JP5104001B2 - 車両ステアリング用伸縮軸 - Google Patents

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。

図７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。

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。

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。

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５，８の雄スプライン軸５ａ，８ａに対して、ナイロン膜をコーティングし、さらに摺動部にグリースを塗布し、金属騒音、金属打音等を吸収または緩和すると共に摺動抵抗の低減と回転方向ガタの低減とを行ってきた。この場合、ナイロン膜を形成する工程としてはシャフトの洗浄→プライマー塗布→加熱→ナイロン粉末コート→粗切削→仕上げ切削→雄スプライン軸との選択嵌合が行われている。最終の切削加工は、既に加工済みの雄スプライン軸の加工精度に合わせてダイスを選択して加工を行う。
特開２００６−１２３８２０号公報

しかしながら、上述したようにナイロン膜を形成した伸縮軸は、最終の仕上げ切削を高精度に仕上げるために、加エコストが非常に高くなるという問題点があった。
また、膜の材料として、非強化のナイロンを使用しているため、徐々にへたり（クリープ）が発生し、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間に微小なガタが発生する場合があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐クリープ性が向上し、ガタ発生が少ない低加工コストの車両ステアリング用伸縮軸を提供することを目的としている。

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装置用伸縮軸は、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、前記雄軸の外周に、或いは前記雌軸の内周に、充填剤を５〜５０ｗｔ％で含有する合成樹脂組成物からなる樹脂層を一体に設け、前記充填剤は、モース硬度が４．５以下であり、チタン酸カリウムウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、炭酸カルシウムウイスカー、ウォラストナイトから選ばれる少なくともーつとした針状形状のものであるとともに、シランカップリング剤からなる表面処理剤で処理されている。

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、前記樹脂層の厚さは、厚さが１００〜２０００μmの範囲に設定されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記充填剤を含有させるベース樹脂を、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１２、ポリアミド１１、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド樹脂、ポリビニリデンフルオライド、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂等からなる耐熱性を有する合成樹脂とした。

また、請求項４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、前記充填剤を含有させるベース樹脂を、２３℃の温度環境下で２４時間放置した後の吸水率が０．１ｗｔ％以下の樹脂を使用することを特徴とする。
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、前記樹脂層は、前記雄軸の外周に設けた樹脂スリーブであることを特徴とする。

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、前記樹脂スリーブは、前記充填剤を含有させるベース樹脂をポリアミド樹脂とし、前記雄軸の外周に、有機官能基がアミノ基、或いはエポキシ基のシランカップリング剤層を設けてから加熱圧入、或いはインサート成形され、さらに高周波加熱により前記雄軸の外周に接着している。
さらに、請求項７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、前記樹脂層を、前記雌軸の内周に設けた樹脂皮膜とした。

本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸によれば、耐クリープ性に優れ、ガタが発生せず摺動安定性が向上した低コストの車両ステアリング用伸縮軸を得ることができる。

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７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。

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２１と雌スプライン軸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。

樹脂スリーブ２３の厚さは、１００〜２０００μmの範囲に設定されている。樹脂スリーブ２３の厚さが１００μm未満の場合は、一定以上の強度が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。

樹脂スリーブ２３の樹脂材料は、モース硬度が４．５以下の充填剤を合成樹脂組成物全量に対して５〜５０ｗｔ％（重量％）、より好ましくは１５〜４０ｗｔ％を含有するように設定されている。充填剤の含有量が５ｗｔ％未満の場合は、耐クリープ性が低下し、充填剤の含有量が５０ｗｔ％を超える場合には、耐クリープ性は向上するものの、成形時の流動性が悪くなり、樹脂スリーブ２３を均一な厚さで成形するのが困難になる。

充填剤は、樹脂スリーブ２３の樹脂材料に対する接着性を考慮して、シランカップリング剤等の表面処理が行われたものを使用すると、樹脂スリーブ２３全体の強度が向上する。
モース硬度が４．５以下の充填剤としては、表１に示すように、モース硬度を示す針状形状のものが使用されている。具体的には、チタン酸カリウムウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー（テトラポット状）、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、炭酸カルシウムウイスカー、ウォラストナイト等である。

表１のように充填剤のモース硬度を４．５以下とすると、雌スプライン軸２２を熱処理等の硬質化処理を実施していない鉄（生材；モース硬度４．５）製としても、表面を傷つけることはなく、特に硬質化処理を行っている鉄材を用いる必要がないため、低コスト化が可能となる。

また、表１で示した充填剤を含有させるベース樹脂としては、一定以上の耐熱性を有するものが好ましく、具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１２、ポリアミド１１、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド樹脂、ポリビニリデンフルオライド、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂等が使用されている。

前述した充填剤を含有させるベース樹脂の中で、２３℃、２４ｈｒ後の吸水率が０．１ｗｔ％以下と低いポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリビニリデンフルオライド、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等のフッ素樹脂が更に好適である。
また、前述のフッ素樹脂の中で、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体は、樹脂自体の静摩擦係数が０．１以下（対磨き鋼）と低いので、合成樹脂組成物全体の摩擦係数もその分低い。そのため、本発明の樹脂スリーブに使用される合成樹脂組成物のベース樹脂に使用した場合には、摺動性が向上する。そして、上述した合成樹脂組成物には、さらに、酸化防止剤・熱安定剤等の各種添加剤や、耐衝撃性を改善するために、エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、微粒子状のアクリルゴム、微粒子状のアクリロニトリルブタジエンゴム等のゴム状物質を含有させる配合としてもよい。

また、充填剤を含有させるベース樹脂にポリアミド樹脂を用いた場合、雄スプライン軸２１の表面と樹脂スリーブ２３の内周面との間に接着層を設けると、吸水による寸法変化をさらに抑制することができる。ここで、接着層を形成するには、例えば、雄スプライン軸２１の表面にシランカップリング剤を塗布してから、樹脂スリーブ２３を加熱圧入、或いはインサート成形後、高周波加熱を行う方法がある。高周波加熱を行う方法では、強固な接着層が形成すると同時に、雄スプライン軸２１の表面に隣接する樹脂スリーブ２３の内周面（界面）のみが溶融し、圧入（インサート成形）によって発生した残留応力の除去を併せて行うこともできる。

そして、高周波加熱時の、雄スプライン軸２１の表面温度は、２００〜４５０℃で行うと、接着力が強固になる。加熱雰囲気は大気中でもよいが、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うと、樹脂等の酸化劣化を抑制することができる。
接着に用いられるシランカップリング剤は、その化学構造の一端に加水分解性基であるアルコキシ基を有しており、このアルコキシ基が加水分解して水酸基に変化し、この水酸基が金属表面の水酸基と脱水縮合を起こすことにより、金属との間で高い結合力を持つ共有結合を形成する。また、他端には有機官能基を有しており、この有機官能基がポリアミド樹脂の分子構造中のアミド結合と結合する。そして、これらの結合により、芯管と樹脂部とが強固に結合される。

なお、有機官能基としては、アミノ基、エポキシ基が好適であり、このような有機官能基を有するシランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。特に、有機官能基としてエポキシ基を持つものは、アミド結合との反応性が高くなる。

接着層を芯管の外周面とより強固に結合させるために、雄スプライン軸２１の表面に、表面水酸基が増やすために、酸素プラズマ等による表面処理を施すと更に好適である。
また、接着力の増加を含めて、樹脂スリーブ２３と雄スプライン軸２１の密着性の向上と雄スプライン軸２１の境界部の滑り抜け防止を目的にして、雄スプライン軸２１の表面には、予めエアーブラスト加工等を施しておいてもよい。エアーブラスト後の雄スプライン軸２１の表面の粗さとしては、Ｒａ１．０〜２．０程度が適当である。

また、雄スプライン軸２１の表面の粗面化は、他のベース樹脂を使用した場合でも、界面部の接合性（密着性）が向上するので好適である。
したがって、本実施形態によると、合成樹脂組成物全量に対して５〜５０ｗｔ％の充填剤を含有した樹脂スリーブ２３が雄スプライン軸２１に嵌合されているので、耐クリープ性に優れた伸縮軸２０を得ることができる。

また、充填剤のモース硬度を、鉄のモース硬度の４以下とすることで、雌スプライン軸２２を鉄の生材で形成しても摩耗が発生しにくいことから、伸縮軸２０の低コスト化を図ることができる。
また、合成樹脂組成物のベース樹脂として、吸水率が０．１ｗｔ％以下の低吸水樹脂を用いているので、高温多湿環境であっても、摺動安定性が向上した伸縮軸２０を得ることができる。

さらに、樹脂スリーブ２３の厚さを１００〜２０００μmの範囲に設定しているので、使用中の亀裂等の発生を防止して一定以上の強度を確保することができ、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を抑制してガタ付きを防止することができる。
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、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、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、モース硬度が４．５以下の充填剤を５〜５０ｗｔ％含有する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、充填剤で形成する場合であっても、耐クリープ性に優れ、高温多湿環境であっても摺動安定性が向上し、低コストの伸縮軸２０を製造することができる。

次に、図４及び図５は、本発明に係る第３実施形態の伸縮軸を示すものである。
図４は第３実施形態の伸縮軸の横断面図であり、図５は雄シャフトに樹脂スリーブを取付け、雌シャフトを外嵌する前の状態を示す斜視図である。
図４に示すように、本実施形態の伸縮軸３０は、雄シャフト３１、雌シャフト３２及び雄シャフト３１の外周に嵌合されている環状の樹脂スリーブ３３とで構成されている。

雄シャフト３１は中実柱形状であり、その外周には、軸心から放射状に突出し、９０度間隔をあけて軸方向凸条３４が４個形成されている。
雌シャフト３２は中空筒形状であり、その内周には、雄シャフト３１の軸方向凸条３４と同一位相位置に、軸直角断面が略コ字形状の軸方向溝３５が４個形成されている。
樹脂スリーブ３３は中空筒形状であり、雄シャフト３１の軸方向凸条３４と雌シャフト３２の軸方向溝３５との間の隙間を埋めるように、雄シャフト３１の外周に外嵌されている。この樹脂スリーブ３３の外周には、軸方向に所定間隔をあけた位置で周方向に連続する環状凹部３６が複数形成されており、この環状凹部３６に潤滑剤が溜まるようにしている。

そして、本実施形態も、樹脂スリーブ３３は厚さを１００〜２０００μmの範囲に設定しており、合成樹脂組成物全量に対して５〜５０ｗｔ％の充填剤を含有したものが雄シャフト３１に嵌合されている。また、樹脂スリーブ３３の充填剤のモース硬度は、鉄のモース硬度の４．５以下としているとともに、樹脂スリーブ３３の合成樹脂組成物のベース樹脂として、吸水率が０．１ｗｔ％以下の低吸水樹脂が用いられている。さらに、環状凹部３６に溜まる充填剤は、シランカップリング剤等の表面処理が行われたものを使用している。

したがって、上記構成の本実施形態の伸縮軸３０も、第１実施形態の伸縮軸２０と同様の効果を奏することができる。
なお、雌シャフト３２の軸方向溝３５に、モース硬度が４．５以下の充填剤を５〜５０ｗｔ％含有する合成樹脂組成物からなる樹脂皮膜を、樹脂スリーブ３３と同様の厚さ等の条件、ベース樹脂、充填剤で形成する場合であっても、耐クリープ性に優れ、高温多湿環境であっても摺動安定性が向上し、低コストの伸縮軸３０を製造することができる。

次に、図６は、本発明に係る第４実施形態の伸縮軸を示す横断面図である。
第４実施形態の伸縮軸４０は、雄シャフト４１と、雌シャフト４２と、雌シャフト４２に固定した樹脂スリーブ４４とで構成されている。
雄シャフト４１は中実柱形状であり、その外周には、軸心から放射状に突出し、１２０度間隔をあけて軸方向凸条４５が３個形成されている。

雌シャフト４２は中空筒形状であり、その内周には、雄シャフト４１の軸方向凸条４５と同一位相位置に、軸直角断面が略コ字形状の軸方向溝４６が３個形成されている。
また、雄シャフト４１の軸方向凸条４５の外周には、軸方向溝４６の内周に当接することで雄シャフト４１及び雌シャフト４２の回転を不能とし、雌シャフト４２を軸方向に摺動させる機能を併せて持っている樹脂スリーブ４４が固定されている。

そして、この場合の樹脂スリーブ４４は、最薄部において厚さを１００〜２０００μmの範囲に設定しており、合成樹脂組成物全量に対して５〜５０ｗｔ％の充填剤を含有した皮膜である。この樹脂スリーブ４４の充填剤のモース硬度は、鉄のモース硬度の４．５以下としているとともに、樹脂スリーブ４４の合成樹脂組成物のベース樹脂として、吸水率が０．１ｗｔ％以下の低吸水樹脂が用いられている。

したがって、上記構成の本実施形態の伸縮軸４０も、第１実施形態の伸縮軸２０と同様の効果を奏することができる。

次に、第１実施形態で示した合成樹脂組成物が異なる樹脂スリーブ２３を雄スプライン軸２１に嵌合した複数種類の伸縮軸２０の摺動安定性と耐久性について評価した結果を表２に示す。
なお、雄スプライン軸２１は外径２０mm、長さ１４０mmのものを使用し、この雄スプライン軸２１の樹脂スリーブ２３（長さ５０mm）を嵌合する部分の表面粗さをエアーブラストでＲａ１．０〜１．５に粗い面としている。

そして、実施例１の樹脂スリーブ２３は、雄スプライン軸２１をコアにしたインサート成形により形成する。合成樹脂組成物は、直鎖状ＰＰＳ合成樹脂組成物（チタン酸カリウムイスカー表面処理品を３０ｗｔ％含有した例えばポリプラステックス製フォートロン（商標登録）３１３０Ａ１)とし、厚さは５００μmとする。
また、実施例２の樹脂スリーブ２３は、合成樹脂組成物の充填剤を、四フッ化エチレン−エチレン共重合体合成樹脂組成物（チタン酸カリウムウイスカー表面処理品を２５ｗｔ％含有した例えば大塚化学製ティスモ ポチコンＦＴ２４）としたことが実施例１と異なる。

また、実施例３の樹脂スリーブ２３は、合成樹脂組成物のベース樹脂を、ポリアミド９Ｔ樹脂（例えばクラレ製ジェネスタ（商標登録）Ｎ１００ＯＡ）を７０ｗｔ％とし、合成樹脂組成物の充填剤を、テトラポッド形状酸化亜鉛ウイスカー表面処理品（例えばアムテック製パナテトラ（商標登録）ＷＺ−０５１１）を３０ｗｔ％含有するものとしたことが実施例１と異なる。

また、実施例４は、合成樹脂組成物のベース樹脂を、ポリアミド１２樹脂（例えば宇部興産製ＵＢＥＳＴＡ（商標登録）３０２４Ｕであって熱安定剤を含有したもの）を７０ｗｔ％とし、合成樹脂組成物の充填剤を、チタン酸カリウムウイスカー表面処理品（例えば大塚化学製テイスモ（商標登録）Ｄ−１０２であってエポキシ系シランカップリング剤処理を行なったもの）を３０ｗｔ％含有するものとしたことが実施例１と異なる。

さらに、実施例５は、実施例４とほぼ同じ構成で、雄スプライン軸２１をコアにして樹脂スリーブ２３をインサート成形し、その後に、雄スプライン軸２１の表面にエポキシ系シランカップリング剤を高周波融着（２００℃、３０秒）で塗布する。塗布方法は、シランカップリング剤（例えば日本ユニカー製エポキシ系シランカップリング剤Ａ−１８７：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）の５％エタノール溶液に、室温で１０秒浸漬することで、雄スプライン軸２１の表面に塗膜を得るようにした。

さらにまた、実施例６は、ポリアミド６６樹脂（例えば宇部興産製ＵＢＥナイロン２０２０ＵＷ１：銅系熱安定剤含有）を６０ｗｔ％とし、合成樹脂組成物の充填剤を、ウォラストナイト表面処理品（例えばキンセイマテック製ＷＩＣ−１０であってアミノ系シランカップリング剤処理を行なったもの）を４０ｗｔ％含有するものとしたことが実施例１と異なる。

比較例１は、従来の工程（雄スプライン軸の表面にナイロン膜をコーティングし、摺動部にグリースを塗布する工程：シャフトの洗浄→プライマー塗布→加熱→ナイロン粉末コート→粗切削→仕上げ切削→雄スプライン軸）で、洗浄後にプライマー処理を行った雄スプライン軸の表面に、ナイロン１１（ＰＡ１１：例えばアルケマ製リルサンＢＭＮ Ｏ ＴＬＤ、熱安定剤・ＵＶ安定剤添加グレード）の粉末コーティングを実施して皮膜を形成し、その後、切削加工で膜厚５００μmに調整した雄スプライン軸２１を形成した。

比較例２は、実施例１と略同じで、樹脂スリーブ２３を、ナイロン６６（ＰＡ６６）のみで形成している。
（摺動安定性の評価）
実施例１〜実施例６及び比較例１、２の摺動安定性の評価は、各雄スプライン軸試験体（実施例１〜５及び比較例）の表面にグリース塗布してから雌スプライン軸２２に圧入し、５０℃、５０％ＲＨの環境下（以下、条件Ｉと称する）、或いは、６０℃、９０
％ＲＨの環境下（以下、条件IIと称する）で放置し、所定時間経過後（７０ｈ、３００ｈ、５００ｈ）に摺動荷重を測定し、初期に対して２０ｗｔ％を超えて向上したものを不合格「×」とし、それ以下のものを合格「○」とした。

（耐久性の評価）
摺動安定性を確認した各雄スプライン軸試験体（実施例１〜６及び比較例１、２）を、３０℃、５０％ＲＨの環境下（以下、条件IIIと称する）、５０℃、９０％ＲＨの環境下（以下、条件IVと称する）、８０℃、５０％ＲＨの環境下（以下、条件Vと称する）、８０℃、９０％ＲＨの環境下（以下、条件VI称する）で１０万回の摺動を行い、初期の騒音レペルに対して、２ｄＢ以上を越えて騒音レベルが向上したものを不合格「×」、騒音レベルの向上が２ｄＢ以下のものを合格「○」とした。

表２に示すように、充填剤を含有させた合成樹脂組成物を用いて樹脂スリーブ２３を形成することにより、摺動安定性が向上したことがわかる。そして、摺動安定性は、ベース樹脂に低吸水樹脂を用いることで、高温多湿環境でも優れた安定性を示すことがわかる。

また、耐久性は常温、常湿環境では大差が見られないものの、クリープが加速する高温環境や吸水寸法変化が拡大する多湿環境では、実施例１、実施例２で示した合成樹脂組成物を用いたものに優位性が見られた。
また、ナイロン系のベース樹脂を用いても、接着層を設けることで、充填剤を含有する分吸水寸法変化が小さい実施例１〜実施例６は、充填剤を含有しないナイロン系樹脂を用いている比較例１、２に比べて、多湿環境で優位差が見られる。そして、低摩擦係数を有するフッ素樹脂をベース樹脂とした実施例２が最も低い摺動荷重で作動し、摺動性に優れていることが確認された。

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。 本発明に係る第１実施形態の雄軸の横断面図である。 本発明に係る第２実施形態の雌軸の横断面図である。 本発明に係る第３実施形態の伸縮軸の横断面図である。 本発明に係る第３実施形態の雄シャフトにスリーブを取付け、雌シャフトを外嵌する前の状態を示す斜視図である。 本発明に係る第３実施形態の伸縮軸の横断面図である。 自動車の操舵機構部を概略的に示した図である。

符号の説明

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…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）、３１…雄シャフト（雄軸）、３２…雌シャフト（雌軸）、３３…樹脂スリーブ（樹脂層）、３４…軸方向凸条、３５…軸方向溝、３６…環状凹部、４０…伸縮軸、４１…雄シャフト、４２…雌シャフト、４４…樹脂スリーブ、４５…軸方向凸条、４６…軸方向溝

Claims (7)

1. 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、
   前記雄軸の外周に、或いは前記雌軸の内周に、充填剤を５〜５０ｗｔ％で含有する合成樹脂組成物からなる樹脂層を一体に設け、
   前記充填剤は、モース硬度が４．５以下であり、チタン酸カリウムウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、炭酸カルシウムウイスカー、ウォラストナイトから選ばれる少なくともーつとした針状形状のものであるとともに、シランカップリング剤からなる表面処理剤で処理されていることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
2. 前記樹脂層の厚さは、厚さが１００〜２０００μmの範囲に設定されてい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。
3. 前記充填剤を含有させるベース樹脂を、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１２、ポリアミド１１、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド樹脂、ポリビニリデンフルオライド、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂等からなる耐熱性を有する合成樹脂としたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両ステアリング用伸縮軸。
4. 前記充填剤を含有させるベース樹脂を、２３℃の温度環境下で２４時間放置した後の吸水率が０．１ｗｔ％以下の樹脂を使用することを特徴とする請求項３記載の車両ステアリング用伸縮軸。
5. 前記樹脂層は、前記雄軸の外周に設けた樹脂スリーブであることを特徴とする請求項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。
6. 前記樹脂スリーブは、前記充填剤を含有させるベース樹脂をポリアミド樹脂とし、前記雄軸の外周に、有機官能基がアミノ基、或いはエポキシ基のシランカップリング剤層を設けてから加熱圧入、或いはインサート成形され、さらに高周波加熱により前記雄軸の外周に接着してい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。
7. 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４の何れか１項記載の車両ステアリング用伸縮軸。

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