中间轴的制作方法
【技术领域】
[0001] 在此通过引用的方式并入2014年9月4日申请的日本专利申请2014-180535的 包括说明书、附图和说明书摘要在内的公开内容。
[0002] 本发明涉及被组装在汽车的转向装置中的中间轴。
【背景技术】
[0003] 中间轴例如是通过花键嵌合而使内轴和筒状外轴能够沿轴向相对滑动（伸缩）地 连接而构成的。其中，在设于内轴的外周的外花键的外周面或者设于外轴的内周的内花键 的内周面，为了填埋两花键间的间隙而减少松动声，或者为了减少转向操作时的方向盘的 松动，通常被覆树脂被覆层（例如参照日本特开2012-117560号公报等）。
[0004] 作为成为树脂被覆层基础的基础树脂，常使用机械强度、自润滑性优异的聚酰胺 树脂等。
[0005] 近年来，要求将以往配设在汽车的车室内的中间轴也能够配设在例如气氛温度为 高温的发动机室内等。因此，会要求树脂被覆层具有高耐热性。另外，在这种情况下，有因与 温度上升相伴的的树脂膨胀而导致树脂被覆层的接触面压力升高而滑动负载增大的趋势。 因此，还会要求特别是上述高温条件下的进一步低摩擦化。
[0006] 更进一步讲，要求树脂被覆层能够在特别是使发动机启动前的常温附近到发动机 驱动中的高温（140°C程度）的宽泛的气氛温度的范围尽量长时间地具有良好的滑动特性。 但是，例如仅由聚酰胺树脂等基础树脂构成的以往的树脂被覆层特别在120°C以上的高温 区域滑动特性大大降低而磨损量大大增加，因此不适合在发动机室内使用。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的之一在于提供一种因树脂被覆层能够在宽泛的气氛温度的范围长 期维持良好的滑动特性而也能够配设在例如发动机室内的中间轴。
[0008] 本发明的一个方式的中间轴的构成上的特征是具备：在外周形成外花键的内轴、 在内周形成有与上述外花键嵌合的内花键且通过上述嵌合而相对于上述内轴能够沿轴向 相对地滑动而连接的筒状外轴、以及含有形成于上述外花键或者内花键的表面的基础树脂 和具有相互不同的熔融峰的2种以上的高级脂肪酸金属盐的树脂被覆层。
【附图说明】
[0009] 参照附图并由如下示例性实施方式的内容，可进一步了解本发明的上述内容和更 多的特征和优点，其中，相同的元件用相同的符号表示，其中：
[0010] 图1是本发明的一个实施方式涉及的转向装置的示意图。
[0011] 图2是中间轴的主要部位的截面图。
[0012] 图3是沿图2的III-III线的截面图。
[0013] 图4是沿图2的IV-IV线的截面图。
[0014]图5是表示由本发明的实施例1制备的粉体涂料中配合的高级脂肪酸金属盐的混 合物的热分析结果的图。
[0015]图6是表示由本发明的实施例2制备的粉体涂料中配合的高级脂肪酸金属盐的混 合物的热分析结果的图。
[0016]图7是表示由本发明的比较例1制备的粉体涂料中配合的高级脂肪酸金属盐的热 分析结果的图。
[0017] 图8(a)是表示使用由上述实施例1制备的粉体涂料制成的中空圆筒试验片的通 过摩擦磨损试验产生的高度的变化量与试验温度的关系的图，图8(b)是表示通过上述摩 擦磨损试验求出的摩擦系数与试验温度的关系的图。
[0018] 图9(a)是表示使用由上述实施例2制备的粉体涂料制成的中空圆筒试验片的通 过摩擦磨损试验产生的高度的变化量与试验温度的关系的图，图9(b)是表示通过上述摩 擦磨损试验求出的摩擦系数与试验温度的关系的图。
[0019]图10(a)是表示使用由本发明的实施例3制备的粉体涂料制成的中空圆筒试验片 的通过摩擦磨损试验产生的高度的变化量与试验温度的关系的图，图10(b)是表示通过上 述摩擦磨损试验求出的摩擦系数与试验温度的关系的图。
[0020] 图11 (a)是表示使用由上述比较例1制备的粉体涂料制成的中空圆筒试验片的通 过摩擦磨损试验产生的高度的变化量与试验温度的关系的图，图11(b)是表示通过上述摩 擦磨损试验求出的摩擦系数与试验温度的关系的图。
[0021] 图12(a)是表示使用由本发明的比较例2制备的粉体涂料制成的中空圆筒试验片 的通过摩擦磨损试验产生的高度的变化量与试验温度的关系的图，图12(b)是表示通过上 述摩擦磨损试验求出的摩擦系数与试验温度的关系的图。
【具体实施方式】
[0022] 麗1是本发明的一个实施方式涉及的转向装置的示意图。参照图1，转向装置1具 备方向盘2、转向轴3、中间轴5、小齿轮轴7和齿条杆8。转向轴3与该方向盘2可一体旋 转地连接。中间轴5介由万向接头4与转向轴3连接。小齿轮轴7介由万向接头6与中间 轴5连接。齿条杆8是具有与设于小齿轮轴7的小齿轮齿7a咬合的齿条齿8a而在汽车的 左右方向延伸的转舵轴。
[0023] 利用小齿轮轴7和齿条杆8构成由齿条-小齿轮机构形成的操航机构9。齿条杆 8在被固定于车体的齿条壳体10内，以介由未图示的多个轴承沿直线自由往返运动的方式 被支撑。齿条杆8的两端部向齿条壳体10的两侧突出，在各端部分别结合有拉杆11。
[0024] 各拉杆11介由未图示的转向节臂与对应的操纵轮12连接。如果操作方向盘2而 使转向轴3旋转，则该旋转介由万向接头4、中间轴5和万向接头6传达到小齿轮轴7。该 旋转利用小齿轮齿7a和齿条齿8a被转换成沿汽车的左右方向的齿条杆8的直线运动而实 现操纵轮12的转舵。
[0025] 图2是中间轴的主要部位5的截面图。参照图1、图2,中间轴5具备内轴13和筒 状的外轴14。内轴13例如为下轴。外轴14例如为上轴。外轴14的上端与万向接头4的 辄4a连接。内轴13的下端与万向接头6的辄6a连接。
[0026] 外轴14具有作为开放端的第一端部15和作为封闭端的第二端部16。第二端部 16与万向接头4的辄4a的端部连接，被封闭。图3是沿图2的III一III线的截面图。另 外，图4是沿图2的IV-IV线的截面图。参照图2、图3,在内轴13的外周设有与轴向XI 平行的外花键17。另外，参照图2、图4,在外轴14的内周设有与轴向XI平行且与外花键 17嵌合的内花键18。
[0027] 内轴13从第一端部15侧插入外轴14内。通过外花键17与内花键18的嵌合即 花键嵌合，内轴13与该外轴14能够沿轴向XI相对滑动且相伴旋转。参照图3,外花键17 的表面17a被树脂被覆层19被覆。
[0028] 通过设置树脂被覆层19,能够在内轴13与外轴14之间赋予规定的滑动阻力。而 且，树脂被覆层19能够填埋该两轴13、14间的间隙而减少松动声或者减少转向操作时的方 向盘2的松动。树脂被覆层19例如通过粉体流动浸渍法等粉体涂装而形成。树脂被覆层 19是含有基础树脂和具有相互不同的熔融峰的2种以上的高级脂肪酸金属盐而成的。
[0029] 作为基础树脂，可使用能够与高级脂肪酸金属盐一起形成树脂被覆层19、并且具 有可耐受上述的发动机室的使用的高耐热性的各种基础树脂。作为基础树脂，例如可举出 聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺聚苯硫醚（PPS)、聚醚醚酮（PEEK)、 非晶聚芳酯（PAR)、聚砜（PSF)、聚醚砜（PES)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺（PEI)、液晶聚合物 (LCP)、氟树脂等工程塑料~超级工程塑料等中的1种或者彼此具有相容性的2种以上。
[0030] 作为基础树脂，例如可使用被配设在车室内的中间轴中常用的聚酰胺11、聚酰胺 12等。在这种情况下，由于由具有相互不同的熔融峰的2种以上作为高级脂肪酸金属盐的 并用所产生的上述机制和自身具有的良好的自润滑性，能够持续维持良好的滑动特性。特 别是例如将中间轴配设在发动机室内等时，能够在宽泛的气氛温度的范围长期持续维持良 好的滑动特性。
[0031] 但是，若考虑进一步提高将中间轴配设在发动机室内等时的耐热性等，作为基础 树脂，在如上所述自润滑性优异的聚酰胺树脂中优选使用熔点为210°C以上的聚酰胺树脂， 特别优选聚酰胺610。应予说明，如果聚酰胺610以单体的形式作为粉体涂料使用，则熔融 时的粘度高，被覆后的泳透性低，因此有难以顺利地熔融流展的趋势。然而，根据本发明，通 过配合作为流动剂发挥功能的高级脂肪酸金属盐，能够使粉体涂料的熔融时的粘度降低而 提高流动性。
[0032] 因此，例如通过粉体流动浸渍法而能够形成达到粉体涂料难以进入的花键间的齿 槽的内面等的、具有充分的厚度的树脂被覆层。在此基础上，由于由具有相互不同的熔融峰 的2种以上作为高级脂肪酸金属盐的并用所产生的上述机制和自身具有的良好的自润滑 性，能够在宽泛的气氛温度的范围长期持续维持良好的滑动特性。
[0033] 作为高级脂肪酸金属盐，例如并用在棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等特 别是碳原子数为16以上的高级脂肪酸的1种或2种与钙、镁、锌等金属的盐中特别是在 80°C~140°C的范围具有相互不同的熔融峰的2种以上的高级脂肪酸金属盐。
[0034] 由此，根据本发明，如上述说明那样，能够在常温附近~140°C附近的宽泛的气氛 温度的范围使树脂被覆层的滑动面持续存在润滑膜，能够持续维持良好的滑动特性。应予 说明，优选高级脂肪酸的碳原子数为16以上，这是由于碳原子数低于16的高级脂肪酸的金 属盐可能得不到充分的润滑效果。
[0035] 作为高级脂肪酸金属盐，可并用在上述的气氛温度的范围具有熔融峰的各种高级 脂肪酸金属盐的2种以上。然而，若特别考虑到润滑膜的润滑性、稳定性、熔融时彼此的相 容性、相对于基础树脂的亲和性、作为上述基础树脂的硫化剂等的功能以及获取的容易性、 操作性等，则优选棕榈酸、硬脂酸等的1种或2种的金属盐。
[0036] 另外，作为并用的2种以上的高级脂肪酸金属盐，优选组合使用彼此的熔融峰间 的温度差相差l〇°C以上的高级脂肪酸金属盐。而且，