中間軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 在此通過(guò)引用的方式并入2014年9月4日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-180535的 包括說(shuō)明書、附圖和說(shuō)明書摘要在內(nèi)的公開內(nèi)容。
[0002] 本發(fā)明涉及被組裝在汽車的轉(zhuǎn)向裝置中的中間軸。
【背景技術(shù)】
[0003] 中間軸例如是通過(guò)花鍵嵌合而使內(nèi)軸和筒狀外軸能夠沿軸向相對(duì)滑動(dòng)（伸縮）地 連接而構(gòu)成的。其中，在設(shè)于內(nèi)軸的外周的外花鍵的外周面或者設(shè)于外軸的內(nèi)周的內(nèi)花鍵 的內(nèi)周面，為了填埋兩花鍵間的間隙而減少松動(dòng)聲，或者為了減少轉(zhuǎn)向操作時(shí)的方向盤的 松動(dòng)，通常被覆樹脂被覆層（例如參照日本特開2012-117560號(hào)公報(bào)等）。
[0004] 作為成為樹脂被覆層基礎(chǔ)的基礎(chǔ)樹脂，常使用機(jī)械強(qiáng)度、自潤(rùn)滑性優(yōu)異的聚酰胺 樹脂等。
[0005] 近年來(lái)，要求將以往配設(shè)在汽車的車室內(nèi)的中間軸也能夠配設(shè)在例如氣氛溫度為 高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)等。因此，會(huì)要求樹脂被覆層具有高耐熱性。另外，在這種情況下，有因與 溫度上升相伴的的樹脂膨脹而導(dǎo)致樹脂被覆層的接觸面壓力升高而滑動(dòng)負(fù)載增大的趨勢(shì)。 因此，還會(huì)要求特別是上述高溫條件下的進(jìn)一步低摩擦化。
[0006] 更進(jìn)一步講，要求樹脂被覆層能夠在特別是使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的常溫附近到發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)中的高溫（140°C程度）的寬泛的氣氛溫度的范圍盡量長(zhǎng)時(shí)間地具有良好的滑動(dòng)特性。 但是，例如僅由聚酰胺樹脂等基礎(chǔ)樹脂構(gòu)成的以往的樹脂被覆層特別在120°C以上的高溫 區(qū)域滑動(dòng)特性大大降低而磨損量大大增加，因此不適合在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種因樹脂被覆層能夠在寬泛的氣氛溫度的范圍長(zhǎng) 期維持良好的滑動(dòng)特性而也能夠配設(shè)在例如發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的中間軸。
[0008] 本發(fā)明的一個(gè)方式的中間軸的構(gòu)成上的特征是具備：在外周形成外花鍵的內(nèi)軸、 在內(nèi)周形成有與上述外花鍵嵌合的內(nèi)花鍵且通過(guò)上述嵌合而相對(duì)于上述內(nèi)軸能夠沿軸向 相對(duì)地滑動(dòng)而連接的筒狀外軸、以及含有形成于上述外花鍵或者內(nèi)花鍵的表面的基礎(chǔ)樹脂 和具有相互不同的熔融峰的2種以上的高級(jí)脂肪酸金屬鹽的樹脂被覆層。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 參照附圖并由如下示例性實(shí)施方式的內(nèi)容，可進(jìn)一步了解本發(fā)明的上述內(nèi)容和更 多的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中，相同的元件用相同的符號(hào)表示，其中：
[0010] 圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)向裝置的示意圖。
[0011] 圖2是中間軸的主要部位的截面圖。
[0012] 圖3是沿圖2的III-III線的截面圖。
[0013] 圖4是沿圖2的IV-IV線的截面圖。
[0014]圖5是表示由本發(fā)明的實(shí)施例1制備的粉體涂料中配合的高級(jí)脂肪酸金屬鹽的混 合物的熱分析結(jié)果的圖。
[0015]圖6是表示由本發(fā)明的實(shí)施例2制備的粉體涂料中配合的高級(jí)脂肪酸金屬鹽的混 合物的熱分析結(jié)果的圖。
[0016]圖7是表示由本發(fā)明的比較例1制備的粉體涂料中配合的高級(jí)脂肪酸金屬鹽的熱 分析結(jié)果的圖。
[0017] 圖8(a)是表示使用由上述實(shí)施例1制備的粉體涂料制成的中空?qǐng)A筒試驗(yàn)片的通 過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)產(chǎn)生的高度的變化量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖，圖8(b)是表示通過(guò)上述摩 擦磨損試驗(yàn)求出的摩擦系數(shù)與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖。
[0018] 圖9(a)是表示使用由上述實(shí)施例2制備的粉體涂料制成的中空?qǐng)A筒試驗(yàn)片的通 過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)產(chǎn)生的高度的變化量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖，圖9(b)是表示通過(guò)上述摩 擦磨損試驗(yàn)求出的摩擦系數(shù)與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖。
[0019]圖10(a)是表示使用由本發(fā)明的實(shí)施例3制備的粉體涂料制成的中空?qǐng)A筒試驗(yàn)片 的通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)產(chǎn)生的高度的變化量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖，圖10(b)是表示通過(guò)上 述摩擦磨損試驗(yàn)求出的摩擦系數(shù)與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖。
[0020] 圖11 (a)是表示使用由上述比較例1制備的粉體涂料制成的中空?qǐng)A筒試驗(yàn)片的通 過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)產(chǎn)生的高度的變化量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖，圖11(b)是表示通過(guò)上述摩 擦磨損試驗(yàn)求出的摩擦系數(shù)與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖。
[0021] 圖12(a)是表示使用由本發(fā)明的比較例2制備的粉體涂料制成的中空?qǐng)A筒試驗(yàn)片 的通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)產(chǎn)生的高度的變化量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖，圖12(b)是表示通過(guò)上 述摩擦磨損試驗(yàn)求出的摩擦系數(shù)與試驗(yàn)溫度的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 麗1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)向裝置的示意圖。參照?qǐng)D1，轉(zhuǎn)向裝置1具 備方向盤2、轉(zhuǎn)向軸3、中間軸5、小齒輪軸7和齒條桿8。轉(zhuǎn)向軸3與該方向盤2可一體旋 轉(zhuǎn)地連接。中間軸5介由萬(wàn)向接頭4與轉(zhuǎn)向軸3連接。小齒輪軸7介由萬(wàn)向接頭6與中間 軸5連接。齒條桿8是具有與設(shè)于小齒輪軸7的小齒輪齒7a咬合的齒條齒8a而在汽車的 左右方向延伸的轉(zhuǎn)舵軸。
[0023] 利用小齒輪軸7和齒條桿8構(gòu)成由齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)形成的操航機(jī)構(gòu)9。齒條桿 8在被固定于車體的齒條殼體10內(nèi)，以介由未圖示的多個(gè)軸承沿直線自由往返運(yùn)動(dòng)的方式 被支撐。齒條桿8的兩端部向齒條殼體10的兩側(cè)突出，在各端部分別結(jié)合有拉桿11。
[0024] 各拉桿11介由未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)臂與對(duì)應(yīng)的操縱輪12連接。如果操作方向盤2而 使轉(zhuǎn)向軸3旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)介由萬(wàn)向接頭4、中間軸5和萬(wàn)向接頭6傳達(dá)到小齒輪軸7。該 旋轉(zhuǎn)利用小齒輪齒7a和齒條齒8a被轉(zhuǎn)換成沿汽車的左右方向的齒條桿8的直線運(yùn)動(dòng)而實(shí) 現(xiàn)操縱輪12的轉(zhuǎn)舵。
[0025] 圖2是中間軸的主要部位5的截面圖。參照?qǐng)D1、圖2,中間軸5具備內(nèi)軸13和筒 狀的外軸14。內(nèi)軸13例如為下軸。外軸14例如為上軸。外軸14的上端與萬(wàn)向接頭4的 輒4a連接。內(nèi)軸13的下端與萬(wàn)向接頭6的輒6a連接。
[0026] 外軸14具有作為開放端的第一端部15和作為封閉端的第二端部16。第二端部 16與萬(wàn)向接頭4的輒4a的端部連接，被封閉。圖3是沿圖2的III一III線的截面圖。另 外，圖4是沿圖2的IV-IV線的截面圖。參照?qǐng)D2、圖3,在內(nèi)軸13的外周設(shè)有與軸向XI 平行的外花鍵17。另外，參照?qǐng)D2、圖4,在外軸14的內(nèi)周設(shè)有與軸向XI平行且與外花鍵 17嵌合的內(nèi)花鍵18。
[0027] 內(nèi)軸13從第一端部15側(cè)插入外軸14內(nèi)。通過(guò)外花鍵17與內(nèi)花鍵18的嵌合即 花鍵嵌合，內(nèi)軸13與該外軸14能夠沿軸向XI相對(duì)滑動(dòng)且相伴旋轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D3,外花鍵17 的表面17a被樹脂被覆層19被覆。
[0028] 通過(guò)設(shè)置樹脂被覆層19,能夠在內(nèi)軸13與外軸14之間賦予規(guī)定的滑動(dòng)阻力。而 且，樹脂被覆層19能夠填埋該兩軸13、14間的間隙而減少松動(dòng)聲或者減少轉(zhuǎn)向操作時(shí)的方 向盤2的松動(dòng)。樹脂被覆層19例如通過(guò)粉體流動(dòng)浸漬法等粉體涂裝而形成。樹脂被覆層 19是含有基礎(chǔ)樹脂和具有相互不同的熔融峰的2種以上的高級(jí)脂肪酸金屬鹽而成的。
[0029] 作為基礎(chǔ)樹脂，可使用能夠與高級(jí)脂肪酸金屬鹽一起形成樹脂被覆層19、并且具 有可耐受上述的發(fā)動(dòng)機(jī)室的使用的高耐熱性的各種基礎(chǔ)樹脂。作為基礎(chǔ)樹脂，例如可舉出 聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺聚苯硫醚（PPS)、聚醚醚酮（PEEK)、 非晶聚芳酯（PAR)、聚砜（PSF)、聚醚砜（PES)、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺（PEI)、液晶聚合物 (LCP)、氟樹脂等工程塑料~超級(jí)工程塑料等中的1種或者彼此具有相容性的2種以上。
[0030] 作為基礎(chǔ)樹脂，例如可使用被配設(shè)在車室內(nèi)的中間軸中常用的聚酰胺11、聚酰胺 12等。在這種情況下，由于由具有相互不同的熔融峰的2種以上作為高級(jí)脂肪酸金屬鹽的 并用所產(chǎn)生的上述機(jī)制和自身具有的良好的自潤(rùn)滑性，能夠持續(xù)維持良好的滑動(dòng)特性。特 別是例如將中間軸配設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)等時(shí)，能夠在寬泛的氣氛溫度的范圍長(zhǎng)期持續(xù)維持良 好的滑動(dòng)特性。
[0031] 但是，若考慮進(jìn)一步提高將中間軸配設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)等時(shí)的耐熱性等，作為基礎(chǔ) 樹脂，在如上所述自潤(rùn)滑性優(yōu)異的聚酰胺樹脂中優(yōu)選使用熔點(diǎn)為210°C以上的聚酰胺樹脂， 特別優(yōu)選聚酰胺610。應(yīng)予說(shuō)明，如果聚酰胺610以單體的形式作為粉體涂料使用，則熔融 時(shí)的粘度高，被覆后的泳透性低，因此有難以順利地熔融流展的趨勢(shì)。然而，根據(jù)本發(fā)明，通 過(guò)配合作為流動(dòng)劑發(fā)揮功能的高級(jí)脂肪酸金屬鹽，能夠使粉體涂料的熔融時(shí)的粘度降低而 提高流動(dòng)性。
[0032] 因此，例如通過(guò)粉體流動(dòng)浸漬法而能夠形成達(dá)到粉體涂料難以進(jìn)入的花鍵間的齒 槽的內(nèi)面等的、具有充分的厚度的樹脂被覆層。在此基礎(chǔ)上，由于由具有相互不同的熔融峰 的2種以上作為高級(jí)脂肪酸金屬鹽的并用所產(chǎn)生的上述機(jī)制和自身具有的良好的自潤(rùn)滑 性，能夠在寬泛的氣氛溫度的范圍長(zhǎng)期持續(xù)維持良好的滑動(dòng)特性。
[0033] 作為高級(jí)脂肪酸金屬鹽，例如并用在棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等特 別是碳原子數(shù)為16以上的高級(jí)脂肪酸的1種或2種與鈣、鎂、鋅等金屬的鹽中特別是在 80°C~140°C的范圍具有相互不同的熔融峰的2種以上的高級(jí)脂肪酸金屬鹽。
[0034] 由此，根據(jù)本發(fā)明，如上述說(shuō)明那樣，能夠在常溫附近~140°C附近的寬泛的氣氛 溫度的范圍使樹脂被覆層的滑動(dòng)面持續(xù)存在潤(rùn)滑膜，能夠持續(xù)維持良好的滑動(dòng)特性。應(yīng)予 說(shuō)明，優(yōu)選高級(jí)脂肪酸的碳原子數(shù)為16以上，這是由于碳原子數(shù)低于16的高級(jí)脂肪酸的金 屬鹽可能得不到充分的潤(rùn)滑效果。
[0035] 作為高級(jí)脂肪酸金屬鹽，可并用在上述的氣氛溫度的范圍具有熔融峰的各種高級(jí) 脂肪酸金屬鹽的2種以上。然而，若特別考慮到潤(rùn)滑膜的潤(rùn)滑性、穩(wěn)定性、熔融時(shí)彼此的相 容性、相對(duì)于基礎(chǔ)樹脂的親和性、作為上述基礎(chǔ)樹脂的硫化劑等的功能以及獲取的容易性、 操作性等，則優(yōu)選棕櫚酸、硬脂酸等的1種或2種的金屬鹽。
[0036] 另外，作為并用的2種以上的高級(jí)脂肪酸金屬鹽，優(yōu)選組合使用彼此的熔融峰間 的溫度差相差l〇°C以上的高級(jí)脂肪酸金屬鹽。而且，