JP2007032607A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた耐食性及び導電性を有する転がり軸受を提供する。
【解決手段】 内輪２の軌道面２ａを除く全面２Ａ〜２Ｃと、外輪３の軌道面３ａを除く全面３Ａ〜３Ｃの少なくとも一方に、ニッケルめっき被膜（耐食性被膜）５を形成するとともに、内輪２及び外輪３間の空隙部内に、導電性グリースＧを配する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

事務機器の感光ドラムを支持するために用いられる事務機器用転がり軸受は、メンテナンスに部材交換が必要な構成となっているものが多い。また、事務機器用転がり軸受の中には、外輪が用紙トレーの引き出し部ローラとしての役目を果たす構成となっているものもある。よって、この種の転がり軸受では、軸受部材に錆が発生すると、部材交換をスムーズに行ったり、ローラとしての役目を果たすことができなくなるため、軸受部材に耐食性を付与することが要求されている。また、事務機器用転がり軸受では、上述した耐食性に加えて、画質の向上や電磁波対策のため、軸受部材に導電性を付与することが要求されている。

従来、軸受部材に耐食性を付与するための技術としては、軸受部材の表面に防錆油を塗布することが知られており、軸受部材に導電性を付与するための技術としては、軸受内部に導電性グリースを配することが知られている。
しかしながら、装置の軽量化及び低コスト化を図るために、軸受を支持するハウジングを高分子材料で構成した場合、軸受部材の表面に塗布した防錆油によりハウジングの材料強度が劣化するという問題があった。また、導電性グリースでは、軸受部材に十分な導電性を付与できないという問題があった。

これらの問題を解決するために、特許文献１では、内輪の内径部及び外輪の外径部の少なくとも一方に、耐食性及び導電性を有する被膜を形成することにより、防錆油や導電性グリースを用いず、軸受部材に耐食性及び導電性を付与することが提案されている。
特開２００２−１３９０５２号公報

近年、事務機器のさらなる高性能化が進むにつれて、事務機器用転がり軸受の使用条件もさらに過酷になってきている。このため、上述した特許文献１に記載の転がり軸受では、十分な耐食性及び導電性が得られなくなる場合が想定される。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐食性及び導電性を有する転がり軸受を提供することを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明は、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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、前記内輪の内径面及び前記外輪の外径面の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。

本発明はまた、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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、前記内輪の軌道面を除く全面（内径面，外径面，軸方向端面）及び前記外輪の軌道面を除く全面（内径面，外径面，軸方向端面）の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。

本発明はさらに、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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、前記内輪の全面（内径面，外径面，軸方向端面）及び前記外輪の全面（内径面，外径面，軸方向端面）の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。

本発明における耐食性被膜としては、特に限定されないが、例えば、無電解ニッケルめっき被膜、亜鉛めっき被膜、クロムめっき被膜が挙げられる。また、本発明における導電性グリースとしては、特に限定されないが、例えば、基油として合成炭化水素油やフッ素油を用いて、増ちょう剤及び導電剤としてカーボンブラックを用いたものが挙げられる。 また、本発明における内輪及び外輪を構成する素材としては、特に限定されないが、例えば、高炭素クロム軸受鋼二種（ＳＵＪ２）やステンレス鋼（ＳＵＳ）に対して、焼入れ及び焼戻しを含む熱処理や、浸炭焼入れ及び焼戻しを含む熱処理や、窒化処理を含む熱処理が施されたものが挙げられる。

本発明の転がり軸受によれば、内輪の内径面及び外輪の外径面の少なくとも一方に耐食性被膜を形成するとともに、内輪及び外輪間の空隙部内に導電性グリースを配することによって、上述した特許文献１に記載の転がり軸受と比べて、より優れた耐食性及び導電性を得ることができる。したがって、本発明の転がり軸受は、耐食性及び導電性が要求される事務機器用転がり軸受として用いた場合であっても長寿命が得られる。

また、耐食性被膜を、内輪の軌道面を除く全面及び外輪の軌道面を除く全面の少なくとも一方に形成したり、内輪の全面及び外輪の全面の少なくとも一方に形成することによって、内輪の内径面及び外輪の外径面の少なくとも一方に形成した場合と比べて、さらに優れた耐食性及び導電性が得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の転がり軸受の一例を示す断面図である。
この転がり軸受は、図１に示すように、回転軸７に外嵌された内輪２と、事務機器の感光ドラムの軸受支持部をなすハウジング８に固定された外輪３と、内輪２及び外輪３の間に転動自在に配設された複数の玉（転動体）４と、玉４を転動自在に支持する保持器５と、内輪２及び外輪３の間に形成されたシール部材６と、を備えている。

内輪２の軌道面２ａを除く全面（内径面２Ａ，外径面２Ｂ，軸方向端面２Ｃ）と、外輪３の軌道面３ａを除く全面（内径面３Ａ，外径面３Ｂ，軸方向端面３Ｃ）とには、無電解ニッケルめっき処理によるニッケルめっき被膜（耐食性被膜）５が形成されている。また、回転軸７の周面７Ａと、ハウジング８の外輪３との嵌合面８Ａとには、上述と同様のニッケルめっき被膜５が形成されている。
そして、内輪２及び外輪３の間に形成され、シール部材６で閉塞された空隙部内には、導電性グリースＧが配されている。

本実施形態の転がり軸受１によれば、内輪２及び外輪３に錆が発生し難いため、良好な導電性を長期間維持することができる。また、本実施形態の転がり軸受１によれば、相手部材である回転軸７及びハウジング８にも錆が発生し難いため、良好な導電性をより長期間維持することができる。
なお、本実施形態では、内輪２の軌道面２ａを除く全面２Ａ〜２Ｃと外輪３の軌道面３ａを除く全面３Ａ〜３Ｃとの両方にニッケルめっき被膜５を形成した場合について説明したが、これに限らず、内輪２の軌道面２ａを除く全面２Ａ〜２Ｃ及び外輪３の軌道面３ａを除く全面３Ａ〜３Ｃの一方にニッケルめっき被膜５を形成してもよい。

また、図２（ａ）に示すように、内輪２の内径面２Ａ及び外輪３の外径面３Ｂの少なくとも一方にニッケルめっき被膜５を形成してもよいし、図２（ｂ）に示すように、内輪２の軌道面２ａを含む全面２Ａ〜２Ｃ及び外輪３の軌道面３ａを含む全面３Ａ〜３Ｃの少なくとも一方にニッケルめっき被膜５を形成してもよい。但し、軌道面２ａ，３ａに耐食性被膜を形成する場合には、本実施形態のニッケルめっき被膜５のように、耐食性に加えて導電性を有する被膜を形成することが好ましい。

ここで、軌道面２ａ，３ａの研磨コストを考慮した場合、図２（ｂ）に示すように、ニッケルめっき被膜５を軌道面２ａ，３ａに残しておくことが好ましいが、内輪２及び外輪３間の導電性や転動部材（内輪２、外輪３、玉４）の転がり特性を考慮した場合、図１及び図２（ａ）に示すように、ニッケルめっき被膜５を軌道面２ａ，３ａから除去することが好ましい。

以下、本発明の効果を検証した結果について説明する。
図１と略同一構成の転がり軸受（内径：３０ｍｍ，外径：４２ｍｍ，幅：７ｍｍ）の内輪及び外輪を、以下に示す手順で作製した。
まず、高炭素クロム軸受鋼二種（ＳＵＪ２）からなる素材を所定形状に加工した後、熱処理により適度な硬度を付与した。次に、表１に示すＮｏ．１〜４，Ｎｏ．６，７の内輪及び外輪に対して、表１に示す各部位に無電解ニッケルめっき処理を施してニッケルめっき被膜（耐食性被膜）を形成した。

なお、表１に示す部位「内輪」とは、内輪の全面（内径面，軌道面を含む外径面，軸方向端面）を指し、表１に示す部位「外輪」とは、外輪の全面（軌道面を含む内径面，外径面，軸方向端面）を指す。また、表１に示す部位「内輪＋外輪」とは、上述した内輪の全面及び外輪の全面を指す。さらに、表１に示す部位「内輪＋外輪＋軸＋ハウジング」とは、上述した内輪の全面及び外輪の全面に加えて、内輪の内径面と接する回転軸の周面と、外輪の外径面と接するハウジングの嵌合面を指す。

次に、内輪及び外輪の各軌道面に研磨仕上げを施した。これにより、各軌道面に形成されたニッケルめっき被膜は除去される。
このようにして得られた内輪及び外輪と、ＳＵＪ２製の玉と、鉄製の保持器と、鉄製のシール部材と、を用いて転がり軸受を組み立てて、内輪及び外輪の間に形成され、シール部材で閉塞された空隙部内に表１に示す各種グリースを配した。

なお、表１に示す「導電性グリース」としては、増ちょう剤として導電性を有するカーボンブラックを含む合成炭化水素油系グリースを用い、表１に示す「非導電性グリース」としては、増ちょう剤としてリチウム石けんを用いたエステル油系グリースを用いた。 そして、内輪を以下に示す条件で回転させることにより、回転時間と内輪及び外輪間の抵抗値との関係を調べた。この結果は、表１に併せて示した。また、得られた結果を用いて、回転時間と、内輪及び外輪間の抵抗値との関係を示す図３のグラフを作成した。
＜寿命試験条件＞
試験温度：常温
回転速度：１５０ｍｉｎ^-1
ラジアル荷重：９８Ｎ

表１及び図３に示すように、内輪の軌道面を除く全面及び外輪の軌道面を除く全面の少なくとも一方にニッケルめっき被膜が形成され、内輪及び外輪間の空隙部内に導電性グリースが配された軌道輪Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４を用いた転がり軸受では、それ以外の軌道輪Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８を用いた転がり軸受と比べて、内輪及び外輪に錆が発生し難く、回転軸やハウジングとの接触不良が防止されるため、良好な導電性を長時間維持できた。

Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の軌道輪を用いた転がり軸受のうち、内輪及び外輪の両方にニッケルめっき被膜が形成されたＮｏ．３では、内輪及び外輪の一方にニッケル被膜が形成されたＮｏ．１，２と比べて、導電性をより長時間維持できた。また、内輪及び外輪に加えて、内輪と接触する回転軸と、外輪と接触するハウジングにもニッケルめっき被膜が形成されたＮｏ．４では、内輪及び外輪の少なくとも一方にニッケル被膜が形成されたＮｏ．１〜Ｎｏ．３と比べて、回転軸やハウジングにも錆が発生し難くなり、導電性をさらに長時間維持できた。

以上の結果から、内輪の軌道面を除く全面及び外輪の軌道面を除く全面の少なくとも一方にニッケルめっき被膜を形成し、内輪及び外輪間の空隙部内に導電性グリースを配することにより、軌道輪に錆が発生せず、良好な導電性を長時間維持できることが分かった。

本発明の転がり軸受の一例を示す断面図である。 本発明の転がり軸受の他の例を示す断面図である。 回転時間と、内輪及び外輪間の抵抗値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 転がり軸受
２ 内輪
２ａ 軌道面
２Ａ 内径面
２Ｂ 外径面
２Ｃ 軸方向端面
３ 外輪
３ａ 軌道面
３Ａ 内径面
３Ｂ 外径面
３Ｃ 軸方向端面
４ 玉（転動体）
５ 保持器
６ シール部材
７ 回転軸
８ ハウジング
Ｇ 導電性グリース

Claims (3)

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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、
   前記内輪の内径面及び前記外輪の外径面の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、
   前記内輪の軌道面を除く全面及び前記外輪の軌道面を除く全面の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受。
3. 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設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受において、
   前記内輪の全面及び前記外輪の全面の少なくとも一方に、耐食性被膜が形成されているとともに、前記内輪及び前記外輪間の空隙部内に、導電性グリースが配されていることを特徴とする転がり軸受。

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