(57)【要約】【課題】樹脂（プラスチック）歯車装置等に対して、潤滑剤として要求される潤滑特性のみならず、特に高速−高荷重環境下におけるトルクの伝達効率の向上を図れるグリース組成物を提供すること。【解決手段】（ａ）ポリアルファオレフィン油からなる１００℃における動粘度４〜８ｍｍ２／ｓである基油、（ｂ）リチウム石鹸からなる増ちょう剤、（ｃ）スチレンイソプレン樹脂からなる増粘剤、及び（ｄ）テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体の少なくとも一方を含む、固体潤滑剤を含有する、樹脂潤滑用グリース組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリアルファオレフィン油からなる１００℃における動粘度４〜８ｍｍ２／ｓである基油、
（ｂ）リチウム石鹸からなる増ちょう剤、
（ｃ）スチレンイソプレン樹脂からなる増粘剤、及び
（ｄ）テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体の少なくとも一方を含む、固体潤滑剤
を含有する、樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項２】
さらに（ｅ）耐摩耗剤を含有する、請求項１に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項３】
前記（ｄ）固体潤滑剤は、さらにメラミンシアヌレートを含む、請求項１に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項４】
前記（ｄ）固体潤滑剤は、さらにポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項３に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項５】
前記（ｄ）固体潤滑剤であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体の少なくとも一方を、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、２質量％乃至１０質量％の割合で含むことを特徴とする、請求項１に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項６】
前記（ｄ）固体潤滑剤は、少なくともテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項７】
前記（ｅ）耐摩耗剤は、トリクレジルホスフェートを含むものであり、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、トリクレジルホスフェートを０．５質量％乃至３質量％の割合で含むことを特徴とする、請求項２に記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のグリース組成物が塗布された樹脂歯車装置。
【請求項９】
請求項８に記載の樹脂歯車装置を有するアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂潤滑用グリース組成物、すなわち、樹脂と樹脂、樹脂と金属などの他の材料との間の潤滑性を良好にするグリース組成物に関し、特に車載用空調処理（「Heating Ventilation and Air Conditioning」。「ＨＶＡＣ」とも言う。）システムのアクチュエータに用いる樹脂歯車装置に対して好適に適用できる、樹脂潤滑用グリース組成物、並びに該樹脂潤滑用グリース組成物を塗布した樹脂歯車装置、並びに該樹脂歯車装置を備えたアクチュエータに関する。ここで樹脂歯車装置とは樹脂歯車、すなわち樹脂製の歯車を少なくとも一つ以上備えた装置をいう。
【背景技術】
【０００２】
樹脂（プラスチック）製の歯車や摺動部材は、軽く、薬品に侵されにくく、錆びず、また運転騒音が小さく、自己潤滑性を有するという特徴を有する。加えて大量生産に適し、低いコストで生産できる等の優れた特徴を有していることから、近年、自動車部品、家電製品、電子情報機器、ＯＡ機器等の各種機械などに幅広く使用されている。
こうした樹脂製の部材表面に潤滑性を付与することを目的として、種々のグリース組成物の提案がある。例えば基油、増ちょう剤、フッ素系界面活性剤及びスチレン系ブロック共重合体を含有するグリース組成物（特許文献１）、特定のポリマー材料を用いることで油分の分離の防止を図った非油分離性潤滑剤組成物（特許文献２）、高温条件下における油の分離を抑制したグリース組成物（特許文献３）、さらには、潤滑機能（動摩擦係数が低い）とともに静止機能（静摩擦係数が高い）を併せ持つべく、固体潤滑剤としてメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を併用するグリース組成物（特許文献４）等の提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９７４２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７１８８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７７１０５号公報
【特許文献４】特許第５４５０９３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載ＨＶＡＣ用のアクチュエータに使用される樹脂歯車においても、金属歯車と同様に歯車の噛み合せ部及び歯車軸受部にグリースが用いられている。ただし車載用であるため、潤滑性能は当然のことながら、高速−高荷重環境下においても十分な性能を発揮できるグリース組成物に対する要求がある。すなわち、ＨＶＡＣ用のアクチュエータは、多数の歯車（ギヤ）で構成され、多段減速することでトルクを増加させる機構を有してなるが、昨今の製品の軽薄短小に伴い、歯車の点数を減らす傾向があり、それに伴い、モータには更なる高速回転が求められ、そして歯車と歯車の間には高荷重の負荷がかかることとなる。そのため、適用されるグリースにも応力がかかり、こうした環境下におけるグリースの潤滑特性が重要となる。
しかしこれまで、非粘着性や滑り性に優れる点から固体潤滑剤として使用されてきたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐荷重性が低く、ポリテトラフルオロエチレンのみを固体潤滑剤として配合したグリース組成物は、高速−高荷重環境下ではトルクの伝達効率が低下するなどの問題がみられる。
【０００５】
そこで本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、樹脂（プラスチック）歯車装置等に対して、潤滑剤として要求される潤滑特性のみならず、特に高速−高荷重環境下におけるトルクの伝達効率の向上を図れるグリース組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、固体潤滑剤として、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）あるいはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）を採用することにより、トルク伝達効率を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち本発明は、（ａ）ポリアルファオレフィン油からなる１００℃における動粘度４〜８ｍｍ２／ｓである基油、
（ｂ）リチウム石鹸からなる増ちょう剤、
（ｃ）スチレンイソプレン樹脂からなる増粘剤、及び
（ｄ）テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体の少なくとも一方を含む、固体潤滑剤
を含有する、樹脂潤滑用グリース組成物に関する。
【０００８】
前記（ｄ）固体潤滑剤は、さらにメラミンシアヌレートを含んでいてもよく、この場合にさらにポリテトラフルオロエチレンを含んでいてもよい。
前記（ｄ）固体潤滑剤であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体の少なくとも一方は、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、２質量％乃至１０質量％の割合で含むことが好ましい。
また特に前記（ｄ）固体潤滑剤は、少なくともテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体を含むことが好適である。
【０００９】
好ましい態様において、さらに本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は（ｅ）耐摩耗剤を含有し、特にトリクレジルホスフェートを含むことが好ましい。このとき、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、トリクレジルホスフェートを０．５質量％乃至３質量％の割合で含むことが好適である。
【００１０】
さらに本発明は、前記グリース組成物が塗布された樹脂歯車装置、並びに該樹脂歯車装置を有するアクチュエータも対象とする。
【００１１】
また本発明の別の形態として、
（ａ）ポリアルファオレフィン油からなる１００℃における動粘度４〜８ｍｍ２／ｓである基油、
（ｂ）リチウム石鹸からなる増ちょう剤、
（ｃ）スチレンイソプレン樹脂からなる増粘剤、及び
（ｄ）テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体と、
メラミンシアヌレート及びテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の少なくとも一方、とを含む、固体潤滑剤
を含有する、樹脂潤滑用グリース組成物が挙げられる。
好ましい態様において、さらに（ｅ）耐摩耗剤を含有してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、樹脂製の歯車や軸受部等の摺動部品に対して優れた潤滑特性を提供するのみならず、高速−高荷重環境下においてトルクの伝達効率を優
れたものとすることができる。
このため本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、特に自動車のアクチュエータの軸受等の摺動部に好適に使用可能である。
また本発明によれば、上述の構成を有する樹脂潤滑用グリース組成物を樹脂歯車装置に用いることにより、高速−高荷重環境下においてトルクの伝達効率に優れる樹脂歯車装置、そして該樹脂歯車装置を具えた、特にＨＶＡＣシステムに適するアクチュエータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明が対象とするアクチュエータの一例であって、その要部構造を説明する模式図である。
【図２】図２は、本発明が対象とするアクチュエータにおける多段歯車装置の一例であって、そのより詳細な模式図であり、図２（ａ）は多段歯車装置の正面図、図２（ｂ）多段歯車装置の側面図（一部断面を含む）を示す。
【図３】図３は、実施例で実施したトルク伝達効率の測定に用いた装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、（ａ）基油、（ｂ）増ちょう剤、（ｃ）増粘剤、（ｄ）固体潤滑剤、並びに所望により（ｅ）耐摩耗剤を含有する。
【００１５】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物に使用する（ａ）基油は、低粘度の合成炭化水素油を使用し、具体的にはポリアルファオレフィン油（以下、ＰＡＯとも称する）からなる。本発明において、上記ＰＡＯからなる基油は、１００℃における動粘度が４〜８ｍｍ２／ｓであるものを使用する。
本発明において、該基油の粘度が上記数値範囲より大きい場合、低温下におけるトルク性能が劣ることとなり、また上記数値範囲より小さい場合には、高温での蒸発量が増加するため好適でない。
【００１６】
上記（ａ）基油は、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて７０質量％乃至９０質量％の割合で含むことが好ましく、例えば７５質量％乃至９０質量％の割合にて含む。
【００１７】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は（ｂ）増ちょう剤としてリチウム石鹸を使用する。
【００１８】
上記（ｂ）増ちょう剤は、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて３質量％乃至１５質量％の割合で含むことが好ましく、例えば３質量％乃至１０質量％の割合にて含むことが好ましい。
なお本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、高速−高荷重環境下における使用に適切なちょう度（混和ちょう度）となるように、上記（ａ）基油及び上記（ｂ）増ちょう剤の配合量を適宜調整する。
例えば、前記（ａ）基油と（ｂ）増ちょう剤の配合量を、質量割合にて９４．０：６．０〜９４．５：５．５の範囲に、あるいは９４．０：６．０〜９４．４：５．６の範囲に調整することができる。
【００１９】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物において、（ｃ）増粘剤は、グリース組成物に通常使用されるポリマー等を使用できるが、中でも増粘剤としての効果、並びにグリース組成物として使用した時の装置の低温起動性や耐久性等への効果等を考慮し、スチレンイソプレン樹脂を使用する。
【００２０】
スチレンイソプレン樹脂としては、数平均分子量が１００，０００乃至２００，０００のものを好適に使用し得、分子量が高いものの方が増粘剤としての作用が大きいものとなる。
本発明で使用するスチレンイソプレン樹脂は上述の数平均分子量を有するものであれば特に限定されず好適に使用し得るが、具体例を挙げるとすれば、たとえばＪＳＲ（株）製ＪＳＲ  ＳＩＳ  ５２００、同５４０５、同５５０５；ルーブリゾール（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ）社製Ｌｕｂｒｉｚｏｌ（登録商標）７３０６、同７３０８、同７４６０；インフィニアムジャパン（株）製Ｉｎｆｉｎｅｕｍ（登録商標）ＳＶ１４０、同ＳＶ１５０、同ＳＶ１６０；（株）クラレ製Ｓｅｐｔｏｎ（登録商標）１００１、同１０２０などが挙げられる。
【００２１】
上記（ｃ）増粘剤は、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、０．５質量％乃至１０質量％の割合で含むことが好ましく、例えば２質量％乃至８質量％の割合で含むことが好ましい。
【００２２】
またこの他にも、増粘剤として液状イソプレンゴム、ポリブテン、ポリイソブチレン等を併用することもできる。但し、高粘度を有するＰＡＯ１００等のポリアルファオレフィン、或いはアルファオレフィンコポリマー（ＡＯＣＰ）等は、低温下における粘度上昇が懸念されるため使用を控えることが望ましい。
【００２３】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物において、（ｄ）固体潤滑剤としてテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の少なくとも一方を含む。
本発明では、固体潤滑剤として使用されてきたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に替えて、ＰＴＦＥより機械強度（圧縮強さ）が大きい上記テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）を採用することにより、高速−高荷重環境下におけるトルクの伝達効率を向上できるという効果を実現できる。
特に本発明の効果を最も好適に発揮するという観点より、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体を少なくとも使用することが好ましい。
【００２４】
これらテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の少なくとも一方は、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、２質量％乃至１０質量％の割合で含むことが好ましい。好ましくは、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の一方を含む場合には、その一方の配合量が、そしてテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）とテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の双方を含む場合には、双方の配合量の合計量が、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、いずれも２質量％乃至１０質量％であることが好ましい。上記数値範囲より過少である場合には所望の効果が得られず、一方、過多に配合した場合にはグリース組成物が硬質化して、音響特性に悪影響を与える虞がある。
【００２５】
さらに本発明の効果を損なわない範囲において、これらテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及び／又はテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）に加えて、（ｄ）固体潤滑剤として、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を配合してもよい。好適な態様として、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の少なくとも一方を
含む態様において、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）をさらに含む態様、そしてメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）に加えてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む態様が挙げられる。
この場合、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の一方又は双方と、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のいずれか一方又は双方との合計（好適には固体潤滑剤全量としての配合量）が、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、２質量％乃至１０質量％の割合となるように、配合することが好ましい。そして、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＭＣＡ及びＰＴＦＥの合計に対して、ＭＣＡ及びＰＴＦＥのいずれか一方又は双方を５０質量％以下となるように配合することが好ましい。中でも、ＰＴＦＥの配合割合は、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＭＣＡ及びＰＴＦＥの合計に対して２０質量％以下とすることが好ましい。（ｄ）固体潤滑剤におけるＰＴＦＥの割合を増加させると、トルクの伝達効率の向上効果が鈍いものとなり得る。
【００２６】
なお一実施形態として、（ｄ）固体潤滑剤として、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）と、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）及びテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）の少なくとも一方、とを含む態様とすることができる。
【００２７】
さらに、本発明の効果を損なわない範囲において、前述の固体潤滑剤に加えて、炭酸カルシウムや二硫化モリブデンなどの当該技術分野に既知の固体潤滑剤を配合してもよい。
【００２８】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物において、さらに（ｅ）耐摩耗剤を含むことが好ましい。耐摩耗剤は、リン酸エステル、高分子エステル、硫黄系添加剤等を挙げることができる。
上記リン酸エステルとしてはトリクレジルホスフェート（Tricresyl phosphate）、トリフェニルホスフェート（Triphenyl phosphate）、トリブチルホスフェート（Tributyl phosphate）、トリオクチルホスフェート（Triocyl phosphate）、トリオレイルホスフェート（Trioleyl phosphate）等が挙げられる。
上記高分子エステルとしては、例えば脂肪族１価カルボン酸及び２価カルボン酸と、多価アルコールとのエステルが挙げられる。上記高分子エステルの具体例としては、例えばクローダジャパン社製のＰＲＩＯＬＵＢＥ（登録商標）シリーズなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また上記硫黄系添加剤としては、ジベンジルスルフィド（Dibenzyl Sulfide）、ジベンジルジスルフィド（Dibenzyl disulfide）等が挙げられる。
中でも、（ｅ）耐摩耗剤としてトリクレジルホスフェートを含むことが好ましい。
（ｅ）耐摩耗剤であるトリクレジルホスフェートは、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、０．５質量％乃至３質量％にて含むことが好ましい。０．５質量％よりも少ないと摩耗の抑制効果は見られず、３質量％よりも多いと樹脂の劣化促進（ケミカルアタック）を発生させる。
【００２９】
また、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、油性向上剤、腐食防止剤等の当該技術分野に既知の各種添加剤を適宜選択して配合してもよい。
例えば酸化防止剤としては、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ−ブ
チル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサンジオール−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）等のヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
これら酸化防止剤は一種を単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよく、通常、樹脂潤滑用グリース組成物の総質量に基いて、０．１質量％乃至５質量％の割合で添加することが好ましい。
【００３０】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、高速−高荷重環境下における使用に適切なちょう度（混和ちょう度）であれば、特にそのちょう度は限定されない。例えば、混和ちょう度範囲がおよそ４３０〜２６０の範囲内（ＮＬＧＩちょう度番号が００号、０号、１号又は２号）にあるもの、さらには混和ちょう度範囲がおよそ３６０〜２８０の範囲内（ＮＬＧＩちょう度番号が０号、１号又は２号）にあるものが挙げられる。これ以上に柔らかいグリース組成物とした場合、使用時にグリースの漏えいが起こり、また硬い場合は接触面にグリースが残存しにくくなり、また音響特性が悪化する場合がある。
【００３１】
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物を用いて潤滑する樹脂部材の樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
【００３２】
本発明に係る樹脂グリース組成物は、複写機、プリンター等の事務機器用部品、減速機・増速機、ギヤ、チェーン、モーター等の動力伝達装置、走行系部品、ＡＢＳ等の制御系部品、操舵系部品、変速機等の駆動系部品、パワーウィンドウモーター、パワーシートモーター、サンルーフモーター等の自動車補強部品、電子情報機器、携帯電話等のヒンジ部品、食品・薬品工業、鉄鋼、建設、ガラス工業、セメント工業、フィルムテンター等化学・ゴム・樹脂工業、環境・動力設備、製紙・印刷工業、木材工業、繊維・アパレル工業における各種部品や相対運動する機械部品等に広く適用可能であり、また、転がり軸受、スラスト軸受、動圧軸受、樹脂軸受、直動装置等の軸受等にも適用可能である。
【００３３】
特に本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、自動車の、特に車載ＨＶＡＣ用のアクチュエータ等において問題となる耐荷重性能、例えば高速−高荷重環境下でのトルクの伝達効率の向上に効果を発揮し得る。
アクチュエータは、一例としてステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転を順に減速して回転トルクを増強する少なくとも複数段の歯車で構成される歯車装置と、これらを内部に設置するベース部材から構成される。
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、歯車の噛み合せ部及び歯車の軸受部等に使用することにより、特に高速−高荷重環境下でのトルクの伝達効率の向上を図ることができる。
【００３４】
図１に本発明の一実施形態によるアクチュエータの要部構造を説明するための模式図を示す。なお、以下の「多段歯車装置」とは、少なくともいずれかの歯車が樹脂製である歯車を備えた多段の歯車装置を指す。すなわち、本発明が対象とするアクチュエータは、多段歯車装置において、樹脂製歯車と例えば金属製歯車等の樹脂以外の材料からなる歯車とが混在していてもよく、また樹脂製歯車のみで構成されていてもよい。
そして本発明の上記樹脂潤滑用グリース組成物が、前記樹脂製の歯車の軸受部に、そし
て樹脂製の歯車と樹脂製又は樹脂以外の材料からなる歯車との噛み合せ部に、それぞれ塗り備えられる。
【００３５】
図１に示すアクチュエータ１０は、ＨＶＡＣシステム用のアクチュエータである。このアクチュエータ１０は、ステッピングモータ１１と、このステッピングモータ１１の出力軸１１ａに一体回転可能に取り付けられた第一段歯車１２、及び第一段歯車１２と噛合された第二段歯車１３、並びに第二段歯車１３と噛合された第三段歯車１４等の複数段の歯車を有する多段歯車装置１５を備え、ステッピングモータ１１の回転を第一段歯車１２、第二段歯車１３、第三段歯車１４等の順に減速し、図示しない外部機器側に出力するように構成されている。
前記ステッピングモータ１１は、ロータ１１Ａと、このロータ１１Ａの外周に配設されたステータ１１Ｂを有してなり、ベース部材１６の一面側に縦置き型にして設置されている。
前記多段歯車装置１５は、ベース部材１６の他面側に、ステッピングモータ１１に対応するように設置されている。そして、ベース部材１６の一面側から孔１７を貫通して他面側、すなわち多段歯車装置１５側に突出されたステッピングモータ１１の出力軸１１ａに前記第一段歯車１２を取り付けてなる。
また、ステッピングモータ１１の外側には、このステッピングモータ１１を外側から保持する第１外装部材１８がベース部材１６と対向して設けられており、多段歯車装置１５の外側には、この多段歯車装置１５を外側から保持する第２外装部材１９がベース部材１６と対向して設けられている。すなわち、ステッピングモータ１１の出力軸１１ａ及び多段歯車装置１５の各軸は、それらベース部材１６及び第１外装部材１８及び第２外装部材１９にそれぞれ支持されている。また、第１外装部材１８と第２外装部材１９は互いに結合されて、アクチュエータ１０用のケースを構成してなる。
前記第二段歯車１３は、互いに軸方向に直結された第１歯車部１３ａと第２歯車部１３ｂとからなり、第１歯車部１３ａが第一段歯車１２と噛み合っており、第２歯車部１３ｂが第三段歯車１４と噛み合っている。なお、第１歯車部１３ａと第２歯車部１３ｂは好ましくは一体成型して作られるが、別体に成型して後から一体化するようにしても良い。
【００３６】
なお図１に示すアクチュエータ１０では、ステッピングモータ１１が回転すると、ステッピングモータ１１で発生した振動は第一段歯車１２及び第二段歯車１３に対して、図１中に一点鎖線で示すように伝播される。そして、最終的に第一段歯車１２と第二段歯車１３の噛み合せ部（噛合箇所）Ｘに集まり、噛み合せ部Ｘに大きな周期音を発生させる。また、第一段歯車１２と第二段歯車１３との回転方向の違いによっても振動と音圧に差異が生じ、振動音圧が大きい回転方向の振動音が騒音として耳につくことになる。そのため、一般に、歯車の噛み合せ部及び歯車の軸受部に、樹脂潤滑用グリース組成物を使用することで、騒音の低減を図る。
【００３７】
図２は、上記アクチュエータの多段歯車装置のより詳細な模式図であり、図２（ａ）は多段歯車装置の正面図、図（ｂ）多段歯車装置の側面図（一部断面を含む）である。図１同様、ステッピングモータ１１の出力軸１１ａに一体回転可能に取り付けられた第一段歯車１２と、第一段歯車１２に噛合されてなる第二段歯車１３、第二段歯車１３に噛合されてなる第三段歯車１４が図示され、また本図には、第二段歯車１３の軸２０、第三段歯車１４の軸２１がそれぞれ図示され、アクチュエータ出力軸２２についても図示される。
図２に示す態様では、第一段歯車１２と第二段歯車１３との噛み合せ部Ｘ、第二段歯車１３と第三段歯車１４との噛み合せ部Ｙ、第二段歯車１３の軸受部２０ａ、および第三段歯車１４の軸受部２１ａに、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物が塗布され、これによりこれらの部位にグリース塗布部が形成されている。
【００３８】
なお、本発明が対象とするアクチュエータにおいて、アクチュエータを構成する軸、す
なわちモータの出力軸、多段歯車装置の各軸並びにアクチュエータの出力軸は、金属製又は樹脂製のいずれであってもよい。
例えば、上記図１及び図２に示す二つの実施形態において、アクチュエータ１０のステッピングモータ１１の出力軸１１ａは金属製の回転する軸である。出力軸１１ａと第一段歯車１２は固定されており、第一段歯車１２は出力軸１１ａとともに回転するため、第一段歯車１２と出力軸１１ａの間には相対的に回転する軸受部は存在しない。
一方、第二段歯車１３の軸２０と第三段歯車１４の軸２１は、いずれも樹脂製であって固定軸である。そして第二段歯車と第三段歯車は、それぞれの固定軸に対して摺動しながら回転する。そのため、第二段歯車１３と第二段歯車の軸２０（固定軸）との間の軸受部２０ａ、並びに第三段歯車１４と第三段歯車の軸２１（固定軸）との間の軸受部２１ａには、本発明の樹脂潤滑用グリース組成物が噛みあわせ部Ｘ、Ｙに加えて塗布される。
【００３９】
これら図１及び図２に示す実施形態は一例であり、本明細書に記載された実施形態や具体的な実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
以下の実施例及び比較例のグリースの調製に使用した各成分の詳細及びその略称は以下のとおりである。
（ａ）基油
・ＰＡＯ４：ポリαオレフィン（１００℃における動粘度：４ｍｍ２／ｓ）
・ＰＡＯ６：ポリαオレフィン（１００℃における動粘度：６ｍｍ２／ｓ）
・ＰＡＯ８：ポリαオレフィン（１００℃における動粘度：８ｍｍ２／ｓ）
（ｂ）増ちょう剤
・Ｌｉ石鹸：１２ヒドロキシステアリン酸リチウム
（ｃ）増粘剤
・ＳＩＰ：スチレンイソプレン樹脂（Ｉｎｆｉｎｅｕｍ（登録商標）ＳＶ１５０）
（ｄ）固体潤滑剤
・ＰＦＡ：テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
・ＥＴＦＥ：テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体
・ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン（粒径１０〜２５μｍ）
・ＭＣＡ：メラミンシアヌレート（粒径１５〜３０μｍ）
（ｅ）耐摩耗剤
・ＴＣＰ：トリクレジルホスフェート
（その他添加剤）
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤：ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］
【００４２】
〔グリース組成物の調製〕
下記各表に示す配合量にて（ａ）基油及び（ｂ）増ちょう剤を加熱撹拌し、溶解させた後冷却し、ここに（ｃ）増粘剤、（ｄ）固体潤滑剤、さらに（ｅ）耐摩耗剤及び酸化防止剤を加え、ロールミルで均質化し、実施例１乃至実施例１５及び比較例１乃至比較例４のグリース組成物を調製した。
得られたグリース組成物に関する混和ちょう度並びにトルク伝達効率について、それぞれ以下の手順を用いて評価した。
【００４３】
（１）混和ちょう度（ＪＩＳ  Ｋ２２２０  ７．）
グリースの外観的硬さを評価するものであり、潤滑油の粘度に相当するものといえる。
試験温度：２５℃
試験方法：ＪＩＳ  Ｋ２２２０  ７．に準拠し、標準円すいを用いる混和ちょう度試験の手順に従い、６０往復混和した直後に混和ちょう度測定を行った。
【００４４】
（２）トルク伝達効率測定
図３に示す実験装置（概念図）にて、トルク伝達効率の測定を行った。
図３に示す実験装置３１は、サーボモータ３２、駆動側トルク測定機３３、駆動側支持軸受３４、駆動側ギヤ３５、従動側ギヤ３６、従動側支持軸受３７、従動側トルク測定機３８、パウダーブレーキ３９、及びデータロガー４０から構成される。
図３に示すように、サーボモータ３２から発生するトルクを、駆動側トルク測定機３３及び駆動側支持軸受３４を介して駆動側ギヤ３５から従動側ギヤ３６に伝達するように、これら２個のギヤが噛合し対向結合されるように配置される。従動側ギヤ３６に伝達されたトルクは、従動側支持軸受３７及び従動側トルク測定機３８を介してパウダーブレーキ３９に伝達される。ここで、駆動側においてサーボモータ３２は駆動側ギヤ３５のトルクの回転数を制御し、従動側においてパウダーブレーキ３９は従動側ギヤ３６のトルクを制御する。そして、駆動側トルク測定機３３並びに従動側トルク測定機３８にて測定された各トルクはデータロガー４０にて保存される。
下記実験条件を用いて実験装置を作動させ、データロガー４０にて保存された各トルク値より、以下の式を用いてトルク伝達効率を算出した。
＜実験条件＞
・駆動側  １ｓｔギヤ：ウォームギヤ（材質：ＰＡ６６）  回転数２，０００ｒｐｍ
・従動側  ２ｎｄギヤ：はすばギヤ  （材質：ＰＯＭ）
・減速比：１／２０
＜トルク伝達効率＞
・伝達効率（％）＝［（従動側トルク値×減速比）／駆動側トルク］×１００
【００４５】
［実施例１乃至実施例１５、比較例１乃至比較例４］
表１に従い調製した実施例及び比較例のグリース組成物に関して行った各種評価の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2018090680.tif 000002
【００４７】
表１に示すように、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）あるいはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の一方又は双方を採用することにより（実施例１乃至実施例３）、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）及びメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）を採用した場合（比較例１）と比べて、トルク伝達効率を向上させることができた。またＥＴＦＥとＭＣＡの組み合わせにおいて好適な結果が得られるという傾向が観察された。
【００４８】
また耐摩耗剤を配合することによってトルク伝達効率は向上し（実施例４乃至実施例１５）、ＰＴＦＥとＭＣＡを配合（比較例２）、ＰＴＦＥのみ配合（比較例３）及び固体潤滑剤の配合なし（比較例４）の例と比べて、ＰＦＡ又はＥＴＦＥの一方又は双方を配合することにより（実施例４乃至実施例８）で、よりトルク伝達効率が向上した。特に、ＰＦＡ又はＥＴＦＥの配合量が少ない場合であっても（実施例５、実施例７）、それより添加量の多いＰＴＦＥとＭＣＡ（比較例２）、ＰＴＦＥのみ（比較例３）の配合と比べて、トルク伝達効率が向上することが確認できた。
また、ＰＦＡ又はＥＴＦＥの少なくとも一方を採用することにより、ＭＣＡを併用した場合（実施例９及び実施例１０）においても、比較例と較べてトルク伝達効率は高い値に維持され、さらにＭＣＡとＰＴＦＥを併用した場合においても、ＰＴＦＥの配合量が（ｄ）固体潤滑剤全量の２０質量％程度であればトルク伝達効率を高い値に維持することが確認された（実施例１１乃至実施例１３）。
さらに、基油動粘度の変化によらず、ほぼ同様のトルク伝達効率の向上を実現することが確認された（実施例８、実施例１４及び実施例１５）。
【００４９】
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０      アクチュエータ
１１      ステッピングモータ
１１ａ    出力軸
１２      第一段歯車
１３      第二段歯車
１３ａ    第１歯車部
１３ｂ    第２歯車部
１４      第三段歯車
１５      多段歯車装置
１６      ベース部材
１７      孔
１８      第１外装部材（ケース）
１９      第２外装部材（ケース）
２０      第二段歯車の軸
２０ａ    軸受部（グリース塗布部）
２１      第三段歯車の軸
２１ａ    軸受部（グリース塗布部）
２２  アクチュエータ出力軸
Ｘ  第一段歯車と第二段歯車との噛み合せ部
Ｙ  第二段歯車と第三段歯車との噛み合せ部
３１  実験装置
３２  サーボモータ
３３  駆動側トルク測定機
３４  駆動側支持軸受
３５  駆動側ギヤ
３６  従動側ギヤ
３７  従動側支持軸受
３８  従動側トルク測定機
３９  パウダーブレーキ
４０  データロガー
【図１】
2018090680.tif 000003
【図２】
2018090680.tif 000004
【図３】
2018090680.tif 000005