(57)【要約】      （修正有）【課題】捻り破断強度がより高いアルミダイカスト製ステアリングコラムを提供する。【解決手段】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１Ａと、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、注湯部２側へ傾けることで前記溶湯を注湯部２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注湯部２に障害物５が設けられたラドル１を用いて作製される、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、粒径が１５μｍ以下の等軸なフェライト組織を有するアルミダイカスト製ステアリングコラムである。【選択図】図３
2016117074.tif 000002
【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ロック部で使用され、粒径が１５μｍ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アルミダイカスト製ステアリングコラム。
【請求項２】
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ラドルを用いて作製されたことを特徴とする請求項１に記載のアルミダイカスト製ステアリングコラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミダイカスト製ステアリングコラムに関する。
【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アルミダイカスト製ステアリングコラムが望まれている。
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、捻り破断強度がより高いアルミダイカスト製ステアリングコラム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のアルミダイカスト製ステアリングコラムのある態様は、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、粒径が１５μｍ以下の等軸なフェライト組織を有する。
【０００９】
また、上記課題を解決するためのアルミダイカスト製ステアリングコラムの他の態様は、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る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、捻り破断強度がより高いアルミダイカスト製ステアリングコラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アルミダイカスト製ステアリングコラムのある実施形態における構成を示す斜視図である。
【図２】アルミダイカスト製ステアリングコラム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３】ラドルのある構成を示す図である。
【図４】ラドルの他の構成を示す図である。
【図５】ラドルの他の構成を示す図である。
【図６】アルミダイカスト製ステアリングコラム（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、ダイカスト部品のある実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２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。また、図３は、アルミダイカスト製ステアリングコラム（以下、ダイカスト部品ということがある）を作製するために使用されるラドル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。また、図４は、ラドルの他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。また、図５も、ラドルの他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。
【００１３】
本実施形態のダイカスト部品の材料としては、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。本実施形態のダイカスト部品は、図１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。
【００１４】
ダイカスト部品の鋳造条件は、例えば、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する。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）する。
【００１５】
＜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２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。
【００１６】
この捻り試験は、具体的には、図２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。
【００１７】
次に、本実施形態のダイカスト部品を作製するために使用される鋳造装置に備えられるラドルの一例について説明する。図３〜図５に示すように、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、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３に示す突起５Ａや、図４に示す格子状の障壁５Ｂや、図５に示す柱状突起５Ｃが挙げられる。なお、図４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４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４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。
【００１８】
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、上述のラドル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。
【実施例】
【００１９】
以下、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。なお、表１に示す鋳造条件は、上述の障害物が設けられたラドル１を用いることが好ましいが、これに限られない。
【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１３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。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】
2016117074.tif 000003
【００２３】
【表２】
2016117074.tif 000004
【００２４】
表２及び図６に示す結果より、本実施例では、粒径が１５μｍ以下の等軸なフェライト組織を有するため、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。特に、一例として、上述の障害物を備えたラドルを用いると、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、微細な組織を形成する傾向となり、上記効果は顕著となる。
【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）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  アルミダイカスト製ステアリングコラム（コラムハウジング）
【図１】
2016117074.tif 000005
【図２】
2016117074.tif 000006
【図３】
2016117074.tif 000007
【図４】
2016117074.tif 000008
【図５】
2016117074.tif 000009
【図６】
2016117074.tif 000010
【図７】
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