JP2004301268A

JP2004301268A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2004301268A
Application number: JP2003096184A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Miyajima; 裕俊宮島; Shinya Nakatani; 真也中谷; Shunichi Yabe; 俊一矢部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】樹脂部材と金属部材との間のすべり潤滑が長期にわたり良好に維持され、操蛇感に優れ、高性能の電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動モータによる補助出力を、減速歯車機構を介して車両のステアリング機構に伝達する電動パワーステアリング装置であって、前記減速歯車機構の従動歯車が、金属製芯管の外周に、樹脂組成物からなり外周面にギア歯が形成された樹脂部を一体に設けてなり、かつ、分子構造中に極性を有する基を導入したワックスを含有するグリース組成物により該減速歯車機構が潤滑されていることを特徴とした電動パワーステアリング装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータによる補助出力を、減速歯車機構を介して車両のステアリング機構に伝達する電動パワーステアリング装置に関し、特に金属製芯金の外周に、樹脂組成物からなり外周面にギア歯が形成された樹脂部を一体に形成した従動歯車を備え、グリース潤滑される電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に組み込まれる電動パワーステアリング装置には、電動モータに比較的高回転、低トルクのものが使用されるため、電動モータとステアリングシャフトとの間に減速機構が組み込まれている。減速機構としては、一組で大きな減速比が得られる等の理由から、図３に示されるような、ウォーム１２と、ウォーム１２に噛み合うウォームホイール１１とから構成される電動パワーステアリング装置用減速ギア２０（以下、単に「減速ギア」ともいう）が使用されるのが一般的である。ここで、ウォーム１２は図２に示す電動モータ１００の回転軸に連結しており、駆動歯車に相当し、一方ウォームホイール１１は従動歯車に相当する。
【０００３】
このような減速ギア２０では、ウォームホイール１１とウォーム１２の両方を金属製にすると、ハンドル操作時に歯打ち音や振動音等の不快音が発生するという不具合を生じていた。そこで、ウォームホイール１１に、金属製の芯管１の外周に、樹脂製で外周面にギア歯１０を形成してなる樹脂部３を、接着剤８を用いるなどして一体化させたものを使用して騒音対策を行っている。
【０００４】
上記樹脂部３には、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のベース樹脂に、ガラス繊維や炭素繊維等の強化材を配合した材料の他、強化材を含有しないＭＣ（モノマーキャスト）ナイロン、ポリアミド６、ポリアミド６６等が使用されている。中でも、寸法安定性やコストを考慮して、強化材を含有しないＭＣナイロン、ガラス繊維を含有したポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６等が主流となっている（例えば、特許文献１参照；特公平６−６０６７４号公報）。
【０００５】
また、減速ギア２０のウォーム１２は、図２に示すように、一対の玉軸受等の転がり軸受１１０で支持されて電動モータ１００と連結しており、ハウジング１２０の一対の転がり軸受１１０の間の空間には、通常、ウォーム１２とウォームホイール１１との両ギア歯間の潤滑のためにグリースが充填されている。更に、転がり軸受１１０に予圧をかけるとともに、タイヤ側からの微小なキックバック入力が入ってきたときに、ウォーム１２を軸方向に動かして電動モータ１００が回転しないようにし、ハンドル側にキックバックのみの情報を伝えるために、図示されるように、転がり軸受１１０のウォーム側にゴム製のダンパー１３０を取り付けているものも知られており、使用されるゴムとしては圧縮永久歪が小さいエチレンアクリルゴムに代表されるアクリルゴムが一般的である。
【０００６】
また、潤滑のために使用されるグリースとしては、水酸基を含む脂肪酸又は多価アルコールの脂肪酸エステルを含む樹脂潤滑用グリース組成物（特許文献２参照）が知られている。このグリース組成物は、自動車の電動パワーステアリング装置の減速機構部に使用した場合、長時間使用後にもトルクの変動が抑制され、長時間運転してもハンドル操作に違和感がない点で優れている。しかしながら、この樹脂潤滑用グリース組成物を大型車の電動パワーステアリング装置に適用すると、潤滑箇所が高荷重になって使用条件が厳しくなり、静摩擦力の増大からハンドルをゆっくり切ったり、引っ掛かりを生じたり、耐久寿命が短くなる等の問題があった。
【０００７】
このような問題を解決したグリース組成物として、平均分子量が９００〜１００００のポリエチレンワックスを０．５〜４０質量％含有する樹脂潤滑用グリース組成物（特許文献３参照）、基油に合成炭化水素油を用い、増ちょう剤としてウレア化合物を用い、モンタンワックスを含有する樹脂潤滑用グリース組成物（特許文献４参照）、ポリエチレンオキサイド系ワックスを０．１〜３０質量％含有する樹脂潤滑用グリース組成物（特許文献５参照）等が提案されている。しかしながら、これらの樹脂潤滑用グリース組成物は、金属製ウォームと合成樹脂製ウォームホイールとで成る減速ギアの耐摩耗性を向上させる効果を有しているが、車両応答性の向上や耐久性の観点から、樹脂と鋼のすべり潤滑の更なる向上が望まれる。
【特許文献１】
特公平６−６０６７４号公報
【特許文献２】
特開平８−２０９１６７号公報
【特許文献３】
特開平９−１９４８６７号公報
【特許文献４】
特開２００２−３７１２９０号公報
【特許文献５】
特開２００３−３１８５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、樹脂部材と金属部材との間のすべり潤滑が長期にわたり良好に維持され、操蛇感に優れ、高性能の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、電動モータによる補助出力を、減速歯車機構を介して車両のステアリング機構に伝達する電動パワーステアリング装置であって、前記減速歯車機構の従動歯車が、金属製芯管の外周に、樹脂組成物からなり外周面にギア歯が形成された樹脂部を一体に設けてなり、かつ、分子構造中に極性を有する基を導入したワックスを含有するグリース組成物により該減速歯車機構が潤滑されていることを特徴とした電動パワーステアリング装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１１】
本発明において、電装パワーステアリング装置自体の構成には制限がなく、例えば図１に示す電動パワーステアリング装置を例示することができる。図示される電動パワーステアリング装置において、ステアリングコラム５０の出力軸６０側には、図２及び図３に示したような減速ギア２０をハウジング１２０に収容して構成されるギアボックスが配設されている。
【００１２】
また、ステアリングコラム５０は中空になっており、ステアリングシャフト７０が挿通され、ハウジング１２０に収納された転がり軸受９０、９１により回転自在に支承されている。また、ステアリングシャフト７０は中空軸であり、トーションバー８０を収容している。そして、ステアリングシャフト７０の外周面には、ウォームホイール１１が設けてあり、このウォームホイール１１にウォーム１２が噛合してある。また、これらウォームホイール１１とウォーム１２とからなる減速ギア２０には、図２に示したように、電動モータ１００が連結されている。
【００１３】
減速ギア２０は、図３に示したように、金属製の芯管１の外周に、ポリアミド樹脂組成物からなり、その外周端面にギア歯１０を形成した樹脂部３を一体化したウォームホイール１１と、金属製のウォーム１２とから構成される。尚、ウォームホイール１１において、金属製芯管１と樹脂部３とを接着剤８により接着してもよく、接着剤８として例えばシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤またはトリアジンチオール化合物を用いることができる。
【００１４】
樹脂部３を形成するポリアミド樹脂としては、吸水性や耐疲労性の観点から、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６Ｉ６Ｔ、変性ポリアミド６Ｔ等が好適に挙げられるが、中でもポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６が耐疲労性に優れ好ましい。また、これらポリアミド樹脂は、ポリアミド樹脂と相溶性を有する他の樹脂と混合してもよい。例えば、無水マレイン酸等の酸で変性したポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−α−オレフィンコポリマー、プロピレン−α−オレフィンコポリマー等）が挙げられる。
【００１５】
これらポリアミド樹脂、またはポリアミド樹脂と他の樹脂との混合樹脂は、樹脂単独でも一定以上の耐久性を示し、ウォームホイール１１の相手材である金属製のウォーム１２の摩耗に対して有利に働き、減速ギアとして十分に機能する。しかしながら、より過酷な使用条件で使用されると、ギア歯１０が破損や摩耗することも想定されるため、信頼性をより高めるために、強化材を配合することが好ましい。
【００１６】
補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー等が好ましく、上記に挙げたポリアミド樹脂との接着性を考慮してシランカプッリング剤で表面処理したものが更に好ましい。また、これらの補強材は複数種を組み合わせて使用することができる。衝撃強度を考慮すると、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維状物を配合することが好ましく、更にウォ−ム１２の損傷を考慮するとウィスカー状物を繊維状物と組み合わせて配合することが好ましい。混合使用する場合の混合比は、繊維状物及びウィスカー状物の種類により異なり、衝撃強度やウォーム１２の損傷等を考慮して適宜選択される。これらの補強材は、全体の５〜４０質量％、特に１０〜３０質量％の割合で配合することが好ましい。補強材の配合量が５質量％未満の場合には、機械的強度の改善が少なく好ましくない。補強材の配合量が４０質量％を超える場合には、ウォーム１２を損傷し易くなり、ウォーム１２の摩耗が促進されて減速ギアとしての耐久性が不足する可能性があり好ましくない。
【００１７】
更に、ポリアミド樹脂組成物には、成形時及び使用時の熱による劣化を防止するために、ヨウ化物系熱安定化剤やアミン系酸化防止剤を、それぞれ単独あるいは併用して添加されていてもよい。
【００１８】
上記の如く概略構成される電動パワーステアリング装置では更に、従来と同様に、ハウジング１２０の一対の転がり軸受１１０の間の空間に、ウォーム１２とウォームホイール１１との両ギア歯間の潤滑のためのグリースが充填される（図２参照）。本発明では、このグリースとして、下記に示すグリース組成物が使用される。
【００１９】
グリース組成物の基油は、ウォームホイール１１の樹脂部３やゴム製ダンバー１３０の形状変化、剛性低下等を抑制するために極性の小さい潤滑油を用いることが好ましく、本発明では合成炭化水素油及び鉱油の少なくとも一方を基油全量に対して７０質量％以上含む基油を用いることがより好ましい。合成炭化水素油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物等が挙げられる。また、鉱油としては、減圧蒸留、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものを用いることが好ましい。合成炭化水素油、鉱油は、それぞれ単独でもよいし、両者を混合して使用してもよい。
【００２０】
合成炭化水素油及び鉱油と併用可能な潤滑油としては、樹脂との親和性が良好な潤滑油が好ましく、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油等が好適である。エステル系潤滑油としては、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレート等のジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル油、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等が挙げられる。エーテル系油としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール、モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油等が挙げられる。
【００２１】
また、潤滑特性、蒸発特性及び低温流動性を考慮すると、基油は、４０℃における動粘度が２０〜２００ｍｍ^２／ｓ、特に３０〜１５０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。
【００２２】
増ちょう剤は、金属石けんやウレア化合物を適宜選択して使用することができるが、耐熱性、酸化安定性、高速性能等に優れることからウレア化合物が好ましく、特に下記一般式〔Ｉ〕、〔ＩＩ〕で表されるウレア化合物を用いることがより好ましい。これらウレア化合物は、混合して用いることもできえる。また、グリース組成物における配合量は、上記基油とともにグリース性状を形成し、維持できる範囲であればよいが、好ましくはグリース組成物全量に対して９〜３０質量％配合される。
【００２３】
【化２】

【００２４】
尚、式中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、また、Ｒ１、Ｒ２は炭素数７〜１９の直鎖アルキル基であり、同一でも異なっていても良い。
【００２５】
グリース組成物には、分子構造内に極性基を導入したワックス（以下、「極性ワックス」ともいう）が添加される。この極性ワックスは、極性基が摺動部位の金属表面に対して高い吸着性を示し、油性剤的な効果を奏する。また、極性ワックスは、極性基を有しないワックスに比して、ポリアミド等の極性基を分子構造に有する樹脂に対する相溶性に優れ、いわば滑剤あるいは離型剤としての機能も有し、樹脂表面にも低摩擦の有機皮膜を形成する。従って、極性ワックス用いることにより、減速ギア２０のウォームホイール１１の樹脂部３と金属製のウォーム１２との間の摩擦を効果的に低減できる。
【００２６】
また、減速ギア２０の耐久性の向上にも寄与するが、その機構は次のように考えられる。即ち、グリース組成物の基油であるポリα−オレフィンや鉱油は、分子内に極性基を持たないため、ポリアミド等の極性基を分子内に有する樹脂との相性が悪く、樹脂部３との濡れ性が悪い。一方、極性ワックスによる皮膜において、分子構造中の極性基が樹脂部３の表面の極性基に作用するため、皮膜の最表面は無極性の炭化水素を主成分とする分子が大部分を占めるようになり、極性ワックスと無極性のポリα−オレフィンや鉱油との親和性が高まる。その結果、間接的に、基油と樹脂部３との濡れ性が大幅に改善され、減速ギア２０の耐久性が向上する。
【００２７】
本発明において好適に使用できる極性ワックスとしては、例えば酸化ポリオレフィンワックス、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンワックス、アミドワックス、エステルワックス等が推奨される。不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンとは、不飽和カルボン酸により変性されたポリオレフィンであり、好ましくはエチレン及び／又はプロピレンを主たる構成部分とするオレフィンと不飽和カルボン酸若しくはその誘導体との共重合物、または、エチレン及び／又はプロピレンを主たる構成部分とするオレフィンの重合体と不飽和カルボン酸若しくはその誘導体とのグラフト重合物等である。
【００２８】
エチレン及び／又はプロピレンを主たる構成部分とするオレフィンと不飽和カルボン酸若しくはその誘導体との共重合物における不飽和カルボン酸若しくはその誘導体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルメタクリル酸、酢酸ビニル、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。また、この共重合体における不飽和カルボン酸若しくはその誘導体の割合は、好ましくは４０モル％以下である。不飽和カルボン酸若しくはその誘導体が４０モル％を超える場合は、極性が高くなりすぎて、ポリアミド樹脂への相溶性が低下し、樹脂部３の表面に潤滑皮膜が形成されない恐れがある。このようなエチレン及び／又はプロピレンを主たる構成部分とするオレフィンと不飽和カルボン酸若しくはその誘導体との共重合物の具体例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００２９】
一方、エチレン及び／又はプロピレンを主たる構成成分とするオレフィンの重合物に不飽和カルボン酸若しくはその誘導体をグラフトさせたグラフト重合物におけるオレフィンの重合物としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。また、このグラフト重合物においてグラフトされる不飽和カルボン酸若しくはその誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸、これらの酸無水物、これらの酸のエステル等を挙げることができ、この中では、無水マレイン酸が反応性が高く好適である。グラフト量としては、オレフィンの重合物１００質量％に対して、０．０５〜２質量％、より好ましくは０．２〜１．５質量％の範囲が適当である。グラフト量が０．０５質量％未満の場合は、極性が低く、ポリアミド樹脂との相溶性があまり良くなく、樹脂部３とウォーム１２との間の摩擦低減効果が充分に発揮されない恐れがある。また、グラフト量が２質量％を越えると、重合時に有機過酸化物等を添加して反応効率を上げでも、製造するのは難しく、実用性が低い。
【００３０】
上記説明した不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンは、ポリアミド樹脂のアミド結合に対する相互作用を考慮すると、変性部分の官能基はカルボキシル基あるいは、容易に水分の付加で二つのカルボキシル基に反応する酸無水物が好ましい。
【００３１】
上記のグリース組成物には、各種性能を更に向上させるため、所望により種々の添加剤を更に添加してもよい。例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、ジアリールジチオリン酸モリブデン、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン等の有機モリブデン化合物やチオカルバミン化合物、ホスフェート、ホスファイト類等の極圧剤；フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ジブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤；アルカリ金属及びアルカリ土類金属等の有機スルフォン酸塩、アルキル、アルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル等の防錆剤；脂肪酸、動植物油、モンタン酸ワックス等の油性向上剤；ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤を添加することができる。これらの添加剤は、単独でも併用してもよい。また、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。
【００３２】
本発明の電動パワーステアリング装置は上記の如く構成されるが、減速ギア２０として、上記したウォームホイール１１及びウォーム１２以外にも、図４に示す平歯車、図５に示すはすば歯車、図６に示すかさ歯車、図７に示すハイポイドギア等が可能であり、何れもウォームホイール１１を、金属製芯管１の外周に、ポリアミド樹脂組成物からなり、その外周面にギヤ歯１０が形成された樹脂部３を、接着剤８を用いるなどして一体化して構成する。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されることはない。
【００３４】
（実施例１〜１０、比較例１〜３）
４０℃における動粘度が４７ｍｍ^２／ｓのポリα−オレフィン油に、増ちょう剤として一般式〔Ｉ〕で表されＲ１及びＲ２がともに炭素数１８の直鎖アルキル基であるジウレア化合物を混和ちょう度２７０となるように配合してベースグリースとし、このベースグリースに表１に示す如くワックスをグリース全量の２質量％となるように添加して試験グリースを調製した。そして、図８に示す装置を用いて試験グリースの摩擦係数を測定した。尚、図示される装置は、試験台２０の上に、ガラス繊維を３０質量％含有するポリアミド６６を射出成形して得た樹脂平板３０を固定し、垂直荷重を負荷した状態で軸受鋼ＳＵＪ２製のころ（１０×１０ｍｍ）３５の側面を押し付け、カム５０で試験平板３０と水平に往復動させ、ロードセル４５により摩擦係数を測定する構成となっている。また、試験台２０はヒータ４０及び熱電対４１を具備しており、樹脂平板３０の温度を一定に維持する。試験は、樹脂平板３０に試験グリースを塗布し、接触最大面圧２００ＭＰａ、揺動距離３０ｍｍ、揺動周波数１０Ｈｚ、試験温度１００℃にてころ３５を往復動させ、そのときの摩擦係数を求めた。結果を、比較例１（ベースグリース）の摩擦係数を１とする相対値にて表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１から、極性ワックスを添加することにより、摩擦係数が極性ワックスを添加しない場合に比べて０．９未満となり、樹脂−金属間の摩擦を低減できることがわかる。特に、酸化ポリエチレンワックス（実施例１、実施例２）及び無水マレイン酸変性ポリエチレンワックス（実施例８）を用いることにより、摩擦係数が０．８未満に減少しており、極性ワックスとして好適であるといえる。
【００３７】
（極性ワックスの添加量の検証）
上記のベースグリースに、添加量を変えて酸化ポリエチレンワックスを添加し、添加量毎に上記と同様にして摩擦係数を測定した。結果を、比較例１の摩擦係数を１とする相対値にて図９に示す。
【００３８】
また、極性ワックスの添加量と耐久性との関係を求めた。測定に先立ち、クロスローレット加工を施し、脱脂した外径４５ｍｍ、幅１３ｍｍのＳ４５Ｃ製の芯管を、スプルー及びディスクゲートを装着した金型に配置し、ガラス繊維を３０質量％含有するポリアミド６６（宇部興産（株）製「ＵＢＥナイロン２０２０ＧＵ６」、銅系添加剤含有）を射出成型して外径６０ｍｍ、幅１３ｍｍのウォームホイールブランク材とし、次いで樹脂部の外周を切削加工してギア歯を形成して図３に示す形状のウォームホイール試験体を作製した。そして、作製したウォームホイール試験体を実際の電動パワーステアリング装置の減速ギアに組み込み、更に試験グリースをウォームホイールのギア歯表面及びウォームのギア歯表面に満遍なく塗布し、雰囲気温度１２０℃に維持して操舵を行い、２０万回操蛇毎にギア歯の摩耗量を測定した。結果を同じく図９に示すが、ベースグリースを用いたときの摩耗量を１とする相対値で示してある。
【００３９】
図９から、酸化ポリエチレンワックスをグリース全量に対して０．３質量％以上添加することにより、摩擦係数をベースグリースに比べて１割以上低減でき、減速ギアを高効率で操蛇できると判断できる。特に、ワックス添加量が０．５質量％以上では２割以上、ワックス添加量が１質量％以上では２．５割以上摩擦係数がベースグリースに比べて低減している。また、ワックス添加量が７質量％を超えると摩耗量が徐々に増加しているが、これは相対的に基油量が減少し、グリースの潤滑性能が低下することが原因であると考えられる。このことから、極性ワックスの添加量は０．３〜８質量％が好ましく、０．５〜７質量％がより好ましく、１〜６質量が最適であるといえる。
【００４０】
（基油における合成炭化水素油の割合の検証）
４０℃における動粘度が３０ｍｍ^２／ｓのポリα−オレフィン油と、４０℃における動粘度が３０ｍｍ^２／ｓのポリオールエステル油とを混合比を変えて混合した基油に、増ちょう剤として一般式〔ＩＩ〕で表されＲ１及びＲ２がともに炭素数１８の直鎖アルキル基であるジウレア化合物を混和ちょう度２７０となるように配合し、更に酸化ポリエチレンワックスをグリース全量の２質量％添加して試験グリースを調製した。そして、各試験グリースに、エチレンアクリルゴム製円板（直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を浸漬し、１００℃の恒温槽内に１００時間放置した。放置後、エチレンアクリルゴム製円板の厚さを測定し、浸漬前の厚さと比較した。
【００４１】
結果を図１０に示すが、基油におけるポリオールエステル油の割合が３０質量％未満であればエチレンアクリルゴムの侵蝕がほぼ無視でき、このことから合成炭化水素油を７０質量％以上含有する基油を用いることにより、電動パワーステアリング装置におけるゴム部材（ダンパー等）への影響を最小限に抑え得ることがわかる。
【００４２】
（ウレア化合物の検証）
増ちょう剤として、一般式〔Ｉ〕または一般式〔ＩＩ〕で表され、それぞれＲ１及びＲ２がともに同一の構造を有し、かつ炭素数の異なる直鎖アルキル基を導入したジウレア化合物を用意した。そして、４０℃における動粘度が４７ｍｍ^２／ｓのポリα−オレフィン油に、各ジウレア化合物を混和ちょう度が２７０となるように配合し、更に酸化ポリエチレンワックスをグリース全量の２質量％となるように添加して試験グリースを調製した。そして、図８に示す装置を用いて試験グリースの摩擦係数を測定した。結果を図１１に示すが、一般式〔Ｉ〕で表され、Ｒ１及びＲ２がともに炭素５の直鎖アルキル基を導入したジウレア化合物を用いた場合の摩擦係数を１とした相対比で示してある。
【００４３】
図１１から、使用するジウレア化合物として、一般式〔Ｉ〕または一般式〔ＩＩ〕で表され、Ｒ１，Ｒ２として炭素数７以上、好ましくは８以上のアルキル基を導入したジウレア化合物を用いることが好ましいことがわかる。炭素数が２０以上のものは環境負荷、毒性に関して未確認のため未評価であるが、摩擦係数としては炭素数８〜１９のものと同等であると予想され、好適に使用できると考えられる。従って、現状では、炭素数７〜１９のものを使用するのがよい。炭素数８〜１９であればなお好ましい。尚、本発明で推奨する増ちょう剤は一般式〔Ｉ〕または一般式〔ＩＩ〕で表されるジウレア化合物を複数種混合したものである。また、一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物の方が全体的に摩擦係数が小さく、より好ましいといえる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、分子構造中に極性を有する基を導入したワックスを含有するグリース組成物で減速歯車機構を潤滑したことにより、樹脂部材と金属部材との間のすべり潤滑が長期にわたり良好に維持され、操蛇感に優れ、高性能の電動パワーステアリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパワーステアリング装置の一例を示す一部断面構成図である。
【図２】図１のＡＡ断面図であり、電動モータと減速ギアとの連結部周辺を示す概略構成図である。
【図３】減速ギアの一例（円筒ウォームギア）を示す斜視図である。
【図４】減速ギアの他の例（平歯車）を示す斜視図である。
【図５】減速ギアの更に他の例（はすば歯車）を示す斜視図である。
【図６】減速ギアの更に他の例（かさ歯車）を示す斜視図である。
【図７】減速ギアの更に他の例（ハイボイドギア）を示す斜視図である。
【図８】実施例において摩擦係数の測定に用いた装置を示す模式図である。
【図９】実施例で得られた、極性ワックスの添加量と、摩擦係数比または摩耗量比との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例で得られた、基油中のエステル油の割合とエチレンアクリルゴムの寸法変化量との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例で得られた、一般式〔Ｉ〕または〔ＩＩ〕で表されるジウレア化合物のＲ１、Ｒ２の炭素数と、摩擦係数比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１芯管
３樹脂部
８接着層
１０ギア歯
１１ウォームホイール
１２ウォーム
２０減速ギア
５０ステリングコラム
７０ステアリングシャフト
８０トーションバー
９０軸受
９１軸受
１００電動モータ
１１０転がり軸受
１２０ハウジング
１３０ダンパー

Claims

電動モータによる補助出力を、減速歯車機構を介して車両のステアリング機構に伝達する電動パワーステアリング装置であって、
前記減速歯車機構の従動歯車が、金属製芯管の外周に、樹脂組成物からなり外周面にギア歯が形成された樹脂部を一体に設けてなり、かつ、分子構造中に極性を有する基を導入したワックスを含有するグリース組成物により該減速歯車機構が潤滑されていることを特徴とした電動パワーステアリング装置。
前記グリース組成物が、前記分子構造中に極性を有する基を導入したワックスとして、アミドワックス、酸化ポリオレフィンワックス、ケトンワックス、エステルワックス、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンワックスから選ばれる少なくとも１種をグリース組成物全量の０．３〜８質量％含有することを特徴とした請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
前記グリース組成物の基油が合成炭化水素油、鉱油から選ばれる少なくとも１種を基油全量に対して７０質量％以上含み、かつ増ちょう剤が下記一般式〔Ｉ〕または〔ＩＩ〕で示されるジウレア合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置。

（式中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、また、Ｒ１、Ｒ２は炭素数７〜１９の直鎖アルキル基であり、同一でも異なっていても良い。）
前記樹脂部を構成する樹脂がポリアミド樹脂であることを特徴とし、かつ前記従動歯車及び駆動歯車が、円筒ウォームギア、はすば歯車、平歯車、かさ歯車またはハイポイドギアであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。