JP2009114259A - 潤滑剤組成物とそれを用いた減速機および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に波動歯車装置やサイクロイド歯車装置等からなる減速機に使用した際に、前記減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、前記歯車装置の構造に基づいて発生する振動や異音を効果的に低減できる潤滑剤組成物と、それ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】動粘度（４０℃）が４００ないし３０００ｍｍ^２／Ｓの基油と、増ちょう剤と、平均粒径が０．５ないし１００μｍの緩衝材粒子２ないし５０質量％とを調合して、ちょう度をＮｏ．２ないしＮｏ．００とした潤滑剤組成物と、前記潤滑剤組成物を充填した減速機１８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１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に波動歯車装置等の、バックラッシを著しく小さくすることができる歯車装置からなる減速機等に好適に用いることができる潤滑剤組成物と、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て、回転速度を減速すると共に出力を増幅した後、ステアリングシャフトに付与することで、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、バックラッシが大きすぎる場合には、例えば、前記両歯車の回転を逆転させた際や、石畳等の悪路を走行してタイヤからの反力が入力（キックバック）された際等に、バックラッシに起因してラトル音（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きたが、層別組み立ての作業には手間がかかるため、前記減速機を組み込んだ電動パワーステアリング装置の生産性を向上できないという問題があった。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されなかった。そこで、前記ウォームとウォームホイール等の通常の歯車機構と比べて、そのバックラッシを著しく小さくすることができる歯車装置を、減速機として、電動パワーステアリング装置に組み込んで使用することが検討されている。

前記歯車装置としては、例えば特許文献１に記載された、サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側に配置された、薄肉円筒状のフレクススプラインと、前記フレクススプラインを半径方向に撓ませて、前記サーキュラスプラインに対して部分的に噛み合わせると共に、前記噛み合わせ位置を周方向に移動させることにより、前記サーキュラスプラインおよびフレクススプラインの間に相対回転を生じさせるウエーブジェネレータとを有する波動歯車装置が知られている。

また、前記歯車装置としては、例えば特許文献２に記載された、内歯歯車と、前記内歯歯車に対して部分的に噛み合わせた状態で偏心回転して、前記噛み合わせ位置を周方向に移動させることにより、前記内歯歯車に対して相対回転される外歯歯車とを有する歯車装置（内歯歯車の歯形が円弧状に形成されると共に、外歯歯車の歯形が、前記円弧に内接するサイクロイド曲線ないしトロコイド曲線に近似の曲線状に形成されることから、以下では「サイクロイド歯車装置」と記載することがある）も知られている。

ところが、前記波動歯車装置においては、サーキュラスプラインとフレクススプラインとの間の噛み合い部分において、特に薄肉円筒状に形成されたフレクススプラインが振動し、それに伴って異音が発生するという問題があった。そこで、前記噛み合い部分に、動粘度の高い基油からなり、流動時の粘度が高いグリースを充填して、前記グリースの粘性によって、振動が発生するのを抑制して異音を低減することが検討されたが、前記グリースを充填するだけでは、いまだ十分な効果が得られず、振動や異音を低減することはできなかった。また、サイクロイド歯車装置においては、内歯歯車の内歯を、回転自在に支持されたローラによって構成する場合があるが、前記ローラが、外歯歯車の歯に噛み合う際に振動して、異音が発生するという問題があった。

そこで、発明者は、前記歯車装置の噛み合い部分に、特許文献３、４に記載された、軟質樹脂やゴム等（以下「軟質樹脂等」と総称する場合がある）からなる緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を充填して、前記緩衝材粒子を歯面間、特に波動歯車装置においては、サーキュラスプラインの隣り合う歯間の歯底と、フレクススプラインの歯末との間に、またサイクロイド歯車装置においては、外歯歯車の歯と、前記ローラとの間に介在させて、緩衝材として機能させることで、振動や、それに伴って発生する異音を低減することを検討した。
特公昭４１−４１１７１号公報 特開平５−２９６３００号公報 特開２００３−２１４５２９号公報 特開２００４−１６２０１８号公報

ところが、特許文献３、４に記載された従来の潤滑剤組成物を、前記波動歯車装置等に使用した場合には、振動や異音を低減する効果が得られなかったり、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇したりするという問題を生じることが明らかとなった。本発明の目的は、特に波動歯車装置やサイクロイド歯車装置等の、バックラッシを著しく小さくすることができる歯車装置からなる減速機等に使用した際に、前記減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、前記歯車装置の構造に基づいて発生する振動や異音を効果的に低減することができる潤滑剤組成物と、それ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ことにある。

前記課題を解決するため、発明者は、潤滑剤組成物のもとになる基油の動粘度と、前記基油に増ちょう剤と緩衝材粒子とを配合した潤滑剤組成物のちょう度と、緩衝材粒子の平均粒径とを所定の範囲に設定すると、前記潤滑剤組成物を、前記歯車装置からなる減速機等に使用した際に、前記減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、その振動や異音を効果的に低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、動粘度（４０℃）が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下の基油と、増ちょう剤と、平均粒径が０．５μｍ以上、１００μｍ以下の緩衝材粒子とを含み、前記緩衝材粒子の含有割合が２質量％以上、５０質量％以下で、かつちょう度がＮｏ．２ないしＮｏ．００であることを特徴とする潤滑剤組成物である。

前記本発明の潤滑剤組成物において、基油の、４０℃における動粘度が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、動粘度が前記範囲未満では、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が低すぎるため、先に説明した、潤滑剤組成物の粘性によって、振動や、それに伴う異音を低減する効果が得られない。一方、動粘度が前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が上昇しすぎるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。また、緩衝材粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、１００μｍ以下に限定されるのは、下記の理由による。

すなわち、平均粒径が前記範囲未満の小さな緩衝材粒子は、両歯面間に介在した際に、緩衝材として十分に機能できないため、振動や異音を低減する効果が得られない。一方、平均粒径が前記範囲を超える大きな緩衝材粒子を、バックラッシが著しく小さい前記歯面間に介在させると、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。また、緩衝材粒子の含有割合が、潤滑剤組成物の総量の２質量％以上、５０質量％以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、含有割合が前記範囲未満では、緩衝材粒子による、緩衝材としての機能が十分に得られないため、振動や異音を低減する効果が得られない。

一方、含有割合が前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が上昇しすぎるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。さらに、潤滑剤組成物の全体のちょう度が、ＮＬＧＩ（National Lubricating Grease Institute）番号で表してＮｏ.２ないしＮｏ．００に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、ちょう度がＮｏ．２よりも硬い潤滑剤組成物は、外力を受けた際に流動を開始しにくく、速やかに粘性を発揮しにくいため、先に説明した、潤滑剤組成物の粘性によって、振動や、それに伴う異音を低減する効果が得られない。一方、ちょう度がＮｏ．００よりも軟らかい潤滑剤組成物は、減速機内でかく拌された際にかく拌抵抗を生じるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。

本発明の減速機は、波動歯車装置からなり、前記波動歯車装置の、両歯車の噛み合い部分を含む領域に、本発明の潤滑剤組成物を充填したものであるため、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの上昇を抑制しながら、異音を低減できる点で好ましい。また、本発明の減速機は、サイクロイド歯車装置からなり、前記サイクロイド歯車装置の、両歯車の噛み合い部分を含む領域に、本発明の潤滑剤組成物を充填したものであるため、やはり電動パワーステアリング装置の操舵トルクの上昇を抑制しながら、異音を低減できる点で好ましい。

さらに本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータの出力を、前記減速機を介して減速して、操舵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。

本発明によれば、特に波動歯車装置やサイクロイド歯車装置等の、バックラッシを著しく小さくすることができる歯車装置からなる減速機等に使用した際に、前記減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、前記歯車装置の構造に基づいて発生する振動や異音を効果的に低減することができる潤滑剤組成物と、それ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ことができる。

〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、動粘度（４０℃）が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下の基油と、増ちょう剤と、平均粒径が０．５μｍ以上、１００μｍ以下の緩衝材粒子とを含み、前記緩衝材粒子の含有割合が２質量％以上、５０質量％以下で、かつちょう度がＮｏ．２ないしＮｏ．００であることを特徴とするものである。前記本発明によれば、特に波動歯車装置やサイクロイド歯車装置等の、バックラッシを著しく小さくすることができる歯車装置からなる減速機等に使用した際に、前記減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、前記歯車装置の構造に基づいて発生する振動や異音を効果的に低減することが可能となる。

本発明において、基油の、４０℃における動粘度が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、動粘度が前記範囲未満では、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が低すぎるため、先に説明した、潤滑剤組成物の粘性によって、振動や、それに伴う異音を低減する効果が得られない。一方、動粘度が前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が上昇しすぎるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。

なお、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が上昇しすぎるのを抑制しながら、潤滑剤組成物の粘性によって、振動や、それに伴う異音を低減することを考慮すると、基油の動粘度（４０℃）は、前記範囲内でも５００ｍｍ^２／Ｓ以上、２０００ｍｍ^２／Ｓ以下、特に８００ｍｍ^２／Ｓ以上、１２００ｍｍ^２／Ｓ以下であるのが好ましい。また、本発明において、緩衝材粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、１００μｍ以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、平均粒径が前記範囲未満の小さな緩衝材粒子は、両歯面間に介在した際に、緩衝材として十分に機能できないため、振動や異音を低減する効果が得られない。

一方、平均粒径が前記範囲を超える大きな緩衝材粒子を、バックラッシが著しく小さい前記歯面間に介在させると、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。なお、減速機の回転トルクや電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇するのを抑制しながら、緩衝材粒子による、緩衝材として機能させて振動や異音を低減する効果を、より一層、向上することを考慮すると、緩衝材粒子の平均粒径は、前記範囲内でも１０μｍ以上、８０μｍ以下、特に３０μｍ以上、５０μｍ以下であるのが好ましい。なお、本発明では、緩衝材粒子の平均粒径を、レーザー回折・散乱法によって測定した粒度分布の体積平均径でもって表すこととする。

また、本発明において、緩衝材粒子の含有割合が、潤滑剤組成物の総量の２質量％以上、５０質量％以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、含有割合が前記範囲未満では、緩衝材粒子による、緩衝材としての機能が十分に得られないため、振動や異音を低減する効果が得られない。一方、含有割合が前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の、流動時の粘度が上昇しすぎるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。

なお、減速機の回転トルクや電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇するのを抑制しながら、緩衝材粒子による、緩衝材として機能させて振動や異音を低減する効果を、より一層、向上することを考慮すると、緩衝材粒子の含有割合は、前記範囲内でも５質量％以上、４０質量％以下、特に１０質量％以上、３０質量％以下であるのが好ましい。さらに、本発明において、潤滑剤組成物の全体のちょう度が、ＮＬＧＩ番号で表してＮｏ.２ないしＮｏ．００に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、ちょう度がＮｏ．２よりも硬い潤滑剤組成物は、外力を受けた際に流動を開始しにくく、速やかに粘性を発揮しにくいため、先に説明した、潤滑剤組成物の粘性によって、振動や、それに伴う異音を低減する効果が得られない。

一方、ちょう度がＮｏ．００よりも軟らかい潤滑剤組成物は、減速機内でかく拌された際にかく拌抵抗を生じるため、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇する。なお、減速機の回転トルクや電動パワーステアリング装置の操舵トルクが過剰に上昇するのを抑制しながら、振動や、それに伴う異音を低減することを考慮すると、潤滑剤組成物のちょう度は、前記範囲内でもＮｏ.１ないしＮｏ．０であるのが好ましい。緩衝材粒子としては、小歯車と大歯車の噛み合い部分に介在して、両歯車の歯面間の衝突を緩衝することによって、振動や異音を減少させる機能を付与するために、ゴム弾性を有する種々の、軟質樹脂またはゴムからなる粒子が、いずれも使用可能である。

前記緩衝材粒子のもとになる軟質樹脂としては、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、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、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）等の耐油性のゴムが挙げられる。また、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て、緩衝材粒子を形成してもよい。

中でも、繰り返し単位のもとになる出発原料として、ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを反応させて合成されるポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子が好ましい。前記ポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子は、前記各成分の混合液を、前記各成分を溶解しない非水系の分散媒中に、液滴状に分散させた状態で反応させてポリウレタン樹脂を合成する、いわゆる分散重合法によって製造することができる。前記分散重合法によれば、分散媒中に分散した液滴の球状を維持しながら、なおかつ粒径の揃ったポリウレタン樹脂製の緩衝材粒子を、効率よく製造できるという利点がある。

また、先に説明したように、前記各成分の種類と含有割合とを調整することによって、緩衝材粒子の弾性率や硬さ等を、任意の範囲で調整できるという利点もある。前記分散重合法によって製造される緩衝材粒子の平均粒径を、先に説明した範囲内で調整するためには、分散条件等を変更することによって、分散媒中に分散される混合液の液滴の粒径を変化させればよい。緩衝材粒子の形状は、不定形粒状その他の形状であっても構わなが、潤滑剤組成物の流動性を向上することや、歯面間での転がり性を向上して、減速機の回転トルク、ひいては電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇するのを抑制すること等を考慮すると、先に説明した球状であるのが好ましい。

また、緩衝材粒子を形成する軟質樹脂等の弾性率は、例えば潤滑剤組成物の使用温度の範囲内において１０^−１ＭＰａ以上、１０^４ＭＰａ以下、特に５×１０^−１ＭＰａ以上、１０^２ＭＰａ以下であるのが好ましい。弾性率が前記範囲未満では、小歯車と大歯車との噛み合いの衝撃を緩衝して、ラトル音を低減する効果が十分に得られず、車室内での騒音を、十分に低減できないおそれがある。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（ＰＡＯ）〕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。基油はそれぞれ単独で使用できる他、２種以上を併用しても良い。

増ちょう剤としては、石けん系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤、有機系増ちょう剤、無機系増ちょう剤等の、従来公知の種々の増ちょう剤が挙げられる。また、石けん系増ちょう剤としては、アルミニウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん等の金属石けん型増ちょう剤、リチウム−カルシウム石けん、ナトリウム−カルシウム石けん等の混合石けん型増ちょう剤、アルミニウムコンプレックス、カルシウムコンプレックス、リチウムコンプレックスナトリウムコンプレックス等のコンプレックス型増ちょう剤等が挙げられ、特にリチウムステアレート等のリチウム石けんが好ましい。

また、ウレア系増ちょう剤としてはポリウレア等が挙げられ、有機系増ちょう剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナトリウムテレフタラート等が挙げられる。さらに無機系増ちょう剤としては、有機ベントナイト、グラファイト、シリカゲル等が挙げられる。潤滑剤組成物には、必要に応じて、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリオレフィン系ワックス（アマイド等を含む）等の固体潤滑剤、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。

潤滑剤組成物のちょう度を、先に説明した範囲内で調整するためには、例えば基油の粘度や緩衝材粒子の平均粒径、含有割合等を、前記範囲内で調整すると共に、増ちょう剤の種類と含有割合や、粘度指数向上剤、油性剤等の、ちょう度に係わる添加剤の種類と含有割合等を調整すればよい。
〈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図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と一体回転可能に連結されたステアリングシャフト３と、前記ステアリングシャフト３に、自在継手４を介して連結された中間シャフト５と、前記中間シャフト５に、自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、前記ピニオンシャフト７に設けられたピニオン歯７ａに噛み合うラック歯８ａを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー８とを有している。ピニオンシャフト７およびラックバー８によりラックアンドピニオン機構からなる操舵機構９が構成されている。

ラックバー８は、車体に固定されるラックハウジング１０内に、図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー８の両端部は、ラックハウジング１０の両側へ突出し、各端部には、それぞれタイロッド１１が結合されている。各タイロッド１１は、図示しないナックルアームを介して対応する操向輪１２に連結されている。操舵部材２が操作されて、ステアリングシャフト３が回転されると、前記回転が、ピニオン歯７ａおよびラック歯８ａによって、自動車の左右方向に沿うラックバー８の直線運動に変換されて、操向輪１２の転舵が達成される。

ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸３ａと、ピニオンシャフト７に連なる出力軸３ｂとに分割されており、前記両軸３ａ、３ｂは、トーションバー１３を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。また、トーションバー１３には、両軸３ａ、３ｂ間の相対回転変位量から操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１４が設けられており、前記トルクセンサ１４のトルク検出結果が、ＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御ユニット）１５に与えられる。

ＥＣＵ１５では、トルク検出結果や、図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路１６を介して操舵補助用の電動モータ１７を駆動制御する。そして、電動モータ１７の出力回転が、減速機１８を介して減速されてピニオンシャフト７に伝達され、ラックバー８の直線運動に変換されて、操舵が補助される。減速機１８は、先に説明したように波動歯車装置、またはサイクロイド歯車装置によって構成される。図２は、減速機１８を構成する波動歯車装置の一例を示す正面図である。図２を参照して、前記波動歯車装置からなる減速機１８は、サーキュラスプライン１９と、前記サーキュラスプライン２０の内側に配置されたフレクススプライン２０と、前記フレクススプライン２０の内側に配置されたウエーブジェネレータ２１とを備えている。

前記のうちサーキュラスプライン１９は、リング状をなす剛体からなり、その内周に内歯２２を有している。サーキュラスプライン１９は、車体に固定されている。フレクススプライン２０は、薄肉円筒状の金属弾性体からなり、その外周に、前記サーキュラスプライン１９の内歯２２と噛み合う外歯２３を有している。サーキュラスプライン１９の内歯２２の歯数は、フレクススプライン２０の外歯２３の歯数よりも２枚以上、多く設定されている。フレクススプライン２０は、図示していないが、ステアリングシャフト３の出力軸３ｂに連結されている。ウエーブジェネレータ２２は、入力軸２４に一体回転可能に連結された楕円状カム２５と、前記楕円状カム２５の外周に嵌め合わされた転がり軸受２６とを備えている。

転がり軸受２６は、内輪２７が楕円状カム２５に固定されていると共に、薄肉円筒状の金属弾性体からなる外輪２８がフレクススプライン２０に固定されており、前記外輪２８とフレクススプライン２０とが、楕円状カム２５の楕円状に合わせて、ボール２９を介して弾性変形されて、楕円状に撓められている。そして、図では、楕円状に撓められたフレクススプライン２０の外歯２３が、楕円の長径側である上下２箇所のみで、サーキュラスプライン１９の内歯２２と噛み合っている。

この状態で、図中に一点鎖線の矢印で示すように、入力軸２４を時計方向に回転させると、前記入力軸２４に連結された楕円状カム２５の回転に伴って、前記サーキュラスプライン１９の内歯２２とフレクススプライン２０の外歯２３との噛み合い位置が、前記時計方向に順次、移動してゆくが、先に説明したように、サーキュラスプライン１９が固定されていると共に、サーキュラスプライン１９の内歯２２の歯数が、フレクススプライン２０の外歯２３の歯数より多いことから、前記噛み合い位置の移動に伴って、フレクススプライン２０が、サーキュラスプライン１９に対して、図中に実線の矢印で示す反時計方向に回転する。

具体的には、入力軸２４が時計方向に１回転する間に、フレクススプライン２０が、前記外歯２３と内歯２０との歯数差分、反時計方向に移動し、それに応じてフレクススプライン２０が、前記のように、サーキュラスプライン１９に対して反時計方向に回転する。そのため、前記入力軸２４に入力された電動モータ１７の回転が、前記機構に基づいて減速されて、フレクススプライン２０に連結されたステアリングシャフト３の出力軸３ｂに出力され、前記出力軸３ｂを介してピニオンシャフト７に伝達されて、操舵が補助される。

前記減速機１８の、サーキュラスプライン１９の内歯２２と、フレクススプライン２０の外歯２３との噛み合い部分には、先に述べた本発明の潤滑剤組成物が充填されている。これにより、減速機１８の回転トルク、および電動パワーステアリング装置１の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、特に薄肉円筒状に形成されたフレクススプライン２０の振動や、それに伴って発生する異音を、効果的に低減することができる。図３は、減速機１８を構成するサイクロイド歯車装置の一例を示す正面図である。

図３を参照して、前記サイクロイド歯車装置からなる減速機１８は、複数のローラ３０を、中心軸３１を中心とする円周上に、等間隔に配列させて構成された内歯歯車３２と、前記各ローラ３０の内側に内接させて配置された外歯歯車３３とを備えている。内歯歯車３２を構成するローラ３０は、車体に、前記配列を固定した状態で、回転自在に支持されている。外歯歯車３３は、その外周に、前記ローラ３０と噛み合う外歯３４を有している。外歯３４は、その歯形が、前記各ローラ３０に内接するサイクロイド曲線ないしトロコイド曲線に近似の曲線状に形成されている。外歯歯車３３の外歯３４の歯数は、ローラ３０の本数よりも１枚以上、少なく設定されている。

外歯歯車３３は、中心軸３１と同軸上に配設された、図示しない入力軸の先端に、前記中心軸３１から偏心させて設けられた偏心体３５に対して、転がり軸受３６を介して連結されている。転がり軸受３６は、内輪３７が偏心体３５に固定されていると共に、外輪３８が外歯歯車３０に固定されており、前記外輪３８と外歯歯車３０とが、偏心体３５に対して、ボール３９を介して回転自在に支持されている。

この状態で、図中に実線の矢印で示すように、入力軸を時計方向に回転させると、前記入力軸の先端の偏心体３５の回転に伴って、前記内歯歯車３２のローラ３０と外歯歯車３３の外歯３４との噛み合い位置が、前記時計方向に順次、移動してゆくが、先に説明したように、内歯歯車３２を構成する各ローラ３０の配列が固定されていると共に、外歯歯車３３の外歯３４の歯数が、ローラ３０の本数より少ないことから、前記噛み合い位置の移動に伴って、外歯歯車３３が、内歯歯車３２に対して、前記内歯歯車３２を構成する複数のローラ３０に内接しながら、図中に一点鎖線の矢印で示す反時計方向に揺動回転する。

外歯歯車３３には、その中心軸を中心とした円周上に、複数の円孔４０が、等間隔に形成されており、前記円孔４０に、図示しない出力軸に設けられた、前記円孔４０の内径よりも外径の小さいローラ４１が挿入されている。出力軸は、中心軸３１と同軸上に配設されていると共に、各ローラ４１は、前記中心軸３１を中心とした円周上に、等間隔、かつ回転自在に支持されている。外歯歯車３３が、先に説明したように反時計方向に揺動回転すると、前記円孔４０とローラ４１とを介して、出力軸に、前記揺動回転の回転成分のみが取り出されて伝達されて、前記出力軸が、反時計方向に回転される。

前記減速機１８の、内歯歯車３１のローラ３０と、外歯歯車３３の外歯３４との噛み合い部分には、先に述べた本発明の潤滑剤組成物が充填されている。これにより、減速機１８の回転トルク、および電動パワーステアリング装置１の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、特にローラ３０の振動や、それに伴って発生する異音を、効果的に低減することができる。なお、本発明は、以上で説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明の潤滑剤組成物は、前記波動歯車装置やサイクロイド歯車装置を備えた、減速機以外の種々の動力伝達部品の潤滑に使用することもできる。例えば、走行車速に応じて操舵部材の舵角と操向輪の切れ角の比率を連続的に変化させることができる舵角比可変機構（ＶＧＲＳ）の、歯車の噛み合い部分等の潤滑に、本発明の潤滑剤組成物を用いることもできる。また、本発明の減速機の構成を、電動パワーステアリング装置以外の装置のための減速機に適用することもできる等、本発明の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、種々の変更を施すことができる。

〈実施例１〉
（緩衝材粒子）
緩衝材粒子としては、ポリウレタン樹脂を構成する繰り返し単位のもとになる出発原料としてのポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを、前記各成分を溶解しない非水系の分散媒中に、液滴状に分散させた状態で反応させてポリウレタン樹脂を合成する分散重合法によって製造した、前記ポリウレタン樹脂からなる球状の粒子を用意した。レーザー回折・散乱法を利用した粒度分布測定装置〔日機装(株)製の登録商標マイクロトラック〕を用いて測定した、前記緩衝材粒子の平均粒径（体積平均径）は４０μｍであった。また、下記の方法で測定された、緩衝材粒子の２５℃での弾性率は１２ＭＰａであった。

（弾性率の測定）
図４に示すように、製造した緩衝材粒子１０１を、平面状とされた石英製のベース１０２上に載置し、その上から、先端面が平面状とされた石英製の検出棒１０３の、前記先端面を、緩衝材粒子１０１に当接させた状態で、前記緩衝材粒子１０１を、検出棒１０３によって、一定の荷重Ｆを加えて、ベース１０２の方向に圧縮した際の、前記ベース１０２の表面と、検出棒１０３の先端面との間の間隔Ｇを測定し、測定結果から、式(1)：

〔式中、Ｒは緩衝材粒子１０１の圧縮前の半径、Ｓは、緩衝材粒子１０１の半径Ｒと、前記間隔Ｇとから、式(2)：

によって求められる、緩衝材粒子１０１の圧縮変形量、Ｅは緩衝材粒子１０１の弾性率、νはポアソン比（＝０．４９）を示す。〕
に基づいて、緩衝材粒子１０１の弾性率Ｅを求める操作を実施（測定温度２５℃）して、前記測定温度における、緩衝材粒子１０１の弾性Ｅを求めた。
（グリースの調製）
基油としての、動粘度（４０℃）が１０００ｍｍ^２／ｓである合成炭化水素油と、リチウムステアレート系増ちょう剤とを、３本ロールミルを用いて混合しながら、さらに同じ基油と、先に用意した緩衝材粒子とを加えて混合して、潤滑剤組成物としての、緩衝材粒子の含有割合が２０質量％、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。

〈実施例２、３〉
基油として、動粘度（４０℃）が４００ｍｍ^２／ｓである合成炭化水素油（実施例２）、または３０００ｍｍ^２／ｓである合成炭化水素油（実施例３）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としての、緩衝材粒子の含有割合が２０質量％、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。

〈実施例４、５〉
緩衝材粒子として、分散重合法によって製造した、平均粒径（体積平均径）が０．５μｍ（実施例４）、または１００μｍ（実施例５）である、ポリウレタン樹脂からなる球状の粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としての、緩衝材粒子の含有割合が２０質量％、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。なお、緩衝材粒子の２５℃での弾性率は、いずれも１２ＭＰａであった。

〈実施例６、７〉
潤滑剤組成物における、緩衝材粒子の含有割合を２質量部（実施例６）、または５０質量部（実施例７）としたこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としての、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。
〈実施例８、９〉
リチウムステアレート系増ちょう剤の含有割合を調整して、そのちょう度を、ＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．００（実施例８）、またはＮｏ．２（実施例９）としたこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としてのグリースを調製した。

〈比較例１〉
基油として、動粘度（４０℃）が３０ｍｍ^２／ｓである合成炭化水素油を用いると共に、緩衝材粒子を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としての、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。
〈比較例２〉
緩衝材粒子を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、潤滑剤組成物としての、ちょう度がＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．１であるグリースを調製した。

〈実機試験〉
実施例１ないし９、比較例１、２で調製したグリースを、図１に示す電動パワーステアリング装置１の、図２に示す波動歯車装置からなる減速機１８に充填して、振動[ｄＢ（Ａ）]、および操舵トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。そして、両測定値について、下記の基準で評価を行った。

（振動）
◎：測定値が３３ｄＢ（Ａ）以下であった。振動の低減効果きわめて良好。
○：測定値が３３ｄＢ（Ａ）を超え、３５ｄＢ（Ａ）以下であった。振動の低減効果良好。
×：測定値が３５ｄＢ（Ａ）を超えていた。振動の低減効果不良。

（操舵トルク）
◎：操舵トルクが２．８Ｎ・ｍ以下であった。操舵トルクの抑制効果きわめて良好。
○：操舵トルクが２．８Ｎ・ｍを超え、３．０Ｎ・ｍ以下であった。操舵トルクの抑制効果良好。
×：操舵トルクが３．０Ｎ・ｍを超えていた。操舵トルクが上昇した。

結果を表１に示す。

表１より、基油の動粘度（４０℃）が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下、緩衝材粒子の平均粒径（体積平均径）が０．５μｍ以上、１００μｍ以下、含有割合が２質量％以上、５０質量％以下で、かつ潤滑剤組成物のちょう度がＮｏ．２ないしＮｏ．００であるとき、減速機の回転トルク、および電動パワーステアリング装置の操舵トルクを過剰に上昇させることなしに、振動とそれに伴う異音とを効果的に低減できることが判った。また、各実施例を比較すると、基油の動粘度（４０℃）は５００ｍｍ^２／Ｓ以上、２０００ｍｍ^２／Ｓ以下であるのが好ましいこと、緩衝材粒子の平均粒径（体積平均径）は１０μｍ以上、８０μｍ以下であるのが好ましいこと、その含有割合は５質量％以上、４０質量％以下であるのが好ましいこと、そして潤滑剤組成物のちょう度がＮｏ.１ないしＮｏ．０であるのが好ましいことが判った。

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図である。 減速機を構成する波動歯車装置の一例を示す正面図である。 減速機を構成するサイクロイド歯車装置の一例を示す正面図である。 緩衝材粒子の弾性率を測定する方法を説明する断面図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置、９・・・操舵機構、１７・・・電動モータ、１８・・・減速機、１９・・・サーキュラスプライン、２０・・・フレクススプライン、２２・・・内歯、２３・・・外歯、３０・・・歯、３１・・・第１の歯車、３２・・・ローラ、３６・・・第２の歯車

Claims (5)

1. 動粘度（４０℃）が４００ｍｍ^２／Ｓ以上、３０００ｍｍ^２／Ｓ以下の基油と、増ちょう剤と、平均粒径が０．５μｍ以上、１００μｍ以下の緩衝材粒子とを含み、前記緩衝材粒子の含有割合が２質量％以上、５０質量％以下で、かつちょう度がＮｏ．２ないしＮｏ．００であることを特徴とする潤滑剤組成物。
2. 緩衝材粒子が、軟質樹脂、およびゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種からなる粒子である請求項１に記載の潤滑剤組成物。
3. サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側に配置されたフレクススプラインと、前記フレクススプラインを半径方向に撓ませて、前記サーキュラスプラインに対して部分的に噛み合わせると共に、前記噛み合わせ位置を周方向に移動させることにより、前記サーキュラスプラインおよびフレクススプラインの間に相対回転を生じさせるウエーブジェネレータとを備え、前記両歯車の噛み合い部分を含む領域に、請求項１または２に記載の潤滑剤組成物を充填したことを特徴とする減速機。
4. 内歯歯車と、前記内歯歯車に対して部分的に噛み合わせた状態で偏心回転して、前記噛み合わせ位置を周方向に移動させることにより、前記内歯歯車に対して相対回転される外歯歯車とを備え、前記両歯車の噛み合い部分を含む領域に、請求項１または２に記載の潤滑剤組成物を充填したことを特徴とする減速機。
5. 操舵補助用の電動モータの出力を、請求項３または４に記載の減速機を介して減速して、操舵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。

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