(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と増ちょう剤とを主成分とし、ビイオラントレンとヨウ素、ピレンとヨウ素、ピリダジンとヨウ素、Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリニウムとテトラシアノキノジメタン、テトラチオフルバレンとテトラシアノキノジメタン、Ｎ−メチルフェナジンとテトラシアノキノジメタン、テトラセレノフルバレンとテトラシアノキノジメタン、ヘキサメチレン−テトラセレノフルバレンとテトラシアノキノジメタン、テトラチオフルバレンと２，４，６−トリシアノトリアジンの組み合わせから選択される少なくとも１種の電荷移動錯体をグリース全量の０．１〜１０重量％の割合で含有し、更にアミン系酸化防止剤を含有する導電性グリース組成物を、内輪、外輪及び転動体で形成される軸受空間に封入してなることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
電荷移動錯体が、Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリニウムとテトラシアノキノジメタンとの混合物であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
アミン系酸化防止剤が、Ｎ−フェニルベンゼンアミンと２．４．４−トリメチルペンテンとの反応生成物であることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般事務機器、ハードディスク装置のスピンドルモータやスイングアーム、各種モータ等の回転部に組み込まれる転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般事務機器、例えば複写機においては、感光ドラムや紙送り機構をはじめとする可動部に多数の転がり軸受を用いているが、軸受の回転に伴って静電気が発生することから、それによる不具合を回避するために導電性グリースを封入して内外の軌道輪及び転動体を導通状態にした転がり軸受を用いるとともに、固定輪側を接地することで静電気を逃がすようにしている。また、コンピュータにおいてもハードディスク装置の回転部を支承する軸受は、情報の読み取り及び書き込みを行うヘッドとディスクとの間に静電気が発生して読み取り、書き込みエラーを起こすため、同様に、導電性グリースを封入した軸受を介して接地するようになっている。
【０００３】
このような導電性グリースとしては、例えば特公昭６３−２４０３８号公報に記載されているようなカーボンブラックを配合したグリースや、特開平３−３５０９１号公報に記載されているような有機金属化合物の帯電防止剤または油溶性界面活性剤を配合したグリース等が従来より知られている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、従来の導電性グリースにおいて、カーボンブラック等の固形物導電剤を使用したものは初期導電性は良好であるものの、経時的に導電性が低下する傾向にある。固形物導電剤による導電性の付与機構は、軌道輪の軌道面と転動体との接触面に存在する導電性グリース中に固形物導電剤が数珠状に連なって存在して軌道輪の軌道面と転動体との間に導通経路を形成するものと考えられている。しかし、導電性グリースの封入当初はこのような導通経路が維持されるものの、軸受の回転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、あるいは軌道輪の軌道面と転動体との間に大きな荷重が加わって固形物導電剤のチェーンストラクチャが破断されたりして導電性が徐々に低下してしまう。特に導電性グリースのちょう度が低い場合には、軌道輪の軌道面と転動体との接触面から排除されたグリースが再度この接触面に入り込むのが難しく、導電性の回復を図ることができない。また、固形物導電剤は基油に不溶の微粉末であることから、軸受に絶えず微小振動を与えるという問題もある。
【０００５】
一方、帯電防止剤や油溶性界面活性剤を使用したものは、これらの物質が基油に可溶であることから軸受に微小振動を与えることはなく、また固形物導電体のようなチェーンストラクチャを採ることがないことから導電性の経時的な低下も少ないが、電気伝導度が固形物導電体に比べて低く、軸受抵抗値を下げる効果は余り大きくはない。実用上、軸受抵抗値としては１００ｋΩ程度が上限と言われており、帯電防止剤や油溶性界面活性剤ではこの値を満足するのは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、特に静電気の発生しやすい部位に使用される転がり軸受において、導電性の経時的な低下及び振動の発生を抑えることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を行った結果、グリースに導電性を付与する物質として電荷移動錯体を用いることが効果的であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記の目的は、本発明の、基油と増ちょう剤とを主成分とし、ビイオラントレンとヨウ素、ピレンとヨウ素、ピリダジンとヨウ素、Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリニウムとテトラシアノキノジメタン、テトラチオフルバレンとテトラシアノキノジメタン、Ｎ−メチルフェナジンとテトラシアノキノジメタン、テトラセレノフルバレンとテトラシアノキノジメタン、ヘキサメチレン−テトラセレノフルバレンとテトラシアノキノジメタン、テトラチオフルバレンと２，４，６−トリシアノトリアジンの組み合わせから選択される少なくとも１種の電荷移動錯体をグリース全量の０．１〜１０重量％の割合で含有し、更にアミン系酸化防止剤を含有する導電性グリース組成物を、内輪、外輪及び転動体で形成される軸受空間に封入してなることを特徴とする転がり軸受により達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受に関して詳細に説明する。
本発明において、軸受の構造自体は制限されるものではなく、種々の公知の玉軸受やころ軸受等を対象とすることができ、その内外の軌道輪と転動体とで形成される軸受空間に、電荷移動錯体を含有するグリースを封入して本発明の転がり軸受が構成される。
【００１０】
グリースを形成する基油は特に制限されるものではなく、鉱油、合成炭化水素油、エステル油、フッ素油、エーテル油、ポリグリコール油等の公知の潤滑油を使用することができる。
【００１１】
具体的を挙げると、鉱油としては例えばパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等を挙げることができる。合成炭化水素油としては例えばポリ−α−オレフィン油等を挙げることができる。エステル油としては例えばジエステル油、ポリオールエステル油、又はこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を挙げることができる。フッ素油としては例えばパーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、クロロトリフルオロエチレン油、フルオロフォスファゼン油等のフッ素原子を含有する油を挙げることができる。エーテル油としては例えばジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を挙げることができる。
【００１２】
これらの基油は用途等を考慮して適宜選択することができ、例えば高温・高速での潤滑性能や潤滑寿命を考慮するとエステル油やエーテル油、フッ素油を単独で、もしくは他の潤滑油と併用することが好ましく、コスト面からは鉱油を単独で、もしくは他の潤滑油と併用することが好ましい。
【００１３】
基油粘度は特に制限されるものではないが、１０〜１２０（ｍｍ2 ／ｓ）であることが好ましい。基油粘度が１０（ｍｍ2 ／ｓ）未満の場合、耐熱性の点から一般的に基油として使用されることはなく、本発明においても同様である。一般に基油が低粘度であるほど油膜が薄くなり、その結果軸受抵抗値も小さくなるが、基油粘度が１２０（ｍｍ2 ／ｓ）を超える場合には、油膜が厚くなり過ぎて、実用上必要な軸受抵抗値である１００ｋΩを超えるようになり、特に事務機器用途に適さない場合が出てくる。
【００１４】
また、増ちょう剤も特に制限されるものではなく、リチウムやカルシウム、バリウムのコンプレックス等の石けん類、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素化合物、ウレア化合物等の公知の増ちょう剤を上記の基油に合わせて適宜選択される。
【００１５】
上記の基油及び増ちょう剤からなるグリースには、電荷移動錯体が添加され導電性が付与される。電荷移動錯体としては、表１に示すように、ビイオラントレンとヨウ素、ピレンとヨウ素、ピリダジンとヨウ素、Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリニウムとテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラチオフルバレンとＴＣＮＱ、Ｎ−メチルフェナジンとＴＣＮＱ、テトラセレノフルバレンとＴＣＮＱ、ヘキサメチレン−テトラセレノフルバレンとＴＣＮＱ、テトラチオフルバレンと２，４，６−トリシアノトリアジンの組み合わせから選択される少なくとも１種を用いる。中でも、Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリニウムとＴＣＭＱとの組み合わせが好ましい。混合物軸受の回転に伴ってグリース中に電子が発生する場合にはアクセプターにより、逆に正電荷が発生する場合にはドナーにより、それぞれ電気的に中和することができる。
【００１６】
電荷移動錯体の添加量は、グリース全量の０．１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。電荷移動錯体の添加量が０．１重量％未満では軸受抵抗値を下げる効果が得られない。電荷移動錯体は基油に溶解するものの、溶解性は低く、１０重量％を超えて多量に添加すると不溶解分が多くなり、軸受に微小振動を与えたり、軸受音響を悪化させるようになる。また、１０重量％を超えて添加しても、それ以上の軸受抵抗値の低減が得られない。
【００１８】
【表１】
0003815540.tif 000002
【００１９】
また、上記のグリースには、更にアミン系酸化防止剤が添加される。電荷移動錯体は、このアミン系酸化防止剤との相互作用によりグリースの導電性をより高める。アミン系酸化防止剤としては、例えばフェニル・α−ナフチルアミンが挙げられ、特にＮ−フェニルベンゼンアミンと２．４．４−トリメチルペンテンとの反応生成物が好ましい。
【００２０】
更に、上記のグリースには、従来より公知の各種添加剤、例えば極圧剤、油性剤、防錆剤、金属不活性化剤等を添加してもよい。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明に関して実施例を挙げて更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
（グリースの調製）
表２に示すように、基油、増ちょう剤、電荷移動錯体及び酸化防止剤を配合し、十分に混練して試験グリースＡ〜Ｅを調製した。尚、電荷移動錯体としてＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム１モルとＴＣＮＱ２モルとの混合物を用い、酸化防止剤としてＮ−フェニルベンゼンアミンと２．４．４−トリメチルペンテンとの反応生成物を用いた。また、試験グリースＡは市販のグリースである。
【００２３】
【表２】
0003815540.tif 000003
【００２４】
（軸受抵抗値の測定）
内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの玉軸受に、各試験グリースＡ〜Ｅを１５５〜１６５ｍｇ封入し、図１に示す回路を用いて軸受抵抗値を測定した。図１において、玉軸受１は内輪が軸２に固定され、図示は省略されるモーターにより回転される。また、玉軸受１の外輪及び軸２はそれぞれ軸受抵抗測定器３、定電圧電源４及び抵抗５に接続されて図示される回路を形成している。軸受抵抗値は、定電圧電源４の電圧を６．２Ｖ、抵抗５を６２ｋΩとし、玉軸受１を２５℃、ラジアル荷重１９．６Ｎ、回転数５００ｒｐｍの条件で連続回転させるとともに、１００時間毎に軸受抵抗測定器３にて測定した。
【００２５】
測定結果を図２に示すが、本発明に従い電荷移動錯体を添加したグリースＣ、Ｄ及びＥを封入することにより、軸受抵抗値が抵抗し、更に経時変化も少なくなることが分かる。特に、電荷移動錯体に加えて酸化防止剤を添加したグリースＥを封入することにより、軸受抵抗値が更に低下することが分かる。これに対して、市販のグリースＡを封入したものは経時変化は少ないものの、軸受抵抗値が当初より大きい。また、カーボンブラックを配合したグリースＢを封入したものは、初期の軸受抵抗値は約１ｋΩと最も小さいものの、回転時間とともに大きくなり、経時変化が大きいことが確認された。
【００２６】
（基油粘度と軸受抵抗値との関係）
粘度の異なるエステル油を用いて、またエステル油と合成炭化水素油とを併用し、その混合比を変えて粘度を変化させた基油を用いて、それぞれにリチウム石けん及び電荷移動錯体としてＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム１モルとＴＣＮＱ２モルとの混合物を１重量％添加して調製したグリースを上記玉軸受に封入し、図１に示した回路を用いて軸受抵抗値を測定した。尚、測定条件は、２５℃、ラジアル荷重１９．６Ｎ、回転数５００ｒｐｍであり、１．０時間回転後の軸受抵抗値を測定した。測定結果を図３に示すが、基油粘度が大きくなるのに伴って軸受抵抗値も大きくなる傾向にある。実用上、軸受抵抗値として１００ｋΩを超えるものは使用できないため、基油粘度としては１２０（ｍｍ2 ／ｓ）が上限であることがわかる。
【００２７】
（電荷移動錯体の添加量と軸受抵抗値との関係）
グリースＣにおいて、電荷移動錯体の添加量を変化させて調製したグリースを上記玉軸受に封入し、図１に示した回路を用いて軸受抵抗値を測定した。尚、測定条件は、２５℃、ラジアル荷重１９．６Ｎ、回転数５００ｒｐｍであり、１．０時間回転後の軸受抵抗値を測定した。測定結果を図４に示すが、電荷移動錯体を０．１重量％添加するだけで軸受抵抗値が大きく低下することがわかる。また、１重量％以上添加しても軸受抵抗値の低下の度合いは小さく、５重量％以上では殆ど変化しない。このことから、電荷移動錯体の添加量の下限値は０．１重量％であり、一方上限については５重量％で略十分であり、電荷移動錯体の基油に対する溶解度を考慮すると最大でも１０重量％であると言える。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特に静電気の発生しやすい部位に使用される転がり軸受に電荷移動錯体を含有するグリースを封入することにより、導電性の経時的な低下及び振動の発生を抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において、軸受抵抗値を測定するために用いた装置（回路）を示す図である。
【図２】実施例において、各グリースの軸受抵抗値の経時変化を求めたグラフである。
【図３】実施例において、基油粘度と軸受抵抗値との関係を求めたグラフである。
【図４】実施例において、電荷移動錯体の添加量と軸受抵抗値との関係を求めたグラフである。
【符号の説明】
１  玉軸受
２  軸
３  軸受抵抗測定器
４  定電圧電源
５  抵抗
【図１】
0003815540.tif 000004
【図２】
0003815540.tif 000005
【図３】
0003815540.tif 000006
【図４】
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