CN1236216A - 带有蜗轮减速器的小型电动机 - Google Patents

带有蜗轮减速器的小型电动机 Download PDF

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Abstract

一种带有蜗轮减速器的小型电动机,在电动机部装有蜗轮减速器,经蜗轮减速器减速后输出电动机部的驱动力,润滑蜗轮减速器的蜗轮蜗杆装置的润滑剂在其基油中混合添加二氧化硅微粒子,该二氧化硅微粒子的配合量约为3～10重量%。本发明可在宽广的使用温度范围内始终确保所需的齿轮传递效率,保持防反转性,从而可使电动机小型化,增加寿命周期数和延长电动机寿命,该种电动机适用于汽车的电动车窗装置等的驱动。

Description

带有蜗轮减速器的小型电动机
本发明涉及带有蜗轮减速器的小型电动机，特别是涉及汽车的电动车窗装置等驱动用的带有蜗轮减速器的小型电动机。
长期以来，带有蜗轮减速器的小型电动机(以下称电动机)被广泛使用于汽车的电动车窗装置和电动遮光顶板装置等的驱动。电动机包括电动机部和蜗轮减速器，电动机部的输出通过蜗轮减速器进行。
作为润滑蜗轮减速器的蜗轮蜗杆装置的润滑剂(主要是黄油)，使用耐磨性优良的产品。
然而，电动车窗装置是驱动汽车窗玻璃的开闭动作的。作为电动车窗装置用的电动机，从防范安全角度出发，为了在即使电动机受到窗玻璃开启方向的外力影响时也不会反转，要求具有防反转性。
一般来讲，由于汽车可在极广的温度范围(例如-30℃至+80℃)内使用，因此要求电动车窗装置等的电动机在其使用温度范围内始终具有防反转的性能。
以往，虽然已有多种关于普通耐磨性润滑剂的提案，但几乎没有考虑过蜗轮蜗杆装置防反转性润滑剂方面的方案。即，在将以往的润滑剂用于蜗轮蜗杆装置时，一旦使用温度有变化，就会极大影响齿轮传递效率。
因此，就产生了在某一使用温度中因外力从外部打开汽车窗玻璃的可能性，从防范安全角度出发是不合适的。为了解决这一问题，必须使齿轮传递效率达到即使处在最恶劣的使用温度条件下也能始终确保防反转性。
为此，在以往的电动机中，作为第一对策是极度缩小蜗轮的前置角，第二对策是在电动机内部安装制动装置，第三对策是对齿轮的啮合面实施梨皮状粗加工的表面处理，以加大摩擦系数，通过采取以上各种措施来确保防反转性。
但是，若采取上述第一对策缩小蜗轮的前置角，必然会增大蜗轮的外径尺寸，故难以实现电动机整体的小型化，若采取上述第二对策设置制动装置，则会增加电动机的零件数和装配工时，使生产成本上升。
上述第三对策虽是本发明人的专利(专利号第2636958号)，但必须实施为增大啮合齿面的摩擦系数的表面处理及其保持管理。
这样，在采取第一至第三对策时，为了在使用温度范围内始终确保防反转性而使齿轮传递效率下降，故难以实现电动机的小型化，而且，温度特性也存在着问题。
为了解决这一课题，本发明目的在于提供一种既能在极广的使用温度范围内始终确保所需的齿轮传递效率和防反转性，又能实现电动机小型化的带有蜗轮减速器的小型电动机。
为实上述目的，本发明是一种在电动机部装有蜗轮减速器、经所述蜗轮减速器减速后输出所述电动机驱动力的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特点在于，润滑所述蜗轮减速器的蜗轮蜗杆装置的润滑剂在基油中添加混合二氧化硅微粒子，该二氧化硅微粒子的配合量约为3-10重量％。
所述二氧化硅微粒子的粒径最好约为7-40nm。在添加有所述二氧化硅微粒子的所述润滑剂中，最好混合添加油性增强剂、增粘剂、固体润滑剂和增稠剂中的至少一种。
所述油性增强剂最好从山梨糖醇酐酯和聚酯共聚物中至少选择一种，所述增粘剂最好从聚异丁烯、聚丁烯、低分子聚乙烯、聚丁二烯和聚偏丙烯酸酯组成的群体中至少选择一种，所述固体润滑剂最好从三聚氰按树脂、硅树脂、石蜡和氟树脂组成的群体中选择，所述增稠剂最好从锂皂、皂土和聚脲树脂组成的群体中选择。
例如，所述油性增强剂采用山梨糖醇酐单油酸酯或季戊四醇双季戊四醇(((ROOCH2)3C)2)混合酯。另外，所述固体润滑剂含有硼氮化物和微粒电气石墨粉。
在添加有所述二氧化硅微粒子的所述润滑剂中，最好混合添加所述油性增强剂、所述增粘剂、所述固体润滑剂和所述增稠剂中的至少一种，约为0.2-20.0重量％。例如，所述增稠剂的配合量为0.5-2.5重量％。
所述基油最好采用低温特性、耐树脂性和对金属耐腐蚀件优良的烃系合成油或矿物油。另外，所述烃系合成油最好是乙烯-α-烯烃共聚物或聚-α-烯烃。
所述蜗轮减速器例如用来驱动汽车的电动车窗。所述蜗轮蜗杆装置例如是由碳钢制成的蜗杆和合成树脂制成的蜗轮所构成。
所述蜗轮蜗杆装置具有如下两种功能。第1功能是在所述电动车窗装置静止时，由规定的静摩擦力防反转性，不因外力的作用而使所述窗玻璃打开，第2功能是在接通所述小型电动机电源、从保持着防反转性的静摩擦转变为动摩擦之后的运转过程中，动摩擦力急剧下降，以小于动摩擦力最大值的摩擦力使所述蜗轮蜗杆装置顺利运转。例如，所述小型电动机的使用温度范围为-30℃-+80℃。
本发明由于采用了上述结构，因此可在宽广的使用温度范围内始终确保所需的齿轮传递效率，保持防反转性能。其结果，可实现电动机小型化，又可增加寿命周期数，延长电动机的寿命。
附图的简单说明
图1至图8是本发明实施形态一例的示图，其中：
图1为表示电动车窗装置概略结构的说明图；
图2为带有蜗轮减速器的小型电动机主视图；
图3为表示蜗轮蜗杆装置的摩擦力与时间关系的曲线图；
图4为表示齿轮传递效率与防反转扭矩之间关系的曲线图；
图5为表示使用温度与齿轮传递效率之间关系的曲线图；
图6为表示二氧化硅微粒子的每份配合量的齿轮传递效率与使用温度之间关系的曲线图；
图7为表示二氧化硅微粒子各配合量中的寿命周期数与齿轮传递效率之间关系的曲线图；
图8为表示因不同添加剂成分形成的寿命周期数与齿轮传递效率之间关系的曲线图。
下面，参照图1至图8说明本发明实施形态一例。
带有蜗轮减速器的小型电动机例如被使用于自动开闭汽车窗玻璃的电动车窗装置、装在车体顶棚部上的电动遮光顶板装置等驱动汽车用电气装置的作动器等。
图1为表示电动车窗装置概略结构的说明图，图2为带有蜗轮减速器的小型电动机主视图，以局部剖视形态表示。在图1中，表示在电动车窗装置2中使用带有蜗轮减速器的小型电动机(以下称电动机)1的场合。
如图1和图2所示，在电动车窗装置2中，由电动机1驱动的钢缆3一旦移动，被钢缆3系结的窗玻璃4就会沿箭头B所示方向进行开闭动作。
从汽车的蓄电池5供给的驱动用电流由控制电路6进行开闭控制和正反旋转的变换控制，向电动机1供给。电动机1通过驱动用电流进行正反方向的旋转，以驱动电动车窗装置2。
电动机1包括电动机部10和装在电动机部10上的蜗轮减速器11，由蜗轮减速器11减速后将电动机部10的驱动力输出。
在蜗轮减速器11的齿轮箱13上，设有齿轮箱侧安装部14。用蜗钉15将电动机部10的法兰部12旋紧固定在齿轮箱侧安装部14上。
在电动机部10的电动机轴16上装有蜗杆19。电动机轴16的前端部17被轴承18回转自如地轴支承在齿轮箱13上。
在齿轮箱13的内部，设有回转自如的与蜗杆19啮合的蜗轮20。蜗轮20也可由斜齿轮构成。在蜗轮20的中心部装有输出轴21。由蜗杆19和蜗轮20组成蜗轮蜗杆装置22。
蜗杆19由机械结构用的碳钢制成。蜗轮20和齿轮箱13分别由合成树脂制成。由此，蜗轮蜗杆装置22由金属与合成树脂啮合而成。
在具有如此结构的电动机1的电动车窗装置2中，一旦通过来自控制电路6的控制信号，使驱动用电流从蓄电池5向电动机部16供给，就可驱动电动机部10，使电动机轴16正反方向旋转。
电动机轴16的驱动扭矩传递到蜗杆19，再从蜗杆19传递到蜗轮20和输出轴21，从输出轴21向外部输出。依靠这一驱动扭矩，使电动车窗装置2的钢缆3移动，窗玻璃4自动地进行开闭动作。
电动车窗装置2的电动机1所要求的主要功能可列举出以下几条。
(1)在宽广的使用温度范围(例如：-30℃～+80℃)内，应始终确保所需的齿轮传递效率，保持防反转性。
(2)电动机1因可装在汽车门内部的狭小空间内，故整体小型化。
(3)窗玻璃4应可反复开闭动作，即寿命周期数(相当于电动机1的寿命)大。
(4)电动机噪音低以达到安静。
本发明通过将润滑蜗轮减速器11的蜗轮蜗杆装置22的润滑剂(主要是黄油)按规定的配合量组成，就可使电动机1充分发挥上述(1)至(4)的功能。
下面，对用作润滑蜗轮蜗杆装置22的润滑剂黄油作出说明。
图3为表示蜗轮蜗杆装置22的摩擦力与时间关系的曲线图，横轴表示时间，纵轴表示摩擦力。
图3中的符号H,L分别表示所需的静度摩擦力(即时间为零时的摩擦力的值)的最大值和最小值。若静摩擦力处在从最小值L至最大值H之间，则表示防反转性良好。
符号2表示蜗轮蜗杆装置22旋转动力传递时所需的动摩擦力的最大值。
列举一例，如图3的曲线D所示，在使用以往的黄油润滑蜗轮蜗杆装置22的场合，因规定时间后的动摩擦力小于最大值C，故蜗轮蜗杆装置22顺畅运转。
然而，以往的黄油如图中的曲线D所示，大多是静摩擦力小于最小值L。因此，当电动车窗装置2处在静止状态时，窗玻璃4一旦受到开启方向的外力P，蜗轮蜗杆装置22不能保持防反转性，窗玻璃4就会被打开。
另一方面，如上所述，若采取极端缩小蜗杆的前置角等措施使齿轮传递效率下降，则如曲线E所示，往往会产生静摩擦力超过最大值H、电动机不能从静止状态中运转的现象。
又如图中的曲线F所示，在针对这一现象采取对策时，虽然防反转性良好，但容易使动摩擦力超出最大值C。因此，为确保所需的性能，必须采取电动机大型化的措施。
为此，如曲线G所示，蜗轮蜗杆装置22最好发挥如下两种功能：第1功能是在电动车窗装置2静止时，由规定的静摩擦力保持防反转性，不使外力打开窗玻璃4，第2功能是在运转过程中，使动摩擦力小于最大值C的状态下顺畅运转。
即，如图中的曲线G所示，最好是从保持防反转性的静摩擦状态中接通电动机1的电源，在转变为动摩擦之后急剧下降动摩擦力，使蜗轮蜗杆装置22在较小的摩擦力状态下顺畅运转。
为此，在本发明中，采用在基油中混合添加二氧化硅微粒子的黄油润滑蜗轮蜗杆装置22，使蜗轮蜗杆装置22的摩擦力如曲线G所示变化，就能发挥前述相反的第1、第2功能。
在专利第2522874号公报中，传统的公开技术是在基油中混合添加二氧化硅气凝胶，使多孔质滑动轴承含浸稠度增大的黄油。但这是用于发明对象为滑动轴承的黄油，并且，在目的、结构和作用效果方面均与本发明不同。
下面，说明本实施形态的一例。
在该实施例中，如图1和图2所示，将电动机1装入电动车窗装置2之后进行了扭矩等的测定。蜗轮蜗杆装置22与电动机部10的结构如下。
●蜗杆19的前置角：约4℃
●减速比：85∶1
●电动机部10的输出据矩T1:0.31N.m
电动机部10的输出扭矩T1为减速前的扭矩，测定了电动机轴16的扭矩。又对减速后的输出扭矩T2，测定了输出轴21的扭矩。
这些输出扭矩T1、T2即为所谓的停止转动扭矩。这一停止转动扭矩是一种电动机1在运转中使电动机负载增加、电动机运转停止时的扭矩值。
蜗轮蜗杆装置22的齿轮传递效率η(％)可采用减速前的输出扭矩T1、减速后的输出扭矩T2和减速比，通过下列运算公式算出。
η=[T2/(T1×减速比)]×100(％)
从该运算公式可以看出，齿轮传递效率η的值越大，减速后的输出据矩T2就越大，故蜗轮蜗杆装置22运转中的动力传递损耗就越小。
表1和表2是本发明中的实施例1至32以及采用传统的黄油的以往例1至8的黄油配合组成和初期特性比较表。在初期特性一栏中，包含齿轮传递效率和有无异常噪音产生等内容。
                            表1
初期特征 构成材料1(增稠材料) 构成材料2(黄油基油)
齿轮传递效率η[％] 异青发生有无 原料1 配合量 原料2 配合量 原料 配合量 粘度
使用温度 -30℃ 25℃ 80℃ W％ W％ W％ cSt
二氧化硅微粒子配合量探讨 实施例1 呈液态、不是油脂、不可试验 二氧化硅微粒子 2.0 乙烯-α-烯烃共聚物 87.5 380
实施例2 47.3 47.4 46.9 无 同上 3.0 - - 同上 86.2 380
实施例3 46.7 47.1 47.0 无 同上 4.0 - - 同上 85.2 380
实施例4 46.5 46.8 46.6 无 同上 5.0 - - 同上 84.2 380
实施例5 46.1 46.3 46.3 无 同上 6.0 - - 同上 83.2 380
实施例6 45.8 46.2 45.9 无 同上 7.0 - - 同上 82.2 380
实施例7 45.4 46 46 无 同上 8.5 - - 同上 80.5 380
实施例8 45.4 45.7 45.8 有 同上 10.0 - - 同上 79.0 380
实施例9 43.9 44.3 44.4 有 同上 12.0 - - 同上 78.0 250
实施例10 42.2 42.1 42.4 有 同上 18.0 - - 同上 70.5 250
实施例11 41.4 41.4 41.1 有 同上 25.0 - - 同上 63.5 250
寿命异常噪音对策增粘剂探讨 实施例12 45.9 46.1 45.9 无 同上 7.0 - - 同上 82.0 380
实施例13 45.8 45.8 45.6 无 同上 10.0 - - 同上 79.0 380
实施例14 50.3 51.3 51.7 无 同上 10.0 - - 同上 75.9 380
实施例15 45.7 45.7 46.0 无 同上 10.0 - - 同上 69.1 380
实施例16 49.4 49.5 49.9 无 同上 10.0 - - 同上 78.0 380
实施例17 50.6 51.3 52.0 无 同上 10.0 - - 同上 62.3 380
寿命异常噪固体润滑剂探讨 实施例18 51.0 51.1 52.1 无 同上 12.0 - - 同上 66.5 380
实施例19 46.1 46.4 46.2 无 同上 6.0 - - 同上 72.4 380
实施例20 45.2 45.4 45.3 无 同上 12.0 - - 同上 66.4 380
实施例21 34.3 34.2 34.7 无 同上 12.0 - - 同上 66.4 380
实施例22 49.4 49.1 50.1 无 同上 12.0 - - 同上 66.4 380
同上配合量探讨 实施例23 43.6 43.5 43.9 无 同上 7.0 - - 同上 80.9 380
实施例24 44.0 43.6 43.8 无 同上 7.0 - - 同上 78.9 380
实施例25 43.5 43.2 43.9 无 同上 7.0 - - 同上 76.9 380
寿命异常噪音锂配合探讨 实施例26 44.5 43.8 44.8 无 同上 6.3 锂皂 0.5 同上 83.0 380
实施例27 45.4 45.4 45.1 无 同上 5.6 同上 1.5 同上 84.1 380
实施例28 45.2 45.5 45.2 无 同上 4.9 同上 2.5 同上 84.6 380
实施例29 47.0 47.3 48.5 无 同上 3.9 同上 3.0 同上 85.1 380
实施例30 48.2 50.9 53.0 无 同上 2.9 同上 4.0 同上 85.0 380
实施例31 45.1 45.3 45.2 无 同上 5.6 同上 1.5 聚-α-烯烃 83.8 65
实施例32 45.2 45.6 45.5 无 同上 4.9 同上 2.5 同上 84.6 65
锂皂 以往例1 39.8 43.3 45.3 无 - - 锂皂 3.0 乙烯-α-烯烃共聚物 91.1 65
以往例2 44.1 46.0 47.8 无 - - 同上 7.0 同上 87.0 65
以往例3 45.6 48.4 50.5 无 - - 同上 12.0 同上 82.0 65
以往例4 48.0 50.3 52.4 无 - - 同上 20.0 同上 74.0 65
皂土 以往例5 41.7 47.4 51.9 无 - - 皂土 16.0 聚-α-烯烃 63.1 65
以往例6 40.5 46.6 51.5 无 - - 同上 16.0 乙烯-α-烯烃共聚物 63.1 155
以往例7 42.0 47.7 52.1 无 - - 同上 16.0 同上 63.1 380
梨皮状蜗杆 以往例8 45.4 44 41.3 无 - - 同上 12.0 同上 82.0 65
                            表2
构成材料3(增稠剂) 构成材料4(油性增强剂) 构成材料5(固体润滑剂) 腐蚀·氧化防止剂
原料 配合量 原料 配合量 原料 配合量
W％ 季戊四醇双季戊四醇混合酯 W％ W％ W％
二氧化硅微粒子配合量探讨 实施例1 - - 10.0 - - 残
实施例2 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例3 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例4 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例5 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例6 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例7 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例8 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例9 - - 同上 10.0 - - 同上
实施例10 - - 山梨糖酵酐单油酸酯 10.0 - - 同上
实施例11 - - 同上 10.0 - - 同上
寿命异常噪音对策增粘剂探讨 实施例12 聚异丁烯 0.2 山梨糖酵酐单油酸酯 10.0 - - 同上
实施例13 聚异丁烯 0.2 同上 10.0 - - 同上
实施例14 低分子聚乙烯 3.0 同上 10.0 - - 同上
实施例15 聚丁烯 10.0 山梨糖酵酐单油酸酯 10.0 - - 同上
实施例16 聚偏丙烯酸酯 3.85 季戊四醇双季戊四醇混合酯 7.7 - - 同上
实施例17 聚丁二烯 16.7 山梨糖酵酐单油酸酯 10.0 - - 同上
寿命异常噪音对策固体润滑剂探讨 实施例18 聚异丁烯 0.65 季戊四醇双季戊四醇混合酯 10.0 石蜡 10.0 同上
实施例19 同上 同上 同上 10.0 三聚氰胺树脂 10.0 同上
实施例20 同上 同上 同上 10.0 三聚氰胺树脂 10.0 同上
实施例21 同上 同上 同上 10.0 硅树脂 10.0 同上
实施例22 同上 同上 同上 10.0 聚四氢乙烯树脂 10.0 同上
同上配合量探讨 实施例23 同上 0.2 同上 10.0 三聚氰胺树脂 1.0 同上
实施例24 同上 0.2 同上 10.0 三聚氰胺树脂 3.0 同上
实施例25 同上 0.2 同上 10.0 三聚氰胺树脂 5.0 同上
寿命异常噪音锂配合探讨 实施例26 同上 0.18 同上 9.0 - - 同上
实施例27 同上 0.16 同上 8.0 - - 同上
实施例28 同上 0.14 同上 7.0 - - 同上
实施例29 同上 0.14 同上 7.0 - - 同上
实施例30 同上 0.14 同上 7.0 - - 同上
实施例31 同上 0.16 同上 8.0 - - 同上
实施例32 同上 0.16 同上 7.0 - - 同上
锂皂 以往例1 - - 同上 5.0 - - 残余
以往例2 - - 同上 5.0 - - 同上
以往例3 - - 同上 5.0 - - 同上
以往例4 - - 同上 5.0 - - 同上
皂土 以往例5 - - 同上 20.0 - - 同上
以往例6 - - 同上 20.0 - - 同上
以往例7 - - 同上 20.0 - - 同上
梨皮状蜗杆 以往例8 - - 同上 5.0 - - 同上
在表1和表2所示的实施例1至32中，列出了在黄油的基油中混合添加的二氧化硅微粒子分别改变配合量时的试验结果。
该项试验用的黄油的基油采用了乙烯-α-烯烃共聚物或聚-α-烯烃等烃系合成油。基油最好采用低温特性、耐树脂性和对金属耐腐蚀性优良的烃系合成油或矿物油。
二氧化硅微粒子(SiO2)的粒径例如采用了约7-40nm(毫微米)的微粒子。二氧化硅微粒子正球度高，比较容易调制各种粒径和粒度分布小的粒子，价格便宜，另外，由于是无机质材料，故热的稳定性好。
而且，二氧化硅微粒子也可用三甲基硅醚进行亲油化处理等的表面处理。二氧化硅微粒子还具有作为增稠剂的特性。
所有的实施例和以往例都是在电动机的使用温度为-30℃、+25℃和+80℃的场合下分别作了试验。这是由于汽车的电动车窗装置2的电动机1要求具有这样宽广温度范围的缘故。
在以往例1至8中，不含有二氧化硅微粒子。在以往例1至4中，采用了配合有锂皂的材料作为增稠剂，在以往例5至8中，采用了配合有皂土的材料作为增稠剂。
另外，以往例8中的电动机与前述专利号第2636958号所示的对蜗杆经过梨皮状毛面粗加工处理的带有蜗轮减速器的小型电动机相同，并表示了使用传统的黄油后的状况。
表3列举出实施例2至32中的使用温度为25℃时的减速后的输出扭矩T2、齿轮传递效率η以及防反转扭矩。
表3                          (使用温度：25℃)
 输出扭矩[N.m]  齿轮传递效率η[％]  防反转扭矩[N.m]
 实施例2      12.3        47.4       11.2
 实施例3      12.3        47.1       13.3
 实施例4      12.2        46.8       15.3
 实施例5      12.0        46.3       15.3
 实施例6      12.0        46.2       15.3
 实施例7      12.0        46       15.3
 实施例8      11.9        45.7       15.3
 实施例9      11.5        44.3       15.3
 实施例10      11.0        42.1       15.3
 实施例11     10.8     41.4        15.3
 实施例12     12.0     46.1        15.3
 实施例13     11.9     45.8        15.3
 实施例14     13.3     51.3        5.1
 实施例15     11.9     45.7        15.3
 实施例16     12.9     49.5        6.1
 实施例17     13.3     51.3        4.1
 实施例18     13.3     51.1        4.1
 实施例19     12.1     46.4        15.3
 实施例20     11.8     45.4        15.3
 实施例21     8.9     34.2        15.3
 实施例22     12.8     49.1        10.2
 实施例23     11.3     43.5        15.3
 实施例24     11.3     43.6        15.3
 实施例25     11.2     43.2        15.3
 实施例26     11.4     43.8        15.3
 实施例27     11.8     45.4        15.3
 实施例28     11.8     45.5        15.3
 实施例29     12.3     47.3        11.2
 实施例30     13.2     50.9        4.1
实施例31 11.8 45.3 15.3
 实施例32     11.9     45.6        15.3
在表3中，齿轮传递效率η可用前述运算公式，从减速前的输出据矩T1、减速比、减速后的输出据矩T2的数值中求出。
防反转扭矩为各实施例中的实测值。一旦防反转扭矩超过15.3N.m(150kgf.cm)，就会损坏齿轮，故测定值以15.3N.m为上限。
该项试验用的电动机1根据电动机自身的性能要求，当齿轮传递效率η达到46.8％以上时，防反转扭矩的数值就处在15.3N.m以下。为此，从表3的数值中取出符合这一条件的实施例以及齿轮传递效率η和防反转扭矩，详见表4。
图4是表示表4的数值曲线图。横轴为齿轮传统效率η，纵轴为防反转扭矩。
                            表4
 齿轮传递效率η[％]  防反转扭矩[N.m]
   实施例4        46.8        15.3
   实施例3        47.1        13.3
   实施例29        47.3        11.2
   实施例2        47.4        11.2
   实施例22        49.1        10.2
   实施例16        49.5        6.12
   实施例30        50.9        4.1
   实施例18        51.1        4.1
   实施例14        51.3        5.1
   实施例17        51.3        4.1
在表4和图4中，该项试验用的电动车窗装置2的防反转扭矩若处在约10.5N.m以上、即齿轮传递效率η处在48％以下时，就可获得良好的防反转性。
即，一旦齿轮传递效率η超过48％，就会减少蜗轮蜗杆装置22的传递动力的损耗，但由于会降低防反转扭矩即防反转性，一旦开启方向产生外力P，就存在窗玻璃4打开的可能性。
另外，齿轮传递效率η与防反转扭矩之间的关系以及齿轮传递效率η的规定值根据电动车窗装置2的结构、窗玻璃4的形状和重量以及动力传递机构等不同情况相应决定。
如表1和表2所示，在实施例1至11中，在基油中混合添加二氧化硅微粒子，将二氧化硅微粒子的配合量在约2.0重量％至约25.0重量％范围内变动。在这种场合，为了不受增粘剂和固体润滑剂等其它结构成分的影响，未添加上述的增粘剂等材料。
其结果可以确认，若在基油中混合添加二氧化硅微粒子，它与二氧化硅微粒子的配合量多少无关系，例如在实施例2至11等中，齿轮传递效率η处在宽广的使用温度范围(即-30℃、+25℃、+80℃)时没有变化，基本保持在规定值上。另外，在实施例1中，二氧化硅微粒子的配合量为2.0重量％，润滑剂呈液状，不是油脂，故不能作试验。
相比之下，在以往例1至8中，当使用温度变化时，齿轮传递效率η也产生较大变化。
图5是表示使用温度(横轴)与齿轮传递效率η(纵轴)之间关系的曲线图。在图5中，将实施例6和以往例1、2、5、8作为了示例。
在该项试验用的电动车窗装置2中，如图4所示，可获得所需的防反转性的齿轮传递效率η的最大值ηmax约为48％。测定的结果，最小值ηmin约为43％。因此，为获得所需的防反转性的齿轮传递效率η的范围J在最小值ηmin至最大值ηmax之间。
如图5所示，在使用以往例1、2、5、8的混合添加增稠剂锂皂和皂土的黄油时，一旦使用温度变化，则齿轮传递效率η也起大的变化。
即，即使在25℃温度中可保持防反转性，但如果转变为-30℃或+80℃等严酷的温度时，往往会使齿轮传递效率η越出所需的范围J。例如，在以往例5中，80℃时的齿轮传递效率η的值就会大大超出最大值ηmax。
同样，在以往例1、8中，也会出现因不同的使用温度造成齿轮传递效率η小于最小值ηmin的情况。在这些场合，为确保所需的停止转动扭矩，就必须使电动机大型化。
相比之下，在实施例6中，即使使用温度变化，齿轮传递效率η也基本保持在一定的所需范围J内。因此，可在宽广的使用温度范围内始终确保所需的齿轮传递效率η，保持防反转性。
表5表示每份二氧化硅微粒子配合量的齿轮传递效率η的值，图6为该值的曲线图。图6中的横轴表示使用温度。纵轴表示齿轮传递效率η。
                            表5
          齿轮传递效率η[％]
 使用温度     -30℃     25℃     80℃
  二氧化硅微粒子配合量[重量％]     3％  实施例2     47.3     47.4     46.9
    5％  实施例4     46.5     46.8     46.6
    7％  实施例6     45.8     46.2     45.9
    8.5％  实施例7     45.4     46     46
    10％  实施例8     45.4     45.7     45.8
    12％  实施例9     43.9     44.3     44.4
    25％  实施例11     41.4     41.4     41.1
从表5和图6所示中可以看出，在配合二氧化硅微粒子后，齿轮传递效率η在宽广的使用温度范围(-30℃、+25℃、+80℃)内基本保持在一定值上。
但是，如实施例11所示，当二氧化硅微粒子的配合量为25重量％时，齿轮传递效率η小于最小值ηmin，故需要加大功率，使电动机大型化。
其次，对二氧化硅微粒子的每份配合量中的寿命周期数与齿轮传递效率η的不同时期的状态作了测定。
表6表示各寿命周期数(0、1000、5000、10000、20000、30000)中的齿轮传递效率η，图7为该值的曲线图，图7中的横轴表示寿命周期数，纵轴表示齿轮传递效率η。
                             表6
              齿轮传递效率η[％]
 寿命周期数   0 1000 5000 10000 20000 30000
二氧化硅微粒子配合量[重量％]   3％   实施例2 47.4 46.3 47.1 47.3 46.9 47.1
  5％   实施例4 46.8 46 46.5 45.8 46.4 46.2
  7％   实施例6 46.2 46.3 45.9 46.3 46.6 46.5
  8.5％   实施例7 46 45.5 46.7 45.9 46.4 45.5
  10％   实施例8 45.7 45.4 46.1 45.5 45.9 45.8
  12％   实施例9 44.3 45.3 44.4 43.5 40.6 35.6
  18％   实施例10 42.1 41.5 40.1 35.1
表中，1个寿命周期表示电动车窗装置2的窗玻璃4进行1次开闭动作。作为电动车窗装置2实用性所需的寿命周期数，例如为20000个周期。
从表6和图7所示可以看出，当黄油中的二氧化硅微粒子的配合量约为3-10重量％(即实施例2、4、6、7、8)和寿命周期数处于0至30000之间时，齿轮传递效率η在所需的范围J内基本保持在一定值上。从而，可获得所需的防反转性。
然而，当二氧化硅微粒子的配合量为12重量％(实施例9)和18重量％(实施例10)时，一旦寿命周期数增加，齿轮传递效率η就会逐渐降低，以致小于最小值ηmin。这是由于蜗轮蜗杆装置22的动力传递损耗逐渐增加的缘故，表明难以进行窗玻璃4的开闭动作。
因此，为了确保所需的齿轮传递效率η，使电动车窗装置2具备实用性所需的寿命周期数，延长电动机的寿命，最好将二氧化硅微粒子的配合量控制在约3-10重量％。
如表1所示，当二氧化硅微粒子的配合量为8.5重量％(实施例7)至25重量％(实施例11)时，往往会使电动机1产生异常噪音。
为此，在考虑了上述二氧化硅微粒子的配合量条件之外，为防止异常噪音产生，在按照规定量混合添加油性增强剂、增粘剂、固体润滑剂和增稠剂中的至少一种之后进行了试验。
表7表示添加剂不同成分的寿命周期数与齿轮传递效率η之间的关系，图8为该值的曲线图。图8中的横轴表示寿命周期数，纵轴表示齿轮传递效率η。
                            表7
            齿轮传递效率η[％]
    添加剂成分 寿命周期数   0 1000 5000 10000 20000 30000
基本结构 实施例7 46.2 46.3 45.9 46.3 46.6 46.5
增粘剂 聚异丁烯 实施例13 45.8 46 46.5 45.8 45.5 45.6
固体润滑剂 =聚氰胺树脂3％ 实施例24 43.6 44.3 45.1 44.7 44.6 45.5
锂皂 配合量1.5％ 实施例27 45.4 45.5 46.1 45.7 45.5 45.8
锂皂 配合量2.5％ 实施例28 45.5 46.1 46.2 45.9 46.1 46
如表1、表2、表7和图8所示，在实施例12至17中，以确保所需的寿命周期数和防止异常噪音为其目的，对增粘剂的混合添加作了探讨。增粘剂能使黄油的粘合度增大，具有良好的粘附性。
增粘剂从聚异丁烯、聚丁烯、低分子聚乙烯、聚丁二烯和聚偏丙烯酸酯组成的群体中至少选择一种。可以确认，如果按照规定的配合量混合添加这种增粘剂，即使二氧化硅微粒子的配合量超过8.5重量％，也不会产生异常噪音。
作为增粘剂的特性来讲，聚异丁烯和聚丁烯可与使用温度无关地基本保持一定的齿轮传递效率。低分子聚乙烯、聚丁二烯和聚偏丙烯酸酯的特性是齿轮传递效率虽有一定上升，但使用温度变化引起的齿轮传递效率依然基本稳定，且不产生异常噪音。
在所有的实施例和以往例中，在黄油中都混合添加油性增强剂和若干量的防腐、防氧化剂。油性增强剂可从山梨糖醇酐酯和聚酯共聚物中至少选择一种，例如，最好是山梨糖醇酐单油酸酯、季戊四醇双季戊四醇(((ROOCH2)3C)2)混合酯等。
这些油性增强剂和增粘剂(其成分为植物油脂类、脂肪酸酯类、聚醇酯类)通过混合添加规定的配合量(重量％)，在使用以二氧化硅作为构成材料的黄油时，不会产生异常噪音。
在实施例18至25中，以确保所需的寿命周期数和防止异常噪音为目的，混合添加了固体润滑剂。固体润滑剂从三聚氰胺树脂、硅树脂、石蜡和氟树脂(聚四氟乙烯树脂)组成的群体中选择。在实施例23至25中，对三聚氰胺树脂的配合量作了探讨。
通过混合添加这种固体润滑剂，不仅可确保所需的寿命周期数，而且又可防止异常噪音产生。
作为固体润滑剂的特性来讲，三聚氰胺树脂和硅树脂与使用温度不发生关系，对始终确保齿轮传递效率基本稳定在一定的所需值上有效果。而低分子石蜡和氟树脂的特性是齿轮传递效率虽有一定上升，但使用温度变化引起的齿轮传递效率依然基本稳定，且不产生异常噪音。
因此，按照规定量配合固体润滑剂(除上述物质之外，例如，还包括硼氮化物、微粒电气石墨粉)，在使用以二氧化硅微粒子作为构成材料的黄油时，不会产生异常噪音。
其次，在实施例26至32中，以确保所需的寿命周期和防止异常噪音为其目的，混合添加了从锂皂、皂土和聚脲树脂组成的群体中选择的增稠剂，增稠剂的功能是向黄油提供非牛顿性。
在实施例26至32中，锂皂的配合量为0.5～4.6重量％。特别是在实施例29和30中，虽然锂皂的配合量分别为3.0和4.0重量％，但在使用温度范围内的齿轮传递效率都有较大变化。因此，这种增稠剂的配合量最好是0.5～2.5重量％。
从表7和图8中可以看出，在实施例7、13、24、27、28中，齿轮传递效率η的值始终保持在较好的范围J内。
对上述各表和附图所示的实施例12至32中的效果作一综合性分析。其结果表明，作为电动机寿命和异常噪音的对策，最好是在混合添加二氧化硅微粒子的黄油中，混合添加油性增强剂、增粘剂、固体润滑剂和增稠剂中的至少一种，配合量约为0.2～20.0重量％。
这样，就可在宽广的使用温度范围内始终确保所需的齿轮传递效率η，保持防反转性，又可确保充分的寿命周期数且防止异常噪音产生。
另外，在基油中至少混合添加了二氧化硅微粒子的黄油中，剩余的基油配合量约为70～96重量％。
这样，在本发明中，润滑电动机1的蜗轮蜗杆装置22的黄油是在基油中混合添加二氧化硅微粒子，这种二氧化硅微粒子的配合量约为3～10重量％。
从而，可在宽广的使用温度范围(即-30℃～+80℃)内始终确保所需的齿轮传递效率η，保持防反转性。
因此，不会因开启方向的外力P而打开窗玻璃4，可确保防范安全性。并且，使运转中的蜗轮蜗杆装置22顺利转动，发挥上述相反的第1和第2功能。其结果，可使电动机1小型化，并可增加寿命周期数，延长寿命。
通过将二氧化硅微粒子的配合量控制在规定值上，并且，在添加二氧化硅微粒子之外再混合添加增粘剂等，可防止异常噪音的产生，故可降低电动机噪音，实现低噪音化。
另外，蜗轮蜗杆装置22不需要进行传统性的梨皮状处理，故可减少制造工序数，降低生产成本。
再则，各图中的同一符号表示相同或相当部分。

Claims (14)

1．一种带有蜗轮减速器的小型电动机，它是一种在电动机部(10)装有蜗轮减速器(11)、经所述蜗轮减速器(11)减速后输出所述电动机部(10)驱动力的带有蜗轮减速器的小型电动机(1)，
其特征在于，润滑所述蜗轮减速器(11)的蜗轮蜗杆装置(22)的润滑剂在基油中混合添加二氧化硅微粒子，该二氧化硅微的的配合量约为3-10重量％。
2．如权利要求1所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述二氧化硅微粒子的粒径约为7～40nm。
3．如权利要求1或2所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，在添加有所述二氧化硅微粒子的所述润滑剂中，混合添加油性增强剂、增粘剂、固体润滑剂和增稠剂中的至少一种。
4．如权利要求3所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，
所述油性增强剂从山梨糖醇酐酯和聚酯共聚物中至少选择一种，
所述增粘剂从聚异丁烯、聚丁烯、低分子聚乙烯、聚丁二烯和聚偏丙烯酸酯组成的群体中至少选择一种，
所述固体润滑剂从三聚氰胺树脂、硅树脂、石蜡和氟树脂组成的群体中选择，
所述增稠剂从锂皂、皂土和聚脲树脂组成的群体中选择。
5．如权利要求4所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述油性增强剂采用山梨糖醇酯单油酸酯或季戊四醇双季戊四醇(((ROOCH2)3C)2)混合酯等。
6．如权利要求4所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述固体润滑剂含有硼氮化物和微粒电气石墨粉。
7．如权利要求4所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，在添加有所述二氧化硅微粒子的所述润滑剂中，混合添加所述油性增强剂、所述增粘剂、所述固体润滑剂和所述增稠剂中的至少一种，配合量约为0.2～20.0重量％。
8．如权利要求7所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述增稠剂的配合量为0.5～2.5重量％。
9．如权利要求1或2所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述基油采用低温特性、耐树脂性和对金属耐腐蚀性优良的烃系合成油或矿物油。
10．如权利要求9所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述烃系合成油采用乙烯-α-烯烃共聚或聚-α-烯烃。
11．如权利要求1所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述蜗轮减速器(11)驱动自动地开闭汽车窗玻璃(4)的电动车窗装置(2)。
12．如权利要求1所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述蜗轮蜗杆装置(22)由碳钢制成的蜗杆(19)和由合成树脂制成的蜗轮(20)所构成。
13．如权利要求11或12所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，所述蜗轮蜗杆装置(22)具有两种功能：第1功能是在所述电动车窗装置(2)静止时，由规定的静摩擦力保持防反转性，不因外力而打开所述窗玻璃(4)，第2功能是在接通所述小型电动机(1)电源，从保持着防反转性的静摩擦转移到动摩擦后的运转过程中，动摩擦力急剧下降，以小于动摩擦力最大值(C)的摩擦力使所述蜗轮蜗杆装置(22)顺利运转。
14．如权利要求11或12所述的带有蜗轮减速器的小型电动机，其特征在于，该小型电动机的使用温度范围为-30℃～+80℃。
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