転がり軸受
【課題】放電現象が起こらないように、内輪と外輪との間の体積抵抗率を適正値にし、白色組織変化剥離を防止して長寿命の転がり軸受を提供する。
【解決手段】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され、かつ、前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
【解決手段】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され、かつ、前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータやアイドラプーリ、ウォーターポンプ、カーエアコン用プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等の軸受、および車輪用軸受、ガスヒートポンプ用電磁クラッチ、コンプレッサ用軸受、モータ軸受など、白色組織変化を伴った早期剥離（以下、「白色組織変化剥離」ともいう。）が発生しやすい箇所に使用することができ、剥離寿命の延長を図ることができる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような部材は、雨水や路面から跳ね返る泥水に侵されることが多く、使用される転がり軸受の内部にも水分が浸入しやすい。また、上記のような部材はベルトによるプーリ駆動であるため、ベルトとプーリの間で静電気が発生しやすい。そのため、浸入した水分が静電気により電気分解を起して水素イオンが発生し、発生した水素イオンが起点となって内輪や外輪、転動体に白色組織変化剥離を起こす。
【０００３】
このような白色組織変化剥離を防ぐために本出願人も、特許文献１において、導電性シールを装着して内輪と外輪との導通を図ることで、電気分解による水素の発生を抑制することを提案している。また、特許文献２において、導電性シールとともに導電性グリースを封入して導通を更に高めることも提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１８６７９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２をはじめとして従来の白色組織変化剥離を防止する方法は、導電性シールや導電性グリースにより、帯電した静電気を逃がすことに主眼が置かれている。しかしながら、本発明者らが白色組織変化剥離について更に検討したところ、放電現象（絶縁破壊）が関係していることを見出した。そこで本発明では、放電現象が起こらないように、内輪と外輪との間の体積抵抗率を適正値にし、白色組織変化剥離を防止して長寿命の転がり軸受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、上記のように、白色組織変化剥離に放電現象（絶縁破壊）が関係していることを見出し、導電性シールを装着して外輪と内輪の間の体積固有抵抗率を油膜の体積固有抵抗率よりも低くすることにより、発生した電荷が軸受内部に放電するのを防止できることを知見した。また、油膜を薄くして内輪と外輪との間の体積固有抵抗率を低くすることにより同様の効果が得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【０００７】
即ち、本発明は下記の転がり軸受を提供する。
（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され、かつ、
前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
（２）体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下である接触式の導電性シールを備えることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受。
（３）前記導電性シールのシールリップ部に導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする上記（２）記載の転がり軸受。
（４）前記導電性シールの硬さがＨＶ＝８００以上であることを特徴とする上記（２）または（３）記載の転がり軸受。
（５）前記導電性シールの摩擦抵抗が０．２以下であることを特徴とする上記（２）〜（４）の何れか１項に記載の転がり軸受。
（６）運転隙間が負で、前記転動体の表面の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍであることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１項に記載の転がり軸受。
（７）導電性グリースが封止されていることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか１項に記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の転がり軸受は、放電現象が起こらないように導電性シールの体積抵抗率を適正値にしたことにより、また運転隙間と転動体の表面粗さを特定したことにより、白色組織変化剥離を防止して長寿命となる。そのため、本発明の転がり軸受は、高温、高速、高荷重下で使用される用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態（玉軸受）を示す断面図である。
【図２】前記実施形態の導電性シールと内輪、外輪との取り付け状態を拡大して示す部分縦断面図である。
【図３】実施例において剥離試験及び体積固有抵抗率の測定に使用した装置の構成を示す図である。
【図４】実施例で得られた体積固有抵抗率と剥離寿命との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る転がり軸受の好適な実施の形態例を図面に基づいて説明する。尚、図１、図２には本実施形態の転がり軸受が示されており、図１は玉軸受１の断面図、図２は導電性シール１５の取付け部分の拡大図である。
【００１１】
図１に示すように、玉軸受１は、内輪１１と外輪１２との間に保持器１３を介して複数の転動体である玉１４を略等間隔で回動自在に保持する構成となっている。そして、内輪１１と外輪１２とにわたって導電性シール１５が設けられている。また、内輪１１、外輪１２、玉１４、保持器１３および導電性シール１５とで形成される空所Ｓには、潤滑剤が封入されている。
【００１２】
導電性シール１５は、玉軸受１の内輪１１と外輪１２とを同電位とするためのシールであり、図２に詳細を示すように、導電性ゴム組成物１９で補強部材としての芯金１６を被覆して環状に形成されている。導電性シール１５の外周部は、断面略団扇形状に形成され、わずかに内側（玉１４側）に向いており、導電性シール１５を外輪１２に固定する際の外周固定部１５Ａとなっている。また、導電性シール１５の内周部の内側には、内周部の先端から外周部に向かって広くなる傾斜部が形成されており、この傾斜部は内輪１１の、次に述べるテーパ部１１Ａと摺接する内周摺接部１５Ｂとなっている。
【００１３】
これに対して、外輪１２の内周外側面部には窪み状の外輪板溝１２Ａが形成されている。そして、この外輪板溝１２Ａには、導電性ゴム組成物１９の弾性を利用して前記固定部１５Ａを嵌め込むことで、導電性シール１５が外輪１２に固定されるようになっている。また、内輪１１の外周外側面部には、前記空所Ｓから外側に向かって傾斜するテーパ部１１Ａが形成されている。そして、このテーパ部１１Ａには、前述のように摺接部１５Bが摺接・係合されており、これにより、外輪１２と内輪１１とが、常時、電気的に通電されている。
【００１４】
導電性ゴム組成物１９は、任意のゴム材に、導電性材料として導電性粒子や導電性繊維をそれぞれ単独で、あるいは混合して配合したものである。ゴム材料としては、本実施形態では二トリルゴムを使用するが、一般的にシール材料として用いられるアクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムを使用してもよく、適宜その材料が選択可能である。
【００１５】
導電性粒子としては、カーボンブラックやグラファイト、インジウム／スズ酸化物、アンチモン／スズ酸化物等の導電性金属酸化物を使用することができ、それらの材料が適宜選択可能である。
【００１６】
導電性繊維としては、ステンレス繊維、炭素繊維（カーボンファイバー、カーボンチュウブ）、あるいはチタン酸カリウムにメッキした導電性繊維（例えば大塚化学社製）等を使用することができる。また、導電性繊維の太さや長さは任意のものを選択可能できる。例えば、導電性繊維として、太さが１０μｍ、長さ２００〜３００μｍのステンレス繊維を使用できる。
【００１７】
ゴム材料に混入される導電性材料の量は、導電性シール１５のゴム弾性を維持しつつ、体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下にできれば制限はない。尚、体積固有抵抗率は、１×１０３Ω・ｃｍ以下が好ましい。
【００１８】
また、導電性シール１５は、導電性材料を配合していない上記のゴム材料で芯金１６を被覆し、更に導電性材料からなる被膜で覆う構成としてもよい。導電性材料からなる被膜は、上記の導電性粒子や導電性繊維をバインダー樹脂に分散させた塗液を所定厚で塗布し、乾燥させることにより形成することができる。
【００１９】
導電性被膜としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜や金属膜、ＤＬＣに金属元素を内添した複合被膜、あるいはこれらを積層した積層被膜を形成することもできる。これらの被膜は、導電性粒子や導電性繊維をバインダー樹脂で結着させた被膜に比べて高導電性の被膜となり、導電性シール１５には特に好適である。
【００２０】
上記の導電性シール１５の内周摺接部１５Ｂ（シールリップ部）に導電性材料、例えば導電性グリースを塗布することにより、導電性を維持することが可能になる。尚、導電性グリースとしては公知のもので構わないが、例えば下記に示す組成とすることができる。
【００２１】
更に、導電性シール１５は、硬さがＨＶ＝８００以上、特にＨＶ＝１０００以上であることが好ましく、摩擦抵抗が０．２以下、特に０．１５以下であることが好ましい。硬さがＨＶ＝８００未満では内輪１１との摺接により摩耗しやすくなり、十分なシール性を長期にわたり維持するのが難しくなるとともに、油膜を介して内輪と外輪との間で放電が起こるようになる。また、摩擦抵抗が０．２を超えると発熱により、潤滑剤が劣化するおそれがある。
【００２２】
尚、ＤＬＣ膜や金属膜、複合被膜、積層被膜を形成した場合は、通常の方法では硬さを測定することができないため、押し込み深さを少なくとも膜厚以内となるように微小硬度計による測定を行い、得られた荷重−除荷曲線から硬さを求める。また、積層被膜については、各層毎に同様の測定を行い、総合的な硬さを求める。
【００２３】
潤滑剤は、潤滑油であっても、グリースであってもよい。以下に、グリースについて説明する。
【００２４】
グリースを形成する基油は特に限定されず、通常潤滑油の基油として使用されている油はすべて使用することができる。好ましくは、低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成され難いために起こる焼付きを避けるために４０℃における動粘度が、好ましくは１０〜４００ｍｍ２／ｓｅｃ、より好ましくは２０〜２５０ｍｍ２／ｓｅｃ、さらに好ましくは４０〜１５０ｍｍ２／ｓｅｃである基油が望ましい。
【００２５】
具体例としては、鉱油系、合成油系または天然油系の潤滑油などが挙げられる。鉱油系の潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものを用いることができる。合成油系の潤滑油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。
【００２６】
炭化水素系油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマーなどのポリ−α−オレフィン、またはこれらの水素化物などが挙げられる。
【００２７】
芳香族系油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、などのアルキルベンゼン、あるいは、モノアルキルアフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレンなどのアルキルナフタレンなどが挙げられる。
【００２８】
エステル系油としては、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレート、などのジエステル油、あるいは、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどの芳香族エステル油、さらには、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート、などのポリオールエステル油、さらにはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油などが挙げられる。
【００２９】
前記エーテル系油としては、ポリエチレングリーコール、ポリプロピレングリーコール、ポリエチレングリーコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル、などのポリグリコール、あるいは、モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテルなどのフェニルエーテル油などが挙げられる。
【００３０】
その他の合成潤滑基油としては、トリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００３１】
天然油系の潤滑基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、などの油脂系油、またはこれらの水素化物が挙げられる。
【００３２】
これらの基油は、単独または混合物として用いることができ、前述した好ましい動粘度に調整される。
【００３３】
グリースを形成する増ちょう剤は、ゲル構造を形成し、前記基油をゲル構造中に保持する能力があれば、特に制約はない。例えば、Ｌｉ、Ｎａ等からなる金属石鹸、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ等から選択される複合金属石鹸類、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非石鹸類を適宜選択して使用できる。但し、グリースの耐熱性を考慮すると、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物、または、これらの混合物が好ましい。
【００３４】
このウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、具体的には、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、これらの中でも、ジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物がより好ましい。耐熱性、音響性を考慮すると、さらに好ましくは、ジウレア化合物を配合することが望ましい。
【００３５】
グリースは、導電性を更に向上させるために導電性とすることが好ましい。導電性にするには、導電性物質を配合することが好ましく、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどを配合することができる。中でも、カーボンブラックは市場からも入手しやすく、安価であることから好ましい。尚、導電性物質の配合量は、グリースに導電性を付与できれば制限がなく、潤滑性能等を考慮して適宜設定するが、グリース全量の０．１〜１０質量％とすること適当である。配合量が０．１質量％未満では十分な導電性を有することができず、１０質量％より多くなるとグリースが硬化し、焼付き寿命が低下するおそれがあるため好ましくない。導電性を確実にし、さらに焼付き寿命の低下を考慮するなら、グリース全量に対して０．５〜５質量％が望ましい。また、導電性物質を配合した後のグリースちょう度が、ＮＬＧＩＮｏ．１〜Ｎｏ．３であることが、より望ましい。
【００３６】
グリースには、その他にも目的に応じて種々の添加剤を添加することができる。例えば、摩耗防止剤、極圧剤、油性剤のうち少なくとも一つを加えると、軸受損傷を抑え、安定した導電性寿命をグリースに付与することができ、剥離寿命を延長することができる。導電性の経時的な低下をさらに長期にわたって抑えるためには、摩耗防止剤と油性剤とを併用することが好ましい。特に、摩耗防止剤として亜リン酸エステル、油性剤としてカルボン酸無水物を用いた場合は、導電性の経時的な低下を抑える効果が特に優れている。また、自動車電装品のように高温で使用され、水の浸入のおそれがある場合は、酸化防止剤や防錆剤を加えることで、グリースの劣化を抑制することが可能である。尚、これら添加剤の添加量は、グリース全量の０．１〜１０質量％が適当である。添加量が０．１質量％未満では目的とする効果が発現せず、１０質量％を超えても効果の更なる向上は見込めず、むしろ他成分の配合量が少なくなり、潤滑性能等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３７】
また、グリースの調製方法には特に制約はない。しかし、一般的には、基油中で増ちょう剤を反応させて得られる。導電性物質は、得られたグリースに所定量を配合することが好ましい。ただし、ニーダやロールミル等で導電性物質を添加した後、十分攪拌し、均一分散させる必要がある。この処理を行うときは、加熱するものも有効である。摩耗防止剤等の他の添加剤は、導電性物質と同時に添加することが工程上好ましい。
【００３８】
本発明において、導電性シール１５の体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下とするのは、潤滑剤の油膜の体積固有抵抗率が１５×１０３Ω・ｃｍ程度であり、導電性シール１５の体積固有抵抗率をそれよりも小さくすることにより、放電による油膜の絶縁破壊がなくなり、潤滑剤自体の劣化や、内輪１１や外輪１２の軌道面に白色組織変化剥離が発生するのを防止することができることによる。
【００３９】
また、油膜を薄くして内輪１１と外輪１２との間の体積固有抵抗率を、５×１０３Ω・ｃｍ以下にしてもよく、そのためには運転隙間を負にし、玉１４の粗さを小さく、具体的には中心線平均粗さを０．０１〜０．０６μｍＲａ、好ましくは０．０１５〜０．０４μｍＲａにする。
【００４０】
更に、運転隙間及び表面粗さの特定と、上記の導電性シール１５とを組み合わせることにより、白色組織変化剥離をより確実に防止することができる。
【００４１】
尚、本発明に係る転がり軸受は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、転がり軸受として玉軸受の他にもころ軸受等を用いてもよい。また、導電性シール１５を、導電性組成物１９で芯金１６を被覆して構成しているが、芯金１６を設けなくてもよい。
【実施例】
【００４２】
以下に、実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００４３】
（試験１：実施例１〜１２、比較例１〜４）
試験軸受として、ＪＩＳ呼び番号６２０３深溝玉軸受を用意した。尚、封入グリースは導電性グリースとした。また、芯金をニトリルゴムで被覆したシールを用意し、実施例１〜１２及び比較例１〜３については更に金属元素の内添量を変えたＤＬＣ被膜を形成した。そして、各シールについて、ＤＬＣ被膜の硬さを測定した。測定にはエリオニクス社製微小硬度計を用い、押し込み荷重を５０ｍＮとして測定したヤング率を用いた。比較例４ではＤＬＣ被膜を形成せず、ニトリルゴム被覆のみのシールとした。更に、各シールについて、往復動試験機を用いて摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
また、試験軸受にシールを装着し、図３に示す試験装置を用いて剥離に至るまでの時間（剥離寿命）を測定した。図示される試験装置において、テーブル状の基台１０１の上方には回転軸１０２が水平方向に配置されており、下方には駆動軸１０３が、回転軸１０２と平行に設けられている。駆動軸１０３はモータ１０４の出力軸であり、モータ１０４により回転駆動される。駆動軸１０３の先端部（図の左端部）には駆動プーリ１０５が、回転軸１０２の一端部（同左端部）には従動プーリ１０６が固定しており、従動プーリ１０６と駆動プーリ１０５とに無端ベルト１０７が掛け渡されている。
【００４５】
基台１０１の上面には、Ｌ字形のアーム１０８の基端部が支持固定しており、アーム１０８は、基台１０１に対して結合される支柱部１０９と、この支柱部１０９の上端部から水平方向に延びた水平支持部１１０とからなる。水平支持部１１０の上面にはケーシング１１１が固定されている。このケーシング１１１は、十分な厚さ寸法を有する第一支持壁１１２と、第一支持壁１１２に比較して薄肉の第二支持壁１１３とを有しており、第一支持壁１１２の円孔１１４の内側には、サポート軸受１１５の外輪１１６が内嵌固定される。また、サポート軸受１１５の内輪１１７は回転軸１０２の他端部に外嵌固定される。尚、サポート軸受１１５の転動体にはセラミック球を用いた。一方、第二支持壁１１３の外側（図の左側面）には、その一部のみが外方（図の左方）に突出した突出部１１８が形成され、この突出部１１８に、第二ハウジング１１９の円周方向一部を、複数本のボルトにより結合固定している。そして、第二ハウジング１１９の内側には、寿命試験を行なうべき試験軸受１２０の外輪１２１が内嵌固定される。そして、この試験軸受１２０の内輪１２２を回転軸１０２の中間部に外嵌固定することにより、この回転軸１０２の中間部を第二ハウジング１１９に回転自在に支持する。また、第二ハウジング１１９の上面には、振動ピックアップ１２７を設けて試験軸受１２０の振動を検出自在としている。
【００４６】
また、従動プーリ１０６から回転軸１０２の一端部にＦＰなるラジアル荷重が付与された場合には、試験軸受１２０には（ａ＋ｂ）・ＦP ／ａなるラジアル荷重ＦｆＰが加わる。尚、ａは前記サポート軸受１１５と試験軸受１２０との中心間距離（ピッチ）、ｂは従動プーリ１０６と試験軸受１２０との中心間距離である。
【００４７】
上述のように構成される試験装置によれば、試験軸受１２０の寿命試験を、エンジン用補機等に組み込まれて実際に運転される状態に合致させて行なえる。即ち、第二ハウジング１１９が回転軸１０２に設けた試験軸受１２０の支持剛性が低いため、無端ベルト１０７の張力Ｔに基づいて従動プーリ１０６に加えられるラジアル荷重により、回転軸１０２に曲げ応力が加わる。そして、この曲げ応力と無端ベルト１０７から加えられるラジアル荷重ＦＰとが合わさって試験軸受１２０に、実際の使用状態に則した複雑な力が加わる。そして、この力によって、早期剥離等の損傷が発生する。
【００４８】
本実施例では、試験軸受１２０を、（負荷荷重／動定格荷重）＝０．１、試験温度８０℃にて、所定時間毎に９０００ｍｉｎ−１と１８０００ｍｉｎ−１とを切り替えて回転させ、所定時間毎に試験軸受１２０を分解して剥離発生の有無を評価した。回転は最長２０００時間行った。結果を表１に、２０００時間回転後も剥離が認められない場合を１とする寿命比として示す。
【００４９】
また、上記の測定装置では、回転軸１０２にスリップリング１３０を介装し、スリップリング１３０と試験軸受１２０の外輪１２１との間にＬＣＲメータ１３５が挿入されており、体積固有抵抗率を測定するように構成されている。尚、符号１３２は、水平支持部１１０とケーシング１１１とを絶縁するための絶縁シートである。得られる測定値は、測定装置自体、並びに試験軸受１２０の外輪１２１と内輪１２２との間の体積固有抵抗率の合計であるため、測定装置、試験軸受１２０の外輪１１０及び内輪１２２の各体積固有抵抗率を測定しておき、シールを装着した状態での測定値から差し引くことでシール単体の体積固有抵抗率を求めることができる。結果を表１に示す。
【００５０】
尚、上記の被膜硬さ、摩擦係数、体積固有抵抗率及び寿命比は、ｎ＝１０の平均値である。
【００５１】
【表１】
【００５２】
実施例１〜１２に示すように、シールの体積固有抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であれば、長寿命になることがわかる。特に、シールの体積固有抵抗率が１×１０３Ω・ｃｍ以下が好ましい。但し、実施例１１、１２に示すようにシールの硬さが低くなると、摩耗が大きくなり寿命を低下させる要因になる。
【００５３】
これに対し、比較例１〜４に示すように、シールの硬さが実施例と同程度であっても、体積固有抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍを越えると剥離しやすくなって寿命が短くなる。
【００５４】
上記の結果を基に、体積固有抵抗率と寿命比との関係を図４にグラフ化して示す。
【００５５】
（試験２：実施例１３〜２６、比較例５〜７）
試験軸受として、ＪＩＳ呼び番号６２０３深溝玉軸受を用意し、表２に示すように、運転隙間及び玉表面の中心線平均粗さを調整した。また、封入グリースには、導電性グリースと、非導電性のグリースを用意した。また、シールには、芯金を導電性ニトリルゴム組成物で被覆した接触式導電性シールと、芯金をニトリルゴム組成物で被覆した非導電性の接触式ゴムシールを用意した。
【００５６】
そして、表２に示すように、運転隙間、中心線平均粗さ、シール及び封入グリースを組み合わせて試験軸受とした。この試験軸受について、図３に示す試験装置を用い、試験軸受１２０を、（負荷荷重／動定格荷重）＝０．１、試験温度８０℃にて、所定時間毎に９０００ｍｉｎ−１と１８０００ｍｉｎ−１とを切り替えて回転させ、所定時間毎に試験軸受１２０を分解して剥離発生の有無を評価した。回転は最長２０００時間行った。結果を表２に、２０００時間回転後も剥離が認められない場合を１とする寿命比として示す。また、同様にして体積固有抵抗率を測定した。尚、各値はｎ＝１０の平均値である。結果を表２に併記する。
【００５７】
【表２】
【００５８】
実施例１３〜２２に示すように、運転隙間が負で、玉の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍとし、導電性シール及び導電性グリースを用いることにより、外輪と内輪との間の体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下にすることができ長寿命になっている。また、実施例２３、２４のように、玉表面が粗くなると寿命が若干低下するようなる。更に、実施例２５のように導電性シールを備えない場合や、実施例２６のように導電性グリースを封入しない場合にも寿命が若干低下する。
【００５９】
これに対し比較例５のように、玉の表面粗さが本発明の範囲外になると体積固有抵抗率が大きくなり、寿命が短くなる。また、比較例６、７のように運転隙間が正の場合も体積固有抵抗率が大きくなり、寿命が短くなる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 転がり軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ 保持器
１４ 転動体
１５ 導電性シール
１５Ａ 外周固定部
１５Ｂ 内周摺接部
１６ 芯金
１９ 導電性組成物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータやアイドラプーリ、ウォーターポンプ、カーエアコン用プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等の軸受、および車輪用軸受、ガスヒートポンプ用電磁クラッチ、コンプレッサ用軸受、モータ軸受など、白色組織変化を伴った早期剥離（以下、「白色組織変化剥離」ともいう。）が発生しやすい箇所に使用することができ、剥離寿命の延長を図ることができる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような部材は、雨水や路面から跳ね返る泥水に侵されることが多く、使用される転がり軸受の内部にも水分が浸入しやすい。また、上記のような部材はベルトによるプーリ駆動であるため、ベルトとプーリの間で静電気が発生しやすい。そのため、浸入した水分が静電気により電気分解を起して水素イオンが発生し、発生した水素イオンが起点となって内輪や外輪、転動体に白色組織変化剥離を起こす。
【０００３】
このような白色組織変化剥離を防ぐために本出願人も、特許文献１において、導電性シールを装着して内輪と外輪との導通を図ることで、電気分解による水素の発生を抑制することを提案している。また、特許文献２において、導電性シールとともに導電性グリースを封入して導通を更に高めることも提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１８６７９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２をはじめとして従来の白色組織変化剥離を防止する方法は、導電性シールや導電性グリースにより、帯電した静電気を逃がすことに主眼が置かれている。しかしながら、本発明者らが白色組織変化剥離について更に検討したところ、放電現象（絶縁破壊）が関係していることを見出した。そこで本発明では、放電現象が起こらないように、内輪と外輪との間の体積抵抗率を適正値にし、白色組織変化剥離を防止して長寿命の転がり軸受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、上記のように、白色組織変化剥離に放電現象（絶縁破壊）が関係していることを見出し、導電性シールを装着して外輪と内輪の間の体積固有抵抗率を油膜の体積固有抵抗率よりも低くすることにより、発生した電荷が軸受内部に放電するのを防止できることを知見した。また、油膜を薄くして内輪と外輪との間の体積固有抵抗率を低くすることにより同様の効果が得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【０００７】
即ち、本発明は下記の転がり軸受を提供する。
（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され、かつ、
前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
（２）体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下である接触式の導電性シールを備えることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受。
（３）前記導電性シールのシールリップ部に導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする上記（２）記載の転がり軸受。
（４）前記導電性シールの硬さがＨＶ＝８００以上であることを特徴とする上記（２）または（３）記載の転がり軸受。
（５）前記導電性シールの摩擦抵抗が０．２以下であることを特徴とする上記（２）〜（４）の何れか１項に記載の転がり軸受。
（６）運転隙間が負で、前記転動体の表面の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍであることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１項に記載の転がり軸受。
（７）導電性グリースが封止されていることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか１項に記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の転がり軸受は、放電現象が起こらないように導電性シールの体積抵抗率を適正値にしたことにより、また運転隙間と転動体の表面粗さを特定したことにより、白色組織変化剥離を防止して長寿命となる。そのため、本発明の転がり軸受は、高温、高速、高荷重下で使用される用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態（玉軸受）を示す断面図である。
【図２】前記実施形態の導電性シールと内輪、外輪との取り付け状態を拡大して示す部分縦断面図である。
【図３】実施例において剥離試験及び体積固有抵抗率の測定に使用した装置の構成を示す図である。
【図４】実施例で得られた体積固有抵抗率と剥離寿命との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る転がり軸受の好適な実施の形態例を図面に基づいて説明する。尚、図１、図２には本実施形態の転がり軸受が示されており、図１は玉軸受１の断面図、図２は導電性シール１５の取付け部分の拡大図である。
【００１１】
図１に示すように、玉軸受１は、内輪１１と外輪１２との間に保持器１３を介して複数の転動体である玉１４を略等間隔で回動自在に保持する構成となっている。そして、内輪１１と外輪１２とにわたって導電性シール１５が設けられている。また、内輪１１、外輪１２、玉１４、保持器１３および導電性シール１５とで形成される空所Ｓには、潤滑剤が封入されている。
【００１２】
導電性シール１５は、玉軸受１の内輪１１と外輪１２とを同電位とするためのシールであり、図２に詳細を示すように、導電性ゴム組成物１９で補強部材としての芯金１６を被覆して環状に形成されている。導電性シール１５の外周部は、断面略団扇形状に形成され、わずかに内側（玉１４側）に向いており、導電性シール１５を外輪１２に固定する際の外周固定部１５Ａとなっている。また、導電性シール１５の内周部の内側には、内周部の先端から外周部に向かって広くなる傾斜部が形成されており、この傾斜部は内輪１１の、次に述べるテーパ部１１Ａと摺接する内周摺接部１５Ｂとなっている。
【００１３】
これに対して、外輪１２の内周外側面部には窪み状の外輪板溝１２Ａが形成されている。そして、この外輪板溝１２Ａには、導電性ゴム組成物１９の弾性を利用して前記固定部１５Ａを嵌め込むことで、導電性シール１５が外輪１２に固定されるようになっている。また、内輪１１の外周外側面部には、前記空所Ｓから外側に向かって傾斜するテーパ部１１Ａが形成されている。そして、このテーパ部１１Ａには、前述のように摺接部１５Bが摺接・係合されており、これにより、外輪１２と内輪１１とが、常時、電気的に通電されている。
【００１４】
導電性ゴム組成物１９は、任意のゴム材に、導電性材料として導電性粒子や導電性繊維をそれぞれ単独で、あるいは混合して配合したものである。ゴム材料としては、本実施形態では二トリルゴムを使用するが、一般的にシール材料として用いられるアクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムを使用してもよく、適宜その材料が選択可能である。
【００１５】
導電性粒子としては、カーボンブラックやグラファイト、インジウム／スズ酸化物、アンチモン／スズ酸化物等の導電性金属酸化物を使用することができ、それらの材料が適宜選択可能である。
【００１６】
導電性繊維としては、ステンレス繊維、炭素繊維（カーボンファイバー、カーボンチュウブ）、あるいはチタン酸カリウムにメッキした導電性繊維（例えば大塚化学社製）等を使用することができる。また、導電性繊維の太さや長さは任意のものを選択可能できる。例えば、導電性繊維として、太さが１０μｍ、長さ２００〜３００μｍのステンレス繊維を使用できる。
【００１７】
ゴム材料に混入される導電性材料の量は、導電性シール１５のゴム弾性を維持しつつ、体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下にできれば制限はない。尚、体積固有抵抗率は、１×１０３Ω・ｃｍ以下が好ましい。
【００１８】
また、導電性シール１５は、導電性材料を配合していない上記のゴム材料で芯金１６を被覆し、更に導電性材料からなる被膜で覆う構成としてもよい。導電性材料からなる被膜は、上記の導電性粒子や導電性繊維をバインダー樹脂に分散させた塗液を所定厚で塗布し、乾燥させることにより形成することができる。
【００１９】
導電性被膜としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜や金属膜、ＤＬＣに金属元素を内添した複合被膜、あるいはこれらを積層した積層被膜を形成することもできる。これらの被膜は、導電性粒子や導電性繊維をバインダー樹脂で結着させた被膜に比べて高導電性の被膜となり、導電性シール１５には特に好適である。
【００２０】
上記の導電性シール１５の内周摺接部１５Ｂ（シールリップ部）に導電性材料、例えば導電性グリースを塗布することにより、導電性を維持することが可能になる。尚、導電性グリースとしては公知のもので構わないが、例えば下記に示す組成とすることができる。
【００２１】
更に、導電性シール１５は、硬さがＨＶ＝８００以上、特にＨＶ＝１０００以上であることが好ましく、摩擦抵抗が０．２以下、特に０．１５以下であることが好ましい。硬さがＨＶ＝８００未満では内輪１１との摺接により摩耗しやすくなり、十分なシール性を長期にわたり維持するのが難しくなるとともに、油膜を介して内輪と外輪との間で放電が起こるようになる。また、摩擦抵抗が０．２を超えると発熱により、潤滑剤が劣化するおそれがある。
【００２２】
尚、ＤＬＣ膜や金属膜、複合被膜、積層被膜を形成した場合は、通常の方法では硬さを測定することができないため、押し込み深さを少なくとも膜厚以内となるように微小硬度計による測定を行い、得られた荷重−除荷曲線から硬さを求める。また、積層被膜については、各層毎に同様の測定を行い、総合的な硬さを求める。
【００２３】
潤滑剤は、潤滑油であっても、グリースであってもよい。以下に、グリースについて説明する。
【００２４】
グリースを形成する基油は特に限定されず、通常潤滑油の基油として使用されている油はすべて使用することができる。好ましくは、低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成され難いために起こる焼付きを避けるために４０℃における動粘度が、好ましくは１０〜４００ｍｍ２／ｓｅｃ、より好ましくは２０〜２５０ｍｍ２／ｓｅｃ、さらに好ましくは４０〜１５０ｍｍ２／ｓｅｃである基油が望ましい。
【００２５】
具体例としては、鉱油系、合成油系または天然油系の潤滑油などが挙げられる。鉱油系の潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものを用いることができる。合成油系の潤滑油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。
【００２６】
炭化水素系油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマーなどのポリ−α−オレフィン、またはこれらの水素化物などが挙げられる。
【００２７】
芳香族系油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、などのアルキルベンゼン、あるいは、モノアルキルアフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレンなどのアルキルナフタレンなどが挙げられる。
【００２８】
エステル系油としては、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレート、などのジエステル油、あるいは、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどの芳香族エステル油、さらには、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート、などのポリオールエステル油、さらにはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油などが挙げられる。
【００２９】
前記エーテル系油としては、ポリエチレングリーコール、ポリプロピレングリーコール、ポリエチレングリーコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル、などのポリグリコール、あるいは、モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテルなどのフェニルエーテル油などが挙げられる。
【００３０】
その他の合成潤滑基油としては、トリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００３１】
天然油系の潤滑基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、などの油脂系油、またはこれらの水素化物が挙げられる。
【００３２】
これらの基油は、単独または混合物として用いることができ、前述した好ましい動粘度に調整される。
【００３３】
グリースを形成する増ちょう剤は、ゲル構造を形成し、前記基油をゲル構造中に保持する能力があれば、特に制約はない。例えば、Ｌｉ、Ｎａ等からなる金属石鹸、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ等から選択される複合金属石鹸類、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非石鹸類を適宜選択して使用できる。但し、グリースの耐熱性を考慮すると、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物、または、これらの混合物が好ましい。
【００３４】
このウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、具体的には、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、これらの中でも、ジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物がより好ましい。耐熱性、音響性を考慮すると、さらに好ましくは、ジウレア化合物を配合することが望ましい。
【００３５】
グリースは、導電性を更に向上させるために導電性とすることが好ましい。導電性にするには、導電性物質を配合することが好ましく、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどを配合することができる。中でも、カーボンブラックは市場からも入手しやすく、安価であることから好ましい。尚、導電性物質の配合量は、グリースに導電性を付与できれば制限がなく、潤滑性能等を考慮して適宜設定するが、グリース全量の０．１〜１０質量％とすること適当である。配合量が０．１質量％未満では十分な導電性を有することができず、１０質量％より多くなるとグリースが硬化し、焼付き寿命が低下するおそれがあるため好ましくない。導電性を確実にし、さらに焼付き寿命の低下を考慮するなら、グリース全量に対して０．５〜５質量％が望ましい。また、導電性物質を配合した後のグリースちょう度が、ＮＬＧＩＮｏ．１〜Ｎｏ．３であることが、より望ましい。
【００３６】
グリースには、その他にも目的に応じて種々の添加剤を添加することができる。例えば、摩耗防止剤、極圧剤、油性剤のうち少なくとも一つを加えると、軸受損傷を抑え、安定した導電性寿命をグリースに付与することができ、剥離寿命を延長することができる。導電性の経時的な低下をさらに長期にわたって抑えるためには、摩耗防止剤と油性剤とを併用することが好ましい。特に、摩耗防止剤として亜リン酸エステル、油性剤としてカルボン酸無水物を用いた場合は、導電性の経時的な低下を抑える効果が特に優れている。また、自動車電装品のように高温で使用され、水の浸入のおそれがある場合は、酸化防止剤や防錆剤を加えることで、グリースの劣化を抑制することが可能である。尚、これら添加剤の添加量は、グリース全量の０．１〜１０質量％が適当である。添加量が０．１質量％未満では目的とする効果が発現せず、１０質量％を超えても効果の更なる向上は見込めず、むしろ他成分の配合量が少なくなり、潤滑性能等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３７】
また、グリースの調製方法には特に制約はない。しかし、一般的には、基油中で増ちょう剤を反応させて得られる。導電性物質は、得られたグリースに所定量を配合することが好ましい。ただし、ニーダやロールミル等で導電性物質を添加した後、十分攪拌し、均一分散させる必要がある。この処理を行うときは、加熱するものも有効である。摩耗防止剤等の他の添加剤は、導電性物質と同時に添加することが工程上好ましい。
【００３８】
本発明において、導電性シール１５の体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下とするのは、潤滑剤の油膜の体積固有抵抗率が１５×１０３Ω・ｃｍ程度であり、導電性シール１５の体積固有抵抗率をそれよりも小さくすることにより、放電による油膜の絶縁破壊がなくなり、潤滑剤自体の劣化や、内輪１１や外輪１２の軌道面に白色組織変化剥離が発生するのを防止することができることによる。
【００３９】
また、油膜を薄くして内輪１１と外輪１２との間の体積固有抵抗率を、５×１０３Ω・ｃｍ以下にしてもよく、そのためには運転隙間を負にし、玉１４の粗さを小さく、具体的には中心線平均粗さを０．０１〜０．０６μｍＲａ、好ましくは０．０１５〜０．０４μｍＲａにする。
【００４０】
更に、運転隙間及び表面粗さの特定と、上記の導電性シール１５とを組み合わせることにより、白色組織変化剥離をより確実に防止することができる。
【００４１】
尚、本発明に係る転がり軸受は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、転がり軸受として玉軸受の他にもころ軸受等を用いてもよい。また、導電性シール１５を、導電性組成物１９で芯金１６を被覆して構成しているが、芯金１６を設けなくてもよい。
【実施例】
【００４２】
以下に、実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００４３】
（試験１：実施例１〜１２、比較例１〜４）
試験軸受として、ＪＩＳ呼び番号６２０３深溝玉軸受を用意した。尚、封入グリースは導電性グリースとした。また、芯金をニトリルゴムで被覆したシールを用意し、実施例１〜１２及び比較例１〜３については更に金属元素の内添量を変えたＤＬＣ被膜を形成した。そして、各シールについて、ＤＬＣ被膜の硬さを測定した。測定にはエリオニクス社製微小硬度計を用い、押し込み荷重を５０ｍＮとして測定したヤング率を用いた。比較例４ではＤＬＣ被膜を形成せず、ニトリルゴム被覆のみのシールとした。更に、各シールについて、往復動試験機を用いて摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
また、試験軸受にシールを装着し、図３に示す試験装置を用いて剥離に至るまでの時間（剥離寿命）を測定した。図示される試験装置において、テーブル状の基台１０１の上方には回転軸１０２が水平方向に配置されており、下方には駆動軸１０３が、回転軸１０２と平行に設けられている。駆動軸１０３はモータ１０４の出力軸であり、モータ１０４により回転駆動される。駆動軸１０３の先端部（図の左端部）には駆動プーリ１０５が、回転軸１０２の一端部（同左端部）には従動プーリ１０６が固定しており、従動プーリ１０６と駆動プーリ１０５とに無端ベルト１０７が掛け渡されている。
【００４５】
基台１０１の上面には、Ｌ字形のアーム１０８の基端部が支持固定しており、アーム１０８は、基台１０１に対して結合される支柱部１０９と、この支柱部１０９の上端部から水平方向に延びた水平支持部１１０とからなる。水平支持部１１０の上面にはケーシング１１１が固定されている。このケーシング１１１は、十分な厚さ寸法を有する第一支持壁１１２と、第一支持壁１１２に比較して薄肉の第二支持壁１１３とを有しており、第一支持壁１１２の円孔１１４の内側には、サポート軸受１１５の外輪１１６が内嵌固定される。また、サポート軸受１１５の内輪１１７は回転軸１０２の他端部に外嵌固定される。尚、サポート軸受１１５の転動体にはセラミック球を用いた。一方、第二支持壁１１３の外側（図の左側面）には、その一部のみが外方（図の左方）に突出した突出部１１８が形成され、この突出部１１８に、第二ハウジング１１９の円周方向一部を、複数本のボルトにより結合固定している。そして、第二ハウジング１１９の内側には、寿命試験を行なうべき試験軸受１２０の外輪１２１が内嵌固定される。そして、この試験軸受１２０の内輪１２２を回転軸１０２の中間部に外嵌固定することにより、この回転軸１０２の中間部を第二ハウジング１１９に回転自在に支持する。また、第二ハウジング１１９の上面には、振動ピックアップ１２７を設けて試験軸受１２０の振動を検出自在としている。
【００４６】
また、従動プーリ１０６から回転軸１０２の一端部にＦＰなるラジアル荷重が付与された場合には、試験軸受１２０には（ａ＋ｂ）・ＦP ／ａなるラジアル荷重ＦｆＰが加わる。尚、ａは前記サポート軸受１１５と試験軸受１２０との中心間距離（ピッチ）、ｂは従動プーリ１０６と試験軸受１２０との中心間距離である。
【００４７】
上述のように構成される試験装置によれば、試験軸受１２０の寿命試験を、エンジン用補機等に組み込まれて実際に運転される状態に合致させて行なえる。即ち、第二ハウジング１１９が回転軸１０２に設けた試験軸受１２０の支持剛性が低いため、無端ベルト１０７の張力Ｔに基づいて従動プーリ１０６に加えられるラジアル荷重により、回転軸１０２に曲げ応力が加わる。そして、この曲げ応力と無端ベルト１０７から加えられるラジアル荷重ＦＰとが合わさって試験軸受１２０に、実際の使用状態に則した複雑な力が加わる。そして、この力によって、早期剥離等の損傷が発生する。
【００４８】
本実施例では、試験軸受１２０を、（負荷荷重／動定格荷重）＝０．１、試験温度８０℃にて、所定時間毎に９０００ｍｉｎ−１と１８０００ｍｉｎ−１とを切り替えて回転させ、所定時間毎に試験軸受１２０を分解して剥離発生の有無を評価した。回転は最長２０００時間行った。結果を表１に、２０００時間回転後も剥離が認められない場合を１とする寿命比として示す。
【００４９】
また、上記の測定装置では、回転軸１０２にスリップリング１３０を介装し、スリップリング１３０と試験軸受１２０の外輪１２１との間にＬＣＲメータ１３５が挿入されており、体積固有抵抗率を測定するように構成されている。尚、符号１３２は、水平支持部１１０とケーシング１１１とを絶縁するための絶縁シートである。得られる測定値は、測定装置自体、並びに試験軸受１２０の外輪１２１と内輪１２２との間の体積固有抵抗率の合計であるため、測定装置、試験軸受１２０の外輪１１０及び内輪１２２の各体積固有抵抗率を測定しておき、シールを装着した状態での測定値から差し引くことでシール単体の体積固有抵抗率を求めることができる。結果を表１に示す。
【００５０】
尚、上記の被膜硬さ、摩擦係数、体積固有抵抗率及び寿命比は、ｎ＝１０の平均値である。
【００５１】
【表１】
【００５２】
実施例１〜１２に示すように、シールの体積固有抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であれば、長寿命になることがわかる。特に、シールの体積固有抵抗率が１×１０３Ω・ｃｍ以下が好ましい。但し、実施例１１、１２に示すようにシールの硬さが低くなると、摩耗が大きくなり寿命を低下させる要因になる。
【００５３】
これに対し、比較例１〜４に示すように、シールの硬さが実施例と同程度であっても、体積固有抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍを越えると剥離しやすくなって寿命が短くなる。
【００５４】
上記の結果を基に、体積固有抵抗率と寿命比との関係を図４にグラフ化して示す。
【００５５】
（試験２：実施例１３〜２６、比較例５〜７）
試験軸受として、ＪＩＳ呼び番号６２０３深溝玉軸受を用意し、表２に示すように、運転隙間及び玉表面の中心線平均粗さを調整した。また、封入グリースには、導電性グリースと、非導電性のグリースを用意した。また、シールには、芯金を導電性ニトリルゴム組成物で被覆した接触式導電性シールと、芯金をニトリルゴム組成物で被覆した非導電性の接触式ゴムシールを用意した。
【００５６】
そして、表２に示すように、運転隙間、中心線平均粗さ、シール及び封入グリースを組み合わせて試験軸受とした。この試験軸受について、図３に示す試験装置を用い、試験軸受１２０を、（負荷荷重／動定格荷重）＝０．１、試験温度８０℃にて、所定時間毎に９０００ｍｉｎ−１と１８０００ｍｉｎ−１とを切り替えて回転させ、所定時間毎に試験軸受１２０を分解して剥離発生の有無を評価した。回転は最長２０００時間行った。結果を表２に、２０００時間回転後も剥離が認められない場合を１とする寿命比として示す。また、同様にして体積固有抵抗率を測定した。尚、各値はｎ＝１０の平均値である。結果を表２に併記する。
【００５７】
【表２】
【００５８】
実施例１３〜２２に示すように、運転隙間が負で、玉の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍとし、導電性シール及び導電性グリースを用いることにより、外輪と内輪との間の体積固有抵抗率を５×１０３Ω・ｃｍ以下にすることができ長寿命になっている。また、実施例２３、２４のように、玉表面が粗くなると寿命が若干低下するようなる。更に、実施例２５のように導電性シールを備えない場合や、実施例２６のように導電性グリースを封入しない場合にも寿命が若干低下する。
【００５９】
これに対し比較例５のように、玉の表面粗さが本発明の範囲外になると体積固有抵抗率が大きくなり、寿命が短くなる。また、比較例６、７のように運転隙間が正の場合も体積固有抵抗率が大きくなり、寿命が短くなる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 転がり軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ 保持器
１４ 転動体
１５ 導電性シール
１５Ａ 外周固定部
１５Ｂ 内周摺接部
１６ 芯金
１９ 導電性組成物
【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され、かつ、
前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下である接触式の導電性シールを備え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】
前記導電性シールのシールリップ部に導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記導電性シールの硬さがＨＶ＝８００以上であることを特徴とする請求項２または３記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記導電性シールの摩擦抵抗が０．２以下であることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
運転隙間が負で、前記転動体の表面の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
導電性グリースが封止されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の転がり軸受。
【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され、かつ、
前記内輪と前記外輪との間の体積固有抵抗率が体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
体積抵抗率が５×１０３Ω・ｃｍ以下である接触式の導電性シールを備え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】
前記導電性シールのシールリップ部に導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記導電性シールの硬さがＨＶ＝８００以上であることを特徴とする請求項２または３記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記導電性シールの摩擦抵抗が０．２以下であることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
運転隙間が負で、前記転動体の表面の中心線平均粗さが０．０１〜０．０６μｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
導電性グリースが封止されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９７８２７（Ｐ２０１２−９７８２７Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６２１７（Ｐ２０１０−２４６２１７）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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