KR20150050579A - 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 전동 파워 스티어링 장치 Download PDF

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Abstract

장기간에 걸쳐 강과 수지의 접동부의 마찰 계수를 충분히 낮게 유지하여, 그리스가 접동부로부터 배제되기 어려워, 유막 떨어짐을 일으키지 않고, 스틱슬립의 발생이 억제된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 전동 파워 스티어링 장치를 제공한다. 15℃에 있어서의 밀도가 0.75 내지 0.95g/㎤인 합성 탄화수소유, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 함유하는 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 이 그리스 조성물을 사용하는 전동 파워 스티어링 장치.

Description

전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 전동 파워 스티어링 장치{GREASE COMPOSITION FOR ELECTRIC POWER STEERING DEVICE, AND ELECTRIC POWER STEERING DEVICE}
본 발명은, 스틱슬립의 발생을 억제할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
현재, 자동차의 파워 스티어링 장치는 폭넓게 보급되고 있다. 주류는 유압식 파워 스티어링 장치이지만, 이 경우, 조타력을 발생시키는 유압 펌프를 엔진의 동력에 의해 항상 구동시키고 있어, 조타가 필요하지 않을 때도 구동하고 있기 때문에 연비 악화의 한 요인으로 되고 있다. 한편, 전동 파워 스티어링은 전동 모터에 의해 조타력을 발생시키고 있어, 조타가 필요할 때만 전동 모터를 구동시키면 되므로 유압식에 비해 연비 절약 효과가 크다. 현 상황에서는 전동식은 유압식에 비해 발생시키는 조타력이 작기 때문에, 비교적 차 무게가 작은 승용차로 채용이 한정되지만, 연비 절약 효과가 크기 때문에 전동 파워 스티어링 장착차는 증대하고 있다.
전동 파워 스티어링의 접동부는 강제(鋼製)의 웜 샤프트와 수지 톱니의 웜 휠로 구성되며, 수지에는 통상 폴리아미드인 나일론이 사용되고 있다. 그들에 사용되는 윤활제인 그리스에 요구되는 특성으로는, 전달 효율을 높이기 위한 저마찰 특성, 장기간에 걸쳐 안정된 저토크성을 부여하기 위한 내스틱슬립성을 들 수 있다.
이러한 강-수지 접동부를 갖는 전동 파워 스티어링에 사용되는 윤활제로서, 각종 왁스를 배합한 그리스가 제안되고 있다. 증점제와 기유(基油)에 몬탄 왁스를 배합한 그리스(특허문헌 1), 증점제와 기유에 폴리에틸렌옥시드계 왁스를 배합한 그리스(특허문헌 2), 증점제와 기유에 카르복실산 아미드계 왁스를 배합한 그리스(특허문헌 3) 등이다. 또한, 고체 윤활제, 주로 폴리테트라플루오로에틸렌을 배합한 그리스도 제안되고 있다(특허문헌 4). 나아가, 이온성 액체를 배합한 그리스도 제안되고 있다(특허문헌 5).
이들은, 모두 저마찰 계수 또는 저토크를 갖는 그리스이기는 하지만, 장기간 사용시 마찰에 의해 그리스가 접동부로부터 서서히 배제되어, 최종적으로는 유막 떨어짐을 일으키기 쉬워 스틱슬립의 발생의 우려가 있는 문제가 있었다. 스틱슬립은 차고 입고 등 고출력을 필요로 하는 상황에서, 핸들 조타 중에 걸리는 느낌을 발생시켜, 조타감의 저하를 초래하는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2002-371290호 공보 일본 특허 공개 제2003-3185호 공보 일본 특허 공개 제2008-208199호 공보 일본 특허 공개 제2002-363589호 공보 일본 특허 공개 제2007-191523호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 장기간에 걸쳐 강과 수지의 접동부의 마찰 계수를 충분히 낮게 유지하여, 그리스가 접동부로부터 배제되기 어려워, 유막 떨어짐을 일으키지 않고, 스틱슬립의 발생을 억제할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물 및 이 그리스 조성물을 사용하는 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는, 이러한 과제를 해결하기 위해서, 예의 연구를 진행시킨 결과, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 사용함으로써, 장기간에 걸쳐 강과 수지의 접동부의 마찰 계수를 낮게 유지할 수 있어, 그리스가 접동부로부터 배제되기 어려워, 스틱슬립의 발생을 억제할 수 있는 그리스 조성물이 얻어지는 것을 알아내었다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 다음의 것을 포함한다.
(1) 15℃에서의 밀도가 0.75 내지 0.95g/㎤인 합성 탄화수소유, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 함유하는 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(2) 합성계 탄화수소유가 폴리-α-올레핀이며 그 함유량이 그리스 조성물 전량 기준으로 50 내지 95질량%인 상기 (1)에 기재된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(3) 포화지방족 아미드 화합물의 함유량이 그리스 조성물 전량 기준으로 5 내지 20질량%인 상기 (1)에 기재된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(4) 질화 붕소의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 0.2 내지 5질량%인 상기 (1)에 기재된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(5) 글리세린지방산 부분 에스테르의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 0.1 내지 5질량%인 상기 (1)에 기재된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(6) 금속 비누계 증점제의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 2 내지 15질량%인 상기 (1)에 기재된 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
(7) 핸들의 조타 조작에 수반하여 전타 바퀴를 전타시키는 조타 기구와,
상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 모터와,
상기 모터의 회전력을 상기 조타 기구에 전달하는 웜 기어로 구성되는 전동 파워 스티어링 장치이며,
상기 웜 기어는 수지 재료로 형성된 웜 휠과 금속 재료로 형성된 웜 샤프트로 구성되고,
상기 웜 휠과 웜 샤프트의 맞물림면에 도포된 그리스 조성물을 더 구비하고,
상기 그리스 조성물은 15℃에서의 밀도가 0.75 내지 0.95g/㎤인 합성 탄화수소유, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 함유하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
본 발명의 그리스 조성물은 강과 수지의 접동부에서 벽개성(cleavage property)을 갖는 질화 붕소가 마찰 계수를 감소시켜, 포화지방족 아미드 화합물과 글리세린지방산 부분 에스테르가 접동 표면에 흡착하여, 장기간에 걸쳐 강과 수지의 접동부에 있어서의 마찰 계수를 낮게 유지하여, 그리스가 접동부로부터 배제되기 어렵기 때문에, 유막 떨어짐을 일으키지 않고 스틱슬립의 발생을 억제할 수 있다는 특별한 효과를 발휘한다.
도 1은 전동 파워 스티어링의 구조를 나타낸 설명도이다.
〔합성계 탄화수소유〕
본 발명의 합성계 탄화수소유의 15℃에서의 밀도는, 0.75 내지 0.95g/㎤의 범위의 것으로, 이 범위에서 벗어나는 합성계 탄화수소유에서는 질화 붕소의 분산성이 저하되어 마찰 계수를 충분히 낮게 할 수 없다. 특히, 0.8 내지 0.9g/㎤의 밀도의 것이 바람직하다.
또한, 이 합성계 탄화수소유는, 40℃에서의 동점도가 1 내지 500㎟/s의 것이 바람직하고, 5 내지 100㎟/s가 보다 바람직하다. 40℃에서의 동점도가 1 내지 500㎟/s로부터 벗어나면, 원하는 점도를 갖는 그리스 조성물을 간편하게 조제하기 어렵게 된다. 또한, 우수한 윤활성을 갖는 그리스를 조제하기 위해서는, 점도지수가 90 이상, 특히 95 내지 250, 유동점이 -10℃ 이하, 특히 -15 내지 -70℃, 인화점이 150℃ 이상의 물성을 갖는 탄화수소유가 바람직하다.
합성계 탄화수소유로는, 가수 분해 안정성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 폴리-α-올레핀, 폴리부텐, 2종 이상의 각종 올레핀의 공중합체 등의 폴리올레핀, 알킬 벤젠, 알킬 나프탈렌 등이 적합하다. 그 중에서도, 폴리-α-올레핀이 입수성, 비용면, 점도 특성, 산화 안정성, 시스템 부재와의 적합성의 면에서 바람직하다. 폴리-α-올레핀은 1-도데센이나 1-데센 등의 중합물이 비용면에서 더욱 바람직하다.
합성계 탄화수소유는 상기 탄화수소유를 단독으로, 혹은 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 복수의 탄화수소유를 혼합해서 사용하는 경우, 상기 혼합유가 상기 물성을 충족시키는 것이면, 혼합 전의 개개의 탄화수소유가 이러한 물성의 범위를 벗어나 있어도 사용할 수 있다. 따라서, 개개의 탄화수소유는 상기 물성을 반드시 충족시킬 필요는 없지만, 상기 물성의 범위 내인 것이 바람직하다.
이 탄화수소유의 함유량은 그리스 조성물 전량 기준으로, 50 내지 95질량%가 바람직하고, 60 내지 85질량%로 하는 것이 특히 바람직하다. 탄화수소유의 함유량이 50 내지 95질량%의 범위를 벗어나면 원하는 점도를 갖는 그리스 조성물을 간편하게 조제하기 어렵게 된다.
〔포화지방족 아미드 화합물〕
본 발명의 포화지방족 아미드 화합물은, 아미드기(-NH-CO-)를 적어도 1개 갖는 화합물이며, 아미드기를 1개 포함하는 화합물(모노아미드) 또는 아미드기를 2개 포함하는 화합물(비스아미드) 중 어느 것이든 사용할 수 있다. 특히, 포화지방족 비스아미드는, 내열성이 우수하여, 비교적 소량이라도 접동부의 마찰 저항을 경감시킬 수 있는 이점이 있어 가장 적합하다.
포화지방족 모노아미드는, 포화지방족 모노아민과 포화지방족 모노카르복실산의 아미드 화합물이며, 포화지방족 비스아미드는, 포화지방족 디아민과 포화지방족 모노카르복실산의 아미드 화합물이나, 포화지방족 디카르복실산과 포화지방족 모노아민의 아미드 화합물 중 어느 것이나 상관없다.
바람직하게 사용되는 포화지방족 아미드 화합물은, 융점이 100 내지 170℃, 분자량이 298 내지 876의 것이다.
포화지방족 모노아미드 및 비스아미드는, 다음 화학식 (1), 화학식 (2) 및 (3)으로 각각 표시된다.
Figure pct00001
상기 각 식에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6은, 각각 독립하여, 탄소수 5 내지 25의 지방족 탄화수소기이며, 또한 화학식 (1)의 경우에는 R2가 수소인 경우도 포함한다. A1, A2는 탄소수 1 내지 10의 2가의 포화지방족 탄화수소기이며, 특히 탄소수 1 내지 4의 2가의 포화 쇄상 탄화수소기가 바람직하다.
포화지방족 모노아미드로는, 구체적으로는 라우르산아미드, 팔미트산아미드, 스테아르산아미드, 베헨산아미드 등이 적합하다.
또한, 화학식 (2)로 표시되는 포화지방족 비스아미드로는, 구체적으로는 에틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스이소스테아르산아미드, 메틸렌비스라우르산아미드 등이, 화학식 (3)으로 표시되는 포화지방족 비스아미드로는, 구체적으로는 N,N'-비스스테아릴세박산아미드 등이 적합하다.
이들 비스아미드 중에서도, 화학식 (2) 및 화학식 (3)의 R1과 R2가 각각 독립하여 탄소수 12 내지 20의 포화 쇄상 탄화수소기의 아미드 화합물인 것이 바람직하다.
상기 아미드 화합물은 각각 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 임의의 비율로 조합해서 사용해도 된다. 이 아미드 화합물의 함유량은 그리스 조성물 전량 기준으로 5 내지 20질량%로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 아미드 화합물은 윤활유 기유의 존재 하에서 가열 용융하면, 3차원 그물코 구조를 형성하는 아미드 화합물 중에 합성계 탄화수소유가 유지된 상태가 되고, 단 단순히 아미드 화합물을 그리스 안에 분산, 혼합한 경우에 비해, 강과 수지의 접동부의 마찰 계수가 더 낮아진다.
〔질화 붕소〕
본 발명에 사용하는 질화 붕소는, 고체 윤활제로서 널리 사용되고 있는 육방정계의 상압상(h-BN)의 분말의 것이며, 사용 용도에 따라 적정한 입경의 것을 적절히 선정해서 사용할 수 있지만, 입자 직경이 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
이 질화 붕소의 함유량은, 그리스 조성물의 전량 기준으로, 0.2 내지 5질량%로 하는 것이 바람직하다.
〔글리세린지방산 부분 에스테르〕
본 발명에 사용하는 글리세린지방산 부분 에스테르는, 지방산과 글리세린으로부터 합성되어 글리세린의 1개 또는 2개의 수산기가 지방산으로 에스테르화된 모노에스테르 또는 디에스테르 화합물이지만 모노에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 트리에스테르 화합물은, 부분 에스테르에 비해 박막 형성능이 낮아 마찰 저감 효과가 작기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에서는, 지방산잔기의 탄소수가 12 내지 25의 것이 바람직하다. 이 모노에스테르는 하기 화학식 (4) 또는 (5), 디에스테르는 화학식 (6) 및 (7)로 각각 표시된다.
Figure pct00002
상기 화학식 (4) 내지 (7)에서, R7, R8, R9, R10, R11, R12는, 각각 독립하여, 탄소수 12 내지 25의 포화 또는 불포화의 쇄상 탄화수소기이며, 또한 이 탄화수소기를 구성하는 수소의 일부는 수산기로 치환되어 있어도 된다.
이러한 글리세린지방산 부분 에스테르로는, 구체적으로는 라우르산모노글리세라이드, 라우르산디글리세라이드, 팔미트산모노글리세라이드, 팔미트산디글리세라이드, 스테아르산모노글리세라이드, 스테아르산디글리세라이드, 베헨산모노글리세라이드, 베헨산디글리세라이드, 히드록시스테아르산모노글리세라이드, 히드록시스테아르산디글리세라이드 등의 포화지방산모노글리세라이드 및 포화지방산디글리세라이드, 혹은 올레산모노글리세라이드, 올레산디글리세라이드, 에루크산모노글리세라이드, 에루크산디글리세라이드 등의 불포화지방산모노글리세라이드 및 불포화지방산디글리세라이드 등이 적합하다.
상기 글리세린지방산 부분 에스테르는 각각 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 임의의 비율로 조합해서 사용해도 된다. 또한, 글리세린지방산 부분 에스테르의 함유량은, 그리스 조성물의 전량 기준으로, 0.1 내지 5 질량%가 바람직하다.
〔금속 비누계 증점제〕
금속 비누계 증점제는, 카르복실산 금속염을 포함하는 증점제이며, 카르복실산은 히드록시기 등을 갖는 카르복실산 유도체여도 된다.
카르복실산은, 스테아르산, 아젤라산 등 지방족 카르복실산이든, 테레프탈산 등의 방향족 카르복실산이든 상관없지만, 1가 또는 2가의 지방족 카르복실산, 특히 탄소수 6 내지 20의 지방족 카르복실산이 바람직하다. 나아가, 탄소수 12 내지 20의 1가 지방족 카르복실산이나 탄소수 6 내지 14의 2가 지방족 카르복실산이 보다 바람직하게 사용된다. 1개의 히드록실기를 포함하는 1가 지방족 카르복실산이 특히 바람직하다.
금속으로는, 리튬, 나트륨 등의 알칼리 금속, 칼슘 등의 알칼리 토금속, 알루미늄과 같은 양성 금속이어도 되지만, 알칼리 금속, 특히 리튬이 바람직하게 사용된다.
또한, 이 증점제는, 금속 비누 형태로 배합해도 되지만, 카르복실산과 금속원(금속염, 금속염 수산화물 등)을 따로따로 배합하여, 그리스 제작 시에 반응시켜서, 금속 비누 증점제로 해도 된다.
이러한 카르복실산 금속염은, 1종류나 복수 종류를 혼합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 12-히드록시스테아르산리튬과 아젤라산리튬의 혼합물은 특히 바람직하다.
금속 비누계 증점제의 함유량은, 원하는 점도가 얻어지면 되며, 예를 들어 그리스 조성물의 전량 기준으로, 바람직하게는 2 내지 15질량%이다.
〔그 밖의 첨가제〕
본 발명의 그리스 조성물에는, 상기 성분 이외에, 필요에 따라, 일반적으로 윤활유나 그리스에 사용되고 있는, 청정제, 분산제, 마모 방지제, 점도 지수 향상제, 산화 방지제, 극압제, 방청제, 부식 방지제 등을 적절히 첨가할 수 있다.
〔조제 방법〕
본 발명의 그리스 조성물은, 일반적인 그리스의 제조 방법으로 제작할 수 있지만, 포화지방족 아미드 화합물을 혼합 후에, 그 융점 이상으로 한번 가열하는 것이 바람직하다.
즉, 포화지방족 아미드 화합물과 합성계 탄화수소유를 그 아미드 화합물의 융점 이상으로 가열해서 냉각 후, 질화 붕소와 증점제와 합성계 탄화수소유를 포함하는 일반적인 그리스와 물리적으로 혼합하는 방법이어도 되고, 또한 증점제를 포함하는 모든 성분을 혼합한 후에, 아미드 화합물의 융점 이상으로 가열해서 냉각하는 것으로 해도 된다.
〔윤활 대상〕
본 발명의 그리스 조성물은, 수지제 접동 부재와 금속제 접동 부재를 포함하는 전동 파워 스티어링 장치의 윤활에 적절하게 사용된다.
전동 파워 스티어링의 구조는, 도 1에 도시한 바와 같이, 어시스트력을 발생하는 모터(1), 모터 토크를 증폭하는 감속기(2), 감속기의 토크를 전달하여, 핸들(3)로부터의 조타 토크, 키각을 전달하는 피니언 기어(4), 피니언 기어(4)의 조타 토크를 직선 방향 운동으로 변환하여, 타이어(5)의 전타력을 발생하는 랙 기어(6)로 구성되어 있다.
핸들(3)로부터의 조타력은 인풋 샤프트(7)로 잡아서, 피니언 기어(4)와의 사이에 토션 바를 통해, 토션 바의 비틀림을 토크 센서(8)로 검출하고, 조타력과 조타 타이밍을 검출하여, 컨트롤러(9)에서 연산한 전류값으로 모터를 제어하여 필요한 어시스트 토크를 발생한다.
감속기(2)는 모터의 어시스트 토크를 증폭하는 기능이며, 금속 기어, 예를 들어 크롬몰리브덴강(SCM415 등)이나 탄소강(S45C 등) 등 웜 샤프트(10)와, 금속 코어에 수지 톱니 기어, 예를 들어 유리 30%가 함유된 6나일론 또는 66나일론 등의 웜 휠(11)로 구성되어 있다.
감속비는 18 정도이며, 최대 어시스트 토크로서 모터로부터 약 5Nm의 토크가 발생하는 경우, 웜 휠에서는 약 90Nm의 토크가 발생한다. 웜 샤프트의 특성 상, 치면의 미끄럼 속도와 면압이 커서, 상용 최대 핸들 조타 속도 700°/s 시, 미끄럼 속도는 약 3m/s이며, 최대 어시스트 토크 발생 시, 치면압은 약 60㎫이다.
이러한 상태에서는, 치면에서의 정지 마찰이 커져서, 양호한 윤활이 유지되지 못하게 되면 운동 마찰과 정지 마찰의 차가 커지게 되어, 기동 시에 걸림이 발생하기 쉽게 된다. 이 상태를, 스틱슬립이라 칭하여 과제로 되어 있으며, 이 때에는, 핸들 조타에 걸리는 느낌이 발생하여, 조타감이 나빠지기 때문에, 발생을 억제하는 그리스를 도포한다.
실시예
1. 합성계 탄화수소유
(a) 폴리-α-올레핀(인에오스(INEOS)사 제조 듀라신(Durasyn)170)
40℃에서의 동점도 ; 68㎟/s
15℃에서의 밀도 ; 0.83g/㎤
점도 지수 ; 133
유동점 ; -45℃
인화점 ; 250℃
또한, 이 폴리-α-올레핀에는 아민계 산화 방지제를 첨가.
2. 아미드 화합물
(1) 지방족 아미드
(a) 에틸렌비스스테아르산아미드(특급시약)
(b) 스테아르산모노아미드(특급시약)
3. 질화 붕소
평균 입자 직경 ; 2㎛(미즈시마고우낀떼쯔사 제조 HP-P1)
또한, 평균 입자 직경은, 레이저광 회절법에 의해 측정.
4. 글리세린지방산 부분 에스테르
(1) 글리세롤모노올레에이트(특급시약)
(2) 글리세롤모노스테아레이트(특급시약)
5. 금속 비누계 증점제
(1) 12-히드록시스테아르산리튬(표에서는 「스테아르산리튬」이라고 표기)
(2) 12-히드록시스테아르산리튬과 아젤라산리튬의 복합체(혼합 비율은 2:1) (표에서는 「복합 리튬 비누」라고 표기)
〔조제 방법〕
각 성분을 표 1에 나타내는 배합량(질량%로 나타냄)으로 용기에 넣어, 150℃(아미드 화합물의 융점 이상)로 가열하여, 자기 교반 막대로 교반한 뒤, 실온으로 냉각했다. 이것을 롤러(3축롤)로 가압 분산 처리를 행하여, 그리스 조성물을 조제했다.
〔실험실 평가 방법〕
그리스의 실험실에서의 성상·성능 평가 방법은, 다음과 같다. 또한, 그리스의 경도를 나타내는 혼화 점도 및 내열성을 나타내는 적점에 대해서는 모두 JIS K2220에 따라서 측정했다.
그리스의 마찰 특성의 평가는 볼과 디스크의 왕복 이동 마찰 시험기로 평가 시험을 행하였다.
전동 파워 스티어링의 강과 수지의 접동부의 모델로서, 금속 접동 부재는, SUJ-2의 직경 1/4인치 구를, 수지제 접동 부재는 6나일론의 플레이트 형상의 것〔도요플라스틱세이꼬사 제조 N6(NC)〕을 사용했다. 시험 하중은 2000gf, 접동 속도는 10㎜/s, 진폭 20㎜로 하고, 디스크에 그리스를 도포하고, 접동시켰을 때의 마찰 계수와 마찰력의 파형으로부터 스틱슬립의 발생의 유무를 평가하였다(한 방향으로 접동 중인 마찰력이 일정하지 않은 경우에 스틱슬립이 발생하고 있는 것으로 하였다). 마찰 계수가 낮은 것이 파워 스티어링 장치의 전달 효율을 높여서, 안정된 마찰력의 파형을 나타내는 것이 내스틱슬립성이 우수하다.
이들 평가 결과를 표 1에 나타냈다.
〔실험실 평가 결과〕
탄화수소유에 아미드 화합물, 질화붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르를 배합한 경우, 마찰 계수가 비교적 낮아, 내스틱슬립성은 높지만, 증점제를 배합하고 있지 않기 때문에 적점이 135℃로 낮았다(비교예 1).
탄화수소유에 리튬 비누, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르를 배합한 경우, 적점이 250℃로 높지만, 마찰 계수가 높고, 내스틱슬립성도 낮아 윤활성이 불충분하였다(비교예 2). 기유에 리튬 비누와 아미드 화합물을 배합한 경우, 적점은 230℃로 높고, 마찰 계수도 약간 낮지만, 내스틱슬립성이 불충분하였다(비교예 3).
탄화수소유에 리튬 비누, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르, 포화지방족 아미드 화합물을 배합한 경우, 200℃ 이상의 적점을 확보하면서, 마찰 계수가 낮아 내스틱슬립성도 높은 것을 알 수 있다(실시예 1 내지 6).
〔실제 평가 방법〕
상기 실시예 4 및 비교예 1, 3의 그리스 조성물에 대해서, 전동 파워 스티어링 장치의 강제 웜 샤프트와 수지 톱니 웜 휠에 그리스를 도포하여, 작동 내구 시험을 행하였다. 강제 웜 샤프트 재질은 SCM415, 수지 톱니 웜 휠 재질은 6나일론에 유리 섬유를 30% 혼합한 것을 사용했다.
웜 샤프트에의 입력 토크와 웜 휠로부터의 출력 토크로부터 효율을 구했다. 온도 조건 차이, 또한 부하 토크 조건 차이로 「평균 효율」을 구해서 평가했다.
또한, 최대 출력 부하 조건 하에서 작동 내구 시험을 행하여, 10만회 작동 후의 스틱슬립 유무로 평가했다.
이들 평가 결과를 표 2에 나타냈다.
〔실제 평가 결과〕
탄화수소유에, 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르를 배합한 경우 및 리튬 비누와 아미드 화합물을 배합한 경우, 기어 평균 효율은 높지만, 내스틱슬립성이 낮아 윤활성이 불충분했다(비교예 1, 3).
탄화수소유에 리튬 비누, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르, 지방족 아미드를 배합한 경우, 기어 평균 효율이나 내스틱슬립성의 윤활성도 개선되었다(실시예 4).
Figure pct00003
Figure pct00004
본 발명의 그리스 조성물은, 수지제 접동 부재와 금속제 접동 부재를 갖는 전동 파워 스티어링 장치의 접동부 윤활에 유용하다.
1 : 모터
2 : 감속기
3 : 핸들
4 : 피니언 기어
5 : 타이어
6 : 랙 기어
7 : 인풋 샤프트
8 : 토크 센서
9 : 컨트롤러
10 : 웜 샤프트
11 : 웜 휠

Claims (7)

15℃에서의 밀도가 0.75 내지 0.95g/㎤인 합성 탄화수소유, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 함유하는 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
제1항에 있어서, 합성계 탄화수소유가 폴리-α-올레핀이며, 그 함유량이 그리스 조성물 전량 기준으로 50 내지 95질량%인 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
제1항에 있어서, 포화지방족 아미드 화합물의 함유량이 그리스 조성물 전량 기준으로 5 내지 20질량%인 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
제1항에 있어서, 질화 붕소의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 0.2 내지 5질량%인 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
제1항에 있어서, 글리세린지방산 부분 에스테르의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 0.1 내지 5질량%인 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
제1항에 있어서, 금속 비누계 증점제의 함유량이 그리스 조성물의 전량 기준으로 2 내지 15질량%인 전동 파워 스티어링 장치용 그리스 조성물.
핸들의 조타 조작에 수반하여 전타 바퀴를 전타시키는 조타 기구와,
상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 모터와,
상기 모터의 회전력을 상기 조타 기구에 전달하는 웜 기어로 구성되는 전동 파워 스티어링 장치이며,
상기 웜 기어는 수지 재료로 형성된 웜 휠과 금속 재료로 형성된 웜 샤프트로 구성되고,
상기 웜 휠과 웜 샤프트의 맞물림면에 도포된 그리스 조성물을 더 구비하고,
상기 그리스 조성물은 15℃에서의 밀도가 0.75 내지 0.95g/㎤인 합성 탄화수소유, 포화지방족 아미드 화합물, 질화 붕소, 글리세린지방산 부분 에스테르 및 금속 비누계 증점제를 함유하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
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