JP2021156321A - 転がり軸受及び軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ブラシなどの導電性部材を備える転がり軸受において、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入するのを防止する。【解決手段】転がり軸受１は、外周面５に内輪軌道面６を有する内輪７と、内周面２、外周面４１及び側端面４０を有し、内周面２に外輪軌道面３を有する外輪４と、内輪軌道面６と外輪軌道面３との間に転動自在に保持される複数の転動体８とを備え、かつ、軸受装置に組み込まれ、外輪４における内周面２、外周面４１及び側端面４０のうち少なくとも１つから、内輪７との間で電気的に導通する軸受装置の軸２０の外周面２１に延びることにより、外輪４と軸２０とを電気的に導通させる導電性部材５０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受及び軸受装置に関する。

一般情報機器、例えば複写機の感光ドラムは、画像を現出させるために静電気の帯電、除電を繰り返している。具体的には、まず、感光ドラムの表面に帯電電極により静電気を帯電させた後、原稿の画像をランプと光学系により、感光ドラムの表面に露光させる。これにより、露光された部分（原稿の白地部分）の静電気は光により除電され、画像の部分は帯電状態がそのまま残る。次いで、感光ドラムの表面にトナーを供給すると、トナーは感光ドラムの表面の帯電している部分に付着して画像が現出する。感光ドラムの表面に付着したトナーは、転写電極により複写用紙に転写され、複写用紙に転写されたトナー（画像）は、熱と圧力により複写用紙に定着され排出される。一方で、次のコピーに備えるために、除電電極により、感光ドラムの表面に帯電している静電気が除電される。

このような帯電、除電を繰り返す間に、感光ドラムには静電気が帯電する。感光ドラムには転がり軸受が直結しているが、軌道輪と転動体との接触部分に電流が流れると、薄い潤滑油膜を通してスパークし、その表面が局部的に溶融し凹凸となる現象、すなわち電食が生じることが分かっている。その対策として、例えば特許文献１に示されているように、金属ブラシなどの導電性部材を用いて内輪と外輪とを通電させることが広く行われている。

実願平０２−５０３５５号（実開平０４−８８２０号）のマイクロフィルム

金属ブラシなどの導電性部材は、一方の端部を外輪の内周面に取り付けられ、内輪に向かって垂下し、他端が内輪の外周面に摺接するように取り付けられている。そのため、導電性部材と軌道面との距離が近く、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入して潤滑性能を劣化させる問題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、金属ブラシなどの導電性部材を備える転がり軸受において、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入するのを防止することを目的とする。

上記の課題は、本発明に係る下記の転がり軸受及び軸受装置により解決される。
（１） 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面、外周面及び側端面を有し、前記内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体とを備え、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
前記外輪における前記内周面、前記外周面及び前記側端面のうち少なくとも１つから、前記内輪との間で電気的に導通する前記軸受装置の軸の外周面に延びることにより、前記外輪と前記軸とを電気的に導通させる導電性部材を備えることを特徴とする転がり軸受。
（２） 上記（１）に記載の転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記内輪に嵌合する前記軸と、
前記転がり軸受の前記外輪に嵌合するハウジングと、
を備えることを特徴とする軸受装置。
（３） 内周面、外周面及び側端面を有し、前記外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体とを備え、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
前記内輪における前記内周面、前記外周面及び前記側端面のうち少なくとも１つから、前記外輪との間で電気的に導通する前記軸受装置のハウジングの内周面に延びることにより、前記内輪と前記ハウジングとを電気的に導通させる導電性部材を備えることを特徴とする転がり軸受。
（４） 上記（３）に記載の転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記内輪に嵌合する軸と、
前記転がり軸受の前記外輪に嵌合する前記ハウジングと、
を備えることを特徴とする軸受装置。

本発明によれば、金属ブラシなどの導電性部材を備える転がり軸受において、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入するのを防止することができる。

図１は、本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。 図２は、本発明の係る転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。図示されるように、転がり軸受１は、外周面５に内輪軌道面６を有する内輪７と、内周面２、外周面４１及び側端面４０を有し、内周面２に外輪軌道面３を有する外輪４とを備えており、内輪軌道面６と外輪軌道面３との間には、複数の転動体８が保持器９により転動自在に保持されている。また、内輪７と外輪４との両端の隙間は一対のシール１０，１０で封鎖されており、シール１０，１０と転動体８とで形成された軸受空間に、グリースや潤滑油（図示せず）が封入されている。なお、図１において一対のシール１０，１０は、内輪７又は外輪４とシール１０との間に実質的に隙間を有さない接触型のものを示しているが、内輪７又は外輪４とシール１０との間に所定の隙間を有する非接触型のものであってもよい。

内輪７には、軸受装置の軸２０が嵌合しており、本実施形態は、軸２０の回転とともに内輪７が回転する内輪回転型である。また、外輪４は、軸受装置のハウジング３０に嵌合している。このように、転がり軸受１は、軸受装置の軸２０とハウジング３０の間に嵌合した状態で組み込まれる。また、内輪７は、軸２０と嵌合することで、内輪７と軸２０は電気的に導通されている。

本実施形態では、一例として、外輪４の一方（図１の例では右側）の側端面４０に導電性部材５０が取り付けられる。図示されるように、導電性部材５０は、外輪４の側端面４０から延びることにより、軸受外部に突出する円筒状の突出部５１と、突出部５１から屈曲して軸２０に向かう円盤状の立部５２とを備える、断面略Ｌ字状の部材であり、立部５２の端部５３は、軸２０の外周面２１に当接している。したがって、例えばハウジング３０に発生した静電気（漏れ電流）が、転がり軸受１における外輪軌道面３と転動体８との接触部分に流れた場合、外輪４から導電性部材５０を通じて軸２０に導通して除電される。なお、導電性部材５０としては、従来と同様の金属ブラシを用いることができるが、その他のものとして、例えば、導電性ゴムを用いたシールなどであってもよい。また、導電性部材５０は、接着やネジ止め等の方法によって、側端面４０に取り付けられればよい。

また、導電性部材５０の端部５３と、軸２０の外周面２１とは、軸２０の回転に伴って、導電性部材５０の端部５３からの摩耗粉が発生し、これがコンタミとなり、一対のシール１０，１０を介して軸受内部に侵入することが懸念される。しかしながら、本実施形態では、導電性部材５０が突出部５１を有していることから、その端部５３が外輪４や内輪７から離れており、転がり軸受１と、摩耗粉が生じ得る導電性部材５０の端部５３との間に十分な距離が存在するため、摩耗粉が軸受内部に侵入するのを防ぐことができる。なお、突出部５１の突出長Ｌは長いほど好ましく、導電性部材５０の強度や、軸受全体の幅などを考慮して適宜決定される。
また、突出部５１における径方向（図１の上下方向）の厚さは、特に制限されるものではなく、外輪４の径方向厚さと同等程度であっても良いし、また、突出部５１の強度を十分に確保できるものであれば、それより薄いものであっても良い。

なお、導電性部材５０が、上述の導電性ゴムを用いたシールの場合には、転がり軸受１を上記シール１０，１０と合わせて二重シール構造とすることができ、当該導電性部材５０によって、コンタミの軸受内部への侵入防止と、軸受内部のシール性確保の両立を図ることができる。

また、図示は省略するが、導電性部材５０は、上記した外輪４の側端面４０の他にも、外輪４の外周面４１を起点とすることもできる。その場合、突出部５１の突出長Ｌを長くし、その一部を外輪４の外周面４１に取り付ける。あるいは、外輪４とハウジング３０とが電気的に導通するものであれば、ハウジング３０において、導電性部材５０の突出部５１を収容できる凹部を形成するのであってもよい。また、導電性部材５０は、外輪４の内周面２を起点とすることもできる。
さらに、図示は省略するが、導電性部材５０の突出部５１は、外輪４の内周面２、外周面４１及び側端面４０のうち少なくとも２つにまたがるように形成されるものであっても良い。

（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、外輪４に導電性部材５０を取り付けたが、内輪７に取り付けることも可能である。図２に示すように、外輪４には、軸受装置のハウジング３０が嵌合しており、本実施形態は、ハウジング３０の回転とともに外輪４が回転する外輪回転型である。また、内輪７は、軸受装置の軸２０に嵌合している。このように、転がり軸受１は、軸受装置の軸２０とハウジング３０の間に嵌合した状態で組み込まれる。また、外輪４は、ハウジング３０と嵌合することで、外輪４とハウジング３０は電気的に導通されている。

本実施形態では、内輪７の一方（図２の例では右側）の側端面７０に導電性部材５０が取り付けられる。図示されるように、導電性部材５０は、内輪７の側端面７０から軸受外部に突出する突出部５１と、突出部５１から屈曲してハウジング３０に向かう立部５２とを備える、断面略Ｌ字状の部材であり、立部５２の端部５３は、ハウジング３０の内周面３１に当接している。したがって、例えば軸２０に発生した静電気（漏れ電流）が、転がり軸受１における内輪軌道面６と転動体８との接触部分に流れた場合、内輪７から導電性部材５０を通じてハウジング３０に導通して除電される。

また、導電性部材５０の端部５３と、ハウジング３０の内周面３１とは、ハウジング３０の回転に伴って、導電性部材５０の端部５３からの摩耗粉が発生し、これがコンタミとなり、一対のシール１０，１０を介して軸受内部に侵入することが懸念される。しかしながら、本実施形態では、導電性部材５０が突出部５１を有しているため、その端部５３が外輪４や内輪７から離れており、転がり軸受１と、摩耗粉が生じ得る導電性部材５０の端部５３との間に十分な距離が存在するため、摩耗粉が軸受内部に侵入するのを防ぐことができる。
なお、第１実施形態と同様、突出部５１における径方向（図１の上下方向）の厚さは、特に制限されるものではなく、内輪７の径方向厚さと同等程度であっても良いし、また、突出部５１の強度を十分に確保できるものであれば、それより薄いものであっても良い。

また、第１実施形態と同様、図示は省略するが、導電性部材５０は、上記した内輪７の側端面７０の他にも、内輪７の外周面５や内周面７１を起点とすることもできる。
さらに、図示は省略するが、導電性部材５０の突出部５１は、内輪７の内周面７１、外周面５及び側端面７０のうち少なくとも２つにまたがるように形成されるものであっても良い。

なお、本発明において転がり軸受１の種類には制限はなく、転動体８として、上記実施形態で示す玉以外の、例えばころである円筒軸受等にも適用可能である。また、本発明には、上述した各種の転がり軸受１と、転がり軸受１の内輪７に嵌合する軸２０と、転がり軸受１の外輪４に嵌合するハウジング３０とを備える軸受装置も含まれる。

１ 転がり軸受
２ （外輪の）内周面
３ 外輪軌道面
４ 外輪
５ （内輪の）外周面
６ 内輪軌道面
７ 内輪
８ 転動体
９ 保持器
１０ シール
２０ 軸
２１ 軸の外周面
３０ ハウジング
３１ ハウジングの内周面
４０ 側端面（外輪側）
４１ （外輪の）外周面
５０ 導電性部材
５１ 突出部
５２ 立部
５３ 端部
７０ 側端面（内輪側）
７１ （内輪の）内周面
Ｌ 突出部の突出長

Claims (4)

1. 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面、外周面及び側端面を有し、前記内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体とを備え、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
   前記外輪における前記内周面、前記外周面及び前記側端面のうち少なくとも１つから、前記内輪との間で電気的に導通する前記軸受装置の軸の外周面に延びることにより、前記外輪と前記軸とを電気的に導通させる導電性部材を備えることを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１に記載の転がり軸受と、
   前記転がり軸受の前記内輪に嵌合する前記軸と、
   前記転がり軸受の前記外輪に嵌合するハウジングと、
   を備えることを特徴とする軸受装置。
3. 内周面、外周面及び側端面を有し、前記外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体とを備え、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
   前記内輪における前記内周面、前記外周面及び前記側端面のうち少なくとも１つから、前記外輪との間で電気的に導通する前記軸受装置のハウジングの内周面に延びることにより、前記内輪と前記ハウジングとを電気的に導通させる導電性部材を備えることを特徴とする転がり軸受。
4. 請求項３に記載の転がり軸受と、
   前記転がり軸受の前記内輪に嵌合する軸と、
   前記転がり軸受の前記外輪に嵌合する前記ハウジングと、
   を備えることを特徴とする軸受装置。

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