JP2012102191A - 潤滑剤組成物、減速機および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品の耐久寿命を現状よりも大幅に延長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】潤滑剤組成物は、合成炭化水素油、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛を含み、さらにトリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールからなる群より選ばれた少なくとも１種を含有する。減速機１８は、少なくとも一方をポリアミド樹脂で形成した小歯車１９と大歯車２０との噛み合い部分に、前記潤滑剤組成物を充填した。電動パワーステアリング装置１は、操舵補助用の電動モータ１７の出力を、前記減速機１８を介して減速して操舵機構９に伝える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば小歯車と大歯車とを備えた減速機や、あるいは転がり軸受、ボールねじ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減速するとともに出力を増幅した後、ステアリングシャフト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。
前記減速機の、小歯車と大歯車との噛み合い部分を少なくとも含む領域には、潤滑のためにグリース等の潤滑剤組成物が充填される。

潤滑剤組成物としては、例えば合成炭化水素油等の基油に、ウレア系増ちょう剤等の増ちょう剤と、低摩擦添加剤等の添加剤とを加えたものが一般的である。
このうち低摩擦添加剤としては、ステアリン酸リチウムやステアリン酸カルシウム等の金属石けん類が挙げられる。中でも特に低摩擦添加剤としての機能、すなわち潤滑剤組成物の摩擦係数を低減する機能に優れたステアリン酸リチウムが広く用いられる（例えば特許文献１、２等参照）。

前記ステアリン酸リチウムを含む潤滑剤組成物によれば、減速機における減速の効率を向上したり、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トルクを低減して、前記電動パワーステアリング装置を組み込んだ自動車の操舵感を向上したりできる。
しかしステアリン酸リチウムを含む従来の潤滑剤組成物は、機械分野において機械部品の構成材料として多用されているポリアミド樹脂に対して、特に自動車のエンジン周り等の高温環境下で攻撃性を発現して前記ポリアミド樹脂を劣化させ、前記ポリアミド樹脂からなる機械部品（例えば歯車等）の耐久寿命を大きく低下させるといった問題を生じる。

ステアリン酸リチウムと同等程度の良好な低摩擦添加剤として機能しうる金属石けん類として、ステアリン酸亜鉛が知られている（例えば特許文献３ないし５等参照）。
発明者の検討によると、前記ステアリン酸亜鉛は、ポリアミド樹脂に対する潤滑剤組成物の攻撃性を緩和する働きを有している。
また基油のうち合成炭化水素油は、分子中に極性基を有しないためポリアミド樹脂を劣化させにくい特性を有している。

そのため、前記合成炭化水素油とステアリン酸亜鉛とを併用して潤滑剤組成物を構成することが考えられる。

特開２００４−８３７９７号公報 特開２００４−３１４９１６号公報 特開平９−１０４８８９号公報 特開平１０−８８１６７号公報 特開２００７−１００１０７号公報

しかし、単に合成炭化水素油とステアリン酸亜鉛とを組み合わせただけでは、ポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品の耐久寿命を大幅に延長することはできない。
なお、ポリアミド樹脂の耐久寿命を大幅に延長しうる潤滑剤組成物が求められるのは前記減速機に限ったことではなく、例えば保持器をポリアミド樹脂で形成する場合のある転がり軸受やボールねじ等においても同様である。

本発明の目的は、ポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品の耐久寿命を現状よりも大幅に延長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。

発明者の検討によると、ポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品の劣化の主たる原因はポリアミド樹脂の脆化にあり、かかる脆化を抑制できればその耐久寿命を現状よりも延長することができる。
樹脂の脆化を抑制する手段としては、前記樹脂中に、当該樹脂の可塑剤や安定化剤として機能しうる化合物を含有させるのが一般的である。

しかしポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品においては、前記ポリアミド樹脂中にこれら低分子量の化合物を含有させるのは困難である。前記低分子量の化合物を含有させることによって機械的強度や耐久性が大幅に低下して、機械部品としての用途に適さなくなってしまうためである。
歯車等の機械部品を形成するポリアミド樹脂の脆化は、前記機械部品の、潤滑剤組成物と接触する表面から始まり、徐々に内奥部へ進行する。

かかる知見に基づいて発明者は、ポリアミド樹脂の可塑剤や安定化剤として機能する化合物を、前記ポリアミド樹脂それ自体ではなく、前記ポリアミド樹脂からなる機械部品と接触する潤滑剤組成物中に含有させることを検討した。
その結果、前記構成によれば、機械部品の機械的強度や耐久性を低下させることなしに、ポリアミド樹脂の脆化を機械部品の表面において阻止して、前記機械部品の耐久寿命を大幅に延長できる可能性があることを見出した。

そこで発明者は、ポリアミド樹脂の可塑剤や安定化剤として機能しうる種々の化合物の中から、潤滑剤組成物に含有させた状態で前記効果を良好に発揮しうる化合物についてさらに検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、合成炭化水素油、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛を含み、さらにトリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールからなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を含有す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は、さらに硫黄系酸化防止剤をも含有しているのが好ましい。前記硫黄系酸化防止剤は、過酸化物を分解して酸化を防止する機能を有しており、ポリアミド樹脂の劣化を抑制する働きをする。したがって前記各化合物による脆化防止の機能と相まって、ポリアミド樹脂からなる機械部品の耐久寿命をさらに延長できる。
のみならず、前記硫黄系酸化防止剤は、特に高温環境下でのステアリン酸亜鉛の酸化劣化を防止する働きもする。また耐摩耗剤としても機能する。そのため特に高温環境下で使用した際に、前記ステアリン酸亜鉛による、低摩擦添加剤としての機能を長期間に亘って維持することもできる。すなわち潤滑剤組成物の耐熱性を向上できる。

本発明の減速機（１８）は、軽量化のために少なくとも一方がポリアミド樹脂からなる小歯車（１９）と大歯車（２０）とを備え、前記両歯車の噛み合い部分を含む領域に、前記本発明の潤滑剤組成物を充填したものであるため、前記ポリアミド樹脂からなる歯車の耐久寿命を現状よりも大幅に延長することができる。
さらに本発明の電動パワーステアリング装置（１）は、操舵補助用の電動モータ１７の出力を、前記減速機を介して減速して操舵機構（９）に伝えるものであるため、前記ポリアミド樹脂からなる歯車の劣化を長期間に亘って抑制しながら、電動パワーステアリング装置のトルクを低減して、前記電動パワーステアリング装置を組み込んだ自動車の操舵感を向上できる。

なおカッコ内の数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表す。

本発明によれば、ポリアミド樹脂からなる歯車等の機械部品の耐久寿命を現状よりも大幅に延長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。

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。 実施例、比較例で調製した潤滑剤組成物における、ポリアミド樹脂に対する劣化防止効果を評価した結果を示すグラフである。

〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、合成炭化水素油、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛を含み、さらにトリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールからなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とするものである。

合成炭化水素油としては、炭素数６ないし１８の直鎖状α−オレフィンを数分子だけ限定的に重合させ、残った不飽和二重結合を水素添加処理して得られるポリαオレフィン等が挙げられる。
前記ポリαオレフィン等の合成炭化水素油は、４０℃での動粘度が１８ｍｍ^２／ｓ以上、特に３０ｍｍ^２／ｓ以上であるのが好ましく、６４ｍｍ^２／ｓ以下、特に４８ｍｍ^２／ｓ以下であるのが好ましい。これにより、できるだけ低摩擦で回転トルクの上昇を広い温度範囲で抑制できる上、十分な油膜厚さを有するため潤滑性に優れた潤滑剤組成物を形成できる。

潤滑剤組成物の総量中の、合成炭化水素油の含有割合は、前記潤滑剤組成物を形成する他の成分の含有割合を除いた残量とされる。すなわち所定量の他の成分に合成炭化水素油を加えた総量が１００質量％となるように、合成炭化水素油の含有割合が設定される。
ウレア系増ちょう剤としては、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系等の種々のウレア系増ちょう剤が使用でき、特にジウレア系増ちょう剤が好ましい。ジウレア系増ちょう剤は、式(1)：

〔式中Ｒ^１はジイソシアネート残基を示し、Ｒ^２、Ｒ^３は同一または異なるアミン残基を示す。〕
で表される構造を有し、下記反応式に示すようにジイソシアネート化合物(2)とジアミン化合物(3)(4)とを反応させて合成される。

〔式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３は先に示したとおり。〕
前記反応は、潤滑剤組成物のもとになる合成炭化水素油中で行うのが好ましく、これにより均一性の高い潤滑剤組成物が得られる。具体的には、ジイソシアネート化合物(2)とアミン化合物(3)(4)とを別々に合成炭化水素油中に溶解してジイソシアネート溶液とアミン溶液を調製する。次いで、前記溶液のうちいずれか一方をかく拌しながら徐々に他方を加えてジイソシアネート化合物(2)とアミン化合物(3)(4)とを反応させると、式(1)で表されるジウレア系増ちょう剤が合成される。

ジウレア系増ちょう剤の好適な例としては４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートと、アルキル部分の炭素数が８ないし１８であるアルキルフェニルアミン（ｐ−ドデシルアミン等）と、シクロヘキシルアミンとの反応生成物や、前記４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートと、ステアリルアミン（オクタデシルアミン）と、オレイルアミンとの反応生成物、あるいは前記４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートと、ステアリルアミンと、オクチルアミンとの反応生成物等の１種または２種以上が挙げられる。

ウレア系増ちょう剤の含有割合は、潤滑剤組成物の使用条件等によって適宜変更できるが、例えば電動パワーステアリング装置に組み込んで使用する減速機の潤滑用の場合は、潤滑剤組成物の総量中の７質量％以上、特に８質量％以上であるのが好ましく、１０質量％以下、特に９質量％以下であるのが好ましい。前記用途におけるウレア系増ちょう剤の含有割合が前記範囲未満ではグリースから合成炭化水素油が分離するいわゆる離油が発生しやすくなるおそれがあり、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等のトルクが増大するおそれがある。

ステアリン酸亜鉛は粉体の状態で潤滑剤組成物に添加して低摩擦添加剤として機能させたり、あるいは前記低摩擦添加剤として機能させるとともに、好ましくは増ちょう剤としても機能させたりするためのものであり、後者の場合には潤滑剤組成物のもとになる合成炭化水素油中でステアリン酸亜鉛を完全溶解させてグリース化すればよい。
具体的には、前記合成炭化水素油に所定量のステアリン酸亜鉛を配合し、かく拌しながら加熱して前記ステアリン酸亜鉛を完全溶解させた後、かく拌を続けながら室温まで冷却して、前記ステアリン酸亜鉛を増ちょう剤として含むグリース（以下「ステアリン酸亜鉛グリース」と略記する場合がある）を調整する。

次いで、前記ステアリン酸亜鉛グリースと、例えば先の反応で合成されたジウレア系増ちょう剤を含むグリース（以下「ジウレア系グリース」と略記する場合がある）とを所定の割合で配合してかく拌し、さらにホモジナイザー、３段ロール等を用いて混練すると、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛をともに増ちょう剤として含有する潤滑剤組成物が得られる。

その他の添加剤は、前記ジウレア系グリースやステアリン酸亜鉛グリースの調製後、もしくは両グリースを混合した後に添加するのが望ましいが、前記ジウレア系増ちょう剤の合成反応や、ステアリン酸亜鉛によるグリース化等を阻害しない成分は、あらかじめ合成炭化水素油中に配合しておくこともできる。
ステアリン酸亜鉛の含有割合は、やはり潤滑剤組成物の使用条件等によって適宜変更できる。例えば電動パワーステアリング装置に組み込んで使用する減速機の潤滑用の場合は、潤滑剤組成物の総量中の３質量％以上、特に５質量％以上であるのが好ましく、１０質量％以下、特に８質量％以下であるのが好ましい。

前記用途におけるステアリン酸亜鉛の含有割合が前記範囲未満では、前記ステアリン酸亜鉛による、潤滑剤組成物の、ポリアミド樹脂等に対する攻撃性を緩和する働きや、低摩擦添加剤として潤滑剤組成物を低摩擦にする機能、あるいは増ちょう剤として、十分な油膜厚さを有する油膜を形成する機能等が不十分になるおそれがある。また、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等のトルクが増大するおそれがある。

前記潤滑剤組成物にさらに含有させるトリメリット酸エステルとしては、例えばトリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリｎ−オクチル、トリメリット酸トリス（２−エチル−ヘキシル）等の１種または２種以上が挙げられる。
特に、可塑剤としてポリアミド樹脂の脆化を防止する機能の点で、式(5)：

で表されるトリメリット酸トリス（２−エチルヘキシル）〔別名：１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリス（２−エチル−ヘキシル）〕が好ましい。
芳香族スルホンアミドとしては、例えばｐ−トルエンスルホンアミド、Ｎ−ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド、ｏ／ｐ−トルエンスルホンアミド、ｐ−エチルベンゼンスルホンアミド等の１種または２種以上が挙げられる。

特に、可塑剤としてポリアミド樹脂の脆化を防止する機能の点で、式(6)：

で表されるＮ−ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミドが好ましい。
フタル酸エステルとしては、例えばフタル酸ベンジル２−エチルヘキシル、フタル酸ベンジルブチル、フタル酸ベンジルイソノニル、フタル酸ビス（２−エチル−ヘキシル）、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジアミル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニルの分岐鎖異性体混合物、フタル酸ジイソプロピル、イソフタル酸ジメチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジノニルの異性体混合物、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジウンデシルの分岐鎖異性体混合物、エチルフタリルエチルグリコラート、フタル酸ビス（２−ブトキシエチル）、フタル酸ジヘプチル等の１種または２種以上が挙げられる。

特に、可塑剤としてポリアミド樹脂の脆化を防止する機能の点で、式(7)：

で表されるフタル酸ベンジルブチルが好ましい。
前記３種の化合物は、いずれもポリアミド樹脂の可塑剤として機能しうるものであり、かかる化合物を、機械部品を形成するポリアミド樹脂中ではなく、前記機械部品と接触する潤滑剤組成物中に含有させることにより、前記機械部品の機械的強度や耐久性を低下させることなしに、ポリアミド樹脂の脆化を機械部品の表面において阻止して、前記機械部品の耐久寿命を大幅に延長することができる。

一方、ヒンダードフェノールは、ポリアミド樹脂の酸化劣化を防止する安定化剤として機能する。
ヒンダードフェノールとしては、式(8)：

で表される基本骨格を有する通常型のヒンダードフェノール、および式(9)：

で表されるリン系ヒンダードフェノールのいずれを用いてもよい。
ポリアミド樹脂は、下記の劣化反応によって酸化劣化する。

前記通常型のヒンダードフェノールは、前記劣化反応の途中で発生するラジカルに下記のように作用してフェノキシラジカルを生成することで、ポリアミド樹脂の酸化劣化を防止する機能をする。

またリン系ヒンダードフェノールは、先の劣化反応によって生成したカルボン酸（ＲＯＯＨ）を、下記の反応によってアルコール（ＲＯＨ）化して安定化する機能をする。

いずれの場合もヒンダードフェノールを、機械部品を形成するポリアミド樹脂中ではなく、前記機械部品と接触する潤滑剤組成物中に含有させることにより、前記機械部品の機械的強度や耐久性を低下させることなしに、ポリアミド樹脂の脆化を機械部品の表面において阻止して、前記機械部品の耐久寿命を大幅に延長することができる。
通常型のヒンダードフェノールとしては、例えば式(10)：

で表されるジエチル［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］ホスフォネート等が挙げられる。
またリン系ヒンダードフェノールとしては、例えば式(11)：

で表されるトリス｛２−［（２，４，８，１０−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾ[ｄ，ｆ][１，３，２]ジオキサフォスフェイン−６−イル）オキシ］エチル｝アミン、式(12)：

で表されるトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト等が挙げられる。
ヒンダードフェノールはそれぞれ１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
またトリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールは、いずれか１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

これら化合物の含有割合は、やはり潤滑剤組成物の使用条件等によって適宜変更できる。例えば電動パワーステアリング装置に組み込んで使用する減速機の潤滑用の場合は、潤滑剤組成物の総量中の０．５質量％以上、特に１質量％以上であるのが好ましく、２質量％以下、特に１．５質量％以下であるのが好ましい。
前記含有割合は、いずれか１種の化合物を単独で使用する場合は、その化合物の含有割合であり、２種以上の化合物を併用する場合は、前記２種以上の化合物の合計の含有割合である。

含有割合が前記範囲未満では、前記化合物を含有させることによる、ポリアミド樹脂の脆化を機械部品の表面において阻止して、前記機械部品の耐久寿命を延長する効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、過剰の化合物が、潤滑剤組成物の低摩擦特性や低温特性を阻害するおそれがある。
本発明の潤滑剤組成物には、さらに硫黄系酸化防止剤を含有させても良い。

前記硫黄系酸化防止剤としては、例えば式(13)：

で表されるベンゾチアゾールを基本骨格として有し、酸化防止剤として機能するベンゾチアゾール化合物、式(14)：

で表されるジチオカルバミン酸残基を基本骨格として有し、酸化防止剤として機能するジチオカルバミン化合物、および式(15)：

で表されるベンズイミダゾールを基本骨格として有し、酸化防止剤として機能するベンズイミダゾール化合物の１種または２種以上が挙げられる。
前記ベンゾチアゾール化合物の具体的化合物としては、例えば２−メルカプトベンゾチアゾールまたはその亜鉛塩、ジベンゾジチアジルジスルフィド等の１種または２種以上が挙げられ、特に２−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。

このうち２−メルカプトベンゾチアゾールの含有割合は、潤滑剤組成物の総量中の０．２５質量％以上、特に０．５質量％以上であるのが好ましく、２質量％以下であるのが好ましい。またジベンゾジチアジルジスルフィドの含有割合は、潤滑剤組成物の総量中の１質量％以上、特に２質量％以上であるのが好ましく、４質量％以下であるのが好ましい。
含有割合がそれぞれ前記範囲未満では、ベンゾチアゾール化合物による、ステアリン酸亜鉛の酸化劣化を防止すると共にポリアミド樹脂の劣化を抑制する機能や、耐摩耗剤としての機能等が不十分になるおそれがある。また前記範囲を超える場合には潤滑剤組成物の摩擦係数が大きくなったり、電動パワーステアリング装置等のトルクが増大したりするおそれがある。

ジチオカルバミン化合物の具体的化合物としてはジブチルジチオカーバメート、メチレンビスジブチルジチオカーバメート等の１種または２種以上が挙げられる。ジチオカルバミン化合物の含有割合は、潤滑剤組成物の総量中の０．５質量％以上、特に１質量％以上であるのが好ましく、３質量％以下であるのが好ましい。
含有割合が前記範囲未満では、ジチオカルバミン化合物による、ステアリン酸亜鉛の酸化劣化を防止すると共にポリアミド樹脂の劣化を抑制する機能や、耐摩耗剤としての機能等が不十分になるおそれがある。また前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の摩擦係数が大きくなったり、電動パワーステアリング装置等のトルクが増大したりするおそれがある。

ベンズイミダゾール化合物の具体的化合物としては２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、４−メルカプトメチルベンズイミダゾール、５−メルカプトメチルベンズイミダゾール、およびこれらの亜鉛塩等の１種または２種以上が挙げられ、特に２−メルカプトベンズイミダゾールが好ましい。
前記ベンズイミダゾール化合物の含有割合は、潤滑剤組成物の総量中の０．５質量％以上、特に１質量％以上であるのが好ましく、３質量％以下であるのが好ましい。

含有割合が前記範囲未満では、メルカプトベンズイミダゾール化合物による、ステアリン酸亜鉛の酸化劣化を防止すると共にポリアミド樹脂の劣化を抑制する機能や、耐摩耗剤としての機能等が不十分になるおそれがある。また前記範囲を超える場合には、潤滑剤組成物の摩擦係数が大きくなったり、電動パワーステアリング装置等のトルクが増大したりするおそれがある。

なお硫黄系酸化防止剤として２種以上の化合物を併用する場合は、それぞれの化合物の好適な範囲を考慮して、合計の含有割合の好適な範囲を求めればよい。
本発明の潤滑剤組成物は、前記以外の他の添加剤を含有してもよい。前記他の添加剤としては、例えば防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、油性剤等が挙げられる。
このうち防錆剤としてはベンゾトリアゾール化合物、カルシウムスルホネート系防錆剤等の１種または２種以上が挙げられ、特にベンゾトリアゾール化合物が好ましい。

ベンゾトリアゾール化合物は、ポリアミド樹脂の劣化を促進したり、ステアリン酸亜鉛の酸化劣化を促進したりしないため、機械部品の耐久寿命や潤滑剤組成物の耐熱性に影響を及ぼすことなしに、減速機等の金属部分を良好に錆止めできる。
ベンゾトリアゾール化合物としては、式(16)：

で表されるベンゾトリアゾールまたはその誘導体を基本骨格として有し、防錆剤として機能するベンゾトリアゾール化合物が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール化合物の具体的化合物としては、前記式(16)で表されるベンゾトリアゾールや、１−[Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル]−４−ベンゾトリアゾール、１−[Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル]−５−ベンゾトリアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。

ベンゾトリアゾール化合物の含有割合は、潤滑剤組成物の総量中の０．０１質量％以上、特に０．０５質量％以上であるのが好ましく、０．５質量％以下、特に０．１質量％以下であるのが好ましい。含有割合が前記範囲未満では、前記ベンゾトリアゾール系化合物による、防錆剤としての機能が十分に得られないおそれがあり、前記範囲を超える場合には潤滑剤組成物の摩擦係数が大きくなるおそれがある。

潤滑剤組成物のちょう度は、その用途に応じた任意の範囲に設定できる。例えば電動パワーステアリング装置に組み込んで使用する減速機の潤滑用の場合は、ちょう度が、ＮＬＧＩ（National Lubricating Grease Institute）番号で表してＮｏ．２ないしＮｏ．１であるのが好ましい。
前記範囲より硬い潤滑剤組成物は、電動パワーステアリング装置等のトルクを増大させるおそれがあり、前記範囲より軟らかい潤滑剤組成物は前記電動パワーステアリング装置等からの漏れを生じたり、離油を生じたりするおそれがある。

〈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とを備えている。

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、電動モータ１７により回転駆動される入力軸としての小歯車１９と、前記小歯車１９に噛み合うと共にステアリングシャフト３の出力軸３ｂに一体回転可能に連結される大歯車２０とを備えており、前記小歯車１９と大歯車２０との噛み合い部分に、本発明の潤滑剤組成物が充填されている。

前記潤滑剤組成物は、先に説明したように、特に自動車のエンジン周り等の高温環境下でポリアミド樹脂の脆化を前記ポリアミド樹脂からなる機械部品の表面で阻止しうるものであるため、例えば減速機１８の小歯車１９と大歯車２０のうちの少なくとも一方、特に大歯車２０の歯部をポリアミド樹脂で形成することにより、前記歯部の耐久寿命を大幅に延長することができる。

また低摩擦であるため、減速機１８における減速の効率を向上し、電動パワーステアリング装置１のトルクを低減して、前記電動パワーステアリング装置１を組み込んだ自動車の操舵感を向上できる。しかも耐熱性にも優れるため、前記高温環境下で使用した際に前記各特性が短期間で低下したり失われたりせず、長期間に亘って良好な特性を維持できる。

本発明の潤滑剤組成物と組み合わせた際に効果がある、大歯車２０の歯部等の機械部品を形成する樹脂としては、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂が挙げられる。
また、前記ポリアミド樹脂と同様に一般的な熱可塑性樹脂には同様の効果が期待される。かかる熱可塑性樹脂としては、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。

なお本発明は、以上で説明した実施の形態には限定されない。例えば本発明の潤滑剤組成物によって潤滑できる減速機としては、先に説明したウォームとウォームホイールとからなる減速機の他、はすば歯車、平歯車等の、他の歯車機構を含む減速機等が挙げられる。
また本発明の潤滑剤組成物は、互いに噛み合う２以上の歯車からなる歯車機構を備えた、減速機以外の種々の駆動伝達機構の潤滑に使用したり、先に説明したように転がり軸受、ボールねじ等の種々の部材の潤滑に用いたりすることもできる。

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も適用できる等、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。

以下の実施例、比較例における潤滑剤組成物の調製、および試験を、特記した以外は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
（ジウレア系グリースの調製）
合成炭化水素油としてのポリαオレフィン〔４０℃での動粘度が４８ｍｍ２／ｓ、１００℃ での動粘度が７．９ｍｍ２／ｓであるＰＡＯ−８〕にジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネートを配合し、かく拌しながら７０〜８０℃まで加熱した。一方、前記ポリαオレフィンにオクチルアミンおよびステアリルアミンを配合し、かく拌しながら７０〜８０℃まで加熱した。次に、前記温度を維持しつつ後の混合物を先の混合物に加え、かく拌を続けながら、まず１００〜１１０℃で３０分間反応させ、次いで１６０〜１７０℃まで昇温したのち放冷してジウレア系グリースを調製した。

ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネートとオクチルアミンとステアリルアミンの配合比は、モル比で１：１：１であった。また調製されたジウレア系グリースにおけるジウレア系増ちょう剤とポリαオレフィンの質量比は、ジウレア系増ちょう剤：ポリαオレフィン＝１５：８５であった。
（ステアリン酸亜鉛グリースの調製）
前記ポリαオレフィン６０質量部にステアリン酸亜鉛４０質量部を配合し、かく拌しながら１４０℃まで加熱して前記ステアリン酸亜鉛を完全溶解させた後、かく拌を続けながら室温まで冷却してステアリン酸亜鉛グリースを調製した。調製されたステアリン酸亜鉛グリースにおける両成分の質量比は、ステアリン酸亜鉛：ポリαオレフィン＝４０：６０であった。

（潤滑剤組成物の調製）
前記ジウレア系グリース６０ｇ、およびステアリン酸亜鉛グリース１２．５ｇと、下記の各成分とを配合し、さらにポリαオレフィンを追加して全量を１００ｇに調整した。そして前記混合物をかく拌し、さらに３段ロールを用いて混練して潤滑剤組成物を調製した。
(a) トリメリット酸エステル
式(5)：

で表されるトリメリット酸トリス（２−エチルヘキシル）：１ｇ
(b) 硫黄系酸化防止剤
２−メルカプトベンゾチアゾール：０．５ｇ
２−メルカプトベンズイミダゾール：１ｇ
(c) 防錆剤
ベンゾトリアゾール化合物：１−[Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル]−４−ベンゾトリアゾールと１−[Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル]−５−ベンゾトリアゾールの混合物：０．１ｇ
〈実施例２〉
前記トリメリット酸エステルに代えて、芳香族スルホンアミドとしての、式(6)：

で表されるＮ−ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド１ｇを配合し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。
〈実施例３〉
前記トリメリット酸エステルに代えて、フタル酸エステルとしての、式(7)：

で表されるフタル酸ベンジルブチル１ｇを配合し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。
〈実施例４〉
前記トリメリット酸エステルに代えて、ヒンダードフェノールとしての、式(10)：

で表されるジエチル［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］ホスフォネート１ｇを配合し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。
〈実施例５〉
前記トリメリット酸エステルに代えて、ヒンダードフェノールとしての、式(11)：

で表されるトリス｛２−［（２，４，８，１０−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾ[ｄ，ｆ][１，３，２]ジオキサフォスフェイン−６−イル）オキシ］エチル｝アミン１ｇを配合し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。
〈実施例６〉
前記トリメリット酸エステルに代えて、ヒンダードフェノールとしての、式(12)：

で表されるトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト１ｇを配合し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。
〈比較例１〉
前記トリメリット酸エステル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を調製した。

〈ポリアミド樹脂に対する劣化防止効果〉
ナイロン６６を射出成形して、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１６２：１９９４（ＩＳＯ５２７−２：１９９３）「プラスチック−引張特性の試験方法 第２部：型成形，押出成形及び注型プラスチックの試験条件」に規定された１Ａ型の試験片を作製した。
次いで前記試験片の表面に実施例、比較例の潤滑剤組成物を厚さ１〜２ｍｍとなるように塗布し、１４０℃の恒温槽中に入れて１４４０時間静置した後、潤滑剤組成物をふき取って、ＪＩＳ Ｋ７１６１：１９９４（ＩＳＯ５２７−１：１９９３）「プラスチック−引張特性の試験方法 第１部：通則」に規定された引張試験を行った際の引張破壊ひずみεＢを測定した。そして式(a)：

〔式中εＢ０は、潤滑剤組成物に浸漬する前の試験片における引張破壊ひずみである。〕
で求められる伸び保持率（％）を求め、比較例１における伸び保持率を１としたときの伸び保持率の比を求めて、ポリアミド樹脂に対する劣化防止効果を評価した。結果を図２に示す。
図より、合成炭化水素油、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛を含む潤滑剤組成物に、トリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールからなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を含有させることにより、ポリアミド樹脂の脆化を機械部品の表面において阻止することができ、前記機械部品の耐久寿命を延長できることが判った。

１：電動パワーステアリング装置、２：操舵部材、３：ステアリングシャフト、３ａ：入力軸、３ｂ：出力軸、４：自在継手、５：中間シャフト、６：自在継手、７：ピニオンシャフト、７ａ：ピニオン歯、８：ラックバー、８ａ：ラック歯、９：操舵機構、１０：ラックハウジング、１１：タイロッド、１２：操向輪、１３：トーションバー、１４：トルクセンサ、１６：駆動回路、１７：電動モータ、１８：減速機、１９：小歯車、２０：大歯車

Claims (4)

1. 合成炭化水素油、ウレア系増ちょう剤、およびステアリン酸亜鉛を含む潤滑剤組成物であって、トリメリット酸エステル、芳香族スルホンアミド、フタル酸エステル、およびヒンダードフェノールからなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする潤滑剤組成物。
2. 硫黄系酸化防止剤をも含有する請求項１に記載の潤滑剤組成物。
3. 少なくとも一方がポリアミド樹脂からなる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、前記請求項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. 操舵補助用の電動モータの出力を、前記請求項３に記載の減速機を介して、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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