(57)【要約】      （修正有）【課題】ブッシュ本体に装着されるＯリング等の締付部材を形成するゴム組成物を改良して経年劣化を抑え、静音性や摺動性等の特性をこれまでよりも長期間にわたり良好に維持する。【解決手段】滑り軸受の軸受本体１１を締め付けるＯリング１２等の締付部材を、グリースの基油中に１２０℃で７２時間浸漬した後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが５５〜８１で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、浸漬前後における体積変化率が−８〜２０％以下であるゴム組成物で形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受本体の摺接内周面にシャフトを回転自在に摺接して支持し、グリース潤滑される滑り軸受において、前記軸受本体に装着されて該軸受本体を締め付けるための締付部材を形成するゴム組成物であって、
前記ゴム組成物が、グリースの基油中に１２０℃で７２時間浸漬した後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが５５〜８１で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、浸漬前後における体積変化率が−８〜２０％以下であることを特徴とする滑り軸受の締付部材用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム組成物が、１２０℃雰囲気下に７２時間放置後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが８３以下で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、−４０℃雰囲気下でのＪＩＳ  Ｂ２４０１に準拠する曲げ試験において亀裂が発生しないことを特徴とする請求項１記載の滑り軸受の締付部材用ゴム組成物。
【請求項３】
軸受本体の摺接内周面にシャフトを回転自在に摺接して支持し、グリース潤滑される滑り軸受であって、
前記軸受本体が、請求項１または２記載のゴム組成物からなる締付部材により締め付けられていることを特徴とする滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングコラムのラックブッシュ等の滑り軸受、並びに滑り軸受の軸受本体を締め付けるＯリング等の締付部材を形成するゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用ステアリングコラムでは、ステアリングシャフトに作用する振動を吸収する必要性から、ステアリングシャフトを回転自在に支承する軸受として、ラックブッシュを用いるのが一般的になっている。
【０００３】
ラックブッシュは、図１に示すように、合成樹脂からなる筒状のブッシュ本体１１の外周面に凹溝１１Ａが形成されており、凹溝１１Ａに、板バネやＯリング等の締付部材１２が弾性的に介装されており、ブッシュ本体１１の内周面２０にステアリングシャフト２が回転自在に摺動支持されている（例えば、特許文献１、２参照）。Ｏリング等の締付部材１２により、ブッシュ本体１１の熱履歴が著しく緩和されて（具体的にはクリープ変形が抑制されて）、ブッシュブッシュとハウジング間におけるガタの発生を抑制することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５５−２８８９８号公報
【特許文献２】実公昭５８−５４２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車のステアリング装置では、ラックブッシュは、グリース潤滑下、−４０℃〜１２０℃程度の広い温度範囲で使用されるが、Ｏリング等を形成する従来のゴム組成物では経時劣化によりラックブッシュに求められる機能、即ち、ラック軸を適切な位置で支持することや、静音性や摺動性（低摩擦性）といった特性が著しく損なわれるおそれがある。具体的には、ラックブッシュが変形、摩耗するなどしてハウジングとラックブッシュとの間に隙間が生じ、この隙間に由来してガタつき、ラック軸が上下に変動して振動や打音が発生したり、摩擦トルクが増大するなどの問題を起こすおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、ブッシュ本体に装着されるＯリング等の締付部材の経年劣化を抑え、静音性や摺動性等の特性をこれまでよりも長期間にわたり良好に維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明者らは、締付部材を形成するゴム組成物の耐油性について鋭意検討した結果、ゴム組成物のグリースの基油に対する耐油性（基油に浸漬したときの硬さ、圧縮変形歪率、体積変化率）を適正なレベルにし、かつ、締付部材に求められる信頼性の確保に必要な耐熱性（高温時の硬さや圧縮永久歪率、低温時の曲げ特性）を適正範囲とすることが有効であることを見出した。ゴム組成物の耐油性が低いことは、ゴム分子とグリースの基油の分子との間の極性差が小さく、両方の分子同士が混合しやすく溶解度が大きいことと同義であり、巨視的にはゴムが基油を吸収して膨潤する。そしで、この膨潤変形により機械特性の低下に基づく弾性率、硬さ、伸び率が低下してラックブッシュの第一義的要求機能であるラック軸を適正な位置で支持することができなくなる。これに対しゴム組成物の耐油性が一定レベル以上であれば、膨潤の影響は致命的にはならず、ラックブッシュに満足できる機能が保持できる。
【０００８】
そして、締付部材を下記の耐油性、好ましくは更に下記の耐熱性を満足するゴム組成物で形成することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は下記の滑り軸受を提供する。
（１）軸受本体の摺接内周面にシャフトを回転自在に摺接して支持し、グリース潤滑される滑り軸受において、前記軸受本体に装着されて該軸受本体を締め付けるための締付部材を形成するゴム組成物であって、
前記ゴム組成物が、グリースの基油中に１２０℃で７２時間浸漬した後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが５５〜８１で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、浸漬前後における体積変化率が−８〜２０％以下であることを特徴とする滑り軸受の締付部材用ゴム組成物。
（２）前記ゴム組成物が、１２０℃雰囲気下に７２時間放置後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが８３以下で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、−４０℃雰囲気下でのＪＩＳ  Ｂ２４０１に準拠する曲げ試験において亀裂が発生しないことを特徴とする上記（１）記載の滑り軸受の締付部材用ゴム組成物。
（３）軸受本体の摺接内周面にシャフトを回転自在に摺接して支持し、グリース潤滑される滑り軸受であって、
前記軸受本体が、上記（１）または（２）記載のゴム組成物からなる締付部材により締め付けられていることを特徴とする滑り軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ラックブッシュの締付部材が、グリース潤滑下、−４０℃〜１２０℃の温度環境に曝されても経年劣化が少なく、静音性や摺動特性等のラックブッシュに求められる機能をより長期間にわたり良好に発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】滑り軸受の一種であるラックブッシュの一例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１３】
本発明において、滑り軸受は、グリース潤滑され、かつ、ブッシュ本体がＯリング等の締付部材で締め付けられる構成であれば構造上の制限はなく、例えば図１に示したラックブッシュを例示することができる。ブッシュ本体１１は、樹脂組成物を所定の形状に成形したものであり、外周面に形成した凹溝１１Ａに、Ｏリング等の締付部材１２が弾性的に装着される。
【００１４】
締付部材１２はゴム組成物からなり、グリースの基油中に１２０℃で７２時間浸漬した後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが５５〜８１で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、浸漬前後における体積変化率が−８〜２０％以下を満足する。このような耐油性に加え、更に１２０℃雰囲気下に７２時間放置後のデュロメータＡスケールで測定した硬さが８３以下で、圧縮永久歪率が４０％以下であり、かつ、−４０℃雰囲気下でのＪＩＳ  Ｂ２４０１に準拠した曲げ試験において亀裂が発生しない耐熱性を有することがより好ましい。
【００１５】
このような耐油性、更には耐熱性を満足するには、ベースゴムとして耐油性や耐熱性、耐グリース性にバランス良く優れることからニトリルゴムが好ましく、中でもブタジエンとアクリロニトリルとの共重合から得られるアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）が好適である。また、ベースゴムには下記に示すような各種の配合物を配合する。
【００１６】
〔可塑剤〕
可塑剤としては、凝固点が低く、かつベースゴムとの相溶性が良いものを使用できる。凝固点からは、十分な耐寒性を得るために０℃以下の凝固点を持つ可塑剤が好ましく、−１０°以下の凝固点を持つ可塑剤がより好ましい。具体的には、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤であるアジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）、アゼライン酸ジオクチル（ＤＯＺ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）や、リン酸エステル系可塑剤、エーテルエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等を、ベースゴム１００重量部に対し５〜１５重量部配合する。配合量が５重量部未満では必要な耐寒性が得られず、１５重量部を超えると締付部材１２の硬さの不足や表面のブリード等が生じるおそれがある。
【００１７】
〔補強材〕
補強材としてケイ酸塩を配合してもよい。好適なケイ酸としては、ケイ酸アンモニウム類ではカオリンクレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、焼成クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ロウ石（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、セリサイト（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、マイカ（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ネフェリンシナイト（Ｎａ２Ｏ・Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、含水ケイ酸アンモニウム（Ａｌ２Ｏ３・ｍＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）等を、ケイ酸マグネシウム類ではタルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）等を、ケイ酸カルシウム類ではウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）等を挙げることができるが、中でもケイ酸アルミニウム類が好ましい。また、カオリンクレーは、粒子の結晶度、結晶表面の水酸基の活性度を考慮すると、一般にハードクレーと呼ばれている粒径の細かいもの、特に２μｍ以下の微粒を多く含むものが補強性に優れることから好ましい。また、これらのケイ酸塩は単独でも、複数を混合して使用してもよい。
【００１８】
更に、補強効果を高めるためにカーボンブラックを併用することが好ましい。カーボンブラックには制限はないが、例えばＳＡＦ（Super Abrasion Furnace black）、ＩＳＡＦ（Intermediate Super Abrasion Furnace black ）、ＨＡＦ（High Abrasion Furnace black ）、ＭＡＦ（Medium Abrasion Furnace black ）、ＦＥＦ（Fast Extruding Furnace black）、ＧＰＦ（General Purpose Furnace black ）、ＳＲＦ（Semi-Reinforcing Furnace black）、ＦＴ（Fine Thermal Furnace black）、ＭＴ（Medium Thermal Furnace black）等が挙げられるが、中でも補強性及び成形加工性のバランスに優れたＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＳ及びＳＲＦが好まく、特にＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましい。
【００１９】
ケイ酸塩とカーボンブラックとを併用する場合、ベースゴム１００重量部に対して、ケイ酸塩を１０〜１５０重量部、カーボンブラックを１０〜９０重量部、かつ合計で２０〜２４０重量部となるように配合することが好ましい。単独または合計での前記下限値を下回ると十分な補強効果や耐摩耗性が得られない。前記上限値を上回ると、補強効果や耐摩耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が極端に低下して実質的に製造が困難になり、更には硬度が高くなり過ぎて伸びが低くなり、本来のゴム弾性が低下する。
【００２０】
〔その他の配合物〕
ゴム組成物には、成形のための加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、加硫促進助剤が配合される。加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄等の各種硫黄、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオ−ビス（ヘキサヒドロ−２Ｈ−アゼピノン−２）、チウラムポリスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイド、ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチルヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、耐熱性の点で、粉末硫黄、高分散性硫黄やモルホリンジスルフィドを使用することが好ましい。
【００２１】
加硫促進助剤としては、酸化亜鉛等の金属酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ステアリン酸等の有機酸とその誘導体、及びアミン類等が挙げられる。これら加硫助剤、活性剤は２種以上を混合使用してもよく、ベースゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合される。
【００２２】
また、ゴム組成物には、老化防止剤、カップリング剤、顔料、染料、離離剤、加工助剤、摩耗改良剤、摩擦改良剤、導電性付与剤等を添加することができる。何れも公知のもので構わないが、特に老化防止剤が好ましい。
【００２３】
老化防止剤としては、アミン・ケトン縮合生成物、芳香族第二級アミン類、モノフェノール誘導体、ビス又はポリフェノール誘導体、ヒドロキノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤等が挙げられる。このうち、アミン・ケトン縮合生成物系の２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体、ジフェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、芳香族第二級アミン系のＮ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ビス−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）、ｐ−フェニレンジアミン等が好ましい。
【００２４】
また、熱分解を防止して耐熱性を向上するため、上記の老化防止剤とともに２次老化防止剤を併用することがより好ましい。２次老化防止剤としては、例えば、硫黄系の２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール及びこれらの亜鉛塩等を例示できる。更に、オゾンの作用による亀裂を抑制させる日光亀裂防止剤として、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスをベースゴム１００重量部に対して１〜１０重量部程度添加してもよい。
【００２５】
尚、上記のゴム組成物を締付部材１２にするための方法も特に限定されないが、ベースゴムや補強材、他の配合剤をゴム混練ロールや加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の従来から公知のゴム混練用装置を用いて均一に混練して、未加硫のゴム組成物を調整する。混練条件には制限はないが、３０〜８０℃で、５〜６０分混練りする。そして、所定の形状に成形するが、成形方法には制限はなく圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム成形方法を採用することができる。成形条件にも制限はないが、１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫し、必要に応じて更に１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度の二次加硫を行う。
【００２６】
グリースには制限はなく、従来からステアリングコラムに使用される各種グリースを使用でき、例えばパラフィン系やナフテン系の鉱油、ＰＡＯ（ポリ−αオレフィン）等の合成炭化水素油、エーテル油、エステル油等を基油とするグリースを使用できる。また、アニリン点が８０〜１２０℃の基油が好ましい。中でも、基油は鉱油と合成油との混合油が好ましく、質量比で、鉱油：合成油＝５０〜８０：５０〜２０の範囲で、アニリン点が８０〜１２０℃となるように混合した混合油が好ましい。合成油の割合が５０質量％を超えるとコスト高となり、２０質量％未満では低温性が十分ではなくなる。
【００２７】
増ちょう剤はゲル構造を形成し、上記の基油をゲル構造中に保持する能力があれば制限はなく、Ｌｉ、Ｎａ等からなる金属石けん、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ等から選択される複合金属石けん、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非石けん類を適宜選択して用いる。耐熱性を考慮する場合は、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物またはこれらの混合物が好ましい。ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、中でもジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物またはこれらの混合物が好ましく、耐熱性や音響特性を考慮するとジウレア化合物が特に好ましい。
【００２８】
グリースには性能向上を目的として、種々の添加剤を添加することができる。例えば、酸化防止剤や防錆剤、極圧剤、油性向上剤、金属不活性化剤等をそれぞれ単独で、あるいは２種以上を混合して添加することができる。添加量は、グリース全量の０．１〜２０重量％が適当であり、０．１質量％未満では添加効果が十分ではなく、２０質量％を超えて添加しても効果が飽和するとともに、基油量が相対的に少なくなるため潤滑性が低下するおそれがある。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれより何ら制限されるものではない。
【００３０】
〔実施例１〜３、比較例１〜５〕
ＮＢＲ（ＪＳＲ（株）製「Ｎ２４０Ｓ」）に、補強材及び他の配合物を配合して十分に混練し、Ｏリングを成形した。その際、配合量を上記範囲内で変えることで表１に示す耐油性及び耐熱性となるように調整した。
【００３１】
尚、耐油性については、Ｏリングを１２０℃に加温したＰＡＯに７２時間浸漬した後に、硬さ（デュロメータＡスケール）及び圧縮永久歪率を測定し、更に浸漬前後に体積を測定して変化率を求めた。また、耐熱性については、Ｏリングを１２０℃の恒温槽に７２時間放置した後に硬さ（デュロメータＡスケール）及び圧縮永久歪率を測定するとともに、−４０℃の恒温槽中でＪＩＳ  Ｂ２４０１に従い曲げ試験を行い、目視により亀裂の有無を確認した。
【００３２】
また、合成樹脂製のラックブッシュにＯリングを装着し、実機のステアリング装置に組み込み、ＰＡＯを基油とするグリースによる潤滑下、雰囲気を１２０℃に維持した状態で操舵を繰り返し行い、激しい異音が発生するか、操舵フィーリングに著しい悪化（摺動トルクの著しい上昇など）が認められた時点で寿命を迎えたと判断し、それまでの操舵回数を求めた。現行品の耐久性を超えることを想定して、１５万サイクルを超えた場合を合格「〇」、１５万サイクル以下の場合を不合格「×」とし、表１の耐久性試験の欄に記載した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１に示すように、実施例のＯリングは、本発明で規定する耐油性、更には耐熱性を満足する。そのため、１５万サイクルを超える操舵にも十分に対応でき、耐久性に優れる。一方、比較例のＯリングは、本発明で規定する耐油性や耐熱性を満足しないため、目的とする耐久性が得られていない。
【符号の説明】
【００３５】
２  ステアリングシャフト
１１  ブッシュ本体
１１Ａ  凹溝
１２  弾性リング
２０  内周面
【図１】
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