JP2005325310A - 導電性グリース組成物及び転動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温下においても優れた導電性を示すとともに離油しにくく、また、転動装置に使用した場合に漏洩しにくい導電性グリース組成物を提供する。
【解決手段】基油とカーボンブラックとを含有する導電性グリース組成物において、前記基油は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有し、前記カーボンブラックは、平均一次粒径が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で且つ比表面積が２０ｍ² ／ｇ以上８０ｍ²／ｇ以下の第一カーボンブラックと、平均一次粒径が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で且つ比表面積が２００ｍ²／ｇ以上１５００ｍ²／ｇ以下の第二カーボンブラックと、を含有することを特徴とする導電性グリース組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性に優れたグリース組成物及び転動装置に関する。

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。

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）。

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。

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。

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。

さらに、複写機，レーザービームプリンタ等の事務機器のヒートローラ支持部や定着部
などは、約２００℃の高温となる場合がある。よって、該部分に使用される転がり軸受に
用いる導電性グリースは、通常の潤滑油を基油として用いたものでは耐熱性が十分ではな
いため、長期にわたって十分な導電性を確保することは困難であった。
通常、導電性グリースの基油として使用される潤滑油としては、例えば、鉱油，ポリα
−オレフィン，エーテル油，エステル油などがあげられるが、これらの基油の使用限界温
度はせいぜい１６０℃である。そのため、上記のような高温となる部分に用いられる転が
り軸受においては、導電ブラシを用いて静電気を除去するという旧来の方法が依然として
用いられている。

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。

また、特許文献５及び６には、高温耐久性を考慮してフッ素油及びカーボンブラックを
基本成分とする導電性グリースが記載されているが、離油度や転がり軸受に封入して使用
した場合のグリース漏洩の問題について、改善の余地がある。
特公昭６３−２４０３８号公報 特開２００２−８０８７９号公報 特開２００３−４２１６６号公報 特開２００２−５３８９０号公報 特開２００１−３０４２７６号公報 特開２００２−２５０３５３号公報

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、高温下においても優
れた導電性を示すとともに離油しにくく、また、転がり軸受等の転動装置に使用した場合
に漏洩しにくい導電性グリース組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、高
温下においても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動装置
及び深溝玉軸受を提供することを併せて課題とする。

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の導電性グリース組成物は、基油とカーボンブラックとを含有する導電性グリー
ス組成物において、前記基油は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有し、前記カーボ
ンブラックは、平均一次粒径が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で且つ比表面積が２０ｍ² ／
ｇ以上８０ｍ² ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、平均一次粒径が１０ｎｍ以上２００
ｎｍ以下で且つ比表面積が２００ｍ² ／ｇ以上１５００ｍ² ／ｇ以下の第二カーボンブラ
ックと、を含有することを特徴とする。

このような構成であれば、高温下においても優れた導電性を示し、且つ、高温下におい
ても離油しにくい。また、転がり軸受等の転動装置に使用した場合にも、転動装置から外
部に漏洩しにくい。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、グリース組成物
に適度な流動性が付与される。

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、２
７ｍ² ／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、３
２０ｍ² ／ｇ以上１０００ｍ² ／ｇ以下であることがさらに好ましく、３７０ｍ² ／ｇ以
上８００ｍ² ／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、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。このような問題がより生じにくくするためには、両カーボンブラックの平均一
次粒径は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上８０ｎ
ｍ以下であることがさらに好ましく、１３ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが最も好まし
い。

また、本発明に係る請求項２の導電性グリース組成物は、請求項１に記載の導電性グリ
ース組成物において、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８０ｍ
ｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする。
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／１
００ｇ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／１００
ｇ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。

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。

さらに、本発明に係る請求項３の導電性グリース組成物は、請求項１又は請求項２に記
載の導電性グリース組成物において、前記合成油は、４０℃における動粘度が１０ｍｍ²
／ｓ以上５００ｍｍ² ／ｓ以下の合成炭化水素油であることを特徴とする。
合成炭化水素油は耐熱性が優れているので、基油として合成炭化水素油を含有する導電
性グリース組成物は、高温下においてより優れた導電性を示す。また、合成炭化水素油は
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
り軸受等の転動装置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。

合成炭化水素油の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、転動装置に使用した際のトルク
が過大になるおそれがある。２００℃程度の高温下で使用される転動装置に封入される場
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。

さらに、本発明に係る請求項４の導電性グリース組成物は、請求項１〜３のいずれか一
項に記載の導電性グリース組成物において、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、組成物全体の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、転動装置からの漏洩や基油の離油が
生じにくくなる。
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。
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。
さらに、本発明に係る請求項５の導電性グリース組成物は、請求項１〜４のいずれか一
項に記載の導電性グリース組成物において、平均一次粒径が５ｎｍ以上１０μｍ以下であ
る金属酸化物，金属窒化物，金属炭化物，粘土鉱物，クラスターダイヤモンド，及びフラ
ーレンのうち一種以上の粉末を、組成物全体の０．０５質量％以上５質量％以下含有する
ことを特徴とする。

このような構成であれば、転動装置の軌道面や転動体表面に酸化被膜が生成することを
抑制することができる。前述の各粉末の平均一次粒径が５ｎｍ未満であると、酸化被膜の
生成を防止する効果が不十分となり、１０μｍ超過であると、転がり軸受等の転動装置に
使用した場合に異物として作用するおそれがある。このような問題がより生じにくくする
ためには、平均一次粒径は５ｎｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以
上５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であること
が最も好ましい。

また、粉末の含有量が導電性グリース組成物全体の０．０５質量％未満であると、酸化
被膜の生成を防止する効果が乏しく、５質量％超過であると、導電性グリース組成物の流
動性が低下したり、軌道面や転動体表面を過剰に削り取ってしまうおそれがある。このよ
うな問題がより生じにくくするためには、粉末の含有量は、導電性グリース組成物全体の
０．０５質量％以上２質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以上１質量％
以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以上０．５質量％以下であることが最も
好ましい。

さらに、本発明に係る請求項６の導電性グリース組成物は、請求項１〜５のいずれか一
項に記載の導電性グリース組成物において、繊維長さが５ｎｍ以上１０μｍ以下で且つア
スペクト比が５以上１０００以下であるカーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー
，カーボンナノホーン，炭素繊維，及び金属酸化物ウイスカーのうち一種以上を、組成物
全体の０．０５質量％以上５質量％以下含有することを特徴とする。

このような繊維状物を含有する導電性グリース組成物は、導電性がより優れている。前
述の各繊維状物の繊維長さが５ｎｍ未満であると、導電性を向上させる効果が乏しく、１
０μｍ超過であると、転がり軸受等の転動装置に使用した場合に異物として作用するおそ
れがある。また、繊維状物の含有量が導電性グリース組成物全体の０．０５質量％未満で
あると、導電性を向上させる効果が乏しく、５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。

さらに、本発明に係る請求項７の導電性グリース組成物は、請求項１〜６のいずれか一
項に記載の導電性グリース組成物において、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動装置からの漏
洩等が生じるおそれがある。

なお、混和ちょう度を調整するために、増ちょう剤を添加してもよい。増ちょう剤の種
類は特に限定されるものではないが、平均一次粒径が５ｎｍ以上１０μｍ以下の金属石け
ん（例えば１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム），ウレア化合物（例えばジウレア）
が好ましい。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、転がり軸受等の転動装置に使用した場合に異物として作用するおそれがある。

さらに、本発明に係る請求項８の導電性グリース組成物は、請求項１〜７のいずれか一
項に記載の導電性グリース組成物において、転がり軸受用であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項９の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内
方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前
記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記
内方部材と前記外方部材との間に形成された空隙部内に、請求項１〜７のいずれか一項に
記載の導電性グリース組成物を充填したことを特徴とする。

さらに、本発明に係る請求項１０の深溝玉軸受は、内輪と、外輪と、前記両輪の間に転
動自在に配置された複数の玉と、前記両輪のいずれか一方に取り付けられて前記両輪の間
に介在されたシール又はシールドと、を備える深溝玉軸受において、前記両輪の間に形成
された空隙部内に、請求項１〜８のいずれか一項に記載の導電性グリース組成物を、前記
空隙部の容積の１５体積％以上３５体積％以下充填したことを特徴とする。

前述のような導電性グリース組成物は、転がり軸受等の転動装置に好適であり、特に、
シール又はシールドを備えた深溝玉軸受に好適である。本発明の転動装置は、導電性，耐
熱性，耐久性が優れており、且つグリース組成物の漏洩が生じにくい。導電性グリース組
成物の充填量は、深溝玉軸受の場合には、前記空隙部の容積の１５体積％以上３５体積％
以下が好ましい。１５体積％未満であると、導電性グリース組成物の量が少なすぎて早期
に潤滑不良に陥るおそれがあり、３５体積％超過であると、導電性グリース組成物が漏洩
しやすい。

なお、本発明は、種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボー
ルねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。ここで、本発明における内方部材
とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じ
くリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞ
れ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボール
ねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリ
ングの場合には外筒をそれぞれ意味する。

本発明の導電性グリース組成物は、高温下においても優れた導電性を示すとともに離油
しにくく、また、転がり軸受等の転動装置に使用した場合に漏洩しにくい。また、本発明
の転動装置及び深溝玉軸受は、高温下においても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。

本発明の実施の形態を、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。また、内輪１及び外輪２の間に形成された空隙部内には、導電性グリース
組成物６が充填されており、シールド５により深溝玉軸受内部に密封されている。充填さ
れている導電性グリース組成物６の量は、空隙部の容積の１５体積％以上３５体積％以下
である。

この導電性グリース組成物６は、基油と２種のカーボンブラックとからなり、混和ちょ
う度が２００以上３００以下であるが、所望により酸化被膜生成防止剤，導電性向上剤等
の各種添加剤を含有していてもよい。
２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１０ｎｍ以上
２００ｎｍ以下、比表面積が２０ｍ² ／ｇ以上８０ｍ² ／ｇ以下、ＤＢＰ吸収量が３０ｍ
ｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であり、第二カーボンブラックは、平均一次
粒径が１０ｎｍ以上２００ｎｍ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。

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
ーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリース組成物６全体の１．５質量％以上２
０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。

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。

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２８ｍ
² ／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。

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，＃２４
００，＃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。

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２２５
ｍ² ／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。

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（以降はＰＡＯ油と記す）が好ましい。また、２００℃以上での使用を
考慮すると、パーフルオロポリエーテル油が最適である。

さらに、導電性グリース組成物６に所望により添加される酸化被膜生成防止剤としては
、平均一次粒径が５ｎｍ以上１０μｍ以下である金属酸化物，金属窒化物，金属炭化物，
粘土鉱物，クラスターダイヤモンド，及びフラーレンのうち一種以上の粉末が好ましい。
具体例としては、シリカ（酸化ケイ素），アルミナ（酸化アルミニウム），酸化チタン
，酸化亜鉛，酸化ジルコニウム，チタン酸バリウム，チタン酸ジルコニウム，窒化ケイ素
，窒化ジルコニウム，窒化クロム，炭化ケイ素，炭化チタン，炭化タングステン，スメク
タイト，ベントナイト，窒化硼素，カーボンナイトライド，Ｃ₆₀フラーレン，Ｃ₇₂フラー
レン，Ｃ₈₄フラーレン等があげられる。これらの中では、酸化マグネシウム，酸化亜鉛，
酸化ジルコニウム等の金属酸化物が特に好適であり、酸化マグネシウムが最適である。

酸化被膜生成防止剤の添加量は、導電性グリース組成物６全体の０．０５質量％以上５
質量％以下が好ましい。
さらに、導電性グリース組成物６に所望により添加される導電性向上剤としては、繊維
長さが５ｎｍ以上１０μｍ以下で且つアスペクト比が５以上１０００以下であるカーボン
ナノチューブ，カーボンナノファイバー，カーボンナノホーン，炭素繊維，及び金属酸化
物ウイスカーのうち一種以上が好ましい。これらの中では、カーボンナノチューブが特に
好適である。

導電性向上剤の添加量は、導電性グリース組成物６全体の０．０５質量％以上５質量％
以下が好ましい。
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、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増ちょう剤を添
加してもよい。増ちょう剤の種類は特に限定されるものではないが、前述の金属石けんが
好ましい。

また、本実施形態においては、転動装置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。

さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用する
ことができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。

導電性グリース組成物を封入した転がり軸受について回転試験を行い、回転時の軸受抵
抗値を測定した。以下に、試験方法を説明する。
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。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。

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。

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。

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。

測定条件を以下に示す。
軸部材１２の回転速度：１２０ｍｉｎ^-1
軸受１１に与えるラジアル荷重（Ｆｒ）：９．８Ｎ
印可電圧 ：３０Ｖ
抵抗 ：３００ｋΩ
最大電流 ：１００μＡ
雰囲気温度 ：６０℃
封入する導電性グリース組成物の種類を変えた数種の軸受を用意し、上記構成の装置を
使用して、各軸受について回転中の軸受抵抗値（最大値）を測定した。軸受抵抗値の測定
は、回転２００時間後と４００時間後に行った。

使用した転がり軸受は、日本精工株式会社製の呼び番号６８０６ＺＺの深溝玉軸受（内
径３０ｍｍ，外径４２ｍｍ，幅７ｍｍ）であり、内輪及び外輪の間に形成された空隙部内
に、表１〜４に示すような組成の導電性グリース組成物が充填してある。充填されている
導電性グリース組成物の量は、該空隙部の容積の２５体積％である。

表１〜４においてカーボンブラック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。また、基油の含有量は表
１〜４には記載されていないが、導電性グリース組成物全体から前述の各成分の含有量を
差し引いた残部である。
なお、実施例１〜１０及び比較例２〜６の導電性グリース組成物に使用した基油は、４
０℃における動粘度が４８ｍｍ² ／ｓのＰＡＯ油であり、比較例１の導電性グリース組成
物に使用した基油は、４０℃における動粘度が３２ｍｍ² ／ｓのエステル油である。また
、カーボンブラックは、表１〜４のカーボンブラックＡが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３６０
ｍｌ／１００ｇ）であり、カーボンブラックＢが電気化学工業株式会社製のデンカブラッ
クＨＳ−１００（平均一次粒径４８ｎｍ、比表面積３９ｍ² ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍ
ｌ／１００ｇ）であり、カーボンブラックＣが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）であり
、カーボンブラックＤ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、導電性向上剤として使用したカーボンナノチューブは、Johnson Mathey Compa
ny製の多層カーボンナノチューブＡｌｆａ Ａｅｓａｒ（長さ０．５〜１．０μｍ、外径
７〜１２ｎｍ、アスペクト比８００）である。さらに、酸化被膜生成防止剤として使用し
た金属酸化物は、平均一次粒径が５０ｎｍの酸化マグネシウム微粒子である。さらに、増
ちょう剤として、リチウム石けんを使用した。

また、表１〜４に示すような組成の導電性グリース組成物を充填した別種の軸受を用意
して、回転試験を行い、その焼付き耐久性を評価した。
使用した転がり軸受は、日本精工株式会社製の呼び番号６２０３ＶＶの深溝玉軸受（内
径１７ｍｍ，外径４０ｍｍ，幅１２ｍｍ）であり、内輪及び外輪の間に形成された空隙部
内に、導電性グリース組成物が充填してある。充填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２５体積％である。このような軸受を下記の条件で回転させ、焼付
きが生じるまでの時間（寿命）を測定した。なお、軸受の温度上昇と、軸受を回転駆動す
るモータのトルク上昇（電流値により測定）が生じた時点で、焼付きが生じたものとみな
した。

回転速度 ：６０００ｍｉｎ^-1
アキシアル荷重（Ｆａ）：１９６Ｎ
ラジアル荷重（Ｆｒ） ：１９．６Ｎ
雰囲気温度 ：１５０℃
さらに、表１〜４に示すような組成の導電性グリース組成物を充填した別種の軸受を用
意して、回転試験を行い、動トルクを測定した。

使用した転がり軸受は、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）であり、内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に、
導電性グリース組成物が充填してある。充填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。このような軸受を下記の条件で回転させ、３分間回転
させた後の動トルクを測定した。

回転速度 ：１５０ｍｉｎ^-1
アキシアル荷重（Ｆａ）：２７．４Ｎ
雰囲気温度 ：室温
さらに、表１〜４に示すような組成の導電性グリース組成物について、下記のようにし
て樹脂との相性（樹脂に対するケミカルアタック性）を評価した。幅１０ｍｍ，長さ８０
ｍｍ，厚さ３ｍｍのポリカーボネート樹脂製試験片を、定歪治具の湾曲面に固定した。試
験片は湾曲面に沿って湾曲するので、所定の歪み率の歪みが負荷される。次に、定歪治具
に固定された試験片の上面にグリースを塗布し、温度２３℃、相対湿度５０〜６０％の環
境下に４８時間静置した。定歪治具から試験片を取り外し、判定用治具により試験片に過
大歪みを負荷して、グリースを塗布した表面を肉眼で観察した。

湾曲面の曲率が異なる複数の定歪治具を用いることにより、種々の歪み率（０．２〜１
．６％の範囲で０．２％間隔で試験した）の歪みを負荷した試験片を用意して、試験を行
った。そして、試験片の表面（グリースを塗布した面）にクレーズ又はクラックの発生が
認められなかった歪み率の最大値を限界歪み率とし、この限界歪み率の大きさによって樹
脂に対するケミカルアタック性を評価した。

軸受抵抗値，軸受の焼付き耐久性，軸受のトルク，及び導電性グリース組成物の樹脂と
の相性（樹脂に対するケミカルアタック性）の評価結果を、表１〜４にまとめて示す。な
お、表１〜４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、４０
ｋΩ以上であった場合は×印で示してある。また、軸受の焼付き耐久性については、前述
の比較例１の寿命を１とした場合の相対値で示してある。さらに、軸受のトルクについて
は、前述の実施例１のトルクを１とした場合の相対値で示してある。さらに、導電性グリ
ース組成物の樹脂との相性については、限界歪み率が１％以上であった場合は○、１％未
満であった場合は×で示してある。

表１〜４から、実施例１〜１０の軸受は、比較例１〜６の軸受と比較して、高温下にお
いても軸受抵抗値が小さい（導電性が優れている）ことが分かる。また、カーボンブラッ
クの含有量が多すぎると、焼付き耐久性が不十分となることが分かる。さらに、カーボン
ブラックと増ちょう剤との合計の含有量が３０質量％以上であると、トルクが大きいこと
が分かる。さらに、基油としてＰＡＯ油を用いた導電性グリース組成物は、エステル油を
用いた場合と比べて、樹脂に対するケミカルアタック性が小さいことが分かる。

本発明は、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）に適用可能である。

本発明の一実施形態である深溝玉軸受の構造を説明する部分縦断面図である。 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

１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
５ シールド
６ 導電性グリース組成物

Claims (10)

1. 基油とカーボンブラックとを含有する導電性グリース組成物において、
   前記基油は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有し、
   前記カーボンブラックは、平均一次粒径が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で且つ比表面積
   が２０ｍ² ／ｇ以上８０ｍ² ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、平均一次粒径が１０ｎ
   ｍ以上２００ｎｍ以下で且つ比表面積が２００ｍ² ／ｇ以上１５００ｍ² ／ｇ以下の第二
   カーボンブラックと、を含有することを特徴とする導電性グリース組成物。
2. 前記第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１０
   ０ｇ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５
   ００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性グリース組成物
   。
3. 前記合成油は、４０℃における動粘度が１０ｍｍ² ／ｓ以上５００ｍｍ² ／ｓ以下の合
   成炭化水素油であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性グリース組成
   物。
4. 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、組成物全体の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
   １〜３のいずれか一項に記載の導電性グリース組成物。
5. 平均一次粒径が５ｎｍ以上１０μｍ以下である金属酸化物，金属窒化物，金属炭化物，
   粘土鉱物，クラスターダイヤモンド，及びフラーレンのうち一種以上の粉末を、組成物全
   体の０．０５質量％以上５質量％以下含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   一項に記載の導電性グリース組成物。
6. 繊維長さが５ｎｍ以上１０μｍ以下で且つアスペクト比が５以上１０００以下であるカ
   ーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，カーボンナノホーン，炭素繊維，及び金
   属酸化物ウイスカーのうち一種以上を、組成物全体の０．０５質量％以上５質量％以下含
   有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性グリース組成物。
7. 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１〜６のいずれか
   一項に記載の導電性グリース組成物。
8. 転がり軸受用であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の導電性グリ
   ース組成物。
9. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内
   方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転
   動体と、を備える転動装置において、前記内方部材と前記外方部材との間に形成された空
   隙部内に、請求項１〜７のいずれか一項に記載の導電性グリース組成物を充填したことを
   特徴とする転動装置。
10. 内輪と、外輪と、前記両輪の間に転動自在に配置された複数の玉と、前記両輪のいずれ
    か一方に取り付けられて前記両輪の間に介在されたシール又はシールドと、を備える深溝
    玉軸受において、
    前記両輪の間に形成された空隙部内に、請求項１〜８のいずれか一項に記載の導電性グ
    リース組成物を、前記空隙部の容積の１５体積％以上３５体積％以下充填したことを特徴
    とする深溝玉軸受。

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