WO2007069304A1 - 車両ステアリングシャフト用伸縮軸及び前記伸縮軸の潤滑用グリース組成物 - Google Patents

車両ステアリングシャフト用伸縮軸及び前記伸縮軸の潤滑用グリース組成物 Download PDF

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WO2007069304A1
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female
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vehicle
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PCT/JP2005/022889
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Shinya Nakatani
Atsushi Yokouchi
Hiroshi Sato
Kazunori Takahashi
Seiichi Moriyama
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Nsk Ltd.
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    • F16D2300/06—Lubrication details not provided for in group F16D13/74

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle steering telescopic shaft (hereinafter also simply referred to as “extensible shaft”) incorporated into a steering shaft of a vehicle, and a lubricating grease composition for the telescopic shaft.
  • a vehicle steering telescopic shaft hereinafter also simply referred to as “extensible shaft”
  • a male shaft and a female shaft are splined to absorb axial displacement generated when the vehicle travels and not transmit the displacement or vibration to the steering wheel.
  • the fitted telescopic shaft is used as a part of the steering mechanism.
  • Fig. 1 is a side view showing an example, and a and b in the figure are telescopic axes.
  • the telescopic shaft a is a spline-fitting of a male shaft and a female shaft, but the telescopic shaft a absorbs axial displacement that occurs when the vehicle travels and is placed on the steering wheel. Performance that does not transmit the displacement and vibration is required.
  • the vehicle body has a sub-frame structure, and the part c that fixes the upper part of the steering mechanism and the frame e to which the steering rack d is fixed are separated.
  • it is required in the case of a structure that is fastened and fixed via a pin.
  • an operator needs to have a telescopic function so that the telescopic shaft can be fastened and retracted before being fitted and fastened to the pinion shaft h.
  • the telescopic shaft b at the top of the steering mechanism is also a force that is a spline fit between the male shaft and the female shaft.
  • the telescopic shaft b is the optimal position for the driver to drive the car. In order to achieve this, the function of moving the position of the steering wheel i in the axial direction and adjusting the position is required, so the function of expanding and contracting in the axial direction is required. In all of the above cases, the telescopic shaft can reduce the rattling noise of the spline, reduce the rattling on the steering wheel, and reduce the sliding resistance during the axial sliding operation. Required.
  • the spline part of the male shaft is coated with a nylon film and further slid
  • a nylon film By applying grease to the part, it is widely practiced to absorb or mitigate metal noise, metal hitting sound, etc., and to reduce sliding resistance and backlash in the rotational direction.
  • the applicant of the present invention first has a polytetrafluorocarbon having appropriate elasticity, lubricity and excellent wear resistance. It has been proposed to form an ethylene film (see Patent Document 1).
  • Patent Documents 2 to 4 instead of the nylon membrane, a resin sliding sleeve is interposed between the male shaft and the female shaft to reduce the sliding resistance and prevent rattling (Patent Documents 2 to 4). 4).
  • a grease storage recess is formed in the center of at least one of the tooth tip surface and the tooth bottom surface of the male shaft and the female shaft to make it easier to supply and hold the grease (see Patent Document 5). It has also been proposed to process at least the circumferential end of the tooth tip into a circular arc shape, apply a release agent, and enclose a telescopic shaft filled with resin in the gap between the male shaft and the female shaft. (See Patent Document 6).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-54421
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 5-7224
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 11 208484
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-74081
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-245372
  • Patent Document 6 Real Fairness 7-49073
  • Each of the above measures is effective for improving individual performance such as improvement of durability, reduction of resistance of sliding force, or improvement of stick slick resistance. Not in. In particular, durability and stick-slip resistance tend to conflict with slidability.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and does not require new processing to the male shaft and female shaft, which causes an increase in cost, and by improving the grease to be sealed,
  • the purpose is to provide a telescopic shaft that is comprehensively improved in durability, low resistance, and stick slick resistance.
  • the present invention provides the following telescopic shaft for vehicle steering and a grease composition for lubricating the telescopic shaft.
  • the male shaft and the female shaft are fitted in a non-rotatable and self-sliding 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.
  • the gap between the outer periphery of the male shaft and the inner periphery of the female shaft is stipulated in JIS K2220, and the apparent viscosity at a shear rate of 10 sec _ 1
  • a telescopic shaft for vehicle steering characterized by enclosing a grease composition having a force of 3 ⁇ 400 to 750 Pa's (25 ° C).
  • An apparent viscosity at a shear rate of 10 sec _ 1 with a base oil of ⁇ 1100 mm 2 / s mixed with a thickener at a ratio of 5 to 35% by mass of the total amount of grease and specified in JIS K2220 Is a grease composition for lubricating a telescopic shaft for vehicle steering, characterized in that it is 400 to 750 Pa's (25 ° C).
  • the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention is an extremely simple method when a grease composition having a specific viscosity is enclosed. A stable sliding load can be realized, the occurrence of stick-slip can be suppressed, and the steering feeling can be maintained well over a long period of time.
  • the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention is suitable for a relatively small automobile to which a torque of approximately 30 Nm or less is input.
  • FIG. 1 is a side view of a steering mechanism of an automobile equipped with a telescopic shaft.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the telescopic shaft.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a test method of (1) durability test in Examples.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a test method of (2) slidability test in Examples.
  • FIG. 5 is a view for explaining a test method of (3) stick-slip resistance test in Examples.
  • the spline fitting shown in FIG. 1 can be expanded and contracted in the axial direction between the so-called male shaft and the female shaft, in addition to the structure that fits irregularities such as a selection fitting. Any fitting that can transmit torque in the circumferential direction may be used. Also, a structure in which balls, rollers, needles, etc. are interposed between the male shaft and the female shaft may be used. Furthermore, the material of the male shaft and the female shaft may be the same or different. Steel, SUS, bearing steel, etc. can be used suitably. In particular, SC material such as S35 C is preferable in consideration of cost. These steel materials are preferably subjected to finish processing and heat treatment, as appropriate, and surface treatment such as fendering treatment and shot peening as necessary. Les, even okay.
  • the extension shafts a and b have a structure in which the female shaft 2 is slid on the outer side of the male shaft 1, and the male shaft 1 Nylon, polytetrafluoroethylene, polyolefin sulfite, polyacetal, polyetheretherketone, polyimide, polyurethane, epoxy, silicone, attalinole, phenol, polyethylene terephthalate, liquid crystalline It is also possible to form a resin film 10 made of a polymer, polyolefin or a copolymer thereof. Of these, polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 11, nylon 12, nylon 610, nylon 612, nylon 6T, and the like are suitable.
  • the film thickness of the resin coating 10 can be appropriately set according to the size of the gap, but a range of 10 to 200 / m is appropriate.
  • the resin coating 10 can be formed by a known method, and electrostatic coating, a method of applying a resin-containing solution or dispersion by dipping in a spray spray, and drying by heating are suitable.
  • the same synergistic effect can be obtained by using a resin sleeve instead of the resin coating 10.
  • it may be a solid lubricating film such as molybdenum disulfide or tungsten disulfide, or a soft metal film such as tin, zinc, or gold.
  • a force ranging from 1 to ⁇ that can set the film thickness appropriately according to the size of the gap is appropriate.
  • These coatings can also be formed by a known method, and a resin binder or the like can be used.
  • the apparent viscosity when measured at 25 ° C and shear rate lOsecT 1 is 400 according to JIS ⁇ 2220.
  • a grease composition of ⁇ 750 Pa ′s is enclosed. Within such a specific apparent viscosity range, in addition to lowering resistance, stick slip can be more effectively suppressed.
  • the apparent viscosity is preferably 400 to 600 Pa's (25.C) force, more preferably 450 to 550 Pa's (25.C) force.
  • the type of base oil of the grease composition is not limited, but mineral oil-based lubricating oil and synthetic lubricating oil can be preferably used. Mineral oils are not limited.
  • paraffinic mineral oils 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, white clay purification, hydrorefining, and the like.
  • Synthetic lubricating oils are not limited, but synthetic hydrocarbon oils, ether oils, ester oils, silicone oils and fluorine oils can be used, for example.
  • synthetic hydrocarbon oils such as polyfluoroolefin oil, ether oils such as dialkyl diphenyl ether oil, alkyl triphenyl ether oil, alkyl tetraphenyl ether oil, etc.
  • ester oils such as diester oil
  • examples thereof include neopentyl type polyol ester oils, complex ester oils thereof, and aromatic ester oils.
  • These lubricating oils may be used alone or in appropriate combination of a plurality of types.
  • the base oil preferably has a kinematic viscosity at 40 ° C of 200 to 1 100 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity of the base oil is less than 200 mm 2 / s (40 ° C), the effect of suppressing stick-slip will not be obtained, and if it exceeds 1 100 mm 2 / s (40 ° C), the base oil will enter the sliding contact area. Difficult sliding force between the outer periphery of the male shaft and the inner periphery of the female shaft increases. Considering these, more preferably it forces S kinematic viscosity of the base oil is 200 ⁇ 400mm 2 / s (40.C), particularly preferably 200 ⁇ 300mm 2 / s (40.C).
  • the base oil preferably contains a polymer.
  • the polymer include acrylic polymers such as polymethacrylate (PMA), polyacrylate, polyalkylmethacrylate (PAM), polyisobutylene, olefin copolymer (CP), star shape, and the like.
  • a polymer (having a structure in which a large number of polyisoprene legs are radially extended from the core of polybutene), butanol ester polymer of a-olefin and dicarboxylic acid copolymer, and the like can also be used.
  • acrylic polymers are particularly preferred.
  • PMA having a weight average molecular weight Mw of 20,000 to 1,500,000 is preferably used.
  • the weight average molecular weight Mw of PMA is in this range. In other words, when the weight average molecular weight Mw of PMA is less than 20,000, the solubility in the base oil is too high. In the case of exceeding, solubility in the base oil is too low. Further, in order to exert a stable effect for reducing friction in a wide temperature range, the weight average molecular weight Mw of PMA is preferably 500,000 to 1,500,000, even within the above range.
  • the thickening agent is not particularly limited as long as it is a substance that makes the base oil semi-solid or solid, and various agents can be used.
  • thickeners include lithium soaps, calcium soaps, sodium soaps, aluminum soaps, lithium complex soaps, canoleum complex soaps, sodium complex soaps, barium complex soaps.
  • Metal soaps such as aluminum, aluminum complex soaps, inorganic compounds such as bentonite and clay, organic compounds such as monourea, diurea, triurea, tetraurea, urethane, sodium terephthalate, and fluororesin. Can be mentioned.
  • These thickening agents may be used alone or in admixture of two or more.
  • lithium soaps and lithium complex soaps are preferred because there are few changes in consistency from low temperature to high temperature, and because there is a small amount of thickening agent to obtain the desired consistency.
  • lithium soaps and lithium complex soaps lithium stearate and 12-hydroxylithium stearate are preferred, and 12-hydroxylithium stearate is particularly preferred.
  • the content of the thickening agent is preferably 5 to 35 mass% of the total amount of grease. If the amount is less than 5% by mass, it becomes difficult to maintain the grease state. If the amount exceeds 35% by mass, it becomes too hard to obtain a sufficient lubrication state. Considering this point, the content of the thickening agent is more preferably 10 to 20% by mass, more preferably 10 to 25% by mass of the total amount of grease. In particular, when the content is 12 to 18% by mass, the balance between the protective film forming force and the penetration into the sliding portion can be balanced, and the stick slip phenomenon can be further suppressed.
  • the degree of miscibility of the grease composition is preferably 200 to 350 force, more preferably 240 to 310 force S, and 265 to 295 force S, particularly preferred.
  • the grease composition may contain additives that are usually added to grease, such as load-bearing additives, antioxidants, anti-tacking agents, and anticorrosives, as necessary.
  • additives that are usually added to grease, such as load-bearing additives, antioxidants, anti-tacking agents, and anticorrosives, as necessary.
  • the total amount of added calories is preferably 10% by mass or less of the total amount of grease.
  • the grease composition of the present invention has molybdenum disulfide that affects the hue of grease. Achieves improved durability, low resistance, and improved stick slick resistance without using solid lubricants such as (black) or extreme pressure agents such as organic molybdenum-based extreme pressure agents (purple to brown) can do. Black to dark grease can cause discomfort to workers during automobile assembly and maintenance. This is not the case with the grease composition of the present invention. Moreover, a coloring agent for making a favorite color can also be added.
  • the steering rack side of the test telescopic shaft was slid at a constant stroke, and the steering wheel side was alternately rotated 30,000 times to the left and right in a constant cycle with a constant load.
  • the rotation was maintained at 80 ° C by a temperature controller placed around the test telescopic shaft.
  • the steering wheel was rotated again, and the looseness in the rotating direction at that time was evaluated by hand.
  • ⁇ indicates that there is no backlash
  • ⁇ indicates a level that is slightly but not felt by hand
  • ⁇ indicates a level that is slightly felt by hand
  • X indicates a level that feels large by hand. It is shown in Table 1 and Table 2.
  • the steering rack side of the test telescopic shaft is slid at a constant stroke, and the steering wheel side is alternately rotated in the left and right direction at a constant cycle with a constant load. Evaluated. At that time, the temperature was maintained at 35 ° C by a temperature control device arranged around the test telescopic shaft. The G waveform was confirmed by a displacement meter attached to the test telescopic shaft. The minute level that can be detected by the displacement meter is “ ⁇ ”, the level that is slightly felt by the hand feeling is “ ⁇ ”, the level that is felt by the hand feeling is “ ⁇ ”, and the level that is greatly felt by the hand feeling is “X”. It is shown in Table 2.
  • Base oil is 2 70 mm 2 / s (40 V)
  • the evaluations “ ⁇ ”,“ ⁇ ”, and“ ⁇ ” are practically acceptable levels, but the apparent viscosity, base oil kinematic viscosity, and thickener defined in the present invention are satisfied.
  • wear can be suppressed and durability can be improved, and low friction is achieved.
  • the stick-slip resistance can be improved.
  • preferable results are obtained when the apparent viscosity is 410 to 720 Pa's (25 ° C), the kinematic viscosity of the base oil is 270 to 1050 mm 2 / s (40 ° C), and the amount of the thickener is 12 to 18% by mass. Has been obtained.

Description

明 細 書
車両ステアリングシャフト用伸縮軸及び前記伸縮軸の潤滑用グリース組成 物
技術分野
[0001] 本発明は、車両のステアリングシャフトに組み込まれる車両ステアリング用伸縮軸（ 以下、単に「伸縮軸」とも呼ぶ）、並びに前記伸縮軸の潤滑用グリース組成物に関す る。
背景技術
[0002] 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レ、る。図 1はその一例 を示す側面図であり、図中の a及び bが伸縮軸である。伸縮軸 aは、雄軸と雌軸とをス プライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸 a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 機構上部を固定する部位 cとステアリングラック dが固定されているフレーム eが別体と なっておりその間がゴムなどの弾性体 fを介して締結固定されてレ、る構造の場合に要 求されることが一般的である。また、その他のケースとして操舵軸継手 gをピニオンシ ャフト hに締結する際に作業者が、伸縮軸をレ、つたん縮めてからピニオンシャフト hに 嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合がある。さらに、操舵機構の上 部にある伸縮軸 bも、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものである力 このような伸縮 軸 bには、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリン グホイール iの位置を軸方向に移動し、その位置を調整する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。前述のすべての場合において、伸縮軸にはス プライン部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を低減すること と、軸方向摺動動作時における摺動抵抗を低減することが要求される。
[0003] そのため、従来では、雄軸のスプライン部に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することで、金属騒音や金属打音等を吸収または緩和とともに、 摺動抵抗の低減と回転方向のガタ付きの低減を図ることが広く行われている。また、 ナイロン膜をコーティングにするには、複雑な工程や高度な仕上が必要なことから、 本出願人は先に、適度の弾性を有し、潤滑性ゃ耐摩耗性に優れるポリテトラフルォロ エチレンの被膜を形成することを提案している（特許文献 1参照）。更に、ナイロン膜 に代えて、雄軸と雌軸との間に樹脂製の滑りスリーブを介在させて摺動抵抗を低減し つつ、ガタ付きを防止することも行われている（特許文献 2〜4参照）。その他にも、雄 軸及び雌軸の少なくとも一方の歯先面や歯底面の中央部にグリース貯蔵用凹部を 形成してグリースの供給'保持をより円滑したり（特許文献 5参照）、雌スプライン歯の 歯先の少なくとも周方向の端部を円弧状に加工して離型剤を塗布し、更に雄軸と雌 軸との隙間に樹脂を充填した伸縮軸を封入することも提案されている (特許文献 6参 照）。
[0004] 特許文献 1 :特開 2003— 54421号公報
特許文献 2：特公平 5— 7224号公報
特許文献 3：特開平 11 208484号公報
特許文献 4 :特開 2000— 74081号公報
特許文献 5：特開 2004— 245372号公報
特許文献 6 :実公平 7— 49073号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記の各対策は、耐久性の向上、摺動力の低抵抗化、あるいは耐スティックスリック 性の向上等個々の性能改善には有効である力 これらを総合的に改善させるまでに は至っていない。特に、耐久性及び耐スティックスリップ性と、摺動性とは相反する傾 向がある。
[0006] また、ポリテトラフルォロエチレンの被膜を形成したり、滑りスリーブを介在させる場 合も摺動による摩耗は避けられず、耐久性において改善の余地がある。更に、滑りス リーブは雄軸や雌軸に合わせて複雑な形状に成形しなければならず、高レ、カ卩ェ精 度が要求される。その他の対策でも、雄軸や雌軸の歯先面や歯底面を特殊形状とす るための新たな加工を要するため、製造コストの増加は免れない。
[0007] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コスト増の原因となる雄軸 や雌軸への新たな加工を必要とせず、封入するグリースを改良することにより、耐久 性の向上、低抵抗化及び耐スティックスリック性の向上を総合的に改善した伸縮軸を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成するために、本発明は下記の車両ステアリング用伸縮軸及び前記 伸縮軸の潤滑用グリース組成物を提供する。
(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車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸の外周部と前記 雌軸の内周部との間隙に、 JIS K2220で規定され、せん断速度 10sec_ 1における 見力け粘度力 ¾00〜750Pa ' s (25°C)であるグリース組成物を封入したことを特徴と する車両ステアリング用伸縮軸。
(2)前記雄軸及び前記雌軸の少なくとも一方の摺動面の少なくとも一部に、樹脂被 膜が形成されていることを特徴とする上記（1)記載の車両ステアリング用伸縮軸。
(3)前記グリース組成物の基油の動粘度が 200〜： 1100mm2Zs (40°C)であることを 特徴とする上記（1)または（2)記載の車両ステアリング用伸縮軸。
(4)前記グリース組成物の増ちよう剤の含有量がグリース全量の 5〜35質量％である ことを特徴とする上記（1)〜（3)の何れ力、 1項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
(5)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車両ステアリング用伸縮軸の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内 周部との間隙に封入されるグリース組成物であって、 40°Cにおける動粘度が 200〜 1100mm2/sである基油に、増ちよう剤をグリース全量の 5〜35質量％の割合で配 合してなり、かつ、 JIS K2220で規定され、せん断速度 10sec_ 1における見かけ粘 度が 400〜750Pa ' s (25°C)であることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸の潤 滑用グリース組成物。 発明の効果
[0009] 本発明の車両ステアリング用伸縮軸は、特定の粘度のグリース組成物を封入すると レ、う極めて簡便な方法であるにもかかわらず、従来よりも優れた低抵抗化や低摩耗 性、安定した摺動荷重を実現し、更にスティックスリップの発生を抑制することができ 、操舵感を長期にわたり良好に維持することができる。特に、本発明の車両ステアリン グ用伸縮軸は、おおよそ 30Nm以下のトルクが入力される比較的小型の自動車用と して好適である。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]伸縮軸を装備した自動車の操舵機構部の側面図である。
[図 2]伸縮軸の横断面図である。
[図 3]実施例における（1)耐久性試験の試験方法を説明するための図である。
[図 4]実施例における（2)摺動性試験の試験方法を説明するための図である。
[図 5]実施例における（3)耐スティックスリップ試験の試験方法を説明するための図で ある。
符号の説明
[0011] a, b 伸縮軸
1 雄軸
2 雌軸
10 樹脂被膜
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
[0013] 本発明において、伸縮軸自体の構造には制限がなぐ例えば図 1に示したような伸 縮軸 a， bを例示することができる。尚、伸縮軸の構造としては、図 1に示されるスプラ イン嵌合ゃセレーシヨン嵌合等の凹凸を嚙みあわせる構造の他、所謂ォス軸とメス軸 とを軸方向に伸縮可能、かつ、円周方向にトルク伝達可能な嵌合であればよい。また 、ォス軸とメス軸との間にボール、ころ、ニードル等を介在させた構造であってもよレ、。 更に、ォス軸及びメス軸の材質としては、それぞれ同一でも異なっていてもよぐ SC 材、 SUS材、軸受鋼等の鋼材を好適に使用できる。特に、コストを考慮すると、 S35 C等の SC材が好ましい。これらの鋼材は、適宜、仕上げ加工や熱処理等が施されて レ、ることが好ましぐ更に、必要に応じて、防鲭処理等の表面処理やショットピーニン グ等の加工が施されてレ、てもよレ、。
[0014] また、伸縮軸 a， bは、図 2に断面図にて示すように、雄軸 1の外側に雌軸 2を摺動自 在に配した構成となっており、雄軸 1の外周面及び雌 2の内周面の少なくとも一方に 、ナイロンやポリテトラフルォロエチレン、ポリオレフインサルファイド、ポリアセタール、 ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ、シリコーン、アタリノレ 、フエノール、ポリエチレンテレフタレート、液晶性ポリマー、ポリオレフインあるいはこ れらの共重合体等からなる樹脂被膜 10を形成することもできる。これらの中でも、ナイ ロン 6、ナイロン 66、ナイロン 11、ナイロン 12、ナイロン 610、ナイロン 612、ナイロン 6 T等のポリアミド系のものが好適である。樹脂被膜 10と、後述されるグリース組成物と の相乗効果により、摺動力の低減や、回転方向のガタ付き防止により効果的となる。 樹脂被膜 10の膜厚は、隙間の大きさに応じて適宜設定することができるが、 10〜20 0 / mの範囲が適当である。尚、樹脂被膜 10は公知の方法で形成でき、静電塗装や 、樹脂を含有する溶液や分散液をスプレーゃ浸漬により塗布し、加熱乾燥させる方 法等が好適である。
[0015] また、樹脂被膜 10に代えて、樹脂製のスリーブを用いても同様の相乗効果が得ら れる。更に、二硫化モリブデンや二硫化タングステン等の固体潤滑膜、スズ、亜鉛、 金等の軟質金属膜であってもよい。固体潤滑膜あるいは軟質金属膜も、隙間の大き さに応じて膜厚を適宜設定できる力 1〜： ΙΟΟ μ ΐηの範囲が適当である。尚、これら 被膜も公知の方法で形成でき、樹脂バインダ等を使用することができる。
[0016] 上記の如く構成される各伸縮軸の雄軸 5と雌軸 6との間隙には、 JIS Κ2220に従 レ、、 25°C、せん断速度 lOsecT1で測定したときの見かけ粘度が 400〜750Pa ' sであ るグリース組成物が封入される。このような特定の見かけ粘度の範囲であれば、低抵 抗化等に加えて、スティックスリップをより効果的に抑えることができる。前記見かけ粘 度 ίま、 400〜600Pa ' s (25。C)力より好ましく、 450〜550Pa ' s (25。C)力更に好まし レ、。 [0017] グリース組成物の基油は、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、シリコーン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ひ一ォレフイン油等を、エーテル油としてはジアルキルジフエ ニルエーテル油、アルキルトリフエニルエーテル油、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
[0018] また、基油は、 40°Cにおける動粘度が 200〜1 100mm2/sであることが好ましレ、。
基油の動粘度が 200mm2/s (40°C)未満ではスティックスリップの抑制に効果が得 られず、 1 100mm2/s (40°C)を越えると摺動接触部に基油が入り込み難ぐ雄軸の 外周部と雌軸の内周部との摺動力が高くなる。これらを考慮すると、基油の動粘度は 200〜400mm2/s (40。C)であること力 Sより好ましく、 200〜300mm2/s (40。C)で あることが特に好ましい。
[0019] また、基油はポリマーを含むことが好ましい。ポリマーとしては、例えばポリメタクリレ ート（PMA)やポリアタリレート、ポリアルキルメタタリレート（PAM)等のアクリル系高 分子が挙げられる他、ポリイソブチレン、ォレフィン共重合体（C〇P)、星型ポリマー（ ポリビュルベンゼンの核から多数のポリイソプレンの足が放射状に伸びた構造を有す るもの）、 a—ォレフインとジカルボン酸共重合体とのブタノールエステルポリマー等 を使用することもできる。中でも特にアクリル系高分子が好ましぐその中でも特に、重 量平均分子量 Mwが 2万〜 150万の PMAが好適に使用される。 PMAの重量平均 分子量 Mwがこの範囲であるのが好ましいのは、下記の理由による。すなわち PMA の重量平均分子量 Mwが 2万未満では、基油に対する溶解性が高すぎ、逆に 150万 を超える場合には、基油に対する溶解性が低すぎる。また、広い温度域で、摩擦の 低減に安定した効果を発揮させるためには、 PMAの重量平均分子量 Mwは、上記 の範囲内でも特に 50万〜 150万であるのが好ましい。
[0020] 増ちよう剤は、基油を半固体状または固体状にする物質であれば、特に制限される ことなく種々のものを使用することができる。このような増ちよう剤としては、リチウム石 けん系、カルシウム石けん系、ナトリウム石けん系、アルミニウム石けん系、リチウムコ ンプレックス石けん系、カノレシゥムコンプレックス石けん系、ナトリウムコンプレックス石 けん系、バリウムコンプレックス石けん系、アルミニウムコンプレックス石けん系等の金 属石けん、ベントナイト、クレイ等の無機化合物、モノウレァ系、ジゥレア系、トリウレァ 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、フッ素樹脂系等の有機 化合物等が挙げられる。これらの増ちよう剤は、それぞれ単独でも、 2種以上を混合し て配合してもよい。これらの中でも、低温から高温までちょう度変化が少ないことや、 所定のちょう度を得るための増ちよう剤量が少ないこと等から、リチウム石けん系ゃリ チウムコンプレックス石けん系が好ましレ、。また、リチウム石けん系及びリチウムコンプ レックス石けん系の中でも、リチウムステアレート及び 12—ヒドロキシリチウムステアレ ートが好ましぐ 12—ヒドロキシリチウムステアレートが特に好ましい。
[0021] 増ちよう剤の含有量は、グリース全量の 5〜35質量％が好ましい。 5質量％より少な レ、とグリース状態を維持することが困難となり、 35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。この点を考慮すると、増ちよう剤の含有量は、グリース 全量の 10〜25質量％がより好ましぐ 10〜20質量％が更に好ましい。特に、 12〜1 8質量％であると、保護膜形成力と摺動部分への侵入性とのバランスがとれ、ステイツ クスリップ現象をより抑制できる。
[0022] グリース組成物の混和ちよう度は、 200〜350力好ましく、 240〜310力 Sより好ましく 、 265〜295力 S特に好ましレ、。
[0023] また、グリース組成物には、必要に応じて、耐荷重添加剤、酸化防止剤、鲭止め剤 、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。その添カロ 量は、合計でグリース全量の 10質量％以下が好ましい。
[0024] 尚、本発明のグリース組成物は、グリースの色相に影響を及ぼす二硫化モリブデン (黒色)等の固体潤滑剤や、有機モリブデン系極圧剤 (紫色〜茶色)等の極圧剤等を 使用せずとも、耐久性の向上、低抵抗化、耐スティックスリック性の向上を達成するこ とができる。黒色〜濃色のグリースは、 自動車組立時やメンテナンス時に作業者に不 快感を与えることがある力 本発明のグリース組成物ではそのようなこともなレ、。また、 好みの色にするための着色剤等を添加することもできる。
実施例
[0025] 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。
[0026] 表 1に示す如ぐ動粘度の異なる基油に、増ちよう剤として 12—ヒドロキシリチウムス テアレートをグリース全量の 15質量0 /0となるように共通に配合して試験グリース A〜F を調製した。また、表 2に示す如ぐ 40°Cにおける動粘度が 270mm2/sであるポリ α —ォレフイン油 (ΡΑΟ)に、増ちよう剤として 12—ヒドロキシリチウムステアレートを表 2 に示す如く配合量を変えて配合して試験グリース G〜Lを調製した。各試験グリース について、 JIS K2220に従い、 25°Cで、せん断速度 lOsecT1における見かけ粘度 を測定した。測定結果を表 1及び表 2に示す。
[0027] また、雌スプラインはそのままで、雄スプラインの外周面にポリテトラフルォロェチレ ンからなる被膜を形成して伸縮軸を作製した。そして、この伸縮軸の雄軸と雌軸との 隙間に上記の各試験グリースを封入して試験用伸縮軸とし、下記の試験に供した。
[0028] (1)耐久性試験
図 3に示すように、試験用伸縮軸のステアリングラック側を一定のストロークでスライ ドさせるとともに、ステアリングホイール側を一定の負荷にて一定サイクルで 3万回左 右方向に交互に回転させた。回転は、試験用伸縮軸の周囲に配した温度制御装置 により 80°Cに維持して行った。そして、 3万回回転させた後に再度ステアリングホー ルを回転させ、そのときの回転方向のガタ付きを手感で評価した。ガタ付き感を感じ ない場合を「◎」、若干あるが手感で感じないレベルを「〇」、手感で若干感じるレべ ルを「△」、手感で大きく感じるレベルを「X」とし、結果を表 1及び表 2に示す。
(2)摺動性試験
図 4に示すように、室温にて試験用伸縮軸を全ストローク範囲にわたりスライドさせ、 そのときの摺動力を評価した。非常に軽い場合を「◎」、軽い場合を「〇」、重い場合 を「△」、非常に重い場合を「X」とし、結果を表 1及び表 2に示す。
Figure imgf000011_0001
図 5に示すように、試験用伸縮軸のステアリングラック側を一定のストロークでスライ ドさせるとともに、ステアリングホイール側を一定の負荷にて一定サイクルで左右方向 に交互に回転させ、そのときのスティックスリップを評価した。その際、試験用伸縮軸 の周囲に配した温度制御装置により 35°Cに維持した。また、試験用伸縮軸に装着し た変位計により G波形を確認した。変位計で検知できる微小レベルを「◎」、手感で 若干感じるレベルを「〇」、手感ではつきり感じるレベルを「△」、手感で大きく感じるレ ベノレを「X」とし、結果を表 1及び表 2に示す。
[0029] [表 1]
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000011_0002
注 2) 見かけ ： J I S K 2 2 2 0、 2 5"C、 せん Slf¾¾ l 0 s e c—1における測定値
[0030] [表 2]
Figure imgf000011_0004
注 1 ) 見かけ粘度： J I S K 2 2 2 0 , 2 5 せん »ί¾* 1 0 s e c— 、ける測定値
注 2) 基油の は 2 7 0mm2/ s (4 0V) で共通
[0031] 上記各試験において、評価「◎」、〔〇〕及び「△」が実用的な合格レベルであるが、 本発明で規定する見かけ粘度、基油動粘度及び増ちよう剤を満足する試験グリース を封入することにより、摩耗を抑えて耐久性を向上させることができ、低摩擦化を実現 し、更には耐スティックスリップ性も向上させることができる。特に、見かけ粘度が 410 〜720Pa's(25°C)、基油の動粘度が 270〜1050mm2/s(40°C)、増ちよう剤量が 12〜： 18質量％の範囲で好ましい結果が得られている。

Claims

請求の範囲
[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 ルクを伝達する車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部との間隙に、 JIS K2220で規定され、せ ん断速度 10sec_1における見かけ粘度が 400〜750Pa ' s (25°C)であるグリース組 成物を封入したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
[2] 前記雄軸及び前記雌軸の少なくとも一方の摺動面の少なくとも一部に、樹脂被膜 が形成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] 前記グリース組成物の基油の動粘度が 200〜1100mm2/s (40°C)であることを特 徴とする請求項 1または 2記載の車両ステアリング用伸縮軸。
[4] 前記グリース組成物の増ちよう剤の含有量がグリース全量の 5〜35質量％であるこ とを特徴とする請求項 1〜3の何れ力 1項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
[5] 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 ルクを伝達する車両ステアリング用伸縮軸の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部 との間隙に封入されるダリース組成物であって、
40°Cにおける動粘度が 200〜： 1100mm2/sである基油に、増ちよう剤をグリース 全量の 5〜35質量％の割合で配合してなり、かつ、 JIS K2220で規定され、せん断 速度 lOsecT1における見かけ粘度が 400〜750Pa ' s (25°C)であることを特徴とする 車両ステアリング用伸縮軸の潤滑用グリース組成物。
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