涂布有树脂润滑用润滑脂组合物的树脂齿轮装置制造方法
【专利摘要】本发明提供具备可兼顾降噪和装置的长寿命化的塑料齿轮装置的促动器，特别是适合于HVAC系统且低温环境下起到上述效果的促动器。促动器，包含步进电动机、多级齿轮装置、设置它们的基底构件，所述多级齿轮装置包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮，各级齿轮分别与下一级齿轮咬合，所述促动器的特征在于，所述多级齿轮装置在至少任意一个齿轮的轴承部以及齿轮与齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含(a)由聚α烯烃油形成且100℃时的运动粘度为4～6mm2/s的基油、(b)作为锂皂的增稠剂、(c)增粘剂、(d)固体润滑剂、以及(e)耐磨损剂，该组合物的稠度为NLGI稠度编号00号、0号、1号或2号。
【专利说明】涂布有树脂润滑用润滑脂组合物的树脂齿轮装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂布有树脂润滑用润滑脂组合物的树脂齿轮装置以及具备该树脂齿轮装置、例如多极齿轮装置的促动器，特别是涉及用于车载用空调处理(“暖通空调(Heating Ventilation and Air Conditioning) ”，以下称为“HVAC”)系统用的促动器的树脂齿轮装置。这里的树脂齿轮装置是指具备至少一个以上的树脂齿轮、即树脂制的齿轮的
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【背景技术】
[0002]在汽车产业界，基于如今的节能潮流，急需开发混合动力车和电动汽车。这类混合动力车和电动汽车由于将电动机作为驱动源，与以往的燃油车相比，静音性能大幅改善。与之相应地，车内HVAC系统用促动器中以往的噪音水平不适合静音性能高的混合动力车和电动汽车，需要进一步的低噪音化。
[0003]因此，作为促动器等齿轮装置的降噪方案之一，采用将金属制的齿轮改为树脂制的齿轮(以下也简称“塑料齿轮”)的方法。
[0004]塑料齿轮和树脂(塑料)制的滑动构件具有重量轻，不易被药品侵蚀，不生锈，且运转噪音小，具有自润滑性等特点。另外，还具有适合于大量生产、能以低成本生产等优秀特点。
[0005]如上所述的塑料齿轮的原材料一般采用聚缩醛(POM)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂。此外，还已知通过采用聚氨酯橡胶或弹性体材料等的弹性齿轮，可获得降噪效果。
[0006]另一方面，为了赋予塑料齿轮等树脂制构件的表面以润滑性，与金属齿轮同样提出了各种用于齿轮的咬合部和齿轮轴承部的润滑脂组合物。例如，提出有包含基油、增稠剂、氟类表面活性剂和苯乙烯类嵌段共聚物的润滑脂组合物(专利文献I)、通过使用特定的聚合物材料而防止了油分分离的非油分离性润滑剂组合物(专利文献2)、抑制了高温条件下的油分离的润滑脂组合物(专利文献3)等。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利特开2007-297422号公报
[0010]专利文献2:日本专利特开2002 - 327188号公报
[0011]专利文献3:日本专利特开2012 - 177105号公报
[0012]发明的概要
[0013]发明所要解决的技术问题
[0014]如上所述，通过将塑料齿轮的树脂原材料改为聚氨酯橡胶或弹性体材料等的弹性齿轮，可获得降噪效果，但耐久性差，作为齿轮装置的寿命短，存在实用性的问题。
[0015]另一方面，用于上述促动器的塑料齿轮所用的润滑脂为车载用，因此不仅是润滑性能，还重视_40°C等低温环境下的运作性能和启动性能，特别是对于混合动力车和电动汽车也要求实现低电压化。另外，润滑脂的可靠性和长寿命化的要求也高，还要求润滑脂组合物全部满足这些性能要求。
[0016]此外，对于这样的低温环境下的启动性能，从润滑脂组成的观点来看，为了实现低温启动时的低电压化，重要的是使用低粘度基油，但蒸发量多，因而无法满足长寿命化。另外，如果使用高粘度基油，则蒸发特性良好，因此可实现长寿命化，但低温启动时需要高电压。如上所述，从润滑脂组合物的角度来看，存在低温环境下的启动性能的提高和润滑脂的长寿命化的兼顾非常困难的问题。
[0017]另外，为了避免对构成齿轮等的树脂材料造成化学损伤，树脂润滑用润滑脂的基油一般采用合成烃油(聚α烯烃)。然而，合成烃油与由锂皂形成的增稠剂的相容性差，油分离现象明显，存在油渗出而导致制品的污染和齿轮的静音性能受损的问题。
[0018]另外，促动器齿轮的轴承部采用与外壳材料一体成形的树脂制的销或金属制的轴，但伴随长期使用而发生树脂的磨损，为了提高树脂材料的强度而掺入的玻璃纤维从构件表面露出。并且，露出的硬质玻璃纤维进一步引发摩擦损耗，齿轮与轴承部的间隙增大，因此存在由此产生振动和噪音的问题。
[0019]另外，伴随树脂齿轮装置的长期使用，树脂齿轮表面的润滑脂被从接触面排除，齿轮之间相互振动，存在可能会导致噪音恶化的问题。
[0020]于是，本发明是鉴于这样的情况而完成的发明，其目的在于提供具备可通过使用特定的润滑脂而兼顾降噪和装置的长寿命化的塑料齿轮装置的促动器，特别是适合于HVAC系统且低温环境下起到这样的效果的促动器。
[0021]解决技术问题所采用的技术方案
[0022]本发明人为了实现上述目的而反复进行了认真研究，结果发现通过使用低粘度的基油并使用苯乙烯类共聚物和/或液状异戊二烯橡胶作为增粘剂，可获得能够实现良好的低温启动性能并抑制油分离的润滑脂组合物。
[0023]另外，还发现通过使用聚四氟乙烯和氰尿酸三聚氰胺作为固体润滑剂并使用磷酸三甲苯酯或高分子酯作为耐磨损剂，可获得树脂轴承部的耐磨损性提高的润滑脂组合物。
[0024]并且，发现通过将具有这样的构成的润滑脂组合物用于构成促动器的齿轮装置的各齿轮的咬合部和齿轮轴承部，可在降噪的同时实现制品的长寿命化，从而完成了本发明。
[0025]即，本发明涉及促动器，其包含步进电动机、多级齿轮装置、设置所述多级齿轮装置及所述步进电动机的基底构件，所述多级齿轮装置用于依次使所述步进电动机的旋转减速而增强旋转扭矩，包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮，各级齿轮分别与下一级齿轮咬合，所述促动器的特征在于，
[0026]所述多级齿轮装置在至少任意一个齿轮的轴承部以及齿轮与齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含
[0027](a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、
[0028](b)作为锂皂的增稠剂、
[0029](c)增粘剂、
[0030](d)固体润滑剂、以及
[0031](e)耐磨损剂，
[0032]该组合物的稠度为NLGI稠度编号00号、O号、I号或2号。[0033]此外，本发明涉及促动器，其包含电动机、包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮且各级齿轮分别与下一级齿轮咬合的多级齿轮装置、设置所述多级齿轮装置和所述电动机的基底构件的促动器，其特征在于，所述多级齿轮装置在所述齿轮与齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含
[0034](a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、
[0035](b)作为锂皂的增稠剂、
[0036](c)增粘剂、
[0037](d)固体润滑剂、以及
[0038](e)耐磨损剂，
[0039]该组合物的稠度为NLGI稠度编号00号、O号、1号或2号。
[0040]另外，本发明还以树脂齿轮装置为对象，其为至少包含安装于电动机的转轴的第一级齿轮和与第一级齿轮咬合的第二级齿轮的树脂齿轮装置，其特征在于，至少所述第一级齿轮和所述第二级齿轮中的任一个是树脂制，且在所述第一级齿轮与第二级齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含
[0041](a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、
[0042](b)作为锂皂的增稠剂、
[0043](c)增粘剂、
[0044](d)固体润滑剂、以及
[0045](e)耐磨损剂，
[0046]该组合物的稠度为NLGI稠度编号00号、O号、I号或2号。
[0047]所述(C)增粘剂较好是包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶中的至少
任一方。
[0048]在此，所述(C)增粘剂包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶中的任一方的情况下，较好是基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~6质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂，或者以5质量％~12质量％的比例包含液状异戊二烯橡胶。
[0049]或者，所述(C)增粘剂同时包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的情况下，较好是以液状异戊二烯橡胶相对于苯乙烯-异戊二烯树脂的质量比例为2~5的比例包含，这时较好是基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.9质量％~12质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的混合增粘成分。
[0050]此外，所述(d)固体润滑剂较好是以氰尿酸三聚氰胺相对于聚四氟乙烯的质量比例为0.6~9的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯，这时较好是基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以2质量％~10质量％的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯的混合润滑成分。
[0051]所述(d)固体润滑剂特别好是仅包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯。
[0052]另外，所述(e)耐磨损剂较好是包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方，这时较好是基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~3质量％的比例包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
[0053]发明的效果
[0054]根据本发明，通过将具有上述构成的树脂用润滑脂组合物用于多级齿轮装置和树脂齿轮装置，可提供磨损导致的齿轮的咬合部和轴承部的松动减少并兼顾降噪和制品的长寿命化的齿轮装置以及具备该齿轮装置的促动器。特别是对于噪音，具备上述构成的本发明的促动器可减小正转和反转的噪音水平差异，听觉上也获得明显的效果，还可提高搭载促动器的制品本身的品质。
[0055]尤其，本发明的促动器可使低温环境下的启动性能(低电压化)良好。
[0056]附图的简单说明
[0057]图1是说明本发明的促动器的主要结构的示意图。
[0058]图2是本发明的促动器中的多级齿轮装置的更详细的示意图，图2(a)表示多级齿轮装置的主视图，图2(b)表示多级齿轮装置的侧视图(包括局部剖面)。
[0059]图3是表示实施例中实施的耐久性评价(基于促动器实物的噪音测定)中的温度循环条件的图。
[0060]图4是表示实施例中实施的耐久性评价(噪音测定)的试验方法的示意图。
[0061]图5是实施例中实施的磨损试验所用的装置的概念图。
[0062]实施发明的方式
[0063]一般，由步进电动机和用于依次使所述步进电动机的旋转减速而增强旋转扭矩的至少以多级齿轮构成的多级齿轮装置构成的促动器中，设置于电动机转轴的一端的第一级齿轮与二级齿轮咬合旋转时，电动机为起 振源。另外，电动机的振动通过转轴和基底构件以及外装而使齿轮振动，该振动导致齿轮之间咬合时产生周期性噪音。促动器的结构上，无法将齿轮呈直线状排列，因此该周期性噪音根据旋转方向的不同而使振动和声压产生差异，振动声压大的旋转方向的振动声作为噪音被听到。此外，因轴承部的磨损而产生间隙，这也会导致振动和噪音。
[0064]本发明人通过采用为了降低这样的促动器中的电动机和齿轮装置导致的噪音而作为增粘剂特别掺入液状异戊二烯橡胶成分或苯乙烯类嵌段共聚物的润滑脂组合物，将其涂布于齿轮的咬合部和齿轮的轴承部，从而获得润滑脂对这些部分的均匀涂布性良好且可减少齿轮的咬合部和齿轮的轴承部的磨损并兼顾降噪和制品寿命的促动器，完成了本发明。
[0065]以下，参照附图对实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)进行详细说明。
[0066]另外，本发明中使用的“多极齿轮装置”是指具备至少任一个齿轮是树脂制的齿轮的多级的齿轮装置。即、本发明中的促动器是在多极齿轮装置中，树脂制齿轮和由例如金属制齿轮等树脂以外的材料构成的齿轮可以混合存在，或者也可以仅由树脂制齿轮构成。
[0067]而且，本发明中，后述的树脂用润滑脂组合物被分别涂布在所述树脂制的齿轮的轴承部、以及树脂制的齿轮与树脂制或由树脂以外的材料构成的齿轮的咬合部。
[0068]图1是用于说明基于本发明的一种实施方式的促动器的主要结构的示意图。
[0069]图1所示的促动器10为HVAC系统用促动器。该促动器10具备步进电动机11、具有以可旋转的方式一体安装于该步进电动机11的输出轴Ila的第一级齿轮12及与第一级齿轮12咬合的第二级齿轮13以及与第二级齿轮13咬合的第三级齿轮14等多级齿轮的多级齿轮装置15，按照第一级齿轮12、第二级齿轮13、第三级齿轮14等的顺序使步进电动机11的旋转减速，以输出至未图示的外部机器侧的方式构成。
[0070]所述步进电动机11具有转子IlA和设置于该转子IlA外周的定子11B，在基底构件16的一面侧以纵向方式设置。
[0071]所述多级齿轮装置15在基底构件16的另一面侧与步进电动机11对应地设置。另外，所述第一级齿轮12安装于从基底构件16的一面侧贯穿孔17而自另一面侧、即多级齿轮装置15侧突出的步进电动机11的输出轴11a。
[0072]此外，在步进电动机11的外侧与基底构件16相对地设有自外侧保持该步进电动机11的第I外装构件18，在多级齿轮装置15的外侧与基底构件16相对地设有自外侧保持该多级齿轮装置15的第2外装构件19。即，步进电动机11的输出轴Ila和多级齿轮装置15的各轴分别支承于这些基底构件16以及第I外装构件18和第2外装构件19。此外，第I外装构件18和第2外装构件19相互结合，构成促动器10用外壳。
[0073]所述第二级齿轮13由相互沿轴向直接结合的第I齿轮部13a和第2齿轮部13b构成，第I齿轮部13a与第一级齿轮12咬合，第2齿轮部13b与第三级齿轮14咬合。第I齿轮部13a和第2齿轮部13b较好是一体成形而制成，但也可以在分别成形后一体化。
[0074]如上所述，该实施方式的促动器10中，如果步进电动机11旋转，则由步进电动机11产生的振动如图1中的点划线所示向第一级齿轮12和第二级齿轮13传递。另外，最终集中于第一级齿轮12和第二级齿轮13的咬合部(咬合处)X，使咬合部X产生较大的周期性噪音。此外，振动和声压根据第一级齿轮12和第二级齿轮13的旋转方向的不同而产生差异，振动声压大的旋转方向的振动声作为噪音被听到。
[0075]于是，本实施 方式中，将后述的润滑脂组合物用于齿轮的咬合部和齿轮的轴承部，实现降噪和制品寿命的延长。
[0076]图2是本发明的实施方式的促动器的多级齿轮装置的更详细的示意图，图2(a)为多级齿轮装置的主视图，图2(b)为多级齿轮装置的侧视图(包括局部剖面)。与图1同样，图示有以可旋转的方式一体安装于步进电动机11的输出轴Ila的第一级齿轮12、与第一级齿轮12咬合的第二级齿轮13、与第二级齿轮13咬合的第三级齿轮14，且本图中分别图示有第二级齿轮13的轴20、第三级齿轮14的轴21，还对促动器输出轴22进行了图示。
[0077]另外，本实施方式中，分别在图2中的第一级齿轮12与第二级齿轮13的咬合部X、第二级齿轮13与第三级齿轮14的咬合部Y、第二级齿轮13的轴承部20a和第三级齿轮14的轴承部21a涂布有后述的润滑脂组合物，由此在这些部位形成有润滑脂涂布部。
[0078]另外，本发明的促动器中，构成促动器的轴、即电动机的输出轴、多级齿轮装置的各轴以及促动器的输出轴可以是金属制或树脂制中的任一种。
[0079]例如，上述图1及图2所示的两种实施方式中，促动器10的步进电动机11的输出轴Ila是金属制的旋转的轴。输出轴Ila与第一级齿轮12固定，第一级齿轮12与输出轴Ila —起旋转，所以在第一级齿轮12和输出轴Ila之间不存在相对旋转的轴承部。
[0080]另一方面，第二级齿轮13的轴20和第三级齿轮14的轴21均为树脂制且为固定轴。而且，第二级齿轮和第三级齿轮相对于各自的固定轴一边滑动一边旋转。所以，在第二级齿轮13和第二级齿轮的轴20 (固定轴)之间的轴承部20a、以及第三级齿轮14和第三级齿轮的轴21 (固定轴)之间的轴承部21a上，分别将后述的润滑脂组合物施加于咬合部X、Y以进行涂布。
[0081]作为可用作构成这些促动器(电动机的输出轴、齿轮、齿轮的轴、基底构件、外装构件(外壳)、促动器的输出轴等)的树脂构件的树脂，可例举苯乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、ABS树脂(ABS)、聚缩醛(POM)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂(PF)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)等。
[0082]用于本发明的促动器的树脂用润滑脂组合物包含(a)基油、(b)增稠剂、(C)增粘剂、(d)固体润滑剂以及(e)耐磨损剂，NLGI稠度编号为00号、O号、I号或2号(即，以混合稠度范围计大致在430~260的范围内)。更加柔软的润滑脂的情况下，使用时发生润滑脂的泄漏，且更硬的情况下，润滑脂难以残存于接触面。
[0083]上述(a)基油较好是使用低粘度的合成烃油，具体来说，本发明中使用的(a)基油由聚α烯烃油(以下也称ΡΑ0)形成，本发明中由上述PAO形成的基油使用100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油。
[0084]本发明中，该基油的粘度大于上述数值范围的情况下，低温下的扭矩性能差，而小于上述数值范围的情况下，高温下的蒸发量增加，因此不理想。
[0085]上述(a)基油的含有比例较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量为70质
量％~90质量％。
[0086]作为上述(b)增稠剂，使用锂皂。
[0087]上述(b)增稠剂的掺入量较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量为3质量％~15质量％的比例。 [0088]对于本发明中使用的树脂用润滑脂组合物，适当调整上述(a)基油和上述(b)增稠剂的掺入量而使其NLGI稠度编号为00号、O号、I号或2号。
[0089]上述(C)增粘剂可使用润滑脂组合物通常所用的聚合物等，从作为增粘剂的效果以及对用作润滑脂组合物时的装置的低温启动性能和耐久性等的效果等考虑，其中特别好是使用苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶。
[0090]作为苯乙烯-异戊二烯树脂，可优选使用数均分子量为100000~200000的树脂，分子量越高，则作为增粘剂的作用越大。本发明中使用的苯乙烯-异戊二烯树脂只要满足所述数均分子量即可，无特别限定，可良好地使用，若例举具体例子，则可例举例如JSR株式会社(J S R (株))制 JSR SIS5200、JSR SIS5405、JSR SIS5505，路博润株式会社(^一 V' 'J V 一 ^ ( L u b r i z ο I )社)制 Lubrizol (注册商标)7306、Lubrizol7308、Lubrizol7460,润英联日本株式会社(彳> 7 4 二 τ* Λ ? >(株))制Infineum(注册商标)SV140、InfineumSV150、Infineum SV160,株式会社可乐_ ((株)夕 9 > )制 Septon(注册商标)1001、SeptonlO2O 等。
[0091]此外，作为液状异戊二烯橡胶，较好是使用仅由异戊二烯单分子形成的均聚物型。含丁二烯的共聚物型的液状异戊二烯橡胶通过加热而引发热固化，即掺入润滑脂组合物中的情况下可能会产生导致润滑脂的固化和由此产生的机动性的恶化的问题，因此不理想。
[0092]上述液状异戊二烯橡胶(均聚物)较好是数均分子量在28000~54000左右的范围内。一般来说，如果大量包含数均分子量超过100000的液状异戊二烯橡胶，则可能会发生固化，对基油的分散性差。本发明中使用的液状异戊二烯橡胶只要具有所述性质即可，无特别限定，可良好地使用，若例举具体例子，则可例举例如株式会社可乐丽制 Kuraprene (注册商标)LIR-3CK KurapreneLIR-5CK Kuraprene LIR-200> KurapreneLIR-290,罗亚尔弹性体公司(口 4弋卟工卜7—文(ROYALELASTOMERS )社)制 IS0LENE40、IS0LENE400 等。
[0093]上述(c)增粘剂单独采用苯乙烯-异戊二烯树脂或液状异戊二烯橡胶的情况下，较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量，苯乙烯-戊二烯树脂的含有比例为0.5质量％~6质量更好是2质量％~4质量％。此外,液状异戍二烯橡胶的含有比例较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量为5质量％~12质量％，更好是5质量％~8质量％。
[0094]此外，上述(C)增粘剂并用苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的情况下，较好是以液状异戊二烯橡胶相对于苯乙烯-异戊二烯树脂的质量比例为2~5的比例、SP液状异戊二烯橡胶/苯乙烯-异戊二烯树脂=2~5的质量比例并用。另外，较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.9质量％~12质量％、更好是0.9质量％~6质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的混合增粘成分。
[0095]此外，除此之外，增粘剂还可使用聚丁烯、聚异丁烯、聚异丁烯等。但是，具有高粘度的PA0100等聚α烯烃或α烯烃共聚物(AOCP)等可能会在低温下发生粘度上升，因此不理想。
[0096]上述(d)固体润滑剂较好是并用氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯。从最好地发挥本发明的效果的观点来看，特别好是仅使用氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯。
[0097]氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯较好是以氰尿酸三聚氰胺相对于聚四氟乙烯的质量比例为0.6~9的比例、即氰尿酸三聚氰胺/聚四氟乙烯=0.6~9的质量比例并用。另外，较好是以基于该树脂用润滑脂组合物的总质量为2质量％~10质量％的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯的混合润滑成分。
[0098]在不破坏本发明的效 果的范围内，作为(d)固体润滑剂，可掺入碳酸钙或二硫化钥等该【技术领域】已知的固体润滑剂。
[0099]上述(e)耐磨损剂较好是使用磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
[0100]作为上述高分子酯，可例举例如脂肪族一元羧酸和二元羧酸与多元醇的酯。作为上述高分子酯的具体例子，可例举例如禾大日本公司(々口一夕' 〃 >社)制的PR10LUBE(注册商标)系列等，但并不仅限于这些例子。
[0101]较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~3质量％的比例包含这些磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
[0102]此外，在不破坏本发明的效果的范围内，本发明的促动器中使用的树脂用润滑脂组合物中可适当选择添加抗氧化剂、防锈剂、极压剂、油性提高剂、防腐蚀剂等。
[0103]作为抗氧化剂，可例举例如十八烷基-3-(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2，4-双(正辛基硫基)-6-(4-羟基 _3，5- 二叔丁基苯氛基)-1, 3, 5- 二嚷、I, 3, 5_ 二甲基-2，4, 6- 二(3，5- 二叔丁基-4-轻基苄基)苯、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1，6-己二醇-双[3- (3, 5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酷]、2，2_硫-二亚乙基双[3_ (3, 5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N，N’ -六亚甲基双(3，5- 二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)等受阻酚类抗氧化剂等。
[0104]这些抗氧化剂可单独使用I种，也可2种以上组合使用，通常较好是基于该树脂用润滑脂组合物的总质量以0.01质量％~5质量％的比例添加。
[0105]具有上述构成的树脂用润滑脂组合物不仅对树脂制的齿轮和轴承部等滑动部件提供良好的润滑特性，而且对于这些部件的渗油(油分离)得到改善，且可使低温下的启动性能(低电压化)和耐磨损特性良好。
[0106]因此，对于在齿轮的轴承部以及齿轮之间的咬合部涂有上述树脂用润滑脂组合物而成的本发明的促动器，齿轮等的污染的产生和齿轮的静音性能的损失得到抑制，低温下的启动性能良好，实现降噪，且实现装置的长寿命化。
[0107]本发明不仅限于上述中详述的构成的促动器，还以包含电动机、包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮且各级齿轮分别与下一级齿轮咬合的多级齿轮装置、设置所述多级齿轮装置和所述电动机的基底构件的促动器以及至少包含安装于电动机的转轴的第一级树脂齿轮和与第一级树脂齿轮咬合的第二级树脂齿轮的树脂齿轮装置中在齿轮之间的咬合部涂有所述的树脂用润滑脂组合物的促动器以及树脂齿轮装置为对象。构成这些促动器和树脂齿轮装置的主要结构和构成它们的树脂构件、树脂用润滑脂组合物可基于上文中详述的构成的促动器构成。另外，这些促动器以及树脂齿轮装置也如上所述，齿轮等的污染的产生和齿轮的静音性能的损失得到抑制，低温下的启动性能良好，实现降噪，且实现装置的长寿命化。
实施例
[0108]以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，本发明并不局限于此。
[0109][润滑脂组合物的制备及评价]
[0110]以下述各表所示的掺入量加热搅拌(a)基油和(b)增稠剂，溶解后冷却，向其中加入(C)增粘剂、(d)固体润滑剂、(e)耐磨损剂和抗氧化剂，通过辊磨机进行均质化，制成用于实施例1~实施例20以及比较例I~比较例9的润滑脂组合物。
[0111]润滑脂的制备中使用的各成分的详细情况及其简称如下。
[0112](a)基油
[0113].ΡΑ0:聚α烯烃(100°C时的运动粘度:4mm2/s)
[0114](b)增稠剂
[0115].Li皂:12-羟基硬脂酸锂
[0116](C)增粘剂
[0117].SIP:苯乙烯-异戍二烯树脂(Infineum(注册商标)SV150)
[0118].LIR:液状异戍二烯橡胶(Kuraprene (注册商标)LIR-50)
[0119](d)固体润滑剂
[0120].PTFE:聚四氟乙烯(粒径10~25 μ m)
[0121].MCA:氰尿酸三聚氰胺(粒径15~30 μ m)
[0122](e)耐磨损剂
[0123].TCP:磷酸三甲苯酯
[0124].高分子酯:禾大日本公司制PR10LUBE (注册商标)3986
[0125](其它添加剂)
[0126].受阻酚类抗氧化剂:季戊四醇四[3_(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]
[0127]对于所得的润滑脂组合物的特性，使用以下的步骤对混合稠度和离油度进行了评价。[0128](I)混合稠度(JIS K2220 7.)
[0129]用于评价润滑脂的表观硬度的指标，可认为与润滑油的粘度对应。
[0130]试验温度:25°C
[0131]试验方法:基于JIS K2220 7.，按照使用标准圆锥的混合稠度试验的步骤进行混合稠度测定。
[0132](2)离油度试验(JIS K2220 11.)
[0133]离油度是评价静态条件下的润滑脂的油分离倾向的指标。
[0134]对于离油度，在使用圆锥形金属网的滤器中取20g作为试样的各润滑脂组合物，移至重量已知的烧杯中，在规定温度(100°c)的恒温槽内保持规定时间(24小时)，放冷后测定烧杯中的分离油的重量，作为相对于试样的质量％算出。所得的分离油的质量％按照以下的基准进行了评价。如果分离油的质量％的数值高(润滑脂的油分离性高)，则贮存稳定性差，对于轴承等的长期使用也不利。
[0135].温度:100°C时间:24小时
[0136][评价:分离油的质量％]
[0137]O质量％以上~7质量％以下:〇可以使用
[0138]超过7质量X不可使用
[0139][采用促动器实物的评价]
[0140]使用上述的润滑脂组合物，实施了基于低温时的启动电压测定的低温启动性能评价以及基于一定荷重下的循环试验后的噪音测定的耐久性评价。
[0141]作为促动器实物，使用所述的具有图1所示的主要结构的促动器。
[0142](3)低温启动性能评价(采用促动器实物的启动电压测定)
[0143].荷重:20Ncm 环境温度:_40°C
[0144][评价:启动电压]
[0145]对于所测定的启动电压的值，按照以下的基准进行了评价。
[0146]低于9V: ◎低温启动性能特别优异
[0147]9V以上~低于12V:〇低温启动性能优异
[0148]12V以上~低于13V: Λ低温启动性能稍差
[0149]13V以上:X低温启动性能差
[0150](4)耐久性评价(采用促动器实物的耐久试验后的噪音测定)
[0151].荷重:35Ncm
[0152].环境温度:-30°C~85°C循环条件(参照图3)的恒温槽中实施试验。
[0153].如图4所示，在促动器实物的输出轴设置臂和砝码(负荷荷重)，以上述温度条件使安装于促动器输出轴的臂和砝码的往复运动(CW、CCW1次的往复运动)连续进行45000次(I次约15秒)。
[0154].上述荷重和环境温度下的连续动作后，在与促动器的距离为约IOOmm的位置设置麦克风，实施噪音(声压)测定。耐久试验前的噪音为约28dB。按照以下的基准进行了评价。
[0155][噪音评价]
[0156]35dB以下:〇作为促动器良好的噪音水平[0157]高于35dB~低于40Db: Λ作为促动器可使用的噪音水平
[0158]40dB以上:X作为促动器不可使用的噪音水平
[0159][轴承部磨损的评价]
[0160](5)磨损试验评价
[0161]如图5的磨损试验的概念图所示，实施采用树脂轴和树脂制圆柱块的负荷试验，评价了耐磨损性(轴承部磨损)。
[0162][测定条件]
[0163].树脂轴轴径:直径4mm、树脂材料:掺玻璃填料30%的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
[0164].树脂制圆柱块:直径10mm、树脂材料:聚缩醛(POM)(无玻璃填料)
[0165].荷重=3ONcm温度:室温(约25°C )
[0166].轴圆周速度 20rpm 4.2mm/s [0167]?试验时间:500小时
[0168][步骤]
[0169]在图2(概念图)所示的树脂轴的外周面涂布各润滑脂组合物后，将该树脂轴插入树脂制圆柱块。对所述圆柱块加砝码(负荷荷重)施加荷重，将树脂轴与旋转装置(未图示)连接而使其旋转。以上述测定条件所示的条件使其旋转后，观察与所述圆柱块相接的树脂轴的外周面。
[0170][评价]
[0171]耐久试验后通过肉眼观察与圆柱块相接的树脂轴的外周面的磨损情况，按照以下的评价基准进行了评价。
[0172]O:无磨损
[0173]X:有磨损(玻璃纤维暴露)
[0174][实施例1~实施例6、比较例I及比较例2]
[0175]使用对苯乙烯-异戊二烯树脂(SIP)的添加量进行各种改变而制成的润滑脂组合物进行了各种评价。所得的结果示于表1。
[0176][表 I]
[0177]
【权利要求】
1.促动器，它是包含 步进电动机、 用于依次使所述步进电动机的旋转减速而增强旋转扭矩的包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮且各级齿轮分别与下一级齿轮咬合的多级齿轮装置、 设置所述多级齿轮装置和所述步进电动机的基底构件的促动器， 其特征在于， 所述多级齿轮装置在至少任意一个齿轮的轴承部以及齿轮与齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含 (a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、 (b)作为锂皂的增稠剂、 (C)增粘剂、 (d)固体润滑剂、以及 (e)耐磨损剂， 该组合物的稠度为NLGI稠度编号OO号、O号、I号或2号。
2.如权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述(c)增粘剂包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶中的至少任一方。
3.如权利要求2所述的促动器，其特征在于，所述(c)增粘剂中，基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~6质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂，或者以5质量％~12质量％的比例包含液状异戊二烯橡胶。
4.如权利要求2所述的促动器，其特征在于， 所述(c)增粘剂以液状异戊二烯橡胶相对于苯乙烯-异戊二烯树脂的质量比例为2~5的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.9质量％~12质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的混合增粘成分。
5.如权利要求1所述的促动器，其特征在于， 所述(d)固体润滑剂中，以氰尿酸三聚氰胺相对于聚四氟乙烯的质量比例为0.6~9的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以2质量％~10质量％的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯的混合润滑成分。
6.如权利要求5所述的促动器，其特征在于，所述(d)固体润滑剂由氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯构成。
7.如权利要求1所述的促动器，其特征在于， 所述(e)耐磨损剂包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~3质量％的比例包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
8.促动器，它是包含 电动机、 包括安装于所述电动机的转轴的第一级齿轮且各级齿轮分别与下一级齿轮咬合的多级齿轮装置、设置所述多级齿轮装置和所述电动机的基底构件的促动器， 其特征在于， 所述多级齿轮装置在所述齿轮与齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，且该树脂用润滑脂组合物包含 (a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、 (b)作为锂皂的增稠剂、 (C)增粘剂、 (d)固体润滑剂、以及 (e)耐磨损剂， 该组合物的稠度为NLGI稠度编号00号、O号、I号或2号。
9.如权利要求8所述的促动器，其特征在于，所述(c)增粘剂包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶中的至少任一方。
10.如权利要求9所述的促动器，其特征在于，所述(c)增粘剂中，基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~6质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂，或者以5质量％~12质量％的比例包含液状异戊二烯橡胶。
11.如权利要求9所述的促动器，其特征在于， 所述(c)增粘剂以液状异戊二烯橡胶相对于苯乙烯-异戊二烯树脂的质量比例为2~5的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.9质量％~12质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的混合增粘成分。
12.如权利要求8所述的促动器，其特征在于， 所述(d)固体润滑剂中，以氰尿酸三聚氰胺相对于聚四氟乙烯的质量比例为0.6~9的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以2质量％~10质量％的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯的混合润滑成分。
13.如权利要求8所述的促动器，其特征在于， 所述(e)耐磨损剂包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~3质量％的比例包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
14.树脂齿轮装置， 它是至少包含安装于电动机的转轴的第一级齿轮和与第一级齿轮咬合的第二级齿轮的树脂齿轮装置， 其特征在于， 至少所述第一级齿轮和所述第二级齿轮中的任一个是树脂制，且在所述第一级齿轮与第二级齿轮的咬合部涂有树脂用润滑脂组合物，而且该树脂用润滑脂组合物包含 (a)由聚α烯烃油形成且100°C时的运动粘度为4~6mm2/s的基油、 (b)作为锂皂的增稠剂、 (C)增粘剂、 (d)固体润滑剂、以及(e)耐磨损剂， 该组合物的稠度为NLGI稠度编号OO号、O号、I号或2号。
15.如权利要求14所述的树脂齿轮装置，其特征在于，所述(c)增粘剂包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶中的至少任一方。
16.如权利要求15所述的树脂齿轮装置，其特征在于，所述(c)增粘剂中，基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~6质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂，或者以5质量％~12质量％的比例包含液状异戊二烯橡胶。
17.如权利要求15所述的树脂齿轮装置，其特征在于， 所述(c)增粘剂以液状异戊二烯橡胶相对于苯乙烯-异戊二烯树脂的质量比例为2~5的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.9质量％~12质量％的比例包含苯乙烯-异戊二烯树脂和液状异戊二烯橡胶的混合增粘成分。
18.如权利要求14所述的树脂齿轮装置，其特征在于， 所述(d)固体润滑剂中，以氰尿酸三聚氰胺相对于聚四氟乙烯的质量比例为0.6~9的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以2质量％~10质量％的比例包含氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯的混合润滑成分。
19.如权利要求18所述的树脂齿轮装置，其特征在于，所述(d)固体润滑剂由氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯构成。
20.如权利要求14所述的树脂齿轮装置，其特征在于， 所述(e)耐磨损剂包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方， 基于树脂用润滑脂组合物的总质量，以0.5质量％~3质量％的比例包含磷酸三甲苯酯和高分子酯中的至少任一方。
【文档编号】C10N30/06GK104017635SQ201410071632
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】浅井佑介, 秋山元治, 宫路永 申请人:美蓓亚株式会社