CN109863323B - 滑动轴承 - Google Patents
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Abstract
提供一种具备与旋转轴的外周面接触的轴承面,能够减小轴承面与旋转轴的摩擦磨损,能够将初期磨损中产生的磨损粉末从滑动接触面排出,并且润滑脂的供给性、保持性也优异,低磨损且低转矩的滑动轴承。滑动轴承(1)具备与旋转轴(4)的外周面接触的轴承面(3),在轴承面(3)负载有与旋转轴(4)的轴线不垂直的方向的偏心载荷,轴承面(3)是沿着旋转轴(4)的外周面的圆筒面或部分圆筒面,在轴承面(3)中的与旋转轴(4)滑动接触而承受载荷的部分,具有沿着旋转轴(4)的轴向的槽(5)。
Description
技术领域
本发明涉及滑动轴承。特别是涉及适用于对复印机、复合机、打印机(激光打印机、LED打印机等)、传真机等图像形成装置中的定影部的定影辊、加压辊等辊的旋转轴进行支承的用途的滑动轴承。
背景技术
复印机、打印机等图像形成装置的定影装置是利用热和压力使从感光鼓转印到纸张上的未定影的墨粉进行定影的装置。一般而言,定影装置是通过使纸张进入到在筒体中内置有卤素加热器、陶瓷加热器等热源的定影辊和与其相向地设置的加压辊之间,从而同时施加热和压力而使墨粉定影的机构。定影辊和加压辊的任一方的外周面为合成橡胶等弹性体,另一方为刚体。另外,也采用经由弹性体将由不锈钢、聚酰亚胺树脂等构成的环形带向定影辊侧推压的机构来代替加压辊。
定影辊和加压辊由轴承将其旋转轴的两端支承为旋转自如。作为该轴承,使用滚珠轴承(滚动轴承)、树脂滑动轴承等。作为用于这样的用途的树脂滑动轴承,大多使用圆筒状或具备开口部的U字形的形状,使用时往往在轴承面涂布润滑脂。
逐年来,复印机、打印机的印刷速度的高速化、耗电量降低不断发展,因此对轴承要求对高载荷及高速条件的应对、低转矩化、耐磨损性的提高。另外,根据定影装置的构造也需要导电性。滚珠轴承与树脂滑动轴承相比耐载荷性高,转矩低,但另一方面存在高成本和因滚珠的滚动振动导致的异响的问题。这样的高成本、异响近年来在办公环境中被视为问题,期望在印刷速度快的机型中也应用树脂滑动轴承。
以往,为了树脂滑动轴承的高性能化,提出有改良轴承材料的各种提案。例如,作为轴承材料,提出有在规定的耐热、热塑性树脂中配合了聚四氟乙烯(PTFE)树脂等的耐热、润滑性树脂组成物。但是,仅靠轴承材料的改良的情况下低转矩化存在极限,因此也进行了通过轴承面的形状设计来减小旋转转矩的尝试。主要有如下两种方法:减小轴承面与旋转轴的接触面积的方法、在轴承面设置供润滑脂积存的部分来提高润滑效果的方法。
作为减小轴承面与旋转轴的接触面积的方法,提出有专利文献1和专利文献2。在专利文献1中,轴承面是具有与旋转轴的外周面形状大致相似的接触面的凸部,使磨损前后的与旋转轴的接触面积恒定。通过该设计来防止因磨损导致的接触面积的增加,使转矩稳定化。另外,在专利文献2中,通过将轴承面与旋转轴接触的部分的轴向的长度设定为比滑动轴承的轴向的全长短,从而减小转矩。
作为在轴承面设置供润滑脂积存的部分来提高润滑效果的方法,提出有专利文献3。通过在轴承面形成积存润滑脂的油槽,且将该油槽的开放部包围的周缘的一部分具有沿着与旋转方向交叉的方向的部分,从而在轴承面的大范围内提高润滑效果。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-035034号公报
专利文献2:日本特开平05-026228号公报
专利文献3:日本特开2000-242113号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,随着近年来的图像形成装置的印刷速度的进一步高速化,对轴承的要求特性变得更为严格,在专利文献1~3等的提案中不能说低转矩化、高载荷化是足够的。另外,在由于低成本化而使轴径为最小径的情况下,由于高载荷化而使旋转轴挠曲,因此,轴承与轴的接触无法由轴承内径宽度整个面承受,初期由轴承边缘部承受载荷。因此,轴承边缘部容易发生磨损,产生很多磨损粉末。另外,产生的磨损粉末由润滑脂保持,造成由于被保持的磨损粉末而进一步使轴承磨损的恶性循环,对摩擦磨损特性造成不良影响。并且,即使在轴承面形成润滑脂槽的情况下,根据其形状、位置、使用条件,有时会造成反效果,有可能无法得到足够的效果。
本发明是为了应对这些问题而完成的,其目的在于提供一种具备与旋转轴的外周面接触的轴承面、特别是负载有与该旋转轴的轴线不垂直的方向的载荷的滑动轴承,其中,能够减小轴承面与旋转轴的摩擦磨损,能够将初期磨损中产生的磨损粉末从滑动接触面排出,并且润滑脂的供给性、保持性也优异,低磨损且低转矩。
用于解决课题的手段
本发明的滑动轴承是一种具备与旋转轴的外周面接触的轴承面的滑动轴承,其特征在于,上述轴承面是沿着上述旋转轴的外周面的圆筒面或部分圆筒面,在该轴承面中的与上述旋转轴滑动接触而承受载荷的部分,具有沿着上述旋转轴的轴向的槽。特别是特征在于,在上述轴承面涂布有润滑剂。
其特征在于,在上述轴承面,负载有与上述旋转轴的轴线不垂直的方向的偏心载荷。另外,其特征在于,在上述轴承面的轴向两端部中的因上述偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部,具有以使该轴承面朝向该端部的轴向外侧扩径的方式形成的倾斜槽。或者,其特征在于,在上述轴承面的轴向两端部中的因上述偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部,设置有20度以下的倒角。
其特征在于,上述滑动轴承是以从聚苯硫醚(PPS)树脂、芳香族聚醚酮树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、以及聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂中选择的1种以上的热塑性树脂为基体树脂的树脂组成物的成形体。另外,其特征在于,上述树脂组成物含有PTFE树脂和磷酸锂。另外,其特征在于,上述树脂组成物是含有从炭黑以及碳纳米管中选择的至少1个的导电性的树脂组成物。
其特征在于,上述滑动轴承是对图像形成装置中的定影辊或加压辊的旋转轴进行支承的轴承。
发明效果
本发明的滑动轴承与没有规定的槽的情况相比,能够顺利地排出因轴承面与旋转轴的初期磨损而产生的磨损粉末,旋转转矩和磨损得以减小。另外,规定的槽能够避免由轴承面的边缘部承受载荷,能够在隔着槽的轴承面的两侧分散地承受载荷。另外,发挥保持润滑脂等润滑剂的作用。上述槽由于设置在轴承与旋转轴滑动接触的部位、即承受载荷的部位,从而迅速地收入产生的磨损粉末,且槽中的润滑脂等持续稳定供给到滑动接触的旋转轴,从而能够维持良好的滑动状态。特别是在与旋转轴的轴线不垂直的方向的偏心载荷施加于轴承面的情况下,也能够将由于旋转轴在轴承面的边缘部初期滑动接触而产生的初期磨损粉末从上述槽迅速地排出。
滑动轴承是以PPS树脂、芳香族聚醚酮树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、PAI树脂等热塑性树脂为基体树脂,并在其中含有PTFE树脂以及磷酸锂的树脂组成物的成形体,因此耐载荷性、耐热性、润滑性等优异,能够抑制磨损。
附图说明
图1是表示本发明的滑动轴承的一个例子的立体图和剖视图。
图2是表示本发明的滑动轴承的其他例子的立体图和剖视图。
图3是表示轴承面的槽的形状的轴承面放大图和剖视图。
图4是表示本发明的滑动轴承的其他例子的立体图。
图5是表示图像形成装置的定影部的结构的概略图(侧视)。
图6是表示图像形成装置的定影部的结构的概略图(剖视)。
图7是表示无槽的滑动轴承(部分圆筒型)的立体图。
图8是表示槽不同的滑动轴承(部分圆筒型)的立体图和剖视图。
图9是表示旋转转矩的经时变化的图(实施例1)。
图10是表示旋转转矩的经时变化的图(比较例1)。
图11是表示旋转转矩的经时变化的图(比较例2)。
图12是表示旋转转矩的经时变化的图(比较例3)。
图13是表示无槽/槽不同的滑动轴承(圆筒型)的立体图。
图14是表示动摩擦系数的经时变化的图(实施例2)。
图15是表示动摩擦系数的经时变化的图(比较例4)。
图16是表示动摩擦系数的经时变化的图(比较例5)。
图17是表示本发明的滑动轴承的其他例子的剖视图。
具体实施方式
基于图5和图6对使用本发明的滑动轴承的图像形成装置的定影部的结构进行说明。图5是从侧面观察的定影部的结构概略图。图像形成装置将在光学部导入的图像在显影部、感光部利用墨粉形成在转印带上。如图5所示,在定影部,将该墨粉9转印到纸张10并印相于纸张10。此时,纸张10在内置加热器12的定影辊6与加压辊7之间(辊隙部)通过,为了对墨粉9进行印相而以160~200℃左右进行加热、加压。剥离构件8设置在接触或接近定影辊6的位置,以便能够将通过了辊隙部的纸张10从定影辊6剥离。定影辊6和加压辊7各自的旋转轴由轴承支承为旋转自如。在此,加压辊7经由本发明的滑动轴承1由弹簧11等向定影辊6按压。
利用图6对作用于滑动轴承1的偏心载荷进行说明。图6是定影部的剖视概略图。对加压辊7的旋转轴4进行支承的滑动轴承1始终由一个方向的载荷向与旋转轴4的轴线垂直的方向按压,但实际上旋转轴4发生挠曲,由滑动轴承1的轴承面3的边缘部3a承受载荷。挠曲量虽然也取决于旋转轴的轴径,但在0.2~1度左右。这样,在轴承面3,在其轴向位置上承受的载荷的大小不同。由于旋转轴4的挠曲、热膨胀而导致在轴承面3施加有轴向载荷和径向载荷这双方,负载有与旋转轴的轴线不垂直的方向(斜方向)的偏心载荷。若使印刷速度高速化,则需要在短时间内对墨粉进行印相,因此定影辊6的温度、加压辊7的按压力都变高,轴承的使用条件变得严格。
基于图1对本发明的滑动轴承的一个例子进行说明。图1(a)是该滑动轴承的立体图,图1(b)是该滑动轴承的轴向剖视图。如图1(a)和图1(b)所示,该方式的滑动轴承1由具有规定的轴向厚度的U字形的轴承主体2构成,在该轴承主体2,具有与加压辊等的旋转轴4的外周面接触而对其进行支承的轴承面3。轴承面3形成在轴承主体2的U字底部侧,U字上部侧开口。轴承面3是沿着旋转轴4的外周面的部分圆筒面(圆弧面)。在该轴承面3的表面具有沿着旋转轴的轴向(图1(b)的X线)的凹状的槽5。相对于由该滑动轴承1支承的旋转轴4的直径,轴承主体2的内壁面2a、2b之间的距离稍大,具体而言比其大出旋转轴4的直径的0.2~5%,优选为大出0.3~3%。
槽5设置在轴承面3中的与旋转轴4滑动接触而承受载荷的部分。在图1所示的方式中,设置在U字形的轴承主体2的内壁面2a、2b之间的最底部,该部分是最承受载荷的部位。通过在轴承面3的承受载荷的部位形成槽5,能够避免由轴承面3的边缘部承受载荷,能够在隔着槽的轴承面的两侧分散地承受载荷。另外,产生的磨损粉末不进入到滑动接触面而是排出到槽5。另外,通过保持在槽5中的润滑脂与旋转轴4接触,可得到良好的滑动状态。由于本发明的滑动轴承如上述那样在隔着槽的轴承面的两侧分散地承受旋转轴的载荷,因此为了进一步实现载荷分散,优选如图3(a)那样进行形成在槽5与轴承面3的两交界的轴向的边缘部3b的倒角。该倒角虽然也取决于槽的深度,但为R0.05mm~0.5mm,或C0.05mm~0.5mm。
基于图2对本发明的滑动轴承的其他例子进行说明。图2(a)是该滑动轴承的立体图,图2(b)是该滑动轴承的轴向剖视图。如图2(a)和图2(b)所示,该方式的滑动轴承1在运转初期与旋转轴4滑动接触的轴承面3的边缘部3a具有倾斜槽13。边缘部3a是轴承面3中因偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部。倾斜槽13在该边缘部3a以朝向其轴向外侧(轴承的外侧)使作为圆弧面的轴承面3扩径的方式形成。通过设置这样的倾斜槽13,容易承受上述的偏心载荷。另外,当旋转轴4旋转时会在轴承面3的边缘部3a初期滑动接触而产生初期磨损粉末,但能够通过倾斜槽13来抑制其产生。另外,即使在产生了初期磨损粉末的情况下,该磨损粉末也会通过槽5和倾斜槽13迅速地排出到外部,不会进入到滑动接触面。
倾斜槽13在轴承宽度(轴承主体的轴向尺寸)的1/4以下的长度、优选1/5以下的长度的范围内,赋予相对于轴承面为0.5~20°以下、优选0.5~10°以下、更优选0.5~5°以下的倾斜。
基于图17对本发明的滑动轴承的其他例子进行说明。图17是该滑动轴承的纵向剖视图。如图17所示,该方式的滑动轴承1在运转初期与旋转轴滑动接触的轴承面3的边缘部3a具有平缓的倒角14。边缘部3a是轴承面3中因偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部。倒角14在该边缘部3a以朝向其轴向外侧(轴承的外侧)使作为圆弧面的轴承面3扩径的方式形成。通过设置这样的倒角14,容易承受上述的偏心载荷。另外,当旋转轴旋转时会在轴承面3的边缘部3a初期滑动接触而产生初期磨损粉末,但能够通过倒角14来抑制其产生。另外,即使在产生了初期磨损粉末的情况下,该磨损粉末也会通过槽5和倒角14迅速地排出到外部,不会进入到滑动接触面。
倒角14在轴承宽度(轴承主体的轴向尺寸)的1/4以下的范围、优选1/5以下的范围内,赋予相对于轴承面的角度θ为0.5~20°以下、优选0.5~10°以下、更优选0.5~5°以下的倒角。
在各方式中,槽的周向的宽度优选为旋转轴的外周长度的2~10%,特别优选为2~6%。槽的深度优选为不管槽宽度如何都在最深部为0.05~1.0mm。在此,槽的深度是指从轴承面(假想表面)到槽底部的距离,在该槽是倾斜槽、圆弧槽等的情况下,优选使槽的最深的部分的深度为上述范围。槽的轴向的长度优选为在轴向上在轴承两端面贯通。
本发明中的上述槽是沿着旋转轴的轴向的槽,但其不限于完全沿着旋转轴的轴向(平行或一致),也可以稍微倾斜。倾斜容许角度例如为0°~20°左右。该倾斜对于载荷方向和水平方向(与载荷方向垂直的方向)也都是同样的。此外,由于旋转轴的轴向与轴承主体的圆筒面或部分圆筒面的圆筒中心轴向大致一致,因此,槽也沿着轴承主体的圆筒面或部分圆筒面的圆筒中心轴向。
在图1和图2所示的方式中,槽在轴承面(圆弧面)的圆弧中心附近形成有1个。槽的宽度、形状、形成范围等能够适当设定。如上述的图5和图6所示,滑动轴承1在被从U字下侧向上方向按压的同时由轴承面3支承旋转轴4,但并不由整个轴承面承受载荷,特别是初期会在边缘部3a处滑动而由该部分承受载荷。槽优选配置成通过轴承面3中的至少包含该边缘部3a的部位。
基于图3对轴承面的槽的其他形状进行说明。图3是轴承面的放大图和轴承面的径向剖视图。作为槽的深度方向的形状,能够采用如图3(a)~图3(c)那样的形状。图3(a)的槽5是图1、图2的方式的槽,是深度方向为圆弧状的圆弧槽。图3(b)的槽5’是深度方向为矩形的矩形槽,图3(c)的槽5”是深度方向为三角形的三角槽。在图3(a)~图3(c)的任一个方式中,都不在轴承主体的注射成形时强制脱模,槽部分也能够容易地与轴承主体一体形成,能够不需要槽的后加工。
在图1、图2和图17中,说明了轴承面是沿着旋转轴的外周面的部分圆筒面的情况下的方式,但也可以是轴承主体采用圆筒体、轴承面为沿着旋转轴的外周面的圆筒面的构造。
基于图4对本发明的滑动轴承的其他例子进行说明。图4是该滑动轴承的立体图。该方式的滑动轴承1’由具有规定的轴向厚度的大致圆筒体的轴承主体2构成,在该轴承主体2,具有与加压辊等的旋转轴4的外周面接触而对其进行支承的轴承面3。轴承面3形成于轴承主体2的内周面,其形状是沿着旋转轴4的外周面的圆筒面。在该轴承面3的表面,具有沿着旋转轴4的轴向的凹状的槽5。相对于由该滑动轴承1’支承的旋转轴4的直径,轴承主体2的圆筒内径尺寸稍大,具体而言比其大旋转轴4的直径的0.2~5%,优选大0.3~3%。
在图4的滑动轴承1’中,由圆筒下方侧的轴承面承受载荷。槽5考虑轴承主体2的固定方向而形成在该主体的内周面(轴承面3)的承受载荷的部位。由此,能够与图1等的方式同样地避免在轴承面的边缘部承受载荷,能够在隔着槽的轴承面的两侧分散地承受载荷。另外,产生的磨损粉末不会进入到滑动接触面而是从槽5排出,另外,保持在槽5中的润滑脂与旋转轴4接触,从而可得到良好的滑动状态。除此之外,作为图4中的槽的构造,能够采用与上述的图3的方式同样的构造。另外,也同样能够采用槽与轴承面的边缘的倒角、部分圆筒面的边缘部处的倾斜槽、20度以下的倒角。
以上,基于图1~图4说明了滑动轴承的方式,但本发明的滑动轴承的整体的形状并不限定于这些,能够根据应用的图像形成装置的规格来适当变更。例如,在轴承面是部分圆筒面的情况下,也可以不像图1等那样为U字形,而是轴承主体2的大致整体由部分圆筒体(按中心角为30°~300°)构成。在该情况下,上述的槽形成在部分圆筒体的内周面的承受载荷的部位。
作为成为本发明的滑动轴承的配合件的旋转轴的材质,没有特别限定,但作为图像形成装置中的加压辊等的旋转轴,使用铝或铝合金(A5052、A5056、A6063)等软质金属、不锈钢等硬质金属。
作为形成本发明的滑动轴承的轴承材料,优选使用树脂材料。作为树脂材料的基体树脂,例如能够使用PPS树脂、芳香族聚醚酮树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚氰基芳基醚(Polycyano aryl ether)树脂、PAI树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜(Polyether sulfone)树脂等热塑性树脂。在这些热塑性树脂之中,优选使用PPS树脂、芳香族聚醚酮树脂、或热塑性聚酰亚胺树脂。
作为树脂材料,优选使用在上述的基体树脂中含有PTFE树脂以及磷酸锂的树脂组成物。作为各自的配合比例,例如,优选相对于整个树脂组成物,热塑性树脂为35~74重量%,PTFE树脂为10~45重量%,磷酸锂为16~30重量%。通过使滑动轴承为这样的树脂材料的成形体,能够在旋转轴上形成具有所需要的耐热性并且显示出良好的润滑性的转移膜,即使是特别软质的铝合金也不会损伤其表面,显示出良好的润滑特性。
作为磷酸锂,可列举出Li3PO4或2Li3PO4·H2O。无水物不会因脱水导致发泡而较为优选。磷酸锂主要能够使用粉末状的磷酸锂,作为其粒径优选为0.5~100μm的范围。
在定影部的构造上,滑动轴承需要导电性的情况下,能够在树脂组成物中添加炭黑、碳纳米管的任一方或双方来赋予导电性。它们的配合量只要是能够赋予所期望的导电性的量即可,没有特别限定,例如,相对于整个树脂组成物而配合0.03~10重量%。作为该树脂组成物的成形体的体积电阻率,优选为105Ω·cm以下。
作为炭黑,从导电性的角度来看优选使用炉黑、乙炔黑、科琴黑(注册商标),其中科琴黑由于导电性优异,因此更为优选。
作为碳纳米管,能够分别单独使用或者混合使用单层碳纳米管(SWNT)或多层碳纳米管(MWNT)。另外,单层或多层的碳纳米管也可以对其表面进行化学修饰,提高与上述的基体树脂的亲和性。单层及多层的碳纳米管能够通过利用石墨等的电弧放电的方法、使用催化剂的热分解法、激光蒸发法、CVD法、从SiC中除去硅原子的方法等公知的方法来获得。
除此之外,也可以在不阻碍本发明的效果的程度上,相对于树脂组成物配合周知的树脂用添加剂。
由该树脂组成物形成滑动轴承的方法没有特别限定。虽然也可以通过对利用压缩成形或挤压成形得到的原料成形体进行机械加工而形成,但从成本方面来看优选注射成形。另外,也可以在注射成形后,对槽等必要的部分进行机械加工。
在本发明的滑动轴承中,优选在轴承面与作为配合件的旋转轴的滑动部夹设润滑脂、润滑油等润滑剂。通过在滑动部夹设润滑剂,可实现低转矩化,也能够抑制磨损,能够大幅地延长性能寿命。作为润滑脂、润滑油,只要能够低转矩化就没有特别限定,能够使用通常用于滑动轴承的润滑剂。对图像形成装置中的定影部的定影辊、加压辊等进行支承的滑动轴承需要150℃以上的耐热性。优选使用在这样的条件下耐热性高的氟润滑脂、脲润滑脂。另外,在滑动轴承需要导电性的情况下,也可以使用配合有导电性碳等的导电性润滑脂。
实施例
实施例1、比较例1~比较例3[部分圆筒型(U字形)]
表1表示实施例及比较例的滑动轴承的制造所使用的树脂组成物。使用表1的树脂组成物,分别通过注射成形制作了实施例1中图1所示的形状的滑动轴承、比较例1和比较例2中图7所示的形状的滑动轴承、比较例3中图8所示的形状的滑动轴承。在此,图7所示的滑动轴承21中,轴承主体22的轴承面23是沿着旋转轴的外周面的圆弧面(无槽),轴承内径尺寸(轴承主体的内壁面之间的距离)为8.1mm,轴承宽度(轴承主体的轴向尺寸)为6mm。图8所示的滑动轴承31中,轴承主体32的轴承面33是沿着旋转轴的外周面的圆弧面,在轴承面33的轴向大致中央形成有周向的槽34。此外,实施例1的滑动轴承(图1)在通过注射成形制造了图7所示的形状的滑动轴承后机械加工出了轴向的槽5(槽宽度1mm,槽深度0.5mm)。另外,比较例3的滑动轴承(图8)在通过注射成形制造了图7所示的形状的滑动轴承后机械加工出了周向的槽34(槽宽度1mm,槽深度0.5mm)。
在制作出的滑动轴承的轴承面涂布0.2g氟润滑脂,利用径向型试验机,以滑动轴承的轴承面与旋转轴的外周面发生滑动的方式实施了摩擦磨损试验。试验条件是旋转速度为0.25m/min、径向载荷为150N(若在图7的滑动轴承中换算为表面压力则为2.5MPa)、温度为150℃下63小时的连续运转。旋转轴的材质是对快削钢S45C实施了镀镍处理(表面粗糙度Ra0.3μm)。旋转轴的轴径为运转间隙为0.15mm。在上述的试验条件下,求出从运转开始起经过50小时后的旋转转矩(摩擦力),并根据试验前后的轴承高度(壁厚差)求出磨损量。表1表示结果。另外,图9~图12表示旋转转矩(摩擦力)的经时变化。
[表1]
如表1和图9、10所示,结果是,实施例1和比较例1为同一树脂组成物,但使用本发明的形状的实施例1为低摩擦(低转矩)且稳定,耐磨损性优异。另外,如表1和图9、12所示,结果是,实施例1和比较例3为同一树脂组成物,但使用本发明的形状的实施例1从运转初期起旋转转矩低且稳定,耐磨损性优异。
实施例2、比较例4、比较例5[圆筒型]
使用如下树脂组成物通过注射成形制作了实施例2中图4所示的形状的滑动轴承:在PPS树脂中配合了20重量%磷酸锂、25重量%PTFE树脂、分别5重量%石墨和芳族聚酰胺纤维、还有3重量%炭黑。分别使用与实施例2相同的树脂组成物通过注射成形制作了比较例4中图13(a)所示的形状的滑动轴承、比较例5中图13(b)所示的形状的滑动轴承。在此,图13(a)所示的滑动轴承41中,轴承主体42的轴承面43是沿着旋转轴的外周面的圆筒面(无槽),轴承内径尺寸为20mm,轴承宽度为6mm。图13(b)所示的滑动轴承51中,轴承主体52的轴承面53是沿着旋转轴的外周面的圆筒面,是在轴承面53中的承受旋转轴的载荷的部分形成有3个周向的凸部54的三面支承构造,该凸部之间为槽55。此外,实施例2的滑动轴承(图4)在通过注射成形制造了图13(a)所示的形状的滑动轴承后机械加工出了轴向的槽5(槽宽度1mm,槽深度0.8mm)。另外,比较例5的滑动轴承(图13(b))在通过注射成形制造了图13(a)所示的形状的滑动轴承后机械加工成留下3个凸部54(凸部宽度1.2mm,凸部高度0.5mm,凸部-凸部间距离1.2mm)。
在制作出的滑动轴承涂布0.05g润滑油,利用径向型试验机,以滑动轴承的轴承面与旋转轴的外周面发生滑动的方式实施了摩擦磨损试验。试验条件是旋转速度为1.5m/min、径向载荷为152N(若在图13(a)的滑动轴承中换算成表面压力则为1.3MPa)、温度为150℃下50小时的连续运转。旋转轴的材质是A5052(表面粗糙度Ra0.4μm),旋转轴的轴径为19.7mm,运转间隙为0.3mm。图14~图16表示在上述的试验条件下从运转开始到50小时为止的动摩擦系数的经时变化。
如图14~图16所示,结果是,使用本发明的形状的实施例2与比较例4及比较例5相比稳定且摩擦系数低,低摩擦特性优异。特别是10小时以后的摩擦系数低于0.01且稳定,结果是与比较例4、比较例5相比非常优异。
产业上的可利用性
本发明的滑动轴承能够减小轴承面与旋转轴的摩擦磨损,能够将初期磨损中产生的磨损粉末从滑动接触面排出,并且润滑脂的供给性、保持性也优异,且低转矩,因此,能够优选用作对复印机、复合机、打印机、传真机等图像形成装置中的定影部的定影辊、加压辊等辊的旋转轴进行支承的滑动轴承。
附图标记说明
1 滑动轴承
2 轴承主体
3 轴承面
4 旋转轴
5 槽
6 定影辊
7 加压辊
8 剥离构件
9 墨粉
10 纸张
11 弹簧
12 加热器
13 倾斜槽
14 倒角。
Claims (12)
1.一种滑动轴承,其具备与旋转轴的外周面接触的轴承面,其特征在于,
所述轴承面是沿着所述旋转轴的外周面的圆筒面或部分圆筒面,在该轴承面中的与所述旋转轴滑动接触而承受载荷的部分,具有沿着所述旋转轴的轴向的槽,
在所述轴承面,负载有与所述旋转轴的轴线不垂直的方向的偏心载荷,
在所述轴承面的轴向两端部中的因所述偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部,具有以使该轴承面朝向该端部的轴向外侧扩径的方式形成的倾斜槽。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承,其特征在于,
在所述轴承面涂布有润滑剂。
3.根据权利要求1所述的滑动轴承,其特征在于,
所述滑动轴承是以从聚苯硫醚树脂、芳香族聚醚酮树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂中选择的1种以上的热塑性树脂为基体树脂的树脂组成物的成形体。
4.根据权利要求3所述的滑动轴承,其特征在于,
所述树脂组成物含有聚四氟乙烯树脂以及磷酸锂。
5.根据权利要求3所述的滑动轴承,其特征在于,
所述树脂组成物是含有从炭黑以及碳纳米管中选择的至少1个的导电性的树脂组成物。
6.根据权利要求1所述的滑动轴承,其特征在于,
所述滑动轴承是对图像形成装置中的定影辊或加压辊的旋转轴进行支承的轴承。
7.一种滑动轴承,其具备与旋转轴的外周面接触的轴承面,其特征在于,
所述轴承面是沿着所述旋转轴的外周面的圆筒面或部分圆筒面,在该轴承面中的与所述旋转轴滑动接触而承受载荷的部分,具有沿着所述旋转轴的轴向的槽,
在所述轴承面,负载有与所述旋转轴的轴线不垂直的方向的偏心载荷,
在所述轴承面的轴向两端部中的因所述偏心载荷而承受的载荷大的一侧的轴向端部,设置有20度以下的倒角。
8.根据权利要求7所述的滑动轴承,其特征在于,
在所述轴承面涂布有润滑剂。
9.根据权利要求7所述的滑动轴承,其特征在于,
所述滑动轴承是以从聚苯硫醚树脂、芳香族聚醚酮树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂中选择的1种以上的热塑性树脂为基体树脂的树脂组成物的成形体。
10.根据权利要求9所述的滑动轴承,其特征在于,
所述树脂组成物含有聚四氟乙烯树脂以及磷酸锂。
11.根据权利要求9所述的滑动轴承,其特征在于,
所述树脂组成物是含有从炭黑以及碳纳米管中选择的至少1个的导电性的树脂组成物。
12.根据权利要求7所述的滑动轴承,其特征在于,
所述滑动轴承是对图像形成装置中的定影辊或加压辊的旋转轴进行支承的轴承。
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