JP2011074975A - Slide bearing - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost slide bearing having a simple configuration and capable of maintaining low friction torque. <P>SOLUTION: This slide bearing 1 supports a heat roller such as a fixing roller and a pressing roller of an image forming device. The slide bearing 1 comprises an outer ring 3 and an inner ring 2. One of the outer ring 3 and the inner ring 2 is made of synthetic resin and another is made of sintered metal. An outer peripheral surface of the inner ring 2 is a convex curved surface and an inner peripheral surface of the outer ring 3 is a concave curved surface corresponding to the convex curved surface. The outer ring 3 is a shape divided into two in a radial direction. The inner ring 2 is put between the two divided outer rings 3. The inner peripheral surface of the outer ring 3 and the outer peripheral surface of the inner ring 2 are in sliding contact relatively. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は滑り軸受に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における定着装置の定着ローラや加圧ローラなどの加熱されるローラ(ヒートローラ)の支持に用いる滑り軸受に関する。   The present invention relates to a sliding bearing, and more particularly to a sliding bearing used for supporting a heated roller (heat roller) such as a fixing roller or a pressure roller of a fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

一般に、画像形成装置は、その定着装置において、光学装置で形成された静電潜像にトナーを付着させ、このトナー像をコピー用紙に転写し、さらに定着させるものである。この定着工程では、ヒータを内蔵した定着ローラと加圧ローラとの間にトナー像を通過させる。これにより、トナー像からなる転写像がコピー用紙上に加熱融着によって定着される。   In general, an image forming apparatus has a fixing device in which toner is attached to an electrostatic latent image formed by an optical device, and the toner image is transferred to a copy sheet and further fixed. In this fixing step, the toner image is passed between a fixing roller incorporating a heater and a pressure roller. As a result, the transfer image composed of the toner image is fixed on the copy sheet by heat fusion.

定着ローラは、線状ないし棒状のヒータを軸心部に内蔵した軟質の金属製であり、両端に小径の軸部が突出した円筒状に形成されている。定着ローラは、アルミニウム、またはアルミニウム合金(A5056、A6063)などの熱伝導性に優れた金属材料からなる。定着ローラの表面は、旋削や研磨などで仕上げられる。また、定着ローラ表面には、フッ素樹脂などの非粘着性の高い樹脂がコーティングまたは被覆してある。定着ローラの表面の温度は、ヒータにより180〜250℃前後に加熱される。   The fixing roller is made of a soft metal in which a linear or rod-shaped heater is incorporated in the shaft center portion, and is formed in a cylindrical shape in which a small-diameter shaft portion projects from both ends. The fixing roller is made of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum or aluminum alloy (A5056, A6063). The surface of the fixing roller is finished by turning or polishing. The fixing roller surface is coated or covered with a non-adhesive resin such as a fluororesin. The surface temperature of the fixing roller is heated to about 180 to 250 ° C. by a heater.

加圧ローラは、シリコンゴムなどで被覆された鉄材、または軟質材からなり、コピー用紙を定着ローラに押圧して回転駆動するものである。加圧ローラは、加熱ローラからの伝熱により、約70〜150℃に加熱される。あるいは、定着ローラと同様に内部にヒータが設けられ150〜250℃前後に加熱される。   The pressure roller is made of an iron material or a soft material coated with silicon rubber or the like, and is driven to rotate by pressing a copy sheet against the fixing roller. The pressure roller is heated to about 70 to 150 ° C. by heat transfer from the heating roller. Alternatively, like the fixing roller, a heater is provided inside and heated to about 150 to 250 ° C.

以降、上記した定着ローラ、加圧ローラなどのように、内蔵されたヒータ、または、他部材からの伝熱により加熱されるローラを「ヒートローラ」と記す。   Hereinafter, a roller that is heated by heat transfer from a built-in heater or another member, such as the above-described fixing roller and pressure roller, is referred to as a “heat roller”.

高温に加熱されるヒートローラは、両端の軸部で深溝玉軸受からなる転がり軸受を介してハウジングに回転自在に支持されており、この転がり軸受とヒートローラの軸部との間に、合成樹脂などからなる断熱スリーブが介在させてある。これは、ヒートローラの加熱時に両端部の転がり軸受から熱が逃げてヒートローラの軸方向に沿う温度分布が不均一になるのを防止するのとともに、軸受の高温劣化を防止するためである。   A heat roller heated to a high temperature is rotatably supported by a housing via a rolling bearing formed of a deep groove ball bearing at both end shaft portions, and a synthetic resin is interposed between the rolling bearing and the shaft portion of the heat roller. A heat insulating sleeve made up of, etc. is interposed. This is to prevent the heat from escaping from the rolling bearings at both ends during heating of the heat roller to prevent the temperature distribution along the axial direction of the heat roller from becoming non-uniform and to prevent the bearing from deteriorating at high temperatures.

また、ヒートローラの支持軸受としては、樹脂製滑り軸受を用いるものがある。例えば、滑り軸受を、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと記す)樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド(以下、PIと記す)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの合成樹脂から形成している。具体例としては、耐熱性および機械的強度の優れたPPS樹脂などをリング状の軸受本体として、その摺動面にフッ素樹脂層が接着されるか、または、フッ素樹脂を配合したPPS樹脂などで滑り軸受全体を一体成形する技術が知られている(特許文献1参照)。   In addition, as a support roller for the heat roller, there is one using a resin sliding bearing. For example, the sliding bearing is formed from a synthetic resin such as polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyimide (hereinafter referred to as PI) resin, or polyetheretherketone resin. As a specific example, a PPS resin having excellent heat resistance and mechanical strength is used as a ring-shaped bearing body, a fluororesin layer is adhered to the sliding surface, or a PPS resin blended with a fluororesin is used. A technique for integrally molding the entire plain bearing is known (see Patent Document 1).

樹脂製滑り軸受を使用する場合、樹脂製滑り軸受自体が断熱性を有するため、一般的には、該樹脂製滑り軸受とヒートローラの軸部との間に断熱スリーブを介在させない。通常、画像形成装置の定着装置において中級機から高級機はヒートローラ軸受に転がり軸受が使用され、普及機は樹脂製滑り軸受が使用されている。   When using a resin sliding bearing, the resin sliding bearing itself has a heat insulating property, and therefore, generally, a heat insulating sleeve is not interposed between the resin sliding bearing and the shaft portion of the heat roller. Usually, in a fixing device of an image forming apparatus, a rolling bearing is used as a heat roller bearing for intermediate to high-end machines, and a plastic sliding bearing is used for a popular machine.

特開平5−117678号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-117678

しかしながら、上記した画像形成装置における定着装置のヒートローラ用の軸受である深溝玉軸受は、構造が複雑で製造コストも高価である。また、温度分布の不均一化、軸受の高温劣化を防止するために、上述の樹脂製断熱スリーブが必要となり、さらに高価になる。また、ヒートローラの支持軸のたわみや取り付け精度などモーメント荷重によって軸受が破損するなど品質に問題がある。   However, the deep groove ball bearing, which is a bearing for the heat roller of the fixing device in the image forming apparatus described above, has a complicated structure and is expensive to manufacture. Further, in order to prevent non-uniform temperature distribution and high temperature deterioration of the bearing, the above-described resin heat insulating sleeve is required, which further increases the cost. In addition, there is a problem in quality such that the bearing is damaged by moment load such as deflection of the support shaft of the heat roller and mounting accuracy.

これに対して、PPS樹脂製などの樹脂製滑り軸受は、断熱スリーブを介在させることなく使用でき、構造が簡単で射出成形できることから、低コストで生産できるという利点を有する。しかし、この樹脂製滑り軸受は、深溝玉軸受と比べて、摩擦トルクが約2〜5倍程度も高いという問題がある。特に、ヒートローラの軸受摺動面粗さが粗いと、さらに摩擦トルクが大きくなり、同時に摩耗も大きくなり仕様を満足できなくなるといった問題がある。   On the other hand, a plastic sliding bearing such as a PPS resin can be used without interposing a heat insulating sleeve, and has an advantage that it can be produced at low cost because it has a simple structure and can be injection-molded. However, this resin sliding bearing has a problem that the friction torque is about 2 to 5 times as high as that of the deep groove ball bearing. In particular, when the bearing surface of the heat roller is rough, there is a problem that the friction torque is further increased, and at the same time, wear is increased and the specification cannot be satisfied.

また、摩擦トルクを小さくするため、軸受摺動面にグリースを塗布するとしても、荷重を強く受ける部分などではグリース不足となり、仕様を満足できなくなる場合がある。   Even if grease is applied to the bearing sliding surface in order to reduce the friction torque, there is a case where the grease is insufficient in a portion that receives a strong load and the specification cannot be satisfied.

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、低コスト、簡易な構造であるとともに、摩擦トルクを低く維持できる滑り軸受を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such a problem, and an object thereof is to provide a plain bearing that has a low-cost and simple structure and can maintain a low friction torque.

本発明の滑り軸受は、外輪と内輪とから構成され、上記外輪または上記内輪のいずれか一方が合成樹脂製で他方が焼結金属製であり、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面とが相対的に摺接することを特徴とする。特に、上記滑り軸受は、ヒートローラを支持する軸受であり、上記ヒートローラは該ヒートローラに内蔵されたヒータ、または、他部材からの伝熱により加熱されるローラであることを特徴とする。   The sliding bearing of the present invention comprises an outer ring and an inner ring, and either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin and the other is made of sintered metal, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring And are relatively in sliding contact with each other. In particular, the sliding bearing is a bearing that supports a heat roller, and the heat roller is a heater built in the heat roller or a roller heated by heat transfer from another member.

上記内輪の外周面が凸曲面であり、上記外輪の内周面が該凸曲面に対応する凹曲面であることを特徴とする。また、上記外輪は、径方向に2分割された形状であり、上記内輪は、2分割された上記外輪の間に挟み込まれ、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面とが相対的に摺接するように組み込まれたものであることを特徴とする。   The outer peripheral surface of the inner ring is a convex curved surface, and the inner peripheral surface of the outer ring is a concave curved surface corresponding to the convex curved surface. Further, the outer ring has a shape divided into two in the radial direction, and the inner ring is sandwiched between the outer rings divided into two, so that the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are relatively It is incorporated so as to be in sliding contact.

また、他の態様として、上記外輪は、その内周面の対向する2箇所に、内輪組み込み溝が形成されており、上記内輪組み込み溝が上記外輪の少なくとも一方の端面に開口して形成されており、上記内輪は、上記内輪組み込み溝を介して上記外輪に組み込まれたものであることを特徴とする。また、上記内輪は、該内輪の軸心と上記外輪の軸心とをずらした状態で上記内輪組み込み溝を介して上記外輪に挿入された後、上記内輪および上記外輪を相対回転させて上記内輪の軸心と上記外輪の軸心とを合せることで、上記外輪に組み込まれたものであることを特徴とする。   As another aspect, the outer ring has inner ring incorporating grooves formed at two opposing locations on the inner peripheral surface thereof, and the inner ring incorporating groove is formed to open at least one end surface of the outer ring. The inner ring is incorporated into the outer ring through the inner ring incorporating groove. The inner ring is inserted into the outer ring through the inner ring mounting groove in a state in which the axis of the inner ring is shifted from the axis of the outer ring, and then the inner ring and the outer ring are relatively rotated to rotate the inner ring. The shaft center of the outer ring and the shaft center of the outer ring are combined to be incorporated in the outer ring.

上記内輪と上記外輪との間にグリースが封入され、上記内輪の外周面に、上記グリースを保持するグリース保持凹部が形成されてなることを特徴とする。また、上記グリース保持凹部の深さは、最深部で0.03〜0.7mmであることを特徴とする。   Grease is enclosed between the inner ring and the outer ring, and a grease holding recess for holding the grease is formed on the outer peripheral surface of the inner ring. The depth of the grease retaining recess is 0.03 to 0.7 mm at the deepest portion.

上記グリース保持凹部は、上記内輪の外周面の全周に複数設けられた直径0.3〜2.0mmの逆円錐状のディンプルであることを特徴とする。また、上記ディンプルは開口部の進入角度が10〜45度であることを特徴とする。   The grease retaining recess is an inverted conical dimple having a diameter of 0.3 to 2.0 mm, which is provided in plural on the entire outer circumference of the inner ring. The dimple has an opening angle of 10 to 45 degrees.

上記グリース保持凹部は、上記内輪の外周面の全周に設けられたハ字型を示す2列の矩形の複数の溝であり、上記ハ字の下側が上記内輪の回転方向に向くように形成されていることを特徴とする。また、上記矩形の複数の溝は、上記回転方向側の矩形辺から、その対向辺に向かって溝が深くなる傾斜溝であることを特徴とする。   The grease retaining recess is a plurality of two rows of rectangular grooves having a C shape provided on the entire outer circumference of the inner ring, and is formed so that the lower side of the H shape faces the rotation direction of the inner ring. It is characterized by being. Further, the plurality of rectangular grooves are inclined grooves in which the grooves deepen from the rectangular side on the rotation direction side toward the opposite side.

上記合成樹脂は、固体潤滑剤を含有した樹脂組成物であることを特徴とする。また、上記樹脂組成物のベース樹脂はPPS樹脂であることを特徴とする。   The synthetic resin is a resin composition containing a solid lubricant. The base resin of the resin composition is a PPS resin.

上記焼結金属は、銅(以下、Cuと記す)および鉄(以下、Feと記す)から選ばれた少なくとも一つを主成分とすることを特徴とする。   The sintered metal contains at least one selected from copper (hereinafter referred to as Cu) and iron (hereinafter referred to as Fe) as a main component.

上記グリースは、フッ素グリースおよびウレアグリースから選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする。   The grease is at least one selected from fluorine grease and urea grease.

本発明の滑り軸受は、外輪と内輪とから構成され、上記外輪または上記内輪のいずれか一方が合成樹脂製で他方が焼結金属製であり、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面とが相対的に摺接する構造であるので、従来の転がり軸受と比べて部品点数が少なく構造が単純である。このことから製造工程が簡略化でき、製造コストも削減できる。また、外輪または内輪の一方が合成樹脂からなるので、断熱効果が高くヒートローラの熱効率が低下しない。また、外輪または内輪の他方が焼結金属からなるので、放熱効果が高く軸受寿命が長い。さらに、外輪と内輪とから構成されるため、従来の転がり軸受と同じサイズで形成でき、転がり軸受との置き換えが可能であり互換性がある。   The sliding bearing of the present invention comprises an outer ring and an inner ring, and either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin and the other is made of sintered metal, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring Therefore, the number of parts is small and the structure is simple compared to conventional rolling bearings. Thus, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin, the heat insulation effect is high and the heat efficiency of the heat roller does not decrease. Moreover, since the other of the outer ring or the inner ring is made of sintered metal, the heat dissipation effect is high and the bearing life is long. Furthermore, since it is composed of an outer ring and an inner ring, it can be formed in the same size as a conventional rolling bearing, and it can be replaced with a rolling bearing and is compatible.

上記滑り軸受は、内蔵されたヒータ、または、他部材からの伝熱により加熱されるヒートローラ、例えば画像形成装置における定着ローラや加圧ローラを支持する軸受として好適に利用できる。   The sliding bearing can be suitably used as a built-in heater or a bearing that supports a heat roller heated by heat transfer from another member, for example, a fixing roller or a pressure roller in an image forming apparatus.

また、内輪の外周面が凸曲面であり、外輪の内周面が該凸曲面に対応する凹曲面であるので、内輪に対して外輪に調心性を付与することができる。このため、ヒートローラの支持軸の取り付け精度やモーメント荷重などによって支持軸が撓んだ状態となっても軸受が破損することがない。   Further, since the outer peripheral surface of the inner ring is a convex curved surface and the inner peripheral surface of the outer ring is a concave curved surface corresponding to the convex curved surface, it is possible to impart alignment to the outer ring with respect to the inner ring. For this reason, the bearing is not damaged even if the support shaft is bent due to the mounting accuracy of the support shaft of the heat roller or the moment load.

また、外輪が径方向に2分割された形状であり、内輪が2分割された外輪の間に挟み込まれ、外輪の内周面と内輪の外周面とが摺接するように組み込まれたものであるので、支持軸への組付け性が優れる。特に内輪の外周面が凸曲面であり、外輪の内周面が該凸曲面に対応する凹曲面であっても支持軸への組付け性が優れる。   Further, the outer ring has a shape divided into two in the radial direction, and the inner ring is sandwiched between the outer rings divided into two, and is incorporated so that the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are in sliding contact. Therefore, it can be easily assembled to the support shaft. In particular, even when the outer peripheral surface of the inner ring is a convex curved surface and the inner peripheral surface of the outer ring is a concave curved surface corresponding to the convex curved surface, the assemblability to the support shaft is excellent.

また、上記外輪は、その内周面の対向する2箇所に、内輪組み込み溝が形成されており、上記内輪組み込み溝が上記外輪の少なくとも一方の端面に開口して形成されており、上記内輪は、上記内輪組み込み溝を介して上記外輪に組み込まれたものであるので、外輪を分割しなくとも、内輪を外輪に組み込むことが可能である。また、内輪の外輪への組み込みを、内・外輪の軸心をずらした状態で内輪組み込み溝を介して内輪を外輪に挿入した後、内・外輪を相対回転させて軸心を合せることで行なうので、内・外輪の弾性変形などを介さず組み込みできる。   Further, the outer ring has an inner ring incorporating groove formed at two opposite positions on the inner peripheral surface thereof, and the inner ring incorporated groove is formed to open at least one end surface of the outer ring. Since the inner ring is incorporated into the outer ring via the inner ring incorporating groove, the inner ring can be incorporated into the outer ring without dividing the outer ring. In addition, the inner ring is assembled into the outer ring by inserting the inner ring into the outer ring through the inner ring assembling groove with the inner and outer rings axially displaced, and then rotating the inner and outer rings relative to each other to align the axes. So it can be installed without elastic deformation of inner and outer rings.

また、内輪と外輪との間にグリースが封入され、内輪の外周面に、グリースを保持するグリース保持凹部が形成されているので、該グリース保持凹部にグリースが保持されて摩擦トルクを低く維持できる。また、グリース保持凹部の深さが最深部で0.03〜0.7mmであるので、グリース保持凹部に充分かつ無駄なくグリースを保持できる。   Further, grease is sealed between the inner ring and the outer ring, and a grease holding recess for holding the grease is formed on the outer peripheral surface of the inner ring, so that the grease is held in the grease holding recess and the friction torque can be kept low. . Moreover, since the depth of the grease retaining recess is 0.03 to 0.7 mm at the deepest portion, the grease can be retained in the grease retaining recess sufficiently and without waste.

また、グリース保持凹部が内輪の外周面の全周に複数設けられた直径0.3〜2.0mmの逆円錐状のディンプルであるので、くさび効果によってグリースを摺動面に供給することができる。また、上記逆円錐状ディンプルの開口部の進入角度が10〜45度であるので、くさび効果が高くなる。   Further, since the grease holding recesses are inverted conical dimples having a diameter of 0.3 to 2.0 mm provided on the entire circumference of the outer peripheral surface of the inner ring, grease can be supplied to the sliding surface by the wedge effect. . Moreover, since the approach angle of the opening portion of the inverted conical dimple is 10 to 45 degrees, the wedge effect is enhanced.

また、グリース保持凹部が内輪の外周面の全周に設けられたハ字型を示す2列の矩形の複数の溝であり、ハ字の下側が内輪の回転方向に向くように形成されているので、内輪回転時において、グリースが各溝のハ字の下側から上側、すなわち、軸受幅方向の中央部に常に掻き寄せられる。よって、軸受が荷重を最も受ける軸受幅方向の中央部において、グリースによる膜が容易に継続的に形成され、滑らかで、かつ低摩擦トルクの回転が得られる。また、矩形の複数の溝が、回転方向側の矩形辺からその対向辺に向かって溝が深くなる傾斜溝であるので、グリースが掻き寄せられやすく、上記効果が向上する。   Further, the grease retaining recess is a plurality of two rows of rectangular grooves having a C shape provided on the entire circumference of the outer peripheral surface of the inner ring, and is formed so that the lower side of the C shape faces the rotation direction of the inner ring. Therefore, when the inner ring rotates, the grease is always scraped from the lower side of each groove to the upper side, that is, the central part in the bearing width direction. Therefore, a film made of grease is easily and continuously formed in the center portion in the bearing width direction where the bearing receives the most load, and smooth rotation with low friction torque can be obtained. In addition, since the plurality of rectangular grooves are inclined grooves whose grooves deepen from the rectangular side on the rotation direction side toward the opposite side, the grease is easily scraped and the above-described effect is improved.

また、外輪または内輪の一方を形成する合成樹脂が固体潤滑剤を含有する樹脂組成物であるので、無潤滑でも回転トルクが安定する。また、グリース潤滑の場合でも、グリース切れを生じた際に、回転トルクが異常上昇することがない。   Moreover, since the synthetic resin forming one of the outer ring and the inner ring is a resin composition containing a solid lubricant, the rotational torque is stabilized even without lubrication. Even in the case of grease lubrication, when the grease runs out, the rotational torque does not increase abnormally.

また、上記樹脂組成物のベース樹脂がPPS樹脂であるので、断熱スリーブを介在させることなく、画像形成装置における定着ローラや加圧ローラの支持に使用できる。また、射出成形できることから低コストで生産できる。   Further, since the base resin of the resin composition is a PPS resin, it can be used for supporting the fixing roller and the pressure roller in the image forming apparatus without interposing a heat insulating sleeve. Moreover, since it can be injection-molded, it can be produced at low cost.

また、外輪または内輪の他方を形成する焼結金属が、CuまたはFe、あるいは、その両者を主成分とする焼結金属であるので、放熱性に優れる。また、圧縮成形による製造が容易であり、寸法変化も小さく低コストで生産できる。   Moreover, since the sintered metal which forms the other of an outer ring | wheel or an inner ring | wheel is a sintered metal which has Cu or Fe or both as a main component, it is excellent in heat dissipation. In addition, it can be easily manufactured by compression molding, and can be produced at low cost with little dimensional change.

また、封入するグリースが、フッ素グリースおよびウレアグリースから選ばれた少なくとも一つであるので、ヒートローラを支持する滑り軸受として用いられても該滑り軸受の寿命を伸ばすことができる。画像形成装置における定着ローラを支持する場合でも、定着温度に対して劣化することがない。   Further, since the grease to be enclosed is at least one selected from fluorine grease and urea grease, even if it is used as a sliding bearing for supporting the heat roller, the life of the sliding bearing can be extended. Even when the fixing roller in the image forming apparatus is supported, there is no deterioration with respect to the fixing temperature.

また、内輪を焼結金属製とし、外輪を合成樹脂製とすることで、軸受全体で熱膨張の影響を受け難く、外輪の偏摩耗が発生しない。また、内輪を合成樹脂製とし、外輪を焼結金属製とすることで、ヒートローラの熱効率が低下しない。このため、エネルギーコストを低く抑えることができる。   In addition, since the inner ring is made of sintered metal and the outer ring is made of synthetic resin, the entire bearing is hardly affected by thermal expansion, and uneven wear of the outer ring does not occur. Further, the heat efficiency of the heat roller does not decrease by making the inner ring made of synthetic resin and the outer ring made of sintered metal. For this reason, energy cost can be suppressed low.

本発明の一実施形態として滑り軸受の斜視図および内外輪の合体前の状態を示す斜視図である。It is a perspective view of a slide bearing as one embodiment of the present invention, and a perspective view showing a state before union of inner and outer rings. 滑り軸受の内輪外周の摺動面に設けたグリース保持凹部の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the grease holding | maintenance recessed part provided in the sliding surface of the inner ring | wheel outer periphery of a slide bearing. 図2におけるグリース保持凹部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a grease holding recess in FIG. 2. 滑り軸受の内輪外周の摺動面に設けたグリース保持凹部の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the grease holding | maintenance recessed part provided in the sliding surface of the inner ring | wheel outer periphery of a slide bearing. 図4におけるグリース保持凹部の一部拡大斜視図である。FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of a grease holding recess in FIG. 4. 軸加熱式高温ラジアル試験機の概略図である。It is a schematic diagram of a shaft heating type high temperature radial testing machine. 本発明の滑り軸受の他の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other aspect of the slide bearing of this invention.

本発明の滑り軸受において、外輪または内輪のいずれか一方は合成樹脂製である。合成樹脂の種類は特に限定されないが、少なくとも該滑り軸受の使用条件(耐熱性、機械的強度など)に見合う特性を有する合成樹脂である必要がある。また、射出成形可能な合成樹脂であれば製造が容易であり、寸法精度も均一にできるので嵌合隙間を管理する上でも好ましい。   In the sliding bearing of the present invention, either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin. Although the kind of synthetic resin is not specifically limited, it is necessary to be a synthetic resin having characteristics that meet at least the use conditions (heat resistance, mechanical strength, etc.) of the sliding bearing. Moreover, if it is a synthetic resin which can be injection-molded, it can be manufactured easily and the dimensional accuracy can be made uniform, which is preferable in managing the fitting gap.

合成樹脂としては、例えば、ポリアセタール(POM)樹脂、ナイロン樹脂(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロンなど)、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)樹脂などの射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なPI樹脂、PPS樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、PEEK樹脂、ポリアミドイミド樹脂などを挙げることができる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。   Examples of synthetic resins include polyacetal (POM) resin, nylon resin (nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 46, semi-aromatic nylon having an aromatic ring in the molecular chain. Etc.), injection of polytetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) resin, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) resin, etc. Examples thereof include a moldable fluororesin, an injection moldable PI resin, a PPS resin, a wholly aromatic polyester resin, a PEEK resin, and a polyamideimide resin. Each of these synthetic resins may be used alone or may be a polymer alloy in which two or more kinds are mixed. Or the polymer alloy which mix | blended said synthetic resin with the synthetic resin with low lubrication characteristics other than the above may be sufficient.

これらの合成樹脂の中で、耐熱性、機械的強度に優れ、比較的安価なPPS樹脂を用いることが好ましい。PPS樹脂を用いることで、本発明の滑り軸受は、画像形成装置の高温下で作動する定着ローラなどを支持する滑り軸受にも好適に使用できる。   Among these synthetic resins, it is preferable to use a PPS resin that is excellent in heat resistance and mechanical strength and relatively inexpensive. By using the PPS resin, the sliding bearing of the present invention can be suitably used for a sliding bearing that supports a fixing roller or the like that operates at a high temperature of the image forming apparatus.

また、これらの合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカー)を添加して強度を高めてもよい。また、これらの合成樹脂に、固体潤滑剤などや潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることが可能である。固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記す)樹脂、黒鉛、二硫化モリブデンなどを挙げることができる。   Moreover, glass fibers, carbon fibers, and various mineral fibers (whiskers) may be added to these synthetic resins to increase the strength. In addition, it is possible to improve the lubrication characteristics by adding a solid lubricant or the like to these synthetic resins. Examples of the solid lubricant include polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) resin, graphite, and molybdenum disulfide.

本発明の滑り軸受において、外輪、内輪のうち、上記合成樹脂製としたものの他方は焼結金属製である。焼結金属の種類は特に限定されないが、例えばFe系、あるいはCu系、Fe−Cu系、Cu−スズ(以下、Snと記す)系やCu−Fe−Sn系の合金が使用できる。また、これらに摺動材としてカーボン、黒鉛、二硫化モリブデン等を添加したものを使用することもできる。これらの焼結金属の中でも、放熱性に優れ、また圧縮成形による製造が容易であり、寸法変化も小さく低コストで生産できることから、CuおよびFeから選ばれた少なくとも一つを主成分とすることが好ましい。   In the sliding bearing of the present invention, the other of the outer ring and the inner ring made of the synthetic resin is made of sintered metal. Although the kind of sintered metal is not particularly limited, for example, Fe-based, Cu-based, Fe-Cu-based, Cu-tin (hereinafter referred to as Sn) -based, or Cu-Fe-Sn-based alloys can be used. Moreover, what added carbon, graphite, molybdenum disulfide, etc. as a sliding material to these can also be used. Among these sintered metals, it has excellent heat dissipation, is easy to manufacture by compression molding, and can be produced at low cost with little dimensional change. Therefore, it should contain at least one selected from Cu and Fe as a main component. Is preferred.

本発明の滑り軸受において、内輪に焼結金属を採用し外輪に合成樹脂を採用する場合は、滑り軸受全体で熱膨張の影響を受け難く、外輪の偏摩耗が発生しない。また、内輪に合成樹脂を採用し外輪に焼結金属を採用する場合は、ヒートローラの熱効率の低下を抑制でき、定着装置のエネルギーコストを低く抑えられる。   In the sliding bearing of the present invention, when a sintered metal is used for the inner ring and a synthetic resin is used for the outer ring, the entire sliding bearing is hardly affected by thermal expansion, and uneven wear of the outer ring does not occur. Further, when a synthetic resin is used for the inner ring and a sintered metal is used for the outer ring, it is possible to suppress a decrease in the heat efficiency of the heat roller, and to reduce the energy cost of the fixing device.

本発明の滑り軸受の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の滑り軸受の斜視図および内外輪の合体前の状態を示す斜視図である。本発明の滑り軸受1は、内輪2(全体図は図2または図4)と外輪3のみから構成されており、外輪3の内周面と内輪2の外周面とが相対的に摺接する。外輪3の内周面および内輪2の外周面の摺動面は、軸方向にフラットな円筒状でもよいが、図1に示すように、内輪2の外周面を凸曲面として、外輪3の内周面を該凸曲面に対応する凹曲面で形成することで滑り軸受1に調心性を付与できる。この場合、上記凸曲面を有する内輪2の外周面は、内輪2の幅方向の中央部(最大径部分)の全周を平面とすることで、内輪の射出成形において型割り面(パーティングライン(PL))を内輪2の幅方向の中央部(最大径部分)に設定してもPL痕を後処理する必要がなくなる。   An embodiment of the slide bearing of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a sliding bearing of the present invention and a perspective view showing a state before the inner and outer rings are combined. The sliding bearing 1 of the present invention is composed of only an inner ring 2 (the whole view is FIG. 2 or FIG. 4) and an outer ring 3, and the inner peripheral surface of the outer ring 3 and the outer peripheral surface of the inner ring 2 are in sliding contact with each other. The sliding surface of the inner peripheral surface of the outer ring 3 and the outer peripheral surface of the inner ring 2 may be a cylindrical shape that is flat in the axial direction. However, as shown in FIG. By forming the peripheral surface with a concave curved surface corresponding to the convex curved surface, the sliding bearing 1 can be aligned. In this case, the outer peripheral surface of the inner ring 2 having the convex curved surface is formed as a parting surface (parting line) in the injection molding of the inner ring by making the entire circumference of the central portion (maximum diameter portion) in the width direction of the inner ring 2 flat. Even if (PL)) is set at the central portion (maximum diameter portion) in the width direction of the inner ring 2, it is not necessary to post-process the PL trace.

図1に示すように、滑り軸受1において、外輪3は径方向に2分割された形状であり、内輪2が、2分割された外輪3の外輪下部3aと外輪上部3bとの間に挟み込まれ、外輪3の内周面と内輪2の外周面とが摺接するように組み付けられている。   As shown in FIG. 1, in the sliding bearing 1, the outer ring 3 has a shape divided into two in the radial direction, and the inner ring 2 is sandwiched between the outer ring lower part 3a and the outer ring upper part 3b of the outer ring 3 divided into two parts. The inner ring surface of the outer ring 3 and the outer ring surface of the inner ring 2 are assembled in sliding contact.

図1に示すように、外輪下部3aの径方向に2分割された分割面の一方にキー3cおよび他方にキー溝3dが左右対象位置に設けられ、外輪上部3bの分割面にはこれらに対応するキー溝およびキーが設けられている。このようにすることで、外輪下部3aと外輪上部3bとを共通の成形体として使用可能である。また、図1のようにフランジ付きの外輪であっても、前後を誤って組付けることができなくなり、組付け作業性に優れるようになる。外輪下部3aと外輪上部3bとの組み合わせは、外輪下部3aに内輪2を組み付けた後、外輪下部3aのキー3cを外輪上部3bのキー溝に、外輪下部3aのキー溝3dを外輪上部3bのキーに嵌合させることで、容易にできる。   As shown in FIG. 1, a key 3c and a key groove 3d on one side of the split surface divided in the radial direction of the outer ring lower part 3a are provided at the left and right target positions, and the split surface of the outer ring upper part 3b corresponds to these. A keyway and a key are provided. By doing in this way, the outer ring | wheel lower part 3a and the outer ring | wheel upper part 3b can be used as a common molded object. Moreover, even if it is an outer ring | wheel with a flange as shown in FIG. The outer ring lower part 3a and the outer ring upper part 3b are combined in such a manner that after the inner ring 2 is assembled to the outer ring lower part 3a, the key 3c of the outer ring lower part 3a is used as the key groove of the outer ring upper part 3b, and the key groove 3d of the outer ring lower part 3a is used. This can be done easily by fitting the key.

外輪3は、2分割の場合を例示して説明したが、3分割以上とすることもできる。また、内輪を組み込み可能であれば外輪は分割しない構造であってもよい。例えば、図7のように、滑り軸受1は、内周面の対向する2箇所に内輪組み込み溝3eが形成された凹曲面の内周面を有する外輪3と、該凹曲面に対応する凸曲面の外周面を有する内輪2とからなる構造であってもよい。このような構造であれば、内輪2の軸心と外輪3の軸心とを90度ずらした状態で内輪組み込み溝3eから内輪2を外輪3に挿入した後、内輪2および外輪3を相対回転させて内輪2の軸心と外輪3の軸心とを合せることで、内輪2を外輪3に組み込み可能である。   Although the outer ring 3 has been described by exemplifying the case of two divisions, it can be divided into three or more divisions. Moreover, the structure which does not divide | segment an outer ring | wheel may be sufficient as long as an inner ring | wheel can be integrated. For example, as shown in FIG. 7, the sliding bearing 1 includes an outer ring 3 having a concave curved inner peripheral surface in which inner ring incorporating grooves 3 e are formed at two opposing positions on the inner peripheral surface, and a convex curved surface corresponding to the concave curved surface. The structure which consists of the inner ring | wheel 2 which has these outer peripheral surfaces may be sufficient. With such a structure, the inner ring 2 and the outer ring 3 are relatively rotated after the inner ring 2 is inserted into the outer ring 3 from the inner ring mounting groove 3e with the axis of the inner ring 2 and the axis of the outer ring 3 shifted by 90 degrees. The inner ring 2 can be incorporated into the outer ring 3 by aligning the axis of the inner ring 2 and the axis of the outer ring 3.

グリース潤滑を採用する場合は、摺動面にグリースを保持および供給できるように、内輪と外輪のいずれか、または両方の摺動面にグリース保持凹部を形成することが好ましい。グリース保持凹部のデザインは、滑り軸受1からグリースが洩れださないよう内輪2と外輪3の摺動面内に納まるようにする。グリース保持凹部を内輪2に形成する場合、組み付けの際には、予め上記グリース保持凹部にグリースを充分に塗布(封入)した内輪2を外輪3に組み込むことが好ましい。   When grease lubrication is employed, it is preferable to form a grease retaining recess on one or both of the inner ring and the outer ring so that grease can be held and supplied to the sliding surface. The design of the grease retaining recess is set so that the grease does not leak from the sliding bearing 1 within the sliding surfaces of the inner ring 2 and the outer ring 3. When the grease retaining recess is formed in the inner ring 2, it is preferable that the inner ring 2 in which grease is sufficiently applied (enclosed) in advance in the grease retaining recess is assembled in the outer ring 3 during assembly.

グリース保持凹部の深さは、最深部で0.03〜0.7mmであることが好ましい。なお、該深さとは、内輪2の外周面(表面)から凹部底部までの距離であり、該凹部の底が傾斜状である場合は、最も深い部分(最深部)の深さを上記範囲とすることが好ましい。凹部深さが0.03mm未満であると、凹部が浅すぎて潤滑に充分なグリースを保持できない。また、凹部深さが0.7mmをこえると、凹部が深すぎて凹部底部においてグリースが溜まり潤滑に寄与しないグリース量が増える。   The depth of the grease retaining recess is preferably 0.03 to 0.7 mm at the deepest portion. The depth is the distance from the outer peripheral surface (front surface) of the inner ring 2 to the bottom of the concave portion. When the bottom of the concave portion is inclined, the depth of the deepest portion (the deepest portion) is within the above range. It is preferable to do. If the depth of the recess is less than 0.03 mm, the recess is too shallow to hold sufficient grease for lubrication. On the other hand, if the depth of the recess exceeds 0.7 mm, the recess becomes too deep and grease accumulates at the bottom of the recess, increasing the amount of grease that does not contribute to lubrication.

好ましいグリース保持凹部として図2のようなディンプルが例示できる。図3はこのディンプル部の断面図である。図2および図3に示すグリース保持凹部であるディンプル4は、内輪2の外周面の全周に複数設けられており、所定の直径Rを有する逆円錐状である。ディンプル4が逆円錐状であるため、内輪2の回転に伴うくさび効果によってグリースが潤滑面へ効率的に供給できる。グリース保持凹部をこのようなディンプル4とすることで、内輪2の組み込み方向にとらわれずヒートローラ等回転軸に組み付けることができる。また、回転軸の両軸を支持する場合においても、共通の成形体を使用することができる。   An example of a preferable grease retaining recess is a dimple as shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view of the dimple portion. A plurality of dimples 4 that are grease retaining recesses shown in FIGS. 2 and 3 are provided in the entire circumference of the outer peripheral surface of the inner ring 2 and have an inverted conical shape having a predetermined diameter R. Since the dimple 4 has an inverted conical shape, the grease can be efficiently supplied to the lubricating surface by the wedge effect accompanying the rotation of the inner ring 2. By using the dimple 4 as the grease retaining recess, it is possible to assemble the rotating shaft such as a heat roller regardless of the direction in which the inner ring 2 is assembled. Moreover, a common molded object can be used also when supporting both shafts of a rotating shaft.

各ディンプル穴の直径Rは0.3〜2.0mmとする。各ディンプル穴の直径Rが0.3mm未満であると、グリースの保持性が悪く、2.0mmをこえると潤滑に寄与しないグリース量が増える。   The diameter R of each dimple hole is 0.3 to 2.0 mm. If the diameter R of each dimple hole is less than 0.3 mm, the retention of grease is poor, and if it exceeds 2.0 mm, the amount of grease that does not contribute to lubrication increases.

各ディンプル穴の進入角αは10〜45°とすることが好ましい。10°未満ではディンプルの形成が容易に行なわれず、45°を超えると、くさび効果が得られなくなるおそれがある。また、直径2.0mmで進入角45°に設計する場合は、底部をフラットにすることで凹部深さDを0.7mm以内に設定することができる。   The entrance angle α of each dimple hole is preferably 10 to 45 °. If it is less than 10 °, dimple formation is not easily performed, and if it exceeds 45 °, the wedge effect may not be obtained. Moreover, when designing with a diameter of 2.0 mm and an approach angle of 45 °, the recess depth D can be set within 0.7 mm by flattening the bottom.

他の好ましいグリース保持凹部を図4に示す。図4に示すグリース保持凹部は、内輪2の外周面の全周に設けられたハ字型を示す2列の矩形の複数の溝5であり、ハ字の下側が内輪2の回転方向に向くように形成されている。内輪2の回転時において、内輪2と外輪との間に封入されているグリースは、各溝5内においてハ字の下側から上側に向かって掻き寄せられて移動する。各溝5におけるハ字の上側は、内輪2の幅方向の中央部に位置しているため、上記移動によりグリースは該中央部2aに移動することになる。なお、内輪2の回転時とは、内輪2が外輪3に対して相対的に回転するときであり、内輪2が固定で外輪3が回転する場合も含む。   Another preferred grease retaining recess is shown in FIG. The grease retaining recess shown in FIG. 4 is a plurality of rows of rectangular grooves 5 showing a half-shape provided on the entire circumference of the outer peripheral surface of the inner ring 2, and the lower side of the half-shape faces the rotation direction of the inner ring 2. It is formed as follows. During the rotation of the inner ring 2, the grease sealed between the inner ring 2 and the outer ring is scraped and moved from the lower side to the upper side in each groove 5. Since the upper side of the letter C in each groove 5 is located at the center in the width direction of the inner ring 2, the grease moves to the center 2a by the above movement. Note that the time when the inner ring 2 rotates is when the inner ring 2 rotates relative to the outer ring 3 and includes the case where the inner ring 2 is fixed and the outer ring 3 rotates.

図5に示すように、グリース保持溝5は、回転方向側の矩形辺5aから、その対向辺5bに向かって溝が深くなる傾斜溝とすることが好ましい。回転方向側からその反対側に向かって溝を深くする形状とすることで、内輪2の回転時において、該傾斜がない場合よりもグリースを掻き寄せやすくなる。ただし、図4および図5に示すグリース保持凹部が形成された滑り軸受は、ヒートローラ等回転軸の回転方向に対して組み付ける方向が決められるため、回転軸の両軸を支持する場合においては、グリース保持凹部が形成された内輪2は共通の成形体を使用することができない。   As shown in FIG. 5, the grease retaining groove 5 is preferably an inclined groove that becomes deeper from the rectangular side 5a on the rotation direction side toward the opposite side 5b. By making the groove deeper from the rotation direction side toward the opposite side, it becomes easier to scrape the grease when the inner ring 2 is rotated than when there is no such inclination. However, the sliding bearing formed with the grease retaining recess shown in FIG. 4 and FIG. 5 determines the direction to be assembled with respect to the rotational direction of the rotating shaft such as a heat roller, so when supporting both shafts of the rotating shaft, The inner ring 2 in which the grease retaining recess is formed cannot use a common molded body.

以上のようなグリース保持凹部(ディンプル4、溝5)を内輪2の外周面に形成することで、荷重を最も受ける軸受(内輪)幅方向の中央部において、グリースによる膜が容易に継続的に形成され、滑らかで、かつ低摩擦トルクの回転が得られる。なお、図2、図4および図5では、グリース保持凹部を内輪2の外周面に形成する場合を例示したが、該グリース保持凹部は、外輪3の内周面に形成することもできる。   By forming the grease retaining recesses (dimple 4 and groove 5) as described above on the outer peripheral surface of the inner ring 2, a film made of grease can be easily and continuously formed in the center part in the width direction of the bearing (inner ring) that receives the most load. A smooth, low friction torque rotation is obtained. 2, 4, and 5 exemplify the case where the grease holding recess is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2, the grease holding recess can also be formed on the inner peripheral surface of the outer ring 3.

本発明の滑り軸受において、内輪と外輪との間およびグリース保持凹部に封入されるグリースは、通常、軸受に用いられるグリースであれば特に制限なく用いることができる。グリースを構成する基油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブテン油、ポリ-α-オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油、脂環式化合物などの炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、りん酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油などの非炭化水素系合成油などが挙げられる。これらの基油は、単独または2種類以上組み合せて用いてもよい。   In the sliding bearing of the present invention, the grease sealed between the inner ring and the outer ring and in the grease retaining recess can be used without particular limitation as long as it is normally used for a bearing. Examples of the base oil constituting the grease include mineral oils such as paraffinic mineral oils and naphthenic mineral oils, hydrocarbon synthetic oils such as polybutene oils, poly-α-olefin oils, alkylbenzene oils, alkylnaphthalene oils, and alicyclic compounds. Or non-hydrocarbon synthetic oils such as natural fats and oils, polyol ester oils, phosphate ester oils, diester oils, polyglycol oils, silicone oils, polyphenyl ether oils, alkyl diphenyl ether oils, and fluorinated oils. These base oils may be used alone or in combination of two or more.

また、グリースを構成する増ちょう剤としては、例えば、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けんなどの金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア系化合物、PTFE樹脂などのフッ素樹脂粉末が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独または2種類以上組み合せて用いてもよい。   Further, as the thickener constituting the grease, for example, aluminum soap, lithium soap, sodium soap, composite lithium soap, composite calcium soap, composite aluminum soap and other thickening agents such as diurea compounds and polyurea compounds. Fluorine resin powders such as urea compounds and PTFE resins can be mentioned. These thickeners may be used alone or in combination of two or more.

本発明の滑り軸受は、画像形成装置の高温下で作動する定着ローラなどの支持に使用するため、グリースにも耐熱性が必要となることから、上記の中でも、フッ素化油を基油としフッ素樹脂粉末を増ちょう剤とするフッ素グリース、または、ウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースを用いることが好ましい。また、これらを混合したグリースを用いることもできる。なお、上記各グリースには必要に応じて公知の添加剤を含有させることができる。   Since the slide bearing of the present invention is used to support a fixing roller or the like that operates at a high temperature in an image forming apparatus, the grease also requires heat resistance. Fluorine grease using resin powder as a thickener or urea grease using a urea compound as a thickener is preferably used. Moreover, the grease which mixed these can also be used. In addition, each said grease can be made to contain a well-known additive as needed.

各実施例および各比較例において合成樹脂および焼結金属は以下に示す材料で構成されたものを用いた。
(1)合成樹脂:PPS樹脂52重量%、PTFE樹脂33重量%、黒鉛15重量%
(2)焼結金属:Fe60重量%、Cu35重量%、Sn5重量%(空孔率20%)
(3)フッ素グリース:デュポン社製:クライトックスGPL205
In each example and each comparative example, the synthetic resin and the sintered metal were made of the materials shown below.
(1) Synthetic resin: PPS resin 52% by weight, PTFE resin 33% by weight, graphite 15% by weight
(2) Sintered metal: Fe 60% by weight, Cu 35% by weight, Sn 5% by weight (porosity 20%)
(3) Fluorine grease: DuPont: Krytox GPL205

実施例1〜実施例3、比較例1および比較例2
表1に示す合成樹脂、焼結金属、フッ素グリースおよびグリース保持凹部を有する内輪内径φ25mm、外輪外径φ37mm、幅7mmの滑り軸受試験片を準備した。この試験片を以下に示す摩擦摩耗試験に供し、動摩擦係数を測定した。結果を表1に併記する。
Examples 1 to 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
A slide bearing test piece having an inner ring inner diameter of φ25 mm, an outer ring outer diameter of φ37 mm, and a width of 7 mm having a synthetic resin, sintered metal, fluorine grease, and a grease holding recess shown in Table 1 was prepared. This test piece was subjected to the friction and wear test shown below, and the dynamic friction coefficient was measured. The results are also shown in Table 1.

<摩擦摩耗試験>
図6に示す軸加熱式ラジアル試験機10を用いて滑り軸受11の動摩擦係数を測定した。軸加熱式ラジアル試験機10は、複写機の定着装置の定着ローラを模した定着ローラ12について、その内径から棒ヒータ13で加熱し、熱電対14で定着ローラ12表面温度を200℃にコントロールする。試験は、滑り軸受11をハウジング15内に組み付け、滑り軸受11の内輪内径に定着ローラ12を挿入し、ハウジング15の下部より、ボールベアリング17を介して押し上げ、300Nの荷重16を負荷した。定着ローラ12材にアルミニウム(A5052)の旋削加工品(表面粗さRa0.5〜0.7μm)を用い、カップリング18を介して、定着ローラ12の回転数を60rpmに保ち200時間運転した。初期と200時間後の滑り軸受11の動摩擦係数を、共回りするハウジング15の回転力をロードセル(図示せず)で測定して算出した。なお、19は駆動モータである。
<Friction and wear test>
The dynamic friction coefficient of the sliding bearing 11 was measured using a shaft heating radial tester 10 shown in FIG. The axial heating type radial test machine 10 heats a fixing roller 12 simulating a fixing roller of a fixing device of a copying machine from its inner diameter with a bar heater 13, and controls the surface temperature of the fixing roller 12 to 200 ° C. with a thermocouple 14. . In the test, the sliding bearing 11 was assembled in the housing 15, the fixing roller 12 was inserted into the inner diameter of the inner ring of the sliding bearing 11, pushed up from the lower part of the housing 15 through the ball bearing 17, and a load 16 of 300 N was applied. A turning product (surface roughness Ra 0.5 to 0.7 μm) of aluminum (A5052) was used as the fixing roller 12 material, and the rotation speed of the fixing roller 12 was maintained at 60 rpm through the coupling 18 for 200 hours. The dynamic friction coefficient of the sliding bearing 11 at the initial stage and after 200 hours was calculated by measuring the rotational force of the co-rotating housing 15 with a load cell (not shown). Reference numeral 19 denotes a drive motor.

Figure 2011074975
Figure 2011074975

摩擦摩耗試験の結果、実施例1の滑り軸受は、無潤滑のため動摩擦係数が高いが200時間試験後でも動摩擦係数の上昇がほとんどなかった。滑り軸受の摺動面には樹脂の転移膜が形成されており、動摩擦係数の安定化の要因になったと考えられる。実施例2および実施例3の滑り軸受は、グリース潤滑のため初期から200時間試験後でも動摩擦係数が低く安定しており、滑り軸受の摺動面の摩耗もほとんど認められなかった。一方、内輪、外輪を合成樹脂で形成し無潤滑運転した比較例1は、200時間試験後の動摩擦係数が初期の3倍以上になった。また、摺動面には炭化したと思われる黒い摩耗粉が凝着していた。内輪、外輪を焼結金属で形成しグリース潤滑で運転した比較例2は、200時間試験後の動摩擦係数が初期の3倍になった。また、摺動面のグリースはほぼ枯渇した状態となっていた。   As a result of the frictional wear test, the sliding bearing of Example 1 has a high dynamic friction coefficient because of no lubrication, but the dynamic friction coefficient hardly increased even after the 200-hour test. A sliding film of resin is formed on the sliding surface of the sliding bearing, which is considered to be a factor in stabilizing the dynamic friction coefficient. The sliding bearings of Examples 2 and 3 were stable with a low coefficient of dynamic friction even after a 200-hour test from the beginning due to grease lubrication, and almost no wear on the sliding surface of the sliding bearing was observed. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the inner ring and the outer ring were formed of synthetic resin and operated without lubrication, the dynamic friction coefficient after the 200-hour test was three times or more of the initial value. Further, black wear powder that seems to be carbonized adhered to the sliding surface. In Comparative Example 2 in which the inner ring and the outer ring were formed of sintered metal and operated with grease lubrication, the dynamic friction coefficient after the 200-hour test was three times the initial value. Moreover, the grease on the sliding surface was almost exhausted.

本発明の滑り軸受は、外輪と内輪とから構成され、外輪または内輪のいずれか一方が合成樹脂製で他方が焼結金属製であり、外輪の内周面と内輪の外周面とが相対的に摺接する構造であるため、放熱性に優れ、転がり軸受と同サイズにできるので互換性があり、製造工程が少なくなることから製造コストおよび製品単価が安価になる。このため、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における定着装置の加熱ローラや加圧ローラなどのヒートローラを支持する滑り軸受として好適に利用できる。   The sliding bearing of the present invention is composed of an outer ring and an inner ring, and either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin and the other is made of sintered metal, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are relative to each other. Since the structure is in sliding contact with each other, it has excellent heat dissipation and can be made the same size as a rolling bearing, so that it is compatible and the number of manufacturing processes is reduced, so that the manufacturing cost and the unit price of the product are reduced. Therefore, it can be suitably used as a sliding bearing that supports a heat roller such as a heating roller or a pressure roller of a fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine.

1 滑り軸受
2 内輪
2a 内輪の幅方向の中央部
3 外輪
3a 外輪下部
3b 外輪上部
3c キー
3d キー溝
3e 内輪組み込み溝
4 ディンプル
5 グリース保持溝
5a 回転方向側の矩形辺
5b 5aの対向辺
10 軸加熱式高温ラジアル試験機
11 滑り軸受
12 定着ローラ
13 棒ヒータ
14 熱電対
15 ハウジング
16 荷重
17 ボールベアリング
18 カップリング
19 駆動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sliding bearing 2 Inner ring 2a Inner ring width direction center part 3 Outer ring 3a Outer ring lower part 3b Outer ring upper part 3c Key 3d Key groove 3e Inner ring incorporation groove 4 Dimple 5 Grease holding groove 5a Rotatable rectangular side 5b 5a Opposite side 10 shaft Heating type high temperature radial tester 11 Sliding bearing 12 Fixing roller 13 Bar heater 14 Thermocouple 15 Housing 16 Load 17 Ball bearing 18 Coupling 19 Drive motor

Claims (19)

外輪と内輪とから構成され、前記外輪または前記内輪のいずれか一方が合成樹脂製で他方が焼結金属製であり、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面とが相対的に摺接することを特徴とする滑り軸受。   It is composed of an outer ring and an inner ring, and either the outer ring or the inner ring is made of synthetic resin and the other is made of sintered metal, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are relatively in sliding contact with each other. A sliding bearing characterized by that. 前記滑り軸受は、ヒートローラを支持する軸受であり、前記ヒートローラは該ヒートローラに内蔵されたヒータ、または、他部材からの伝熱により加熱されるローラであることを特徴とする請求項1記載の滑り軸受。   2. The sliding bearing is a bearing that supports a heat roller, and the heat roller is a heater built in the heat roller or a roller heated by heat transfer from another member. The described plain bearing. 前記ヒートローラは、画像形成装置における定着ローラまたは加圧ローラであることを特徴とする請求項2記載の滑り軸受。   The sliding bearing according to claim 2, wherein the heat roller is a fixing roller or a pressure roller in the image forming apparatus. 前記内輪の外周面が凸曲面であり、前記外輪の内周面が該凸曲面に対応する凹曲面であることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の滑り軸受。   4. The plain bearing according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the inner ring is a convex curved surface, and the inner peripheral surface of the outer ring is a concave curved surface corresponding to the convex curved surface. 前記外輪は、径方向に2分割された形状であり、前記内輪は、2分割された前記外輪の間に挟み込まれ、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面とが相対的に摺接するように組み込まれたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項記載の滑り軸受。   The outer ring has a shape divided into two in the radial direction, and the inner ring is sandwiched between the two divided outer rings, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are relatively in sliding contact with each other. The sliding bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the sliding bearing is incorporated as described above. 前記外輪は、その内周面の対向する2箇所に、内輪組み込み溝が形成されており、前記内輪組み込み溝が前記外輪の少なくとも一方の端面に開口して形成されており、前記内輪は、前記内輪組み込み溝を介して前記外輪に組み込まれたものであることを特徴とする請求項4記載の滑り軸受。   The outer ring is formed with an inner ring incorporating groove at two opposing locations on the inner peripheral surface thereof, and the inner ring incorporating groove is formed to open at least one end surface of the outer ring. 5. The plain bearing according to claim 4, wherein the plain bearing is incorporated in the outer ring through an inner ring incorporating groove. 前記内輪は、該内輪の軸心と前記外輪の軸心とをずらした状態で前記内輪組み込み溝を介して前記外輪に挿入された後、前記内輪および前記外輪を相対回転させて前記内輪の軸心と前記外輪の軸心とを合せることで、前記外輪に組み込まれたものであることを特徴とする請求項6記載の滑り軸受。   The inner ring is inserted into the outer ring through the inner ring incorporating groove in a state in which the axis of the inner ring is shifted from the axis of the outer ring, and then the inner ring and the outer ring are rotated relative to each other to rotate the shaft of the inner ring. The plain bearing according to claim 6, wherein the bearing is incorporated in the outer ring by aligning the center with the axis of the outer ring. 前記内輪と前記外輪との間にグリースが封入され、前記内輪の外周面に、前記グリースを保持するグリース保持凹部が形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項記載の滑り軸受。   The grease is sealed between the inner ring and the outer ring, and a grease holding recess for holding the grease is formed on an outer peripheral surface of the inner ring. The plain bearing described in the item. 前記グリース保持凹部の深さは、最深部で0.03〜0.7mmであることを特徴とする請求項8記載の滑り軸受。   9. The sliding bearing according to claim 8, wherein the depth of the grease retaining recess is 0.03 to 0.7 mm at the deepest portion. 前記グリース保持凹部は、前記内輪の外周面の全周に複数設けられた直径0.3〜2.0mmの逆円錐状のディンプルであることを特徴とする請求項8または請求項9記載の滑り軸受。   10. The slip according to claim 8, wherein the grease retaining recess is an inverted conical dimple having a diameter of 0.3 to 2.0 mm provided on the entire circumference of the outer peripheral surface of the inner ring. bearing. 前記ディンプルは開口部の進入角度が10〜45度であることを特徴とする請求項10記載の滑り軸受。   The sliding bearing according to claim 10, wherein the dimple has an opening angle of 10 to 45 degrees. 前記グリース保持凹部は、前記内輪の外周面の全周に設けられたハ字型を示す2列の矩形の複数の溝であり、前記ハ字の下側が前記内輪の回転方向に向くように形成されていることを特徴とする請求項8または請求項9記載の滑り軸受。   The grease retaining recess is a plurality of rows of rectangular grooves having a C shape provided on the entire outer periphery of the inner ring, and is formed so that the lower side of the C shape faces the rotation direction of the inner ring. The sliding bearing according to claim 8 or 9, wherein the sliding bearing is provided. 前記矩形の複数の溝は、前記回転方向側の矩形辺から、その対向辺に向かって溝が深くなる傾斜溝であることを特徴とする請求項12記載の滑り軸受。   13. The plain bearing according to claim 12, wherein the plurality of rectangular grooves are inclined grooves whose grooves deepen from the rectangular side on the rotation direction side toward the opposite side. 前記合成樹脂は、固体潤滑剤を含有した樹脂組成物であることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか一項記載の滑り軸受。   The sliding bearing according to any one of claims 1 to 13, wherein the synthetic resin is a resin composition containing a solid lubricant. 前記樹脂組成物のベース樹脂はポリフェニレンサルファイド樹脂であることを特徴とする請求項14記載の滑り軸受。   The plain bearing according to claim 14, wherein the base resin of the resin composition is a polyphenylene sulfide resin. 前記焼結金属は、銅および鉄から選ばれた少なくとも一つを主成分とすることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか一項記載の滑り軸受。   The sliding bearing according to any one of claims 1 to 15, wherein the sintered metal contains at least one selected from copper and iron as a main component. 前記グリースは、フッ素グリースおよびウレアグリースから選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項8ないし請求項16のいずれか一項記載の滑り軸受。   The plain bearing according to any one of claims 8 to 16, wherein the grease is at least one selected from fluorine grease and urea grease. 前記内輪が焼結金属製であり、前記外輪が合成樹脂製であることを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれか一項記載の滑り軸受。   The plain bearing according to any one of claims 1 to 17, wherein the inner ring is made of sintered metal, and the outer ring is made of synthetic resin. 前記内輪が合成樹脂製であり、前記外輪が焼結金属製であることを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれか一項記載の滑り軸受。   The plain bearing according to any one of claims 1 to 17, wherein the inner ring is made of a synthetic resin, and the outer ring is made of a sintered metal.
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