(57)【要約】【課題】  ボールジョイント部の寸法について強度を確保してコンパクトに形成でき、また、アーム部の長さを大きく取ることができる鍛造サスペンション部材、さらに、パーティングラインの配置が変っても適切な鍛造を行なうことができる鍛造サスペンション部材を提供することを課題とする。【解決手段】  自動車のサスペンションを構成する支持部材にスタッドボルトを介して取り付けられる鍛造サスペンション部材１ｆにおいて、前記鍛造サスペンション部材のジョイント部２ｆが、一端面部３ｆおよび他端面部４ｆならびに側面部５ｆとを備え、前記ジョイント部におけるパーティングラインＰ１が、前記スタッドボルトの突出側となる一端面部３ｆの周縁側で、前記スタッドボルトのニュートラル方向ＳＮに対して平行に形成された垂直側面ＣＳまたは垂直線を備える構成とした。【選択図】図３
2004299663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のサスペンションを構成する支持部材にスタッドボルトを介して取り付けられ所定位置にパーティングラインを有する鍛造サスペンション部材において、
前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に配置され前記スタッドボルトに支持される位置に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に配置され車体側に係合される位置に設けられる車体側係合部と、を備え、
前記ボールジョイント部が、互いに対向する位置に配置された一端面部および他端面部と、この両端面部に亘って形成される側面部とを備え、
前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる一端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから遠い端部となる前記側面部の目標位置に向かって形成され、
前記側面部が、前記一端面部に対して直交して前記目標位置から前記他端面部に向かって形成された垂直側面または垂直線を備えると共に、その垂直側面または垂直線に隣接して前記一端面部または前記他端面部に向かって前記パーティングラインを境にして所定角度傾斜させて形成した傾斜側面とを備えることを特徴とする鍛造サスペンション部材。
【請求項２】
自動車の車軸側に支持される支持部材にスタッドボルトを介して回動自在に、かつ、車軸側部品に対する干渉領域を回避するように取り付けられるボールジョイント部を有するサスペンションアームを機械加工により形成するための鍛造サスペンション部材において、
前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に設けられる車体側係合部と、前記アーム部、前記ボールジョイント部および前記車体側係合部の所定位置に連続して形成されるパーティングラインとを備え、
前記ボールジョイント部は、一端面部と、この一端面部に対面する他端面部と、この他端面部および前記一端面部に亘って形成される側面部とを備え、
前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記側面部における前記干渉領域となる範囲の位置では、前記一端面部あるいは前記他端面部のいずれか一方の周縁側で、前記側面部のあらかじめ設定された目標位置に向かって形成されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材。
【請求項３】
前記ボールジョイント部は、前記パーティングラインに沿った位置の断面を、前記スタッドボルトのニュートラル方向または前記一端面部に対して直交する方向に対して真円または近似真円形状とし、かつ、前記パーティングラインから傾斜する抜き勾配の傾斜角度とする前記傾斜側面を備えると共に、この傾斜側面および、前記垂直側面あるいは前記垂直線により囲まれて複数の曲率を備える複合曲率円形状である前記両端面部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項４】
前記目標位置は、前記垂直側面あるいは前記垂直線位置上において、抜き勾配による増肉がない位置に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項５】
前記ボールジョイント部における前記パーティングラインは、前記アーム部におけるパーティングラインから前記目標位置に直線状に、または、前記アーム部におけるパーティングラインから曲線を介して前記目標位置まで直線状に、あるいは、前記アーム部のパーティングラインを延長した位置から前記目標位置まで直線状にするいずれかにより形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項６】
前記アーム部は、その側面において上端側から下端側の任意となる位置に前記パーティングラインが形成されることを特徴とする請求項１または請求項５のいずれか１項に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項７】
前記垂直側面または前記垂直線の垂直方向は、スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行な方向であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項８】
前記ボールジョイント部のパーティングラインにおける目標位置は、機械加工で除去される位置に配置される請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を機械加工して形成されるサスペンションアームにおいて、
前記サスペンションアームのボールジョイント部に係合されるスタッドボルトのボール球径の半径をＲ１とし、前記ボールジョイント部中心から前記ボールジョイント部の干渉領域における最外部までの距離を距離Ｒ２としたとき、１．２＜Ｒ２／Ｒ１≦１．９で示す割合に前記ボールジョイント部が形成されたことを特徴とするサスペンションアーム。
【請求項１０】
前記スタッドボルトの引抜強度および押抜強度が２５ｋＮ以上であることを特徴とする請求項９に記載のサスペンションアーム。
【請求項１１】
前記鍛造サスペンション部材は、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が６０％以上、０．２％耐力が２９０ＭＰａ以上のＡｌ-Ｍｇ-Ｓｉ系アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のサスペンションアーム。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、
前記ボールジョイント部におけるパーティングラインは、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設けて設定されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材の鍛造金型。
【請求項１３】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、
前記鍛造金型は、ボールジョイント部におけるパーティングラインが、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから遠い端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設け、かつ前記型割面を前記アーム部およびボールジョイント部において鍛造プレス方向に対して所定角度傾斜させて設定され、
前記目標位置における側面部が、前記ボールジョイント部の一端面部に対して直交する方向となるように、あるいは、前記スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行となるように設定されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材の鍛造金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車輪の周辺に配置される足回り部材として使用され、係合構造となるスタッドボルトを介して取り付けられるサスペンションアームおよびそのサスペンションアームを機械加工して形成するための鍛造サスペンション部材およびその鍛造金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車などの車軸側に支持されるナックルあるいはキャリアなどの支持部材に対して、ボールスタッドボルトに接合する接合構造を介して取り付けられるサスペンションアームなどの自動車用足回り部材は、所定の長さを備えるアーム部と、このアーム部の一端側で前記ボールスタッドボルトに支持するためのボールジョイント部と、前記アーム部の他端側でサブメンバなどの車体側に係合される車体側係合部と、を備えており、様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、サスペンションアームとしては、操縦安定性を向上させるために、一方のボールジョイント部から他方のボールジョイント部（車体側係合部）までの支点間の距離を長くすることや、また、ボールジョイント部のジョイント中心をタイヤ中心に近づけることで、スクラブ半径（タイヤ接地面におけるホイールの中心線と上下ジョイントを結ぶ線の交点間距離）を小さくでき、トルクステアを小さくできることが知られている。そのため、サスペンションアームにおけるジョイント寸法を小さくするように形成することが望まれている。
【０００４】
また、サスペンションアームが設置される設置環境は、自動車の車輪の近傍であるため、設置スペースが限られており、前記したアーム部の構成を実現するサスペンションアームとする場合には制約がある。そのため、サスペンションアームにおいて、ボールジョイント部の形状を小さくすることで、設計の自由度を増加することが望まれている。
【０００５】
一方、サスペンションアームは、形成される素材が鋼製のものがあり、鋼製のボールジョイント部を備える構成では、プレス成形により形成されるため、ボールジョイント部が大きくなりがちであった（例えば、特許文献１参照）。そのため、従来、鋼製の素材に代わり、アルミニウム合金によりサスペンションアームが成形されており、ボールジョイント部とアーム部が一体で、かつ、ボールジョイント部が小さく、アーム部が長く形成され、強度および重量の点で鋼製より優れているものが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
また、アルミニウム合金により形成されたサスペンションアームは、図９に示すように、そのボールジョイント部１０２がアーム部１０６と一体に鍛造により形成された後、ボールスタッドボルト１３３のボール部１３４を挿入するための挿入穴が加工され、ボールスタッドボルト１３３を、複数の部品（図面では省略して一部品として表示）からなる介在部材１３８を介在した状態で挿入して組み付けるように構成されるものである。
【０００７】
そして、サスペンションアーム１００は、鍛造するときに、アーム部１０６およびボールジョイント部１０２にパーティングラインＰＬが形成されることになり、パーティングランＰＬを、ボールジョイント部１０２のほぼ中央位置に配置するように構成され、側面部１０５においてその中央が突出するように形成されている。
【０００８】
なお、アーム部およびボールジョイント部は、それぞれ機械加工代を付加されると共に、抜き勾配をつけて鍛造されている。また、サスペンションアームは、そのボールジョイント部に、例えば、自動車の走行中にボールスタッドボルトのボール部が出入りする方向に力が付加されることから、大きな応力がかかるため、強度を維持する目的で、ある程度の材料体積を確保しておかなければならないものである。
【０００９】
また、鍛造により製造されるサスペンションアームの鍛造金型では、前記パーティングラインが形成される型割面を、鍛造プレス方向に対して直交する方向である水平方向に設定している。そのため、鍛造金型では、サスペンションアームの側面で厚み方向に対してほぼ中央となる位置が、水平方向に配置される型割面となり、サスペンションアームのアーム部およびボールジョイント部において、厚み方向に対してほぼ中央にパーティングラインが形成されるように構成されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３７９４４号公報（段落番号００１３〜００１７）
【特許文献２】特開２０００−３５５２０６号公報（段落番号００１０〜００１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来のアルミニウム合金により形成されるサスペンションアームあるいは鍛造金型の構成では、以下に示すような問題点が存在した。
従来の鍛造から形成されるサスペンションアームでは、パーティングラインがボールジョイント部およびアーム部の側面で厚み方向におけるほぼ中央に配置されているため、そのパーティングラインから両側に傾斜面である抜き勾配を設ける必要があること、その抜き勾配に必要な寸法付加部分を増肉となるように設けなければならないことから、ボールジョイント部の寸法を大きくする必要があった。
【００１２】
また、従来のサスペンションアームでは、パーティングラインがボールジョイント部およびアーム部の側面で厚み方向におけるほぼ中央に配置されているため、鍛造トリミングにより発生するバリ残長のバラツキ代について、前記抜き勾配の増肉寸法に加え、車輪のサスペンションを構成する支持部材に接合したときに、車輪との干渉範囲を確保するための寸法を加算して考慮する必要があった。そのため、サスペンションアームは、ボールジョイント部を車輪に近づけることが制約され、設計の自由度が阻害されることになってしまった。
【００１３】
さらに、従来のサスペンションアームの構成では、グレインフローが集中し最弱部となるパーティングラインがほぼ中央にあるため、スタットボルトの引き抜き荷重に対して不利となり、コンパクト化に限界があった。
【００１４】
本発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであり、ボールジョイント部の寸法について強度を確保してコンパクトに形成でき、また、アーム部の長さを大きく取ることができる鍛造サスペンション部材、さらに、パーティングラインの配置が変っても適切な鍛造を行なうことができる鍛造サスペンション部材の鍛造金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、前記した目的を達成するため、以下のような構成とした。すなわち、本発明にかかる鍛造サスペンション部材は、自動車のサスペンションを構成する支持部材にスタッドボルトを介して取り付けられ所定位置にパーティングラインを有する鍛造サスペンション部材において、前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に配置され前記スタッドボルトに支持される位置に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に配置され車体側に係合される位置に設けられる車体側係合部と、を備え、前記ボールジョイント部が、互いに対向する位置に配置された一端面部および他端面部と、この両端面部に亘って形成される側面部とを備え、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる一端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる前記側面部の目標位置に向かって形成され、前記側面部が、前記一端面部に対して直交して前記目標位置から前記他端面部に向かって形成された垂直側面または垂直線を備えると共に、その垂直側面または垂直線に隣接して前記一端面部または前記他端面部に向かって前記パーティングラインを境にして所定角度傾斜させて形成した傾斜側面とを備える構成とした（請求項１）。
【００１６】
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において、パーティングライン位置でのグレインフローの集中が、端面部の周縁側で、前記アーム部から最遠端部となる側面部の目標位置に向かって成形されることになり、従来のほぼ中央のパーティングラインの構成と比較して、スタッドボルトの引き抜き荷重が、従来比で１０％の向上を見込むことができる。また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において側面部に、パーティングラインの目標位置から垂直側面を備えているため、従来の構成のボールジョイント部と比較して出っ張る部分、すなわち、抜き勾配の増肉寸法と、バリ残長寸法を減少させることができる。
【００１７】
また、自動車の車軸側に支持される支持部材にスタッドボルトを介して回動自在に、かつ、車軸側部品に対する干渉領域を回避するように取り付けられるボールジョイント部を有するサスペンションアームを機械加工により形成するための鍛造サスペンション部材において、前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に設けられる車体側係合部と、前記アーム部、前記ボールジョイント部および前記車体側係合部の所定位置に連続して形成されるパーティングラインとを備え、前記ボールジョイント部は、一端面部と、この一端面部に対面する他端面部と、この他端面部および前記一端面部に亘って形成される側面部とを備え、前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記側面部における前記干渉領域となる範囲の位置では、前記一端面部あるいは前記他端面部のいずれか一方の周縁側で、前記側面部のあらかじめ設定された目標位置に向かって形成されたものとした（請求項２）。
【００１８】
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、一端面部または他端面部のいずれか一方における周縁側の目標位置に向かって、グレインフローが形成され、また、干渉領域において、アーム部から最遠端部となるボールジョイント部の側面部では、出っ張りのない垂直線あるいは垂直面となる。
【００１９】
また、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部は、前記パーティングラインに沿った位置の断面を、前記スタッドボルトのニュートラル方向または前記一端面部に対して直交する方向に対して真円形状または近似真円形状とし、かつ、前記パーティングラインから傾斜する抜き勾配の傾斜角度とする前記傾斜側面を備えると共に、この傾斜側面および、前記垂直側面あるいは前記垂直線により囲まれて複数の曲率を備える複合曲率円形状である前記両端面部とを備える構成とした（請求項３）。
【００２０】
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができると共に、自動車の車輪における干渉範囲に対して有利となり、スクラブ半径を小さくできる。
【００２１】
さらに、前記鍛造サスペンション部材において、前記目標位置は、前記垂直側面あるいは前記垂直線位置上において、抜き勾配による増肉がない位置に形成される構成とした（請求項４）。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、パーティングラインが一定の条件を満たす目標位置の所定範囲において、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる。
【００２２】
また、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部における前記パーティングラインは、前記アーム部におけるパーティングラインから前記目標位置に直線状に、または、前記アーム部におけるパーティングラインから曲線を介して前記目標位置まで直線状に、あるいは、前記アーム部のパーティングラインを延長した位置から前記目標位置に直線状とするいずれかにより形成されるように構成した（請求項５）。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材におけるボールジョイント部の形態に対応してパーティングラインを設定することができる。
【００２３】
さらに、前記鍛造サスペンション部材において、前記アーム部は、その側面において上端側から下端側の任意となる位置に前記パーティングラインが形成される構成とした（請求項６）。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、アーム部においても、その側面で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないように設定でき、強度を維持して小さくすることができる。
【００２４】
また、前記鍛造サスペンション部材において、前記垂直側面または前記垂直線の垂直方向は、スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行な方向である構成とした（請求項７）。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、スタッドボルトの係合に際して適切に対応することができる。
【００２５】
そして、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部のパーティングラインにおける目標位置は、機械加工で除去される位置に配置される構成とした（請求項８）。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の干渉領域となる位置において、垂直面あるいは垂直線となる側面部が最外部となる。
【００２６】
また、前記鍛造サスペンション部材から機械加工して形成されるサスペンションアームは、前記スタッドボルトのボール球径の半径をＲ１とし、前記ボールジョイント部中心から前記ボールジョイント部の干渉領域における最外部までの距離をＲ２としたとき、１．２＜Ｒ２／Ｒ１≦１．９で示す割合に前記ボールジョイント部が形成されるものとした。（請求項９）このように構成されることにより、サスペンションアームは、ボールジョイント部の強度を維持して設計の自由度を広げることができる。
【００２７】
また、前記サスペンションにおいて、前記スタッドボルトの引抜強度および押抜強度が２５ｋＮ以上である構成とした（請求項１０）。このようにサスペンションアームの引抜強度を２５ｋＮ以上とすることで、走行時の衝撃に対して対抗することが可能となる。
さらに、前記サスペンションアームにおいて、前記鍛造サスペンション部材は、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が６０％以上、０．２％耐力が２９０ＭＰａ以上のＡｌ-Ｍｇ-Ｓｉ系アルミニウム合金からなる構成とした（請求項１１）。
このように構成されることにより、サスペンションアームは、高強度アルミニウム合金となり、ボールジョイント部のボール部の保持力を維持して壁面厚さ寸法を小さくできる。
【００２８】
また、本発明にかかる鍛造金型は、前記した構成の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインは、前記一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設けて設定された構成とした（請求項１２）。
【００２９】
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材の鍛造金型では、型割面を所定の位置に設けているので、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる鍛造サスペンション部材を提供することができる。
【００３０】
さらに、前記した構成の鍛造サスペンション部材の鍛造金型は、ボールジョイント部におけるパーティングラインが、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設け、かつ前記型割面を前記アーム部およびボールジョイント部において鍛造プレス方向に対して所定角度傾斜させて設定され、前記目標位置における側面部が、前記ボールジョイント部の一端面部に対して直交する方向となるように、あるいは、前記スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行となるように設定された構成とした（請求項１３）。
【００３１】
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材の鍛造金型では、形態のことなる鍛造サスペンション部材に対しても、抜き勾配の増肉なく、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明にかかる鍛造サスペンション部材およびその鍛造金型によれば、以下に示す優れた効果を奏するものである。
鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の最遠端部である目標位置において、抜き勾配による増肉がなく、両端面部に対して直角または、スタッドボルトのニュートラル方向に平行に垂直側面（垂直線）が得られ小型化できる。
【００３３】
また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において側面部で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないため、強度を維持して小さくすることができる。さらに、バリ残長が完成品では、機械加工で除去されることから、バリ残長をタイヤ干渉領域で考慮する必要がなく、そのため、ボールジョイント部のジョイント中心をタイヤ中心に近づけられ、設計の自由度が広がり、かつ、スクラブ半径を小さくできる鍛造サスペンション部材を提供できる。
【００３４】
鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができると共に、抜き勾配とバリ残長の点で、自動車の車輪における干渉範囲に対して有利となる。
また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部に一定の条件の下で、所定の形態のパーティングラインのいずれかを設定することにより、ボールジョイント部の形態に対応して小型化を達成するためボールジョイント部を設定することができる。
【００３５】
また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積でえることができる。さらに、鍛造サスペンション部材は、アーム部の側面の上端側から下端側の任意の位置に前記パーティングラインが形成されることで、その側面で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないように構成でき、強度を維持して全体を小さくすることができる。
【００３６】
そして、サスペンションアームは、ボールスタッドボルトのボール部における球径の半径と、ボールジョイント部の最外径までの距離とを所定の範囲となるように規定したので、ボールジョイント部の強度を維持した状態での小型化を達成するための設計の自由度を広げることができる。さらに、サスペンションアームでは、高強度アルミニウム材を用いることで、あるいは、引抜強度および押抜強度に対する条件を満たした状態で、ボールジョイント部の側壁のスリム化を図ることができる。
【００３７】
そして、鍛造サスペンション部材の鍛造金型は、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる端面部の周縁側で、前記アーム部から最遠端部となる側面部の位置に向かって形成されるように型割面を設けることにより、ボールジョイント部について引き抜き強度を維持した状態で小さくできる鍛造サスペンション部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、鍛造サスペンションアームの取付け位置を示す一部を省略した断面図、図２（ａ）は、サスペンションアームの一部を破断した状態を示す側面図、（ｂ）は、図２（ａ）で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図、図３（ａ）は、サスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す側面図、（ｂ）は、サスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す底面図、図４（ａ）は、サスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図、（ｂ）は従来のサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図である。なお、各図において、鍛造サスペンション部材を示す符号は、サスペンションアームに付した符号に「ｆ」を付して説明する。
【００３９】
図１および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、サスペンションアーム１は、アーム部６と、このアーム部６の一端に形成されたジョイント部２と、そのアーム部６の他端に形成された車体側係合部９とを備えている。このサスペンションアーム１は、アルミニウム合金等により鍛造サスペンション部材１ｆ（図３参照）として鍛造加工された後に、鍛造サスペンション部材１ｆ（図３参照）から機械加工されるものであり、車輪３０の車軸３１のサスペンションを構成する支持部材（ナックル、キャリア等）３２のボールスタッドボルト（スタッドボルト）３３を介してジョイント部２が干渉領域（図示せず）に対して回動自在に支持される共に、車体側係合部９が車軸３１の車体側（図示せず）となる係合位置に係合して支持されるものである。なお、図示しない干渉領域は、ここでは一例としてボールジョイント部２ｆ（図３参照）の中心から左右合せて１００度の範囲として説明するが、この範囲に限定されるものではない。また、干渉領域に対して干渉する車軸側部品とはブレーキディスク、車輪などの部品をいう。
【００４０】
また、図２（ａ）に示すように、支持部材３２（図１参照）およびサスペンションアーム１に介在するボールスタッドボルト３３は、支持部材３２に係合するためにナットにより固定されるネジ部３５と、このネジ部３５から連続する胴部３６と、この胴部３６の端部に設けたボール部３４とを備えている。そして、このボールスタッドボルト３３は、ボールジョイント部２に支持される場合には、ニュートラル方向（一端面部３に対して垂直方向）ＳＮ（図３参照）に対して３６０度方向にボール部３４が、ボールジョイント部２内に、複数の部品（ここでは１部品として表示）からなる介在部材３８を介して係合して支持される。
【００４１】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、サスペンションアーム１は、車体側係合部９が二箇所あるものや、あるいは、一箇所のみのものなど、車輪非軸対称で複雑な形状を有することが多く、鉄材料並みの強度と耐食性が必要とされることから、Ａ６０６１やその派生材の６０００系、さらに、高強度アルミニウム合金材などのアルミニウム合金が使用される。なお、高強度アルミニウム合金材としては、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が６０％以上、０．２％耐力が２９０ＭＰａ以上のＡｌ-Ｍｇ-Ｓｉ系アルミニウム合金が一例として挙げられる。
【００４２】
アルミニウム合金は、鍛造材組織の結晶粒の微細化よりも、鍛造材組織中の亜結晶粒の割合の方が、鍛造材の高強度化、高靱性化および高耐食性化に大きく影響（寄与）する。即ち、鍛造材組織中の亜結晶粒の割合を高くすることによって、鍛造材の高強度化、高靱性化および高耐食性化が再現性良く実現できる。言い換えると、高温鍛造により、鍛造材組織の平均結晶粒径を５０〜８０μｍに幾ら微細化させても、結晶粒径よりも微細な亜結晶粒の平均面積率割合が鍛造材組織中で少なければ、鍛造材の高強度化と高靱性化、更には高耐食性化とを、再現性良く実現できない。
【００４３】
そのため、この鍛造材組織中の亜結晶粒の平均面積率割合を６０％以上とすれば、鍛造材の０．２％耐力を２９０ＭＰａ以上とでき、耐応力腐食割れ性も向上できる。さらに、この亜結晶粒の平均面積率割合を好ましくは９０％以上とすれば、耐応力腐食割れ性とともに、鍛造材の０．２％耐力を３５０ＭＰａ以上より高めることができるものである。
【００４４】
この高強度アルミニウム合金材の亜結晶粒の測定は、鍛造材の組織測定断面を電解エッチング後、特に亜結晶粒界および結晶粒界を鮮明化させ、５〜４００倍の偏光顕微鏡によって、結晶粒界か、亜結晶粒かを判別した上で行なっている。この際、鍛造材の部位によるバラツキを考慮するため、各鍛造材の強度や耐食性が必要な部位で、測定（資料採取）の位置を変えた２０視野の観察によって行う。そして、亜結晶粒の平均面積率割合は、一視野毎に亜結晶粒の占める面積を目視あるは画像処理にて測定し、一視野面積に対する、亜結晶粒の面積率割合を算出し、前記２０視野の亜結晶粒の面積率割合を平均して、亜結晶粒の平均面積率割合（％）としている。
【００４５】
そして、サスペンションアーム１は、図２（ａ）、（ｂ）（図７参照）に示すように、上型１１と下型１２とを備える鍛造金型１０により鍛造された鍛造サスペンション部材１ｆを機械加工することで形成される。なお、図２（ａ）では、ボールスタッドボルト３３のニュートラル方向ＳＮが、アーム平面に対して直角である状態となることを示している。この鍛造金型１０は、アーム部６およびボールジョイント部２の位置で所定角度に傾斜する型割面１３となるように構成されている。
【００４６】
そして、鍛造金型１０において、アーム部６のパーティングラインＰ２は、アーム部６ｆの側面で厚さ方向Ｅにおいて中央位置に形成されるように型割面１３が構成されて、かつ、鍛造プレス方向Ｔに対して所定角度傾斜するように設定されている。さらに、鍛造金型１０において、ボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１は、一端面部３ｆの周縁で側面部５ｆのアーム部６ｆから最遠端部に向かって形成され、かつ、鍛造プレス方向Ｔに対して、所定角度傾斜するように、型割面１３が構成されている。
【００４７】
なお、アーム部６ｆのパーティングラインＰ２は、図２（ｂ）で示すように、型割面１３の水平線部分に対して傾斜角度θ１が０．５度〜５度の範囲で設定されるように型割線１３が形成されている。また、ボールジョイント部２ｆの最遠端部（側面部５ｆ）の位置が、垂直線（鍛造プレス方向Ｔ）に対して傾斜角度θ２を０．５度〜５度の範囲となるように設定されている。なお、ボールジョイント部２ｆの側端部分（側面部５ｆの外形線、傾斜角度θ２の線で示す位置）は、ボールスタッドボルト３３（図２（ａ）参照）のニュートラル方向ＳＮに平行となるように設定されている。
【００４８】
図３に示すように、アーム部６ｆおよびボールジョイント部２ｆに形成されるパーティングラインＰＬは、アーム部６ｆではパーティングラインＰ２として、その側面で厚み方向Ｅの上端側から下端側における任意の位置に形成されるが、ここでは中央に位置するように形成されている。また、パーティングラインＰＬは、ボールジョイント部２ｆではパーティングラインＰ１として、一端面部３ｆの周縁位置で、アーム部６ｆのパーティングラインＰ２から最遠端部となる側面部５ｆの目標位置（アーム部６の幅方向Ｗにおける中心軸線の延長線上に垂直方向に直交する一端面部３ｆの周縁位置）Ｓに向かって傾斜した状態で形成されている。このパーティングラインＰ１のボールジョイント部２ｆにおける最端となる目標位置Ｓは、抜き勾配による増肉のない位置であり、側面部５ｆにおいて垂直方向となる寸法ｄにおいて許容範囲である。
【００４９】
また、図３（ｂ）に示すように、目標位置Ｓは、言い換えれば、ボールジョイント部２ｆあるいはアーム部６ｆ（直線的に形成されている場合）の幅方向Ｗにおける中心軸線上と、他端面部４ｆおよび一端面部３ｆに渡って連続する垂直線（スタッドボルトニュートラル方向ＳＮと平行）上となる側面部５ｆの位置において形成され、図３（ａ）に示すように、他端面部４ｆ側に垂直方向（スタッドボルトニュートラル方向ＳＮに平行）に移動した寸法ｄで示す範囲を許容範囲としている。なお、この目標位置Ｓは、図３（ｂ）に示すように、垂直側面ＣＳとなる
【００５０】
なお、アーム部６ｆが湾曲した状態でその一端にボールジョイント部２ｆを備えている場合には、そのアーム６ｆの軸線方向と一端面部３ｆの中心位置を通る延長線上で、側面部５ｆの垂直側面ＣＳの中央線（垂直線）との交点から寸法ｄの許容範囲となる。ちなみに、図１および図２に示すように、ボールジョイント部２が実際にボールスタッドボルト３３に係合されたときに、車輪３０との干渉範囲に関係する位置において垂直側面（垂直線）ＣＳとなる位置に目標位置Ｓは設定されることになる。なお、この目標位置Ｓは、図３（ｂ）に示すように、垂直側面ＣＳで示す範囲において一端面部３ｆに平行な縁線の両端となる位置、つまり、アーム部６ｆからのパーティングラインＰ２が左右それぞれの目標位置Ｓ１，Ｓ２に対して連続する構成としても構わない。この目標位置Ｓ１，Ｓ２としたパーティングラインＰ１であるときは、その目標位置Ｓ１，Ｓ２の内側となる側面部５ｆは垂直側面となる。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、この寸法ｄは、ボールジョイント部２ｆの周縁に本来形成される角部分であるアール部分の範囲と、目標位置Ｓが上端から他端面部４ｆ側に下がった位置となった場合、その目標位置Ｓから一端面部３ｆに向かって抜き勾配を形成することがない位置までの範囲となることが好ましい。なお、この寸法ｄは、従来の中央に設けるパーティングラインＰＬと比較してボールジョイント部２ｆが小さくできる状態であれば、許容範囲としても構わない。また、目標位置Ｓは、図３（ｂ）において、アーム部６ｆの幅方向Ｗの中心線に連続する中央線上で、アーム部６ｆ側に移動した位置としても、ボールジョイント部２ｆの完成品（機械加工後）で実質的に側面部５ｆに垂直側面（垂直線）を形成できる状態であれば構わない。
【００５２】
さらに、図３に示すように、ボールジョイント部２ｆは、設計段階では、はじめにパーティングラインＰＬの配置が特定され、一端面部３ｆおよび他端面部４ｆの平面形状が特定される。ボールジョイント部２ｆは、パーティングラインＰＬに沿った位置での断面形状が、ニュートラル方向（一端面部３の平面に対して直交する方向）ＳＮから見たときに真円となるように形成されている。そして、ボールジョイント部２の一端面部３ｆの平面形状は、パーティングラインＰＬに沿った断面形状を底面として鍛造プレス方向Ｔに対し、抜き勾配Ｎ（図３（ｂ）参照）の傾斜を備える円錐を仮想したとき、その仮想した円錐において、一端面部３ｆの平面位置で切断した状態の平面と、前記仮想した円錐から突出しない範囲条件で設定された垂直側面（垂直線）ＣＳのスタッドボルトニュートラル方向ＳＮに平行な形状にて形成される。そして、この一端面部３ｆは、ニュートラル方向ＳＮから見たときに、複数の曲率からなる複合曲率円形状に形成されている。
【００５３】
同様に、他端面部４ｆの平面形状は、パーティングラインＰＬに沿った断面形状を底面として抜き勾配Ｎ（図３（ａ）、（ｂ）参照）の傾斜を備えると共に垂直側面（垂直線）ＣＳを備える円錐を仮想したとき、その仮想した円錐において、他端面部４ｆの平面位置で切断した状態の平面に形成され、ニュートラル方向ＳＮから見たときに、複数の曲率からなる複合曲率円形状に形成されている。
【００５４】
そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールジョイント部２ｆは、その側面部５ｆが、目標位置Ｓの垂直方向に一端面部３ｆおよび他端面部４ｆに亘って形成される垂直側面（垂直線）（ボールスタッドボルト３３のニュートラル方向ＳＮと平行）ＣＳと、この垂直側面ＣＳに隣接して鍛造プレス方向Ｔに対し抜き勾配Ｎの傾斜角度を有する傾斜側面ＫＳと、により形成されている。なお、傾斜側面ＫＳは、パーティングラインＰＬ（Ｐ１）を境にして互いに反対方向に傾斜している。そして、垂直側面（垂直線）ＣＳには、抜き勾配Ｎは形成されていない。このボールジョイント部２ｆの側面部５ｆにおける垂直側面（垂直線）ＣＳは、目標位置Ｓから垂直方向に形成され、所定の幅をもった面を備える場合や、あるいは、幅がほとんどない線状の場合を示すものである。
【００５５】
さらに、図３（ａ）に示すように、パーティングラインＰＬから一端面部３ｆおよび他端面部４ｆに向かって形成される抜き勾配（側面部５ｆの傾斜側面の傾斜角度）Ｎについても、０．５度〜５度の範囲とすることができ、好ましくは、０．５〜１．５度の範囲とすることができる。
【００５６】
また、この鍛造金型１０により鍛造成形されたサスペンションアーム１ｆは、図４（ａ）に示すように、グレインフローＧＦの流れが、ボールジョイント部２ｆの側面部５ｆの上端位置に向かって形成されることになる。このように、図４（ａ）で示す構成であると、グレインフローＧＦの流れが、図４（ｂ）に示すような、従来の状態であるものと比較して、ボールスタッドボルト３３の引き抜き力（強度）を向上させることができる（数値を入れるかどうか確認ください）。
【００５７】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールジョイント部２ｆは、機械加工を行い、ボールスタッドボルト３３（図２参照）を係合支持できる状態に加工する場合に、斜線で示すエリア（余肉部）Ｆが省略されていることから、抜き勾配の余肉長さＤを小さくすることができる。そのため、ボールジョイント部２ｆで寸法を小さくした分について、ジョイント中心を車輪中心に近づけられる。なお、アーム部６ｆを長くする構成とするときには、アーム部６ｆを長くした分に対する補強が必要になる。
【００５８】
図３（ａ）に示すように、サスペンションアーム１ｆは、仮想線で示すような機械加工が行なわれ、図２示すような状態に形成される。このサスペンションアーム１のボールジョイント部２では、一端面部３の開口部３ａから他端面部４の開口部４ａが貫通して、ボールスタッドボルト３３のボール部３４が挿入されて、複数の部品からなる介在部材３８を介して係合支持できるように形成される。また、ボールジョイント部２では、その側面部５の中央からやや上方に段差部分を形成して係止部５ｂとし、この係止部５ｂにダストカバー３７が係合されるように構成されている。
【００５９】
さらに、図２に示すように、前記したような構成で鍛造された鍛造サスペンション部材１ｆから所定の機械加工などにより形成されるサスペンションアーム１は、ボールスタッドボルト３３のボール部３４の球径の半径Ｒ１と、ボールジョイント部２のボール部３４の中心となる位置からの最外部までの距離Ｒ２とが、１．２＜Ｒ２／Ｒ１≦１．９で示す割合の範囲内で、ボールジョイント部２が形成されている。
【００６０】
このＲ２／Ｒ１は、ボールジョイント部２の設計の自由度と強度に関係しており、Ｒ２／Ｒ１が小さくなると（Ｒ１の値が大きくなると）設計の自由度は増すものの、ジョイント部２の強度が不足となり、特に、１．９を超えると確実に必要となる強度を得ることができない。また、Ｒ２／Ｒ１が大きくなると（Ｒ２の値が大きくなると）、ジョイント部２の強度は増すものの、設計の自由度が狭くなり、特に、１．２を下回ると確実に必要となる自由度が阻害されることになる。
【００６１】
そして、１．２＜Ｒ２／Ｒ１≦１．９に構成したボールジョイント部２における引抜強度および押抜強度は、ここでは、２５ｋＮ以上となるように設定されている。ボールジョイント部２の引抜強度および押抜強度が、２５ｋＮ未満であると車軸側に装着して走行したときに、ボール部３４がボールジョイント部２から外れる可能性があるため、ここでは２５ｋＮ以上となるようにしている。特に、前記した高強度アルミニウム合金を用いることと共に、ボールジョイント部２ｆにおけるパーティングラインＰＬを所定の位置にすることにより、機械加工した後のボールジョイント部２の強度を維持して小型化することがスムーズにできるものである。
【００６２】
図１で示すように、サスペンションアーム１は、車輪３０側に対面する位置では、機械加工時にバリ面が削除されているため、従来の中央にパーティングラインＰＬが形成されるボールジョイント部と対比して、バリ残長をタイヤ干渉領域で考慮する必要がなく、その分、ボールジョイント部２のジョイント中心をタイヤ中心に近づけられる。なお、サスペンションアーム１のアーム部６の断面形状は、コ字形状あるいはＨ形状等に形成されても構わない。
【００６３】
また、図６（ａ）に示すように、パーティングラインＰＬにおいて、アーム部６ｆとボールジョイント部２ｆとの接続部分において、緩やかなアール（曲線）を備えるように形成して目標位置Ｓに対して直線状とする構成にしても良い。さらに、図６（ｂ）に示すように、パーティングラインＰＬは、アーム部６ｆの位置からのボールジョイント部２ｆの所定位置まで直線上に延長した後に、目標位置Ｓに向かって直線状に形成される構成としても構わない。このとき、接続部分は、前記したように穏やかなＲを備える（図示せず）ように構成しても構わない。なお、パーティングラインＰＬは、そのパーティングラインに沿ってボールジョイント部２ｆを切断したときに、一端面部３ｆまたは他端面部４ｆに対して直角方向、または、ボールスタッドボルト３３（図２参照）のニュートラル方向ＳＮから見て真円となる状態であれば、特に限定されるものではない。
【００６４】
なお、図３に示すように、サスペンションアーム１として、パーティングラインＰＬは、アーム部６では、側面で厚み方向における中央に配置した構成として説明したが、その側面の上端側または下端側の厚み方向Ｅの範囲において任意の位置として配置しても良く、ここでは、上端側および下端側となるように形成して、一端面部３の周縁で、アーム部６から最遠端部となる側面部５の位置に向かって形成されているパーティングラインＰＬ１およびパーティングラインＰＬ２の構成としてもよい。
【００６５】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、サスペンションアーム１Ａｆは、アーム部６Ａとボールジョイント部２Ａとが所定の傾斜角度で接続されるような構成であっても良い。なお、図２（ａ）、（ｂ）と同様な構成については、同じ符号の後に「Ａ」を付して（鍛造サスペンション部材ではさらに「Ａ」の後に「ｆ」を付して）詳細については省略する。
【００６６】
図７（ｂ）に示すように、鍛造金型１０Ａでは、上型１１Ａと下型１２Ａとの型割面１３Ａが、中央で鍛造プレス方向Ｔに対して直交する水平線上になるように構成されている。そして、図７（ａ）に示すように、サスペンションアーム１ＡでのパーティングラインＰＬは、アーム部６Ａでは、その側面で厚み方向Ｅの中央位置に形成され、ボールジョイント部２Ａでは、一端面部３Ａの周縁でアーム部６ＡのパーティングラインＰ２から最遠端部となる側面部５Ａの目標位置Ｓ（図３参照）に向かって形成されている。
【００６７】
なお、図７（ｂ）に示すように、鍛造金型１０Ａでは、ボールジョイント部２Ａｆの最端部と垂直線との傾斜角度θ３は、０．５度から５度の抜き勾配またはそれ以上の範囲で設定されている。また、アーム部６Ａｆとボールジョイント部２Ａｆとの傾斜角度θ４は、所定の傾斜角度の範囲で設定されているものである。また、ボールジョイント部２Ａｆの側端部分（側面部５Ａｆの外形線、傾斜角度θ３の線で示す位置）は、ボールスタッドボルト３３（図７（ａ）参照）のニュートラル方向ＳＮに平行となるように設定されている。
【００６８】
また、図７（ｂ）で示す鍛造金型１０Ａにより鍛造する場合について、図８に示すように、バリ流出方向を、図８（ａ）で示す状態から、図８（ｂ）で示す状態に変えて鍛造しても構わない。すなわち、図８（ａ）では、ボールジョイント部２ｆの側面部５ｆからのバリの流出方向Ｂｆは、例えば、鍛造プレス方向に対して直交する方向である水平方向としている。これに対して図８（ｂ）では、鍛造姿勢を変えずに、設定されたパーティングライン（図示せず）の位置を若干変化させることになるが、ほぼそのままの状態として、バリの流出方向Ｂｆを前記した水平方向から垂線（鍛造プレス方向）側に所定角度傾斜した傾斜方向に設定している。このように、バリの流出方向Ｂｆを調整することを、前記したパーティングラインＰ１（図３参照）の配置と合せて用いることで、鍛造サスペンション部材１ｆを機械加工、特に、カシメ加工するときに、そのカシメ加工の成形性を向上させ、かつ、押抜強度の向上に対しても有効となるサスペンションアーム１（図２参照）を提供することができる。
【００６９】
さらに、図３に示すように、目標位置Ｓが形成されるボールジョイント部２ｆの厚み方向の範囲は、干渉範囲において、鍛造サスペンション部材１ｆから機械加工によりサスペンションアーム１に形成されるときに、機械加工により除去される加工除去される範囲内の位置であればさらに好ましい。つまり、図３の仮想線で示すように、アーム部６ｆから最遠端部（位置）あるいは干渉領域となるボールジョイント部２ｆの側面部５ｆでは、パーティングラインＰ１を加工除去する範囲内に配置することにより、側面部５ｆでは垂直側面が確保できるためである。
【００７０】
なお、前記説明では、ボールジョイント部２（２ｆ）の両端面部３，４（３ｆ，４ｆ）は、互いに平行であるように構成したが、平行でなくても構わない。なお、両端面部３，４が互いに平行でない場合は、ボールスタッドボルト３３のニュートラル方向ＳＮに対して平行に垂直平面ＣＳあるいは垂直線が側面部に形成される。または、両端面部３，４が互いに平行でない場合は、その一端面部３の平面に直交する垂直方向に沿って垂直平面ＣＳあるいは垂直線が側面部に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明にかかるサスペンションアームの取付け位置を示す一部省略した断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明にかかるサスペンションアームの一部を破断した状態を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す側面図、（ｂ）は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す底面図である。
【図４】（ａ）は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図、（ｂ）は従来のサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかるサスペンションアームの全体を一例としてそれぞれ模式的に示す平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかるサスペンションアームのパーティングラインの他の形態をそれぞれ示す模式図である。
【図７】（ａ）は、本発明にかかる鍛造サスペンションアームの他の構成において一部を破断した状態を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる鍛造サスペンション部材におけるバリの流出方向を変えた状態を模式的に示す模式図である。
【図９】従来の鍛造されたサスペンションアームのボールジョイント部を破断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    サスペンションアーム
１ｆ  鍛造サスペンション部材
２    ボールジョイント部
２ｆ  ボールジョイント部（鍛造サスペンション部材）
３    一端面部
３ｆ  一端面部（鍛造サスペンション部材）
４    他端面部
４ｆ  他端面部（鍛造サスペンション部材）
５    側面部
５ｆ  側面部（鍛造サスペンション部材）
６    アーム部
６ｆ  アーム部（鍛造サスペンション部材）
１０  鍛造金型
１１  上型
１２  下型
１３  型割面
３０  車輪
３１  車軸
３２  支持部材
３３  ボールスタッドボルト（スタッドボルト）
３４  ボール部
３５  ネジ部
３６  胴部
３７  ダストカバー
３８  介在部材
ＳＬ  垂線
ＧＦ  グレインフロー
Ｎ    抜き勾配
ＰＬ  パーティングライン（全体）
Ｐ１  パーティングライン（ボールジョイント部）
Ｐ２  パーティングライン（アーム部）
Ｒ１  球径の半径
Ｒ２  ボールジョイント部の最外部
ＳＮ  ニュートラル方向（ボールスタッドボルトの）
Ｔ    鍛造プレス方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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