(57)【要約】【課題】優れた導電性を示し、且つ、グリース組成物の漏洩が生じにくい転がり軸受を提供する。【解決手段】深溝玉軸受の空隙部内に、合成炭化水素油と３種のカーボンブラックとを含有する導電性グリース組成物６を封入した。第一カーボンブラックは、平均一次粒径５５ｎｍ、比表面積２９ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１３０ｍｌ／１００ｇである。第二カーボンブラックは、平均一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量３６０ｍｌ／１００ｇである。第三カーボンブラックは、平均一次粒径２４ｎｍ、比表面積１２５ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１６５ｍｌ／１００ｇである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成され前記転動体が配された空隙部内に封入された導電性グリース組成物と、を備える転がり軸受において、
前記導電性グリース組成物は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、２種のカーボンブラックと、を含有し、
前記２種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ2 ／ｇ以上１５００ｍ2 ／ｇ以下の第二カーボンブラックであることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの合計の含有量は、前記導電性グリース組成物の１．５質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、前記第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項５】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成され前記転動体が配された空隙部内に封入された導電性グリース組成物と、を備える転がり軸受において、
前記導電性グリース組成物は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、３種のカーボンブラックと、を含有し、
前記３種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ2 ／ｇ以上１５００ｍ2 ／ｇ以下の第二カーボンブラックと、比表面積が８０ｍ2 ／ｇ超過２００ｍ2 ／ｇ未満の第三カーボンブラックと、であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
前記第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は１００ｍｌ／１００ｇ以上３００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、且つ、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックと前記第三カーボンブラックとの合計の含有量は、前記導電性グリース組成物の２質量％以上２５質量％以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、前記第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、前記第三カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項９】
前記導電性グリース組成物が１質量％以上１０質量％以下のリチウム石けんを含有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項１０】
前記導電性グリース組成物が極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項１１】
前記導電性グリース組成物の混和ちょう度が２００以上３００以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性に優れた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の事務機器や情報機器、例えば複写機においては、その可動部分には多数の転がり軸受が使用されている。このような転がり軸受の内外輪の軌道面と転動体との間には回転中は油膜が形成されていて、軌道面と転動体とは非接触となっている。このような転がり軸受においては回転に伴って静電気が発生するため、その放射ノイズが複写機の複写画像に歪み等の悪影響を及ぼす等の不都合が生じる場合がある。
【０００３】
このような不都合が生じることを防止するため、導電性グリースを転がり軸受内部に封入することにより、内外の軌道輪及び転動体を導電状態にするとともに、内外の軌道輪のうち一方を接地することにより、静電気を該転がり軸受から除去するという対策が取られている。そして、導電性グリースとしては、カーボンブラックを増ちょう剤及び導電性付与添加剤として添加したものが主流であった（例えば、特許文献１に記載のもの）。
【０００４】
しかしながら、このような導電性グリースを封入した転がり軸受は、初期においては優れた導電性を示す（内外の軌道輪及び転動体が導電状態となっている）ものの、導電性が経時的に低下して転がり軸受の内外輪間の電気抵抗値（以降は軸受抵抗値と記す）が大きくなることがあるという問題点があった。そして、このような現象の原因としては、以下のようなことが考えられた。
【０００５】
すなわち、導電性グリースは当初は転がり軸受の軌道輪の軌道面と転動体との接触面に十分に存在していて、その導電性グリース中のカーボンブラックにより、軌道輪と転動体との間の導電性が確保されるが、軌道輪と転動体との相対運動により、時間の経過とともに導電性グリースが前記接触面から排除されたり、また、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されたりするため、導電性が低下して軸受抵抗値が経時的に大きくなるという現象が生じるのである。
【０００６】
また、特許文献２にも記載されているように、長時間にわたって転がり軸受を回転させた場合には、転がり軸受の軌道面に生じる酸化被膜が内外輪間の電気抵抗値を上昇させるとも言われている。この対策としては、転がり軸受の転がり接触面を保護するために極圧添加剤や摩耗防止剤を用いる方法（特許文献２を参照）や、無機化合物微粒子を配合する方法（特許文献３を参照）がある。しかしながら、極圧添加剤は、一般的には高温では効果が小さい場合が多い。また、単に無機化合物微粒子を添加した場合は、グリースが経時的に硬化又は軟化したり、長期的に離油度が安定しないことが多い。
【０００７】
さらに、特許文献４には、フタル酸ジブチル吸収量（以降はＤＢＰ吸収量と記す）の小さいカーボンブラックを比較的多量に配合して、長期間にわたる導電性の安定化を図った導電性グリースが記載されている。事務機器や情報機器には、グリースや油分により劣化が促進されやすい樹脂部品が多用されているため、転がり軸受からのグリース漏れや油分の分離は極力少ない方が好ましいが、特許文献４に記載の導電性グリースは、増ちょう剤でもあるカーボンブラックのＤＢＰ吸収量が小さいため、特に高温において離油度が高くなるおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６３−２４０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−８０８７９号公報
【特許文献３】特開２００３−４２１６６号公報
【特許文献４】特開２００２−５３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、優れた導電性を示し、且つ、グリース組成物の漏洩が生じにくい転がり軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成され前記転動体が配された空隙部内に封入された導電性グリース組成物と、を備える転がり軸受において、前記導電性グリース組成物は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、２種のカーボンブラックと、を含有し、前記２種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ2 ／ｇ以上１５００ｍ2 ／ｇ以下の第二カーボンブラックであることを特徴とする。
【００１１】
このような構成であれば、優れた導電性を示し、且つ、導電性グリース組成物の漏洩が生じにくい。すなわち、第一カーボンブラックにより優れた導電性が付与され、且つ、第二カーボンブラックにより導電性グリース組成物の離油が抑制される。そして、両カーボンブラックがともに含有されていることにより、カーボンブラック同士の凝集が抑制され、導電性グリース組成物に適度な流動性が付与される。
【００１２】
両カーボンブラックの比表面積が前記範囲内であれば、前述のような優れた効果が得られるが、第一カーボンブラックの比表面積は２３ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下であることがより好ましく、２３ｍ2 ／ｇ以上６０ｍ2 ／ｇ以下であることがさらに好ましく、２７ｍ2 ／ｇ以上４２ｍ2 ／ｇ以下であることが最も好ましい。また、第二カーボンブラックの比表面積は２５０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることがより好ましく、３２０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることがさらに好ましく、３７０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることが最も好ましい。なお、本発明における比表面積の数値は、窒素吸着法により測定された値である。
また、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース組成物又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。
【００１３】
また、本発明に係る請求項２の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする。
【００１４】
第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が３０ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの導電性グリース組成物中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、５０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、６０ｍｌ／１００ｇ以上１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、６７ｍｌ／１００ｇ以上１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。
【００１５】
また、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ未満であると、基油の漏洩等が生じやすくなり、５００ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士が凝集する傾向が強くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、９０ｍｌ／１００ｇ以上４５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上４００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上３６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。
【００１６】
さらに、本発明に係る請求項３の転がり軸受は、請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの合計の含有量は、前記導電性グリース組成物の１．５質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、両カーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリース組成物の導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。
【００１７】
第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計量における第一カーボンブラックの割合が２５質量％未満（すなわち第二カーボンブラックの割合が７５質量％超過）であると、カーボンブラックによる増粘効果が大きくなるので全カーボンブラックの含有量を少なくできるが、高温下における離油が大きくなるおそれがある。一方、第二カーボンブラックの割合が５質量％未満（すなわち第一カーボンブラックの割合が９５質量％超過）であると、基油の保持力が不十分となるため、全カーボンブラックの含有量を多くする必要がでてくる。また、初期の導電性は良好であるが、長期間にわたって良好な導電性を維持できないおそれがある。
このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、５０：５０以上９５：５以下であることがより好ましく、７５：２５以上９０：１０以下であることがさらに好ましく、７５：２５以上８８：１２以下であることが最も好ましい。
【００１８】
また、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量が、導電性グリース組成物全体の１．５質量％未満であると、導電性が不十分となるおそれがあるとともに、基油の離油が十分に抑制できないおそれがある。一方、２０質量％超過であると、導電性グリース組成物の流動性が低下するおそれがある。
このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリース組成物全体の３質量％以上１７質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがさらに好ましく、７質量％以上１３質量％以下であることが最も好ましい。
【００１９】
さらに、本発明に係る請求項４の転がり軸受は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、前記第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
平均一次粒径が１０ｎｍ未満であると、カーボンブラック同士が凝集する可能性が高くなり、２００ｎｍ超過であると、導電性グリース組成物の流動性が阻害されるおそれがある。そして、平均一次粒径が異なる２種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラックの分散性が適度に保たれ、その結果、基油の保持力が十分となる。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくい。
【００２０】
さらに、本発明に係る請求項５の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成され前記転動体が配された空隙部内に封入された導電性グリース組成物と、を備える転がり軸受において、前記導電性グリース組成物は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、３種のカーボンブラックと、を含有し、前記３種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ2 ／ｇ以上１５００ｍ2 ／ｇ以下の第二カーボンブラックと、比表面積が８０ｍ2 ／ｇ超過２００ｍ2 ／ｇ未満の第三カーボンブラックと、であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成であれば、極めて優れた導電性を示し、且つ、導電性グリース組成物の漏洩が極めて生じにくい。すなわち、第一及び第三カーボンブラックにより優れた導電性が付与され、且つ、第二カーボンブラックにより導電性グリース組成物の離油が抑制される。そして、３種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラック同士の凝集が抑制され、導電性グリース組成物に適度な流動性が付与される。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくく、基油の保持力が高い。
【００２２】
３種のカーボンブラックの比表面積が前記範囲内であれば、前述のような優れた効果が得られるが、第一カーボンブラックの比表面積は２３ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下であることがより好ましく、２３ｍ2 ／ｇ以上６０ｍ2 ／ｇ以下であることがさらに好ましく、２７ｍ2 ／ｇ以上４２ｍ2 ／ｇ以下であることが最も好ましい。また、第二カーボンブラックの比表面積は２５０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることがより好ましく、３２０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることがさらに好ましく、３７０ｍ2 ／ｇ以上１０００ｍ2 ／ｇ以下であることが最も好ましい。さらに、第三カーボンブラックの比表面積は９０ｍ2 ／ｇ以上１８０ｍ2 ／ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍ2 ／ｇ以上１６０ｍ2 ／ｇ以下であることがさらに好ましく、１１０ｍ2 ／ｇ以上１４０ｍ2 ／ｇ以下であることが最も好ましい。
さらに、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース組成物又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。
【００２３】
さらに、本発明に係る請求項６の転がり軸受は、請求項５に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であり、前記第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は１００ｍｌ／１００ｇ以上３００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする。
【００２４】
第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が３０ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの導電性グリース組成物中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、５０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、６０ｍｌ／１００ｇ以上１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、６７ｍｌ／１００ｇ以上１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。
【００２５】
また、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ未満であると、基油の漏洩等が生じやすくなり、５００ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士が凝集する傾向が強くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、９０ｍｌ／１００ｇ以上４５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上４００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上３６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。
【００２６】
さらに、第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの場合と同様に導電性グリース組成物中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、第一カーボンブラックの場合と同様にカーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１１０ｍｌ／１００ｇ以上２５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１２０ｍｌ／１００ｇ以上２００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上１８０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。
【００２７】
さらに、本発明に係る請求項７の転がり軸受は、請求項５又は請求項６に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、且つ、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックと前記第三カーボンブラックとの合計の含有量は、前記導電性グリース組成物の２質量％以上２５質量％以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、３種のカーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリース組成物の導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。
【００２８】
第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計量における第一カーボンブラックの割合が２５質量％未満（すなわち第二カーボンブラックの割合が７５質量％超過）であると、カーボンブラックによる増粘効果が大きくなるので全カーボンブラックの含有量を少なくできるが、高温下における離油が大きくなるおそれがある。一方、第二カーボンブラックの割合が５質量％未満（すなわち第一カーボンブラックの割合が９５質量％超過）であると、基油の保持力が不十分となるため、全カーボンブラックの含有量を多くする必要がでてくる。また、初期の導電性は良好であるが、長期間にわたって良好な導電性を維持できないおそれがある。
【００２９】
このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、５０：５０以上９５：５以下であることがより好ましく、７５：２５以上９０：１０以下であることがさらに好ましく、７５：２５以上８８：１２以下であることが最も好ましい。
また、第一，第二，第三カーボンブラックの合計の含有量が、導電性グリース組成物の２質量％未満であると、導電性が不十分となるおそれがあるとともに、基油の離油が十分に抑制できないおそれがある。一方、２５質量％超過であると、導電性グリース組成物の流動性が低下するおそれがある。
このような問題がより生じにくくするためには、第一，第二，第三カーボンブラックの合計の含有量は、導電性グリース組成物の５質量％以上１９質量％以下であることがより好ましく、７質量％以上２２質量％以下であることがさらに好ましく、９質量％以上２０質量％以下であることが最も好ましい。
【００３０】
さらに、本発明に係る請求項８の転がり軸受は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、前記第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、前記第三カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００３１】
平均一次粒径が１０ｎｍ未満であると、カーボンブラック同士が凝集する可能性が高くなり、２００ｎｍ超過であると、導電性グリース組成物の流動性が阻害されるおそれがある。そして、平均一次粒径が異なる３種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラックの分散性が適度に保たれ、その結果、基油の保持力が十分となる。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくい。
【００３２】
さらに、本発明に係る請求項９の転がり軸受は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記導電性グリース組成物が１質量％以上１０質量％以下のリチウム石けんを含有することを特徴とする。
導電性グリース組成物には、混和ちょう度を調整するためにリチウム石けんのような増ちょう剤を添加してもよい。リチウム石けんの平均一次粒径は５ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、平均一次粒径が５ｎｍ未満であると増ちょう効果が乏しく、１０μｍ超過であると転がり軸受に対して異物として作用するおそれがある。
【００３３】
さらに、本発明に係る請求項１０の転がり軸受は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記導電性グリース組成物が極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を含有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項１１の転がり軸受は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記導電性グリース組成物の混和ちょう度が２００以上３００以下であることを特徴とする。
混和ちょう度が２００未満であると、導電性グリース組成物が硬いため流動性が不十分であり、３００超過であると、導電性グリース組成物がやわらかいため転がり軸受からの漏洩等が生じるおそれがある。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の転がり軸受は、優れた導電性を示し、且つ、グリース組成物の漏洩が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。図１の深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２の間に転動自在に配置された複数の玉３と、内輪１及び外輪２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、外輪２の両端部の内周面に取り付けられたシールド５，５と、を備えている。このシールド５は内輪１及び外輪２の間に介在され、内輪１の外周面と外輪２の内周面との間の開口部分をほぼ覆っている。
【００３６】
また、内輪１及び外輪２の間に形成され玉３が配された空隙部内には、導電性グリース組成物６が封入されており、シールド５により深溝玉軸受内部に密封されている。封入されている導電性グリース組成物６の量は、前記空隙部の容積の１５体積％以上３５体積％以下である。なお、シールド５の代わりにゴムシールを用いてもよい。その場合には、ゴムシールのゴムを、導電性ゴムとしてもよい。
【００３７】
この導電性グリース組成物６は、基油と３種のカーボンブラックとを含有し、混和ちょう度が２００以上３００以下である。３種のカーボンブラックのうち第一カーボンブラックは、平均一次粒径が４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上８０ｍ2 ／ｇ以下、ＤＢＰ吸収量が３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下である。第二カーボンブラックは、平均一次粒径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下、比表面積が２００ｍ2 ／ｇ以上１５００ｍ2 ／ｇ以下、ＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下である。第三カーボンブラックは、平均一次粒径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下、比表面積が８０ｍ2 ／ｇ超過２００ｍ2 ／ｇ未満、ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上３００ｍｌ／１００ｇ以下である。
【００３８】
そして、導電性グリース組成物６に含まれる第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックと第三カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリース組成物６全体の２質量％以上２５質量％以下である。
このようなカーボンブラックは、平均一次粒径，比表面積，ＤＢＰ吸収量をもとにして、各種市販品から選定するとよい。例えば、東海カーボン株式会社製の「トーカブラック」シリーズや「シースト」シリーズ、三菱化学株式会社製の「三菱カーボンブラック」シリーズ、電気化学工業株式会社製の「デンカブラック」シリーズ、ライオンアクゾ社製の「ケッチェンブラック」シリーズが使用できる。また、いわゆるアセチレンブラックやフライアッシュ等も、平均一次粒径，比表面積等の性状が本発明の範囲内であれば使用することができる。
【００３９】
具体的には、第一カーボンブラックとしては、「トーカブラック」シリーズのトーカブラック＃７３６０ＳＢ，＃７３５０／Ｆ，＃７２７０ＳＢ，＃７１００Ｆ，＃７０５０，＃４５００，＃４４００，＃４３００，＃３８４５，＃３８００や、「シースト」シリーズのシースト３，ＮＨ，Ｎ，１１６ＨＭ，１１６，ＦＭ，ＳＯ，Ｖ，ＳＶＨ，ＦＹ，Ｓ，ＳＰが使用できる。また、「三菱カーボンブラック」シリーズのＭＡ２２０，ＭＡ２３０，＃２５，＃２０，＃１０，＃５，＃９５，＃２６０，＃３０３０，＃３０５０，ＣＦ９や、「デンカブラック」シリーズのデンカブラック粒状品，粉状品，ＨＳ−１００等が使用できる。
【００４０】
これらの中では、トーカブラック＃７０５０（平均一次粒径６６ｎｍ、比表面積２８ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量６６ｍｌ／１００ｇ），シーストＶ（平均一次粒径６２ｎｍ、比表面積２７ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量８７ｍｌ／１００ｇ），シーストＳＶＨ（平均一次粒径６２ｎｍ、比表面積３２ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ），シーストＳ（平均一次粒径６６ｎｍ、比表面積２７ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量６８ｍｌ／１００ｇ），デンカブラックＨＳ−１００（平均一次粒径４８ｎｍ、比表面積３９ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ）が好適に使用できる。
【００４１】
また、第二カーボンブラックとしては、トーカブラック＃８５００／Ｆ，＃８３００／Ｆ，＃５５００や、三菱カーボンブラック＃２７００，＃２６５０，＃２６００，＃２４００，＃２３５０，＃２３００，＃２２００，＃９９０，＃９８０，＃９７０，＃９６０，＃９５０，＃９００，＃８５０，＃３２３０や、ケッチェンブラックＥＣ等が使用できる。
【００４２】
これらの中では、トーカブラック＃５５００（平均一次粒径２５ｎｍ、比表面積２２５ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１５５ｍｌ／１００ｇ），三菱カーボンブラック＃３２３０（平均一次粒径２３ｎｍ、比表面積２２０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ），ケッチェンブラックＥＣ（平均一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量３６０ｍｌ／１００ｇ）が好適に使用できる。
さらに、第三カーボンブラックとしては、三菱カーボンブラック＃３３５０（平均一次粒径２４ｎｍ、比表面積１２５ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１６５ｍｌ／１００ｇ）等が使用できる。
【００４３】
また、基油としては、鉱油や合成油が好適である。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油やナフテン系鉱油があげられ、合成油としては、例えばエステル油，エーテル油，ポリグリコール油，シリコン油，合成炭化水素油，フルオロシリコーン油，フッ素油があげられる。これらの中では、耐熱性の高さと樹脂に対するケミカルアタックの小ささを考慮すると、フッ素油や合成炭化水素油が好ましく、特にパーフルオロポリエーテル油，ポリα−オレフィン油が好ましい。
【００４４】
なお、合成炭化水素油の４０℃における動粘度は、１０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下であることが好ましい。４０℃における動粘度が１０ｍｍ2 ／ｓ未満であると、耐熱性が不十分となるおそれがあり、５００ｍｍ2 ／ｓ超過であると、転がり軸受のトルクが過大になるおそれがある。転がり軸受が２００℃程度の高温下で使用される場合には、トルク性能と耐熱性との兼ね合いから、合成炭化水素油の４０℃における動粘度は、２０ｍｍ2 ／ｓ以上２００ｍｍ2 ／ｓ以下であることがより好ましく、２５ｍｍ2 ／ｓ以上１００ｍｍ2 ／ｓ以下であることがさらに好ましい。
【００４５】
さらに、導電性グリース組成物６には、混和ちょう度を調整するためにリチウム石けんのような増ちょう剤を添加してもよい。
さらに、導電性グリース組成物６には、潤滑剤に一般的に使用される各種添加剤を添加してもよく、添加剤の中でも極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を添加することが好ましい。極圧剤と油性剤との合計の含有量は、導電性グリース組成物６全体の０．１質量％以上５質量％以下が好ましい。
【００４６】
極圧剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ジチオリン酸亜鉛（Ｚｎ−ＤＴＰ），ジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）等のＤＴＰ金属化合物や、ニッケルジチオカーバメイト（Ｎｉ−ＤＴＣ），モリブデンジチオカーバメイト（Ｍｏ−ＤＴＣ）等のＤＴＣ金属化合物があげられる。また、イオウ，リン，塩素等を含む有機金属化合物も好適である。さらに、二硫化モリブデン等の極圧性に優れた固体潤滑剤も、極圧剤として使用可能である。これらの極圧剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４７】
油性剤の例としては、オレイン酸等の脂肪酸、コハク酸エステル等の脂肪酸誘導体、有機リン系化合物があげられる。有機リン系化合物としては、例えば、一般式（ＲＯ）3 ＰＯで示される正リン酸エステルや、一般式（ＲＯ）2 Ｐ（Ｏ）Ｈで示される亜リン酸ジエステル及び一般式（ＲＯ）3 Ｐで示される亜リン酸トリエステルのような亜リン酸エステルがあげられる（Ｒはいずれも、アルキル基，アリール基，アルキルアリール基等の炭化水素基である）。正リン酸エステルの具体例としては、トリクレジルフォスフェイトやトリオクチルフォスフェイトがあげられる。これらの油性剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４８】
また、極圧剤，油性剤以外の添加剤を、所望により添加してもよい。例えば、酸化防止剤，防錆剤，金属不活性化剤である。
防錆剤としては、例えば金属系防錆剤，無灰系防錆剤があげられる。金属系防錆剤の具体例としては、（石油）スルフォン酸金属塩（バリウム塩，カルシウム塩，マグネシウム塩，ナトリウム塩，亜鉛塩，アルミニウム塩，リチウム塩等）のような油溶性スルホネートや、フェネート，サリシレート，ホスホネート等があげられる。無灰系防錆剤の具体例としては、コハク酸イミド，ベンジルアミン，コハク酸エステル，コハク酸ハーフエステル，ポリメタクリレート，ポリブテン，ポリカルボン酸アンモニウム塩等があげられる。
【００４９】
さらに、酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤（脂肪族アミン系及び芳香族アミン系），フェノール系酸化防止剤，イオウ系酸化防止剤等があげられる。
さらに、金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール誘導体，亜硝酸ナトリウム，酸化亜鉛等があげられる。これらは不動態化膜を形成できるので、摩耗等に伴う軌道表面の酸化を抑制する効果がある。
【００５０】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、転がり軸受の種類は深溝玉軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００５１】
〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。表１，２に示すような組成の導電性グリース組成物を用意して、種々の性能を評価した。
【００５２】
【表１】
2006342331.tif 000003
【００５３】
【表２】
2006342331.tif 000004
【００５４】
表１，２において基油，増ちょう剤等の各成分の欄に記載されている数値は、導電性グリース組成物全体を１００とした場合の各成分の質量比である。
なお、表に記載された合成炭化水素油の４０℃における動粘度は、３０ｍｍ2 ／ｓである。また、本発明の構成要件である第一カーボンブラックに相当するカーボンブラックＡは、東海カーボン株式会社製のシーストＳ（平均一次粒径６６ｎｍ、比表面積２７ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量６８ｍｌ／１００ｇ）で、同じく第一カーボンブラックに相当するカーボンブラックＢは、三菱化学株式会社製の＃３０３０Ｂ（平均一次粒径５５ｎｍ、比表面積２９ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１３０ｍｌ／１００ｇ）である。さらに、本発明の構成要件である第二カーボンブラックに相当するカーボンブラックＣは、ライオンアクゾ社製のケッチェンブラックＥＣ（平均一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量３６０ｍｌ／１００ｇ）で、本発明の構成要件である第三カーボンブラックに相当するカーボンブラックＤは、三菱化学株式会社製の＃３３５０Ｂ（平均一次粒径２４ｎｍ、比表面積１２５ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１６５ｍｌ／１００ｇ）である。
【００５５】
〔導電性の評価について〕
日本精工株式会社製の呼び番号６８８ＺＺの深溝玉軸受（内径８ｍｍ，外径１６ｍｍ，幅４ｍｍ，金属製シールド付き）の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に、表１，２に示す導電性グリース組成物を封入し、以下のような条件で回転させ、回転中の軸受抵抗値（最大値）を測定した。
雰囲気温度：室温
回転速度  ：１５０ｍｉｎ-1
軸受に与えるラジアル荷重（Ｆｒ）：条件１の場合は１９．６Ｎ
条件２の場合は１９６Ｎ
【００５６】
軸受抵抗値の測定は、条件１の場合は２００時間回転後，４００時間回転後，及び８００時間回転後に、条件２の場合は２５０時間回転後に行った。なお、深溝玉軸受の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に封入されている導電性グリース組成物の量は、該空隙部の容積の２０体積％である。以下に、試験方法を詳細に説明する。
【００５７】
図２に示すような装置に深溝玉軸受を装着して、回転中の内外輪間の電気抵抗値（最大値）を測定した。このとき、軸受に印加する電圧を６．２Ｖ、抵抗を６２ｋΩとすることにより、軸受を通過する最大電流を１００μＡに制限した。
図２中、符号１１は測定対象の深溝玉軸受を表し、その内輪１１ａに取付けられた軸部材１２をモータ１３で回転駆動することによって軸受１１を回転するように構成されている。そして、内輪１１ａと一体となっている軸部材１２と外輪１１ｂとの間に、定電圧電源１４によって所定の定電圧が印加される。
【００５８】
この定電圧電源１４と並列に接続されている抵抗測定装置１５は、測定した電圧値（アナログ値）をＡ／Ｄ変換回路１６に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１６は、予め設定されたサンプリング周期でデジタル値に変換し、当該変換したデジタル信号を演算処理装置１７に出力する。本実施例では、サンプリング周期を５０ｋＨｚ（サンプリング時間間隔＝０．０２ｍｓ）に設定してある。
【００５９】
演算処理装置１７は、最大抵抗値演算部１７Ａと、閾値処理部１７Ｂと、波数カウント部１７Ｃと、を備える。最大抵抗値演算部１７Ａは、入力したデジタル信号に基づき最大抵抗値を演算する。閾値処理部１７Ｂは、入力したデジタル信号について所定閾値で閾値処理を行い雑音を除去する。波数カウント部１７Ｃは、閾値処理部１７Ｂからのパルスカウントについて、経時的なパルス値の増減変化によって、所定時間単位毎の変動回数つまり波山の波数をカウントし、その単位時間当たりの波数の平均値を求める。また、演算処理装置１７は、求めた最大抵抗値及び単位時間当たりの波数の平均値を表示装置１８に出力する。本実施例では、上記波数をカウントする単位時間を０．３２８秒に設定してある。表示装置１８はディスプレイなどから構成され、演算処理装置１７が求めた最大抵抗値及び単位時間当たりの波数の平均値を表示する。
【００６０】
次に、上記構成の装置を使用して深溝玉軸受１１の軸受抵抗値を評価する方法について説明する。
モータ１３を駆動して軸部材１２つまり内輪１１ａを所定回転速度で回転させた状態で、定電圧電源１４から深溝玉軸受１１の内外輪１１ａ，１１ｂ間に所定の定電圧を印加する。このとき、内外輪１１ａ，１１ｂ間に電流が流れるが、スパーク等によって電圧が変動する。その電圧が抵抗測定装置１５で測定され、続いて、Ａ／Ｄ変換回路１６によってデジタル値に変換され、そのデジタル信号に基づいて、演算処理装置１７が最大抵抗値及び所定単位時間当たりの波数を求め、その値が表示装置１８に表示される。
軸受抵抗値の評価結果を、表１，２にまとめて示す。なお、表１，２においては、軸受抵抗値が１０ｋΩ未満であった場合は◎印、１０ｋΩ以上２０ｋΩ未満であった場合は○印、２０ｋΩ以上４０ｋΩ未満であった場合は△印、４０ｋΩ以上であった場合は×印で示してある。
【００６１】
〔軸受トルクの評価について〕
日本精工株式会社製の呼び番号６０８ＺＺの深溝玉軸受（内径８ｍｍ，外径２２ｍｍ，幅７ｍｍ，金属製シールド付き）の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に、表１，２に示す導電性グリース組成物を封入し、後述する条件で回転させ、起動時と回転３分後の動トルクを測定した。なお、深溝玉軸受の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に封入されている導電性グリース組成物の量は、該空隙部の容積の３０体積％である。
雰囲気温度  ：室温
回転速度    ：１５０ｍｉｎ-1
アキシアル荷重（Ｆａ）：２７．４Ｎ
【００６２】
結果を表１，２にまとめて示す。なお、表１，２の動トルクの数値は、起動時及び回転３分後のいずれについても、実施例１の深溝玉軸受の動トルクを１とした場合の相対値で示してある。
表１，２から、実施例１〜７の深溝玉軸受は、比較例１〜３の深溝玉軸受と比べて、軸受抵抗値が小さい（導電性が優れている）ことが分かる。条件２のような高荷重条件では、摩耗等に伴う絶縁膜（例えば酸化膜）によって導電性が低下するおそれがあるが、実施例１〜７の深溝玉軸受は優れた導電性を示した。また、カーボンブラックを含む増ちょう剤の含有量が３０質量％以上である比較例１，２の深溝玉軸受は、実施例１〜７の深溝玉軸受と比べて、トルクが高かった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の転がり軸受は、例えば、複写機，レーザービームプリンタ等の事務機器や情報機器における高温となる部分（感光ドラム（定着部），ヒートローラ支持部等）に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】軸受の抵抗値を測定する装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      内輪
２      外輪
３      玉
６      導電性グリース組成物
【図１】
2006342331.tif 000005
【図２】
2006342331.tif 000006