(57)【要約】【課題】  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、ならびに、サスペンションアームを提供することを目的とする。【解決手段】鍛造サスペンション部材１ｆは、アーム部６ｆとジョイント部２ｆと、車体側係合部と、所定位置に形成したパーティングラインＰｌとを備え、前記ジョイント部は、一端面部３ｆと、他端面部４ｆと、側面部５ｆとを備え、前記アーム部から最遠位置となる前記ジョイント部の側面部におけるパーティングラインの位置ｈは、前記一端面部から前記他端面部までの厚み寸法をＷとしたとき、前記一端面部からあるいは前記他端面部から、０．４＞ｈ≧０．２Ｗで示す割合の範囲内に設けられる構成とした。【選択図】図３
2005082140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記アーム部から最遠位置となる前記ボールジョイント部の側面部におけるパーティングラインの位置ｈは、前記一端面部から前記他端面部までの厚み寸法をＷとしたとき、前記一端面部からあるいは前記他端面部から、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗで示す割合の範囲内に設けられ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所定角度に傾斜して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、
前記アーム部から最遠位置となる前記ボールジョイント部の側面部におけるパーティングラインの位置ｈは、前記一端面部から前記他端面部までの厚み寸法をＷとしたとき、前記一端面部からあるいは前記他端面部から、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗで示す割合の範囲内に設けられる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のパーティングラインは、前記アーム部のパーティングラインの位置から連続して直線状に前記ｈの位置を結ぶように形成された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】
前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記アーム部のパーティングラインの位置から連続して曲線状または直線状に傾斜して前記ｈの位置を結ぶように形成された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のパーティングラインは、前記アー厶部のパーティングラインの状態で前記ボールジョイント部の中央まで延長して形成され、かつ、前記ボールジョイント部の中央から前記ｈの位置を結ぶように形成された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６】
前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記ｈの位置で一端面部または他端面部の周縁に沿って所定寸法の周縁線状に形成される共に、前記周縁線状とされる両端位置から前記アームのパーティングラインに連続して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７】
前記干渉領域に位置するボールジョイント部のパーティングラインは、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】
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９】
前記スタッドボルトの引抜強度または押抜強度が２５ｋＮ以上であることを特徴とする請求項８に記載のサスペンションアーム
【請求項１０】
前記鍛造サスペンション部材が、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請求項８または請求項９に記載のサスペンションアーム。
【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される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、を備えているものなど、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ボールジョイント部の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厶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、設計の自由度を広げ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、アルミニウ厶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（ａ）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、パーティングライン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、���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。さらに、サスペンションアーム１００の中央位置にパーティングラインＰＬを形成した場合のグレインフローＧＦの状態を図９（ｂ）において、模式的に示す。【０００９】
【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】
【００１０】  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厶の構成では、以下に示すような問題点が存在した。
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強度的に最弱部となるパーティングラインがボールジョイント部の厚み方向におけるほぼ中央にあるため、抜き勾配が付加されることになり、コンパクト化に限界があった。【００１１】  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、厚み方向の中央から抜き勾配に対して増肉させる必要があり、この増肉寸法に加え、車軸に支持するキャリアなどの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。【００１２】  さらに、サスペンションアームでは、ボールスタッドボルトをコンパクトにするために、ボールジョイント部を傾斜させてパーティングラインをいずれかの端面における周縁に設けることにより、側面部の抜き勾配をゼロもしくは最小とすることが可能である。しかしながら、パーティングラインをカシメ側端面に設けた場合は、カシメ加工を行なうカシメ部分にグレインフローが集中し、そのカシメ部分の押抜荷重方向とグレインフローが直交するため、鍛造材にけるＳ−Ｔ方向の強度となり、押抜強度の低下を招く。
同様に、パーティングラインがスタッドボルト側端面における周縁に沿って設けた場合についても、引抜荷重方向と引抜荷重により変形する部分のグレインフローが直交するため、引抜強度の低下を招くことになる。そのため、グレインフローに対して有効となる鍛造サスペンション部材の構成が望まれていた。【００１３】  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、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、かつ、グレインフローに対しても有効な鍛造サスペンション部材、および、サスペンションアーム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】
【００１４】  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、前記アーム部から最遠位置となる前記ボールジョイント部の側面部におけるパーティングラインの位置ｈは、前記一端面部から前記他端面部までの厚み寸法をＷとしたとき、前記一端面部からあるいは前記他端面部から、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗで示す割合の範囲内に設けられるものとした（請求項１）。なお、前記アーム部に所定角度を傾斜させてボールジョイント部を設ける構成であっても構わない（請求項２）。【００１５】  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、鍛造時にボールジョイント部において、パーティングライン位置によるグレインフローの集中が、アーム部から最遠位置となる側面部において０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗの範囲内の位置に向かって形成されるため、機械加工されてサスペンションアームとされたときに、パーティングラインが両端面部の周縁に沿ってある場合よりもボールスタッドボルトの引抜強度および押抜強度を向上させることができる。また、ボールジョイント部におけるパーティングラインが中央から一端面部側あるいは他端面部側にシフトした位置になることで、抜き勾配に必要となる増肉部分が、中央にパーティングラインがあるものと比較して、少なくてすむ。さらに、カシメ部位のグレインフローがカシメ加工時のせん断方向と平行となる度合が低減する。なお、鍛造サスペンション部材は、アーム部に対して所定角度に傾斜させてボールジョイント部を設けた場合の構成では、鍛造姿勢をアーム部のパーティングラインが鍛造プレス方向に対して直交する方向として鍛造し、また、アーム部に対して傾斜させることなくボールジョイント部を設けた場合には、アーム部のパーティングラインを鍛造プレス方向に対して所定角度傾斜させ方向として鍛造している。【００１６】  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のパーティングラインは、前記アーム部のパーティングラインの位置から連続して直線状に前記ｈの位置を結ぶように形成されることや、また、前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記アーム部のパーティングラインの位置から連続して曲線状または直線状に傾斜して前記ｈの位置を結ぶように形成されることや、あるいは、前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記アーム部のパーティングラインの状態で前記ボールジョイント部の中央まで延長して形成され、かつ、前記ボールジョイント部の中央から前記ｈの位置を結ぶように形成される構成としても構わない（請求項３ないし請求項５）。【００１７】  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位置におけるグレインフローの集中において、スタッドボルト引き抜き荷重を向上させた状態を維持して、自動車の車輪側の構成に合せたパーティングラインの種類を選択して使用することができ、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。【００１８】  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のパーティングラインは、前記ｈの位置で一端面部または他端面部の周縁に沿って所定寸法の周縁線状に形成される共に、前記周縁線状とされる両端位置から前記アームのパーティングラインに連続して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、ボールジョイント部におけるパーティングラインを境目として一端面部および他端面部に向かって傾斜するように抜き勾配を設ける際に、干渉領域における位置のパーティングラインに伴う駄肉の付加量を小さくて済む。【００１９】  そして、前記鍛造サスペンション部材は、前記干渉領域に位置するボールジョイント部のパーティングラインが、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、機械加工したときに、干渉領域において、パーティングラインによる出っ張り部分を除去できることになる。【００２０】  さらに、前記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＜Ｒ１／Ｒ２≦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構成とした（請求項８）。
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設計の自由度を維持して、かつ、ボールジョイント部の強度を維持することが可能となる。【００２１】  また、前記サスペンションアームにおいて、前記スタッドボルトの引抜強度または押抜強度が２５ｋＮ以上である構成とした（請求項９）
このように構成されたサスペンションアームでは、車の走行時に車輪のバウンドにより上下にボールスタッドボルトが移動してもボールジョイント部から外れることはない強度となる。【００２２】  さらに、前記サスペンションアームは、前記鍛造サスペンション部材が、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ものとした（請求項１０）
このように構成されるさらに、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。
【発明の効果】
【００２３】  本発明にかかる鍛造サスペンション部材によれば、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、アーム部から最遠位置となるボールジョイント部の側面部において、鍛造時におけるパーティングラインの位置ｈが、前記一端面部から前記他端面部までの厚み寸法をＷとしたとき、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗの範囲内に設けられているため、ボールスタッドボルトをカシメ加工により係合する場合に、グレインフローがカシメ加工のせん断方向に対して平行となる度合が低減し、カシメ加工時に割れなどの不具合を生じることがない。そのため、機械加工を経て製品化された状態において、ボールジョイント部の両端面部のいずかの周縁側に沿って形成されるパーティングラインのものと比較して、両端面部近傍でのグレインフローが押抜および引抜荷重方向と直交する度合が低減し、スタッドボルトの引抜および押抜荷重の向上を見込むことができる。【００２４】  したがって、鍛造サスペンション部材およびサスペンションアームの小形化を達成し、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ができ、設計の自由度も広がり、かつ、スクラブ半径を小さくすることのできる鍛造サスペンション部材を提供できる。また、鍛造サスペンション部材は、中央にパーティングラインがあるものと比較して、ボールジョイント部におけるパーティング抜き勾配に必要な増肉が少なくて済み、経済的にも優れている。【００２５】  また、鍛造サスペンション部材は、その両端面部の一方の周縁に沿って設けた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の向上を維持し、かつ、パーティングラインの種類も選択できるため、自動車の車輪側の構成に合せたパーティングラインの種類を選択して使用することができる。【００２６】  さらに、鍛造サスペンション部材は、干渉領域となる範囲においてパーティングラインを機械加工して除去する範囲に配置することで、カシメ加工に対して有利となり、さらに、強度を維持し、かつ、干渉領域に出っ張りがなく小型化を達成できる。【００２７】  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、スタッドボルトのボール球径の距離をＲ１とし、前記ボールジョイント部の中心から干渉領域における最外径までの距離を距離Ｒ２としたとき、１．２＜Ｒ２／Ｒ１≦１．９で示す割合に構成しているため、ボールジョイント部の設計の自由度と、ボールジョイント部の強度との均衡を図って、小型化することができる。【００２８】  サスペンションアームは、高強度アルミニ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  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、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、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示す断面図、（ｂ）は、サスペンションアームのボールジョイント部の機械加工前の状態を模式的に示す斜視図、図４（ａ）、（ｂ）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一端面部および他端面部と、パーティングラインに沿った軸断面との面積比率の関係を説明する模式図、図５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、図６（ａ）、（ｂ）はサスペンションアームの２種類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。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。【００３０】  図１および図５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ボールジョイント部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を介してボールジョイント部２が干渉領域ＩＦ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４に示すように、干渉領域ＩＦは、ここでは一例としてボールジョイント部２ｆ（２）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。【００３１】  また、図２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、スタッドボルトニュートラル方向（一端面部３に対して垂直方向）ＳＮに対して３６０度方向にボール部３４が自在となるように、ボールジョイント部２内に、複数の部品からなる（ここでは１部品として表示）介在部材３８を介して（あるいは介在部材３８を用いることなく直接）係合して支持されている。【００３２】  図６（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。【００３３】  ア���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。【００３４】  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以上にすることができ、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。【００３５】  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。【００３６】  そして、サスペンションアーム１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１ｆは、上型と下型とを備える鍛造金型（図示せず）により鍛造される。なお、図２では、ボールスタッドボルト３３のスタッドボルトニュートラル方向ＳＮが、アーム部６の平面に対して直角である状態となることを示している。図示しない鍛造金型は、アーム部６ｆおよびボールジョイント部２ｆならびに車体側係合部の所定位置で型割面となるように構成されている。【００３７】  そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、鍛造時におけるアーム部６ｆのパーティングラインＰ２は、ここでは、アーム部６ｆの側面で厚さ方向Ｅにおいて、中央の位置に配置されて直線状に形成されているが、側面で上端側から下端側における任意の位置に形成されても構わない。【００３８】  さらに、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、鍛造時におけるボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１は、アーム部６から最遠となる側面部５ｆの位置（ボールジョイント部２ｆの先端位置、あるいは鍛造金型のボールジョイント部における端部）における当該パーティグラインＰ１の位置ｈが、一端面部３ｆから他端面部４ｆまでの厚み寸法Ｗとしたときに、一端面部３ｆあるいは他端面部４ｆから、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗで示される割合の範囲内に設けられている。そして、ボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１は、アーム部６ｆのパーティングラインＰ２と連続するように設けられて���る。
なお、ここでは、パーティングラインＰＬは、アーム部６ｆの水平直線状に形成されたパーティングラインＰ２と、ボールジョイント部２ｆの水平直線状、傾斜線状および水平直線状に形成されたパーティングラインＰ１とにより構成されている。なお、ボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、一端面部３ｆから他端面部４ｆまでの厚み寸法Ｗとしたときに、一端面部３ｆから、ほぼｈ＝０．２Ｗの位置で一端面部３ｆに平行となる水平直線状とし、ボールジョイント部２ｆの中央に向かって傾斜線状に形成され、その後、アーム部のパーティングラインＰ２に同じ高さ位置で連続するように、ここでは配置されている。なお、ボールジョイント部２ｆの側面部ｆにおけるパーティングラインＰ１の位置ｈは、鍛造されるときの抜き勾配となる傾斜面に対応している。そのため、鍛造サスペンション部材２ｆの干渉領域における側面部５ｆにおいて、アーム部６ｆから最遠位置となる部分では、出っ張りがないか、あるいは最小となる。
ボールジョイント部２ｆにおいては、位置ｈを点として、その位置ｈの点に向かってアーム部６ｆのパーティングラインＰ２からパーティングラインＰ１を連続して形成しても構わない。【００３９】  ボールジョイント部２ｆの先端位置においてパーティングラインＰ１の位置ｈが、一端面部３ｆあるいは他端面部４ｆから０．４Ｗ＞ｈである理由として以下に示す。すなわち、図５に示すように、ボールジョイント部２ｆの厚み方向の中央に対して０．４Ｗ≦ｈであるようにパーティングラインＰ１を配置すると、抜き勾配を設ける範囲が大きくなり、コンパクト化に対して不利となる。【００４０】  また、ボールジョイント部２ｆの先端位置においてパーティングラインＰ１の位置ｈが、一端面部３ｆあるいは他端面部４ｆから０．２Ｗ≦ｈである理由としては以下の通りである。すなわち、範囲外である０．２Ｗ＞ｈの状態では、ボールジョイント部２ｆにおけるパーティングラインＰ１が機械加工の際のカシメを行なう部位に近づきすぎ、両端面部３ｆ、４ｆのいずれであっても鍛造により生じるグレインフローＧＦがＳ−Ｔ方向（パーティングラインＰ１に垂直な方向）に強く出るようになってしまうため、引抜強度（押抜強度）の低下を招く。【００４１】  そのため、ボールジョイント部２ｆの先端位置において、パーティングラインＰ１の位置ｈが範囲外である０．２Ｗ＞ｈの状態では、カシメ加工を行なうと、グレインフローＧＦの組織に対してせん断力が作用することになる。これは、ボールジョイント部２ｆにおける金属組織は、グレインフローＧＦと平行方向の力に対しては非常に強いが、グレインフローＧＦ（図５参照）に対して直交する方向あるいは直交に近い方向からの力には非常に弱く、グレインフローＧＦ（図５参照）が集中していると、いっそうせん断力に対して弱くなる傾向にある。したがって、ボールジョイント部２ｆにおいて、カシメ加工などの力を加える工程を施す場合は、範囲外である０．２Ｗ＞ｈの状態の位置にカシメ加工を行なうと、割れが生じる可能性がある。【００４２】  ボールジョイント部２ｆの先端位置においてパーティングラインＰ１の位置ｈがｈ≧０．２Ｗとする場合は、図５に示すように、グレインフローＧＦがカシメ部分に集中せず、また、Ｓ−Ｔ方向に対する力が強くならないため、ボールジョイント部２にカシメ加工などを施しても割れが生じることはない。【００４３】  さらに、ボールジョイント部２ｆにおいて、アーム部６ｆから最遠位置となる側面部５ｆにおけるパーティングラインＰ１の位置ｈは、干渉領域（アーム部６ｆから最遠位置となる側面部の位置から左右に例えば５０度の領域）において、鍛造した後に、機械加工により除去できる範囲に配置する構成とすると都合が良い。すなわち、位置ｈが０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗで、かつ、干渉領域では、機械加工で除去できる範囲に設定されることにより、図５に示すように、グレインフローＧＦを中央からシフトしてボールジョイント部２ｆの強度を向上させ、かつ、干渉領域での出っ張りを除去することが可能となる。【００４４】  なお、ボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１は、機械加工されてサスペンションアーム１に形成されたときは、機械加工により削られなかった部分のグレインフローＧＦから延長線を外挿することでパーティングラインＰＬ（Ｐ１）の位置を特定することが可能となる。また、鍛造金型があれば、その鍛造金型に基づいて、ボールジョイント部２ｆにおけるパーティングラインＰ１の特定を行なうことが可能となるものである。【００４５】  また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、鍛造プレス方向Ｔに直交する平面に投影された場合の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Ｐ１に沿った軸断面を囲う曲線の領域Ｓは、鍛造プレス方向Ｔに直交する平面に投影されるボールジョイント部２ｆの一端面部３ｆにおける領域Ｓ１および他端面部４ｆにおける領域Ｓ２に対して、最大となるように設定されている。なお、図４では、鍛造プレス方向ＴをパーティングラインＰＬに対して直交する方向に仮定して説明するが、鍛造プレス方向Ｔは、様々な方向となる。【００４６】  このように、鍛造プレス方向Ｔに直交する平面に投影された場合の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Ｐ１に沿った軸断面を囲う曲線の領域Ｓを最大とする理由としては、鍛造時に抜き勾配を確保することができるようにするためである。したがって、ボールジョイント部２の先端位置においてパーティングラインＰ１の位置ｈが、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗの範囲内のいずれに設定されても、前記した条件における領域Ｓが領域Ｓ１，Ｓ２と比較して最大となるように設定されている。【００４７】  さらに、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールジョイント部２ｆは、設計段階では、パーティングラインＰ１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Ｐ１に沿った位置での断面形状が、スタッドボルトニュートラル方向（一端面部３の平面に対して直交する方向）ＳＮ（図２参照）から見たときに真円あるいは近似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２ｆの一端面部３ｆの平面形状は、パーティングラインＰ１に沿った断面形状を底面として鍛造プレス方向に対し、抜き勾配（側面部５ｆの傾斜）によ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形状に形成されている。【００４８】  同様に、他端面部４ｆの平面形状は、パーティングラインＰ１に沿った断面形状を底面として抜き勾配（側面部５の傾斜）によ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形状に形成される。そのため、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ＰＬ（Ｐ１）を境にして互いに反対方向に傾斜した形状を備えている。【００４９】  また、図３（ａ）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、従来の中央にパーティングラインがあるボールジョイント部と比較すると、中央からシフトして側面部５ｆを抜き勾配の傾斜面として用いることで、勾配の角度に伴う駄肉の付加が小さくあるいは全くな��なる。そのため、ボールジョイント部２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ることができる。なお、アーム部６を長くする構成とするときには、アーム部６を長くした分に対する補強が必要になる。【００５０】  図３（ａ）に示すように、鍛造サスペンション部材１ｆは、仮想線の内側に実線で示すような機械加工が行なわれ、図２示すようなサスペンションアーム１の状態に一例として形成される。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。【００５１】  そして、図２に示すように、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。【００５２】  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が小さくなると設計の自由度は増すものの、ボールジョイント部２の強度が不足となり、特に、１．２以下とな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、ボールジョイント部２の強度は増すものの、設計の自由度が狭くなり、特に、１．９を越えると確実に必要となる自由度が阻害されることになる。【００５３】  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。【００５４】  そのため、図１で示すように、車輪３０側に対面する位置では、従来の中央にパーティングラインが形成されるボールジョイントと対比して、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。【００５５】  また、図７（ａ）に示すように、パーティングラインＰＬは、アー厶部６ｆとボールジョイント部２ｆとの接続部分において、緩やかな曲線を備えるように形成し、ボールジョイント部２ｆでは直線状とする構成にしても良い。さらに、図７（ｂ）に示すように、パーティングラインＰＬは、アーム部６ｆの位置からボールジョイント部２ｆの所定位置（例��ば中央）まで直線状に延長した後に、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗ（図３参照）で設定される位置ｈ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曲線を備える（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Ｐ１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３または他端面部４に対して直角方向、または、ボールスタッドボルト３３のスタッドボルトニュートラル方向ＳＮから見て真円あるいは近似真円となる状態であれば、特に限定されるものではない。【００５６】  また、鍛造サスペンション部材１ｆのパーティングラインＰＬは、アー厶部６ｆ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、例えば、上端側および下端側となるように形成して、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗ（図３参照）で設定される位置ｈに向かって形成されるように構成してもよい。【００５７】  また、サスペンションアー厶あるいは鍛造サスペンション部材は、アーム部とボールジョイント部の接合姿勢について特に限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、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ですでに説明した同様な構成については、同じ符号の後に「Ａ」を付して詳細については省略する。【００５８】  図８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でのパーティングラインＰ２が、その側面で厚み方向において中央位置に形成され、また、ボールジョイント部２ＡでのパーティングラインＰ１が、アーム部６Ａから最遠位置となる側面部５Ａでの位置ｈ（０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗ（図３参照））に連続するように、設定されて形成されたものである。【００５９】  前記した説明の構成である鍛造サスペンション部材は、抜き勾配による増肉が少なくて済み、機械加工してサスペンションアームとした場合に小形化でき、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、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。さらに、ボールジョイント部のジョイント中心を車輪中心に近づけられ、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サスペンションアームとする鍛造サスペンション部材を提供できる。【００６０】  さらに、図９に示すように、鍛造サスペンション部材１ｆは、そのアーム部６ｆとボールジョイント部２ｆとの接合姿勢において、アーム部６ｆに対して所定角度に傾斜した状態でボールジョイント部２ｆが設けられる構成としてもよいものである。そして、図９の状態において、パーティングラインＰＬは、アーム部６ｆのパーティングラインＰ２とボールジョイント部２ｆのパーティングラインＰ１とが連続する直線上で、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗの範囲となる位置に向かって形成されたものである。なお、この図９のパーティングラインＰ１における位置ｈは、機械加工して除去される位置でもある。
以上説明したように、鍛造サスペンション部材１ｆは、アーム部６ｆから最遠端部となるボールジョイント部２ｆの側面部５ｆにおけるパーティングラインＰ１の位置ｈを、０．４Ｗ＞ｈ≧０．２Ｗの範囲となる位置にすることで、ボールジョイント部の小型化、および、カシメ加工に対しても有効な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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】  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である。
【図３】  （ａ）は、本発明にかかる鍛造サスペンション部材のボールジョイント部を示す断面図、（ｂ）は、本発明にかかる鍛造サスペンション部材のボールジョイント部の機械加工前の状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】  （ａ）、（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における一端面部および他端面部と、パーティングラインに沿った軸断面との面積比率の関係を説明する模式図である。
【図５】  本発明にかかる鍛造サスペンション部材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６】  （ａ）、（ｂ）は、本発明にかかるサスペンションアームの２種類のタイプ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７】  （ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる鍛造サスペンション部材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８】  本発明にかかる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である。
【図９】  本発明にかかる鍛造サスペンション部材の他の構成を示す模式図である。
【図１０】  （ａ）は、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、（ｂ）は、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におけるグレインフローを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】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での）
３    一端面部
３ｆ  一端面部（鍛造サスペンション部材での）
４    他端面部
４ｆ  他端面部（鍛造サスペンション部材での）
５    側面部
５ｆ  側面部（鍛造サスペンション部材での）
６    アーム部
６ｆ  アーム部（鍛造サスペンション部材での）
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
Ｃ    中央線
ＧＦ  グレインフロー
ＰＬ  パーティングライン
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）
ＳＮ  スタッドボルトニュートラル方向
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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【図１０】
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