(57)【要約】【課題】高い安全性を確保しながら、軽量化を図ることができる自動車用サスペンション部品の設計方法を提供する。【解決手段】試作品を作製する第１工程（Ｓ１）と、試験片を作製する第２工程（Ｓ２）と、試験片の強度（σＦＧ、σＦＢ）を測定する第３工程（Ｓ３）と、サスペンション部品の発生応力（σ１、σ２）を強度計算により計算する第４工程（Ｓ４−１、Ｓ４−２）と、発生応力を判断する第５工程（Ｓ５）と、サスペンション部品の形状を変更する第６工程（Ｓ６）とを有し、前記第５工程（Ｓ５）において、（σ１）≦（σＦＧ）及び（σ２）≦（σＦＢ）の場合には設計を終了し、（σ１）＞（σＦＧ）及び／又は（σ２）＞（σＦＢ）の場合には、前記第６工程（Ｓ６）を行い、再度、第４工程（Ｓ４−１）からの工程を繰り返し行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンション部品と同一材質及び同一の製造方法で強度測定用の試作品を作製する第１工程と、
前記試作品から一般部を含む第１試験片と、前記一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分を含む少なくとも１つの第２試験片とを作製する第２工程と、
前記第１試験片の強度（σＦＧ）及び少なくとも１つの第２試験片の強度（σＦＢ）を測定する第３工程と、
前記サスペンション部品の形状を特定し、このサスペンション部品の前記一般部に相当する部分の第１発生応力（σ１）と、前記一般部以外の部分に相当する少なくとも１つの部分の第２発生応力（σ２）とを強度計算により計算する第４工程と、
前記第３工程で測定した試験片の強度を基準として、前記第４工程で計算したサスペンション部品の各部位の発生応力を判断する第５工程と、
前記第４工程で特定したサスペンション部品の形状を変更する第６工程とを有し、
前記第５工程において、
（σ１）と（σＦＧ）との関係が（σ１）≦（σＦＧ）、及び全ての（σ２）と（σＦＢ）との関係が（σ２）≦（σＦＢ）の場合には設計を終了し、
（σ１）と（σＦＧ）との関係が（σ１）＞（σＦＧ）、及び／又は全ての（σ２）と（σＦＢ）との関係が１つでも（σ２）＞（σＦＢ）の場合には、前記第６工程を行い、再度、第４工程からの工程を繰り返し行う、
ことを特徴とする自動車用サスペンション部品の設計方法。
【請求項２】
前記一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分が、鍛造加工によって発生するバリの除去面であるパーティングライン、鍛造加工肌荒れ部分、予測打痕部として作製された部分、機械加工により表面粗度が変化した部分の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用サスペンション部品の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金等の金属合金を用いる鍛造品からなる自動車用サスペンション部品（以下、サスペンション部品と称す）の設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の構造材又は部品用として、軽量化の観点からアルミニウム合金の使用が期待され、特に、自動車の足廻りに用いられるアッパーアーム、ロアアーム、ナックル等のサスペンション部品は、従来、自動車にとって重要保安部品であることから、軽量で信頼性の高いアルミニウム鍛造品が多く用いられている。
【０００３】
また、自動車用の構造材又は部品の設計方法としては、下記の方法が提案されている。例えば、ドアインナーやフェンダーなどに使用するアルミニウム合金板からなる成形品の設計方法として、成形品のコーナー部近傍の設計形状にしたがって近似されたモデルを作製し、前記モデルに形状不良が発生するか否かを有限要素法（ＦＥＭ）等のシミュレーションにより予測し、前記モデルに形状不良の発生が予測された場合には、発生しなくなる方向に前記成形品の成形条件、モデル変更を行う設計方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、前記の有限要素法（ＦＥＭ）等を利用した設計方法をサスペンション部品の設計方法に応用した例として、本発明者らの特許出願（特願２００２−０１１２９９、段落番号［０００７］〜［０００９］参照）がある。この特許出願では、鍛造により作製されたアルミニウム合金からなるサスペンション部品の設計方法として、応力集中により疲労強度が他の部分に比べて１５％程度低くなるバリ面（パーティングライン）に合わせて強度計算を行う設計方法が記載されている。
【０００５】
この設計方法は、図６に示すように、サスペンション部品と同一材質及び同一の製造方法で強度測定用の試作品を作製する第１工程（Ａ１）と、前記試作品の一般部から試験片を作製する第２工程（Ａ２）と、前記試験片の強度（σＦ）を測定する第３工程（Ａ３）と、前記サスペンション部品の形状を特定し、前記一般部を含むサスペンション部品の各部位の発生応力（σ）を強度計算により計算する第４工程（Ａ４−１、Ａ４―２）と、前記試験片の強度（σＦ）を基準として、各部位の前記発生応力（σ）を判断する第５工程（Ａ５）と、前記第４工程（Ａ４−１）で特定したサスペンション部品の形状を変更する第６工程（Ａ６）とを有し、前記第５工程（Ａ５）において、（σ）≦［（σＦ）／安全率（Ｓ）］の場合には設計を終了し、（σ）＞［（σＦ）／安全率（Ｓ）］の場合には、前記第６工程（Ａ６）を行い、再度、第４工程（Ａ４−１）からの工程を繰り返し行う、ことを特徴とする自動車用サスペンション部品の設計方法である。
【０００６】
また、前記第２工程（Ａ２）の試験片の作製は、鍛造されることによって発生する応力集中部を除いた一般部から機械加工等の削り出しによって試験片全面が機械加工面になるように作製されていた。また、前記第３工程（Ａ３）の試験片の強度としては疲労強度が測定され、その測定方法としては、ＪＩＳに規定された試験片を用いて、その試験片が軸方向に対してねじれるような負荷を繰り返し与えることにより測定していた。また、第５工程（Ａ５）において設計を終了した後に、サスペンション部品を鍛造により作製して強度確認を行う第７工程（Ａ７）を行なっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−７６０２２号（段落番号［０００６］、［０００８］及び［００１３］、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示された設計方法においては、判断強度として（試験片の強度（疲労強度）σＦ）／安全率（Ｓ）を使用するため、サスペンション部品の全ての部位の発生応力が最弱部分の判断強度以下となり、サスペンション部品としての安全性は高くなるが、最軽量という面では不十分であった。
【０００９】
特に、一般部においては実測の疲労強度（σＦ）よりも安全率（Ｓ）の分だけ高い疲労強度を有することになり、作製されたサスペンション部品は理想設計品と比較して肉厚等が厚く、重量も重いものとなっていた。したがって、近年の自動車の燃費向上からのサスペンション部品の軽量化の点で、作製されたサスペンション部品は十分なものではなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、高い安全性を確保しながら、軽量化を図ることができるサスペンション部品の設計方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、サスペンション部品と同一材質及び同一の製造方法で強度測定用の試作品を作製する第１工程と、前記試作品から一般部を含む第１試験片と、前記一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分を含む少なくとも１つの第２試験片とを作製する第２工程と、前記第１試験片の強度（σＦＧ）及び少なくとも１つの第２試験片の強度（σＦＢ）を測定する第３工程と、前記サスペンション部品の形状を特定し、このサスペンション部品の前記一般部に相当する部分の第１発生応力（σ１）と、前記一般部以外の部分に相当する少なくとも１つの部分の第２発生応力（σ２）とを強度計算により計算する第４工程と、前記第３工程で測定した試験片の強度を基準として、前記第４工程で計算したサスペンション部品の各部位の発生応力を判断する第５工程と、前記第４工程で特定したサスペンション部品の形状を変更する第６工程とを有し、前記第５工程において、（σ１）と（σＦＧ）との関係が（σ１）≦（σＦＧ）、及び全ての（σ２）と（σＦＢ）との関係が（σ２）≦（σＦＢ）の場合には設計を終了し、（σ１）と（σＦＧ）との関係が（σ１）＞（σＦＧ）、及び／又は全ての（σ２）と（σＦＢ）との関係が１つでも（σ２）＞（σＦＢ）の場合には、前記第６工程を行い、再度、第４工程からの工程を繰り返し行う自動車用サスペンション部品の設計方法として構成したものである。
【００１２】
前記の構成において、前記試験片が、一般部を含む第１試験片と、一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分を含む少なくとも１つの第２試験片とから構成される。そして、一般部の第１発生応力（σ１）が第１試験片の強度（σＦＧ）を基準としてなされ、また、一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分に相当する少なくとも１つの部分の第２発生応力（σ２）が少なくとも１つの第２試験片の強度（σＦＢ）を基準としてなされ、σ１≦σＦＧ、全てのσ２とσＦＢとの関係がσ２≦σＦＢであるかどうかの判断がなされる。それにより、サスペンション部品の各部位の発生応力の判断が、表面粗度に対応した、すなわち、応力集中率に対応した実測強度を基準として行なわれることとなり、サスペンション部品の各部位が十分な強度を有することとなる。
【００１３】
また、一般部の強度に経験的安全係数（Ｓ）を織り込んだ強度を用いる従来の設計方法に比べて、より高精度の実測強度を基準として設計されることとなり、理想設計品と比較しても肉厚等が厚くならない。また、実測強度を基準に設計がなされることにより、自動車に取り付けられて使用された際、応力集中による疲労破壊が生じない。
【００１４】
請求項２に記載に発明は、前記一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分が、鍛造加工によって発生するバリの除去面であるパーティングライン、鍛造加工肌荒れ部分、予測打痕部として作製された部分、機械加工により表面粗度が変化した部分の少なくとも１つである自動車用サスペンション部品の設計方法として構成したものである。
【００１５】
前記構成において、パーティングラインなどの一般部以外の部分に相当する少なくとも１つの部分の第２発生応力の判断が、高精度な実測強度を基準として行われることとなり、サスペンション部品の一般部以外の部分が十分な強度を有し、サスペンション部品の肉厚等がさらに減少され、また、自動車に取り付けられて使用された際、応力集中による疲労破壊が生じない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は自動車用サスペンション部品の設計方法を示す工程図、図２は設計方法の他の形態を示す工程図、図３（ａ）は自動車用サスペンション部品の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、図４は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図５（ａ）は強度試験用の試作品の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線の端面図、（ｃ）は第１試験片の正面図である。
【００１７】
本発明の自動車用サスペンション部品（以下、サスペンション部品と称す）の設計方法は、図１、図２に示すように、強度測定用の試作品を作製する第１工程Ｓ１と、試作品から試験片を作製する第２工程Ｓ２と、試験片の強度を測定する第３工程Ｓ３と、サスペンション部品の形状を特定し、サスペンション部品の各部位の発生応力を計算する第４工程（Ｓ４−１、Ｓ４―２）と、サスペンション部品の各部位の発生応力を判断する第５工程（Ｓ５−１、Ｓ５−２）と、サスペンション部品の形状を変更する第６工程Ｓ６とを有する。
【００１８】
そして、設計方法の第１の形態は、図１に示すように、
（１）第１工程（Ｓ１）
まず、後記するサスペンション部品の形状特定に先立って、サスペンション部品と同一材質の試作品を作製する。試作品の材料としては、自動車のサスペンションのアッパーアーム、ロアアームまたはナックルとして活用されるものとして例えば、ＪＩＳ  Ｈ  ４１４０に定められたＡ６０６１合金やその改善材等の６０００系のアルミニウム合金が使用される。また、その材質は、サスペンション部品の特性にしたがって、アルミニウム合金以外のその他の合金、鉄鋼等の材料に適宜変更することが可能である。
【００１９】
前記試作品は、サスペンション部品と同一の製造方法である、例えば、鍛造加工により製造される。また、その鍛造加工においては、鍛造性および金型製作の容易化を考慮して、上型および下型の２つの金型を使用する。そのため、上型と下型の型割り線の部分に鍛造加工時の余剰のアルミニウム合金等が排出されてバリが発生する。このバリは、鍛造品をトリミングすることにより除去される。そしてトリミングによるバリの除去面が試作品の外表面（側面）にパーティングラインとして残ることとなる。
【００２０】
前記試作品の形状は、図５に示すように、サスペンション部品と同一の材料、同一の製造方法で作製され、端面外周に鍛造加工によるパーティングライン１２が形成された試作品２１を例としているが、形状はこれに限定されない。
【００２１】
（２）第２工程（Ｓ２）
つぎに、前記（１）第１工程Ｓ１で作製された試作品から、一般部を含む第１試験片と、一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分を含む第２試験片とを作製する。ここで、一般部とは最大高さ粗さが、例えば１５〜２０μｍ（Ｒｍａｘ、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２年）の通常の鍛造肌を有する部分を意味する。また、一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分とは、表面粗度が一般部より大きい、鍛造されることによって発生する応力集中部である前記パーティングライン１２で、最大高さ粗さが、例えば３０〜６０μｍ（Ｒｍａｘ、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２年）である。
【００２２】
また、試験片の作製方法は、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように機械加工（削り出し）により行われる。すなわち、第１試験片２３及び第２試験片２２を、板状試験片の形状に板厚さ方向に加工代を設けて、機械加工（削り出し）により作製する。そして、その第２試験片２２は、パーティングライン１２が板状試験片の端面に配置されるように作製する。また、第１試験片２３は、パーティングライン１２以外の一般部が板状試験片の端面に配置されるように作製する。
【００２３】
なお、第２試験片２２にバリの除去面からなるパーティングライン１２を含むようにした理由は、後記（３）第３工程Ｓ３で測定する第２試験片２２の強度が試作品の中で最弱となる部分を含むようにするためである。そして、鍛造されることによって発生する応力集中部と強度低下の関係を予め調査した結果、鍛造加工において発生する様々な応力集中部の中で、図３（ｂ）に示すバリの除去面であるパーティングライン１２のバリ面が、サスペンション部品１の強度に非常に大きく寄与する形状であることが判明している。
【００２４】
（３）第３工程（Ｓ３）
つぎに、前記（２）第２工程Ｓ２で作製した第１及び第２試験片２３、２２の強度、例えば、試験片の軸方向に沿って引張負荷を繰り返し与えることにより疲労強度を測定する。ここで、図１に示すように、第１試験片（一般部）の測定強度をσＦＧ、第２試験片（パーティングライン）の測定強度をσＦＢとする。また、測定する強度として疲労強度を採用したが、本発明の強度は疲労強度に限定されず、サスペンション部品の使用特性によっては、変形強度等の他の強度を採用してもよい。
【００２５】
（４）第４工程（Ｓ４−１）
つぎに、所定のサスペンション部品の形状を特定する。例えば、図３（ａ）（ｂ）、図４に示すように、特定すべき所定のサスペンション部品１は、自動車の車輪に連なるナックル（不図示）にピポット連結するための取付部２と、車体側のブラケット（不図示）にピポット連結するための取付部３および取付部４とを有し、これがアーム部５で連結された構成を有している。
【００２６】
また、アーム部５の側面１１には、前記したバリの除去面からなるパーティングライン１２が形成されている。そして、アーム部５は、中央部分に凹部６を有すると共に、図３（ｂ）に示すように取付部２から取付部３または取付部４に至る中間において平面Ｂに対して湾曲させたオフセット部７を有している。なお、平面Ｂとは、取付部２、取付部３および取付部４を結ぶ平面である。
【００２７】
前記したアーム部５の凹部６は、軽量設計を目指すために形成されており、図４に示すように外端面となる上端面８が閉じ、同じく外端面となる下端面９が開放された略コ字状の断面形状を有する。また、凹部６は軽量設計を目指すものなので凹部６の替わりに貫通穴を有する形態でも構わない。さらに、アーム部５の上端面８から下端面９に至る側面１１が、上端面８から下端面９にかけて断面の幅が減少するような傾斜面であってもよい。この傾斜面は、サスペンション部品の鍛造における金型の抜き勾配に相当する傾斜を有する。
【００２８】
前記サスペンション部品１が自動車に取り付けられると、取付部２、３、４に荷重が作用し、オフセット部７に応力が発生する。このような応力のうち、図４に示すＸ軸まわりのモーメントを発生させる応力σは、上端面８および下端面９が最大値となり、断面の応力中立点１０にかけて逓減するような線形分布をしている。なお、応力中立点１０よりも上側にかかる応力と、応力中立点１０よりも下側にかかる応力とは、正対する方向に作用している。また、応力中立点１０の位置は、オフセット部７の断面形状により決定されるものであり、必ずしも図４の位置にくるものではない。このようなオフセット部７は、上端面８、下端面９に発生する最大応力を設計判定応力として疲労強度設計を行い、その断面形状を決定する。
【００２９】
（５）第４工程（Ｓ４−２）
つぎに、前記（４）第４工程（Ｓ４−１）で特定したサスペンション部品の、前記（２）第２工程（Ｓ２）の一般部及びパーティングライン（一般部以外の部分）に相当する各部位の発生応力を、例えば、ＦＥＭ（有限要素法）で計算する。ここで、図１に示すように、一般部の発生応力をσ１、パーティングライン（一般部以外の部分）の発生応力をσ２とする。
【００３０】
（６）第５工程（Ｓ５−１、Ｓ５−２）
つぎに、図１に示すように、前記（５）第４工程（Ｓ４−２）で計算した発生応力（一般部σ１、パーティングライン（一般部以外の部分）σ２）を前記（３）第３工程で測定した第１及び第２試験片の強度（一般部σＦＧ、パーティングライン（一般部以外の部分）σＦＢ）を基準として判断する。
【００３１】
すなわち、一般部の発生応力σ１≦第１試験片の強度σＦＧ、且つ、パーティングライン（一般部以外の部分）の発生応力σ２≦第２試験片の強度σＦＢのとき、設計が良好（ＯＫ）として、設計を終了する。最終的には、図３に示すサスペンション部品１での強度確認（後記（７）第７工程Ｓ７）を行う。
【００３２】
また、一般部の発生応力σ１＞第１試験片の強度σＦＧ、および／または、パーティングライン（一般部以外の部分）の発生応力σ２＞第２試験片の強度σＦＢのとき、設計が不良（ＮＧ）として、サスペンション部品の形状を変更する第６工程Ｓ６を行い、前記（５）第４工程（Ｓ４―１）からの工程を繰り返す。
【００３３】
前記したように、一般部の発生応力（σ１）が第１試験片の強度（σＦＧ）を基準として判断され、また、パーティングライン（一般部以外の部分）の発生応力（σ２）が第２試験片の強度（σＦＢ）を基準として判断される。それにより、サスペンション部品の各部位が十分な強度を有し、サスペンション部品の安全性が確保される。また、従来のように過剰の強度を有することがなく、理想設計品と比較しても肉厚等が厚くならず、サスペンション部品の軽量化が図れる。さらに、自動車に取り付けられて使用された際、応力集中による疲労破壊が生じず、安全性が確保される。
【００３４】
（７）第７工程Ｓ７
最終的には、図１に示すように、サスペンション部品として、例えば、鍛造品を前記（４）工程Ｓ４−１又は前記第６工程Ｓ６の設計に基づいて作製し、鍛造品の強度、安全性を確認する。
【００３５】
また、設計方法の他の第２の形態は、図２に示すように、
（Ａ）第１工程（Ｓ１）
前記第１の形態と同様である。
（Ｂ）第２工程（Ｓ２）
前記第１の形態と同様であるが、第２試験片は、一般部と表面粗度が異なる一般部以外の部分を含む試験片であれば、パーティングラインを含む試験片に限定されない。そして、第２試験片は、一般部以外の部分の種類によって各々作製される試験片の群から複数を適宜選択して作製する。複数の第２試験片（一般部以外の部分）は、例えば、前記パーティングラインを含む第２試験片、鍛造加工肌荒れ部分を含む第２試験片、予測打痕部として作製された部分を含む第２試験片、機械加工により表面粗度が変化した部分を含む第２試験片等から、適宜、複数選択して作製されたものである。
【００３６】
また、鍛造加工肌荒れ部分、予測打痕部として作製された部分は、最大高さ粗さが、例えば、３０〜６０μｍ（Ｒｍａｘ、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２年）、機械加工部分は、最大高さ粗さが、例えば１５μｍ未満（Ｒｍａｘ、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２年）である。
【００３７】
また、鍛造加工肌荒れ部分とは、例えば、鍛造金型、トリミング金型による傷等である。また、予測打痕部として作製された部分とは、自動車の走行時にサスペンション部品に生じる、小石等の衝突による傷や雨水等による腐食等に相当する表面粗度を有するように作製された部分である。このような部分の作製は、例えば一般部にショットブラストや人工的凹形状等を施して作製する。また、機械加工により表面粗度が変化した部分とは、図５の第２試験片２４のように機械加工された部分である。
【００３８】
（Ｃ）第３工程（Ｓ３）
前記第１の形態と同様に強度を測定する。ただし、第２試験片は前記（Ｂ）第２工程で選択、作製された複数の第２試験片（一般部以外の部分）の強度（σＦＢ−１〜σＦＢ−４）を測定する。ここで、図２に示すように、パーティングラインを含む第２試験片の測定強度をσＦＢ−１、鍛造加工肌荒れ部分を含む第２試験片の測定強度をσＦＢ−２、予測打痕部として作製された部分を含む第２試験片の測定強度をσＦＢ−３、機械加工により表面粗度が変化した部分を含む第２試験片の測定強度をσＦＢ−４、とする。また、第１の形態と同様に、測定する強度は疲労強度に限定されず、変形強度等の他の強度を使用してもよい。
【００３９】
（Ｄ）第４工程（Ｓ４−１）
前記第１の形態と同様に、例えば、サスペンション部品の形状を図３、図４に示すような形状に特定する。
（Ｅ）第４工程（Ｓ４−２）
前記第１の形態と同様に、前記（Ｄ）第４工程（Ｓ４−１）で特定したサスペンション部品の、前記（Ｂ）第２工程（Ｓ２）の一般部及び複数の一般部以外の部分に相当する各部位の発生応力（σ２−１〜σ２−４）を、例えばＦＥＭ（有限要素法）で計算する。ここで、図２に示すように、パーティングラインに相当する部分の発生応力をσ２−１、鍛造加工肌荒れ部分に相当する部分の発生応力をσ２−２、予測打痕部として作製された部分に相当する部分の発生応力をσ２−３、機械加工により表面粗度が変化した部分に相当する部分の発生応力をσ２−４とする。
【００４０】
（Ｆ）第５工程（Ｓ５−１、Ｓ５−２）
つぎに、図２に示すように、前記（Ｅ）第４工程（Ｓ４−２）で計算した発生応力（一般部σ１、複数の一般部以外の部分σ２−１〜σ２−４）を前記（Ｃ）第３工程で測定した第１及び第２試験片の強度（一般部σＦＧ、複数の一般部以外の部分σＦＢ−１〜σＦＢ−４）を基準として判断する。
【００４１】
すなわち、一般部の第１発生応力σ１≦第１試験片の強度σＦＧ、且つ、複数の一般部以外の部分の第２発生応力σ２（σ２−１〜σ２−４）と第２試験片の強度σＦＢ（σＦＢ−１〜σＦＢ−４）との関係が、全てσ２≦σＦＢのとき、設計が良好（ＯＫ）として、設計を終了する。最終的には、図３に示すサスペンション部品１での強度確認（後記（Ｇ）第７工程Ｓ７）を行う。
【００４２】
また、一般部の第１発生応力σ１＞第１試験片の強度σＦＧ、および／または、複数の一般部以外の部分の第２発生応力σ２（σ２−１〜σ２−４）と第２試験片の強度（σＦＢ−１〜σＦＢ−４）との関係が、少なくとも１つ、σ２＞σＦＢのとき、設計が不良（ＮＧ）として、サスペンション部品の形状を変更する第６工程Ｓ６を行い、前記（Ｅ）第４工程（Ｓ４―１）からの工程を繰り返す。
【００４３】
前記したように、一般部の第１発生応力（σ１）が第１試験片の強度（σＦＧ）を基準として判断され、また、複数の一般部以外の第２発生応力（σ２）が複数の第２試験片の強度（σＦＢ）を基準として判断される。それにより、サスペンション部品の各部位が十分な強度を有し、サスペンション部品の安全性がさらに確保される。また、理想設計品と比較しても肉厚等が厚くならず、サスペンション部品の軽量化がさらに図れる。また、自動車に取り付けられて使用された際、応力集中による疲労破壊が生じず、安全性がさらに確保される。
【００４４】
（Ｇ）第７工程Ｓ７
前記第１の形態と同様に、最終的には、図２に示すように、サスペンション部品としての鍛造品を、前記（Ｄ）工程Ｓ４−１又は前記第６工程Ｓ６の設計に基づいて作製し、鍛造品の強度、安全性を確認する。
【００４５】
【実施例】
以下に、本発明について実施例を用いてさらに説明する。
【００４６】
（実施例）
（１）第１工程（Ｓ１）
アルミニウム合金鋳塊  （Ａ６０６１合金）を溶製後、１８０ｍｍの長さに切断したものを４５０℃まで加熱後、図５に示すような形状に熱間鍛造し、次いで、これをトリミング金型により４００℃以下で（熱間または冷間）トリミングし、試作品２１とした。
【００４７】
（２）第２工程（Ｓ２）
前記（１）で作製した試作品２１から、図５に示すように、一般部を含む第１試験片２３及び鍛造されることによって発生する応力集中部であるパーティンライン１２（バリの除去面）を含む第２試験片２２を作製した。作製条件は以下の通りである（試験片の形状は図５の第１試験片２３、第２試験片２２に示すとおりである）。
・機械加工機：フライス盤
・試験片    ：長さ１８０ｍｍ×幅４０ｍｍ×厚さ５ｍｍ
【００４８】
（３）第３工程（Ｓ３）
前記（２）で作製した第１試験片２３及び第２試験片２２について疲労強度（引張負荷）を測定した。その結果を表１に記載した（一般部の疲労強度を１００％としたときの割合で記載した）。
【００４９】
（４）第４工程（Ｓ４−１）
サスペンション部品の形状を図３、図４に示す形状に特定した。
【００５０】
（５）第４工程（Ｓ４−２）
前記（４）で特定したサスペンヨン部品１の一般部１１Ａ及び応力集中部（パーティングライン１２）の発生応力をＦＥＭ（有限要素法）で計算した。その結果を表１に記載した（一般部の疲労強度を１００％としたときの割合で記載した）。
【００５１】
（６）第５工程（Ｓ５−１、Ｓ５−２）
前記（３）の疲労強度を基準にして、前記（５）のサスペンション部品１の発生応力の是非を判断した。表１に示すように、一般部、応力集中部（パーティングライン）共に、発生応力≦疲労強度（σ１≦σＦＧ、σ２≦σＦＢ）の条件を満足したので、形状の変更をせずに（第６工程を行なわずに）設計を終了した。
【００５２】
（７）第７工程（Ｓ７）
前記（４）の形状でサスペンション部品を鍛造加工により作製した。サスペンション部品の強度を確認し、所定の強度を満足することを確認した。また、サスペンション部品の重量を測定し、その結果を表１に記載した。
【００５３】
（比較例）
対象品として、従来の設計方法で作製したサスペンション部品を比較例として表１に記載した（実施例における一般部の疲労強度を１００％としたときの割合で記載した）。比較例の強度測定用の試作品は実施例と同様のものを使用した。比較例では、発生応力（σ）≦［疲労強度（σＦ）／安全率（Ｓ＝１．２５）］を満足せず、形状の変更を必要とした。そして、形状変更後のサスペンション部品の重量を測定した。その結果を表１に記載した。ここで、疲労強度（σＦ）は、ねじり負荷による疲労強度を使用した。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
実施例のサスペンション部品は、比較例のサスペンション部品に比べて、肉厚において約５％薄肉化し、表１に示すように、重量において約１０％軽量化できた。
【００５６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明においては、前記一般部（第１試験片）の強度を前記一般部の発生応力の基準として使用し、かつ、前記一般部以外の部分（第２試験片の少なくとも１つ）の強度を、前記一般部以外の部分に相当する少なくとも１つの部分の発生応力の基準として使用し、サスペンション部品の各部位において発生応力≦試験片の強度であることにより、高い安全性を確保しながら、軽量化を図ることができる自動車用サスペンション部品の設計方法を提供することができる。
【００５７】
また、本発明においては、前記一般部以外の部分が、パーティングラインなどの複数の部分の少なくとも１つであることより、高い安全性を確保しながら、さらに軽量化を図ることができる自動車用サスペンション部品の設計方法を提供することができる。また、一般部以外の部分の水準数が限定されないので、一般部以外の部分の表面粗度の状況により、設計方法を変更する必要がなく、同様な設計方法が適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用サスペンション部品の設計方法を示す工程図である。
【図２】本発明の自動車用サスペンション部品の設計方法の他の形態を示す工程図である。
【図３】（ａ）は自動車用サスペンション部品を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図４】図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】（ａ）は強度試験用の試作品の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図、（ｃ）は第１試験片の平面図である。
【図６】従来の自動車用サスペンション部品の設計方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１                  自動車用サスペンション部品
２、３、４          取付部
５                  アーム部
６                  凹部
７                  オフセット部
８                  上端面
９                  下端面
１０                応力中立点
１１                側面
１１Ａ              一般部
１２                パーティングライン
２１                試作品
２２、２４          第２試験片
２３                第１試験片
Ｓ１                第１工程
Ｓ２                第２工程
Ｓ３                第３工程
Ｓ４−１、Ｓ４―２  第４工程
Ｓ５−１、Ｓ５―２  第５工程
Ｓ６                第６工程
Ｓ７                第７工程
【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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