JP2011111091A - Telescopic shaft for vehicle steering - Google Patents

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Takanori Sawano
貴紀 澤野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a telescopic shaft for vehicle steering, built in a vehicular steering mechanism to fit a male shaft to a female shaft non-rotatably and slidably while improving the permanent set-in fatigue resistance, causing less rattle, and enhancing the wear resistance. <P>SOLUTION: In the telescopic shaft 20 for the vehicle steering built in a vehicular steering mechanism to fit a male shaft 21 to a female shaft 22 in a non-rotatable and slidable manner, a resin layer 23 consisting of a cross-linked synthetic resin composition is provided between the male shaft and the female shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の操舵機構部に組込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸に関する。   The present invention relates to a telescopic shaft for vehicle steering that is incorporated in a steering mechanism portion of a vehicle and has a male shaft and a female shaft fitted in a non-rotatable and slidable manner.

図8は、一般的な自動車の操舵機構部15を示すものである。この操舵機構部15は、車体側のメンバ1にアッパブラケット2とロアブラケット3とを介して取付けられたステアリングコラム4と、このステアリングコラム4に回転自在に支持されたステアリングシャフト5と、このステアリングシャフト5の上端に装着されたステアリングホイール6と、ステアリングシャフト5の下端にカルダン軸継手7を介して連結された中間(インターミディエイト)シャフト8と、この中間シャフト8にカルダン軸継手9を介して連結されたピニオンシャフト10と、ピニオンシャフト10に連結したステアリングラック軸11と、このステアリングラック軸11を支持して車体の別のフレーム12に弾性体13を介して固定されたステアリングラック支持部材14とで構成されている。   FIG. 8 shows a general automobile steering mechanism 15. The steering mechanism 15 includes a steering column 4 attached to a member 1 on the vehicle body side via an upper bracket 2 and a lower bracket 3, a steering shaft 5 rotatably supported on the steering column 4, and the steering A steering wheel 6 mounted on the upper end of the shaft 5, an intermediate shaft 8 connected to the lower end of the steering shaft 5 via a cardan shaft joint 7, and a cardan shaft joint 9 connected to the intermediate shaft 8. A coupled pinion shaft 10, a steering rack shaft 11 coupled to the pinion shaft 10, and a steering rack support member 14 that supports the steering rack shaft 11 and is fixed to another frame 12 of the vehicle body via an elastic body 13. It consists of and.

中間シャフト8は、雄スプライン軸8aと雌スプライン軸8bとを嵌合した伸縮軸が採用されている(以下、伸縮軸8と称する)。この伸縮軸8には、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6上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。
このような性能は、車体がサブフレーム構造となっていて、操舵機構部15の上部を固定するメンバ1とステアリングラック支持部材14が固定されているフレーム12とが別体となっており、ステアリングラック支持部材14がゴムなどの弾性体13を介してフレーム12に締結固定されている構造の場合に要求される。
The intermediate shaft 8 employs a telescopic shaft in which a male spline shaft 8a and a female spline shaft 8b are fitted (hereinafter referred to as a telescopic shaft 8). The telescopic shaft 8 is required to absorb the axial displacement generated when the automobile travels, and to transmit the displacement and vibration on the steering wheel 6.
In such a performance, the vehicle body has a sub-frame structure, and the member 1 that fixes the upper part of the steering mechanism 15 and the frame 12 to which the steering rack support member 14 is fixed are separated. This is required in the case of a structure in which the rack support member 14 is fastened and fixed to the frame 12 via an elastic body 13 such as rubber.

また、その他のケースとして、カルダン軸継手9をピニオンシャフト10に締結する際に、作業者が伸縮軸8を一旦収縮させからピニオンシャフト10に嵌合させて締結させるために伸縮機能が必要とされる。
さらに、操舵機構部15の上部にあるステアリングシャフト5も、雄スプライン軸5aと雌スプライン軸5bとを嵌合したものである(以下、伸縮軸5と称する)。この伸縮軸5は、運転者が自動車を運転するのに最適な運転姿勢を確保するためにステアリングホイール6の位置を軸方向に移動し、その位置を調整するテレスコ機能が要求されるため、軸方向に伸縮する機能が要求される。
As another case, when the cardan shaft joint 9 is fastened to the pinion shaft 10, an extension function is required for the operator to contract the telescopic shaft 8 once and then fit it to the pinion shaft 10 to fasten it. The
Further, the steering shaft 5 at the upper part of the steering mechanism section 15 is also formed by fitting the male spline shaft 5a and the female spline shaft 5b (hereinafter referred to as the telescopic shaft 5). The telescopic shaft 5 is required to have a telescopic function that moves the position of the steering wheel 6 in the axial direction and adjusts the position in order to ensure an optimal driving posture for the driver to drive the automobile. A function to expand and contract in the direction is required.

ここで、伸縮軸5,8には、雄軸スプライン5a,8a及び雌スプライン軸5b,8bの嵌合部におけるガタ音を低減すること、ステアリングホイール6上のガタ感を低減すること、さらには、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。
そこで、例えば特許文献1のように、伸縮軸の摺動部に合成樹脂組成物からなる樹脂層を設け、樹脂層を介して雄軸スプラインを雌スプライン軸に対して摺動させる構造が提案されている。このように、樹脂層を設けることにより、樹脂材料が持つ自己潤滑性や柔軟性によって、伸縮軸が滑らかに摺動することができる。
Here, the telescopic shafts 5 and 8 can reduce the rattling noise at the fitting portions of the male shaft splines 5a and 8a and the female spline shafts 5b and 8b, reduce the rattling on the steering wheel 6, and It is required to reduce the sliding resistance when sliding in the axial direction.
Therefore, for example, as in Patent Document 1, a structure is proposed in which a resin layer made of a synthetic resin composition is provided on the sliding portion of the telescopic shaft, and the male shaft spline is slid relative to the female spline shaft through the resin layer. ing. Thus, by providing the resin layer, the telescopic shaft can slide smoothly due to the self-lubricating property and flexibility of the resin material.

ところが、長期にわたる使用において、樹脂層に塗布されるグリース切れによる摩耗や、樹脂材料の持つ柔軟性に起因してヘタリを引き起こしガタが発生する虞がある。また、特許文献2のように、耐ヘタリ性向上のために充填材を含有させると、長期使用によって摩耗が発生した際、摩擦面に充填材が露出するため、摩擦相手材を損傷させるだけでなく、伸縮軸の摺動が不安定となる虞がある。   However, in long-term use, there is a risk that the wear due to the grease being applied to the resin layer or the flexibility of the resin material will cause settling and play. Further, as in Patent Document 2, when a filler is included for improving the settling resistance, when wear occurs due to long-term use, the filler is exposed on the friction surface, so that only the friction counterpart material is damaged. Otherwise, the sliding of the telescopic shaft may become unstable.

特開2008−2630号公報JP 2008-2630 A 特開2008−168890号公報JP 2008-168890 A

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐摩耗性や耐ヘタリ性を向上させることによりガタの発生を抑制でき、また、摩耗が発生しても摩擦相手材を損傷させるたり、摺動性能が低下することが無い車両ステアリング用伸縮軸を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, it is possible to suppress the occurrence of play by improving the wear resistance and sag resistance, and damage the friction counterpart material even if wear occurs, An object of the present invention is to provide a telescopic shaft for vehicle steering in which sliding performance does not deteriorate.

上記目的を達成するために、請求項1に係る車両ステアリング用伸縮軸は、車両の操舵機構部に組み込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸と前記雌軸との間に、架橋処理をした合成樹脂組成物からなる樹脂層を設けたことを特徴とする。   To achieve the above object, a telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1 is incorporated in a steering mechanism portion of a vehicle, and a telescopic shaft for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted. In the method, a resin layer made of a synthetic resin composition subjected to a crosslinking treatment is provided between the male shaft and the female shaft.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記架橋処理は、放射線によって行われることを特徴とする。また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記放射線はα線、β線、γ線、粒子線、電子線、イオンビームから選ばれるいずれか一種であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the telescopic shaft for vehicle steering according to the first aspect, the crosslinking treatment is performed by radiation. According to a third aspect of the present invention, in the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect, the radiation is any one selected from α rays, β rays, γ rays, particle beams, electron beams, and ion beams. It is characterized by that.

また、請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記合成樹脂組成物は、ポリアミドやポリフェニレンサルファイドに代表されるようなエンジニアリングプラスチック或いはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the telescopic shaft for vehicle steering according to any one of the first to third aspects, the synthetic resin composition is made of an engineering plastic or poly- acrylate represented by polyamide or polyphenylene sulfide. It consists of super engineering plastics represented by ether ether ketone (PEEK).

また、請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記合成樹脂組成物には、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはエチレングリコールジメタクリレートのような架橋助剤が含まれることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the telescopic shaft for vehicle steering according to any one of claims 1 to 4, wherein the synthetic resin composition includes triallyl isocyanurate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol. A crosslinking aid such as triacrylate or ethylene glycol dimethacrylate is included.

また、請求項6記載の発明は、請求項5記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記架橋助剤の配合量が、樹脂100質量部に対して0.2〜7質量部であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the telescopic shaft for vehicle steering according to the fifth aspect, the blending amount of the crosslinking aid is 0.2 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. And

また、請求項7記載の発明は、請求項1乃至6の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記樹脂層を、前記雄軸の外周に設けた樹脂スリーブとしたことを特徴とする。
また、請求項8記載の発明は、請求項1乃至7の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記樹脂層は、前記雌軸の内周に設けた樹脂皮膜であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the telescopic shaft for vehicle steering according to any one of the first to sixth aspects, the resin layer is a resin sleeve provided on the outer periphery of the male shaft. To do.
The invention according to claim 8 is the telescopic shaft for vehicle steering according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin layer is a resin film provided on an inner periphery of the female shaft. And

本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸によれば、ガタの発生を抑制でき、また、摩耗が発生しても摩擦相手材を損傷させるたり、摺動性能が低下することが無い車両ステアリング用伸縮軸を得ることができる。   According to the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention, the generation of backlash can be suppressed, and even if wear occurs, the friction counterpart material is not damaged or the sliding performance is not deteriorated. Can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図8で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図1は本発明に係る第1実施形態の車両ステアリング用伸縮軸(以下、伸縮軸)の分解斜視図であり、図2は第1実施形態の伸縮軸の雄スプライン軸の横断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the structure shown in FIG. 8, and the description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a telescopic shaft for vehicle steering (hereinafter referred to as a telescopic shaft) according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a male spline shaft of the telescopic shaft of the first embodiment. .

図1に示すように、本実施形態の伸縮軸20は、相互にスプライン嵌合した雄スプライン軸(雄軸)21と雌スプライン軸(雌軸)22とで構成されている。
図2に示すように、雄スプライン軸21の外周面には、樹脂スリーブ23が嵌合されている。樹脂スリーブ23は、別体で射出成形した後、雄スプライン軸21に圧入することで固定してよいし、雄スプライン軸21をコアにしたインサート成形で形成してもよい。
As shown in FIG. 1, the telescopic shaft 20 of this embodiment is composed of a male spline shaft (male shaft) 21 and a female spline shaft (female shaft) 22 that are spline-fitted with each other.
As shown in FIG. 2, a resin sleeve 23 is fitted on the outer peripheral surface of the male spline shaft 21. The resin sleeve 23 may be fixed by press-fitting into the male spline shaft 21 after injection molding as a separate body, or may be formed by insert molding with the male spline shaft 21 as a core.

樹脂スリーブ23の厚さは、100〜2000μmの範囲に設定されているのが好ましい。樹脂スリーブ23の厚さが100μm未満の場合は、一定以上の強度を確保するのが難しく、使用中に亀裂等の発生するおそれがある。それに対して、樹脂スリーブ23の厚さが2000μmを越える場合には、温度上昇時に雌スプライン軸22との間の線膨張係数の差が増大してガタが大きくなるおそれがある。   The thickness of the resin sleeve 23 is preferably set in the range of 100 to 2000 μm. When the thickness of the resin sleeve 23 is less than 100 μm, it is difficult to ensure a certain strength or more, and there is a possibility that cracks or the like may occur during use. On the other hand, if the thickness of the resin sleeve 23 exceeds 2000 μm, the difference in linear expansion coefficient with the female spline shaft 22 may increase when the temperature rises, and the play may increase.

樹脂スリーブ23の樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチック(引張り強度60MPa以上、シャルピー衝撃値50J/m以上、曲げ弾性率2.4GPa以上)、ポリエーテルエーテルケトン等のスーパーエンジアリングプラスチック(上記を満たし、ASTM D648熱変形温度150℃以上)等が好適である。ポリアミド樹脂としては、従来と同様で構わず、ポリアミド6、ポリアミド66(ナイロン66)、ポリアミド46(ナイロン46)、ポリアミド12(ナイロン12)、ポリアミド11(ナイロン11)、ポリアミド6−12(ナイロン6−12)等が挙げられる。   The resin material of the resin sleeve 23 includes engineering plastics such as polyamide resin and polyphenylene sulfide (tensile strength of 60 MPa or more, Charpy impact value of 50 J / m or more, flexural modulus of 2.4 GPa or more), super engineering such as polyether ether ketone. Plastic (satisfying the above, ASTM D648 heat deformation temperature 150 ° C. or more) is suitable. The polyamide resin may be the same as the conventional one, and polyamide 6, polyamide 66 (nylon 66), polyamide 46 (nylon 46), polyamide 12 (nylon 12), polyamide 11 (nylon 11), polyamide 6-12 (nylon 6) -12) and the like.

ベース樹脂は、高分子量化することにより、特に高温での剛性が高まることが知られているが、分子量が高まるほど溶融粘度が高くなり成形性が低下する。生産性から樹脂スリーブへの成形方法として射出成形が好ましく、溶融粘度が高くなるのは好ましくない。そのため、出発ベース樹脂としては、数平均分子量が30,000以下、特に10,000〜20,000のものを用いることが好ましい。   The base resin is known to increase in rigidity at a high temperature by increasing the molecular weight. However, as the molecular weight increases, the melt viscosity increases and the moldability decreases. From the viewpoint of productivity, injection molding is preferable as a method for forming the resin sleeve, and it is not preferable that the melt viscosity is increased. For this reason, it is preferable to use a starting base resin having a number average molecular weight of 30,000 or less, particularly 10,000 to 20,000.

ベース樹脂には、補強のために、ガラス繊維や炭素繊維等の強化材を配合することが好ましい。強化材は、ベース樹脂との接着性を高めたり、分散性を高めるために、カップリング剤等による表面処理が施されていてもよい。強化材の配合量は、ベース樹脂の種類や強化材の種類、あるいは樹脂スリーブ形状等によっても異なるが、ガラス繊維では10〜50質量%、好ましくは25〜40質量%、炭素繊維では10〜40質量%、好ましくは15〜35質量%の割合とする。但し、架橋度を高めることにより、補強材を非配合とすることもできる。   The base resin is preferably blended with a reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber for reinforcement. The reinforcing material may be subjected to a surface treatment with a coupling agent or the like in order to enhance adhesion with the base resin or enhance dispersibility. The compounding amount of the reinforcing material varies depending on the type of the base resin, the type of the reinforcing material, or the shape of the resin sleeve, but is 10 to 50% by mass for glass fiber, preferably 25 to 40% by mass, and 10 to 40 for carbon fiber. The ratio is mass%, preferably 15 to 35 mass%. However, the reinforcing material can be unblended by increasing the degree of crosslinking.

ベース樹脂には、架橋助剤が添加される。架橋助剤の種類は、ベース樹脂を放射線架橋する際に架橋助剤として働くものであれば制限されるものではないが、取扱い性や架橋性能等を考慮すると、トリアリルイソシアヌレート、トリメチルプロパン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレートが好ましい。架橋助剤の添加量は、樹脂スリーブとしての十分な強度を得るために、ベース樹脂100質量部に対して0.2〜7質量部、好ましくは0.5〜6質量部とすることが望ましい。架橋助剤が0.2質量部未満では増強効果が不十分であり、7質量部を超えると架橋密度が高すぎて靭性に劣るようになる。   A crosslinking aid is added to the base resin. The type of the crosslinking aid is not limited as long as it acts as a crosslinking aid when the base resin is subjected to radiation crosslinking, but considering handleability and crosslinking performance, triallyl isocyanurate, trimethylpropane, Pentaerythritol triacrylate and ethylene glycol dimethacrylate are preferred. In order to obtain sufficient strength as a resin sleeve, the addition amount of the crosslinking aid is desirably 0.2 to 7 parts by mass, preferably 0.5 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the base resin. . If the crosslinking aid is less than 0.2 parts by mass, the reinforcing effect is insufficient, and if it exceeds 7 parts by mass, the crosslinking density is too high and the toughness becomes poor.

ベース樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、熱安定剤、固体潤滑剤、潤滑油、着色剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良剤、結晶化促進剤等を適宜添加してもよい。   To the base resin, a heat stabilizer, a solid lubricant, a lubricating oil, a colorant, an antistatic agent, a release agent, a fluidity improver, a crystallization accelerator, etc. are appropriately added within a range not impairing the object of the present invention. May be.

本発明の伸縮軸用樹脂スリーブ23を得るには、先ず、ベース樹脂に架橋助剤、強化材及びその他の添加剤を配合してなる樹脂組成物を、好ましくは射出成形機を用いて所定の樹脂スリーブ形状(例えば図1に示した形状)の成形体を得る。   In order to obtain the elastic sleeve resin sleeve 23 of the present invention, first, a resin composition formed by blending a base resin with a crosslinking aid, a reinforcing material and other additives, preferably using an injection molding machine, is used. A molded body having a resin sleeve shape (for example, the shape shown in FIG. 1) is obtained.

尚、成形用の樹脂組成物を得るには、各成分を別々に溶融混合機に供給してもよく、また各成分をヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等の混合機であらかじめ混合してから溶融混合機に供給してもよい。溶融混合機としては、単軸又は二軸押し出し機、混合ロール、加圧ニーダー、ブラベンダーブラストグラフ等の任意の装置が使用できる。   In order to obtain a resin composition for molding, each component may be supplied separately to a melt mixer, and each component is mixed in advance by a mixer such as a Henschel mixer or a ribbon blender and then the melt mixer. May be supplied. As the melt mixer, any apparatus such as a single-screw or twin-screw extruder, a mixing roll, a pressure kneader, and a Brabender blast graph can be used.

上記で得られた成形体を、次いで、放射線を照射して架橋させる。放射線はベース樹脂を架橋できれば制限はなく、α線、β線、γ線や粒子線、電子線、イオンビーム等を適宜選択できる。この放射線照射は、樹脂の酸化劣化を考慮して無酸素雰囲気中、例えばアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行う。また、真空下で行うことも可能である。このとき、放射線強度及び照射時間により架橋度を調整することができ、また表面のみを架橋することもできる。表面のみを架橋した場合、未架橋部分による弾性や耐衝撃性を維持しつつ、耐摩耗性を向上させることができる。   The molded body obtained above is then crosslinked by irradiation with radiation. The radiation is not limited as long as the base resin can be cross-linked, and α rays, β rays, γ rays, particle rays, electron beams, ion beams, and the like can be appropriately selected. This radiation irradiation is performed in an oxygen-free atmosphere, for example, in an inert gas atmosphere such as argon gas in consideration of oxidative degradation of the resin. It is also possible to carry out under vacuum. At this time, the degree of crosslinking can be adjusted by the radiation intensity and the irradiation time, or only the surface can be crosslinked. When only the surface is cross-linked, the wear resistance can be improved while maintaining the elasticity and impact resistance due to the uncrosslinked portion.

また、例えばポリアミド樹脂は、数平均分子量100,000前後を境にして剛性に大きな差が出てくる。そこで本発明においても、放射線照射後のベース樹脂の数平均分子量が100,000以上、好ましくは300,000以上になるように放射線を照射して架橋する。従って、本発明における放射線の照射条件は、照射後のベース樹脂の数平均分子量が100,000以上となるように、樹脂組成物の組成や樹脂スリーブ形状(特に大きさ)等に応じて適宜選定される。   In addition, for example, a polyamide resin has a large difference in rigidity with a number average molecular weight of around 100,000 as a boundary. Therefore, also in the present invention, crosslinking is performed by irradiation with radiation so that the number average molecular weight of the base resin after irradiation is 100,000 or more, preferably 300,000 or more. Accordingly, the radiation irradiation conditions in the present invention are appropriately selected according to the composition of the resin composition, the shape of the resin sleeve (particularly the size), etc., so that the number average molecular weight of the base resin after irradiation is 100,000 or more. Is done.

放射線架橋では、放射線照射時にフリーラジカルが発生し、フリーラジカルが残存したまま大気(酸素雰囲気)に晒されると、残留フリーラジカルが酸素と結合して材料劣化を起こす。そこで、架橋後の樹脂スリーブに対し、無酸素雰囲気中で熱処理を施す。熱処理条件は、熱による劣化を起こさない範囲であれば制限はないが、50〜180℃で1〜48時間が適当である。   In radiation crosslinking, free radicals are generated upon irradiation, and when exposed to the atmosphere (oxygen atmosphere) with the free radicals remaining, the residual free radicals combine with oxygen and cause material deterioration. Therefore, the crosslinked resin sleeve is heat-treated in an oxygen-free atmosphere. The heat treatment conditions are not limited as long as they do not cause deterioration due to heat, but are suitable at 50 to 180 ° C. for 1 to 48 hours.

このようにして得られる樹脂スリーブ23は、無酸素雰囲気中での熱処理により酸素劣化が抑えられており、優れた剛性や耐久性を有する。   The resin sleeve 23 thus obtained is suppressed in oxygen deterioration by heat treatment in an oxygen-free atmosphere, and has excellent rigidity and durability.

上記の放射線による架橋は、樹脂スリーブ23全体を一様に架橋してもよいが、樹脂スリーブ23の補強箇所のみを部分的に架橋してもよい。
部分的に架橋させるには、樹脂スリーブの補強部分以外を金属、セラミックスまたはレジスト等の遮蔽部材でマスクして放射線を照射する方法、あるいは、イオンビームを用いて放射線をスポット的に照射する方法等を採用できる。この場合も、照射強度や照射時間により架橋度や架橋深さを調整することができる。
The above-mentioned cross-linking by radiation may cross-link the entire resin sleeve 23 uniformly, but only a reinforcing portion of the resin sleeve 23 may be partially cross-linked.
In order to partially cross-link, a method of irradiating radiation other than the reinforcing portion of the resin sleeve by masking with a shielding member such as metal, ceramics or resist, or a method of irradiating the spot with an ion beam, etc. Can be adopted. Also in this case, the degree of cross-linking and the cross-linking depth can be adjusted by irradiation intensity and irradiation time.

なお、図1及び図2の第1実施形態では、雄スプライン軸21の外周面に樹脂スリーブ23を嵌合した伸縮軸20について説明したが、図3の第2実施形態で示すように、雌スプライン軸22の内周面に、合成樹脂組成物からなる樹脂皮膜24を、樹脂スリーブ23と同様の厚さ等の条件、ベース樹脂、充填剤で形成することもできる。   In the first embodiment of FIGS. 1 and 2, the telescopic shaft 20 in which the resin sleeve 23 is fitted to the outer peripheral surface of the male spline shaft 21 has been described. However, as shown in the second embodiment of FIG. A resin film 24 made of a synthetic resin composition may be formed on the inner peripheral surface of the spline shaft 22 with conditions such as thickness, the base resin, and a filler similar to those of the resin sleeve 23.

この場合であっても、耐摩耗性や耐ヘタリ性を向上させることによりガタの発生を抑制でき、また、摩耗が発生しても摩擦相手材を損傷させるたり、摺動性能が低下することが無い車両ステアリング用伸縮軸を得ることが出来る。   Even in this case, it is possible to suppress the occurrence of play by improving the wear resistance and sag resistance, and even if wear occurs, the friction counterpart material may be damaged or the sliding performance may be reduced. It is possible to obtain a telescopic shaft for vehicle steering that is absent.

以下、実施例及び比較例として、本発明に係る合成樹脂組成物について更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, although the synthetic resin composition which concerns on this invention is further demonstrated as an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.

[実施例、比較例]
(1)円板試験片の製作
実施例の円板試験片は、ポリアミド66(宇部興産(株)製2020B)のペレットに、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート(日本化成(株)製「タイク」)を1.0質量%混合して2軸押出し機に投入し、混練温度280〜290℃で押出し混練を行い、成形用ペレットを作製した。そして、成形用ペレットをインラインスクリュー式射出成形機に投入して、円板(図4参照)に成形した。その後、成形体を電子線照射装置内に置き、真空下で電子線を全体に照射した。電子線の総照射量は、100kGyとした。その後、架橋後の成形体を真空中120℃で12時間保持した後、室温まで徐冷した。
比較例の円板試験片は、ポリアミド66(宇部興産(株)製2020B)のペレットをインラインスクリュー式射出成形機に投入して、実施例と同様の円板に成形した。
[Examples and Comparative Examples]
(1) Manufacture of disk test piece The disk test piece of the example is a pellet of polyamide 66 (2020B manufactured by Ube Industries) and triallyl isocyanurate (manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) )) Was mixed in an amount of 1.0% by mass and charged into a twin-screw extruder, and extrusion kneading was carried out at a kneading temperature of 280 to 290 ° C. to produce molding pellets. And the pellet for shaping | molding was thrown into the in-line screw type injection molding machine, and it shape | molded in the disk (refer FIG. 4). Thereafter, the molded body was placed in an electron beam irradiation apparatus, and the whole was irradiated with an electron beam under vacuum. The total amount of electron beam irradiation was 100 kGy. Then, after hold | maintaining the molded object after bridge | crosslinking at 120 degreeC in vacuum for 12 hours, it cooled gradually to room temperature.
The disc test piece of the comparative example was molded into a disc similar to the example by putting pellets of polyamide 66 (2020B manufactured by Ube Industries, Ltd.) into an in-line screw type injection molding machine.

(2)摩耗試験
図4に示すように、円板試験片30上に載置した軸受鋼球31に、49Nの垂直荷重Fを負荷し、鋼球31を10mm/sの速度で、摺動距離5mm(往復10mm)で摺動させ摩耗試験を行った。往復摺動回数は5万回で総滑り距離は500mである。使用した鋼球31は直径3/8インチで、材質はSUJ2(熱処理なし)である。また、鋼球31と円板試験片30との間はグリース潤滑している。そして、放射線架橋を行っていないポリアミド66樹脂円板(比較例)の測定値を100%として、相対値を求めた。結果を図5に示す。
(2) Wear test As shown in FIG. 4, a vertical load F of 49 N is applied to the bearing steel ball 31 placed on the disk specimen 30 and the steel ball 31 is slid at a speed of 10 mm / s. The abrasion test was performed by sliding at a distance of 5 mm (reciprocating 10 mm). The number of reciprocating slides is 50,000 and the total sliding distance is 500 m. The steel ball 31 used has a diameter of 3/8 inch and the material is SUJ2 (no heat treatment). Further, grease lubrication is performed between the steel ball 31 and the disk test piece 30. And the relative value was calculated | required by making the measured value of the polyamide 66 resin disc (comparative example) which has not performed radiation crosslinking into 100%. The results are shown in FIG.

図5から明らかなように、未照射の試験片の摩耗深さと比較して、照射した試験片は摩耗が抑制されていることが分かる。このことによって、電子線照射による架橋処理によって、樹脂材料の耐摩耗性が向上していることが示された。   As is clear from FIG. 5, it can be seen that compared with the wear depth of the unirradiated test piece, the wear of the irradiated test piece is suppressed. This indicates that the abrasion resistance of the resin material is improved by the crosslinking treatment by electron beam irradiation.

(3)圧縮クリープ試験
図6に示すように、厚さ3mmの円板試験片30を一対の圧縮冶具41、41で挟持し、円板試験片30の厚さ方向に圧縮応力Pを負荷し、耐ヘタリ特性の評価を行った。圧縮応力Pは40Mpa,圧縮時間は3時間である。試験雰囲気温度は150℃である。そして、放射線架橋を行っていないポリアミド66樹脂円板(比較例)の測定値を100%として、相対値を求めた。結果を図7に示す。なお、図中の圧縮へたり量ε(%)は、以下の式(1)にて算出した値である。
ε=[(t0−t1)/t0]・100・・・・(1)
t0:初期厚み
t1:試験後の厚み
(3) Compression Creep Test As shown in FIG. 6, a disk test piece 30 having a thickness of 3 mm is sandwiched between a pair of compression jigs 41, 41, and a compressive stress P is applied in the thickness direction of the disk test piece 30. The anti-sag property was evaluated. The compressive stress P is 40 Mpa, and the compression time is 3 hours. The test ambient temperature is 150 ° C. And the relative value was calculated | required by making the measured value of the polyamide 66 resin disc (comparative example) which has not performed radiation crosslinking into 100%. The results are shown in FIG. The compression sag amount ε (%) in the figure is a value calculated by the following equation (1).
ε = [(t0−t1) / t0] .100 (1)
t0: initial thickness t1: thickness after test

図7から明らかなように、未照射の試験片の圧縮ひずみと比較して、照射した試験片は圧縮ひずみが抑制されていることが分かる。このことによって、電子線照射による架橋処理によって、樹脂材料の耐ヘタリ性が向上していることが示された。   As is apparent from FIG. 7, it can be seen that the compressed strain of the irradiated test piece is suppressed as compared with the compressive strain of the unirradiated test piece. Thus, it was shown that the sag resistance of the resin material was improved by the crosslinking treatment by electron beam irradiation.

本発明に係る第1実施形態の車両ステアリング用伸縮軸の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第1実施形態の雄軸の横断面図である。It is a transverse cross section of the male axis of a 1st embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第2実施形態の雌軸の横断面図である。It is a cross-sectional view of the female shaft of the second embodiment according to the present invention. 摩耗試験方法を説明する図である。It is a figure explaining an abrasion test method. 摩耗試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an abrasion test. 圧縮クリープ試験方法を説明する図である。It is a figure explaining the compression creep test method. 圧縮クリープ試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a compression creep test. 自動車の操舵機構部を概略的に示した図である。It is the figure which showed schematically the steering mechanism part of a motor vehicle.

1…車体側のメンバ、2…アッパブラケット、3…ロアブラケット、4…ステアリングコラム、5…ステアリングシャフト、6…ステアリングホイール、7…カルダン軸継手、9…カルダン軸継手、10…ピニオンシャフト、11…ステアリングラック軸11、12…車体の別のフレーム、13…弾性体、14…ステアリングラック支持部材、15…操舵機構部、20…伸縮軸(車両ステアリング用伸縮軸、ステアリングシャフト、中間シャフト)、21…雄スプライン軸(雄軸)、22…雌スプライン軸(雌軸)、23…樹脂スリーブ(樹脂層)、24…樹脂皮膜(樹脂層)、30…円板試験片、31…軸受鋼球、41…圧縮冶具   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Member on the vehicle body side, 2 ... Upper bracket, 3 ... Lower bracket, 4 ... Steering column, 5 ... Steering shaft, 6 ... Steering wheel, 7 ... Cardan shaft joint, 9 ... Cardan shaft joint, 10 ... Pinion shaft, 11 ... steering rack shafts 11 and 12 ... another frame of the vehicle body, 13 ... elastic body, 14 ... steering rack support member, 15 ... steering mechanism section, 20 ... telescopic shaft (vehicle steering telescopic shaft, steering shaft, intermediate shaft), DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Male spline shaft (male shaft), 22 ... Female spline shaft (female shaft), 23 ... Resin sleeve (resin layer), 24 ... Resin film (resin layer), 30 ... Disc test piece, 31 ... Bearing steel ball 41 ... Compression jig

Claims (8)

車両の操舵機構部に組み込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸と前記雌軸との間に、架橋処理をした合成樹脂組成物からなる樹脂層を設けたことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
In a vehicle steering mechanism, a telescopic shaft for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted,
A telescopic shaft for vehicle steering, wherein a resin layer made of a synthetic resin composition subjected to a crosslinking treatment is provided between the male shaft and the female shaft.
前記架橋処理は、放射線によって行われることを特徴とする請求項1記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1, wherein the cross-linking treatment is performed by radiation. 前記放射線は、α線、β線、γ線、粒子線、電子線、イオンビームから選ばれるいずれか一種であることを特徴とする請求項2記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 2, wherein the radiation is any one selected from α rays, β rays, γ rays, particle rays, electron beams, and ion beams. 前記合成樹脂組成物は、ポリアミドやポリフェニレンサルファイドに代表されるようなエンジニアリングプラスチック或いはポリエーテルエーテルケトンに代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The said synthetic resin composition consists of super engineering plastics represented by engineering plastics represented by polyamide and polyphenylene sulfide, or polyetheretherketone, The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Telescopic shaft for vehicle steering. 前記合成樹脂組成物には、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはエチレングリコールジメタクリレートのような架橋助剤が含まれることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The synthetic resin composition includes a crosslinking aid such as triallyl isocyanurate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, or ethylene glycol dimethacrylate. The telescopic shaft for vehicle steering according to 1. 前記架橋助剤の配合量が、樹脂100質量部に対して0.2〜7質量部であることを特徴とする請求項5記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5, wherein the amount of the crosslinking aid is 0.2 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. 前記樹脂層を、前記雄軸の外周に設けた樹脂スリーブとしたことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The telescopic shaft for vehicle steering according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin layer is a resin sleeve provided on an outer periphery of the male shaft. 前記樹脂層は、前記雌軸の内周に設けた樹脂皮膜であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の車両ステアリング用伸縮軸。   The telescopic shaft for vehicle steering according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin layer is a resin film provided on an inner periphery of the female shaft.
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