用于制造伸缩轴的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于制造用作中间轴等的伸缩轴的方法，伸缩轴包括连接成能够沿轴向方向滑动的阳轴(male shaft)以及筒状的阴轴(female shaft)，并且伸缩轴例如在车辆转向装置中传递转向力。
【背景技术】
[0002]车辆转向装置的中间轴由伸缩轴构造，其中，阳轴与筒状的阴轴例如通过相啮合的花键(花键配合)沿轴向方向以伸缩的方式连接。在一些情况下，阳轴的具有花键的外周表面或阴轴的具有花键的内周表面涂覆有树脂涂层，树脂涂层填充所述两个轴之间的间隙，以在转向操作期间降低咔哒声或减少方向盘的松动(例如，参见专利文献I和2)。
[0003]作为用于形成树脂涂层的方法的粉末流化床浸渍法是已知的。由于在粉末流化床浸渍法中不使用有机溶剂，因此有利的是，减少了对环境的影响。
[0004]在粉末流化床浸渍法中，首先制备包含作为树脂涂层的基体的基体树脂(热塑性树脂)的粉末涂料，并且粉末涂料通过将空气等吹送入流体槽中而进入在流体槽中悬浮或流化的状态。
[0005]随后，当将加热至温度等于或高于基体树脂的熔点的阳轴或阴轴浸渍在悬浮或流化的粉末涂料中时，粉末涂料附着至阳轴的外周表面或阴轴的内周表面(在下文中，在一些情况下，也被称为“附着目标表面”)并且熔融及扩散，并且接着使粉末涂料进一步冷却和固化，使得形成树脂涂层。
[0006]由于基体树脂作为由粉末涂料形成的树脂涂层的基体，因此适当地使用能够形成滑动性良好且在熔融时流动性良好的树脂涂层的聚酰胺11、聚酰胺12等来作为基体树脂。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009 ]【专利文献I】日本专利N0.5104001
[0010]【专利文献2】日本专利N0.4566909
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]近年来，要求设置在机动车内部中的中间轴还可以设置在高温的发动机舱等中。因此，树脂涂层需要具有高耐热性。
[0013]因此，考虑使用聚酰胺610等作为基体树脂，聚酰胺610在耐热性方面比目前的材料更好且在摩擦和磨损性能、滑动性等方面也较好。
[0014]然而，出现的问题在于:由于聚酰胺610在熔融时具有高的粘度并且在附着之后具有低的布散能力，因此聚酰胺610不能通过熔融顺利地铺展，并且不易于形成连续的树脂涂层。
[0015]为了解决该问题，考虑在悬浮或流化的粉末涂料中对加热的阳轴或阴轴反复地执行两次或更多次浸渍一一与在相关技术中的仅一次浸渍不同一一以增加粉末涂料的附着量，即，以获得较大厚度的粉末涂料，使得形成连续的树脂涂层。
[0016]然而，在这种情况下，出现的问题在于:在树脂涂层中可能形成真空空隙。
[0017]换言之，由于树脂涂层的表面在形成之后因与外部空气接触而迅速冷却，但加热的阳轴或阴轴的温度未必降低，因此树脂涂层的更靠近附着目标表面的内部部段处于持续高温的熔融状态。
[0018]因此，树脂涂层被固化，从而从所述表面连续地收缩，并且特别地，在靠近附着目标表面的接合面的较厚部分中局部地形成了低密度的区域。于是，当该区域的密度低于极限时，就形成了真空空隙。
[0019]较厚的树脂涂层被冷却，并且接着根据阳轴与阴轴之间的间隙通过拉削等来修整;然而，当该内部部段中形成有真空空隙时，该空隙在抛光期间作为缺陷暴露，并且导致树脂涂层的强度等降低。
[0020]本发明的目的是提供一种制造方法，其中，可以通过粉末流化床浸渍法使用粉末涂料来制造下述伸缩轴，所述伸缩轴具有在阳轴的外周表面或阴轴的内周表面上形成的无真空空隙的连续的树脂涂层。
[0021]问题的解决方案
[0022]根据本发明的有利方面，提供了一种用于制造伸缩轴的方法，伸缩轴包括以能够沿伸缩轴的轴向方向滑动的方式连接至彼此的阳轴和筒状的阴轴，其中，阳轴的外周表面或阴轴的内周表面涂覆有树脂涂层，该方法包括:涂覆步骤，在该涂覆步骤中，通过流化床浸渍法将粉末涂料附着在预先加热的阳轴的外周表面或阴轴的内周表面上，并且形成树脂涂层;拉削步骤，在该拉削步骤中，在已形成的树脂涂层的冷却完成之前通过拉削使树脂涂层变薄；以及冷却步骤，在该冷却步骤中，对变薄的树脂涂层进行冷却。
[0023]在拉削步骤中，树脂涂层可以在下述温度下经受拉削，所述温度等于或高于比粉末涂料中所包含的基体树脂的熔点低了 30°C的温度且等于或低于该熔点。
[0024]在涂覆步骤中，树脂涂层可以形成为具有ΙΟΟμπι至1.5mm的厚度。
【附图说明】
[0025]图1是示意性地示出了包括组装为伸缩轴的中间轴的电力转向装置的示例的视图。
[0026]图2是中间轴的主要部分的截面图。
[0027]图3是沿着图2中的线II1-1II截取的截面图。
[0028]图4是沿着图2中的线IV-1V截取的截面图。
[0029]图5A和图5B是示出了本发明的制造方法的示例中的步骤的视图。图5A是示出了在涂覆步骤中形成树脂涂层的状态的截面图，并且图5B是示出了在拉削步骤中对树脂涂层执行拉削的状态的截面图。
[0030]图6是示出了在涂覆步骤中形成的树脂涂层的温度(°C)从涂覆之后立即测量到的温度开始由于时间的推移而变化的示例的曲线图。
[0031]图7是示出了基体树脂的弹性模量(MPa)与树脂涂层的拉削负荷(N)之间的关系的示例的曲线图。
[0032]图8是在比较示例中形成的树脂涂层的截面的显微照片。
[0033]图9是在示例中形成的树脂涂层的截面的显微照片。
【具体实施方式】
[0034]图1是示意性地示出了包括组装为伸缩轴的中间轴的电力转向装置的示例的视图。
[0035]参照图1，电力转向装置I包括:转向轴3，该转向轴3连接至方向盘2以能够与方向盘一起一体地旋转；中间轴5，该中间轴5通过万向节4连接至转向轴3；小齿轮轴7，该小齿轮轴7通过万向节6连接至中间轴5;以及作为转向轴的齿条8，该齿条8具有齿条齿8a，齿条齿8a与设置在小齿轮轴7上的小齿轮齿7a啮合，并且齿条8沿机动车的左右方向延伸。
[0036]由齿条和小齿轮机构形成的转向机构9构造成包括小齿轮轴7和齿条8。
[0037]齿条8通过多个轴承(未示出)以直线往复的方式支承在固定至车身的齿条壳体10中。齿条8的两个端部朝向齿条壳体10的两侧突出，并且所述两个端部分别连接有拉杆11。
[0038]每个拉杆11均通过转向节臂(未示出)连接至对应的转向轮胎12。
[0039]当转向轴3由于方向盘2的操作而旋转时，小齿轮齿7a和齿条齿8a将转向轴3的旋转转换成齿条8在机动车的左右方向上的线性运动，使得实现转向轮胎12的转向。
[0040]转向轴3分为连接至方向盘2的输入轴3a以及连接至小齿轮轴7的输出轴3b，并且两个轴3a和3b通过扭力杆13以能够相对于彼此旋转的方式连接成具有相同的轴线。
[0041]此外，扭力杆13设置有用于对通过两个轴3a和3b之间的相对旋转位移而获得的转向扭矩进行检测的扭矩传感器14，并且扭矩传感器14的扭矩检测结果被传递至电子控制单元(ECU)150
[0042]ECU 15响应于扭矩检测结果、从车速传感器(未示出)传递的车速检测结果等通过驱动器电路16来控制转向辅助电动马达17的驱动。电动马达17的输出转速通过减速装置18减小、传递至小齿轮轴7、并且转换成齿条8的直线运动以使得辅助转向。
[0043]减速装置18包括作为输入轴的小齿轮19以及主轮20，其中，小齿轮19由电动马达17驱动并转动，主轮20与小齿轮19啮合，并且主轮20连接成能够与转向轴3的输出轴3b—起一体地旋转。
[0044]图2是中间轴的主要部分的截面图。
[0045]参照图1和图2，中间轴5包括例如作为下部轴的阳轴21以及例如作为上部轴的筒状的阴轴22。
[0046]阴轴22的上端连接至万向节4的轭状部4a，并且阳轴21的下端连接至万向节6的轭状部6a。
[0047]阴轴22具有作为敞开端部的第一端部23以及作为封闭端部的第二端部24。第二端部24连接至万向节4的轭状部4a的端部并且封闭。
[0048]阳轴21从第一端部23侧插入到阴轴22中并连接成能够沿轴向方向Xl滑动。具体地，阳轴21与阴轴22通过花键配合来连接。
[0049]图3是沿着图2中的线II1-1II截取的截面图。此外，图4是沿着图2中的线IV-1V截取的截面图。
[0050]参照图2和图3，阳轴21的外周表