(57)【要約】      （修正有）【課題】キーロック穴部の強度を向上させることができるアルミダイカスト部品の製造方法及びそれによって得られるアルミダイカスト部品を提供する。【解決手段】アルミダイカスト部品の本体部におけるキーロック穴部形成部の厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部形成部の縦横比を０．５以下の少なくとも何れかに設定された金型を用いて本体部を鋳造する鋳造工程Ｓ１と、その後、キーロック穴部形成部を切削することによってキーロック穴部を形成するキーロック穴部形成工程Ｓ２とを含むアルミダイカスト部品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミダイカスト部品の本体部におけるキーロック穴部形成部の厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部形成部の縦横比を０．５以下の少なくとも何れかに設定された金型を用いて前記本体部を鋳造する鋳造工程と、その後、前記キーロック穴部形成部を切削することによってキーロック穴部を形成するキーロック穴部形成工程とを含むことを特徴とするアルミダイカスト部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１のアルミダイカスト部品の製造方法によって製造されたことを特徴とするアルミダイカスト部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミダイカスト部品の製造方法及びその製造方法によって得られるアルミダイカスト部品に関する。このアルミダイカスト部品としては、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられる部品などに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられるコラムハウジングなどはアルミダイカスト部品からなる。このようなコラムハウジング（アルミダイカスト部品）には、盗難防止用のキーロック機構が設けられる。このようなキーロック機構を構成するキーロック穴部は鋳抜きで作製される。
しかし、キーロック穴部を鋳抜きで作製することにより、湯流れが悪くなり、外観上の鋳造欠陥（湯じわや湯模様等）や内部の鋳造欠陥（湯境や鋳巣等）が発生することがあり、その結果、キーロック穴部が破損することがある。
そこで、例えば特許文献１には、キーロック穴部の強度を保証する強度評価方法が開示されている。
特許文献１に記載された技術は、超音波探傷法によりキーロック穴部の周辺の粗大な欠陥を把握し、その計測した欠陥径以下のものを利用することで強度を保証する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８３５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されるアルミダイカスト部品の強度評価方法は、アルミダイカスト部品の強度の評価にすぎず、実質的に湯流れをよくする方法ではない。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、キーロック穴部の強度を向上させることができるアルミダイカスト部品の製造方法及びそれによって得られるアルミダイカスト部品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】
【０００５】
上記課題を解決するためのアルミダイカスト部品の製造方法のある態様は、アルミダイカスト部品の本体部におけるキーロック穴部形成部の厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部形成部の縦横比を０．５以下の少なくとも何れかに設定された金型を用いて上記本体部を鋳造する鋳造工程と、その後、上記キーロック穴部形成部を切削することによってキーロック穴部を形成するキーロック穴部形成工程とを含む。
【０００６】
また、上記課題を解決するためのアルミダイカスト部品は、アルミダイカスト部品の本体部におけるキーロック穴部形成部の厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部形成部の縦横比を０．５以下の少なくとも何れかに設定された金型を用いて上記本体部を鋳造する鋳造工程と、その後、上記キーロック穴部形成部を切削することによってキーロック穴部を形成するキーロック穴部形成工程とを含むアルミダイカスト部品の製造方法によって製造される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のアルミダイカスト部品の製造方法によれば、薄肉や湯流れ方向を考慮した形状に変更し、湯流れを良くしたので、キーロック穴部の強度を向上させることができる。
また、本発明のアルミダイカスト部品によれば、薄肉や湯流れ方向を考慮した形状に変更し、湯流れを良くしたので、キーロック穴部の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】アルミダイカスト部品の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】アルミダイカスト部品の構成を示す斜視図である。
【図３】アルミダイカスト部品の製造方法及びそれによって得られるアルミダイカスト部品の実施例１の説明図である。
【図４】図３のアルミダイカスト部品の捻り試験結果を示す図である。
【図５】アルミダイカスト部品の製造方法及びそれによって得られるアルミダイカスト部品の実施例２の説明図である。
【図６】図５のアルミダイカスト部品の捻り試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、アルミダイカスト部品及びその製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、アルミダイカスト部品の製造方法を示すフローチャートである。また、図２は、アルミダイカスト部品の構成を示す斜視図である。
本実施形態は、図１に示すように、鋳造工程（Ｓ１）と、キーロック穴部形成工程（Ｓ２）とを少なくとも含み、必要に応じて他の工程も含んで構成される。
【００１０】
＜鋳造工程＞
鋳造工程は、例えば、ＪＩＳ  Ｈ５３０２のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金ＡＤＣ１２を金型に流し込んで、アルミダイカスト部品の本体部１Ａを鋳造（ダイカスト鋳造）する工程である。この金型は、本体部１Ａにおけるキーロック穴部形成部２Ａの厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部形成部２Ａの縦横比を０．５以下の少なくとも何れかに設定された金型である。この工程で得られるアルミダイカスト部品は、図２に示す自動車操舵装置のステアリングコラムハウジング１であることが好ましい。
【００１１】
＜キーロック穴部形成工程＞
キーロック穴部形成工程は、上記鋳造工程において鋳造された本体部１Ａに対して、鋳放し時に、本体部１Ａに設定されたキーロック穴部形成部２Ａにキーロック穴部２を形成する工程である。キーロック穴部形成部２Ａは、本体部１Ａにおいて、キーロック穴部２を形成する位置を画成した部分を指す。キーロック穴部２の形成にあたっては、キーロック穴部形成部２Ａの厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部２の縦横比を０．５以下の少なくとも何れかにしてキーロック穴部２の形状を画成する。その後、切削加工を行って本体部１Ａを貫通させて、キーロック穴部２を作製する。
【００１２】
発明者らは、従来より、アルミダイカスト部品の強度向上のため、あらゆる観点から検討を重ねていた。特に、車両の電動パワーステアリング装置に用いられるアルミダイカスト部品、具体的にはコラムハウジングに関し、まず、実車搭載時における、キーロック施錠時のコラムハウジングに対する外力のかかり方を把握すべく、実験（ねじり試験）、並びに、アルミダイカスト部品における有限要素法（ＦＥＭ）解析を行った。そして、最大応力発生部位が、キーロック穴部である、との結論に至った。具体的には、ＦＥＭ解析により予測された最大応力発生部位（キーロック穴部）から実際に破壊が生じることを、慎重に実験を繰返し、確認した。
【００１３】
その結果、アルミダイカスト部品の品質を確かなものにするには、最大応力発生部位であるキーロック穴部の強度を適切なレベルに確保することが極めて重要である。
そのため、まずは鋳放品（鋳造された後のサンプル）の外観を確認した所、キーロック穴部近傍で鋳造欠陥（湯模様が湯じわ）が散見された。生じた事象を確認するために湯流れ解析を行なった所、図２の矢印IIに示すように、本体部の下部より侵入して来た溶湯が、キーロック穴部があるために一度分断し、溶湯温度が低下した上で、キーロック穴部の上部にて再び重なるため、湯じわが出やすくなっており、これが破壊の要因に繋がっているものと推察された。
【００１４】
以上のことから、鋳放時では湯流れが良い形状でキーロック部を作製することが好ましいことを発明者等は知見した。具体的には、キーロック穴部の肉厚を一定以上にしたり、キーロック穴部の形状を湯流れ方向に細くして鋳造することが好ましいことを知見した。
その結果、鋳放し時に、キーロック穴部形成部の厚さ率を７０％以上、及びキーロック穴部の縦横比を０．５以下の少なくともいずれかでキーロック穴部を形成したアルミダイカスト部品は、破損するまでのトルクの値が高くなることがわかった。
すなわち、盗難防止用キーロック機構を有するダイカスト製コラムハウジングを製造するにあたっては、鋳放品の段階で湯流れを考慮した形状でキーロック穴部を作製することで、キーロック穴部の強度を向上させることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明のアルミダイカスト部品の製造方法及びアルミダイカスト部品の実施例について図面を参照して説明する。
（実施例１）
＜キーロック穴部形成部の設定＞
鋳造したアルミダイカスト部品１の本体部１Ａに対して、（コラムハウジングの）キーロック時捻り試験結果と、コラム曲げ解析応力とにより、本体部１Ａ上のキーロック穴部形成部２Ａを設定した。キーロック穴部形成部２Ａは円形とし、その外径寸法はφ４５ｍｍ、肉厚（厚み）は３．３ｍｍとした。この設定によれば、実際に試験結果の破壊箇所と、応力解析結果の高い部分が一致した。
【００１６】
次に、図３に示すように、鋳放品の湯流れを良くするため、金型を削り、キーロック穴部の厚みを変えた本体部１Ａを複数作製した。
具体的には、厚さ率（キーロック穴部の肉厚／本体部の肉厚）０％の通常品に対して、キーロック穴部形成部２Ａの金型を徐々に削り、厚さ率を「２５％」、「５０％」、「７５％」、「１００％」とした５種類の本体部１Ａを鋳造した。
【００１７】
ここで、図３（ａ）は作製したアルミダイカスト部品の側面の写真である。また、図３（ｂ）は、一例として、キーロック穴部の厚さ率を「０％」とした本体部の拡大写真であり、図３（ｅ）は、図３（ｂ）におけるIIIe-IIIe線に沿う断面図である。また、図３（ｃ）は、一例として、キーロック穴部の厚さ率を「２５％」とした本体部の拡大写真であり、図３（ｆ）は、図３（ｃ）におけるIIIｆ-IIIｆ線に沿う断面図である。また、図３（ｄ）は、一例として、キーロック穴部の厚さ率を「１００％」とした本体部の拡大写真であり、図３（ｇ）は、図３（ｄ）におけるIIIｇ-IIIｇ線に沿う断面図である。
その後、肉厚の異なる５種類の本体部１Ａをショットの上、切削加工にかけ、アルミダイカスト部品１（実施例１−１，実施例１−２、及び比較例１−１〜比較例１−３）を作製した。
【００１８】
＜捻り試験＞
作製された複数のアルミダイカスト部品１に対して捩り試験を行ない、それぞれの厚さ率と、アルミダイカスト部品１が破損した際のトルクとの関係を図４及び表１に示した。
【表１】
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図４及び表１に示すように、厚さ率７０％以下の比較例１−１〜比較例１−３は、実施例１−１，実施例１−２に比して、湯流れ性が悪くなりＴＰが破損するまでのトルクの値が下がっていくことがわかった。
【００１９】
（実施例２）
実施例１と同様にして、キーロック穴部形成部２Ａを設定した。
その後、図５に示すように、鋳放品の形状を変化させることで溶湯の湯流れを良くするアルミダイカスト部品の製造方法として、本体部１Ａを削り、キーロック穴部２の縦横の寸法を変えたものを複数作製した。
具体的には、キーロック穴部形成部２Ａを徐々に削り、キーロック穴部２の縦横比を７種類とした複数の本体部１Ａをそれぞれ鋳造した。
【００２０】
図５（ａ）は作製したアルミダイカスト部品の側面の写真である。図５（ａ）では、複数製作されたアルミダイカスト部品において縦横の寸法がそれぞれ変更されたキーロック穴部を「Ｂ」で示している。また、図５（ｂ）は、作製したアルミダイカスト部品におけるキーロック穴部２の縦横の寸法ａ，ｂを示す写真である。
ここで、キーロック穴部２の縦横比は、キーロック穴部２の横の寸法（本体部１Ａの軸方向に沿う寸法）ａを、縦の寸法（本体部１Ａの軸方向に直交する方向に沿う寸法）ｂで除した値（ａ／ｂ）である。複数の本体部１Ａのそれぞれのキーロック穴部２の縦横比は、「１．６（通常品）」、「１．２」、「１．０」、「０．８」、「０．６」、「０．４」、「０．２」の７種類とした。
【００２１】
なお、図５（ｃ）は、一例として、キーロック穴部の縦横比（ａ／ｂ）を「１．６」とした本体部の拡大写真である。また、図５（ｄ）は、一例として、キーロック穴部の縦横比（ａ／ｂ）を「０．８」とした本体部の拡大写真である。また、図５（ｅ）は、一例として、キーロック穴部の縦横比（ａ／ｂ）を「０．４」とした本体部の拡大写真である。
その後、縦横比の異なる７種類の本体部１Ａをショットの上、切削加工にかけ、アルミダイカスト部品１（実施例２−１，実施例２−２、及び比較例２−１〜比較例２−５）を作製した。
【００２２】
＜捻り試験＞
作製された複数のアルミダイカスト部品１に対して捩り試験を行ない、それぞれの縦横比と、アルミダイカスト部品１が破損した際のトルクとの関係を図６及び表２に示した。
【表２】
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【００２３】
図６及び表２に示すように、縦横比が０．５以上の比較例２−１〜比較例２−５は、実施例２−１，実施例２−２に比して、湯流れ性が悪くなり、ＴＰが破損するまでのトルクの値が下がっていくのがわかった。
以上説明したように、本実施形態によれば、アルミダイカスト部品の本体部のキーロック穴部を、薄肉や湯流れ方向を考慮した形状に変更し、湯流れを良くしたので、より強度の高いアルミダイカスト部品を作製することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  アルミダイカスト部品（コラムハウジング）
１Ａ  本体部
２  キーロック穴部
２Ａ  キーロック穴部形成部
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図３】
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【図５】
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