シリコーン樹脂組成物およびこれを用いたステアリング装置
【課題】ステアリング装置のブラケット１７、コラムチューブ１２および支軸３８の摩擦部の音対策としてグリースをコーティングしている。使用されているうちに飛散や流出により摩擦面からグリースがなくなり、また、各部品の摩耗や塑性変形等により各部品間のがたが増えてくると、異音が発生してくる問題がある。
【解決手段】課題を解決するために、本発明は粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカを含み、摩擦係数が０．４から０．５であることを特徴とするコーティング用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いた部品を使用するステアリング装置。
【解決手段】課題を解決するために、本発明は粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカを含み、摩擦係数が０．４から０．５であることを特徴とするコーティング用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いた部品を使用するステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング被膜としてのシリコーン樹脂組成物およびこれを用いた部品を使用するステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングコラムを車体に固定する場合は、構成部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にはチルト操作をスムースにするため、また、各部品の摩耗や塑性変形等により各部品間のがたを防止するため潤滑剤としてグリースをコーティングしている。
【０００３】
特許文献１には、従来固体潤滑被膜により潤滑性や耐スティックスリップ性を改良して、低摩擦化のコーティング被膜を実施されているが、耐摩耗性および耐久性のため、潤滑剤グリースが併用されている。
【０００４】
また、特許文献２には、潤滑剤による対策として高粘度の潤滑剤グリースにより、耐久性を改良しているが、低温時の始動性や、高温時のグリースの流動性による、漏れによる耐久性の課題が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１４５２７号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステアリング装置のブラケットにおけるチューブ、チルト支軸間の摩擦部（軸支部）で発生するスティックスリップによる音対策としてグリースをコーティングしている。しかし、使用されているうちに飛散や流出により摩擦面からグリースがなくなり、また、各部品の摩耗や塑性変形等により各部品間のがたが増えてくると、異音が発生してくる課題がある。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、摩耗を起こしにくく、かつ異音が発生しにくく、グリースの不要な耐久性にすぐれたコーティング被膜を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂とからなることを要旨としている。
【０００９】
即ち、粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂で構成したので、潤滑成分が含まれているため、摩耗を起こしにくくかつ摩擦係数の変動が発生しない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機―無機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５であることを要旨としている。
【００１１】
即ち、シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機―無機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５とすることで、摩擦係数を一定に保つことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことを要旨としている。
即ち、硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことにより、加工時間の短い適正硬化物を得ることが出来る。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングしたことを要旨とする。
即ち、シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングすることで、各部品の振動や荷重による相対運動を抑えて異音の発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
摩耗を起こしにくく、かつ異音が発生しにくく、グリースの不要な耐久性にすぐれたコーティング被膜を提供できる。
また、コーティング被膜を行ったステアリング部品により、摺動速度や荷重条件に影響されないためスティックスリップの発生防止に効果があり、かつ、グリース等の特別の潤滑剤を使用せずに異音発生を防止できるため、耐久性がよい高品質のステアリング装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置調整式ステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１におけるII―II線に沿う位置調整式ステアリング装置の図解的な断面図である。
【図３】図２における矢視IIIから見た位置調整式ステアリング装置の一部の図解的な外観図である。
【図４】図２の一部を拡大した図である。
【図５】荷重変化時の摩擦係数の測定結果の図である。
【図６】摺動速度変化時の摩擦係数の測定結果の図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：位置調整式ステアリング装置、４：ステアリングシャフト（操舵軸）、１１：アウターチュ−ブ、１２：インナーチューブ、１３：車体、１７：コラム側ブラケット（インナーブラケット）、１８：車体側ブラケット（アウターブラケット）、１９：ロック機構、２１：押圧部材、２２：操作レバー、２３：側板（インナーブラケットの側板）、３０：側板（アウターブラケットの側板）、３８：支軸、４９：開口部、５４：押圧部、Ｘ１：軸方向、Ｙ１：周方向（インナーチューブの周方向）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る位置調整式ステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、位置調整式ステアリング装置１はステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）を転舵するステアリング機構３とを備えている。ステアリング機構３としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。
【００１８】
操舵部材２とステアリング機構３とは、ステアリングシャフト４および中間軸５等を介して機械的に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５等を介してステアリング機構３に伝達されるようになっている。また、ステアリング機構３に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。
【００１９】
ステアリングシャフト４は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト６およびロアーシャフト７を有している。操舵部材２は、アッパーシャフト６の上端部に連結されている。また、ステアリングシャフト４はその軸方向Ｘ１に伸縮可能である。ステアリングシャフト４は、筒状のステアリングコラム８の内周を挿通しており、複数の軸受９，１０を介してステアリングコラム８に回転可能に支持されている。
【００２０】
ステアリングコラム８は、相対摺動可能に嵌合されたアッパーチューブとしてのアウターチューブ１１と、ロアーチューブとしてのインナーチューブ１２とを有している。ステアリングコラム８は、その軸方向に伸縮可能である。アウターチューブ１１は、軸受９を介してアッパーシャフト６を回転可能に支持するとともに、軸受９を介してステアリングシャフト４の軸方向Ｘ１に同行移動可能にアッパーシャフト６に連結されている。
【００２１】
また、インナーチューブ１２の外周には、車体１３に固定された固定ブラケット１４に、チルト用支軸１５を介して回動可能に支持されたロア側ブラケット１６が固定されている。
ステアリングコラム８およびステアリングシャフト４は、チルト用支持軸１５を支点に回動可能となっている。チルト用支持軸１５を支点にして、ステアリングシャフト４およびステアリングコラム８を軸方向Ｘ１に伸縮させることで、操舵部材２の高さを調整できるようになっている（いわゆるテレスコ調整）。
【００２２】
アウターチューブ１１にはコラム側ブラケット１７が固定されており、このコラム側ブラケット１７と車体１３に固定された車体側ブラケット１８とがロック機構１９によって連結されることで、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定され操舵部材２の位置が固定されるようになっている。本実施形態では、コラム側ブラケット１７がインナーブラケットとして機能し、車体側ブラケット１８がアウターブラケットとして機能する。
【００２３】
また、ロック機構１９は、カム状突起部２０を有する押圧部材２１を備えており、操作レバー２２の操作によって押圧部材２１が回動することで、インナーチューブ１２がアウターチューブ１１に押し付けられ、アウターチューブ１１に対してインナーチューブ１２が固定されるようになっている。
図２は、図１におけるII―II線に沿う位置調整式ステアリング装置１の図解的な断面図である。図３は図２における矢示IIIから見た位置調整式ステアリング装置１の一部の図解的な外観図である。
【００２４】
図２を参照して、コラム側ブラケット１７は、上向きに開放する溝形の部材であり、図２において、左右対称にされている。すなわち、コラム側ブラケット１７は、図２における左右方向に相対向する一対の側版２３と、この一対の側板の下端同士を連結する連結板２４とを含む。各側板２３と連結板２４とは、それぞれ下側湾曲部２５を介して連続的に連なっている。
【００２５】
図２および図３を参照して、各側板２３は、図３に示すように、概ね矩形状であり、その下端部には、軸方向Ｘ１に長手となるテレスコ用の長孔２６が形成されている。ステアリングシャフト４およびステアリングコラム８は、この長孔２６の軸方向長さの範囲で伸縮できるようになっている。図２に示すように、各側板２３に形成された長孔２６は、互いに対向している。
【００２６】
また、図２に示すように、各側板２３の上端部は、コラム側ブラケット１７の内側に折り曲げられており、折り曲げ部２７となっている。各側板２３は、折り曲げ部２７と主体部２８とによって構成されている。各側板２３は、その折り曲げ部２７がアウターチューブ１１の外周面に固定されている。また、折り曲げ部２７と主体部２８とは上側湾曲部２９を介して連続的に連なっている。主体部２８は、下側湾曲部２５と上側湾曲部２９との間に相当する部分である。（図３に示す二点鎖線L1と二点鎖線L2との間に相当する部分である）。
【００２７】
図２および図３を参照して、車体側ブラケット１８は、図２に示すように、下向きに開放する全体として溝形の部材であり、図２における左右方向に相対向する一対の側板３０と、この一対の側板３０の上端同士を連結する連結板３１と、この連結板３１の上面に固定され概ね上記左右方向に延びる板状の取付ステー３２とを含む。ステアリングシャフト４、ステアリングコラム８およびコラム側ブラケット１７は、図２において、車体側ブラケット１８の一対の側板３０の間に配置されている。また、車体側ブラケット１８は、取付ステー３２に連結された一対の取付体３３を介して車体１３に固定されている。
【００２８】
各取付体３３と取付ステー３２とは、それぞれ取付ステー３２を上下方向に貫通する破断可能な合成樹脂製のピン３４によって連結されており、各取付体３３は固定ボルト３５によって車体１３に固定されている。取付ステー３２には、図３に示すように、その操舵部材２側の端部から軸方向Ｘ１に沿って延びる一対の切欠き３６が形成されている。一対の固定ボルト３５の頭部は、それぞれ、対応する切欠き３６内に配置されている。
【００２９】
また、各側板３０は、図２に示すように、その内側面３０ｂがコラム側ブラケット１７の対応する側板２３の外側面に対向しており、その下端部には、上下方向に長手となるチルト用の円弧状長孔３７が形成されている。各側板３０に形成された円弧状長孔３７は、互いに対向している。また、図３に示すように、各側板３０は、その円弧状長孔３７が当該側板３０に対応する側板２３の長孔２６に交差するように配置されている。図2に示すように、シリコーン樹脂組成物のコーティングをこのチルト用支軸３８の外周面に形成されている。ロック機構１９の一部であり開発材でコーティングされた支軸３８は、テレスコ用の一対の長孔２６およびチルト用の一対の円弧状長孔３７を左右方向に挿通している。
【００３０】
図２を参照して、ロック機構１９は、図２における左右方向に車体側ブラケット１８を挟持して当該車体側ブラケット１８にコラム側ブラケット１７を保持させるとともに、インナーチューブ１２を押圧して、アウターチューブ１１に対してインナーチューブ１２を固定するためのものであり、上記支軸３８と、この支軸の一端部に形成されたねじ部に螺合するナット３９と、支軸３８の外周に嵌合された環状のカム４０および環状のカムフォロア４１と、インナーチューブ１２を押圧するための押圧部材２１とを含む。
【００３１】
カム４０およびカムフォロワ４１は支軸３８の頭部３８ａ側に配置されており、複数のカム突起が形成されたカム４０の端部４２およびカムフォロワ４１の端部４３は、互いに対向している。また、押圧部材２１は、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３の間において、支軸３８の軸部３８ｂの軸方向中間部に同行回転可能に連結されている。ナット３９と押圧部材２１との間には、ニードルベアリングやワッシャー等の介在部材４４が介在している。
【００３２】
介在部材４４は、車体側ブラケット１８の一方の側板３０（図２において右側の側板３０）の外側面３０ａに接触しており、当該外側面３０ａに接触する介在部材４４の接触面４４ａは、図２においてほぼ鉛直な環状の面となっている。介在部材４４の接触面４４ａは、車体側ブラケット１８を挟持するための挟持面として機能する。カム４０は、支軸３８と同行回転可能に連結されており、操作レバー２２の操作によって、支軸３８がその中心軸の回りに回動すると、それに伴って回動するようになっている。カム４０は、車体側ブラケット１８の他方の側板３０（図２において左側の側板３０）と支軸３８の頭部３８ａとの間に配置されている。
【００３３】
また、カムフォロワ４１は、支軸３８の軸部３８ｂの外周に相対回転可能に嵌合されている。カムフォロア４１は、コラム側ブラケット１７の一方の側板２３（図２において左側の側板２３）に形成された長孔２６に係合することによって回動が規制されている。カムフォロワ４１は、車体側ブラケット１８の他方の側板３０の外側面３０ａに接触しており、当該外側面３０ａに接触するカムフォロワ４１の接触面４１aは、図２においてほぼ鉛直な環状の面となっている。カムフォロワ４１の接触面４１aは、車体側ブラケット１８を挟持するための挟持面として機能する。すなわち、本実施形態では、介在部材４４の接触面４４ａとカムフォロワ４１の接触面４１ａとが、車体側ブラケット１８を挟持する一対の挟持面として機能する。
【００３４】
また、図４に示すように、カム４０およびカムフォロワ４１の互いに対向する端部４２、４３の内周には、それぞれ、環状溝４５、４６が形成されている。この一対の環状溝４５，４６は互いに連通しており、一対の環状溝４５，４６と支軸３８の軸部３８ｂの外周との間には、環状の弾性部材４７が介在している。弾性部材４７としては、例えば、Ｏリングやゴム管、合成樹脂材等を用いることができる。
【００３５】
弾性部材４７は、カム４０およびカムフォロワ４１が噛み合っていない状態、または噛み合いが緩んだ状態において、カム４０およびカムフォロワ４１を支軸３８の軸方向および径方向に付勢し、これらの部材４０、４１が振動しないようにしている。これにより、カム４０およびカムフォロワ４１の振動に起因する騒音の発生が防止されている。また、上記一対の環状溝４５，４６とチルト支軸３８の軸部３８ｂの外周との間に弾性部材４７を配置することで、カム４０とカムフォロワ４１との噛み合いが阻害されないようになっている。
【００３６】
図２を参照して、インナーチューブ１２は、例えば金属製の金属製チューブ５０と、この金属製チューブ５０の外周に嵌合された例えば合成樹脂製の樹脂製チューブ５１とを備えている。樹脂製チューブ５１には、複数の凸部５２がその周方向に間隔を隔てて形成されている。図示はしないが、この複数の凸部５２は、樹脂製チューブ５１の軸方向に間隔を隔てた複数の箇所に形成されている。なお、この凸部５２は、金属製チューブ５０に形成されていてもよい。
【００３７】
また、押圧部材２１は、筒状部４８と、この筒状部４８の軸方向中間部に突出形成されたカム状突起部２０とを含む。押圧部材２１は、支軸３８の軸部３８ｂに例えばセレーション嵌合またはスプライン嵌合されており、これによって、押圧部材２１が支軸３８に同行回転可能に連結されている。また、カム状突起部２０は、筒状部４８の周方向の一部から突出しており、その上端部は、アウターチューブ１１に形成された開口部４９を通ってアウターチューブ１１の内部に進入している。カム状突起部２０の上端面は、筒状部４８の周方向に関して、筒状部４８の中心からの距離が連続的に変化する円弧状の面となっている。（図１参照）
【００３８】
具体的には、カム状突起部２０の上端部に断面矩形の凹部５３が形成され、この凹部５３の左右両側が押圧部５４となっている。各押圧部５４の上端面は、筒状部４８の軸方向に関して、金属製チューブ５０の外周面の形状に対応する円弧状の面となっており、操作レバー２２の操作に応じて、当該金属製チューブ５０の外周面に当接または離反するようになっている。
【００３９】
操作レバー２２を所定の方向に回動させると、それに伴って支軸３８およびカム４０が回動し、図２の右方に向けてカム４０がカムフォロワ４１を押してカムフォロワ４１が右方へ移動する。これにより、車体側ブラケット１８の一対の側板３０がロック機構１９によって左右方向に挟持される。その結果、車体側ブラケット１８は、一対の側板３０の間隔が狭くなるように弾性的に撓む。そして、車体側ブラケット１８の撓み量が所定の値を超えると、車体側ブラケット１８の各側板３０がコラム側ブラケット１７の対応する側板２３に圧接される。すなわち、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３が車体側ブラケット１８の一対の側板３０に挟持され、コラム側ブラケット１７が車体側ブラケット１８に保持されて、コラム側ブラケット１７がロックされる。
【００４０】
またこのとき、操作レバー２２が所定の方向に回動されると、これに伴って支軸３８および押圧部材２１が回動し、インナーチューブ１２の周方向Ｙ１に間隔を隔てた位置で、一対の押圧部５４がそれぞれ金属製チューブ５０の外周面に当接するようになっている。そして、一対の押圧部５４がそれぞれ金属製チューブ５０の外周面に当接すると、各押圧部５４がインナーチューブ１２を押圧し、その結果、インナーチューブ１２がアウターチューブ１１に対して当接されるようになっている。
【００４１】
本実施形態では、押圧部材２１の一対の押圧部５４によって、インナーチューブ１２の周方向Ｙ１に間隔を隔てた複数の位置でインナーチューブ１２を押圧することで押圧面を増やすことができるので、インナーチューブ１２と押圧部材２１とが接触している状態において、インナーチューブ１２とアウターチューブ１１間のガタを取り除くとともに、ステアリングコラム８全体に対する支持剛性を向上させて、共振周波数を高くすることができる。したがって、インナーチューブ１２と押圧部材２１とが接触している状態において、例えばアイドリング時においてステアリングコラム８が共振することを防止することができる。
【００４２】
また、操作レバー２２を所定の方向に回動させることにより、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定され、上記チルト調整およびテレスコ調整が規制される。このとき、操作レバー２２に加えられた操作力は、車体側ブラケット１８がコラム側ブラケット１７を挟持する力、すなわち、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力として機能する。
【００４３】
一方、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定された状態で、操作レバー２２を上記所定の方向と反対の方向に回動させて、操作レバー２２の位置を元に戻すと、車体１３に対するステアリングコラム８の位置のロックが解除され、上記チルト調整およびテレスコ調整ができるようになる。コラム側ブラケット１７が車体側ブラケット１８によって挟持された状態で、車体側ブラケット１８の各側板３０の一部は、コラム側ブラケット１７の対応する側板２３の形状に倣っており、コラム側ブラケット１７の各側板２３の主体部２８の外側面２８ａと、これに対向する車体側ブラケット１８の側板３０の内側面３０ｂとは互いに接している。
【００４４】
一方、ロック機構１９によって車体側ブラケット１８を締め付けると。一対の側板３０は、互いの間隔が狭くなるように弾性的に撓むが、その内側にコラム側ブラケット１７の一対の側板２３が配置されているので、撓みの量が所定の値を超えると、それぞれコラム側ブラケット１７の一対の側板２３に当接し、その内側面３０ｂの形状が対応する側板２３の外側面の形状に倣う。これにより、車体側ブラケット１８の各側板３０の内側面３０ｂと、これに対向するコラム側ブラケット１７の各側板２３の主体部２８の外側面２８ａとが互いに接する（図３において互いの接触部分にハッチングを施している）。すなわち、本実施形態では、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との十分な接触面積が確保されている。
【００４５】
以上のように本実施形態では、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との十分な接触面積が確保されているので、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力が十分に確保され、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との接触部分の剛性が向上されている。これにより、例えばアイドリング時における車両の振動によって、ステアリングコラム８が共振することを防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、主体部２８の外側面２８ａ、２８ａ間の間隔が下方に向かうにしたがって狭くなるように設定されているので、操作レバー２２に加えられた操作力だけでなく、コラム側ブラケット１７およびステアリングコラム８の自重による力を、車体側ブラケット１８がコラム側１７を挟持する力、すなわち、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力として作用させることができる。
【００４７】
具体的には、コラム側ブラケット１７およびステアリングコラム８の自重による力によって、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３から車体側ブラケット１８の一対の側板３０に、当該車体側ブラケット１８の一対の側板３０の間隔を押し広げる力を作用させ、コラム側ブラケット１７の各側板２３を車体側ブラケット１８の対応する側板３０にさらに強く圧接させることができる。
【００４８】
したがって、本実施形態に係る位置調整式ステアリング装置１では、操作レバー２２に加える操作力を上げることなく、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力を向上させることができる。さらに、本実施形態では、主体部２８の外側面２８a、２８ａ間の間隔の上側と下側との差（第１の間隔Ｗ１と第２の間隔Ｗ２との差）が、所定の値に設定されているので、支軸３８に過大の曲げ応力が加わったり、介在部材４４やカムフォロワ４１などの部材が緩んだりすることが防止されている。
【００４９】
以下にコーティング用シリコーン樹脂組成物について詳細に説明する。
＜潤滑コーティング用組成物＞
本発明の潤滑コーティング用組成物は、変性シリコーン樹脂とその硬化触媒と反応性シリコーン油とを必須成分とする。また、必要に応じて、溶剤やその他の成分を含有する。これらの成分を適宜混合および攪拌することで、本発明の潤滑コーティング用組成物を調製することができる。
以下、構成成分ごとに説明する。
【００５０】
＜変性シリコーン樹脂＞
本発明に用いる変性シリコーン樹脂は、特に制限は無く、従来より公知のものを問題なく使用することができる。他の成分との相溶性、反応性、耐熱性、耐圧性、可撓性、耐クラック性等必要特性の観点から適宜選択すればよい。本発明の潤滑コーティング用組成物においては、前記変性シリコーン樹脂として、アクリルシリコーン樹脂存在下で３官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機−無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を用いることが好ましい。
【００５１】
前記変性シリコーン樹脂として好適な有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂は、下地（被成型物との接触面）や後述するプライマーとの反応性、密着性に優れ、配合される反応性シリコーン油との相溶性、反応性に優れ、かつ高温、高圧にも耐え得る耐熱性、耐圧性、可撓性と耐クラック性に優れたものであることが好ましい。
【００５２】
一般的にゾルゲル法により無機シリコーン樹脂を合成する場合、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）など４官能のシランモノマーを原料として使用するが、４官能シランモノマーにより形成される皮膜は架橋密度が高すぎてクラックが入り易く、上記所望の特性を得ることが比較的困難である。そこで、本発明においては、３官能シランモノマーを使用し、その樹脂骨格がアクリルシリコーン鎖であるものを使用することにより、下地の細かい凸凹にも追従し、また、例えば５００μｍ程度の高膜厚であってもクラックが入らない可撓性の高いシリコーン系ハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。
【００５３】
即ち、有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を合成するためには、（１）適当な溶媒中で加水分解性アルコキシシリル基を側鎖に有する（メタ）アクリル系モノマーとラジカル重合性単量体とをラジカル溶液重合により、共重合せしめアクリルシリコーン樹脂を合成し、（２）そのアクリルシリコーン樹脂の存在下で３官能のシランモノマーを適当な条件にて加水分解重縮合させて重合することにより、骨格にアクリルシリコーン樹脂を有し、その周りをポリシルセスキオキサン樹脂が共重合していく構造を有する共重合ハイブリッド型のアクリル−ポリシルセスキオキサン樹脂となる。これにより、アクリルの可撓性とポリシロキサンの耐熱性、架橋密度、反応性を有する樹脂を得ることができる。
【００５４】
（１）のアクリルシリコーン樹脂の合成に使用する加水分解性アルコキシシリル基を側鎖に有する（メタ）アクリル系モノマーとしては、具体的には、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどが例示される。
【００５５】
また、これらと共重合してアクリルシリコーン樹脂を形成するラジカル重合性単量体としては、前述加水分解性アルコキシシリル基含有（メタ）アクリル系モノマーと共重合するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート等炭素数１〜１８のアルキル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類や、グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の官能基含有（メタ）アクリレート類、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドンなどビニル化合物が例示できる。
【００５６】
（２）のゾルゲルシークエンス時に使用される３官能シランモノマーとしては、具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシランなどアルキルトリアルコキシシラン類、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなど芳香族シラン類、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなど官能基含有シランモノマーが例示される。これらは単独で使用されてもよく、また２種以上を併用してもよい。
【００５７】
前記（１）、（２）のシークエンスにより得られる有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂としては、市販品が入手可能であり、本発明の潤滑コーティング用組成物における変性シリコーン樹脂の配合割合としては、１０〜９８質量％の範囲が好ましく、３０〜８０質量％の範囲がより好ましく、５０〜７０質量％の範囲がさらに好ましい。
【００５８】
＜硬化触媒＞
本発明の潤滑コーティング用組成物に使用するに適した硬化触媒としては、用いる変性シリコーン樹脂を硬化させ得るものであればよく、特に制限はない。例えば、変性シリコーン樹脂として、上で述べた有機−無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を用いた場合には、これを硬化させ得る触媒として、湿気硬化性シリコーンオリゴマーを硬化させ得る触媒であれば特に制限されない。
【００５９】
当該硬化触媒としては、具体的には例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクチレート、ジブチル錫ジラウレート、などの有機錫化合物や、アルミニウムトリス（アセチルアセトン）、アルミニウムトリス（アセトアセテートエチル）、アルミニウムジイソプロポキシ（アセトアセテートエチル）などの有機アルミニウム化合物や、ジルコニウム（アセチルアセトン）、ジルコニウムトリス（アセチルアセトン）、ジルコニウムテトラキス（エチレングリコールモノメチルエーテル）などの有機ジルコニウム化合物や、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノメチルエーテル）、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノエチルエーテル）、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノブチルエーテル）などの有機チタニウム化合物等の有機金属化合物；塩酸、硝酸、硫酸、燐酸などの鉱酸類や、蟻酸、酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸類等の酸；アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基や、エチレンジアミン、アルカノールアミンなどの有機塩基などのアルカリ；アミノ変性シリコーン、アミノシラン、シラザン、アミン類などのアミノ化合物などが挙げられる。これらのうち、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物が好ましい。
【００６０】
本発明に使用可能な硬化触媒は、市販品として入手することができる。例えばＤ−２０（信越化学社製）、ＤＸ−９７４０（信越化学社製）、ＤＸ−１７５（信越化学社製）などが挙げられる。
【００６１】
これら硬化触媒の配合割合は、変性シリコーン樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部の範囲が好ましく、０．５〜１０質量部の範囲がより好ましい。この範囲を超えて配合割合が低い場合は、硬化性が劣ることとなり、またこの範囲を超えて配合割合を多くするといわゆる可使時間（外気に晒してからコーティング完了までの時間≒コーティング作業可能時間）が短くなり実用上好ましくない。
【００６２】
＜反応性シリコーン油＞
本発明における反応性シリコーン油は、特に制限は無く、従来より公知のものを問題なく使用することができる。変性シリコーン樹脂との反応性、潤滑機能発現性の観点から適宜選択すればよい。
【００６３】
本発明の潤滑コーティング用組成物においては、２種類の反応性シリコーン油を併用することが好ましい。詳しくは、両末端シラノール型で動粘度（２５℃）が１００ｍｍ2／Ｓ未満の低分子量のシリコーン油（以下、単に「低分子量シリコーン油」という場合がある。）と、両末端シラノール型で動粘度（２５℃）が２０００ｍｍ2／Ｓ以上の高分子量のシリコーン油（以下、単に「高分子量シリコーン油」という場合がある。）との２種類である。
【００６４】
なお、シリコーン油は、一般に低分子量のものが低粘度で高分子量のものが高粘度となる。そのため便宜的に「低分子量」「高分子量」と称して両シリコーン油を区別しているが、あくまでも動粘度で定義されるものであり、分子量の値で両者を厳密に定義付けることはできない。
【００６５】
低分子量シリコーン油は、変性シリコーン樹脂、特に有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサンに対する相溶性や反応性には優れるものの、耐熱性については若干劣る。一方、高分子量シリコーン油は上記相溶性や反応性には若干劣るものの、耐熱性、耐圧性には優れている。そのため、これら２種類の反応性シリコーン油を併用することにより、過酷な使用条件下でも耐久性の優れた潤滑コーティングとすることができる。
【００６６】
本発明において使用可能な反応性シリコーン油は市販品として入手可能であり、例えば両末端シラノール型低分子量シリコーン油はＹＦ３８００（動粘度＝８０ｍｍ2／、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）、両末端シラノール型高分子量シリコーン油はＹＦ３０５７（動粘度＝３０００ｍｍ2／、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）などが挙げられる。両シリコーン油の配合割合としては、「低分子量」：「高分子量」として９：１〜１：９の範囲内であることが好ましく、７：３〜３：７の範囲内であることがより好ましい。
【００６７】
本発明の潤滑コーティング用組成物における全反応性シリコーン油の配合割合としては、変性シリコーン樹脂有効成分（ｓｏｌｉｄ分）に対して、０．１〜２０質量％の範囲が好ましく、０．２〜１０質量％の範囲がより好ましく、０．３〜５質量％の範囲がさらに好ましい。反応性シリコーン油の添加量が０．１質量％未満では良好な潤滑効果が得られ難いため好ましくなく、２０質量％を超えると未反応成分が多くなり、いわゆる分離する場合があり生産上好ましくない。
【００６８】
＜溶剤＞
本発明のコーティング用組成物には、溶剤を配合してもよい。溶剤を配合することにより、適宜濃度、粘度（動粘度）を調整することができる。使用可能な溶剤としては、必須構成成分である変性シリコーン樹脂、硬化触媒および反応性シリコーン油を溶解または分散できるものであれば、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶剤；ミネラルスピリットなどの石油系溶剤；ヘキサン、ヘプタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素系溶剤；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤；酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチルのようなエステル系溶剤；オクタメチルシクロテトラシロキサンなどの低重合度（低分子量）の環状メチルポリシロキサン（環状シリコーン）や、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサンなどの低重合度の直鎖状メチルポリシロキサン（直鎖状シリコーン）などのシリコーン系溶剤などが挙げられる。これら溶剤は単独で用いられてもよく、２種以上併用してもかまわない。
【００６９】
＜その他の成分＞
本発明のコーティング用組成物には、従来公知のその他各種添加剤を添加することもできる。添加可能な添加剤としては、形成される潤滑膜の性能に影響を与えない、若しくは軽微なものが好ましく、例えば各種消泡剤、レベリング剤、スリッピング剤、酸化防止剤、防錆剤等を挙げることができる。
【００７０】
本発明は、被成型物との接触面に、下地層としてシリコーンアクリル系プライマー層が形成され、さらにその上に積層された上記本発明のコーティング用組成物を含む潤滑膜が形成されてなるものである。
【００７１】
上記本発明のコーティング用組成物は、軸受鋼、炭素鋼からなる材料に対して、濡れ性、密着性が十分ではないため、これら金属に対する濡れ性、密着性に優れたシリコーンアクリル系プライマー層を下地層として形成した後に、さらにその上に積層して本発明のコーティング用組成物からなる膜を形成する。
【００７２】
シリコーンアクリル系プライマー層を下地層とし上記本発明のコーティング用組成物からなる膜が積層形成された本発明の品物は、耐熱性、耐圧性など耐久性に優れ、また可撓性、耐クラック性にも優れた特性を持続でき、かつ、生産性、経済性に優れた極めて有用性の高いものとなる。
【００７３】
シリコーンアクリル系プライマー層を形成する塗膜としては、シリコーンアクリル樹脂からなるプライマーとして従来公知のものをいずれも使用して形成することができる。シリコーンアクリル系プライマー層を形成する場合の膜全体の膜厚としては、寸法精度を考慮するとできるだけ薄膜であることが望ましく、あまりに薄過ぎると膜としての機能が発揮できない。そのため、シリコーンアクリル系プライマー層は２μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好ましく、４μｍ〜６μｍの範囲とすることがより好ましく、一方、上記本発明のコーティング用組成物による塗膜層は２μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好ましく、４μｍ〜６μｍの範囲とすることがより好ましい。本発明の品物の製造方法、すなわち膜の形成方法は、次項において詳述する。
【００７４】
＜膜の形成方法並びに製造方法＞
本発明の膜の形成方法は、被コーティング対象面に、溶剤型シリコーンアクリル系プライマーをコーティング後、焼付け硬化させること無く前記本発明のコーティング用組成物をコーティングし、次いでコーティング膜全体を焼付け硬化させることを特徴とするものである。
【００７５】
本発明に使用し得る溶剤型シリコーンアクリル系プライマーは、被コーティング対象面となる基材表面との濡れ性、密着性に優れ、かつ、本発明のコーティング用組成物と反応して一体化する性質のものが好ましい。中でも特に、側鎖に第３級アミノ基を有するアクリルポリマー系主剤にグリシジル基含有シラン化合物を硬化剤として使用するシリコーンアクリル系プライマー用樹脂組成物は、各種金属への濡れ性に優れ、かつ本発明のコーティング用組成物との反応も見込めるため極めて好適である。かかるシリコーンアクリル系プライマー用樹脂としては市販品が入手可能である。
【００７６】
被コーティング対象面に対するコーティング方法としては、特に制限されず、例えばコーティング剤をスポンジなどに含浸させてそのスポンジで塗装面を擦るなど、適宜公知の方法が用いられる。なお、コーティング方法は、その他、ディッピング法、刷毛塗り法、スプレーコーティング法など適宜選択することができる。
【００７７】
これらコーティング方法にて被コーティング対象面に、溶剤型シリコーンアクリル系プライマーをコーティング後、焼付け硬化させること無く、当該コーティング用組成物をコーティングし、次いでコーティング膜全体を焼付け硬化させること、すなわちいわゆる２コート１ベイクさせることが好ましい。このように２コート１ベイクさせることで、プライマーと当該コーティング層が一体化したコーティング膜層が形成され、表面平滑性に優れ、緻密な潤滑層となる。
【００７８】
前記コーティング膜全体の焼付け硬化の温度条件としては、１６０℃〜２２０℃の範囲であることが好ましく、１９０℃〜２１０℃の範囲であることがより好ましい。温度が低過ぎると物性が発現せず、一方高過ぎると熱劣化や熱分解が起こり、それぞれ好ましくない。
【００７９】
また、前記コーティング膜全体の焼付け硬化時間としては、１０分〜６０分の範囲であることが好ましく、２０分〜４０分の範囲であることが好ましい。焼付け硬化時間が短過ぎると均一な、一方長過ぎるといわゆる焼け現象が起こり外観を損なうため、それぞれ好ましくない。
【００８０】
＜実施例１、比較例１＞
下記表１に示す組成に従い、プライマー、実施例１および比較例１のコーティング組成物を調製した。これらを用いて、炭素鋼基材にディッピングによりプライマーをコーティングし、さらにその上に各実施例乃至比較例のコーティング組成物をコーティングし、２００℃で３０分間熱硬化させていわゆる２コート１ベイク（比較例１は１コート１ベイク）のコーティング工程を経て試験板を得た。膜厚を含む各条件を下記表１にまとめる。
【００８１】
【表１】
【００８２】
なお、実施例および比較例に用いた配合成分の詳細を以下に記す。
＜シリコーンアクリルプライマー主剤＞
側鎖に第３級アミノ基を有するアクリル樹脂アクリディックＡ−９５４０（ＤＩＣ（株）製、有効成分＝４５％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：（Ｘ−Ｙ）−Ｚ２、アミン価：１６、溶媒：トルエン／イソブタノール）１００部をキシレン６０部にて希釈して、シリコーンアクリルプライマー主剤を得た。
【００８３】
＜シリコーンアクリルプライマー硬化剤＞
エポキシ系シランカップリング剤含有シリコーンアクリル樹脂硬化剤アクリディックＡ−９５８５（ＤＩＣ（株）製、有効成分＝８０％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：Ａ５以下、エポキシ当量：５３０〜５８５、溶媒：キシレン）１６部をキシレン１４４部にて希釈して、シリコーンアクリルプライマー硬化剤を得た。
【００８４】
＜ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂主剤＞
Ｎ２導入管、温度計、サーモメーター、還流冷却器を取り付けた１リットル四つ口フラスコに３５３部のメタノールを仕込み６０℃まで加温した。別にメチルメタクリレート（ＭＭＡ）１２２部、ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）１１６部、エチルアクリレート（ＥＡ）１６３部、側鎖に加水分解性アルコキシシリル基含有メタクリル系モノマーＫＢＭ−５０３（信越化学工業（株）製）９４部、アゾ系重合開始剤Ｖ−６５（和光純薬（株）、２，２’−Ａｚｏｂｉｓ（２．４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｖａｌｅｒｏｎｉｔｒｉｌｅ））５．９部の混合物を計り取り、滴下ロートにて３時間かけて上記フラスコに滴下した。滴下後更に２時間６０℃にて反応させた後、Ｖ−６５１．５部を４５部のメタノールで希釈したものを滴下し、ついで、３時間６０℃反応を続けアクリルシリコーン樹脂溶液を得た（淡黄色透明粘性液体、有効成分＝５５％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：ＸＹ＋、Ｍｗ＝１２１０００）。
【００８５】
次に、上で得られたアクリルシリコーン樹脂溶液１２１部、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）４５９部、フェニルトリメトキシシラン（ＰＴＭＳ）７４部をＮ２導入管、温度計、サーモメーター、還流冷却器を取り付けた１リットル四つ口フラスコに仕込み、２ｍｏｌ／リットル希塩酸２０部、蒸留水４８部、メタノール７８．７部を滴下ロートにて３０分間かけて滴下した。その間、フラスコ内の温度は４０℃に保った。更に３０分間、４０℃にて熟成させた後、昇温し、還流状態で３時間反応させた。 還流温度は６５〜６８℃であった。その後、還流冷却器を脱水コンデンサーに交換し、温度が１３５℃になるまで加熱し、２時間かけて反応系内の溶媒を留去せしめ、次いで冷却して、有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を得た。淡黄色透明粘性液体、有機／無機＝２０／８０（質量基準）、有効成分＝１００％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：Ｗ、Ｍｗ＝１６００。
【００８６】
＜評価試験＞
得られた実施例および比較例の各試験板について、摩擦摩耗試験を実施した。
Ｂａｌｌ−ｏｎ−Ｄｉｓｃ型往復摩擦試験機を用い、室温下無潤滑条件で評価を行った。ディスク試験片(２５×３０ｍｍ、厚さ５ｍｍ)には各実施例乃至比較例の潤滑コーティング処理（プライマー＋潤滑コーティング用組成物による塗装＋乾燥硬化）したものを用い、相手材であるボールにはポリアセタール樹脂［ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、直径ｄ＝３／１６ｉｎｃｈ≒４．７６ｍｍ］を用いた。これらの試験片は、試験前にアセトン中で超音波洗浄を５分間行い、乾燥させた後に試験に供した。試験条件は平均線速度２０ｍｍ／Ｓ（ストローク：１０ｍｍ）及び荷重２Ｎの条件下において１５００秒の試験を行い、１５００秒経過時の摩擦係数を求めた。当該摩擦摩耗試験は、実施例１、比較例１について行った。
試験結果を図５に示す。
【００８７】
図５に示すように、シリコーン樹脂とシリコーン油の場合、荷重に影響されず終始０．１以下の低い摩擦挙動をしめしたのに対して、実施例１のシリカを含む場合はいずれの試験荷重においても０．４〜０．４５の安定して高い摩擦係数を示した。
【００８８】
図６に摺動速度を変化させたときの摩擦係数の測定結果を示すが、速度が変化してもあまり、変化がみられず高い摩擦を示した。シリコーン樹脂にシリカを添加して、摩擦係数を調整が可能であり、また、高荷重では、シリコーン油で凝着を防止して摩擦は安定しており、摩擦はシリカと相手材の摩擦により発生してその量により調整が出来る。
【００８９】
図６に示すように、摩擦のメカニズムは、シリカと相手材との干渉で発生しており、その量により比例して抵抗が比例し、これは、速度に依存しない特徴がある。また、一般に潤滑剤が存在すれば摩擦熱で粘度が低下し急激に摩擦トルクが低下するためスティックスリップなどの不都合が発生するが、このコーティングは潤滑剤の粘性の影響は小さいため、それほど影響がない。これは荷重を変化させて大きくしても変化しない特徴がある。
また、摺動速度に影響されないためスティックスリップの発生防止に効果がある。したがって、グリース等の特別の潤滑剤を使用せずに異音発生を防止できる。
【００９０】
潤滑剤でスティックスリップを防止しようとすると極端に高粘度にするか、添加剤に固体潤滑剤を添加する必要があるが、潤滑剤の流出が問題となり耐久性に課題がある。この発明品は通常はシリコーン樹脂に固定されており、高荷重や高摺速条件ではシリコーン油は潤滑剤として溶着を防止して、安定した摩擦に制御することにより、摩擦変動をなくし、操作上の不具合を防止できる効果がある。また、高荷重では滲み出してきて、溶着を防止できる。
【００９１】
シリコーン油の粘度は４０００ｍｍ２／Ｓ以下が最適で、あまり高粘度を使用すると低温時の流動性低下のため、高トルクになるため、適正範囲の粘度を設定する必要がある。そうすることで、低温から高温まで広い温度範囲で安定したトルクで使用できるとともに、スティックスリップも発生せず異音が防止できる。従来は速度に対して摩擦力が減少する、また、無負荷時に摩擦力が小さいと外部からの振動や小さい力で動き、中立の位置が安定せずふらつく問題がある。そのため外部からの荷重が小さくても摩擦が大きいため安定して中立を維持できる、そして、衝撃が発生した場合は大きな摩擦力でダンパーの役目を持ち、また、1度力がかかると速度に対して摩擦力が変化しないため、一定の操舵ができるため、安定感があり、摩擦力の変動がないため異音は発生しない効果がみられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング被膜としてのシリコーン樹脂組成物およびこれを用いた部品を使用するステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングコラムを車体に固定する場合は、構成部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にはチルト操作をスムースにするため、また、各部品の摩耗や塑性変形等により各部品間のがたを防止するため潤滑剤としてグリースをコーティングしている。
【０００３】
特許文献１には、従来固体潤滑被膜により潤滑性や耐スティックスリップ性を改良して、低摩擦化のコーティング被膜を実施されているが、耐摩耗性および耐久性のため、潤滑剤グリースが併用されている。
【０００４】
また、特許文献２には、潤滑剤による対策として高粘度の潤滑剤グリースにより、耐久性を改良しているが、低温時の始動性や、高温時のグリースの流動性による、漏れによる耐久性の課題が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１４５２７号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステアリング装置のブラケットにおけるチューブ、チルト支軸間の摩擦部（軸支部）で発生するスティックスリップによる音対策としてグリースをコーティングしている。しかし、使用されているうちに飛散や流出により摩擦面からグリースがなくなり、また、各部品の摩耗や塑性変形等により各部品間のがたが増えてくると、異音が発生してくる課題がある。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、摩耗を起こしにくく、かつ異音が発生しにくく、グリースの不要な耐久性にすぐれたコーティング被膜を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂とからなることを要旨としている。
【０００９】
即ち、粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂で構成したので、潤滑成分が含まれているため、摩耗を起こしにくくかつ摩擦係数の変動が発生しない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機―無機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５であることを要旨としている。
【００１１】
即ち、シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機―無機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５とすることで、摩擦係数を一定に保つことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことを要旨としている。
即ち、硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことにより、加工時間の短い適正硬化物を得ることが出来る。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングしたことを要旨とする。
即ち、シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングすることで、各部品の振動や荷重による相対運動を抑えて異音の発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
摩耗を起こしにくく、かつ異音が発生しにくく、グリースの不要な耐久性にすぐれたコーティング被膜を提供できる。
また、コーティング被膜を行ったステアリング部品により、摺動速度や荷重条件に影響されないためスティックスリップの発生防止に効果があり、かつ、グリース等の特別の潤滑剤を使用せずに異音発生を防止できるため、耐久性がよい高品質のステアリング装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置調整式ステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１におけるII―II線に沿う位置調整式ステアリング装置の図解的な断面図である。
【図３】図２における矢視IIIから見た位置調整式ステアリング装置の一部の図解的な外観図である。
【図４】図２の一部を拡大した図である。
【図５】荷重変化時の摩擦係数の測定結果の図である。
【図６】摺動速度変化時の摩擦係数の測定結果の図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：位置調整式ステアリング装置、４：ステアリングシャフト（操舵軸）、１１：アウターチュ−ブ、１２：インナーチューブ、１３：車体、１７：コラム側ブラケット（インナーブラケット）、１８：車体側ブラケット（アウターブラケット）、１９：ロック機構、２１：押圧部材、２２：操作レバー、２３：側板（インナーブラケットの側板）、３０：側板（アウターブラケットの側板）、３８：支軸、４９：開口部、５４：押圧部、Ｘ１：軸方向、Ｙ１：周方向（インナーチューブの周方向）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る位置調整式ステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、位置調整式ステアリング装置１はステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）を転舵するステアリング機構３とを備えている。ステアリング機構３としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。
【００１８】
操舵部材２とステアリング機構３とは、ステアリングシャフト４および中間軸５等を介して機械的に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５等を介してステアリング機構３に伝達されるようになっている。また、ステアリング機構３に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。
【００１９】
ステアリングシャフト４は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト６およびロアーシャフト７を有している。操舵部材２は、アッパーシャフト６の上端部に連結されている。また、ステアリングシャフト４はその軸方向Ｘ１に伸縮可能である。ステアリングシャフト４は、筒状のステアリングコラム８の内周を挿通しており、複数の軸受９，１０を介してステアリングコラム８に回転可能に支持されている。
【００２０】
ステアリングコラム８は、相対摺動可能に嵌合されたアッパーチューブとしてのアウターチューブ１１と、ロアーチューブとしてのインナーチューブ１２とを有している。ステアリングコラム８は、その軸方向に伸縮可能である。アウターチューブ１１は、軸受９を介してアッパーシャフト６を回転可能に支持するとともに、軸受９を介してステアリングシャフト４の軸方向Ｘ１に同行移動可能にアッパーシャフト６に連結されている。
【００２１】
また、インナーチューブ１２の外周には、車体１３に固定された固定ブラケット１４に、チルト用支軸１５を介して回動可能に支持されたロア側ブラケット１６が固定されている。
ステアリングコラム８およびステアリングシャフト４は、チルト用支持軸１５を支点に回動可能となっている。チルト用支持軸１５を支点にして、ステアリングシャフト４およびステアリングコラム８を軸方向Ｘ１に伸縮させることで、操舵部材２の高さを調整できるようになっている（いわゆるテレスコ調整）。
【００２２】
アウターチューブ１１にはコラム側ブラケット１７が固定されており、このコラム側ブラケット１７と車体１３に固定された車体側ブラケット１８とがロック機構１９によって連結されることで、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定され操舵部材２の位置が固定されるようになっている。本実施形態では、コラム側ブラケット１７がインナーブラケットとして機能し、車体側ブラケット１８がアウターブラケットとして機能する。
【００２３】
また、ロック機構１９は、カム状突起部２０を有する押圧部材２１を備えており、操作レバー２２の操作によって押圧部材２１が回動することで、インナーチューブ１２がアウターチューブ１１に押し付けられ、アウターチューブ１１に対してインナーチューブ１２が固定されるようになっている。
図２は、図１におけるII―II線に沿う位置調整式ステアリング装置１の図解的な断面図である。図３は図２における矢示IIIから見た位置調整式ステアリング装置１の一部の図解的な外観図である。
【００２４】
図２を参照して、コラム側ブラケット１７は、上向きに開放する溝形の部材であり、図２において、左右対称にされている。すなわち、コラム側ブラケット１７は、図２における左右方向に相対向する一対の側版２３と、この一対の側板の下端同士を連結する連結板２４とを含む。各側板２３と連結板２４とは、それぞれ下側湾曲部２５を介して連続的に連なっている。
【００２５】
図２および図３を参照して、各側板２３は、図３に示すように、概ね矩形状であり、その下端部には、軸方向Ｘ１に長手となるテレスコ用の長孔２６が形成されている。ステアリングシャフト４およびステアリングコラム８は、この長孔２６の軸方向長さの範囲で伸縮できるようになっている。図２に示すように、各側板２３に形成された長孔２６は、互いに対向している。
【００２６】
また、図２に示すように、各側板２３の上端部は、コラム側ブラケット１７の内側に折り曲げられており、折り曲げ部２７となっている。各側板２３は、折り曲げ部２７と主体部２８とによって構成されている。各側板２３は、その折り曲げ部２７がアウターチューブ１１の外周面に固定されている。また、折り曲げ部２７と主体部２８とは上側湾曲部２９を介して連続的に連なっている。主体部２８は、下側湾曲部２５と上側湾曲部２９との間に相当する部分である。（図３に示す二点鎖線L1と二点鎖線L2との間に相当する部分である）。
【００２７】
図２および図３を参照して、車体側ブラケット１８は、図２に示すように、下向きに開放する全体として溝形の部材であり、図２における左右方向に相対向する一対の側板３０と、この一対の側板３０の上端同士を連結する連結板３１と、この連結板３１の上面に固定され概ね上記左右方向に延びる板状の取付ステー３２とを含む。ステアリングシャフト４、ステアリングコラム８およびコラム側ブラケット１７は、図２において、車体側ブラケット１８の一対の側板３０の間に配置されている。また、車体側ブラケット１８は、取付ステー３２に連結された一対の取付体３３を介して車体１３に固定されている。
【００２８】
各取付体３３と取付ステー３２とは、それぞれ取付ステー３２を上下方向に貫通する破断可能な合成樹脂製のピン３４によって連結されており、各取付体３３は固定ボルト３５によって車体１３に固定されている。取付ステー３２には、図３に示すように、その操舵部材２側の端部から軸方向Ｘ１に沿って延びる一対の切欠き３６が形成されている。一対の固定ボルト３５の頭部は、それぞれ、対応する切欠き３６内に配置されている。
【００２９】
また、各側板３０は、図２に示すように、その内側面３０ｂがコラム側ブラケット１７の対応する側板２３の外側面に対向しており、その下端部には、上下方向に長手となるチルト用の円弧状長孔３７が形成されている。各側板３０に形成された円弧状長孔３７は、互いに対向している。また、図３に示すように、各側板３０は、その円弧状長孔３７が当該側板３０に対応する側板２３の長孔２６に交差するように配置されている。図2に示すように、シリコーン樹脂組成物のコーティングをこのチルト用支軸３８の外周面に形成されている。ロック機構１９の一部であり開発材でコーティングされた支軸３８は、テレスコ用の一対の長孔２６およびチルト用の一対の円弧状長孔３７を左右方向に挿通している。
【００３０】
図２を参照して、ロック機構１９は、図２における左右方向に車体側ブラケット１８を挟持して当該車体側ブラケット１８にコラム側ブラケット１７を保持させるとともに、インナーチューブ１２を押圧して、アウターチューブ１１に対してインナーチューブ１２を固定するためのものであり、上記支軸３８と、この支軸の一端部に形成されたねじ部に螺合するナット３９と、支軸３８の外周に嵌合された環状のカム４０および環状のカムフォロア４１と、インナーチューブ１２を押圧するための押圧部材２１とを含む。
【００３１】
カム４０およびカムフォロワ４１は支軸３８の頭部３８ａ側に配置されており、複数のカム突起が形成されたカム４０の端部４２およびカムフォロワ４１の端部４３は、互いに対向している。また、押圧部材２１は、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３の間において、支軸３８の軸部３８ｂの軸方向中間部に同行回転可能に連結されている。ナット３９と押圧部材２１との間には、ニードルベアリングやワッシャー等の介在部材４４が介在している。
【００３２】
介在部材４４は、車体側ブラケット１８の一方の側板３０（図２において右側の側板３０）の外側面３０ａに接触しており、当該外側面３０ａに接触する介在部材４４の接触面４４ａは、図２においてほぼ鉛直な環状の面となっている。介在部材４４の接触面４４ａは、車体側ブラケット１８を挟持するための挟持面として機能する。カム４０は、支軸３８と同行回転可能に連結されており、操作レバー２２の操作によって、支軸３８がその中心軸の回りに回動すると、それに伴って回動するようになっている。カム４０は、車体側ブラケット１８の他方の側板３０（図２において左側の側板３０）と支軸３８の頭部３８ａとの間に配置されている。
【００３３】
また、カムフォロワ４１は、支軸３８の軸部３８ｂの外周に相対回転可能に嵌合されている。カムフォロア４１は、コラム側ブラケット１７の一方の側板２３（図２において左側の側板２３）に形成された長孔２６に係合することによって回動が規制されている。カムフォロワ４１は、車体側ブラケット１８の他方の側板３０の外側面３０ａに接触しており、当該外側面３０ａに接触するカムフォロワ４１の接触面４１aは、図２においてほぼ鉛直な環状の面となっている。カムフォロワ４１の接触面４１aは、車体側ブラケット１８を挟持するための挟持面として機能する。すなわち、本実施形態では、介在部材４４の接触面４４ａとカムフォロワ４１の接触面４１ａとが、車体側ブラケット１８を挟持する一対の挟持面として機能する。
【００３４】
また、図４に示すように、カム４０およびカムフォロワ４１の互いに対向する端部４２、４３の内周には、それぞれ、環状溝４５、４６が形成されている。この一対の環状溝４５，４６は互いに連通しており、一対の環状溝４５，４６と支軸３８の軸部３８ｂの外周との間には、環状の弾性部材４７が介在している。弾性部材４７としては、例えば、Ｏリングやゴム管、合成樹脂材等を用いることができる。
【００３５】
弾性部材４７は、カム４０およびカムフォロワ４１が噛み合っていない状態、または噛み合いが緩んだ状態において、カム４０およびカムフォロワ４１を支軸３８の軸方向および径方向に付勢し、これらの部材４０、４１が振動しないようにしている。これにより、カム４０およびカムフォロワ４１の振動に起因する騒音の発生が防止されている。また、上記一対の環状溝４５，４６とチルト支軸３８の軸部３８ｂの外周との間に弾性部材４７を配置することで、カム４０とカムフォロワ４１との噛み合いが阻害されないようになっている。
【００３６】
図２を参照して、インナーチューブ１２は、例えば金属製の金属製チューブ５０と、この金属製チューブ５０の外周に嵌合された例えば合成樹脂製の樹脂製チューブ５１とを備えている。樹脂製チューブ５１には、複数の凸部５２がその周方向に間隔を隔てて形成されている。図示はしないが、この複数の凸部５２は、樹脂製チューブ５１の軸方向に間隔を隔てた複数の箇所に形成されている。なお、この凸部５２は、金属製チューブ５０に形成されていてもよい。
【００３７】
また、押圧部材２１は、筒状部４８と、この筒状部４８の軸方向中間部に突出形成されたカム状突起部２０とを含む。押圧部材２１は、支軸３８の軸部３８ｂに例えばセレーション嵌合またはスプライン嵌合されており、これによって、押圧部材２１が支軸３８に同行回転可能に連結されている。また、カム状突起部２０は、筒状部４８の周方向の一部から突出しており、その上端部は、アウターチューブ１１に形成された開口部４９を通ってアウターチューブ１１の内部に進入している。カム状突起部２０の上端面は、筒状部４８の周方向に関して、筒状部４８の中心からの距離が連続的に変化する円弧状の面となっている。（図１参照）
【００３８】
具体的には、カム状突起部２０の上端部に断面矩形の凹部５３が形成され、この凹部５３の左右両側が押圧部５４となっている。各押圧部５４の上端面は、筒状部４８の軸方向に関して、金属製チューブ５０の外周面の形状に対応する円弧状の面となっており、操作レバー２２の操作に応じて、当該金属製チューブ５０の外周面に当接または離反するようになっている。
【００３９】
操作レバー２２を所定の方向に回動させると、それに伴って支軸３８およびカム４０が回動し、図２の右方に向けてカム４０がカムフォロワ４１を押してカムフォロワ４１が右方へ移動する。これにより、車体側ブラケット１８の一対の側板３０がロック機構１９によって左右方向に挟持される。その結果、車体側ブラケット１８は、一対の側板３０の間隔が狭くなるように弾性的に撓む。そして、車体側ブラケット１８の撓み量が所定の値を超えると、車体側ブラケット１８の各側板３０がコラム側ブラケット１７の対応する側板２３に圧接される。すなわち、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３が車体側ブラケット１８の一対の側板３０に挟持され、コラム側ブラケット１７が車体側ブラケット１８に保持されて、コラム側ブラケット１７がロックされる。
【００４０】
またこのとき、操作レバー２２が所定の方向に回動されると、これに伴って支軸３８および押圧部材２１が回動し、インナーチューブ１２の周方向Ｙ１に間隔を隔てた位置で、一対の押圧部５４がそれぞれ金属製チューブ５０の外周面に当接するようになっている。そして、一対の押圧部５４がそれぞれ金属製チューブ５０の外周面に当接すると、各押圧部５４がインナーチューブ１２を押圧し、その結果、インナーチューブ１２がアウターチューブ１１に対して当接されるようになっている。
【００４１】
本実施形態では、押圧部材２１の一対の押圧部５４によって、インナーチューブ１２の周方向Ｙ１に間隔を隔てた複数の位置でインナーチューブ１２を押圧することで押圧面を増やすことができるので、インナーチューブ１２と押圧部材２１とが接触している状態において、インナーチューブ１２とアウターチューブ１１間のガタを取り除くとともに、ステアリングコラム８全体に対する支持剛性を向上させて、共振周波数を高くすることができる。したがって、インナーチューブ１２と押圧部材２１とが接触している状態において、例えばアイドリング時においてステアリングコラム８が共振することを防止することができる。
【００４２】
また、操作レバー２２を所定の方向に回動させることにより、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定され、上記チルト調整およびテレスコ調整が規制される。このとき、操作レバー２２に加えられた操作力は、車体側ブラケット１８がコラム側ブラケット１７を挟持する力、すなわち、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力として機能する。
【００４３】
一方、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定された状態で、操作レバー２２を上記所定の方向と反対の方向に回動させて、操作レバー２２の位置を元に戻すと、車体１３に対するステアリングコラム８の位置のロックが解除され、上記チルト調整およびテレスコ調整ができるようになる。コラム側ブラケット１７が車体側ブラケット１８によって挟持された状態で、車体側ブラケット１８の各側板３０の一部は、コラム側ブラケット１７の対応する側板２３の形状に倣っており、コラム側ブラケット１７の各側板２３の主体部２８の外側面２８ａと、これに対向する車体側ブラケット１８の側板３０の内側面３０ｂとは互いに接している。
【００４４】
一方、ロック機構１９によって車体側ブラケット１８を締め付けると。一対の側板３０は、互いの間隔が狭くなるように弾性的に撓むが、その内側にコラム側ブラケット１７の一対の側板２３が配置されているので、撓みの量が所定の値を超えると、それぞれコラム側ブラケット１７の一対の側板２３に当接し、その内側面３０ｂの形状が対応する側板２３の外側面の形状に倣う。これにより、車体側ブラケット１８の各側板３０の内側面３０ｂと、これに対向するコラム側ブラケット１７の各側板２３の主体部２８の外側面２８ａとが互いに接する（図３において互いの接触部分にハッチングを施している）。すなわち、本実施形態では、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との十分な接触面積が確保されている。
【００４５】
以上のように本実施形態では、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との十分な接触面積が確保されているので、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力が十分に確保され、コラム側ブラケット１７と車体側ブラケット１８との接触部分の剛性が向上されている。これにより、例えばアイドリング時における車両の振動によって、ステアリングコラム８が共振することを防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、主体部２８の外側面２８ａ、２８ａ間の間隔が下方に向かうにしたがって狭くなるように設定されているので、操作レバー２２に加えられた操作力だけでなく、コラム側ブラケット１７およびステアリングコラム８の自重による力を、車体側ブラケット１８がコラム側１７を挟持する力、すなわち、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力として作用させることができる。
【００４７】
具体的には、コラム側ブラケット１７およびステアリングコラム８の自重による力によって、コラム側ブラケット１７の一対の側板２３から車体側ブラケット１８の一対の側板３０に、当該車体側ブラケット１８の一対の側板３０の間隔を押し広げる力を作用させ、コラム側ブラケット１７の各側板２３を車体側ブラケット１８の対応する側板３０にさらに強く圧接させることができる。
【００４８】
したがって、本実施形態に係る位置調整式ステアリング装置１では、操作レバー２２に加える操作力を上げることなく、車体側ブラケット１８によるコラム側ブラケット１７の保持力を向上させることができる。さらに、本実施形態では、主体部２８の外側面２８a、２８ａ間の間隔の上側と下側との差（第１の間隔Ｗ１と第２の間隔Ｗ２との差）が、所定の値に設定されているので、支軸３８に過大の曲げ応力が加わったり、介在部材４４やカムフォロワ４１などの部材が緩んだりすることが防止されている。
【００４９】
以下にコーティング用シリコーン樹脂組成物について詳細に説明する。
＜潤滑コーティング用組成物＞
本発明の潤滑コーティング用組成物は、変性シリコーン樹脂とその硬化触媒と反応性シリコーン油とを必須成分とする。また、必要に応じて、溶剤やその他の成分を含有する。これらの成分を適宜混合および攪拌することで、本発明の潤滑コーティング用組成物を調製することができる。
以下、構成成分ごとに説明する。
【００５０】
＜変性シリコーン樹脂＞
本発明に用いる変性シリコーン樹脂は、特に制限は無く、従来より公知のものを問題なく使用することができる。他の成分との相溶性、反応性、耐熱性、耐圧性、可撓性、耐クラック性等必要特性の観点から適宜選択すればよい。本発明の潤滑コーティング用組成物においては、前記変性シリコーン樹脂として、アクリルシリコーン樹脂存在下で３官能シラン類を加水分解重縮合して得られる有機−無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を用いることが好ましい。
【００５１】
前記変性シリコーン樹脂として好適な有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂は、下地（被成型物との接触面）や後述するプライマーとの反応性、密着性に優れ、配合される反応性シリコーン油との相溶性、反応性に優れ、かつ高温、高圧にも耐え得る耐熱性、耐圧性、可撓性と耐クラック性に優れたものであることが好ましい。
【００５２】
一般的にゾルゲル法により無機シリコーン樹脂を合成する場合、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）など４官能のシランモノマーを原料として使用するが、４官能シランモノマーにより形成される皮膜は架橋密度が高すぎてクラックが入り易く、上記所望の特性を得ることが比較的困難である。そこで、本発明においては、３官能シランモノマーを使用し、その樹脂骨格がアクリルシリコーン鎖であるものを使用することにより、下地の細かい凸凹にも追従し、また、例えば５００μｍ程度の高膜厚であってもクラックが入らない可撓性の高いシリコーン系ハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。
【００５３】
即ち、有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を合成するためには、（１）適当な溶媒中で加水分解性アルコキシシリル基を側鎖に有する（メタ）アクリル系モノマーとラジカル重合性単量体とをラジカル溶液重合により、共重合せしめアクリルシリコーン樹脂を合成し、（２）そのアクリルシリコーン樹脂の存在下で３官能のシランモノマーを適当な条件にて加水分解重縮合させて重合することにより、骨格にアクリルシリコーン樹脂を有し、その周りをポリシルセスキオキサン樹脂が共重合していく構造を有する共重合ハイブリッド型のアクリル−ポリシルセスキオキサン樹脂となる。これにより、アクリルの可撓性とポリシロキサンの耐熱性、架橋密度、反応性を有する樹脂を得ることができる。
【００５４】
（１）のアクリルシリコーン樹脂の合成に使用する加水分解性アルコキシシリル基を側鎖に有する（メタ）アクリル系モノマーとしては、具体的には、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどが例示される。
【００５５】
また、これらと共重合してアクリルシリコーン樹脂を形成するラジカル重合性単量体としては、前述加水分解性アルコキシシリル基含有（メタ）アクリル系モノマーと共重合するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート等炭素数１〜１８のアルキル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類や、グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の官能基含有（メタ）アクリレート類、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドンなどビニル化合物が例示できる。
【００５６】
（２）のゾルゲルシークエンス時に使用される３官能シランモノマーとしては、具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシランなどアルキルトリアルコキシシラン類、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなど芳香族シラン類、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなど官能基含有シランモノマーが例示される。これらは単独で使用されてもよく、また２種以上を併用してもよい。
【００５７】
前記（１）、（２）のシークエンスにより得られる有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂としては、市販品が入手可能であり、本発明の潤滑コーティング用組成物における変性シリコーン樹脂の配合割合としては、１０〜９８質量％の範囲が好ましく、３０〜８０質量％の範囲がより好ましく、５０〜７０質量％の範囲がさらに好ましい。
【００５８】
＜硬化触媒＞
本発明の潤滑コーティング用組成物に使用するに適した硬化触媒としては、用いる変性シリコーン樹脂を硬化させ得るものであればよく、特に制限はない。例えば、変性シリコーン樹脂として、上で述べた有機−無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を用いた場合には、これを硬化させ得る触媒として、湿気硬化性シリコーンオリゴマーを硬化させ得る触媒であれば特に制限されない。
【００５９】
当該硬化触媒としては、具体的には例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクチレート、ジブチル錫ジラウレート、などの有機錫化合物や、アルミニウムトリス（アセチルアセトン）、アルミニウムトリス（アセトアセテートエチル）、アルミニウムジイソプロポキシ（アセトアセテートエチル）などの有機アルミニウム化合物や、ジルコニウム（アセチルアセトン）、ジルコニウムトリス（アセチルアセトン）、ジルコニウムテトラキス（エチレングリコールモノメチルエーテル）などの有機ジルコニウム化合物や、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノメチルエーテル）、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノエチルエーテル）、チタニウムテトラキス（エチレングリコールモノブチルエーテル）などの有機チタニウム化合物等の有機金属化合物；塩酸、硝酸、硫酸、燐酸などの鉱酸類や、蟻酸、酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸類等の酸；アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基や、エチレンジアミン、アルカノールアミンなどの有機塩基などのアルカリ；アミノ変性シリコーン、アミノシラン、シラザン、アミン類などのアミノ化合物などが挙げられる。これらのうち、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物が好ましい。
【００６０】
本発明に使用可能な硬化触媒は、市販品として入手することができる。例えばＤ−２０（信越化学社製）、ＤＸ−９７４０（信越化学社製）、ＤＸ−１７５（信越化学社製）などが挙げられる。
【００６１】
これら硬化触媒の配合割合は、変性シリコーン樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部の範囲が好ましく、０．５〜１０質量部の範囲がより好ましい。この範囲を超えて配合割合が低い場合は、硬化性が劣ることとなり、またこの範囲を超えて配合割合を多くするといわゆる可使時間（外気に晒してからコーティング完了までの時間≒コーティング作業可能時間）が短くなり実用上好ましくない。
【００６２】
＜反応性シリコーン油＞
本発明における反応性シリコーン油は、特に制限は無く、従来より公知のものを問題なく使用することができる。変性シリコーン樹脂との反応性、潤滑機能発現性の観点から適宜選択すればよい。
【００６３】
本発明の潤滑コーティング用組成物においては、２種類の反応性シリコーン油を併用することが好ましい。詳しくは、両末端シラノール型で動粘度（２５℃）が１００ｍｍ2／Ｓ未満の低分子量のシリコーン油（以下、単に「低分子量シリコーン油」という場合がある。）と、両末端シラノール型で動粘度（２５℃）が２０００ｍｍ2／Ｓ以上の高分子量のシリコーン油（以下、単に「高分子量シリコーン油」という場合がある。）との２種類である。
【００６４】
なお、シリコーン油は、一般に低分子量のものが低粘度で高分子量のものが高粘度となる。そのため便宜的に「低分子量」「高分子量」と称して両シリコーン油を区別しているが、あくまでも動粘度で定義されるものであり、分子量の値で両者を厳密に定義付けることはできない。
【００６５】
低分子量シリコーン油は、変性シリコーン樹脂、特に有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサンに対する相溶性や反応性には優れるものの、耐熱性については若干劣る。一方、高分子量シリコーン油は上記相溶性や反応性には若干劣るものの、耐熱性、耐圧性には優れている。そのため、これら２種類の反応性シリコーン油を併用することにより、過酷な使用条件下でも耐久性の優れた潤滑コーティングとすることができる。
【００６６】
本発明において使用可能な反応性シリコーン油は市販品として入手可能であり、例えば両末端シラノール型低分子量シリコーン油はＹＦ３８００（動粘度＝８０ｍｍ2／、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）、両末端シラノール型高分子量シリコーン油はＹＦ３０５７（動粘度＝３０００ｍｍ2／、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）などが挙げられる。両シリコーン油の配合割合としては、「低分子量」：「高分子量」として９：１〜１：９の範囲内であることが好ましく、７：３〜３：７の範囲内であることがより好ましい。
【００６７】
本発明の潤滑コーティング用組成物における全反応性シリコーン油の配合割合としては、変性シリコーン樹脂有効成分（ｓｏｌｉｄ分）に対して、０．１〜２０質量％の範囲が好ましく、０．２〜１０質量％の範囲がより好ましく、０．３〜５質量％の範囲がさらに好ましい。反応性シリコーン油の添加量が０．１質量％未満では良好な潤滑効果が得られ難いため好ましくなく、２０質量％を超えると未反応成分が多くなり、いわゆる分離する場合があり生産上好ましくない。
【００６８】
＜溶剤＞
本発明のコーティング用組成物には、溶剤を配合してもよい。溶剤を配合することにより、適宜濃度、粘度（動粘度）を調整することができる。使用可能な溶剤としては、必須構成成分である変性シリコーン樹脂、硬化触媒および反応性シリコーン油を溶解または分散できるものであれば、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶剤；ミネラルスピリットなどの石油系溶剤；ヘキサン、ヘプタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素系溶剤；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤；酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチルのようなエステル系溶剤；オクタメチルシクロテトラシロキサンなどの低重合度（低分子量）の環状メチルポリシロキサン（環状シリコーン）や、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサンなどの低重合度の直鎖状メチルポリシロキサン（直鎖状シリコーン）などのシリコーン系溶剤などが挙げられる。これら溶剤は単独で用いられてもよく、２種以上併用してもかまわない。
【００６９】
＜その他の成分＞
本発明のコーティング用組成物には、従来公知のその他各種添加剤を添加することもできる。添加可能な添加剤としては、形成される潤滑膜の性能に影響を与えない、若しくは軽微なものが好ましく、例えば各種消泡剤、レベリング剤、スリッピング剤、酸化防止剤、防錆剤等を挙げることができる。
【００７０】
本発明は、被成型物との接触面に、下地層としてシリコーンアクリル系プライマー層が形成され、さらにその上に積層された上記本発明のコーティング用組成物を含む潤滑膜が形成されてなるものである。
【００７１】
上記本発明のコーティング用組成物は、軸受鋼、炭素鋼からなる材料に対して、濡れ性、密着性が十分ではないため、これら金属に対する濡れ性、密着性に優れたシリコーンアクリル系プライマー層を下地層として形成した後に、さらにその上に積層して本発明のコーティング用組成物からなる膜を形成する。
【００７２】
シリコーンアクリル系プライマー層を下地層とし上記本発明のコーティング用組成物からなる膜が積層形成された本発明の品物は、耐熱性、耐圧性など耐久性に優れ、また可撓性、耐クラック性にも優れた特性を持続でき、かつ、生産性、経済性に優れた極めて有用性の高いものとなる。
【００７３】
シリコーンアクリル系プライマー層を形成する塗膜としては、シリコーンアクリル樹脂からなるプライマーとして従来公知のものをいずれも使用して形成することができる。シリコーンアクリル系プライマー層を形成する場合の膜全体の膜厚としては、寸法精度を考慮するとできるだけ薄膜であることが望ましく、あまりに薄過ぎると膜としての機能が発揮できない。そのため、シリコーンアクリル系プライマー層は２μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好ましく、４μｍ〜６μｍの範囲とすることがより好ましく、一方、上記本発明のコーティング用組成物による塗膜層は２μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好ましく、４μｍ〜６μｍの範囲とすることがより好ましい。本発明の品物の製造方法、すなわち膜の形成方法は、次項において詳述する。
【００７４】
＜膜の形成方法並びに製造方法＞
本発明の膜の形成方法は、被コーティング対象面に、溶剤型シリコーンアクリル系プライマーをコーティング後、焼付け硬化させること無く前記本発明のコーティング用組成物をコーティングし、次いでコーティング膜全体を焼付け硬化させることを特徴とするものである。
【００７５】
本発明に使用し得る溶剤型シリコーンアクリル系プライマーは、被コーティング対象面となる基材表面との濡れ性、密着性に優れ、かつ、本発明のコーティング用組成物と反応して一体化する性質のものが好ましい。中でも特に、側鎖に第３級アミノ基を有するアクリルポリマー系主剤にグリシジル基含有シラン化合物を硬化剤として使用するシリコーンアクリル系プライマー用樹脂組成物は、各種金属への濡れ性に優れ、かつ本発明のコーティング用組成物との反応も見込めるため極めて好適である。かかるシリコーンアクリル系プライマー用樹脂としては市販品が入手可能である。
【００７６】
被コーティング対象面に対するコーティング方法としては、特に制限されず、例えばコーティング剤をスポンジなどに含浸させてそのスポンジで塗装面を擦るなど、適宜公知の方法が用いられる。なお、コーティング方法は、その他、ディッピング法、刷毛塗り法、スプレーコーティング法など適宜選択することができる。
【００７７】
これらコーティング方法にて被コーティング対象面に、溶剤型シリコーンアクリル系プライマーをコーティング後、焼付け硬化させること無く、当該コーティング用組成物をコーティングし、次いでコーティング膜全体を焼付け硬化させること、すなわちいわゆる２コート１ベイクさせることが好ましい。このように２コート１ベイクさせることで、プライマーと当該コーティング層が一体化したコーティング膜層が形成され、表面平滑性に優れ、緻密な潤滑層となる。
【００７８】
前記コーティング膜全体の焼付け硬化の温度条件としては、１６０℃〜２２０℃の範囲であることが好ましく、１９０℃〜２１０℃の範囲であることがより好ましい。温度が低過ぎると物性が発現せず、一方高過ぎると熱劣化や熱分解が起こり、それぞれ好ましくない。
【００７９】
また、前記コーティング膜全体の焼付け硬化時間としては、１０分〜６０分の範囲であることが好ましく、２０分〜４０分の範囲であることが好ましい。焼付け硬化時間が短過ぎると均一な、一方長過ぎるといわゆる焼け現象が起こり外観を損なうため、それぞれ好ましくない。
【００８０】
＜実施例１、比較例１＞
下記表１に示す組成に従い、プライマー、実施例１および比較例１のコーティング組成物を調製した。これらを用いて、炭素鋼基材にディッピングによりプライマーをコーティングし、さらにその上に各実施例乃至比較例のコーティング組成物をコーティングし、２００℃で３０分間熱硬化させていわゆる２コート１ベイク（比較例１は１コート１ベイク）のコーティング工程を経て試験板を得た。膜厚を含む各条件を下記表１にまとめる。
【００８１】
【表１】
【００８２】
なお、実施例および比較例に用いた配合成分の詳細を以下に記す。
＜シリコーンアクリルプライマー主剤＞
側鎖に第３級アミノ基を有するアクリル樹脂アクリディックＡ−９５４０（ＤＩＣ（株）製、有効成分＝４５％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：（Ｘ−Ｙ）−Ｚ２、アミン価：１６、溶媒：トルエン／イソブタノール）１００部をキシレン６０部にて希釈して、シリコーンアクリルプライマー主剤を得た。
【００８３】
＜シリコーンアクリルプライマー硬化剤＞
エポキシ系シランカップリング剤含有シリコーンアクリル樹脂硬化剤アクリディックＡ−９５８５（ＤＩＣ（株）製、有効成分＝８０％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：Ａ５以下、エポキシ当量：５３０〜５８５、溶媒：キシレン）１６部をキシレン１４４部にて希釈して、シリコーンアクリルプライマー硬化剤を得た。
【００８４】
＜ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂主剤＞
Ｎ２導入管、温度計、サーモメーター、還流冷却器を取り付けた１リットル四つ口フラスコに３５３部のメタノールを仕込み６０℃まで加温した。別にメチルメタクリレート（ＭＭＡ）１２２部、ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）１１６部、エチルアクリレート（ＥＡ）１６３部、側鎖に加水分解性アルコキシシリル基含有メタクリル系モノマーＫＢＭ−５０３（信越化学工業（株）製）９４部、アゾ系重合開始剤Ｖ−６５（和光純薬（株）、２，２’−Ａｚｏｂｉｓ（２．４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｖａｌｅｒｏｎｉｔｒｉｌｅ））５．９部の混合物を計り取り、滴下ロートにて３時間かけて上記フラスコに滴下した。滴下後更に２時間６０℃にて反応させた後、Ｖ−６５１．５部を４５部のメタノールで希釈したものを滴下し、ついで、３時間６０℃反応を続けアクリルシリコーン樹脂溶液を得た（淡黄色透明粘性液体、有効成分＝５５％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：ＸＹ＋、Ｍｗ＝１２１０００）。
【００８５】
次に、上で得られたアクリルシリコーン樹脂溶液１２１部、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）４５９部、フェニルトリメトキシシラン（ＰＴＭＳ）７４部をＮ２導入管、温度計、サーモメーター、還流冷却器を取り付けた１リットル四つ口フラスコに仕込み、２ｍｏｌ／リットル希塩酸２０部、蒸留水４８部、メタノール７８．７部を滴下ロートにて３０分間かけて滴下した。その間、フラスコ内の温度は４０℃に保った。更に３０分間、４０℃にて熟成させた後、昇温し、還流状態で３時間反応させた。 還流温度は６５〜６８℃であった。その後、還流冷却器を脱水コンデンサーに交換し、温度が１３５℃になるまで加熱し、２時間かけて反応系内の溶媒を留去せしめ、次いで冷却して、有機―無機ハイブリッド型ポリシルセスキオキサン樹脂を得た。淡黄色透明粘性液体、有機／無機＝２０／８０（質量基準）、有効成分＝１００％、ガードナー形泡粘度（２５℃）：Ｗ、Ｍｗ＝１６００。
【００８６】
＜評価試験＞
得られた実施例および比較例の各試験板について、摩擦摩耗試験を実施した。
Ｂａｌｌ−ｏｎ−Ｄｉｓｃ型往復摩擦試験機を用い、室温下無潤滑条件で評価を行った。ディスク試験片(２５×３０ｍｍ、厚さ５ｍｍ)には各実施例乃至比較例の潤滑コーティング処理（プライマー＋潤滑コーティング用組成物による塗装＋乾燥硬化）したものを用い、相手材であるボールにはポリアセタール樹脂［ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、直径ｄ＝３／１６ｉｎｃｈ≒４．７６ｍｍ］を用いた。これらの試験片は、試験前にアセトン中で超音波洗浄を５分間行い、乾燥させた後に試験に供した。試験条件は平均線速度２０ｍｍ／Ｓ（ストローク：１０ｍｍ）及び荷重２Ｎの条件下において１５００秒の試験を行い、１５００秒経過時の摩擦係数を求めた。当該摩擦摩耗試験は、実施例１、比較例１について行った。
試験結果を図５に示す。
【００８７】
図５に示すように、シリコーン樹脂とシリコーン油の場合、荷重に影響されず終始０．１以下の低い摩擦挙動をしめしたのに対して、実施例１のシリカを含む場合はいずれの試験荷重においても０．４〜０．４５の安定して高い摩擦係数を示した。
【００８８】
図６に摺動速度を変化させたときの摩擦係数の測定結果を示すが、速度が変化してもあまり、変化がみられず高い摩擦を示した。シリコーン樹脂にシリカを添加して、摩擦係数を調整が可能であり、また、高荷重では、シリコーン油で凝着を防止して摩擦は安定しており、摩擦はシリカと相手材の摩擦により発生してその量により調整が出来る。
【００８９】
図６に示すように、摩擦のメカニズムは、シリカと相手材との干渉で発生しており、その量により比例して抵抗が比例し、これは、速度に依存しない特徴がある。また、一般に潤滑剤が存在すれば摩擦熱で粘度が低下し急激に摩擦トルクが低下するためスティックスリップなどの不都合が発生するが、このコーティングは潤滑剤の粘性の影響は小さいため、それほど影響がない。これは荷重を変化させて大きくしても変化しない特徴がある。
また、摺動速度に影響されないためスティックスリップの発生防止に効果がある。したがって、グリース等の特別の潤滑剤を使用せずに異音発生を防止できる。
【００９０】
潤滑剤でスティックスリップを防止しようとすると極端に高粘度にするか、添加剤に固体潤滑剤を添加する必要があるが、潤滑剤の流出が問題となり耐久性に課題がある。この発明品は通常はシリコーン樹脂に固定されており、高荷重や高摺速条件ではシリコーン油は潤滑剤として溶着を防止して、安定した摩擦に制御することにより、摩擦変動をなくし、操作上の不具合を防止できる効果がある。また、高荷重では滲み出してきて、溶着を防止できる。
【００９１】
シリコーン油の粘度は４０００ｍｍ２／Ｓ以下が最適で、あまり高粘度を使用すると低温時の流動性低下のため、高トルクになるため、適正範囲の粘度を設定する必要がある。そうすることで、低温から高温まで広い温度範囲で安定したトルクで使用できるとともに、スティックスリップも発生せず異音が防止できる。従来は速度に対して摩擦力が減少する、また、無負荷時に摩擦力が小さいと外部からの振動や小さい力で動き、中立の位置が安定せずふらつく問題がある。そのため外部からの荷重が小さくても摩擦が大きいため安定して中立を維持できる、そして、衝撃が発生した場合は大きな摩擦力でダンパーの役目を持ち、また、1度力がかかると速度に対して摩擦力が変化しないため、一定の操舵ができるため、安定感があり、摩擦力の変動がないため異音は発生しない効果がみられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂とからなることを特徴とするシリコーン樹脂組成物。
【請求項２】
シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる無機−有機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５であることを特徴とする請求項１に記載のシリコーン樹脂組成物。
【請求項３】
硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことを特徴とする請求項1乃至２に記載のシリコーン樹脂組成物。
【請求項４】
前記シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングしたことを特徴とする請求項１から３何れかに記載のステアリング装置。
【請求項１】
粘度が３０００ｍｍ２／Ｓ以下のシリコーン油と３０重量％シリカと硬化触媒およびシリコーン樹脂とからなることを特徴とするシリコーン樹脂組成物。
【請求項２】
シリコーン樹脂が3官能シラン類を加水分解重縮合して得られる無機−有機ハイブリッド型シリコーン樹脂であり、摩擦係数が０．４〜０．５であることを特徴とする請求項１に記載のシリコーン樹脂組成物。
【請求項３】
硬化触媒として、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のいずれかを含むことを特徴とする請求項1乃至２に記載のシリコーン樹脂組成物。
【請求項４】
前記シリコーン樹脂組成物をステアリングコラム部品であるブラケット、コラムチューブ、支軸間の摩擦部にコーティングしたことを特徴とする請求項１から３何れかに記載のステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３１３８３（Ｐ２０１２−３１３８３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４６５４（Ｐ２０１１−７４６５４）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]