JP4417754B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、ウォームなどの小歯車と、ウォームホイールなどの大歯車とを有する減速機に好適に用いることのできる潤滑剤組成物と、それを充てんした減速機と、かかる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、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ともに出力を増幅したのち、コラムに付与することで、ステアリング操作をトルクアシストしている。
減速機構としての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などに、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。

このため従来は、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をしているが、かかる方法では生産性が著しく低いという問題がある。また、層別組み立てをしたとしても、ウォームホイールの軸の偏芯による操舵トルクのむらが発生するという別の問題がある。また、同様の問題は、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、例えば電動パワーステアリング装置の減速機においては、ウォーム軸をウォームホイールヘ向けて偏倚可能とするとともに、ウォーム軸をその偏倚方向へ付勢するばね体などの付勢手段を設けることでバックラッシをなくすことが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−４３７３９号公報（第０００７欄〜第０００９欄、図１）

しかし、上記特許文献１などの減速機は構造が極めて複雑になり、製造コストがかさむという問題がある。
本発明の目的は、減速機の騒音を、小歯車と大歯車とを組み合わせた際のバックラッシの大きさに関係なく、また、減速機の構造を複雑化することなく、これまでよりも低減することができる潤滑剤組成物と、それを用いることによって騒音の小さい減速機と、それ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。

本発明の潤滑剤組成物は、潤滑剤と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、緩衝材粒子が、
(1) 脂肪族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた芳香族ポリエステルポリオールＢとを、重量比Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５の割合で配合した、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、
(2) 前記長鎖ポリオール１モルに対して０．１〜５モルの、１分子中に活性水素基を３以上有する架橋剤と、
(3) ポリイソシアネートとを、
反応させて合成したポリウレタン樹脂の粒子であることを特徴とするものである。

なお、ポリウレタン樹脂の粒子は、長鎖ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを、非水系の分散媒中に分散させつつ反応させて製造された球状の粒子であることが好ましい。
潤滑剤としてグリースを用いる場合は、緩衝材粒子を添加した状態でのちょう度が、ＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．２〜Ｎｏ．０００であるのが好ましい。

また、潤滑剤として潤滑油を用いる場合は、その動粘度が５〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であるのが好ましい。
また、本発明の減速機は、小歯車と大歯車とを備え、両歯車の噛み合い部分を含む領域に、上記の潤滑剤組成物を充填したことを特徴とするものである。
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、上記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ものである。

本発明によれば、潤滑剤組成物中に、緩衝材粒子として分散したポリウレタン樹脂の粒子が、脂肪族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた芳香族ポリエステルポリオールＢとを、重量比Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５の割合で配合した、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、前記長鎖ポリオール１モルに対して０．１〜５モルの架橋剤と、ポリイソシアネートとを反応させて合成され、適度な弾性と硬さとを兼ね備えており、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有するため、減速機の騒音を低減することができる。また、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、摺動音が発生して、却って減速機の騒音が大きくなったりするのを防止することもできる。しかも、潤滑剤にポリウレタン樹脂の粒子を添加するだけで、減速機の構造を複雑化することなく、コスト安価に騒音を低減することができる。

また、ポリウレタン樹脂の粒子として、長鎖ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを、非水系の分散媒中に分散させた状態で反応させて製造された球状のものを用いた場合には、潤滑剤組成物の流動性を向上させて、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの上昇をさらに、確実に防止できる点で好ましい。また、この製造方法によれば、上記のように球状で、しかも粒径の揃ったポリウレタン樹脂の粒子を、効率よく製造できる点でも好ましい。

潤滑剤は半固体状のグリースであってもよく、液状の潤滑油であってもよい。
潤滑剤がグリースである場合、緩衝材粒子を添加した潤滑剤組成物のちょう度が、ＮＬＧＩ(National Lubricating Grease Institute)番号で表してＮｏ．２〜Ｎｏ．０００であるのが、減速機に使用する上で好ましい。
また、潤滑剤が液状の潤滑油である場合は、その動粘度が５〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であるのが、同様に減速機に使用する上で好ましい。

また、本発明の減速機は、小歯車と大歯車とを備え、両歯車の噛み合い部分を含む領域に上記の潤滑剤組成物を充てんしたものゆえ、バックラッシに起因する歯打ち音などの騒音を小さく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、操舵補助用のモータの出力を、上記減速機を介して減速して舵取機構に伝えるものゆえ、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。

以下に、本発明を詳細に説明する。
〈潤滑剤組成物〉
本発明の潤滑剤組成物は、前記のように潤滑剤と、緩衝材粒子とを含むものである。
このうち、緩衝材粒子としては、
(1) 脂肪族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた芳香族ポリエステルポリオールＢとを、重量比Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５の割合で配合した、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、
(2) 前記長鎖ポリオール１モルに対して０．１〜５モルの、１分子中に活性水素基を３以上有する架橋剤と、
(3) ポリイソシアネートとを、
反応させて合成したポリウレタン樹脂の粒子が用いられる。

ポリエステルポリオールとしては、低分子量ポリオールと、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、グルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、アジピン酸、１，４−シクロヘキシルジカルボン酸、α−ハイドロムコン酸、β−ハイドロムコン酸、α−ブチル−α−エチルグルタル酸、α，β−ジエチルサクシン酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の、分子中にカチオン性基を有さないポリカルボン酸類；５−スルホ−イソフタル酸等のスルホン酸基含有ポリカルボン酸類；スルホン酸基含有ポリカルボン酸類とアンモニア、有機アミン、アルカリ金属、アルカリ土類金属等との塩類；ポリカルボン酸類やスルホン酸基含有ポリカルボン酸類の酸無水物、酸ハライド、ジアルキルエステル等の１種または２種以上との反応によって得られるものなどが挙げられる。

低分子量ポリオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、デカメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−ｎ−ヘキサデカン−１，２−エチレングリコール、２−ｎ−エイコサン−１，２−エチレングリコール、２−ｎ−オクタコサン−１，２−エチレングリコール、シクロヘキサン−１，４−ジオール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、３−ヒドロキシ−２，２−ジメチルプロピル−３−ヒドロキシ−２，２−ジメチルプロピオネート、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールＡのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、クオドロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の、分子中にカチオン性基を有さない低分子量ポリオール類などが挙げられる。

また、低分子量ポリオールとしては、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−ジメチロールブタン酸等の−ＣＯＯＨ基含有低分子量ポリオール類；−ＣＯＯＨ基含有低分子量ポリオール類とアンモニア、有機アミン、アルカリ金属、アルカリ土類金属などとの塩；２−スルホ−１，３−プロパンジオール、２−スルホ−１，４−ブタンジオール等のスルホン酸基含有低分子量ポリオール類；スルホン酸基含有低分子量ポリオール類とアンモニア、有機アミン、アルカリ金属、アルカリ土類金属等との塩なども挙げられる。

長鎖ポリオールとしては、前記ポリエステルポリオールのうち脂肪族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた脂肪族ポリエステルポリオールと、芳香族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた芳香族ポリエステルポリオールとを併用する。
脂肪族ポリエステルポリオールは、ポリウレタン樹脂の柔軟性を高める働きをし、芳香族ポリエステルポリオールは、逆にポリウレタン樹脂の剛直性を高める働きをするため、この両者を併用することで、ポリウレタン樹脂の粒子は、前記のように適度な弾性と硬さとを兼ね備えたものとなる。このため、かかるポリウレタン樹脂を使用することで、減速機の騒音をさらに、低減するとともに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの過剰な上昇や、摺動音の発生を、より確実に防止することができる。

脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢとは、重量比Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５の割合で併用する。この範囲より脂肪族ポリエステルポリオールＡが少ない場合は、ポリウレタン樹脂の粒子が硬くなりすぎるため、噛み合い部分で粒子が抵抗となって、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、摺動音が発生したりする。また、この範囲より芳香族ポリエステルポリオールＢが少ない場合は、ポリウレタン樹脂の粒子が軟らかくなりすぎるため、減速機の騒音を低減する効果が低下する。

なお、ポリウレタン樹脂の粒子に適度な弾性と硬さとを付与して、減速機の騒音を低減するとともに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの過剰な上昇や、摺動音の発生を防止することを考慮すると、脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢとは、前記の範囲内でも、特に、重量比Ａ／Ｂ＝１０／９０〜９０／１０の範囲で併用することが好ましい。

前記(2)の架橋剤は、ポリウレタン樹脂に３次元網目状構造を導入して、ポリウレタン樹脂の粒子に適度な弾性と硬さとを付与するためのものであり、かかる架橋剤としては、１分子中に活性水素基を３以上有し、また、好ましくは数平均分子量が５００未満である種々の化合物が挙げられる。架橋剤の具体例としては、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、トリメチロールエタン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等のポリオールや、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ（ヒドロキシプロピル）ジアミン等のアミノアルコールなどが挙げられ、特に、活性水素基が全て１級水酸基である、トリメチロールプロパンやトリメチロールブタンが好適に使用される。

(2)の架橋剤は、(1)の長鎖ポリオール１モルに対して、０．１〜５モルの割合で使用する。架橋剤の割合がこの範囲未満では、ポリウレタン樹脂に導入される３次元網目状構造が粗になりすぎて、ポリウレタン樹脂の粒子が軟らかくなりすぎるため、減速機の騒音を低減する効果が得られない。また、架橋剤の割合がこの範囲を超える場合は、ポリウレタン樹脂に導入される３次元網目状構造が密になりすぎて、ポリウレタン樹脂の粒子が硬くなりすぎるため、噛み合い部分で粒子が抵抗となって、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、摺動音が発生したりする。

なお、ポリウレタン樹脂の粒子に、適度な弾性と硬さとを付与して、減速機の騒音を低減するとともに、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの過剰な上昇や、摺動音の発生を防止することを考慮すると、長鎖ポリオール１モルに対する架橋剤の割合は、前記の範囲内でも、特に、０．５〜３モルとすることが好ましい。
前記(3)のポリイソシアネートとしては、１分子中に、少なくとも２個以上のイソシアネート基を有する種々の化合物を使用することができる。ポリイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート；１，６−ヘキサメチレンジイソシネアート、１，１２−ドデカンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。

また、ポリイソシアネートとしては、上記の各化合物と、活性水素基含有化合物との反応によるイソシアネート基末端化合物；カルボジイミド化反応、イソシアヌレート化反応などによるイソシアネート変性体；アニリンとホルムアルテヒドとの縮合物をホスゲン化したもの等も挙げられる。また、メタノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、ε−カプロラクタム、メチルエチルケトンオキシム、フェノール、クレゾール等の、１分子中に、活性水素を１個有する適当なブロック剤で、その一部または全部を安定化したポリイソシアネートを使用することもできる。

ポリイソシアネートは、イソシアネート基の当量が、長鎖ポリオールの活性水素基の当量および架橋剤の活性水素基の当量の合計量と、ほぼ等しくなるように、その配合割合を設定すればよい。具体的には、イソシアネート基の当量が、長鎖ポリオールおよび架橋剤の活性水素基の当量の合計量の０．９倍〜１．１倍程度となるように、ポリイソシアネートの配合割合を設定するのが好ましい。

ポリウレタン樹脂の粒子には、必要に応じて、各種の添加剤を含有させることもできる。添加剤としては、例えば、ポリウレタン樹脂の劣化を防止するための酸化防止剤、老化防止剤、難燃剤等や、ポリウレタン樹脂の粒子に磁性を付与するための磁性粉末、粒子を着色するための着色剤等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂の粒子の粒径は、特に限定されないが、平均粒径Ｄ_１が、５０μｍ＜Ｄ_１≦３００μｍであるのが好ましい。平均粒径Ｄ_１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、減速機の騒音を大幅に低減することができないおそれがある。また、平均粒径Ｄ_１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、ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は、歯打ち音を低減する効果をさらに、向上することを考慮すると、上記の範囲内でも特に、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、上記の範囲内でも特に、２００μｍ以下であるのが好ましい。
ポリウレタン樹脂の粒子は、種々の方法によって製造できるが、長鎖ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを、非水系の分散媒中に分散させた状態で反応させる分散重合法によれば、分散媒中に分散した球状を維持しつつ、しかも粒径の揃ったポリウレタン樹脂の粒子を、効率よく製造することができる。

分散媒としては、少なくとも長鎖ポリオールと、反応によって生成したポリウレタン樹脂とを溶解しない種々の、非水系の有機溶媒が、いずれも使用可能であり、その具体例としては、ｎ−ヘキサン、イソオクタン、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族炭化水素や、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。特に、反応時の加熱等を考慮すると、分散媒としては、沸点が６０℃以上であるものが好ましい。また、必要に応じて、分散媒として、トルエン、酢酸ブチル、メチルエチルケトン等の極性溶媒を併用してもよい。

反応系には、必要に応じて、ウレタン化促進のための触媒を添加してもよい。触媒としては、例えばジ−ｎ−ブチルスズジラウレート、第１スズオクトエート、第三アミン類（Ｎ−メチルモルホリン、トリエチルアミン他）、ナフテン酸鉛、鉛オクトエート等が挙げられる。触媒の添加量は、長鎖ポリオールと架橋剤とポリイソシアネートの総量１００重量部に対して０．０１〜１重量部程度が好ましい。

また、反応系には、長鎖ポリオール等の成分を、非水系の分散媒中に、安定に分散させるため、分散安定剤を添加してもよい。分散安定剤としては、種々の分散安定剤（界面活性剤）が、いずれも使用可能である。好ましい分散安定剤としては、例えば、分子内に不飽和結合を有するポリエステルポリオールまたはポリカーボネートポリオール１００重量部と、炭素数６以上の炭化水素基からなる側鎖を有するエチレン性不飽和単量体２０〜４００重量部とを反応させて得られる化合物が挙げられる。分散安定剤は、長鎖ポリオールと架橋剤とポリイソシアネートの総量１００重量部に対して、１〜３０重量部程度が好ましい。

分散重合法を実施するには、従来公知の種々の乳化装置などを使用することができる。各成分の仕込みの手順は、適宜、選択することができるが、下記の手順により行うのが好ましい。すなわち、長鎖ポリオールと、分散媒とを装置の反応容器に仕込み、分散安定剤を加えてかく拌して、長鎖ポリオールを、分散媒中に球状に分散させた後、触媒およびポリイソシアネートをこの順に添加する。そして、長鎖ポリオールとポリイソシアネートの反応によるポリウレタン樹脂の生成が進行して、ポリウレタン樹脂の鎖長が所定値に達した段階で、架橋剤を加えて、ポリウレタン樹脂を架橋させることによって、ポリウレタン樹脂の粒子が製造される。ポリウレタン樹脂の鎖長は、容器中からサンプリングしたポリウレタン樹脂の、末端イソシアネート基の濃度を滴定することで求められる。

この分散重合法において、ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径を前記の範囲内に調整するには、かく拌条件（かく拌速度、温度等）を調節する、分散安定剤の種類や量を選択する、分散媒の種類や量を選択する、等を行えばよい。また、分散重合法によって製造されるポリウレタン樹脂の粒子に、前記添加剤を添加するには、例えば重合に用いる長鎖ポリオール中に、添加剤を混合しておけばよい。

緩衝材粒子は、潤滑剤１００重量部に対して２０〜３００重量部の割合で配合するのが好ましい。
緩衝材粒子の配合割合が２０重量部未満では、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減速機の騒音を低減する効果が不十分になるおそれがある。また、３００重量部を超える場合には、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減速機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、潤滑剤１００重量部に対する配合割合は、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、上記の範囲内でも特に、２５重量部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、上記の範囲内でも特に、１００重量部以下であるのが好ましい。
上記緩衝材粒子を分散させる潤滑剤としては、液状の潤滑油と半固体状のグリースのいずれを用いても良い。

このうち、潤滑油としては、その動粘度が５〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）、特に、２０〜１００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であるものを用いるのが好ましい。
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）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など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。

また、潤滑油には、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、油性剤などを添加してもよい。
また、グリースとしては、緩衝材粒子を添加した潤滑剤組成物としてのちょう度が、ＮＬＧＩ（National Lubricating Grease Institute）番号で表してＮｏ．２〜Ｎｏ．０００、特に、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．００となるものを用いるのが好ましい。

グリースは、従来同様に潤滑基油に、増ちょう剤を添加して形成される。
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などを用いることもできる。潤滑基油の動粘度は５〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）、特に、２０〜１００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であるのが好ましい。

また、増ちょう剤としては、従来公知の種々の増ちょう剤（石けん系、非石けん系）が使用できる。
さらに、グリースには、やはり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、油性剤などを添加してもよい。

〈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では、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により構成されている。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は減速機構としてのウォームギヤ機構８を収容し、センサハウジング６はトルクセンサ９および制御基板１０等を収容している。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を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と噛み合い、かつ電動モータＭの回転軸３２に、スプライン継手３３を介して連結されるウォーム軸１１（図２参照）とを備える。
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る環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯を形成する合成樹脂部材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ものである。

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により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の上端面は環状の段部１７に当接しており、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に締まりばめにより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の上端面に当接している。
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の下端面は、環状の段部２１に当接し、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を規制されて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、前記の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。

次いで図２を参照して、ウォーム軸１１は、ギヤハウジング７により保持される第４および第５の転がり軸受３４、３５により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。また外輪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。
また、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に当接す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に当接することによって一端部１１ａ側への移動が規制されている。また外輪３９は、予圧調整用のねじ部材４５により、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により、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、先に述べた緩衝材粒子を分散した潤滑剤組成物を充てんする。すなわち潤滑剤組成物は、噛み合い部分Ａのみに充てんしても良いし、噛み合い部分Ａとウォーム軸１１の周縁全体に充てんしても良いし、ギヤハウジング７内全体に充てんしても良い。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば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、種々の変更を施すことができる。

以下に本発明を、実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
（緩衝材粒子の作製）
実施例１：
脂肪族ポリエステルポリオールＡとしては、ブチレングリコール／アジピン酸エステル（数平均分子量Ｍｎ＝２０００、水酸基価５６）を用いた。また、芳香族ポリエステルポリオールＢとしては、ヘキサメチレングリコール／フタル酸エステル（数平均分子量Ｍｎ＝１０００、水酸基価１１２）を用いた。

窒素置換した１リットルのフラスコ中に、上記脂肪族ポリエステルポリオール２２６ｇと、芳香族ポリエステルポリオール２２６ｇと、分散媒としてのイソオクタン４９０ｇと、分散安定剤〔日本ポリウレタン工業(株)製のＮ−５７４１〕１９ｇとを仕込んだ。脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝５０／５０とした。

次に、かく拌を開始して、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールとを、イソオクタン中に分散させた状態で、触媒としてのジ−ｎ−ブチルスズジラウレート０．００３ｇを加え、さらに、ポリイソシアネートとしてのヘキサメチレンジイソシアネート１１６ｇを加えて、８０〜９０℃で３時間、反応させた。
そして、反応液を逐次、分析して、末端イソシアネート基の濃度が５．４％に達した時点で、架橋剤としてのトリメチロールプロパン３２ｇ（長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたり、１モルの割合に相当）を加えて、８０〜９０℃で、さらに３時間、反応させた後、固形分をロ別し、乾燥して、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。

ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は１５０μｍ、粒度分布は４０〜３００μｍであった。また、分散安定剤を除く同一処方で作製したポリウレタン樹脂のシートの物性は、ショアＡ硬さＨ_Ａが６０、破断時伸びが３６０％、破断時強度Ｔｂが３０ＭＰａであった。
実施例１−１〜１−１２：
脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝５０／５０を維持しつつ、架橋剤としてのトリメチロールプロパンの、長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたりの配合割合が、後述する表１に示すように、０．１モル〜５モルとなるように、各成分の配合量を調整し、かつ末端イソシアネート基の濃度を調整したこと以外は実施例１と同様にして、平均粒径が１５０μｍ、粒度分布が４０〜３００μｍである、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。
（潤滑剤組成物の製造と評価）
上記実施例１、１−１〜１−１２で作製したポリウレタン樹脂の粒子を、ポリαオレフィン油に石けん系増ちょう剤を添加したグリース１００重量部に対して４０重量部の配合割合で配合して、潤滑剤組成物としてのグリースを調製した。

そしてこのグリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の実機の減速機に充てんして、歯打ち音や摺動音が複合した異音（ｄＢ（Ａ））、および操舵トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。なおウォームギヤ機構は、鉄系の金属製のウォームとポリアミド樹脂系の樹脂製のウォームホイールとを組み合わせた。また、バックラッシは２′とした。異音の測定結果を表１および図３に、操舵トルクの測定結果を表１および図４に示す。

表および図より、長鎖ポリオール１モルあたりの、架橋剤としてのトリメチロールプロパンの割合を大きくするほど、ポリウレタン樹脂の３次元網目状構造を密にして、ポリウレタン樹脂の粒子を硬くできるため、減速機の騒音を低減できるものの、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇する傾向にあること、逆に、長鎖ポリオール１モルあたりの、架橋剤としてのトリメチロールプロパンの割合を小さくするほど、ポリウレタン樹脂の３次元網目状構造を粗にして、ポリウレタン樹脂の粒子を軟らかくできるため、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの上昇を抑えることができるものの、減速機の騒音が上昇する傾向にあることが判った。
（緩衝材粒子の作製）
実施例２：
脂肪族ポリエステルポリオールＡおよび芳香族ポリエステルポリオールＢとしては、それぞれ、実施例１で使用したのと同じものを用いた。

窒素置換した１リットルのフラスコ中に、上記脂肪族ポリエステルポリオール３４６．８ｇと、芳香族ポリエステルポリオール６１．２ｇと、分散媒としてのイソオクタン４９０ｇと、分散安定剤〔日本ポリウレタン工業(株)製のＮ−５７４１〕３７ｇとを仕込んだ。脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝８５／１５とした。

次に、かく拌を開始して、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールとを、イソオクタン中に分散させた状態で、触媒としてのジ−ｎ−ブチルスズジラウレート０．００３ｇを加え、さらに、ポリイソシアネートとしてのヘキサメチレンジイソシアネート１３８ｇを加えて、８０〜９０℃で３時間、反応させた。
そして、反応液を逐次、分析して、末端イソシアネート基の濃度が４．６％に達した時点で、架橋剤としてのトリメチロールプロパン５３ｇ（長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたり、２．５モルの割合に相当）を加えて、８０〜９０℃で、さらに３時間、反応させた後、固形分をロ別し、乾燥して、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。

ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は１５０μｍ、粒度分布は４０〜３００μｍであった。また、分散安定剤を除く同一処方で作製したポリウレタン樹脂のシートの物性は、ショアＡ硬さＨ_Ａが７０、破断時伸びが３１０％、破断時強度Ｔｂが２７ＭＰａであった。
実施例２−１〜２−１０：
架橋剤としてのトリメチロールプロパンの、長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたりの配合割合は、２．５モルを維持しつつ、脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合が、後述する表２に示すように、Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５となるように、各成分の配合量を調整し、かつ末端イソシアネート基の濃度を調整したこと以外は実施例２と同様にして、平均粒径が１５０μｍ、粒度分布が４０〜３００μｍである、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。
（潤滑剤組成物の製造と評価）
上記実施例２、２−１〜２−１０で作製したポリウレタン樹脂の粒子を、ポリαオレフィン油に石けん系増ちょう剤を添加したグリース１００重量部に対して４０重量部の配合割合で配合して、潤滑剤組成物としてのグリースを調製した。

そしてこのグリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の実機の減速機に充てんして、歯打ち音や摺動音が複合した異音（ｄＢ（Ａ））、および操舵トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。なおウォームギヤ機構は、鉄系の金属製のウォームとポリアミド樹脂系の樹脂製のウォームホイールとを組み合わせた。また、バックラッシは２′とした。異音の測定結果を表２および図５に、操舵トルクの測定結果を表２および図６に示す。

表および図より、長鎖ポリオールとして脂肪族ポリエステルポリオールＡの割合を多くするほど、ポリウレタン樹脂の粒子を軟らかくできるため、電動パワーステアリング装置の操舵トルクの上昇を抑えることができるものの、減速機の騒音が上昇する傾向にあること、逆に芳香族ポリエステルポオリオールＢの割合を多くするほど、ポリウレタン樹脂の粒子を硬くできるため、減速機の騒音を低減できるものの、電動パワーステアリング装置の操舵トルクが上昇する傾向にあることが判った。
（緩衝材粒子の作製）
実施例３：
脂肪族ポリエステルポリオールＡおよび芳香族ポリエステルポリオールＢとしては、それぞれ、実施例１で使用したのと同じものを用いた。

窒素置換した１リットルのフラスコ中に、上記脂肪族ポリエステルポリオール３６５．５ｇと、芳香族ポリエステルポリオール６４．５ｇと、分散媒としてのイソオクタン４９０ｇと、分散安定剤〔日本ポリウレタン工業(株)製のＮ−５７４１〕１８ｇとを仕込んだ。脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝８５／１５とした。

次に、かく拌を開始して、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールとを、イソオクタン中に分散させた状態で、触媒としてのジ−ｎ−ブチルスズジラウレート０．００３ｇを加え、さらに、ポリイソシアネートとしてのヘキサメチレンジイソシアネート１２５ｇを加えて、８０〜９０℃で３時間、反応させた。
そして、反応液を逐次、分析して、末端イソシアネート基の濃度が３．９％に達した時点で、架橋剤としてのトリメチロールプロパン４５ｇ（長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたり、２．０モルの割合に相当）を加えて、８０〜９０℃で、さらに３時間、反応させた後、固形分をロ別し、乾燥して、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。

ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は１５０μｍ、粒度分布は４０〜３００μｍであった。また、分散安定剤を除く同一処方で作製したポリウレタン樹脂のシートの物性は、ショアＡ硬さＨ_Ａが６８、破断時伸びが３６０％、破断時強度Ｔｂが２４ＭＰａであった。
（潤滑剤組成物の製造と評価）
上記実施例３で作製したポリウレタン樹脂の粒子を、ポリαオレフィン油に石けん系増ちょう剤を添加したグリース１００重量部に対して４０重量部の配合割合で配合して、潤滑剤組成物としてのグリースを調製した。

そしてこのグリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の実機の減速機に充てんして、歯打ち音や摺動音が複合した異音（ｄＢ（Ａ））、および操舵トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。なおウォームギヤ機構は、鉄系の金属製のウォームとポリアミド樹脂系の樹脂製のウォームホイールとを組み合わせた。また、バックラッシは２′とした。異音の測定結果は５３．５ｄＢ、操舵トルクの測定結果は１．６Ｎ・ｍであった。

実施例４：
脂肪族ポリエステルポリオールＡおよび芳香族ポリエステルポリオールＢとしては、それぞれ、実施例１で使用したのと同じものを用いた。
窒素置換した１リットルのフラスコ中に、上記脂肪族ポリエステルポリオール３４６．５ｇと、芳香族ポリエステルポリオール１１５．５ｇと、分散媒としてのイソオクタン４９０ｇと、分散安定剤〔日本ポリウレタン工業(株)製のＮ−５７４１〕３１ｇとを仕込んだ。脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝７５／２５とした。

次に、かく拌を開始して、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールとを、イソオクタン中に分散させた状態で、触媒としてのジ−ｎ−ブチルスズジラウレート０．００３ｇを加え、さらに、ポリイソシアネートとしてのヘキサメチレンジイソシアネート１０７ｇを加えて、８０〜９０℃で３時間、反応させた。
そして、反応液を逐次、分析して、末端イソシアネート基の濃度が２．６％に達した時点で、架橋剤としてのトリメチロールプロパン３１ｇ（長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたり、１．２モルの割合に相当）を加えて、８０〜９０℃で、さらに３時間、反応させた後、固形分をロ別し、乾燥して、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。

ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は１５０μｍ、粒度分布は４０〜３００μｍであった。また、分散安定剤を除く同一処方で作製したポリウレタン樹脂のシートの物性は、ショアＡ硬さＨ_Ａが６４、破断時伸びが２８０％、破断時強度Ｔｂが２４ＭＰａであった。
（潤滑剤組成物の製造と評価）
上記実施例４で作製したポリウレタン樹脂の粒子を、ポリαオレフィン油に石けん系増ちょう剤を添加したグリース１００重量部に対して４０重量部の配合割合で配合して、潤滑剤組成物としてのグリースを調製した。

そしてこのグリースを、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の実機の減速機に充てんして、歯打ち音や摺動音が複合した異音（ｄＢ（Ａ））、および操舵トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。なおウォームギヤ機構は、鉄系の金属製のウォームとポリアミド樹脂系の樹脂製のウォームホイールとを組み合わせた。また、バックラッシは２′とした。異音の測定結果は５４ｄＢ（Ａ）、操舵トルクの測定結果は１．５Ｎ・ｍであった。

比較例１：
脂肪族ポリエステルポリオールＡおよび芳香族ポリエステルポリオールＢとしては、それぞれ、実施例１で使用したのと同じものを用いた。
窒素置換した１リットルのフラスコ中に、上記脂肪族ポリエステルポリオール２５０ｇと、芳香族ポリエステルポリオール２５０ｇと、分散媒としてのイソオクタン４００ｇと、分散安定剤〔日本ポリウレタン工業(株)製のＮ−５７４１〕４６ｇとを仕込んだ。脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族ポリエステルポリオールＢの割合は、重量比Ａ／Ｂ＝５０／５０とした。

次に、かく拌を開始して、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールとを、イソオクタン中に分散させた状態で、触媒としてのジ−ｎ−ブチルスズジラウレート０．００３ｇを加え、さらに、ポリイソシアネートとしてのヘキサメチレンジイソシアネート９７ｇを加えて、８０〜９０℃で３時間、反応させた。
そして、反応液を逐次、分析して、末端イソシアネート基の濃度が１．５％に達した時点で、鎖延長剤として水２０ｇ（長鎖ポリオールとしての脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの総量１モルあたり、０．５モルの割合に相当）を加えて、６０〜７０℃で、さらに３時間、反応させた後、固形分をロ別し、乾燥して、緩衝材粒子としてのポリウレタン樹脂の粒子６００ｇを作製した。

ポリウレタン樹脂の粒子の平均粒径は１５０μｍ、粒度分布は４０〜３００μｍであった。また、分散安定剤を除く同一処方で作製したポリウレタン樹脂のシートの物性は、ショアＡ硬さＨ_Ａが５８、破断時伸びが５００％、破断時強度Ｔｂが１１ＭＰａであった。
このポリウレタン樹脂の粒子は熱可塑性であって、ゲルパーミェーションクロマトグラムによって測定した数平均分子量Ｍｎ＝７５０００であった。また、ガラス転移温度Ｔｇ＝−４２℃であった。そしてこのものは、耐熱性および耐油性を有しないため、グリースを調整した際に、多数の粒子が凝集し、一体化してしまい、グリース中に均一に分散させることができなかった。

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断面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 本発明の実施例において、長鎖ポリオールに対する架橋剤の割合と、電動パワーステアリング装置の減速機の異音との関係を測定した結果を示すグラフである。 本発明の実施例において、長鎖ポリオールに対する架橋剤の割合と、電動パワーステアリング装置の操舵トルクとの関係を測定した結果を示すグラフである。 本発明の実施例において、長鎖ポリオールとしての、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの配合割合と、電動パワーステアリング装置の減速機の異音との関係を測定した結果を示すグラフである。 本発明の実施例において、長鎖ポリオールとしての、脂肪族ポリエステルポリオールと芳香族ポリエステルポリオールの配合割合と、電動パワーステアリング装置の操舵トルクとの関係を測定した結果を示すグラフである。

Ａ 噛み合い部分
Ｍ 電動モータ
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 (6)

1. 潤滑剤と、緩衝材粒子とを含む潤滑剤組成物において、緩衝材粒子が、
   (1) 脂肪族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた脂肪族ポリエステルポリオールＡと、芳香族カルボン酸と低分子量ポリオールとを反応させた芳香族ポリエステルポリオールＢとを、重量比Ａ／Ｂ＝５／９５〜９５／５の割合で配合した、数平均分子量５００以上の長鎖ポリオールと、
   (2) 前記長鎖ポリオール１モルに対して０．１〜５モルの、１分子中に活性水素基を３以上有する架橋剤と、
   (3) ポリイソシアネートとを、
   反応させて合成したポリウレタン樹脂の粒子であることを特徴とする潤滑剤組成物。
2. ポリウレタン樹脂の粒子が、長鎖ポリオールと、架橋剤と、ポリイソシアネートとを、非水系の分散媒中に分散させつつ反応させて製造された球状の粒子である請求項１記載の潤滑剤組成物。
3. 潤滑剤がグリースであり、グリースの、緩衝材粒子を添加した状態でのちょう度が、ＮＬＧＩ番号で表してＮｏ．２〜Ｎｏ．０００である請求項１記載の潤滑剤組成物。
4. 潤滑剤が潤滑油であり、潤滑剤の動粘度が５〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）である請求項１記載の潤滑剤組成物。
5. 小歯車と大歯車とを備え、両歯車の噛み合い部分を含む領域に、請求項１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。
6. 操舵補助用の電動モータの出力を、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。

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