JP2006300260A - Telescopic shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリングシャフト等に組み込まれる伸縮軸に関する。 The present invention relates to a telescopic shaft incorporated in a steering shaft or the like of a vehicle.
従来、自動車の操縦機構部では、自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール上にその変位や振動を伝えないために雄軸と雌軸とをスプライン嵌合した伸縮軸を操舵機構部の一部に使用している。伸縮軸にはスプライン部の軸方向摺動時における摺動抵抗を低減することが要求される。 Conventionally, the steering mechanism part of an automobile absorbs the displacement in the axial direction that occurs when the automobile travels, and the expansion and contraction is a spline fit between the male shaft and the female shaft in order not to transmit the displacement or vibration on the steering wheel. The shaft is used as part of the steering mechanism. The telescopic shaft is required to reduce the sliding resistance when the spline portion slides in the axial direction.
このようなことから、伸縮軸の雄軸のスプライン部に対して、ナイロン膜をコーティングし、更に摺動部にグリースを塗布して摺動抵抗の低減を行ってきている。また、内側シャフトの外周部と外側シャフトの内周部とに設けられた溝部に、内側シャフトの溝部とボールとの間に弾性体を介してボールを配置し、軸方向の移動の際にはボールを転動させることによって雄軸と雌軸の摺動荷重を減少させるとともに、回転の際にはボールを拘束してトルクを伝達する車両ステアリング用伸縮軸が知られている(特許文献1参照)。この車両ステアリング用伸縮軸ではさらに、ボールの破損時でもトルクの伝達を可能とするために、ある遊びを持った組合せ断面を有する雄溝及び雌溝が、内側シャフト及び外側シャフトに設けられている。 For this reason, a nylon film is coated on the male spline portion of the telescopic shaft, and grease is applied to the sliding portion to reduce the sliding resistance. In addition, a ball is disposed through an elastic body between the groove portion of the inner shaft and the ball in the groove portion provided on the outer peripheral portion of the inner shaft and the inner peripheral portion of the outer shaft. 2. Description of the Related Art A vehicle steering telescopic shaft that reduces the sliding load between a male shaft and a female shaft by rolling the ball and restrains the ball during rotation to transmit torque (see Patent Document 1) ). Further, in this vehicle steering telescopic shaft, a male groove and a female groove having a combined cross section with some play are provided in the inner shaft and the outer shaft in order to enable transmission of torque even when the ball is broken. .
しかしながら、このようなスプライン嵌合した伸縮軸でも軸方向へ伸縮する際に摺動部分が摩耗して、回転方向にガタが発生することがあり、操舵感に悪影響を及ぼすことがある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、摺動部分の耐摩耗性を高め、耐久性に優れる伸縮軸を提供することを目的とする。 However, even with such a spline-fitted telescopic shaft, the sliding portion may be worn when expanding and contracting in the axial direction, and play may occur in the rotational direction, which may adversely affect the steering feeling. This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the expansion-contraction shaft which improves the abrasion resistance of a sliding part and is excellent in durability.
上記目的を達成するために、本発明は下記の伸縮軸を提供する。
(1)車両のステアリングシャフトに組み込み、雄軸と雌軸とを回転不能に且つ摺動自在に嵌合し、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部とが互いに接触して回転の際にトルクを伝達する伸縮軸において、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部との間隙に、ウレア化合物を増ちょう剤とし、二硫化モリブデン及び有機モリブデン化合物の少なくとも1種を含有するグリースを封入したことを特徴とする伸縮軸。
(2)車両のステアリングシャフトに組み込み、雄軸と雌軸とを回転不能に且つ摺動自在に嵌合し、前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部とが互いに接触して回転の際にトルクを伝達する伸縮軸において、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部との間隙に、ウレア化合物を増ちょう剤とし、金属石けんをグリース全量の3〜10質量%の割合で含有するグリースを封入したことを特徴とする伸縮軸。
(3)前記ウレア化合物が、下記一般式〔I〕で表されるウレア化合物であることを特徴とする上記(1)または(2)記載の伸縮軸。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following telescopic shafts.
(1) Built in a steering shaft of a vehicle, the male shaft and the female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner, and the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft contact each other and rotate. In the telescopic shaft that transmits torque during
The gap between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft is filled with grease containing a urea compound as a thickener and containing at least one of molybdenum disulfide and an organic molybdenum compound. Telescopic shaft.
(2) Built in the steering shaft of the vehicle, the male shaft and the female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner, and the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft are in contact with each other for rotation. In the telescopic shaft that transmits torque during
A grease containing a urea compound as a thickening agent and metal soap in a proportion of 3 to 10% by mass of the total amount of grease is sealed in a gap between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft. The telescopic axis.
(3) The telescopic shaft according to (1) or (2), wherein the urea compound is a urea compound represented by the following general formula [I].
(式中、R1、R3は、R1とR3の合計の50モル%以上が脂環式脂肪族炭化水素及び芳香族炭化水素基であり、R2は炭素数6〜15の芳香族単価水素基である。) (Wherein, R 1, R 3 is more than 50 mole% of the sum of R 1 and R 3 is an alicyclic aliphatic hydrocarbon and an aromatic hydrocarbon group, R 2 is an aromatic 6 to 15 carbon atoms It is a trivalent hydrogen group.)
本発明の伸縮軸は、封入グリースが特定の増ちょう剤及び添加剤を含むことから、摺動部の摩耗が少なく、耐久性に優れたものとなり、操舵感の悪化を防ぐことができる。 In the telescopic shaft of the present invention, since the encapsulated grease contains a specific thickener and additive, the wear of the sliding portion is small, the durability is excellent, and the deterioration of the steering feeling can be prevented.
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る伸縮軸を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。図1において、車体側のメンバ100にアッパブラケット101とロアブラケット102とを介して取り付けられたアッパステアリングシャフト部120(ステアリングコラム103と、ステアリングコラム103に回転自在に保持されたステアリングシャフト104を含む)と、ステアリングシャフト104の上端に装着されたステアリングホイール105と、ステアリングシャフト104の下端にユニバーサルジョイント106を介して連結されたロアステアリングシャフト部107と、ロアステアリングシャフト部107に操舵軸継手108を介して連結されたピニオンシャフト109と、ピニオンシャフト109に連結したステアリングラック軸112と、このステアリングラック軸112を支持して車体の別のフレーム110に弾性体111を介して固定されたステアリングラック支持部材113とから操舵機構部が構成されている。
FIG. 1 is a side view of a steering mechanism portion of an automobile to which an extendable shaft according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, an upper steering shaft portion 120 (including a
また、ロアステアリングシャフト部107及びアッパステアリングシャフト部120は伸縮軸を備えている。伸縮軸としては、例えば図2及び図3に示すように、雌軸6の内周面には、雌スプラインが形成してあると共に、雄軸5は、その外周面に雄スプラインを形成したスプライン摺動部20と、このスプライン摺動部20より小径の軸部21とを備えている。雌軸6は、その端部に、雄軸5の摺動部20が抜け出ることを防止するための抜止め部30を備えている。また、スプライン摺動部20の抜止め部側の部位20aを除いてポリアミド膜がコーティングしてある。
Further, the lower
伸縮軸は、図4及び図5に示す構成にすることもできる。この伸縮軸では、雄軸41に、雌軸42がスプラインまたはセレーション嵌合してある。雄軸41の端部内周面には、拡径部材46を挿入するための円筒状の座部43が形成してあるとともに、この座部43の一部に調整ネジ47を通挿するための貫通孔44が径方向に形成してある。雌軸42の端部には、貫通孔44に対応して、調整ネジ47を通挿するための貫通孔45が径方向に形成してある。また、雄軸41の座部43には、雄軸41を径方向に押圧するための拡径部材46が挿入してあるとともに、この拡径部材46には、この拡径部材46を拡径するための調整ネジ47が径方向に螺合してある。そして、拡径部材46には、調整ネジ47に螺合するための雌ネジを径方向に有する螺合部48が設けてあるとともに、この螺合部48に対向するようにして、調整ネジ47の先端部を支持する受け部49が設けてある。これら螺合部48と受け部49とは外径側に雄軸41の内側円筒状座部43に接触する凸円周状部をそれぞれ有している。更に、拡径部材46には、螺合部48と受け部49とを径方向に弾性変形可能に一体に連結する連結部50が設けてある。
The telescopic shaft can be configured as shown in FIGS. In this telescopic shaft, a
この伸縮軸では、雄軸41に雌軸42をスプライン嵌合して組み付けた後、貫通孔44と45とを径方向に揃えて貫通孔44,45を介して調整ネジ47を締め付けながら径方向内方に移動すると、拡径部材46の螺合部48と受け部49との径方向の間隔が拡がり、雄軸41を雌軸42に対して径方向外方に押圧する。そして、調整ネジ47の締め付け力を調整することにより、雌軸42に対する雄軸41の径方向の押圧力を調整することができ、これにより、両軸41,42の摺動抵抗を容易に調整できるとともに、両軸41,42のガタ付きを確実に防止することができる。また、両軸41,42の組み付け後であっても、摺動抵抗の調整を容易に行うことができるため、作業効率を向上することができる。尚、拡径部材46の螺合部48の符号51で示す箇所には、調整ネジ47の緩み防止のため、加締めが予め形成してある。
In this telescopic shaft, the
また、伸縮軸は、図6及び図7に示す構成にすることもできる。雄軸61の外周面には、周方向に120度間隔(位相)で等配した3個の軸方向溝63が延在して形成してある。これに対応して、雌軸62の内周面にも、周方向に120度間隔(位相)で等配した3個の軸方向溝65が延在して形成してある。雄軸61の軸方向溝63と、雌軸62の軸方向溝65との間に、両軸61、62の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体67(転動体、ボール)が転動自在に介装してある。尚、雌軸62の軸方向溝65は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。また、雄軸61の軸方向溝63は、傾斜した一対の平面状側面63aと、これら一対の平面状側面63aの間に平坦に形成した底面63bとから構成されている。
Further, the telescopic shaft can be configured as shown in FIGS. On the outer peripheral surface of the
雄軸61の軸方向溝63と、球状体67との間には、球状体67に接触して予圧するための板バネ69が介装してある。この板バネ69は、図6(B)に示すように、球状体67に2点で接触する球状体側接触部69aと、球状体側接触部69aに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあるとともに雄軸61の軸方向溝63の平面状側面63aに接触する溝面側接触部69bと、球状体側接触部69aと溝面側接触部69bを相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部69cと、軸方向溝63の底面63bに対向した底部69dと、を有している。この付勢部69cは、略U字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部69cによって、球状体側接触部69aと溝面側接触部69bを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。
A
図7に示すように、雄軸61の外周面には、周方向に120度間隔(位相)で等配した3個の軸方向溝64が延在して形成してある。これに対応して、雌軸62の内周面にも、周方向に120度間隔(位相)で等配した3個の軸方向溝66が延在して形成してある。雄軸61の軸方向溝64と、雌軸62の軸方向溝66との間に、両軸61、62の軸方向相対移動の際に滑り摺動する複数の剛体の円柱体68(摺動体、ニードルローラ)が微小隙間をもって介装してある。尚、これら軸方向溝64、66は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
As shown in FIG. 7, three
また、図6に示すように、雄軸61の端部には、弾性体付ストッパープレート70が設けてあり、この弾性体付ストッパープレート70により、球状体67、円柱体68、板バネ69の脱落を防止している。
Further, as shown in FIG. 6, a
この伸縮軸では、雄軸61と雌軸62の間に球状体67を介装し、板バネ69により、球状体67を雌軸62に対してガタ付きのない程度に予圧してあり、トルク非伝達時は、雄軸61と雌軸62との間のガタ付きを確実に防止することができるとともに、雄軸61と雌軸62は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した摺動荷重で摺動することができる。トルク伝達時には、板バネ69が弾性変形して球状体67を周方向に拘束するとともに、雄軸61と雌軸62との間に介装した3列の円柱体68が主なトルク伝達の役割を果たす。例えば、雄軸41からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ69の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ69がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸61・板バネ69・球状体67・雌軸62間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で全体的なトルク伝達がなされる。更にトルクが増大していくと、円柱体68を介した雄軸61、雌軸62の回転方向の隙間がなくなり、以後のトルク増加分を、雄軸61、雌軸62を介して、円柱体68が伝達する。そのため、雄軸6と雌軸62の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
In this telescopic shaft, a
上記の如く構成される各伸縮軸の雄軸の外周部と雌軸の内周部との間隙には、下記に示す第1のグリースまたは第2のグリースが封入される。 The first grease or the second grease shown below is sealed in the gap between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft of each telescopic shaft configured as described above.
(第1のグリース)
第1のグリースは、ウレア化合物を増ちょう剤とし、二硫化モリブデン及び有機モリブデン化合物の少なくとも1種を必須添加剤として含有するものである。
(First grease)
The first grease contains a urea compound as a thickener and contains at least one of molybdenum disulfide and an organic molybdenum compound as an essential additive.
グリースの基油は、その種類を制限されるものではないが、鉱油系潤滑油及び合成潤滑油を好適に使用することができる。鉱油系潤滑油は制限されるものではないが、例えば、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油及びそれらの混合油を使用することができ、特に減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものが好ましい。また、合成潤滑油も制限されるものでないが、例えば、合成炭化水素油、エーテル油、エステル油及びフッ素油を使用することができる。具体的には、合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン油等を、エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を、エステル油としてはジエステル油、ネオペンチル型ポリオールエステル油、またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等をそれぞれ挙げることができる。これらの潤滑油は、単独でも、複数種を適宜組み合わせて使用してもよい。 The type of grease base oil is not limited, but mineral oils and synthetic lubricants can be suitably used. Mineral oils are not limited, but for example, paraffinic mineral oils, naphthenic mineral oils and mixed oils thereof can be used, especially vacuum distillation, oil removal, solvent extraction, hydrocracking. It is preferable to use a combination of solvent dewaxing, sulfuric acid washing, clay refining, hydrogenation refining and the like. In addition, although synthetic lubricating oil is not limited, for example, synthetic hydrocarbon oil, ether oil, ester oil, and fluorine oil can be used. Specifically, poly α-olefin oil or the like as the synthetic hydrocarbon oil, dialkyl diphenyl ether oil, alkyl triphenyl ether oil, alkyl tetraphenyl ether oil or the like as the ether oil, diester oil or neopentyl type as the ester oil. Examples thereof include polyol ester oils, complex ester oils thereof, aromatic ester oils, and the like. These lubricating oils may be used alone or in appropriate combination of a plurality of types.
また、基油は、40℃における動粘度が20〜185mm2/sであることが好ましく、24〜132mm2/sであることがより好ましい。動粘度が20mm2/s(40℃)未満では耐摩耗性の改善に効果が得られず、185mm2/s(40℃)を越えると摺動接触部に基油が入り込み難く、雄軸の外周部と雌軸の内周部とが互いに接触する摺動面でのスティックスリップ現象を抑制し難くなる。 Moreover, it is preferable that kinematic viscosity in 40 degreeC is 20-185 mm < 2 > / s, and, as for base oil, it is more preferable that it is 24-132 mm < 2 > / s. If the kinematic viscosity is less than 20 mm 2 / s (40 ° C.), the effect of improving the wear resistance is not obtained. If the kinematic viscosity exceeds 185 mm 2 / s (40 ° C.), the base oil hardly enters the sliding contact portion. It becomes difficult to suppress the stick-slip phenomenon on the sliding surface where the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the female shaft contact each other.
増ちょう剤のウレア化合物として、モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ナトリウムテレフタラメート系の有機化合物等が挙げられる。これらの増ちょう剤は、それぞれ単独でも、2種以上を混合して配合してもよい。ウレア化合物は、摺動時に金属表面に保護膜を形成し、より良好な摩擦特性を付与することができる。 Examples of the thickener urea compound include monourea, diurea, triurea, tetraurea, urethane, and sodium terephthalate organic compounds. These thickeners may be used alone or in admixture of two or more. The urea compound forms a protective film on the metal surface during sliding, and can impart better friction characteristics.
増ちょう剤の含有量は、グリース全量の5〜30質量%が好ましい。5質量%より少ないとグリース状態を維持することが困難となり、30質量%より多くなると硬くなりすぎて十分な潤滑状態が得られない。特に、15質量%以上であると、保護膜形成が一層強固となりスティックスリップ現象を抑制できる。 The content of the thickener is preferably 5 to 30% by mass of the total amount of grease. If it is less than 5% by mass, it is difficult to maintain the grease state, and if it exceeds 30% by mass, it becomes too hard to obtain a sufficient lubrication state. In particular, when the content is 15% by mass or more, the formation of the protective film is further strengthened and the stick-slip phenomenon can be suppressed.
ウレア化合物の中ではジウレア化合物が耐熱性を有し、油保持性に優れ、安価であるため、車両ステアリング用伸縮軸に好適に使用できる増ちょう剤である。中でも、下記一般式〔I〕で表されるジウレア化合物が好ましい。 Among urea compounds, a diurea compound is a thickener that can be suitably used for a telescopic shaft for vehicle steering because it has heat resistance, excellent oil retention, and is inexpensive. Among these, diurea compounds represented by the following general formula [I] are preferable.
式中、R2は炭素数6〜15の芳香族系炭化水素基を表し、R1、R3は炭化水素基または縮合炭化水素基を表す。縮合炭化水素基の好ましい炭素数は9〜19である。また、R1、R3において炭化水素基は脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基の何れでもよく、脂肪族炭化水素基は脂環式脂肪族炭化水素基であってもよい。更に、R1、R3は同一でも、異なっていてもよい。 In the formula, R 2 represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and R 1 and R 3 represent a hydrocarbon group or a condensed hydrocarbon group. The carbon number of the condensed hydrocarbon group is preferably 9-19. In R 1 and R 3 , the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group may be an alicyclic aliphatic hydrocarbon group. Further, R 1 and R 3 may be the same or different.
更には、R1、R3において、脂環式脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基の合計が50モル%以上であることが好ましい。このようなウレア化合物は、他のウレア化合物と比べて結晶当たりの面積及び体積が小さいため、伸縮軸に封入された場合、境界潤滑状態においても摺動面表面に密に存在してより強固な保護膜となる。 Furthermore, in R 1 and R 3 , the total of the alicyclic aliphatic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group is preferably 50 mol% or more. Since such a urea compound has a smaller area and volume per crystal than other urea compounds, when it is enclosed in a telescopic shaft, it is densely present on the surface of the sliding surface even in the boundary lubrication state and is stronger. It becomes a protective film.
この一般式〔I〕で表されるジウレア化合物は、基油中で、R2を骨格中に含むジイソシアネート1モルに対して、R1またはR3を骨格中に含むモノアミンを合計で2モルの割合で反応させることにより得られる。 In the diurea compound represented by the general formula [I], a total of 2 moles of monoamines containing R 1 or R 3 in the skeleton are contained in one base of the diisocyanate containing R 2 in the skeleton in the base oil. It is obtained by reacting at a ratio.
R2を骨格中に含むジイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、あるいはこれらのアルキル置換体等を好適に使用できる。 As the diisocyanate containing R 2 in the skeleton, diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, biphenylene diisocyanate, dimethyldiphenylene diisocyanate, or alkyl-substituted products thereof can be preferably used.
R1またはR3として炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂環式脂肪族炭化水素基含む)を骨格中に含むモノアミンとしてはアニリン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、トルイジン、ドデシルアニリン、オクタデシルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ノニルアミン、エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ナノデシルアミン、エイコデシルアミン、オレイルアミン、リノレイルアミン、リノレニルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、エチルシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミン、ブチルシクロヘキシルアミン、プロピルシクロヘキシルアミン、アミルシクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、フェネチルアミン、メチルベンジルアミン、ビフェニルアミン、フェニルイソプロピルアミン、フェニルヘキシルアミン等を好適に使用できる。 Examples of monoamines containing a hydrocarbon group (including aromatic hydrocarbon group and alicyclic aliphatic hydrocarbon group) as R 1 or R 3 in the skeleton include aniline, cyclohexylamine, octylamine, toluidine, dodecylaniline, octadecylamine, Hexylamine, heptylamine, nonylamine, ethylhexylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, nanodecylamine, eicodecylamine, oleylamine, linoleylamine, linolenylamine, methylcyclohexylamine, ethylcyclohexyl Amine, dimethylcyclohexylamine, diethylcyclohexylamine, butylcyclohexylamine, propylcyclohexylamine, amylcyclohexylamine, cyclohexane Butylamine, benzylamine, benzhydrylamine, phenethylamine, methyl benzylamine, biphenyl amine, phenyl isopropylamine, can be suitably used phenylhexylamine like.
また、R1またはR3として縮合環炭化水素基を骨格中に含むモノアミンとして、例えばアミノインデン、アミノインダン、アミノ−1−メチレンインデン等のインデン系アミン化合物、アミノナフタレン(ナフチルアミン)、アミノメチルナフタレン、アミノエチルナフタレン、アミノジメチルナフタレン、アミノカダレン、アミノビニルナフタレン、アミノフェニルナフタレン、アミノベンジルナフタレン、アミノジナフチルアミン、アミノビナフチル、アミノ−1,2−ジヒドロナフタレン、アミノ−1,4−ジヒドロナフタレン、アミノテトラヒドロナフタレン、アミノオクタリン等のナフタレン系アミノ化合物、アミノペンタレン、アミノアズレン、アミノヘプタレン等の縮合二環系アミン化合物、アミノフルオレン、アミノ−9−フェニルフルオレン等のアミノフルオレン系アミン化合物、アミノアントラレン、アミノメチルアントラセン、アミノジメチルアントラセン、アミノフェニルアントラセン、アミノ−9,10−ジヒドロアントラセン等のアントラセン系アミン化合物、アミノフェナントレン、アミノ−1,7−ジメチルフェナントレン、アミノレテン等のフェナントレンアミン化合物、アミノビフェニレン、アミノ−s−インダセン、アミノ−as−インダセン、アミノアセナフチレン、アミノアセナナフテン、アミノフェナレン等の縮合三環系アミン化合物、アミノナフタセン、アミノクリセン、アミノピレン、アミノトリフェニレン、アミノベンゾアントラセン、アミノアセアントリレン、アミノアセアントレン、アミノアセフェナントリレン、アミノアセフェナントレン、アミノフルオランテン、アミノプレイアデン等の縮合四環系アミン化合物、アミノペンタセン、アミノペンタフェン、アミノピセン、アミノペリレン、アミノジベンゾアントラセン、アミノベンゾピレン、アミノコラントレン等の縮合五環系アミン化合物、アミノコロネン、アミノピラントレン、アミノドオラントレン、アミノイソビオラントレン、アミノオバレン等の縮合多環系(六環以上)アミン化合物等が好適に用いられる。 Further, as monoamines containing a condensed ring hydrocarbon group in the skeleton as R 1 or R 3 , for example, indene amine compounds such as aminoindene, aminoindane, and amino-1-methyleneindene, aminonaphthalene (naphthylamine), aminomethylnaphthalene Aminoethylnaphthalene, aminodimethylnaphthalene, aminocadalene, aminovinylnaphthalene, aminophenylnaphthalene, aminobenzylnaphthalene, aminodinaphthylamine, aminobinaphthyl, amino-1,2-dihydronaphthalene, amino-1,4-dihydronaphthalene, aminotetrahydro Naphthalene-based amino compounds such as naphthalene and aminooctalin, condensed bicyclic amine compounds such as aminopentalene, aminoazulene and aminoheptalene, aminofluorene, amino- -Aminofluorene-based amine compounds such as phenylfluorene, aminoanthracene, aminomethylanthracene, aminodimethylanthracene, aminophenylanthracene, anthracene-based amine compounds such as amino-9,10-dihydroanthracene, aminophenanthrene, amino-1,7 Phenanthreneamine compounds such as dimethylphenanthrene and aminoretene, condensed bicyclic amine compounds such as aminobiphenylene, amino-s-indacene, amino-as-indacene, aminoacenaphthylene, aminoacenaphthene and aminophenalene, aminonaphthacene , Aminochrysene, aminopyrene, aminotriphenylene, aminobenzoanthracene, aminoaceanthrylene, aminoaceanthrene, aminoacephenanthrylene, amino Condensed tetracyclic amine compounds such as noacephenanthrene, aminofluoranthene, and aminopreaden, condensed pentacyclic amines such as aminopentacene, aminopentaphene, aminopicene, aminoperylene, aminodibenzoanthracene, aminobenzopyrene, and aminocholanthrene A compound, a condensed polycyclic (six or more ring) amine compound such as aminocoronene, aminopyrantolen, aminodoolanthrene, aminoisoviolanthrene, aminoobalene and the like are preferably used.
二硫化モリブデン及び有機モリブデン化合物は、何れも極圧添加剤として機能するものであり、グリース全量の0.5〜10質量%、好ましくは0.5〜5質量%添加される。二硫化モリブデンは固体潤滑剤として広く使用されているものである。この二硫化モリブデンは層状格子構造をしており、滑り運動によって容易に薄層状にせん断され、金属接触を防ぐことが可能である。0.5質量%未満では効果が期待できず、10質量%を超えて添加しても効果が飽和する。 Molybdenum disulfide and the organic molybdenum compound both function as extreme pressure additives, and are added in an amount of 0.5 to 10% by mass, preferably 0.5 to 5% by mass, based on the total amount of grease. Molybdenum disulfide is widely used as a solid lubricant. This molybdenum disulfide has a layered lattice structure, and can be easily sheared into a thin layer by a sliding motion to prevent metal contact. If the amount is less than 0.5% by mass, the effect cannot be expected, and even if the amount exceeds 10% by mass, the effect is saturated.
また、有機モリブデン化合物は、摺動面である金属面に吸着して反応性に富む被膜(反応膜層)を形成し、耐摩耗性を向上させることができる。有機モリブデン化合物の中でも、モリブデンジチオフォスフェート(Mo−DTP)、モリブデンジチオカーバメート(Mo−DTC)等がこのような効果が高く、好ましい。 In addition, the organic molybdenum compound can be adsorbed on a metal surface which is a sliding surface to form a highly reactive coating (reactive film layer) and improve the wear resistance. Among organic molybdenum compounds, molybdenum dithiophosphate (Mo-DTP), molybdenum dithiocarbamate (Mo-DTC) and the like are preferable because of their high effects.
同様の反応膜層を形成する金属ジヒドロカルビルジチオフォスフェート類、金属ジヒドロカルビルジチオカーバメート類、ナフテン酸塩類等の有機金属化合物を、必要に応じて併用することもできる。金属ジヒドロカルビルジチオフォスフェート類としては、各ヒドロカルビル基がC4〜C20である金属ジヒドロカルビルジチオフォスフェートで、例えばジンクジメチルジチオフォスフェート、ジンクブチルイソオクチルジチオフォスフェート、ジンクジ(4−メチル−2−ペンチル)ジチオフォスフェート、ジンクジ(テトラプロペニルフェニル)ジチオフォスフェート、ジンク(2−エチル−1−ヘキシル)ジチオフォスフェート、ジンク(イソオクチル)ジチオフォスフェート、ジンク(エチルフェニル)ジチオフォスフェート、ジンク(アミル)ジチオフォスフェート、ジンクジ(ヘキシル)ジチオフォスフェート、あるいは金属として上記亜鉛(ジンク)の他、鉛、カドミウム、アンチモンなどのものが好ましい。 Organometallic compounds such as metal dihydrocarbyl dithiophosphates, metal dihydrocarbyl dithiocarbamates, and naphthenates that form the same reaction film layer can be used in combination as necessary. Examples of metal dihydrocarbyl dithiophosphates are metal dihydrocarbyl dithiophosphates in which each hydrocarbyl group is C 4 to C 20 , such as zinc dimethyl dithiophosphate, zinc butyl isooctyl dithiophosphate, zinc di (4-methyl- 2-pentyl) dithiophosphate, zinc di (tetrapropenylphenyl) dithiophosphate, zinc (2-ethyl-1-hexyl) dithiophosphate, zinc (isooctyl) dithiophosphate, zinc (ethylphenyl) dithiophosphate, zinc Preferred are (amyl) dithiophosphate, zinc di (hexyl) dithiophosphate, or metals such as zinc, zinc, lead, cadmium, and antimony.
上記金属ジヒドロカルビルジチオカーバメート類は、各ヒドロカルビル基がC4〜C20である金属ジヒドロカルビルジチオカーバメートで、例えばジンクジメチルジチオカーバメート、ジンクブチルイソオクチルジチオカーバメート、ジンクジ(4−メチル−2−ペンチル)ジチオカーバメート、ジンクジ(テトラプロペニルフェニル)ジチオカーバメート、ジンク(2−エチル−1−ヘキシル)ジチオカーバメート、ジンク(イソオクチル)ジチオカーバメート、ジンク(エチルフェニル)ジチオカーバメート、ジンク(アミル)ジチオカーバメート、ジンクジ(ヘキシル)ジチオカーバメート、或いは金属として上記亜鉛(ジンク)の他、鉛、カドミウム、アンチモン、ニッケル、鉄等のものが好ましい。 The metal dihydrocarbyl dithiocarbamates are metal dihydrocarbyl dithiocarbamates in which each hydrocarbyl group is C 4 to C 20 , such as zinc dimethyl dithiocarbamate, zinc butyl isooctyl dithiocarbamate, zinc di (4-methyl-2-pentyl). Dithiocarbamate, zinc di (tetrapropenylphenyl) dithiocarbamate, zinc (2-ethyl-1-hexyl) dithiocarbamate, zinc (isooctyl) dithiocarbamate, zinc (ethylphenyl) dithiocarbamate, zinc (amyl) dithiocarbamate, zincdi (hexyl) ) In addition to the above zinc (zinc), dithiocarbamate or metals such as lead, cadmium, antimony, nickel and iron are preferred.
その他、同様の効果が得られるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)も使用できる。ポリテトラフルオロエチレンの凝集エネルギーは他の高分子化合物に較べて小さく、しかも臨界界面張力が非常に低いため、摺動部に存在するポリテトラフルオロエチレン粒子が摺動によるせん断応力によって微小薄片となり、摺動部の相手材に展着しやすく、これにより摺動部に優れた潤滑性を付与する。中でも、分子量が数千〜数10万のポリテトラフルオロエチレンが好ましい。 In addition, polytetrafluoroethylene (PTFE) capable of obtaining the same effect can also be used. Since the cohesive energy of polytetrafluoroethylene is small compared to other polymer compounds and the critical interfacial tension is very low, the polytetrafluoroethylene particles present in the sliding part become minute flakes due to the shear stress due to sliding, It is easy to spread on the mating material of the sliding part, thereby imparting excellent lubricity to the sliding part. Among these, polytetrafluoroethylene having a molecular weight of several thousand to several hundred thousand is preferable.
グリースには、必要に応じて、耐荷重添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、防食剤等、通常グリースに添加される添加剤を含有させることができる。その添加量は、合計でグリース全量の10質量%以下が好ましい。 If necessary, the grease may contain additives usually added to the grease, such as load bearing additives, antioxidants, rust inhibitors, and anticorrosives. The total amount added is preferably 10% by mass or less of the total amount of grease.
また、グリースは、適度の流動性を確保するために、混和ちょう度で220〜340とすることが好ましい。 Moreover, in order to ensure a suitable fluidity | liquidity, it is preferable that a grease is set to 220-340 by a penetration degree.
(第2のグリース)
第2のグリースは、ウレア化合物を増ちょう剤とし、金属石けんをグリース全量の3〜10質量%の割合で添加したものである。
(Second grease)
The second grease contains a urea compound as a thickener and metal soap added at a ratio of 3 to 10% by mass of the total amount of grease.
尚、基油は、動粘度が20〜200mm2/s(40℃)が好ましく、30〜150mm2/s(40℃)がより好ましい事意外は、第1のグリースと同様である。また、ウレア化合物は第1のグリースと同様である。更に、二硫化モリブデン及び有機モリブデン化合物以外の添加剤を同様に添加することができる。 Incidentally, the base oil is 20~200mm 2 / s (40 ℃) are preferred kinematic viscosity, surprisingly 30~150mm 2 / s (40 ℃) is more preferable that, the same as in the first grease. The urea compound is the same as the first grease. Furthermore, additives other than molybdenum disulfide and organic molybdenum compounds can be added in the same manner.
金属石けんは金属表面保護剤として機能し、中でも、ステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシスエテアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、12−ヒドロキシステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、12−ヒドロキシステアリン酸バリウム、ステアリン酸ナトリウム、12−ヒドロキステアリン酸ナトリウム等が好ましく、ステアリン酸リチウムは摩擦係数低減効果に優れることから特に好ましい。 Metal soap functions as a metal surface protectant, among which lithium stearate, lithium 12-hydroxystearate, calcium stearate, calcium 12-hydroxystearate, aluminum stearate, aluminum 12-hydroxystearate, barium stearate, 12 -Barium hydroxystearate, sodium stearate, sodium 12-hydroxyxtearate, etc. are preferable, and lithium stearate is particularly preferable because of its excellent friction coefficient reducing effect.
金属石けんの添加量は、グリース全量の3〜10質量%が好ましく、5〜10質量%がより好ましい。添加量が3質量%未満では摩擦摩耗に対する効果が低く、10質量%を越えると相対的に基油量が減り、潤滑性能が低下する。 The addition amount of the metal soap is preferably 3 to 10% by mass of the total amount of grease, and more preferably 5 to 10% by mass. If the amount added is less than 3% by mass, the effect on frictional wear is low.
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。尚、添加量はグリース全量に対する値である。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to test examples, but the present invention is not limited thereto. The added amount is a value relative to the total amount of grease.
(試験−1:第1のグリースの検証)
表1に示す配合にて試験グリースを調製した。尚、極圧添加剤の添加量は、実施例1では単独で3質量%し、実施例2、実施例3及び比較例2では、それぞれを当量ずつ合計で3質量%とした。そして、各試験グリースを用い、ステアリング機構をシミュレートした試験機にて、温度サイクルを与えながら、ジョイント角度を30°で固定して、時計回り及び反時計回りに交互にトルクを短波形で入力し、規定回数繰り返しスライドさせた。そのときの伸縮軸の初期遊び量と試験後の遊び量との差分(増加量)を求め、増加量が一定値を超えたものを不合格とした。結果を表1の摩耗試験の欄に示すが、不合格に「×」、合格に「○」を付した。
(Test-1: Verification of first grease)
Test greases were prepared with the formulations shown in Table 1. The amount of the extreme pressure additive added was 3% by mass in Example 1 alone, and in Example 2, Example 3 and Comparative Example 2, each was equivalent to 3% by mass in total. Each test grease is used to simulate a steering mechanism and a temperature cycle is applied. The joint angle is fixed at 30 ° and torque is alternately input in a short waveform clockwise and counterclockwise. And repeatedly slid a specified number of times. The difference (increase amount) between the initial play amount of the telescopic shaft at that time and the play amount after the test was obtained, and a case where the increase amount exceeded a certain value was rejected. The result is shown in the column of the abrasion test in Table 1, and “x” is given to the failure, and “◯” is given to the pass.
また、試験グリースを用い、同ステアリング機構に、ジョイント角度を30°で固定して、回転方向にトルクを入力し、繰り返しスライドさせた。そして、伸縮軸外径部の加速度を測定することでスティックスリップの発生の有無を評価した。結果を表1のスティックスリップ試験の欄に示すが、スティックスリップが発生した場合に「有り」、発生しない場合に「無し」を付した。 In addition, using the test grease, the joint angle was fixed at 30 ° to the same steering mechanism, torque was input in the rotational direction, and sliding was repeated. And the presence or absence of generation | occurrence | production of a stick slip was evaluated by measuring the acceleration of an outer diameter part of an expansion-contraction shaft. The results are shown in the column of stick-slip test in Table 1. “Yes” is given when stick-slip occurs, and “No” is given when no stick-slip occurs.
上記試験結果から、本発明に従い、ジウレア化合物を増ちょう剤とし、二硫化モリブデンまたは有機モリブデン化合物を添加したグリースを封入することで、耐摩耗性が高まり、スティックスリップの発生が抑えられることがわかる。 From the above test results, it can be seen that, according to the present invention, encapsulating grease containing a diurea compound as a thickening agent and adding molybdenum disulfide or an organic molybdenum compound increases wear resistance and suppresses the occurrence of stick-slip. .
(試験−2:第2のグリースの検証)
表2に示す配合にて試験グリースを調製した。そして、試験−1と同様にして、スティックスリップの発生の有無を評価した。結果を表2に示す。
(Test-2: Verification of second grease)
Test greases were prepared with the formulations shown in Table 2. Then, the presence or absence of stick-slip was evaluated in the same manner as in Test-1. The results are shown in Table 2.
上記試験結果から、本発明に従い、ジウレア化合物を増ちょう剤とし、金属石けんを3〜10質量%添加したグリースを封入することで、スティックスリップの発生が抑えられることがわかる。 From the above test results, it can be seen that stick slip generation can be suppressed by enclosing grease containing 3 to 10% by weight of metal soap and a diurea compound as a thickener according to the present invention.
(試験−3:ウレア化合物の検証)
表3に示す配合にて試験グリースを調製した。尚、何れの試験グリースにも、ジアルキルジフェニルアミン(酸化防止剤)を1質量%、カルシウムスルフォネート(防錆剤)を1質量、二硫化モリブデン(極圧添加剤)を2質量%添加した。そして、試験−1と同様にして、摩耗試験を行った。結果を表3に示す。
(Test-3: Verification of urea compounds)
Test greases were prepared with the formulations shown in Table 3. In addition, 1 mass% of dialkyldiphenylamine (antioxidant), 1 mass of calcium sulfonate (rust inhibitor), and 2 mass% of molybdenum disulfide (extreme pressure additive) were added to each test grease. And the abrasion test was done like test-1. The results are shown in Table 3.
上記試験結果から、本発明に従い、一般式〔I〕で表されるジウレア化合物を増ちょう剤に用いることで、耐摩耗性が高まることがわかる。 From the above test results, it is understood that the wear resistance is increased by using the diurea compound represented by the general formula [I] as a thickener according to the present invention.
5,41,61 雄軸
6,42,62 雌軸
20 スプライン摺動部
46 拡径部材
47 調整ネジ
63,65 軸方向溝
67 球状体
69 板バネ
104 ステアリングシャフト
107 ロアステアリングシャフト部(伸縮軸)
120 アッパステアリングシャフト部
5, 41, 61
120 Upper steering shaft
Claims (3)
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部との間隙に、ウレア化合物を増ちょう剤とし、二硫化モリブデン及び有機モリブデン化合物の少なくとも1種を含有するグリースを封入したことを特徴とする伸縮軸。 Incorporated into the steering shaft of the vehicle, the male shaft and the female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner, and the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft are in contact with each other when rotating. In the telescopic shaft that transmits torque,
The gap between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft is filled with grease containing a urea compound as a thickener and containing at least one of molybdenum disulfide and an organic molybdenum compound. Telescopic shaft.
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部との間隙に、ウレア化合物を増ちょう剤とし、金属石けんをグリース全量の3〜10質量%の割合で含有するグリースを封入したことを特徴とする伸縮軸。 Incorporated into the steering shaft of the vehicle, the male shaft and the female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner, and the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft are in contact with each other when rotating. In the telescopic shaft that transmits torque,
A grease containing a urea compound as a thickening agent and metal soap in a proportion of 3 to 10% by mass of the total amount of grease is sealed in a gap between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft. The telescopic axis.
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