潤滑剤組成物とそれを用いた減速機ならびに電動パワーステアリング装置
【課題】緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる潤滑剤組成物と、前記潤滑剤組成物を用いることによって、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる減速機と、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。
【解決手段】緩衝材粒子中に、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有させた潤滑剤組成物と、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。
【解決手段】緩衝材粒子中に、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有させた潤滑剤組成物と、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ることで、回転速度を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、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。
【０００３】
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、減速機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することができなかった。また、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していた。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するため、特許文献１において、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、ばね等を用いて、弾性的に、ウォームホイールヘ向けて偏倚させることによって、実質的に、両者間のバックラッシを無くする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た。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った。そこで、特許文献２、３において、ゴムや軟質樹脂等からなる緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、減速機の、少なくとも小歯車と大歯車の噛み合い部分を含む領域に充填することが提案された。前記潤滑剤組成物を用いると、緩衝材粒子が、両歯車の歯面間に介在して、歯面同士の衝突を緩衝するため、減速機の構造には手を加えずに、歯打ち音を減少することができる。
【０００５】
しかし、前記緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、特に、ウォーム軸とウォームホイールとを組み合わせた減速機に使用した場合には、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇するという問題があった。これは、前記ウォーム軸とウォームホイールの、互いに噛み合う歯面が、その構造上、回転時に、互いに摺動するのが原因であると考えられる。すなわち、緩衝材粒子は、先に説明したように、両歯車の歯面間に介在して、歯面同士の衝突を緩衝するために作用するが、歯面同士の摺動に対しては、抵抗成分（摩擦成分）として、スムースな摺動を阻害するために作用するため、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である。
【０００６】
そこで、特許文献４において、緩衝材粒子として、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、１分子中に活性水素基を３つ以上有する架橋剤と、ポリイソシアネートとを反応させて合成されたポリウレタン樹脂からなる粒子を用いることが提案された。前記ポリウレタン樹脂製の緩衝材粒子は、ポリウレタン樹脂のもとになる、前記各成分の種類と比率とを選択することで、その弾性と硬さとを、任意の範囲で調整することができる。そのため、適度な弾性と硬さとを有するように調整した、前記ポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、小歯車と大歯車の噛み合い部分を含む領域に充填することによって、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを上昇させたり、摺動音を発生させて、車室内での騒音を、却って、大きくしたりすることなしに、歯打ち音を、さらに効果的に減少させることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報（第０００７欄〜第０００９欄、図１）
【特許文献２】特開２００３−２１４５２９号公報（請求項１、第０００５欄〜第０００６欄）
【特許文献３】特開２００４−１６２０１８号公報（請求項１、第０００９欄）
【特許文献４】特開２００５−２６３９８９号公報（請求項１、第００１０欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近時、自動車等の、より一層の省エネルギー化の観点や、よりスムースな操作性の観点から、電動パワーステアリング装置について、これまで以上に操舵トルクを低減することが求められるようになってきており、前記特許文献４に記載の潤滑剤組成物を用いても、この要求には、十分に対応できなくなりつつあるのが現状である。
本発明の目的は、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる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、前記本発明の潤滑剤組成物を用いることによって、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる減速機と、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とする潤滑剤組成物である。
【０００９】
前記(1)の油膜形成成分を含有させると、緩衝材粒子の表面には、潤滑剤組成物中で、前記油膜形成成分の作用によって、潤滑油が吸着されて、潤滑剤として機能する油膜が形成される。また、(2)の固体潤滑剤を含有させると、前記固体潤滑剤の少なくとも一部が、緩衝材粒子の表面に露出して、緩衝材粒子の潤滑剤として機能する。そのため、前記(1)(2)のいずれかの成分を含有させることにより、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与することができる。したがって、本発明の潤滑剤組成物によれば、前記緩衝材粒子が、歯面同士の摺動に対する抵抗成分として作用して、歯面同士のスムースな摺動を阻害するのを抑制できるため、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することが可能となる。
【００１０】
なお、前記(1)の油膜形成成分としては、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、(2)の固体潤滑剤としては、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方の、緩衝材粒子中での含有割合は、０．１〜２０質量％であるのが好ましい。
【００１１】
含有割合が、前記範囲未満では、(1)および／または(2)の成分を含有させることによる、先に説明した、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与する効果が、十分に得られないおそれがある。一方、前記範囲を超える場合には、相対的に、緩衝材粒子を形成するゴムや樹脂の含有割合が少なくなって、前記緩衝材粒子の弾性や硬さが低下するため、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果が十分に得られなくなるおそれがある。のみならず、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりして、緩衝材粒子として機能できなくなってしまうおそれもある。
【００１２】
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、本発明の潤滑剤組成物を充てんしたものであるため、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる点で好ましい。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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる潤滑剤組成物を提供することができる。また、本発明によれば、前記本発明の潤滑剤組成物を用いることによって、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる減速機と、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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とするものである。前記本発明の潤滑剤組成物によれば、先に説明したように、緩衝材粒子が、(1)および／または(2)の成分の作用によって、摺動に対して良好な潤滑性を有するため、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる。
【００１５】
前記(1)の油膜形成成分としては、緩衝材粒子中に含有されて、前記緩衝材粒子が潤滑剤組成物に分散された状態で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着させて、潤滑剤として機能する油膜を形成する作用を有する、種々の成分が使用可能であり、中でも、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００１６】
このうち、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。前記のうちＰＴＦＥは、次に説明するように、固体潤滑剤としても機能しうるものである。
【００１７】
(2)の固体潤滑剤としては、緩衝材粒子中に含有された少なくとも一部が、前記緩衝材粒子の表面に露出した際に、緩衝材粒子の潤滑剤として機能する、種々の成分が使用可能であり、中でも、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックス（アマイド等を含む）からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。前記のうちフッ素樹脂としては、先に説明したＰＴＦＥが挙げられる。緩衝材粒子は、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方を０．１〜２０質量％、特に１〜５質量％の割合で含有しているのが好ましい。
【００１８】
含有割合が前記範囲未満では、(1)および／または(2)の成分を含有させたことによる、先に説明した、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与して、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減する効果が、十分に得られないおそれがある。一方、前記範囲を超ても、それ以上の効果が得られないだけでなく、相対的に、緩衝材粒子を形成するゴムや樹脂の含有割合が少なくなるため、緩衝材粒子の弾性や硬さが低下して、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果が十分に得られなくなるおそれがある。のみならず、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりして、緩衝材粒子として機能できなくなってしまうおそれもある。
【００１９】
これに対し、(1)および／または(2)の成分の含有割合が、前記範囲内であれば、緩衝材粒子の弾性や硬さを良好な範囲に維持して、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を維持すると共に、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりするのを防止しながら、前記緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与して、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを、より一層、低減することが可能となる。
【００２０】
なお、前記含有割合は、緩衝材粒子中に含有させる(1)および／または(2)の成分が、先に説明した各成分のうちのいずれか１種単独である場合には、前記１種の成分の、緩衝材粒子の総質量中に占める含有割合であり、２種以上の成分を併用する場合は、併用する成分の合計の、緩衝材粒子の総質量中に占める含有割合である。後者の場合には、(1)の油膜形成成分のみを２種以上併用してもよいし、(2)の固体潤滑剤のみを２種以上併用してもよい。さらには、(1)の油膜形成成分と(2)の固体潤滑剤とを、１種または２種以上ずつ併用してもよい。
【００２１】
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、歯打ち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、ゴムまたは軟質樹脂からなる粒子が、いずれも使用可能であり、前記緩衝材粒子のもとになるゴムとしては、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、軟質樹脂としては、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、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、特許文献４に記載されているように、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。
【００２２】
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配合割合とを調製することによって、緩衝材粒子の弾性や硬さ等を、任意の範囲で調整できるという利点もある。ポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子に、(1)および／または(2)の成分を含有させるためには、前記分散重合法において、非水系の分散媒中に液滴状に分散させる、ポリオール等の混合液中に、前記成分を、所定の割合で添加すればよい。また、分散重合法以外の、他の製造工程によって形成される緩衝材粒子中に、(1)および／または(2)の成分を含有させるためには、前記製造工程の任意の段階で、緩衝材粒子を構成するゴムや樹脂中に、前記成分を、所定の割合で添加すればよい。
【００２３】
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、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減する効果を、より一層、効果的なものとすることを考慮すると、先に説明したように球状であるのが好ましく、その体積分率の平均粒径Ｄ1は５０〜３００μｍ、特に１００〜２００μｍであるのが好ましい。平均粒径Ｄ1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、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、先に説明したように、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。
【００２４】
また、緩衝材粒子を形成するゴムまたは樹脂の弾性率は１０-1〜１０4ＭＰａ、特に５×１０-1〜１０2ＭＰａ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、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、先に説明したように、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。緩衝材粒子の、その他の物性は、特に限定されないが、前記緩衝材粒子を形成するゴムまたは樹脂の硬さは、ショアーＤ硬さで表して１０以上で、かつロックウェル硬さ（Ｒスケール）で表して１１０以下であるのが好ましい。また、前記ゴムまたは樹脂の引っ張り強さは１〜５０ＭＰａであるのが好ましい。
【００２５】
緩衝材粒子の含有割合は、潤滑剤組成物の総量の５〜５０質量％、特に２０〜４０質量％であるのが好ましい。含有割合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の衝撃を緩衝して、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。
【００２６】
緩衝材粒子と共に潤滑剤組成物を構成する潤滑油としては、動粘度が５〜２００ｍｍ2／ｓ（４０℃）、特に、２０〜１００ｍｍ2／ｓ（４０℃）であるものを用いるのが好ましい。前記潤滑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。潤滑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。潤滑剤組成物は、液状であってもよいし、半固形状の、いわゆるグリースであってもよい。
【００２７】
グリースは、緩衝材粒子を添加した状態での混和ちょう度（２５℃）が２６５〜４７５、特に３５５〜４３０であるのが好ましい。潤滑剤組成物をグリースにするためには、増ちょう剤を添加すればよい。増ちょう剤としては、先に、(1)の油膜形成成分として例示した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。液状の、またはグリースとしての潤滑剤組成物には、必要に応じて、先に、(2)の固体潤滑剤として例示したフッ素樹脂、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。
【００２８】
〈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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、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、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】
【００３８】
〈グリースの調製〉
潤滑油としての合成炭化水素油〔ＰＡＯ８グレード、動粘度４８2／ｓ（４０℃）〕と、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤とを、３本ロールミルで混合しながら、さらに同じ潤滑油と、緩衝材粒子とを加えて混合して、潤滑剤組成物としての、混和ちょう度（２５℃）が約４００であるグリースを調製した。緩衝材粒子としては、弾性率が１２ＭＰａのポリウレタン樹脂からなり、かつ(1)の油膜形成成分としてのリチウムステアレートを含有すると共に、レーザー回折式粒度分布計〔日機装(株)製の登録商標マイクロトラック〕を用いて測定した体積分率の平均粒径Ｄ1が１５０μｍである粒子を用いた。
【００３９】
前記緩衝材粒子は、先に説明したように、ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとの混合液を、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分散重合法によって製造した。そして、前記混合液中に、油膜形成成分としてのリチウムステアレートを配合することで、緩衝材粒子中に前記リチウムステアレートを含有させた。緩衝材粒子としては、リチウムステアレートの含有割合が表１に示す値である６種と、比較のために、リチウムステアレートを含有させなかった従来の緩衝材粒子１種とを用意した。緩衝材粒子の含有割合は、グリースの総量の３０質量％とした。
【００４０】
〈操舵トルクの測定〉
グリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の減速機に充填して、操舵トルクを測定した。結果を図３に示す。表１および図３より、緩衝材粒子にリチウムステアレートを含有させることで、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを、大幅に減少できることが確認された。
【００４１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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】図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、実施例で調製したグリースを充填した電動パワーステアリング装置の操舵トルクと、前記グリースに添加した緩衝材粒子における、油膜形成成分としてのリチウムステアレートの含有割合割合との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ることで、回転速度を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、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。
【０００３】
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、減速機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することができなかった。また、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していた。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するため、特許文献１において、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、ばね等を用いて、弾性的に、ウォームホイールヘ向けて偏倚させることによって、実質的に、両者間のバックラッシを無くする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た。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った。そこで、特許文献２、３において、ゴムや軟質樹脂等からなる緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、減速機の、少なくとも小歯車と大歯車の噛み合い部分を含む領域に充填することが提案された。前記潤滑剤組成物を用いると、緩衝材粒子が、両歯車の歯面間に介在して、歯面同士の衝突を緩衝するため、減速機の構造には手を加えずに、歯打ち音を減少することができる。
【０００５】
しかし、前記緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、特に、ウォーム軸とウォームホイールとを組み合わせた減速機に使用した場合には、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇するという問題があった。これは、前記ウォーム軸とウォームホイールの、互いに噛み合う歯面が、その構造上、回転時に、互いに摺動するのが原因であると考えられる。すなわち、緩衝材粒子は、先に説明したように、両歯車の歯面間に介在して、歯面同士の衝突を緩衝するために作用するが、歯面同士の摺動に対しては、抵抗成分（摩擦成分）として、スムースな摺動を阻害するために作用するため、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である。
【０００６】
そこで、特許文献４において、緩衝材粒子として、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、１分子中に活性水素基を３つ以上有する架橋剤と、ポリイソシアネートとを反応させて合成されたポリウレタン樹脂からなる粒子を用いることが提案された。前記ポリウレタン樹脂製の緩衝材粒子は、ポリウレタン樹脂のもとになる、前記各成分の種類と比率とを選択することで、その弾性と硬さとを、任意の範囲で調整することができる。そのため、適度な弾性と硬さとを有するように調整した、前記ポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子を含む潤滑剤組成物を、小歯車と大歯車の噛み合い部分を含む領域に充填することによって、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを上昇させたり、摺動音を発生させて、車室内での騒音を、却って、大きくしたりすることなしに、歯打ち音を、さらに効果的に減少させることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報（第０００７欄〜第０００９欄、図１）
【特許文献２】特開２００３−２１４５２９号公報（請求項１、第０００５欄〜第０００６欄）
【特許文献３】特開２００４−１６２０１８号公報（請求項１、第０００９欄）
【特許文献４】特開２００５−２６３９８９号公報（請求項１、第００１０欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近時、自動車等の、より一層の省エネルギー化の観点や、よりスムースな操作性の観点から、電動パワーステアリング装置について、これまで以上に操舵トルクを低減することが求められるようになってきており、前記特許文献４に記載の潤滑剤組成物を用いても、この要求には、十分に対応できなくなりつつあるのが現状である。
本発明の目的は、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる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、前記本発明の潤滑剤組成物を用いることによって、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる減速機と、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とする潤滑剤組成物である。
【０００９】
前記(1)の油膜形成成分を含有させると、緩衝材粒子の表面には、潤滑剤組成物中で、前記油膜形成成分の作用によって、潤滑油が吸着されて、潤滑剤として機能する油膜が形成される。また、(2)の固体潤滑剤を含有させると、前記固体潤滑剤の少なくとも一部が、緩衝材粒子の表面に露出して、緩衝材粒子の潤滑剤として機能する。そのため、前記(1)(2)のいずれかの成分を含有させることにより、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与することができる。したがって、本発明の潤滑剤組成物によれば、前記緩衝材粒子が、歯面同士の摺動に対する抵抗成分として作用して、歯面同士のスムースな摺動を阻害するのを抑制できるため、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することが可能となる。
【００１０】
なお、前記(1)の油膜形成成分としては、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、(2)の固体潤滑剤としては、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方の、緩衝材粒子中での含有割合は、０．１〜２０質量％であるのが好ましい。
【００１１】
含有割合が、前記範囲未満では、(1)および／または(2)の成分を含有させることによる、先に説明した、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与する効果が、十分に得られないおそれがある。一方、前記範囲を超える場合には、相対的に、緩衝材粒子を形成するゴムや樹脂の含有割合が少なくなって、前記緩衝材粒子の弾性や硬さが低下するため、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果が十分に得られなくなるおそれがある。のみならず、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりして、緩衝材粒子として機能できなくなってしまうおそれもある。
【００１２】
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、本発明の潤滑剤組成物を充てんしたものであるため、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる点で好ましい。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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる潤滑剤組成物を提供することができる。また、本発明によれば、前記本発明の潤滑剤組成物を用いることによって、騒音が小さい上、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを十分に低減することができる減速機と、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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とするものである。前記本発明の潤滑剤組成物によれば、先に説明したように、緩衝材粒子が、(1)および／または(2)の成分の作用によって、摺動に対して良好な潤滑性を有するため、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を良好に維持しながら、なおかつ、現状よりもさらに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減することができる。
【００１５】
前記(1)の油膜形成成分としては、緩衝材粒子中に含有されて、前記緩衝材粒子が潤滑剤組成物に分散された状態で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着させて、潤滑剤として機能する油膜を形成する作用を有する、種々の成分が使用可能であり、中でも、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００１６】
このうち、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。前記のうちＰＴＦＥは、次に説明するように、固体潤滑剤としても機能しうるものである。
【００１７】
(2)の固体潤滑剤としては、緩衝材粒子中に含有された少なくとも一部が、前記緩衝材粒子の表面に露出した際に、緩衝材粒子の潤滑剤として機能する、種々の成分が使用可能であり、中でも、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックス（アマイド等を含む）からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。前記のうちフッ素樹脂としては、先に説明したＰＴＦＥが挙げられる。緩衝材粒子は、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方を０．１〜２０質量％、特に１〜５質量％の割合で含有しているのが好ましい。
【００１８】
含有割合が前記範囲未満では、(1)および／または(2)の成分を含有させたことによる、先に説明した、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与して、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減する効果が、十分に得られないおそれがある。一方、前記範囲を超ても、それ以上の効果が得られないだけでなく、相対的に、緩衝材粒子を形成するゴムや樹脂の含有割合が少なくなるため、緩衝材粒子の弾性や硬さが低下して、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果が十分に得られなくなるおそれがある。のみならず、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりして、緩衝材粒子として機能できなくなってしまうおそれもある。
【００１９】
これに対し、(1)および／または(2)の成分の含有割合が、前記範囲内であれば、緩衝材粒子の弾性や硬さを良好な範囲に維持して、前記緩衝材粒子による、歯打ち音を減少させて、車室内での騒音を低減する効果を維持すると共に、緩衝材粒子が脆くなって、歯面間に挟まれた際に、形状を維持できずに押しつぶされたり、細かく破砕されたりするのを防止しながら、前記緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与して、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを、より一層、低減することが可能となる。
【００２０】
なお、前記含有割合は、緩衝材粒子中に含有させる(1)および／または(2)の成分が、先に説明した各成分のうちのいずれか１種単独である場合には、前記１種の成分の、緩衝材粒子の総質量中に占める含有割合であり、２種以上の成分を併用する場合は、併用する成分の合計の、緩衝材粒子の総質量中に占める含有割合である。後者の場合には、(1)の油膜形成成分のみを２種以上併用してもよいし、(2)の固体潤滑剤のみを２種以上併用してもよい。さらには、(1)の油膜形成成分と(2)の固体潤滑剤とを、１種または２種以上ずつ併用してもよい。
【００２１】
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、歯打ち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、ゴムまたは軟質樹脂からなる粒子が、いずれも使用可能であり、前記緩衝材粒子のもとになるゴムとしては、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、軟質樹脂としては、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、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、特許文献４に記載されているように、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。
【００２２】
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配合割合とを調製することによって、緩衝材粒子の弾性や硬さ等を、任意の範囲で調整できるという利点もある。ポリウレタン樹脂からなる緩衝材粒子に、(1)および／または(2)の成分を含有させるためには、前記分散重合法において、非水系の分散媒中に液滴状に分散させる、ポリオール等の混合液中に、前記成分を、所定の割合で添加すればよい。また、分散重合法以外の、他の製造工程によって形成される緩衝材粒子中に、(1)および／または(2)の成分を含有させるためには、前記製造工程の任意の段階で、緩衝材粒子を構成するゴムや樹脂中に、前記成分を、所定の割合で添加すればよい。
【００２３】
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、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低減する効果を、より一層、効果的なものとすることを考慮すると、先に説明したように球状であるのが好ましく、その体積分率の平均粒径Ｄ1は５０〜３００μｍ、特に１００〜２００μｍであるのが好ましい。平均粒径Ｄ1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、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、先に説明したように、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。
【００２４】
また、緩衝材粒子を形成するゴムまたは樹脂の弾性率は１０-1〜１０4ＭＰａ、特に５×１０-1〜１０2ＭＰａ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、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、先に説明したように、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。緩衝材粒子の、その他の物性は、特に限定されないが、前記緩衝材粒子を形成するゴムまたは樹脂の硬さは、ショアーＤ硬さで表して１０以上で、かつロックウェル硬さ（Ｒスケール）で表して１１０以下であるのが好ましい。また、前記ゴムまたは樹脂の引っ張り強さは１〜５０ＭＰａであるのが好ましい。
【００２５】
緩衝材粒子の含有割合は、潤滑剤組成物の総量の５〜５０質量％、特に２０〜４０質量％であるのが好ましい。含有割合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の衝撃を緩衝して、歯打ち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。また、前記範囲を超える場合には、(1)および／または(2)の成分を含有させて、緩衝材粒子に、摺動に対する良好な潤滑性を付与しているにも拘らず、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、摺動音が発生して、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。
【００２６】
緩衝材粒子と共に潤滑剤組成物を構成する潤滑油としては、動粘度が５〜２００ｍｍ2／ｓ（４０℃）、特に、２０〜１００ｍｍ2／ｓ（４０℃）であるものを用いるのが好ましい。前記潤滑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。潤滑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。潤滑剤組成物は、液状であってもよいし、半固形状の、いわゆるグリースであってもよい。
【００２７】
グリースは、緩衝材粒子を添加した状態での混和ちょう度（２５℃）が２６５〜４７５、特に３５５〜４３０であるのが好ましい。潤滑剤組成物をグリースにするためには、増ちょう剤を添加すればよい。増ちょう剤としては、先に、(1)の油膜形成成分として例示した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。液状の、またはグリースとしての潤滑剤組成物には、必要に応じて、先に、(2)の固体潤滑剤として例示したフッ素樹脂、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。
【００２８】
〈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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、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、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】
【００３８】
〈グリースの調製〉
潤滑油としての合成炭化水素油〔ＰＡＯ８グレード、動粘度４８2／ｓ（４０℃）〕と、カルシウムスルフォネート系増ちょう剤とを、３本ロールミルで混合しながら、さらに同じ潤滑油と、緩衝材粒子とを加えて混合して、潤滑剤組成物としての、混和ちょう度（２５℃）が約４００であるグリースを調製した。緩衝材粒子としては、弾性率が１２ＭＰａのポリウレタン樹脂からなり、かつ(1)の油膜形成成分としてのリチウムステアレートを含有すると共に、レーザー回折式粒度分布計〔日機装(株)製の登録商標マイクロトラック〕を用いて測定した体積分率の平均粒径Ｄ1が１５０μｍである粒子を用いた。
【００３９】
前記緩衝材粒子は、先に説明したように、ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとの混合液を、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分散重合法によって製造した。そして、前記混合液中に、油膜形成成分としてのリチウムステアレートを配合することで、緩衝材粒子中に前記リチウムステアレートを含有させた。緩衝材粒子としては、リチウムステアレートの含有割合が表１に示す値である６種と、比較のために、リチウムステアレートを含有させなかった従来の緩衝材粒子１種とを用意した。緩衝材粒子の含有割合は、グリースの総量の３０質量％とした。
【００４０】
〈操舵トルクの測定〉
グリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の減速機に充填して、操舵トルクを測定した。結果を図３に示す。表１および図３より、緩衝材粒子にリチウムステアレートを含有させることで、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを、大幅に減少できることが確認された。
【００４１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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】図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、実施例で調製したグリースを充填した電動パワーステアリング装置の操舵トルクと、前記グリースに添加した緩衝材粒子における、油膜形成成分としてのリチウムステアレートの含有割合割合との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
(1)の油膜形成成分が、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
(2)の固体潤滑剤が、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
緩衝材粒子が、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方を、０．１〜２０質量％の割合で含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
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１〜４のいずれか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。
【請求項６】
操舵補助用のモータの出力を、請求項５に記載の減速機を介して減速して、舵取り機構に伝達することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
少なくとも潤滑油と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、前記緩衝材粒子が、
(1) 潤滑剤組成物中で、緩衝材粒子の表面に潤滑油を吸着して油膜を形成する油膜形成成分、および
(2) 固体潤滑剤、
のうちの少なくとも一方を含有していることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
(1)の油膜形成成分が、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、および無機系増ちょう剤からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
(2)の固体潤滑剤が、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、およびポリオレフィン系ワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
緩衝材粒子が、(1)の油膜形成成分、および(2)の固体潤滑剤のうちの少なくとも一方を、０．１〜２０質量％の割合で含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
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１〜４のいずれか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。
【請求項６】
操舵補助用のモータの出力を、請求項５に記載の減速機を介して減速して、舵取り機構に伝達することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１０６２０４（Ｐ２００８−１０６２０４Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９２８７０（Ｐ２００６−２９２８７０）
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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