(57)【要約】【課題】導電状態を長期にわたって安定して良好に維持することができ、耐久性に優れた通電転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪１と外輪２との間に、保持器４を介して複数の転動体３を転動自在に保持し、かつ、摺動個所及び転動個所の少なくとも一個所に、金属と固体潤滑剤とを含有する被膜６を形成した通電転がり軸受。あるいは、金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体からなる保持器４やスペーサを介して転動体３を保持した通電転がり軸受。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に、保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持し、かつ、摺動個所及び転動個所の少なくとも一個所に、金属と固体潤滑剤とを含有する被膜を形成したことを特徴とする通電転がり軸受。
【請求項２】
前記被膜が、金属を１０〜７０重量％含有することを特徴とする請求項１記載の通電転がり軸受。
【請求項３】
前記被膜の膜厚が、０．２μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の通電転がり軸受。
【請求項４】
内輪と外輪との間に、金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体からなる保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持してなることを特徴とする通電転がり軸受。
【請求項５】
内輪と外輪との間に、金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体からなるスペーサを介して複数の転動体を転動自在に保持してなることを特徴とする通電転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、より詳しくは、例えば事務用複写機、レーザビームプリンタ等の感光ドラム、あるいはそれらの周辺機器等に使用される所謂通電転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の事務機器や情報機器、例えば複写機、レーザビームプリンタ等においては、転がり軸受が多数使用されている。それらの一般的軸受においては、その内部にグリースが封入されており、内外輪の軌道面と転動体にはグリースによる油膜が形成され、金属同士が非接触になっている。そのため、これらの転がり軸受では、回転によって静電気が発生し易く、発生した静電気が画像ノイズを誘発するという問題を抱えている。
【０００３】
そこで、このような用途に使用される転がり軸受では、カーボンブラックを含有させた導電性グリースを封入することで内外輪と転動体とを導電状態とし、静電気の発生を抑えている（例えば、特開昭４７−２１４０２号公報、特開昭５７−３８９７号公報）。尚、本明細書において、このように導電性が付与された転がり軸受を「通電転がり軸受」と呼ぶ。
【０００４】
しかし、導電性グリースを封入した通電転がり軸受においては、回転初期には導電性グリースによって内外輪間の電気抵抗は低い値を示すが、時間が経過するに伴って徐々に導電性が低下していく。これは、導電性グリースは当初内外輪の各軌道面と転動体との接触面間に充分に存在しているが、時間の経過とともに接触面間から徐々に排除され、しかも再び接触面間に入り込むのが困難であることが原因と考えられている。また、接触面間に再び入り込むのが困難な理由は、導電性グリースは、より高い導電性を付与するために多量のカーボンブラックが含有しており、ちょう度が著しく低いためである。
【０００５】
このような問題に対して、例えば特許第２５７９７９８号公報に記載された通電転がり軸受では、導電性グリースのちょう度を一般的なグリースと同程度（２５０〜３５０）に高めるとともに、内外輪、保持器、シール部材の少なくとも一つに、導電性グリースを内外輪の軌道面に案内するグリース案内手段を設けることにより、導電性グリースを接触面間に入り込みやすくすることを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グリース案内手段を設けても抜本的な解決にはならず、導電性グリースを封入した通電転がり軸受では、何れの構成においても、経時的な導電性の低下は避けられない。また、一般に、ちょう度を高めるのに伴ってカーボンブラック量が減り、導電性も低下するため、ちょう度を高めることにもおのずと上限がある。
【０００７】
また、ヒートロール等の高温で使用される転がり軸受においては、更に高温時の導電性の維持が要求されているが、有効な解決策は未だ見出されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、高温時においても、導電状態を長期にわたって安定して良好に維持することができ、耐久性に優れた通電転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に、保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持し、かつ、摺動個所及び転動個所の少なくとも一個所に、金属と固体潤滑剤とを含有する被膜を形成したことを特徴とする通電転がり軸受を提供する。
【００１０】
また、本発明は、内輪と外輪との間に、金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体からなる保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持してなることを特徴とする通電転がり軸受を提供する。
【００１１】
また、本発明は、内輪と外輪との間に、金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体からなるスペーサを介して複数の転動体を転動自在に保持してなることを特徴とする通電転がり軸受を提供する。
【００１２】
上記本発明の通電転がり軸受によれば、導電性の金属と固体潤滑剤とからなる被膜が介在することによって、いかなる場合でも固体潤滑剤による良好な潤滑性を保持しつつ、金属による良好な導電性が保持され、長期間にわたって安定して通電転がり軸受として機能する。また、保持器またはスペーサを金属と固体潤滑剤とを含有する焼結体とすることによっても、同様の作用効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通電転がり軸受に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
本発明において、軸受の構成自体は制限されることはなく、例えば図１に示されるような玉軸受を例示することができる。この玉軸受は、内輪１と、外輪２と、転動体である玉３と、玉３を転動自在に保持する保持器４とを備えており、また外部からの異物の侵入を防止するためにシール部材５が外輪２に固定されている。但し、本発明においては、摺動個所及び転動個所の少なくとも一箇所、例えば図示の如く内輪１の外周面及び外輪２の内周面等に、金属と固体潤滑剤とを含有する被膜６が形成されている。
【００１５】
被膜６の形成材料である金属としては、各種金属を適宜用いることができるが、中でも、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、タングステン、錫、銅等を好適に使用できる。これらの金属は、必要に応じて、一種用いることも、複数種を併用することもできる。
【００１６】
また、被膜６の形成材料である固体潤滑剤としては、従来から軸受等に使用されている各種固体潤滑剤を適宜用いることができるが、中でも、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフロロエチレン、グラファイト等を好適に使用できる。これらの固体潤滑剤も、必要に応じて、一種用いることも、複数種を併用することもできる。尚、金や銀も固体潤滑剤としての作用があり、ここでは金属としてではなく、固体潤滑材として使用する。
【００１７】
被膜６における金属の含有量は、１０〜７０重量％の範囲とすることが好ましい。金属の割合が１０重量％未満では、導電性を付与する効果が少なく、７０重量％を超えると、高い導電性は得られるものの、固体潤滑剤が少なすぎて潤滑性能が低下し、耐久性の点で好ましくない。
【００１８】
また、被膜６には、成膜性の向上のために、本発明の効果を損なわない範囲において、ポリイミドやポリアミドイミド系の合成樹脂系バインダー、あるいは水ガラス等の無機系バインダーを含有させることができる。
【００１９】
被膜６の形成方法は、特に制限されるものではないが、金属と固体潤滑剤とを含む被膜形成材料をスプレーにより被膜形成個所に塗布する方法や、ボールミルを用いて被膜を形成する方法等を好適に挙げることができる。
【００２０】
被膜６の膜厚は、必要に応じて適宜設定することができるが、０．２μｍ〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．２μｍ未満では、軸受の耐久性が低下する恐れがあり、膜厚さが１０μｍを超えると、余分な被膜が摩耗し、その摩耗粉によって軸受の回転が阻害され、軸受寿命が短くなる恐れがある。
【００２１】
また、本発明の通電転がり軸受においては、保持器４を上記のような被膜形成材料からなる焼結体で形成してもよい。あるいは、図示は省略するが、同焼結体でスペーサを形成し、保持器４の代わりに用いてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１〜４、比較例１）
試験軸受として、深溝玉軸受（呼び番号６０８；内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍ）を用い、実施例１〜４については、表１に示す組成及び厚さの被膜を内輪外周面及び外輪内周面に形成した（図１参照）。尚、被膜の形成は、表１に示す組成の被膜形成材料をスプレー塗布して行った。また、比較例１については、被膜の形成は行わず、軸受内に市販の導電性グリース（ＫＳ６６０；信越化学工業社製）を０．２５ｇ封入した。そして、これらの試験軸受について、以下の導電性評価及び軸受耐久寿命の評価を行った。その結果を表１に併記する。
【００２４】
［導電性評価］
軸受回転中の内輪と外輪との電気抵抗値を下記条件で測定した。
・回転速度　　：１００ｒｐｍ
・ラジアル荷重：２９．４Ｎ
・温度　　　　：２５℃
尚、導電性の評価値は、回転開始３時間後における比較例１の試験軸受の電気抵抗値との比で示した。
【００２５】
［軸受耐久寿命評価］
軸受耐久寿命を下記条件で測定した。
・回転速度　　：１０００ｒｐｍ
・ラジアル荷重：１９６Ｎ
・温度　　　　：２３０℃
尚、軸受耐久寿命の評価値は、回転開始３時間後における比較例１の試験軸受の軸受耐久寿命との比で示した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、金属と固体潤滑剤とを含有する被膜を設けることにより、充分な導電性が付与され、しかも耐久性も改善されることがわかる。
【００２８】
［被膜中の金属含有量の検証］
実施例１に従い、内輪外周面及び外輪内周面に、鉄含有量の異なる被膜を形成し、同様の導電性評価及び軸受耐久寿命評価を行った。結果を図２に示す。尚、図２において、○印のプロットが導電性評価値であり、△印のプロットが軸受耐久寿命評価値である。
【００２９】
図２から、被膜中の金属含有量が１０〜７０重量％のときに、導電性と軸受耐久寿命とが共に優れることがわかる。
【００３０】
［被膜の膜厚の検証］
実施例１に従い、内輪外周面及び外輪内周面に、鉄含有量５０重量％で、膜厚の異なる被膜を形成し、同様の導電性評価及び軸受耐久寿命評価を行った。結果を図３に示す。尚、図３において、○印のプロットが導電性評価値であり、△印のプロットが軸受耐久寿命評価値である。
【００３１】
図３から、被膜の膜厚が０．２μｍ〜１０μｍのときに、導電性と軸受耐久寿命とが共に優れることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高温時においても、導電状態を長期にわたって安定して良好に維持することができ、耐久性に優れた通電転がり軸受が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通電転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】実施例で得られた、被膜中の鉄含有量と、導電性及び耐久性との関係を示すグラフである。
【図３】実施例で得られた、被膜の膜厚と、導電性及び耐久性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　内輪
２　外輪
３　玉（転動体）
４　保持器
５　シール部材
６　被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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