JP2007145952A

JP2007145952A - 潤滑剤組成物とそれを用いた減速機ならびにそれを用いた電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2007145952A
Application number: JP2005340579A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitahata; 浩二北畑; Fumiaki Kasahara; 文明笠原; Yoshimasa Shirai; 良昌白井
Original assignee: Kyodo Yushi Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Kyodo Yushi Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: EP1953212A4; US20090283353A1; JP4939042B2; EP1953212A1; WO2007060885A1; EP1953212B1

Abstract

【課題】長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられても、ちょう度が上昇して、潤滑基油が離油したり、離油した潤滑基油が漏れたりしない、新規な潤滑剤組成物と、前記潤滑剤組成物を用いた減速機、および電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】増ちょう剤として、リチウムステアレートを含む、少なくとも２種の増ちょう剤を併用した、混和ちょう度（２５℃）が３５５以上の潤滑剤組成物と、微小粒子を含む前記潤滑剤組成物を充てんした減速機５０と、前記減速機を組み込んだ電動パワーステアリング装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑剤組成物と、前記潤滑剤組成物を充填した減速機と、前記減速機を備えた電動パワーステアリング装置とに関するものである。

自動車用の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、減速機が用いられる。例えば、コラム型ＥＰＳでは、電動モータの回転を、前記減速機において、ウォーム等の小歯車から、ウォームホイール等の大歯車に伝えることで、減速すると共に、出力を増幅した後、操舵軸に付与して、ステアリング操作をトルクアシストしている。前記小歯車と大歯車との噛み合いには、適度なバックラッシが必要である。しかし、例えば、前記両歯車の正逆回転時や、石畳み等の悪路を走行してタイヤからの反力が入力された際等に、バックラッシに起因して歯打ち音が発生する場合があり、それが、車室内に騒音として伝わると、運転者に不快感を与えることになる。

そのため、従来は、適正なバックラッシとなるように、小歯車と大歯車との組み合わせを選別して減速機を組み立てる、いわゆる層別組み立てが採用されているが、層別組み立ての作業は手間がかかるため、減速機の生産性を向上できないという問題がある。また、ウォームホイールの軸の偏芯によって発生する操舵トルクのむらは、層別組み立てをしても、解消することができない。これらの問題は、電動パワーステアリング装置の減速機に限らず、小歯車と大歯車とを有する、一般の減速機においても存在する。

そこで、特許文献１においては、ウォーム軸をウォームホイールヘ向けて偏倚可能に配設すると共に、前記ウォーム軸を、ばね体等の付勢手段を用いて、ウォームホイールヘ向けて偏倚させることで、実質的に、両者間のバックラッシを無くすようにした電動パワーステアリング装置の減速機が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、前記構成では、減速機の構造が複雑になり、製造コストがかさむという問題がある。

減速機の構造には手を加えずに、歯打ち音を低減するため、前記減速機の、小歯車と大歯車の、少なくとも噛み合い部分を含む領域に、微小粒子を含む潤滑剤組成物を充てんすることが提案されている（特許文献２〜５参照）。例えば、特許文献２、３には、前記領域に、ゴム弾性を有するゴムや軟質樹脂によって形成された、微小粒子としての緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を充てんし、前記緩衝材粒子を、両歯車の歯面間に介在させて、緩衝材として機能させることで、歯打ち音を低減することが記載されている。

また、特許文献４には、減速機の、共に金属で形成された歯面を有する小歯車と大歯車の、噛み合い部分を含む領域に、前記歯面を形成する金属より軟質の金属によって形成された、微小粒子としての軟質金属粉末を含む潤滑剤組成物を充てんし、前記軟質金属粉末を、小歯車と大歯車との噛み合いによって押し潰させて、両歯車の歯面に層状に付着させることで、両歯車間のバックラッシを適正化して、歯打ち音を低減することが記載されている。

さらに、特許文献５には、減速機の、一方が樹脂、他方が金属で形成された歯面を有する小歯車と大歯車の、噛み合い部分を含む領域に、前記金属より軟らかく、かつ樹脂より硬い材料によって形成した微小粒子を含む潤滑剤組成物を充てんし、前記微小粒子の一部を、減速機を作動させた際の入力によって、自身より柔らかい樹脂製の歯面に食い込ませて、前記歯面に、微小粒子からなる多数の突起を形成することで、両歯車間のバックラッシを適正化して、歯打ち音を低減することが記載されている。
特開２０００−４３７３９号公報（第０００７欄〜第０００９欄、図１）特開２００３−２１４５２９号公報（請求項１、第０００５欄〜第０００６欄）特開２００４−１６２０１８号公報（請求項１、第０００９欄）特開２００４−１４３２６３号公報（請求項１、第０００６欄）特開２００４−２０４０４４号公報（請求項１、第０００６欄〜第０００７欄）

減速機用の潤滑剤としては、一般に、グリースが使用されることから、前記いずれかの微小粒子を含む潤滑剤組成物も、通常は、増ちょう剤を加えてグリース化して使用されることが多い。そして、微小粒子を含むグリース状の潤滑剤組成物においては、その流動性を向上させて、微小粒子を、小歯車と大歯車との噛み合い部分に、できるだけスムースに侵入させるために、通常のグリースよりも潤滑基油を多めに配合して、グリースの硬さの指標であるちょう度を、通常のグリースよりも高め（グリースを軟らかめ）に設定するのが一般的である。

ところが、潤滑基油の配合量が多くなるほど、潤滑剤組成物から潤滑基油が離油したり、離油した潤滑基油が、減速機から漏れたりしやすくなるという問題がある。この問題は、微小粒子を含まない、通常の、グリース状の潤滑剤組成物のうち、ちょう度の高い潤滑剤組成物においても、同様に発生する。そこで、例えば、日本工業規格ＪＩＳＫ２２２０：２００３「グリース」において規定される、２５℃での混和ちょう度が３５５以上といった、ちょう度の高いグリース状の潤滑剤組成物においては、微小粒子を含む、含まないに拘らず、増ちょう剤として、潤滑基油の保持力に優れた、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤等を用いるのが一般的である。

しかし、発明者が検討したところによると、前記カルシウムスルフォネート系増ちょう剤等を含む潤滑剤組成物は、例えば、前記潤滑剤組成物を充てんした減速機等を、繰り返し動作させることで、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられると、前記増ちょう剤による、潤滑基油を保持する機能が徐々に低下するため、ちょう度が上昇して、離油や漏れの問題を生じることが明らかとなった。本発明の目的は、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられても、ちょう度が上昇して、潤滑基油が離油したり、離油した潤滑基油が漏れたりしない、新規な潤滑剤組成物を提供することにある。

また、本発明の目的は、微小粒子を含有した前記本発明の潤滑剤組成物を使用することによって、騒音が小さい上、潤滑基油が離油したり漏れたりしない減速機と、前記減速機を用いた電動パワーステアリング装置とを提供することにある。

本発明は、潤滑基油と、増ちょう剤とを含む、混和ちょう度（２５℃）が３５５以上の潤滑剤組成物であって、前記増ちょう剤として、リチウムステアレートを含む、少なくとも２種の増ちょう剤を併用したことを特徴とするものである。

前記本発明において、リチウムステアレートは、潤滑剤組成物を減速機等に充てんする前の、初期の段階では、潤滑基油を保持するためには殆ど機能しないが、例えば、潤滑剤組成物を充てんした減速機等を、繰り返し動作させることで、繰り返し、応力が加えられると、徐々に、潤滑基油を保持するために機能するようになる。そのため、先に説明したように、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤等の、リチウムステアレートと併用される他の増ちょう剤による、潤滑基油を保持する機能が、前記応力を受けて、徐々に低下するのを補って、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、潤滑剤組成物のちょう度が上昇して、潤滑基油が離油したり、離油した潤滑基油が漏れたりするのを防止することができる。

したがって、本発明によれば、減速機等に充てんする前の、初期の段階で、既に、混和ちょう度（２５℃）が３５５以上という、高いちょう度を有しているにも拘らず、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられても、ちょう度が、前記初期値から上昇せず、離油や漏れの問題を生じない、新規な潤滑剤組成物を提供することができる。また、前記リチウムステアレートは、潤滑剤組成物の摺動特性を向上するためにも機能する。そのため、本発明の潤滑剤組成物によれば、減速機等を、繰り返し動作させた際に、摩擦による温度上昇を防止することもできる。

本発明の潤滑剤組成物が、先に説明した各種の微小粒子を含有している場合には、前記潤滑剤組成物を、例えば減速機に使用することで、小歯車と大歯車との間で発生する歯打ち音に起因する、車室内での騒音を、低減することができる。前記微小粒子を含む、本発明の潤滑剤組成物における、リチウムステアレートの含有量は、先に説明した、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、潤滑剤組成物のちょう度が上昇して離油や漏れが発生するのを防止する効果や、潤滑剤組成物の摺動特性を向上させる効果を、より一層、良好に発揮させることを考慮すると、潤滑剤組成物の総量の０．５質量％以上であるのが好ましい。また、リチウムステアレートの含有量は、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、前記リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する働きが強くなりすぎて、潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）が３５５未満になるのを防止することを考慮すると、潤滑剤組成物の総量の３質量％以下であるのが好ましい。

リチウムステアレートと併用される、他の増ちょう剤としては、減速機等に充てんする前の、初期の段階での混和ちょう度（２５℃）が３５５以上という、高いちょう度を有する潤滑剤組成物において、潤滑基油の保持力に優れるため、前記潤滑剤組成物を減速機等に充てんして使用を開始した直後から、リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する機能が十分に発揮されるまでの間、潤滑基油を保持して、離油や漏れが発生するのを防止する機能に優れた、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤が好ましい。

本発明の減速機は、小歯車と大歯車とを備え、前記両歯車の噛み合い部分を含む領域に、微小粒子を含む本発明の潤滑剤組成物を充てんしたものであるため、バックラッシに起因する歯打ち音等の騒音を小さくできると共に、潤滑基油の離油や漏れを生じない点で好ましい。また、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータの出力を、前記減速機を介して舵取機構に伝えるものであるため、車室内での騒音を、コスト安価に低減できる点で好ましい。

〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、潤滑基油と、増ちょう剤とを含む、混和ちょう度（２５℃）が３５５以上の潤滑剤組成物であって、前記増ちょう剤として、リチウムステアレートを含む、少なくとも２種の増ちょう剤を併用したことを特徴とするものである。また、本発明の潤滑剤組成物は、例えば、減速機に使用した際に、小歯車と大歯車との間で発生する歯打ち音に起因する、車室内での騒音を、低減するための、微小粒子を含有しているのが好ましい。

本発明で言う混和ちょう度とは、先に説明した、日本工業規格ＪＩＳＫ２２２０：２００３「グリース」において規定される、測定温度２５℃での混和ちょう度のことであり、前記混和ちょう度（２５℃）が３５５以上に限定されるのは、混和ちょう度（２５℃）が３５５以下の、潤滑基油が少ない、硬い潤滑剤組成物は、前記潤滑剤組成物を充てんした減速機等を、繰り返し動作させることで、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられても、潤滑基油が離油したり、離油した潤滑基油が漏れたりするおそれが殆どないためである。混和ちょう度（２５℃）の上限は、特に限定されず、前記ＪＩＳＫ２２２０で規定される上限値である４７５まで含みうるが、潤滑基油の離油と、離油した潤滑基油の漏れとを、より確実に防止することを考慮すると、前記の範囲内でも、特に、４３０以下であるのが好ましい。

（潤滑基油）
潤滑基油としては合成炭化水素油（例えばポリαオレフィン油）が好ましいが、シリコーン油、フッ素油、エステル油、エーテル油等の合成油や、鉱油等を用いることもできる。潤滑基油の動粘度は５〜２００ｍｍ²／ｓ（４０℃）、特に、２０〜１００ｍｍ²／ｓ（４０℃）であるのが好ましい。

（増ちょう剤）
本発明においては、先に説明したように、増ちょう剤として、リチウムステアレート（ステアリン酸リチウム）を含む、少なくとも２種の増ちょう剤が併用される。増ちょう剤として、リチウムステアレートを含む、少なくとも２種の増ちょう剤を併用することによって、先に説明したように、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、潤滑剤組成物のちょう度が上昇して離油や漏れが発生するのを防止すると共に、潤滑剤組成物の摺動特性を向上して、減速機等を、繰り返し動作させた際に、摩擦による温度上昇を防止することができる。

リチウムステアレートの含有量は、潤滑剤組成物の総量の０．５〜３質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、リチウムステアレートによる、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、潤滑剤組成物のちょう度が上昇して離油や漏れが発生するのを防止する効果や、潤滑剤組成物の摺動特性を向上させる効果が、十分に得られないおそれがある。また、含有量が、前記範囲を超える場合には、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、前記リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する働きが強くなりすぎて、潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）が３５５未満になるおそれがある。

なお、リチウムステアレートの含有量は、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、潤滑剤組成物のちょう度が上昇して離油や漏れが発生するのを防止する効果や、潤滑剤組成物の摺動特性を向上させる効果を、さらに向上させることを考慮すると、前記範囲内でも、特に、１質量％以上であるのが好ましい。また、長期間に亘って、繰り返し、応力が加えられた際に、前記リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する働きが強くなりすぎて、潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）が３５５未満になるのを、より確実に防止することを考慮すると、前記範囲内でも、特に、２質量％以下であるのが好ましい。

リチウムステアレートと併用される、他の増ちょう剤としては、減速機等に充てんする前の、初期の段階での混和ちょう度（２５℃）が３５５以上という、高いちょう度を有する潤滑剤組成物において、潤滑基油の保持力に優れるため、前記潤滑剤組成物を減速機等に充てんして使用を開始した直後から、リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する機能が十分に発揮されるまでの間、潤滑基油を保持して、離油や漏れが発生するのを防止する効果に優れた、種々の増ちょう剤が、いずれも使用可能であり、特に、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤が好ましい。カルシウムスルフォネート系増ちょう剤は、潤滑剤組成物中で生成される繊維状粒子が非常に小さいことから、前記初期の段階での、潤滑基油の保持力に、特に優れている。

カルシウムスルフォネート系増ちょう剤としては、例えば、カルシウムスルフォネートを必須成分とし、それに、(i) 炭酸カルシウム、(ii) カルシウム・ジベヘネート、カルシウム・ジステアレート、カルシウム・ジヒドロキシステアレート等の高級脂肪酸カルシウム塩、(iii) 酢酸カルシウム等の低級脂肪酸カルシウム塩、および(iv) ホウ酸カルシウム等から選択される少なくとも１種のカルシウム塩を組み合わせたものが挙げられる。

カルシウムスルフォネート系増ちょう剤の含有量は、潤滑剤組成物の総量の、０．３〜１０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤による、潤滑剤組成物を減速機等に充てんして使用を開始した直後から、リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する機能が十分に発揮されるまでの間、潤滑基油を保持して、離油や漏れが発生するのを防止する効果が、十分に得られないおそれがある。また、含有量が、前記範囲を超える場合には、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤による、潤滑基油を保持する働きが強すぎて、潤滑剤組成物を、減速機等に充てんする前の、初期の段階での混和ちょう度（２５℃）が３５５未満になるおそれがある。

なお、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤の含有量は、リチウムステアレートによる、潤滑基油を保持する機能が十分に発揮されるまでの間、潤滑基油を保持して、離油や漏れが発生するのを防止する効果を、さらに向上させることを考慮すると、前記範囲内でも、特に、０．５質量％以上であるのが好ましい。また、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤による、潤滑基油を保持する働きが強すぎて、潤滑剤組成物を、減速機等に充てんする前の、初期の段階での混和ちょう度（２５℃）が３５５未満になるのを、より確実に防止することを考慮すると、前記範囲内でも、特に、７質量％以下であるのが好ましい。増ちょう剤としては、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、前記２種以外の他の金属石けん系の増ちょう剤や、あるいは無機系、有機系の非石けん系増ちょう剤を少量、併用してもよい。

（微小粒子）
微小粒子としては、減速機の、小歯車と大歯車との噛み合い部分に介在することで、減速機の騒音を低減する機能を有する、種々の微小粒子を用いることができる。前記微小粒子は、小歯車と大歯車の材質の組み合わせによって、下記の３種に分類される。
(1) 両歯車の一方が樹脂、他方が金属である場合に用いる緩衝材粒子。
(2) 同じく両歯車の一方が樹脂、他方が金属である場合に用いる、金属製の歯面より軟らかく、かつ樹脂製の歯面より硬い材料からなる微小粒子。
(3) 両歯車がともに金属である場合に用いる、金属製の歯面より軟質の金属からなる軟質金属粉末。

このうち(1)の、小歯車と大歯車との噛み合い部分に介在して、両歯車の歯面同士の衝突を緩衝することによって、歯打ち音を減少させる機能を有する緩衝材粒子としては、ゴム弾性を有する種々の、ゴムや軟質樹脂からなるものが、いずれも使用可能であり、前記ゴムとしては、例えば、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられる。また、軟質樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂等が挙げられる。また、例えばオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系等の耐油性の熱可塑性エラストマーを用いることもできる。

緩衝材粒子の平均粒径Ｄ₁は、５０μｍ＜Ｄ₁≦３００μｍであるのが好ましい。平均粒径Ｄ₁が５０μｍ以下では、小歯車と大歯車との噛み合いの衝撃を緩衝して歯打ち音を低減する効果に限界があり、車室内での騒音を、大幅に低減できないおそれがある。また、平均粒径Ｄ₁が３００μｍを超える場合には、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇したり、摺動音を発生したりするおそれがある。なお、緩衝材粒子の平均粒径は、歯打ち音を低減する効果を、さらに向上させることを考慮すると、前記範囲内でも、特に、１００μｍ以上であるのが好ましい。また、操舵トルクの上昇や摺動音の発生を、より確実に防止することを考慮すると、前記範囲内でも、特に、２００μｍ以下であるのが好ましい。

緩衝材粒子の含有量は、潤滑剤組成物の総量の、５〜５０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、緩衝材粒子による、小歯車と大歯車との噛み合い部分に介在して衝撃を吸収し、それによって歯打ち音を減少させることで、車室内での騒音を低減する効果が、十分に得られないおそれがある。また、含有量が、前記範囲を超える場合には、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇したり、摺動音を発生して、却って、車室内での騒音が大きくなったりするおそれがある。なお、緩衝材粒子の含有量は、歯打ち音を低減する効果を、さらに向上することを考慮すると、前記範囲内でも、特に、２０質量％以上であるのが好ましい。また、操舵トルクの上昇や摺動音の発生を、より確実に防止すること考慮すると、前記範囲内でも、特に、４０質量％以下であるのが好ましい。

(2)の微小粒子は、減速機を作動させると、その入力によって、一部が、小歯車と大歯車のうち、自身より軟らかい樹脂製の歯面に食い込んで、歯面から一部を突出させた状態で固定されることによって、前記歯面に、多数の突起を形成する。そして、この突起によってバックラッシを適正化して、歯打ち音を減少させることで、車室内での騒音を低減する働きをする。前記微小粒子としては、組み合わせる金属製の歯面より軟らかく、かつ、樹脂製の歯面より硬い、有機および無機の種々の材料によって形成したものを用いることができる。しかし、微小粒子からなる突起と、金属製の歯面との衝突時に騒音が発生したり、突起が、金属製の歯面を傷つけたり、あるいは、突起が簡単に割れたり潰れたりするのを防止することを考慮すると、微小粒子は、特に、弾性や靭性に優れた樹脂によって形成するのが好ましい。

例えば、樹脂製の歯面を、樹脂歯車の材料として一般的な、ポリアミド系の樹脂（未強化品）によって形成する場合は、微小粒子を、前記ポリアミド系の樹脂よりも硬く、しかも、金属製の歯面よりも軟らかい樹脂によって形成すればよい。その具体例としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の、いわゆるエンジニアリングプラスチック類や、熱硬化性樹脂の硬化物等が挙げられる。なお、硬さは、例えば、ロックウェル硬さによって規定することができる。

微小粒子の平均粒径は、１０〜２００μｍであるのが好ましい。平均粒径が、前記範囲未満では、樹脂製の歯面に形成される突起の高さが低すぎて、バックラッシを適正化する効果が、十分に得られないおそれがあり、逆に、前記範囲を超える場合には、微小粒子が、潤滑剤組成物から分離しやすくなって、均一な潤滑剤組成物が得られないおそれがある。

また、微小粒子は、組み合わせる小歯車と大歯車とのバックラッシのばらつきに、柔軟に対応することや、樹脂製の歯面に固定されなかった余剰の微小粒子によって、小歯車と大歯車との噛み合い部分を隙間なく埋めて、歯打ち音を低減すること等を考慮すると、粒径の分布が単分散でなく、ある程度の粒度分布を有していることが好ましい。すなわち、減速機の作動による入力によって、微小粒子のうち、比較的粒径の大きいものは、樹脂製の歯面に食い込んで、突起を形成するが、粒径の小さいものは、固定されずに、形成された突起の隙間を埋めて、歯打ち音をさらに低減する働きをする。

微小粒子の形状は、種々、選択できるが、樹脂製の歯面への食い込みやすさや、食い込んだ後の突起の形状、あるいは、潤滑剤組成物の流動性等を考慮すると、特に、球状または粒状であるのが好ましい。微小粒子の含有量は、潤滑剤組成物の総量の５〜５０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、微小粒子による、突起を形成してバックラッシを適正化する効果が、十分に得られないおそれがあり、逆に、前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の流動性が低下して、潤滑剤として機能できなくなるおそれがある。

(3)の軟質金属粉末は、潤滑初期には、小歯車と大歯車との噛み合い部分に、あらかじめ、介在することによって、また、それ以降は、小歯車と大歯車との噛み合いによって押しつぶされて、両歯車の金属製の歯面に、層状に付着することによって、それぞれ、バックラッシを適正化して、減速機の騒音を低減する働きをする。前記軟質金属粉末としては、組み合わせる金属製の歯面よりも軟質である、種々の金属や合金からなるものを、用いることができる。その具体例としては、例えば、歯面が、鉄、鋼等である場合、青銅、銅、錫、亜鉛、銀、金、アルミニウム等の粉末が挙げられる。軟質金属粉末は、電解法、粉砕法、アトマイズ法等の、従来公知の種々の方法によって、製造することができる。

軟質金属粉末の平均粒径は、５〜１５０μｍであるのが好ましい。平均粒径が、前記範囲未満では、特に、潤滑初期に、小歯車と大歯車との噛み合い部分に介在して、バックラッシを適正化する効果が、十分に得られないおそれがあり、逆に、１５０μｍを超える場合には、軟質金属粉末が、潤滑剤組成物から分離しやすくなって、均一な潤滑剤組成物が得られないおそれがある。

軟質金属粉末の含有量は、潤滑剤組成物の総量の５〜５０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、軟質金属粉末による、潤滑初期に、小歯車と大歯車との噛み合い部分に介在して、バックラッシを適正化する効果や、その後、金属製の歯面に層状に付着して、バックラッシを適正化する効果が、いずれも十分に得られないおそれがあり、逆に、前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の流動性が低下して、潤滑剤として機能できなくなるおそれがある。

本発明の潤滑剤組成物には、必要に応じて、固体潤滑剤（二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥ等）、リン系や硫黄系の極圧添加剤、トリブチルフェノール、メチルフェノール等の酸化防止剤、防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、油性剤等を添加してもよい。

〈減速機および電動パワーステアリング装置〉
図１は、本発明の、一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の、概略断面図である。また、図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。図１を参照して、この例の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール１を取り付けている入力軸としての第１の操舵軸２と、ラックアンドピニオン機構等の舵取機構（図示せず）に連結されている、出力軸としての第２の操舵軸３とが、トーションバー４を介して、同軸的に連結されている。

第１および第２の操舵軸２、３を支持するハウジング５は、例えば、アルミニウム合金からなり、車体（図示せず）に取り付けられている。ハウジング５は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング６と、ギヤハウジング７とによって構成されている。具体的には、ギヤハウジング７は、筒状をなし、その上端の環状縁部７ａが、センサハウジング６の下端外周の環状段部６ａに嵌め合わされている。ギヤハウジング７には、減速機構としてのウォームギヤ機構８が収容され、センサハウジング６には、トルクセンサ９、制御基板１０等が収容されている。ギヤハウジング７にウォームギヤ機構８を収容することで、減速機５０が構成されている。

ウォームギヤ機構８は、第２の操舵軸３の軸方向中間部に、一体回転可能で、かつ、軸方向移動が規制されたウォームホイール１２と、このウォームホイール１２と噛み合わされていると共に、電動モータＭの回転軸３２に、スプライン継手３３を介して連結されているウォーム軸１１（図２参照）とを備えている。このうち、ウォームホイール１２は、第２の操舵軸３に、一体回転可能に結合された、環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯が形成された、合成樹脂部材１２ｂとを備えている。芯金１２ａは、例えば、合成樹脂部材１２ｂの樹脂成形時に、金型内にインサートされる。そして、このインサートした状態での樹脂成形によって、芯金１２ａと合成樹脂部材１２ｂとが結合、一体化されている。第２の操舵軸３は、ウォームホイール１２を軸方向の上下に挟んで配置される、第１および第２の転がり軸受１３、１４によって、回転自在に支持されている。

第１の転がり軸受１３の外輪１５は、センサハウジング６の下端の筒状突起６ｂ内に設けられた軸受保持孔１６に嵌め入れられて、保持されている。また、外輪１５は、その上端面が、環状の段部１７に当接されることで、センサハウジング６に対する軸方向上方への移動が規制されている。一方、第１の転がり軸受１３の内輪１８は、第２の操舵軸３に、締まりばめによって嵌め合わされている。また、内輪１８の下端面は、ウォームホイール１２の芯金１２ａの上端面に当接されている。

第２の転がり軸受１４の外輪１９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔２０に嵌め入れられて、保持されている。また外輪１９は、その下端面が、環状の段部２１に当接されることで、ギヤハウジング７に対する、軸方向下方への移動が規制されている。一方、第２の転がり軸受１４の内輪２２は、第２の操舵軸３に、一体回転可能で、かつ、軸方向の相対移動が規制された状態で、取り付けられている。また、内輪２２は、第２の操舵軸３の段部２３と、第２の操舵軸３のねじ部に締め込まれるナット２４との間に挟持されている。

トーションバー４は、第１および第２の操舵軸２、３を貫通している。トーションバー４の上端４ａは、連結ピン２５により、第１の操舵軸２と一体回転可能に連結され、下端４ｂは、連結ピン２６により、第２の操舵軸３と一体回転可能に連結されている。第２の操舵軸３の下端は、図示しない中間軸を介して、先に説明したように、ラックアンドピニオン機構等の舵取機構に連結されている。連結ピン２５は、第１の操舵軸２と同軸に配置される第３の操舵軸２７を、第１の操舵軸２と一体回転可能に連結している。第３の操舵軸２７は、ステアリングコラムを構成するチューブ２８内を貫通している。

第１の操舵軸２の上部は、例えば、針状ころ軸受からなる第３の転がり軸受２９を介して、センサハウジング６に回転自在に支持されている。第１の操舵軸２の下部の縮径部３０と、第２の操舵軸３の上部の孔３１とは、第１および第２の操舵軸２、３の相対回転を、所定の範囲に規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて、嵌め合わされている。

図２を参照して、ウォーム軸１１は、ギヤハウジング７によって保持される第４および第５の転がり軸受３４、３５によって、それぞれ、回転自在に支持されている。第４および第５の転がり軸受３４、３５の内輪３６、３７は、ウォーム軸１１の、対応するくびれ部に嵌合されている。外輪３８、３９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔４０、４１に、それぞれ保持されている。ギヤハウジング７は、ウォーム軸１１の周面の一部に対して、径方向に対向する部分７ｂを含んでいる。

ウォーム軸１１の一端部１１ａを支持する第４の転がり軸受３４の外輪３８は、ギヤハウジング７の段部４２に当接して位置決めされている。一方、内輪３６は、ウォーム軸１１の位置決め段部４３に当接されることによって、他端部１１ｂ側への移動が規制されている。また、ウォーム軸１１の、他端部１１ｂ（継手側端部）の近傍を支持する第５の転がり軸受３５の内輪３７は、ウォーム軸１１の位置決め段部４４に当接されることによって、一端部１１ａ側への移動が規制されている。

外輪３９は、予圧調整用のねじ部材４５によって、第４の転がり軸受３４側へ付勢されている。ねじ部材４５は、ギヤハウジング７に形成されるねじ孔４６にねじ込まれることで、一対の転がり軸受３４、３５に予圧を付与すると共に、ウォーム軸１１を、軸方向に位置決めしている。４７は、予圧調整後のねじ部材４５を止定するため、当該ねじ部材４５に係合されるロックナットである。

ギヤハウジング７内において、ウォーム軸１１とウォームホイール１２の噛み合い部分Ａを少なくとも含む領域には、先に述べた微小粒子を分散した、本発明の潤滑剤組成物が充てんされる。すなわち、潤滑剤組成物は、噛み合い部分Ａのみに充てんされてもよいし、噛み合い部分Ａとウォーム軸１１の周縁全体に充てんされてもよいし、ギヤハウジング７内全体に充てんされてもよい。

なお、本発明は、図１、２の実施形態には限定されない。例えば、前記実施形態では、微小粒子として、(1)の緩衝材粒子、または(2)の微小粒子を使用するため、先に説明したように、金属製のウォーム軸１１と、合成樹脂部材１２ｂの外周面部に歯を形成したウォームホイール１２とが、組み合わせて使用されていたが、(3)の軟質金属粉末を使用する場合は、その全体が金属で形成されたウォームホイール１２が、金属製のウォーム軸１１と組み合わせて使用される。また、本発明の減速機の構成は、電動パワーステアリング装置以外の他の装置用の、減速機に適用することができる等、本発明の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、種々の変形を施すことができる。

〈実施例１〉
潤滑基油としての合成炭化水素油〔ＰＡＯ８グレード、動粘度４８ｍｍ²／ｓ（４０℃）〕と、緩衝材粒子としての、平均粒径１５０μｍのポリウレタン樹脂の粒子と、増ちょう剤としての、リチウムステアレート、およびカルシウムスルフォネート系増ちょう剤とを配合し、加熱下で混合した後、冷却してゲル化させ、さらにミリング処理して、潤滑剤組成物を調製した。カルシウムスルフォネート系増ちょう剤としては、石油系スルホン酸カルシウムスルフォネートと、炭酸カルシウム、カルシウム・ジヒドロキシステアレート、酢酸カルシウム、およびホウ酸カルシウムの４種のカルシウム塩とのコンプレックスを用いた。

潤滑剤組成物の総量中の、各成分の含有量は、ポリウレタン樹脂の粒子が３０質量％、リチウムステアレートが２質量％、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤が５質量％、残量が合成炭化水素油であった。また、先に説明した、日本工業規格ＪＩＳＫ２２２０：２００３「グリース」に所載の測定方法によって測定した、潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）は４００であった。

〈比較例１〉
リチウムステアレートを配合せず、その分だけ、合成炭化水素油の配合量を増加させたこと以外は、実施例１と同様にして、潤滑剤組成物を調製した。潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）は４００であった。

〈評価試験〉
実施例１、比較例１で調製した潤滑剤組成物を、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の減速機５０に充てんした。減速機５０のウォームギヤ機構８としては、鉄系の金属製のウォーム軸１１と、合成樹脂部材１２ｂがポリアミド樹脂系の樹脂で形成されたウォームホイール１２とを組み合わせたものを用いた。

そして、電動パワーステアリング装置を動作させながら、前記電動パワーステアリング装置に連結したステアリングホイール１を、正位置から左へ５４０°回転させた後、正位置に戻し、次いで、正位置から右へ５４０°回転させた後、正位置に戻す操作を１サイクルとして、連続して、１０万サイクル繰り返す耐久試験を行った。

前記耐久試験後に、減速機５０から潤滑剤組成物を取り出して、前記と同様にして、潤滑剤組成物の混和ちょう度（２５℃）を測定したところ、比較例１は、混和ちょう度（２５℃）が４５０まで上昇しており、離油も確認された。しかし、実施例１は、混和ちょう度（２５℃）が、逆に３８５まで低下しており、離油も確認されなかった。また、前記耐久試験後に、減速機５０のハウジング５の温度を測定したところ、比較例１は、６０℃まで上昇していたが、実施例１は４５℃までしか上昇していなかった。

図１は、本発明の、一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の、概略断面図である。図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

符号の説明

Ａ噛み合い部分
Ｍモータ
１１ウォーム軸（小歯車）
１２ウォームホイール（大歯車）
５０減速機

Claims

潤滑基油と、増ちょう剤とを含む、混和ちょう度（２５℃）が３５５以上の潤滑剤組成物であって、前記増ちょう剤として、リチウムステアレートを含む、少なくとも２種の増ちょう剤を併用したことを特徴とする潤滑剤組成物。
微小粒子を含有している請求項１記載の潤滑剤組成物。
リチウムステアレートの含有量が、潤滑剤組成物の総量の０．５〜３質量％である請求項２記載の潤滑剤組成物。
リチウムステアレートと、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤とを併用した請求項２記載の潤滑剤組成物。
小歯車と大歯車とを備え、前記両歯車の噛み合い部分を含む領域に、請求項２記載の潤滑剤組成物を充てんしたことを特徴とする減速機。
操舵補助用のモータの出力を、請求項５記載の減速機を介して減速して、舵取機構に伝えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。