JP2005068316A - 潤滑剤、樹脂潤滑用グリース組成物及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂部材と金属部材とが接触する部分において樹脂部材の摩耗を従来よりも大幅に低減し、長寿命を図ることが可能な潤滑剤及びグリース組成物を提供する。また、耐久性に優れ、かつギアの動力伝達を高効率で行うことができ、長寿命の電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が樹脂製で、接触状態で相対運動する２つの物体の間の潤滑を行う潤滑剤であって、珪素化合物を含有する潤滑剤、または前記潤滑剤に増ちょう剤として金属石けん及びウレア化合物の少なくとも１種を配合して樹脂潤滑用グリース組成物とする。また、樹脂製のウォームホイールと金属製のウォームとで構成される減速ギアを備える電動パワーステアリング装置を前記樹脂潤滑用グリース組成物により潤滑する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、少なくとも一方が樹脂製で、相対運動する２つの物体の間の潤滑を行う潤滑剤及び樹脂潤滑用グリース組成物に関する。また、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。

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速回転、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。

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。

上記樹脂部３には、例えば特公平６−６０６７４号公報に記載されているように、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。

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。

上記グリースとしては、水酸基を含む脂肪族または多価アルコールの脂肪酸エステルを含有するものが知られている（特許文献１参照）。このグリースは、長期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ものの、大型車の電動パワーステアリング装置に適用すると、高荷重下での樹脂部材と金属部材とが摺動することとなり、摩擦力が増大してハンドルをゆっくり切った場合に引っ掛かりを感じたり、ウォームホイール１１の樹脂部３の耐久寿命が短くなる等の問題が発生するおそれがある。

このような不具合を解消するために、ワックスを配合したグリースも使用されており、例えば平均分子量が９００〜１０００００のポリエチレンワックスを０．５〜４０質量％含有するグリース（特許文献２参照）、基油を合成炭化水素油とし、増ちょう剤をウレア化合物とし、モンタンワックスを配合したグリース（特許文献３参照）、ポリエチレンオキサイド系ワックスを０．１〜３０質量％含有するグリース（特許文献４）等が提案されている。しかし、これらワックスを配合したグリースでは、ワックスが構造的に十分に強固でないため、樹脂部材と金属部材との摺動部において発生する高い面圧や局所的な高温により分解しやすく、更なる改善が望まれている。

また、脂肪酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類塁金属塩、ウレア化合物、珪素化合物及び有機化ベントナイトの少なくとも１種を配合することにより、粘度指数を高めて耐摩耗性や潤滑性の向上を図った潤滑剤組成物も知られている（特許文献５参照）。しかし、特許文献５には、この潤滑剤組成物が樹脂部材と金属部材との潤滑に有効であるとの記載はない。

特開平８−２０９１６７号公報 特開平９−１９４８６７号公報 特開２００２−３７１２９０号公報 特開２００３−３１８５号公報 特開平１１−３４３４９２号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、樹脂部材と金属部材とが接触する部分において樹脂部材の摩耗を従来よりも大幅に低減し、長寿命を図ることが可能な潤滑剤及びグリース組成物を提供することを目的とする。また、耐久性に優れ、かつギアの動力伝達を高効率で行うことができ、長寿命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。

上記目的を達成するために、本発明は以下の潤滑剤、樹脂潤滑用グリース組成物及び電動パワーステアリング装置を提供する。
（１）少なくとも一方が樹脂製で、接触状態で相対運動する２つの物体の間の潤滑を行う潤滑剤であって、珪素化合物を含有することを特徴とする潤滑剤。
（２）珪素化合物が疎水性であるか、分子構造中に疎水基を有することを特徴とする上記（１）記載の潤滑剤。
（３）珪素化合物として二酸化珪素微粒子、有機シリコーン化合物、アルコキシシラン、クロロシラン、シラザン及びシランカップリング剤から選ばれる少なくとも１種を潤滑剤全量の０．１〜１０質量％含有することを特徴とする上記（２）記載の潤滑剤。
（４）二酸化珪素微粒子が一次粒径で１００ｎｍ以下であることを特徴とする上記（３）記載の潤滑剤。
（５）潤滑油が、非極性の潤滑油を潤滑油全量の８０質量％以上含有することを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の潤滑剤。
（６）非極性の潤滑油が、合成炭化水素油及び鉱油から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする上記（５）記載の潤滑剤。
（７）上記（１）〜（６）の何れか１項に記載の潤滑剤に、増ちょう剤として金属石けん及びウレア化合物の少なくとも１種を配合してなることを特徴とする樹脂潤滑用グリース組成物。
（８）非極性ワックス及び極性ワックスの少なくとも１種を含有することを特徴とする上記（７）記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
（９）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、外周面にギア歯が形成された樹脂部を設けてなり、かつ、上記（７）または（８）に記載のグリース組成物により潤滑されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

本発明の潤滑剤及び樹脂潤滑用グリース組成物は、珪素化合物を含有することにより、樹脂部材と金属部材との摺動面において樹脂の摩耗を大幅に低減でき、長寿命化を図ることができる。また、この樹脂潤滑用グリース組成物を用いて潤滑することにより、樹脂製ギア歯の摩耗が少なくなり、樹脂部を有するウォームホイールを備える電動パワーステアリング装置を長寿命化することができる。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

（潤滑剤）
本発明の潤滑剤は、少なくとも一方が樹脂製で、接触状態で相対運動する２つの物体の間の潤滑に使用されるもので、潤滑油と珪素化合物とを含有する。

潤滑油は、樹脂への影響（寸法変化や劣化等）を考慮して、非極性の潤滑油を８０質量％以上含むことが好ましい。また、後述するように、潤滑剤は増ちょう剤を配合してグリースとされ、電動パワーステアリング装置の潤滑に用いられるが、上述したように電動パワーステアリング装置に組み込まれるダンパーは一般にアクリルゴム製であり、極性の潤滑油を用いると膨潤して機能低下を招く。非極性の潤滑油としては、合成炭化水素油及び鉱油が好ましい。具体的には、合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン油が好ましく、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高度精製鉱油が好ましい。また、これらの潤滑油は単独でも、混合して使用してもよい。

潤滑油として２０質量％未満であれば、極性を有する潤滑油を併用してもよい。極性を有する潤滑油は樹脂に対する濡れ性が高いため、これを少量配合することにより油膜の成膜性を向上させることができる。尚、極性を有する潤滑油には制限がないが、ジエステルやポリオールエステル等のエステル油、アルキルジフェニルエーテルやポリプロピレングリコール等のエーテル油等が好適である。

また、電動パワーステアリング装置用グリースとしての使用を考慮すると、低温から１２０℃程度までの広い温度範囲での潤滑性能を確保するために、潤滑油の４０℃における動粘度が３０〜１５０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。４０℃における動粘度が３０ｍｍ^２／ｓ未満では、摺動面において十分な油膜厚さが確保できず、樹脂製のギア歯１０の耐久寿命に悪影響を及ぼす可能性があり、１５０ｍｍ^２／ｓを超えると、低温流動性が低下して潤滑性能が悪くなる。

珪素化合物は、摺動時に発生する滑りにより摺動部位の金属表面及び樹脂表面の双方に酸化珪素を主成分とする珪素含有膜を形成し、樹脂の摩耗を抑制する。珪素化合物としては、疎水性のもの、あるいは分子構造中に疎水基を有するのものが好ましい。このような疎水性の珪素化合物は上記潤滑油との親和性が高く、珪素含有膜が金属表面及び樹脂表面に形成されやすく、かつ安定して存在するようになり、樹脂の摩耗を抑制する効果がより高まる。このような珪素化合物としては、酸化珪素微粒子、有機シリコーン化合物、アルコキシシラン、クロロシラン、シラザン及びシランカップリング剤が好ましい。

酸化珪素微粒子は、その一次粒径が１００ｎｍ以下、特に５０ｎｍ以下のものが好ましい。一次粒径が１００ｎｍを超えると、潤滑油中における分散安定性が低下し、また、酸化珪素微粒子が砥石として働き、樹脂表面を摩耗させるため使用に適さない。このような酸化珪素微粒子は、アルカリ触媒を用いた金属アルコキシド法やゾル−ゲル法等により、容易に得ることができる。また、潤滑油への分散性を高めるために、シランカップリング剤等により疎水化処理を施してもよい。

有機シリコーン化合物としては、下記一般式で現われるオルガノポリシロキサン化合物が好ましい。式中、Ｒは同一であっても、それぞれ異なっていてもよく、炭素数１〜１８の非置換または置換の１価炭化水素基であり、ｍ及びｎは正数である。
Ｒ_３Ｓｉ−Ｏ−〔Ｓｉ（Ｒ）_２−Ｏ−〕_ｍ−〔Ｓｉ（Ｒ）_２−Ｏ−〕_ｎ−ＳｉＲ_３

具体的には、Ｒとしてメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基、ビシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、もしくは、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子やシアノ基で置換したもの等が挙げられる。これらのＲを有するオルガノポリシロキサンは、一般にストレートシリコーンオイルと称されているものである。これらストレートシリコーンオイルの中でも、ジメチルシリコーンオイル（Ｒがメチル基のもの）、フェニルメチルシリコーンオイル（Ｒがメチル基とフェニル基のもの）が好ましい。

更に、Ｒとしてアミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、カルビノール基、メタクリル基、メルカプト基、フェノール基、アルコキシ基、ポリエーテル基、メチルスチリル基、エステル基等で置換したものも使用できる。これらのＲを有するオルガノポリシロキサン化合物は、一般に変性シリコーンオイルと称されているものである。これら変性シリコーンオイルの中でも、末端基のみにこれらのＲが配置された、一般に「末端基変性シリコーンオイル」と称されるものが好ましい。

アルコキシシランとしては、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン等が挙げられる。

クロロシランとしては、ジクロロシラン、トリクロロシラン等が挙げられる。

シラザンとしては、ヘキサメチルシラザン等が挙げられる。

シランカップリング剤としては、下記一般式で表される２種以上の異なった反応基を有する有機珪素化合物が好ましい。式中、ｎは１〜３の整数であり、Ｘはビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロプロピル基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基等であり、Ｒはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基である。また、Ｘ及びＲはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｘ_ｎ−Ｓｉ−（ＯＲ）_４−ｎ

これら珪素化合物は、それぞれ単独で使用してもよく、適宜組み合わせて使用してもよい。何れの場合も、その含有量は、潤滑剤全量の０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％とする。珪素化合物の含有量が０．１質量％未満では、十分な摩擦及び摩耗低減効果が得られず、１０質量％を超える場合は樹脂表面及び金属表面に珪素含有膜が均一に形成し難くなり、同様に十分な摩擦及び摩耗低減効果が得られなくなる。

潤滑剤には、必要に応じて、潤滑剤に通常添加されるような各種添加剤を添加してもよい。これらは何れも公知のもので構わない。

（樹脂潤滑用グリース組成物）
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物（以下、単に「グリース組成物」という）は、上記の潤滑剤を基油とし、増ちょう剤としてアルミニウム、バリウム、カルシウム、リチウム、ナトリウム等の金属石けん、リチウムコンプレックス、カルシウムコンプレックス、アルミニウムコンプレックス等の複合金属石けん、ウレア化合物、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア化合物を配合してグリースとしたものである。尚、これら増ちょう剤は何れも公知のもので構わない。また、金属石けんとウレア化合物はそれぞれ単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。増ちょう剤の配合量は、上記の潤滑剤とともにグリース性状を形成、維持できる量で構わない。

グリース組成物には、摩耗の更なる低減を目的としてワックスを配合してもよい。本発明では、非極性ワックス及び極性ワックスの何れも使用可能であり、両ワックスを混合して使用してもよい。非極性ワックスとは、成分中に極性基を持たないワックスのことであり、例えば石油精製時に取り出される石油ワックス、一酸化炭素と水素とを反応させて合成するフィッシャ−トロプシュワックス、エチレンの重合やポリエチレンの熱分解で製造されるポリエチレンワックス等が挙げられる。中でも、摩耗特性に優れることから、ポリエチレンワックスが好ましい。また、ポリエチレンワックスは平均分子量が９００〜１００００のものが好ましく、更に０．９８ｇ／ｃｍ^３以下の低密度のものが好ましい。一方、極性ワックスとは、成分中に極性基を有するワックスのことであり、例えば褐炭やリグナイトから得られるモンタンワックス、脂肪酸エステルや脂肪族アミド、ケトン・アミン類等の常温で固体の物質、ワックスを酸化させた酸化ワックス等が挙げられる。中でも、摩耗特性に優れるモンタンワックス、ポリエチレンオキサイドワックスが好ましい。

これらワックス類の配合量は、グリース全量に対して１〜１０質量％が好ましい。配合量がグリ−ス全量の１質量％未満では、摩耗低減効果が得られず、１０質量％を超えるとグリースが硬くなりすぎて十分な潤滑性能を発揮できなくなる。より好ましい配合量は、グリース全量の１〜１０質量％である。

また、グリース組成物には、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、金属腐食防止剤、油性剤、極圧剤、固体潤滑剤等の添加剤を含有することができる。これらは何れも公知のもので構わず、その添加量も従来と同様である。

グリース組成物の混和ちょう度は、後述する電動パワーステアリング装置の安定作動を考慮すると、２００〜３００、好ましくは２４０〜２９５とする。混和ちょう度が２００未満では硬すぎて流動性に乏しくなり、３００を超えると柔らかすぎて漏洩しやすくなり、各種トラブルの原因となる。

本発明のグリース組成物は、珪素化合物を含有することにより、樹脂表面と金属表面との双方に珪素含有膜を形成し、樹脂の摩耗を大幅に低減する。

（電動パワーステアリング装置）
本発明において、電動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。

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。

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、ポリアミド樹脂やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、あるいはこれらの混合樹脂を含み、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。

ポリアミド樹脂の中でも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が耐疲労性に優れるため特に好ましい。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。

これら樹脂は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。

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重量％、特に１０〜３０重量％の割合で配合することが好ましい。補強材の配合量が５重量％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重量％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。

更に、樹脂には、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。

そして、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のハウジング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上記のグリース組成物が充填される（図２参照）。グリース組成物は、上記のように、ウォーム１２の表面とウォームホイール１１の樹脂製ギア歯１０の表面とに珪素含有膜を形成して樹脂製ギア歯１０の摩耗を大幅に低減し、電動パワーステアリング装置の長寿命化が図られる。

また、本発明の電動パワーステアリング装置では、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。

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、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（実施例１〜５、比較例１〜２）
４０℃における動粘度が６８ｍｍ^２／ｓのポリα−オレフィン油を基油とし、ジウレア化合物を増ちょう剤とし、混和ちょう度が２７０のベースグリースに、表１に示すように珪素化合物を１質量％となるように添加して試験グリースを調製した。尚、実施例１で用いた二酸化珪素微粒子は、液相法により合成された単分散の二酸化珪素超微粒子に疎水化処理を施してイソプロピルアルコールに分散させたものであり、試験グリースはこの二酸化珪素超微粒子が１質量％となるようにベースグリースに混合した後、イソプロピルアルコールをエバポレータで蒸発させて調製した。また、実施例２で用いた二酸化珪素微粒子は、気相法により合成された固体粉末上の二酸化珪素超微粒子であり、ベースグリースにそのまま添加して試験グリースを調製した。

そして、図８に示す摩擦試験機を用いて各試験グリースの樹脂−金属間の摩耗係数を測定した。図示される摩擦試験機は、ガラス繊維を３０質量％含有するポリアミド６６製の樹脂平板上に試験グリースを塗布し、軸受鋼ＳＵＪ２製で直径１０ｍｍ、幅１０ｍｍの円筒コロを所定の垂直荷重を負荷しながらカムにより揺動させ、そのときに摩擦により生ずる水平応力をロードセルで検出し、その出力電圧から摩擦係数を求める構成となっている。測定は、接触最大面圧２００ＭＰａ、揺動距離３０ｍｍ、揺動周波数１０Ｈｚ、試験温度１００℃にて行った。結果を、ベースグリース（比較例１）による測定値を１とする相対値にて表１に示す。

表１から、本発明に従い珪素化合物を添加することにより、摩擦係数が大幅に低減することがわかる。

（二酸化珪素微粒子の粒子径の検証）
二酸化珪素微粒子の粒子径を検証するために、実施例１に準じて液相法にて粒子径の異なる二酸化珪素微粒子を作製し、試験グリースを調製した。そして、各試験グリースについて、上記と同条件にて摩擦係数を測定した。結果を図９に示すが、同様にベースグリースによる測定値を１とする相対値で示してある。

また、各試験グリースについて、耐摩耗性の評価を行った。評価方法は、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）を射出成形して外径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、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、調製した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℃に維持して操蛇を行い、２０万回操蛇後のギア歯の摩耗量を測定した。結果を図９に示すが、同様にベースグリースによる測定値を１とする相対値で示してある。

図９から、一次粒径が１００ｎｍであれば摩擦係数及び摩耗量が低減することがわかる。特に５０ｎｍ以下がより効果的である。

（珪素化合物の含有量の検証）
珪素化合物の含有量を検証するために、実施例４に従いアルコール変性シリコーンの添加量を変えて試験グリースを調製した。そして、各試験グリースについて、上記と同条件にて摩擦係数を測定した。結果を図１０に示すが、同様にベースグリースによる測定値を１とする相対値で示してある。

図１０から、珪素化合物の含有量がグリース全量の０．１〜１０質量％とすることにより、摩擦係数及び摩耗量が低減することがわかる。特に、０．５〜５質量％がより効果的である。

（基油における非極性潤滑油の配合量の検証）
基油における非極性潤滑油の配合量を検証するために、ポリα−オレフィン油（３０ｍｍ^２／ｓ、４０℃）と、ポリオールエステル油（３０ｍｍ^２／ｓ、４０℃）とを配合比を変えて混合して基油とし、ジウレア化合物を一定量ずつ配合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。放置後にエチレンアクリルゴム製円板の厚みを測定し、浸漬前との変化率を求めた。結果を図１１に示すが、ポリα−オレフィン油の割合が８０質量％以上であれば、寸法変化率を３０％以下に抑えられ、エチレンアクリルゴムへの影響をほぼ無視でき好ましいことがわかる。

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。 減速ギアの一例（円筒ウォームギア）を示す斜視図である。 減速ギアの他の例（平歯車）を示す斜視図である。 減速ギアの更に他の例（はすば歯車）を示す斜視図である。 減速ギアの更に他の例（かさ歯車）を示す斜視図である。 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。 実施例において、摩擦係数を測定するために用いた摩擦試験機を示す概略構成図である。 二酸化珪素微粒子の一次粒径と、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。 アルコール変性シリコーンの含有量と、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。 基油中のポリα−オレフィン油の割合とエチレンアクリルゴムの寸法変化率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 (9)

1. 少なくとも一方が樹脂製で、接触状態で相対運動する２つの物体の間の潤滑を行う潤滑剤であって、珪素化合物を含有することを特徴とする潤滑剤。
2. 珪素化合物が疎水性であるか、分子構造中に疎水基を有することを特徴とする請求項１記載の潤滑剤。
3. 珪素化合物として二酸化珪素微粒子、有機シリコーン化合物、アルコキシシラン、クロロシラン、シラザン及びシランカップリング剤から選ばれる少なくとも１種を潤滑剤全量の０．１〜１０質量％含有することを特徴とする請求項２記載の潤滑剤。
4. 二酸化珪素微粒子が、一次粒径で１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の潤滑剤。
5. 潤滑油が、非極性の潤滑油を潤滑油全量の８０質量％以上含有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の潤滑剤。
6. 非極性の潤滑油が、合成炭化水素油及び鉱油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５記載の潤滑剤。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の潤滑剤に、増ちょう剤として金属石けん及びウレア化合物の少なくとも１種を配合してなることを特徴とする樹脂潤滑用グリース組成物。
8. 非極性ワックス及び極性ワックスの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項７記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
9. 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、外周面にギア歯が形成された樹脂部を設けてなり、かつ、請求項７または８に記載のグリース組成物により潤滑されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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