方案部22に、最終凝固部29が含まれるようにすると共に、第1リブ31の長手軸31Bと第2リブ32の長手軸32Bとの交点が、最終凝固部29に重なるようにする。前記交点は、最終凝固部29の中心である必要はなく、最終凝固部29の中であれば、縁であっても差し支えない。
 未凝固の溶湯が長手軸31B、32Bに沿って最終凝固部29へ向かうため、凝固指向性が一層はっきりし、鋳造欠陥の発生をより確実に回避することができる。
 尚、実施例では第1の締結部27に車軸を締結したが、第1の締結部27にその他のアーム又はロッドを締結することは差し支えない。
 同様に、第2の締結部28にダンパーを締結したが、第2の締結部28にその他のアーム又はロッドを締結することは差し支えない。
 本発明は、車輪を保持するナックルに好適である。
 10…ナックル、12…車軸締結部、13…ダンパー締結部、16…第1補強リブ、17…第2補強リブ、20…ナックル鋳物、21…溶湯、22…方案部、23…製品部、24…分離線、26…中間部、27…第1の締結部、28…第2の締結部、29…最終凝固部、31…第1リブ、31B…第1リブの長手軸、32…第2リブ、32B…第2リブの長手軸、34…中心線、W1…第1の締結部側のリブ間隔、W2…第2の締結部側のリブ間隔。

Claims (4)

  1.  機械加工を施すことで、製品としてのナックルが得られるナックル鋳物であって、
     このナックル鋳物は、溶湯の流れに沿って形成される方案部と製品部とからなり、前記製品部が凝固した後に前記方案部が凝固するように設計され、凝固後に前記製品部から前記方案部が切り離され、前記方案部は再溶解工程に回され、前記製品部に前記機械加工を施すようにする鋳造品であり、
     前記製品部は、中間部と、この中間部の一端に一体的に形成されると共に前記方案部側に形成される第1の締結部と、前記中間部の他端に一体的に形成される第2の締結部と、前記第1の締結部から前記第2の締結部まで延びるようにして前記中間部に一体的に形成される第1リブ及び第2リブを備え、
     前記第1リブと前記第2リブとは、非平行であって、前記第2の締結部側のリブ間隔に対して前記第1の締結部側のリブ間隔が狭くなるように、V字形に配置されているナックル鋳物。
  2.  請求項1記載のナックル鋳物であって、
     前記方案部に、最も遅れて凝固する最終凝固部が含まれ、
     前記第1リブの長手軸と前記第2リブの長手軸との交点は、前記最終凝固部に重なっているナックル鋳物。
  3.  請求項1又は請求項2記載のナックル鋳物であって、
     前記第1の締結部は、車軸が締結される部位であり、
     前記第2の締結部は、ダンパーが締結される部位であるナックル鋳物。
  4.  製品中間部と、この製品中間部の一端に一体的に形成され車軸が締結される車軸締結部と、前記製品中間部の他端に一体的に形成されダンパーが締結されるダンパー締結部とを備えているナックルであって、
     このナックルは、前記車軸締結部から前記ダンパー締結部まで延びるようにして前記製品中間部に一体的に形成される第1補強リブ及び第2補強リブを備え、
     前記第1補強リブと前記第2補強リブとは、非平行であって、前記ダンパー締結部側のリブ間隔に対して前記車軸締結部側のリブ間隔が狭くなるように、V字形に配置されているナックル。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006007802A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Nissin Kogyo Co Ltd 自動車用ナックルおよびその製造方法
CN202783360U (zh) * 2012-05-28 2013-03-13 宁波华盛汽车部件有限公司 左转向节总成
CN204197009U (zh) * 2014-05-23 2015-03-11 上海汇众汽车制造有限公司 汽车用转向节
KR20180110333A (ko) * 2017-03-29 2018-10-10 현대모비스 주식회사 차량용 휠 베어링 및 이를 구비하는 너클 장치
JP2020111173A (ja) * 2019-01-11 2020-07-27 株式会社神戸製鋼所 構造部材及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006007802A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Nissin Kogyo Co Ltd 自動車用ナックルおよびその製造方法
CN202783360U (zh) * 2012-05-28 2013-03-13 宁波华盛汽车部件有限公司 左转向节总成
CN204197009U (zh) * 2014-05-23 2015-03-11 上海汇众汽车制造有限公司 汽车用转向节
KR20180110333A (ko) * 2017-03-29 2018-10-10 현대모비스 주식회사 차량용 휠 베어링 및 이를 구비하는 너클 장치
JP2020111173A (ja) * 2019-01-11 2020-07-27 株式会社神戸製鋼所 構造部材及びその製造方法

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