JPH05209696A - トルクロッド・ブッシュ及びその製造方法 - Google Patents

トルクロッド・ブッシュ及びその製造方法

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JPH05209696A
JPH05209696A JP1610792A JP1610792A JPH05209696A JP H05209696 A JPH05209696 A JP H05209696A JP 1610792 A JP1610792 A JP 1610792A JP 1610792 A JP1610792 A JP 1610792A JP H05209696 A JPH05209696 A JP H05209696A
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JP
Japan
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ball pin
torque rod
bush
spheroidal graphite
cast iron
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Application number
JP1610792A
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English (en)
Inventor
Yoshiharu Ikeda
義晴 池田
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AISIN SHINWA KK
Saitama Kiki Co Ltd
Original Assignee
AISIN SHINWA KK
Saitama Kiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクロッド・ブッシュの製造コストの増大
を招くことなく、軽量化および長寿命化を図ること。 【構成】 トルクロッド・ブッシュ5のボールピン6
を、球状黒鉛鋳鉄製中空体からなり、その基地組織がベ
イナイトと残留オーステナイトの混合組織を有するボー
ルピンとする。このトルクロッド・ブッシュは、球状黒
鉛鋳鉄でボールピン素体を鋳造し、該ボールピン素体を
そのまま又は荒加工後、850〜920℃で0.5〜2
時間加熱保持してオーステナイト化し、次いで350〜
420℃で0.5時間以上恒温保持して恒温変態を行わ
せ、その基地組織をベイナイトと残留オーステナイトの
混合組織とし、得られたボールピン素体6を正寸加工し
た後、内筒7に揺動自在に包設する方法により得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトルクロッド・ブッシ
ュ、具体的には、自動車、特に重トラックや不整地用ト
ラック等におけるトラニオンサスペンション部品として
使用されるトルクロッド・ブッシュに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車等、特に重トラックや不
整地用トラックなどの後車軸には懸架装置としてタンデ
ムアクスルが採用されているが、その部品として用いら
れるトルクロッド・ブッシュは、トルクロッドに連動す
るボールピンを揺動自在に包設した内筒と外筒との間に
ゴム材を固着することによって、車両の走行中、トルク
ロッドに加わる衝撃荷重を吸収する役割を果たしてい
る。従って、ボールピンは、このような衝撃荷重に耐え
得る衝撃強度を有することが要求されることから、従来
のトルクロッド・ブッシュには、機械構造用炭素鋼、例
えば、S45Cを材料とし、これを熱間鍛造したボール
ピンが採用されている。
【0003】他方、最近では、車両の軽量化が要請され
るようになり、この要請に応えるためにトルクロッド・
ブッシュについても軽量であることが要求され、一段と
長寿命化することが要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の機械構造用炭素
鋼を熱間鍛造して製造したボールピンは、形状的に中実
であるため優れた衝撃強度を示すが、軽量化の要請に応
えることは困難であった。これを解決する手段として、
中実のボールピンを機械加工して中空化することが考え
られるが、加工工数が著しく増大し、製造コストの高騰
を招くだけでなく、強度や耐衝撃性が低下するという問
題がある。
【0005】従って、本発明は、トルクロッド・ブッシ
ュの製造コストの増大を招くことなく、軽量化および長
寿命化を図ることを課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、トルクロッド・ブッシュの重
量に最も影響を及ぼすボールピンの材料として鋳造性に
富み、靭性を有する球状黒鉛鋳鉄を用い、鋳造によりボ
ールピンを中空化する一方、その基地組織をベイナイト
とオーステナイトの混合組織とするようにしたものであ
る。
【0007】即ち、本発明に係るトルクロッド・ブッシ
ュは、トルクロッドに連動するボールピンと、該ボール
ピンを揺動自在に包設する内筒と、該内筒に弾性材料を
介して固着された外筒とからなるトルクロッド・ブッシ
ュにおいて、前記ボールピンが球状黒鉛鋳鉄製中空体か
らなり、その基地組織がベイナイトと残留オーステナイ
トの混合組織を有することを特徴とするものである。
【0008】また、本発明によれば、前記トルクロッド
・ブッシュは、球状黒鉛鋳鉄でボールピン素体を鋳造
し、該ボールピン素体をそのまま又は荒加工後、非酸化
性雰囲気中850〜920℃で0.5〜2時間加熱保持
してオーステナイト化した後、350〜420℃の塩浴
若しくは流動槽に浸漬して急冷し、該温度で0.5時間
以上保持して恒温変態処理を行わせ、次いで常温にまで
空冷若しくは放冷するオーステンパー処理により、その
基地組織をベイナイトと残留オーステナイトの混合組織
とし、得られたボールピン素体を正寸加工した後、内筒
に揺動自在に包設することにより製造できる。
【0009】前記球状黒鉛鋳鉄としては、公知の任意の
ものを使用でき、その代表的な成分組成を重量%で示す
と、C3.5〜3.8%、Si2.4〜2.9%、Mn
0.3〜0.4%、P0.03%以下、S0.02%以
下、Mg0.02〜0.05%であるが、これに限定さ
れるものではない。
【0010】
【作用】ボールピンの材料として鋳造性に富み、靭性に
優れた球状黒鉛鋳鉄を用いることにより、ボールピンを
容易に中空化することができ、その中空化によりトルク
ロッド・ブッシュの軽量化を図ることが可能となる。ま
た、ボールピンの基地中の球状黒鉛が、自己潤滑性を付
与すると同時に相手材との馴染みを向上させ、ボールピ
ン並びに軸受け等の相手材の摩耗を低減する役割を果た
す。さらに、球状黒鉛鋳鉄で形成したままの中空ボール
ピンは、基地組織がフェライトーパーライト系組織であ
って十分な衝撃強度が得られないが、これをオーステン
パーによりベイナイトと残留オーステナイトの混合組織
とすることにより、ボールピンとしての要求される衝撃
強度および強度が保証される。
【0011】次に、本発明方法において、オーステンパ
ー処理の条件を前記のように限定した理由について説明
すると、まず、オーステナイト化温度を850〜920
℃、その加熱保持時間を0.5〜2時間とした理由は次
の通りである。即ち、オーステナイト化温度は、均質な
オーステナイト組織にする温度で、その温度が高くなる
につれてオーステナイト中の固溶炭素量が多くなる。こ
の固溶炭素量は、本発明に係るボールピンにおいては、
0.7〜0.9%が好適でありが、オーステナイト化温
度が850℃未満では、固溶炭素量が過少となり、靭性
及び強度が共に低下し、また、920℃を越えると、固
溶炭素量が多くなり過ぎて靭性が低下するので前記範囲
とした。また、オーステナイト化時の加熱保持時間を3
0分〜2時間としたのは、処理時間が30分未満では均
質なオーステナイト固溶体が得られず、また、2時間を
越えると、オーステナイト化が完了した後も加熱保持す
ることになり、エネルギーの浪費につながるので前記範
囲とした。
【0012】また、恒温変態処理温度を350〜420
℃、その時間を0.5時間以上としたのは、次の理由に
よる。即ち、恒温変態処理においては、温度が高くなる
ほど残留オーステナイトが増加し靭性が向上するが、4
20℃を越えると、トルースタイトが析出し易くなり逆
に靭性が低下し、また、350℃未満では、引張り強さ
は向上するが疲労強度が低下するので前記範囲とした。
この時の恒温保持時間は、恒温変態を完全に終了させる
のに必要な時間で、30分以上必要であるので前記範囲
とした。
【0013】次に、本発明の実施例を示す添付の図面を
参照して本発明を説明する。
【0014】
【実施例】図3において、1は車両のシャーシ、2はト
ラニオンブラケット、3は車輪、4はトルクロッド、5
はトルクロッド・ブッシュで、トルクロッド・ブッシュ
5は、図1に示すように、トルクロッド4に連動するボ
ールピン6と、該ボールピン6を揺動自在に内包する内
筒7と、該内筒7に弾性体8を介在させて固着された外
筒9とからなり、内筒7の開口端側にはそのかしめ部7
bにより止めリング11が固定され、その外側には内筒
の側板7a側と同様に、ダストカバー12が配設され、
その内側には潤滑油15が充填されている。
【0015】ボールピン6は、中空の球状部6aと該球
状部6aからその中心を通る直線を中心軸として相互に
逆方向に伸張した中空のピン部6bとからなり、ピン部
6bは長円形状断面形状を有し、その中心軸と直行方向
に貫通孔6cが形成されている。ボールピン6の球状部
6aは軸受け10を介して内筒7に揺動自在に包設さ
れ、内筒7の円筒状内壁面及びその側板7a若しくは止
めリング11、軸受け10及びボールピン6の球状部6
aの表面とで囲まれた空間には含油材14が充填されて
いる。
【0016】前記構造のボールピン6を下記のようにし
て製造し、その機械的性質を測定したところ表1に示す
結果が得られた。材料として、C 3.70%、Si
2.84%、Mn 0.33%、P 0.023%、S
0.012%、Mg 0.033%からなる球状黒鉛鋳鉄
を用い、常法により図3に示す構造のボールピンを鋳造
し、これを無酸化性雰囲気炉を用いて900℃で1時間
保持した後、380℃の熱浴に入れて急冷し、その温度
で1時間保持した後、常温にまで放冷した。
【0017】
【表1】 引張強さ(N/mm2) 耐力(N/mm2) 伸び(%) 硬さ(Hv) 989 728 10.4 287
【0018】また、得られたボールピンの金属顕微鏡組
織を調べたところ、図4に示す通りであった。図4か
ら、本発明に係るボールピン6はベイナイトとオーステ
ナイトの混合組織を有する基地組織であることが分か
る。さらに、前記方法により得たボールピン10個につ
いて、単体での破壊強度を測定したところ、表2に示す
結果が得られた。
【0019】
【表2】 試料番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 破壊強度 426 431 402 397 392 412 407 392 397 402 405.8 ×103(N)
【0020】この結果から、本発明に係るボールピン
は、中空体であるにも拘わらず、従来の機械構造用炭素
鋼(S45C)で熱間鍛造して製造した中実ボールピン
(平均破壊強度:421×103N)に匹敵する破壊強度を有
することが分かる。
【0021】また、本発明に係るボールピンの単体重量
は790gであり、これと同程度の強度を有するS45
C製熱間鍛造品である中実ボールピンの重量は1400
gであった。従って、本発明によればボールピンの重量
を約44%軽減でき、トルクロッド・ブッシュの軽量化
を図ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、(イ)トルクロッド・ブッシュのボールピンの
材料として球状黒鉛鋳鉄を用いることにより、ボールピ
ンを容易に中空体化することができ、これにより製造コ
ストを増大させることなく、トルクロッド・ブッシュの
軽量化を図ることができる。また、(ロ)トルクロッド・
ブッシュのボールピンを球状黒鉛鋳鉄で中空体化するだ
けでなく、その基地組織をベイナイトと残留オーステナ
イトの混合組織としているため、従来の中実ボールピン
と同等以上の機械的性質及び衝撃強度を有するボールピ
ンを得ることができる。さらに、(ハ)ボールピンの材料
として球状黒鉛鋳鉄を採用しているため、その基地中の
球状黒鉛の作用により自己潤滑性が付与されると同時
に、相手材との馴染みが向上するため、部材の摺動摩耗
を低減させることができ、トルクロッド・ブッシュの超
寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るトルクロッド・ブッシュの一実
施例を示す一部切欠き側面図である。
【図2】 図1のトルクロッド・ブッシュのボールピン
の一部切欠き側面図である。
【図3】 トルクロッド・ブッシュを車両の後車軸に適
用した例を示す説明図である。
【図4】 図2のボールピンの金属顕微鏡組織をしめす
400倍の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
1…車両シャーシ、2…トラニオンブラケット、3…車
輪、4…トルクロッド、5…トルクロッド・ブッシュ、
6…ボールピン、7…内筒7、8…弾性体、9…外筒。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルクロッドに連動するボールピンと、
    該ボールピンを揺動自在に内包する内筒と、該内筒に弾
    性体を介して固着された外筒とからなるトルクロッド・
    ブッシュにおいて、前記ボールピンが球状黒鉛鋳鉄製中
    空体からなり、その基地組織がベイナイトと残留オース
    テナイトの混合組織を有することを特徴とするトルクロ
    ッド・ブッシュ。
  2. 【請求項2】 前記ボールピンが、C3.5〜3.8
    %、Si2.4〜2.9%、Mn0.3〜0.4%、P
    0.03%以下、S0.02%以下、Mg0.02〜
    0.05%からなる球状黒鉛鋳鉄製である請求項1に記
    載のトルクロッド・ブッシュ。
  3. 【請求項3】 球状黒鉛鋳鉄でボールピン素体を鋳造
    し、該ボールピン素体をそのまま又は荒加工後、850
    〜920℃で0.5〜2時間加熱保持してオーステナイ
    ト化し、次いで350〜420℃で0.5時間以上恒温
    保持して恒温変態を行わせ、その基地組織をベイナイト
    と残留オーステナイトの混合組織とし、得られたボール
    ピン素体を正寸加工した後、内筒に揺動自在に包設する
    ことを特徴とするトルクロッド・ブッシュの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004014610A1 (de) * 2004-03-23 2005-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Vierpunktlenker

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004014610A1 (de) * 2004-03-23 2005-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Vierpunktlenker
DE102004014610B4 (de) * 2004-03-23 2009-06-18 Zf Friedrichshafen Ag Vierpunktlenker
US7753384B2 (en) 2004-03-23 2010-07-13 Zf Friedrichshafen Four-point suspension arm

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