(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の普通ダイカストや真空ダイカスト法に替わり、半凝固ダイカスト法のスリーブ法を適用することで、破断チル層が少なく、強度低下やバラツキの少ないダイカスト部品（コラムハウジング）を提供する。【解決手段】自動車用ステアリングのステアリングコラム部品に用いられるアルミニウム製のダイカスト部品であって、粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下の等軸なフェライト組織を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ステアリングのステアリングコラム部品に用いられるアルミニウム製のダイカスト部品であって、粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下の等軸なフェライト組織を有することを特徴とするダイカスト部品。
【請求項２】
スリーブ法によって作製された請求項１に記載のダイカスト部品。
【請求項３】
捻り試験機を用いて捻って破断させたときの捻り破断トルク値が３８０Ｎｍ以上である請求項１又は２に記載のダイカスト部品。
【請求項４】
ステアリングロック用穴が形成され、捻り試験によって前記ステアリングロック用穴を破断させたときの破断起点から応力解析により求めた前記破断起点に働く応力最大値の１／２以上となる応力範囲までの破断面の面積に占める破断チル層の面積率が１０％未満である請求項１〜３の何れか１項に記載のダイカスト部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイカスト部品に関し、特に、アルミニウム製のステアリングコラムのハウジングとして用いられるダイカスト部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の盗難防止のため、イグニッションスイッチのキーを抜いた場合にエンジンを停止させるだけでなく、ステアリングホイールを回転不能とするステアリングロック装置が一般的に便用されている。
このように使用されるステアリングロック装置の本体及び取付部であるステアリングコラムは、堅ろうで容易に破壊できないものである必要がある。例えば、ＪＩＳＤ５８１２等には、ステアリングシャフトをロック状態にして、２００Ｎｍのトルクを当該ステアリングシャフトに加えても機能に異常なきことと規定されている。
【０００３】
ここで、ステアリングコラムは軽量化のため、例えば、アルミやマグネシウムのような軽金属のダイカストで作製される場合が多い。
従来のダイカスト法ではスリーブ内で生成する破断チル層が製品内に混入し強度低下や強度バラツキとなる問題があり、破断チル層を極力少なくするため製品毎に鋳造条件を試行錯誤し適正化する必要があった。条件を設定しても日々の鋳造条件のバラツキの中で破断チル層を無くすことは困難であり、鋳造条件設定に頼らずに破断チル層を減少させる手立てが望まれていた。
【０００４】
ダイカスト法は様々な工法が知られているが、ステアリングコラムに適用されている工法としては、金型をダイカストマシンに取り付けて金型内に金属溶湯を高圧で注入し凝固させた後金型から取り出す普通ダイカスト法が汎用されている。または、巣対策として金型のキャビティー内を真空引きして減圧する真空ダイカスト法が適用される場合もある。
その他、従来よりも高い寸法精度で製造することが可能なダイカスト法に関する技術として、特許文献１に開示された技術がある。
この特許文献１に開示された技術は、スリーブ内において等軸組織状で半凝固させる鋳造技術である。具体的には、普通ダイカスト法よりもショットタイムラグ（スリーブに注湯してから射出するまでの時間）を長くし、スリーブ内の溶湯充填率を低くしている。このようにすることにより、スリーブ内の冷却スピードを大きくして核生成を促している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、普通ダイカスト法や真空ダイカスト法では、内部欠陥を有しているため過大なトルクが付加されると破断してしまう恐れがあり、いかにして強度を確保するかが重要となる。特に、普通ダイカスト法や真空ダイカスト法で得られた部品の内部欠陥としてスリーブ内で凝固した破片がキャビティー内に混入した欠陥である破断チル層による強度低下が知られており、強度確保のためには破断チル層を減少させる必要がある。
従来、破断チル層対策として鋳造条件の適正化を行ってきたが、製品毎に鋳造条件を種々変更して鋳造試作と強度評価を重ね条件出しをする必要があるうえ、一旦条件適正化を行った後も日々の条件のばらつきにより破断チル層が問題となる場合があり、鋳造条件適正化に頼った強度確保には改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、破断チル層が少なく、強度低下やバラツキの少ないダイカスト部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためのダイカスト部品のある態様は、自動車用ステアリングのステアリングコラム部品に用いられるアルミニウム製のダイカスト部品であって、粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下の等軸なフェライト組織を有する。
また、上記ダイカスト部品においては、スリーブ法によって作製されることが好ましい。
また、上記ダイカスト部品においては、捻り試験機を用いて捻って破断させたときの捻り破断トルク値が３８０Ｎｍ以上であることが好ましい。
【０００９】
また、上記ダイカスト部品においては、ステアリングロック用穴が形成され、捻り試験機によって前記ステアリングロック用穴を破断させたときの破断起点から応力解析により求めた前記破断起点に働く応力最大値の１／２以上となる応力範囲までの破断面の面積に占める破断チル層の面積率が１０％未満であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、破断チル層が少なく、強度低下やバラツキの少ないダイカスト部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ダイカスト部品のある実施形態におけるステアリングコラムハウジングの構成を示す斜視図である。
【図２】ダイカスト部品のある実施形態において用いる捻り試験機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
本実施形態のダイカスト部品は、図１に示すように、例えば、ＪＩＳＨ５３０２のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金ＡＤＣ１２を用いた自動車操舵装置のステアリングコラムハウジング３であることが好ましい。このステアリングコラムハウジング３には、ステアリングロック用穴４が形成されている。
そして、本実施形態のダイカスト部品（ステアリングコラムハウジング３）は、粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下の等軸なフェライト組織を有する。
【００１３】
＜捻り試験＞
本実施形態のダイカスト部品は、捻り試験機を用いた捻り試験において、捻り破断トルク値が３８０Ｎｍ以上であることが好ましい。
また、捻り試験機によってステアリングロック用穴４を破断させたときの破断起点から応力解析により求めた前記破断起点に働く応力最大値の１／２以上となる応力範囲までの破断面の面積に占める破断チル層の面積率が１０％未満であることが好ましい。
【００１４】
この捻り試験は、具体的には、図３に示すように、ステアリングコラムハウジング（ダイカスト製品）３にボルト締結されたキーロック冶具１は、ステアリングコラムハウジング３のキー穴から、ステアリングコラムハウジング３の内径側に突出する凸形状のキー部を有しており、トルク伝達用シャフト２にはキー部と嵌め合う凹部が形成されている。トルク伝達用シャフト２から入力されたトルクはキーロック冶具１の凸形状キー部を介してステアリングコラムハウジング３のステアリングロック用穴４に伝達され、ステアリングロック用穴４の角部を起点としてステアリングコラムハウジングを破断する。
【実施例】
【００１５】
以下、ダイキャスト部品の実施例について説明する。表１は、本実施例における鋳造条件と、フェライト粒径・形状と、ダイカスト部品の強度と、破断チル層の面積率との関係を示す表である。
まず、ＪＩＳＨ５３０２のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金ＡＤＣ１２を用いて、表１に示す条件にてダイカスト鋳造して、実施例１〜１０及び比較例１〜６のステアリングコラムハウジングを得た。
【００１６】
＜捻り試験＞
次に、実施例１〜１０及び比較例１〜６の各ステアリングコラムハウジング１を、図２に示す捻り試験機を用いて捻って破断させ、破断時の捻りトルク値を測定した。測定結果を表１に示す。
次に、破断面の起点部近傍を実体顕微鏡で観察し、破断チル層を識別し、破断チル層面積率を算出した。結果を表１に併せて示す。このとき、破断面は予め応力解析により起点に働く応力値を算出し、その応力値の１／２となるまでの応力範囲を破断面観察範囲とした。
【００１７】
ここで、表１において、「溶湯温度」は「アルミの溶湯の温度」を指す。また、「ショットタイムラグ」は「スリーブにアルミ溶湯を入れてから射出するまでの時間」を指す。この時間を長くすることで、スリーブ内で半凝固となったアルミが射出される。また、「スリーブ充填率」は「スリーブ内に締めるアルミ溶湯の割合」を指す。この割合が低いとスリーブ内でアルミ溶湯が冷えやすくなり、スリーブ内で半凝固となったアルミが射出される。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１に示すように、実施例１〜１０のダイカスト部品（ステアリングコラムハウジング）は、破断チル層が少なく、製品強度も高くバラツキの少ないことが分かる。
また、本実施例のダイカスト部品は半凝固法で作製しているため、普通ダイカスト品で見られるようなデンドライト状の組織は見られず、等軸な組織が得られている。このように、デンドライト状の組織は見られないこと、及び等軸が得られていることから、粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下の小さいフェライト組織を有していることがわかる。
【００２０】
一方、比較例１〜６のダイカスト部品は、普通ダイカストで作製したもので、破断チル層が見られ、強度も低くばらつきも多かった。
以上説明したように、本発明によれば、半凝固ダイカスト法であるスリーブ法を採用することで破断チル層がなく、強度低下要因や強度バラツキのないステアリングコラムを提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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