(57)【要約】      （修正有）【課題】捻り破断強度がより高いダイカスト部品（コラムハウジング）を製造するため、凝固組織の核生成が容易で、かつ凝固組織が微細化されるダイカスト用給湯装置のラドル及びそれによって作製されるダイカスト部品の提供。【解決手段】溶湯を収容する収容部１Ａと収容部１Ａに収容された溶湯を注出する為の注湯部２とを備え、溶湯をスリーブの内部に供給するダイカスト用給湯装置のラドル１であり、注湯部２に溶湯の流れを乱す障害物５を設けたダイカスト用給湯装置のラドル１。また、前記ラドル１を備えた鋳造装置によって作製されたダイカスト部品。【選択図】図１
2015171728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブ式ダイカスト法で用いられ、
溶湯を収容する収容部と、当該収容部に収容される溶湯を注出するための注湯部と、を備え、当該注湯部側へ傾けることで前記溶湯を前記注湯部からスリーブの給湯口に向けて注出して前記スリーブの内部に供給するダイカスト用給湯装置のラドルであって、
前記注湯部に障害物が設けられたことを特徴とするラドル。
【請求項２】
請求項１に記載のラドルを用いて作製されたことを特徴とするダイカスト部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイカスト用給湯装置のラドル及びこれによって作製されたダイカスト部品に関し、特に、半凝固ダイカスト法であるスリーブ法で使用するダイカスト用給湯装置のラドル、及びこれによって作製された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、ＪＩＳ  Ｄ  ５８１２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。
ダイカスト法は様々な工法が知られているが、金型をダイカストマシンに取り付けて溶湯をスリーブに注湯した後、ただちにスリーブ内の溶湯を金型内に高温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一般的に良く知られている。
【０００４】
従来の普通ダイカスト法で使用される給湯装置のラドルは、特許文献１〜５のように、給湯量の精度や速やかに注湯を完了させるためにスリーブへ湯を注ぐ口を滑らかな形状とし、いかに注がれる湯の乱流を防ぐかに観点をおいたものであった。
具体的には、図７に示すように、ラドル１０１は、溶湯を収容する収容部１０１Ａと、当該収容部１０１Ａに収容される溶湯を注出するための注湯部１０２とを備える。溶湯は図示しない保持炉に保温され、湯汲み口１０３から収容部１０１Ａに汲み入れられる。
【０００５】
一方、特許文献６のように、特殊ダイカスト法である半凝固ダイカストの中でスリーブ法と言われる工法では、スリーブ内で溶湯の冷却速度を制御して等軸状の微細な半凝固組織として射出する方法で、鋳巣等の欠陥の少ないダイカスト製品が提供可能となる。スリーブ法では従来のダイカスト法で使用される給湯装置の構造を大きく変更することなく従来装置のまま適用可能なことも特徴であり、給湯装置のラドルについても従来装置と同様の構造であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−３９７４７号公報
【特許文献２】特開平８−２４３７１８号公報
【特許文献３】特開２００２−２１０５５１号公報
【特許文献４】特開２００４−２９１０８９号公報
【特許文献５】特開２０１１−１２５９２０号公報
【特許文献６】国際公開第２０１３／０３９２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年では、捻り破断強度がより高いダイカスト部品を製造するために、凝固組織の核生成が容易で、かつ凝固組織が微細化される鋳造方法が望まれている。
そこで、本発明は上記要望に着目してなされたものであり、凝固組織の核生成が容易で、かつ凝固組織が微細化されるダイカスト用給湯装置のラドル及びそれによって作製されるダイカスト部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、スリーブ内の溶湯を乱流とすることで凝固組織の核生成が容易となり凝固組織が微細化されることを知見した。
本発明は、本発明者らによる上記知見に基づくものであり、上記課題を解決するためのラドルのある態様は、スリーブ式ダイカスト法で用いられ、
溶湯を収容する収容部と、当該収容部に収容される溶湯を注出するための注湯部とを備え、当該注湯部側へ傾けることで前記溶湯を前記注湯部からスリーブの給湯口に向けて注出して前記スリーブの内部に供給するダイカスト用給湯装置のラドルであって、
前記注湯部に溶湯の流れを乱す障害物が設けられたラドルである。
【０００９】
また、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、溶湯を収容する収容部と、当該収容部に収容される溶湯を注出するための注湯部と、前記注湯部に溶湯の流れを乱す障害物とを有するラドルを用いて、当該注湯部側へ傾けることで前記溶湯を前記注湯部からスリーブの給湯口に向けて注出して前記スリーブの内部に供給するダイカスト用給湯装置により作製されたダイカスト部品である。
ここで、上記ダイカスト部品においては、自動車用ステアリングのステアリングロック部で使用されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、捻り破断強度がより高いダイカスト部品及びそのためのラドルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ラドルのある実施形態における構成を示す図である。
【図２】ラドルの他の実施形態における構成を示す図である。
【図３】ラドルの他の実施形態における構成を示す図である。
【図４】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５】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。
【図６】ダイカスト部品（コラムハウジング）の捻り強度とフェライト粒径との関係を示すグラフである。
【図７】ラドルの従来の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【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。
図１は、ラドルのある実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。また、図２は、ラドルの他の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。また、図３も、ラドルの他の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。また、図４は、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。また、図５は、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。
【００１３】
図１〜図３に示すように、本実施形態のラドル１は、溶湯を収容する収容部１Ａと、当該収容部１Ａに収容される溶湯を注出するための注湯部２とを備える。溶湯は図示しない保持炉に保温され、湯汲み口３から収容部１Ａに汲み入れられる。
ラドル１は、収容部１Ａに連結されて図示しない注湯機に軸支された保持具４によってラドル１自体を注湯部２側へ傾けることで溶湯を注湯部２からスリーブ（図示せず）の給湯口に向けて注出してスリーブの内部に供給する。
ここで、本実施形態のラドル１は、注湯部２に溶湯の流れを乱す障害物５が設けられる。この障害物５の態様としては、図１に示す突起５Ａや、図２に示す格子状の障壁５Ｂや、図３に示す柱状突起５Ｃが挙げられる。なお、図２では、障壁５Ｂによる溶湯の湯こぼれを防止するカバー７が設けられている。また、突起５Ａは、例えば、注湯部２側の底面から収容部１Ａの開口部（図２においてカバー７が設けられる側）に向かって立設され、注湯部２から湯汲み口３への向きに沿って並んで設けられている。また、柱状突起５Ｃは、例えば、注湯部２側の底面から収容部１Ａの開口部（図２においてカバー７が設けられる側）に向かって複数立設されている。
【００１４】
ラドル１に設けられる障害物５は、これらの形状に限らず、注湯部２に溶湯の流れを乱す機能を備えたものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、同様の効果が得られる。ここで、従来のラドルの位置をスリーブから高くして注湯することで乱流を促すこともできるが、スペースやラドルを動かすロボットの機構上制限がある場合が多い。その点では、本実施形態のラドル１であれば可能な範囲の高さ調整でより乱流を起こすことができる。
【００１５】
次に、ラドル１を備えた鋳造装置を用いてダイカスト部品を作製する。このダイカスト鋳造の材料としては、例えば、ＪＩＳ  Ｈ  ５３０２のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金ＡＤＣ１２が挙げられる。得られるダイカスト部品は、図４に示す自動車用ステアリングのイグニッションスイッチ付きステアリングロック部で使用されるステアリングコラム１３である。このステアリングコラムハウジング１３には、ステアリングロック用穴１４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１３）は、粒径が１５μｍ以下の等軸なフェライト組織を有する。
【００１６】
実施例１〜１０のダイカスト部品の鋳造条件は、半凝固ダイカスト法（スリーブ法）である上記特許文献６に記載された技術を参考に選定した。具体的には、表１に示すように、スリーブ内で等軸組織状で半凝固させるために、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、スリーブ内の溶湯充填率を低く（スリーブ内冷却スピードを大きくして核生成を促す）した。
【００１７】
＜捻り試験＞
その後、作製された各ダイカスト部品（ステアリングコラムハウジング１３）のフェライト平均粒径を測定した後、同ロットサンプルを図５に示す捻り試験機で捻って破断させ、破断時の捻りトルク値を測定する。
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３９５Ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１８】
この捻り試験は、具体的には、図５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）１３にボルト締結されたキーロック冶具１１は、ステアリングコラムハウジング１３のキー穴から、ステアリングコラムハウジング１３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１２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１２から入力されたトルクはキーロック冶具１１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１３のステアリングロック用穴１４に伝達され、ステアリングロック用穴１４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】
【００１９】
以下、上記ラドルを備えた鋳造装置によって作製されたダイカスト部品の実施例について説明する。
まず、ＪＩＳ  Ｈ  ５３０２のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金ＡＤＣ１２を用いて、表１に示す条件にて上記ラドル１を備えた鋳造装置を用い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。
【００２０】
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。
【００２１】
＜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５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。得られた破断トルク及びフェライト粒径の測定結果を表２及び図６に示す。
【００２２】
【表１】
2015171728.tif 000003
【００２３】
【表２】
2015171728.tif 000004
【００２４】
表２及び図６に示す結果より、本実施例では従来のラドルを用いた場合と比べ注湯時の乱流により核生成が促進された結果、微細な組織となる傾向があり、ステアリングコラムの強度も安定したものが得られることが分かる。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、捻り破断強度がより高いダイカスト部品（コラムハウジング）及びそのためのラドル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。
【符号の説明】
【００２６】
１  ラドル
１Ａ  収容部
２  注湯部
５  障害物
１３  アルミダイカスト部品（コラムハウジング）
【図１】
2015171728.tif 000005
【図２】
2015171728.tif 000006
【図３】
2015171728.tif 000007
【図４】
2015171728.tif 000008
【図５】
2015171728.tif 000009
【図６】
2015171728.tif 000010
【図７】
2015171728.tif 000011