JP4105370B2

JP4105370B2 - ローラ支持用軸受装置

Info

Publication number: JP4105370B2
Application number: JP2000165536A
Authority: JP
Inventors: 隆藤本
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: CN1196980C; CN1327179A; JP2001349326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はローラ支持用軸受装置に関し、特に複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真装置における現像装置のローラ支持用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真装置における現像装置は、トナー、キャリアなどの現像剤を撹拌し、これを感光ドラム表面に移送してその表面の静電潜像に現像剤を付着させて現像する。
このような現像装置の構造を図８および図９により説明する。図８は現像装置の概略図であり、図９は図８におけるＢ部拡大図である。
現像装置は、ハウジングを構成する現像槽６内に現像剤７を撹拌する複数の撹拌ローラ８ａ、８ｂが配置されており、感光ドラム９に対接する位置には現像ローラ８ｃが配置されている。
各ローラ８ａ、８ｂ、８ｃの軸端部に設けられた支持軸４は、現像槽６の槽壁に取り付けた軸受装置１０で回転自在に支持されており、槽壁より突き出した軸端部には、回転駆動部１１が設けられている。
【０００３】
また、現像槽６内の現像剤７が軸受装置１０内部への侵入防止および現像槽６外への洩れ防止のため、軸受装置１０は軸受１３とリップパッキン１２とから構成されている。従来の軸受装置１０の断面図を図５〜図７に示す。図５は軸受装置１０の断面図、図６はリップパッキン１２の断面図、図７は軸受１３の断面図をそれぞれ示す。
軸受１３は、ボールベアリング、または樹脂ハウジングに焼結材を圧入したもの、または樹脂ハウジングと軸受を一体にしたものが用いられており、図示を省略した支持軸を支持する内径部１３ａと、リップパッキン１２が嵌合固定される嵌合固定部１３ｂとから構成される。
【０００４】
リップパッキン１２は、内径部にリップ１２ａを有するＮＢＲ等のゴム製円環状シール１２ｂの外径部にＳＰＣ材等の構造的補強環１４が同時成形されている。補強環１４はリップ１２ａの真円度を保持するために必要とされている。
【０００５】
軸受装置１０は、軸受１３の嵌合固定部１３ｂにリップパッキン１２の補強環１４が嵌合固定される。リップパッキン１２のリップ１２ａ先端が支持軸周面に摺接することで現像剤が軸受内に侵入するのを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の軸受装置１０は、長時間の連続使用により現像剤がシール部より洩れて軸受部に侵入する。そのためローラの回転トルクが安定しない。また樹脂軸受の場合内径が摩耗するという問題が生じる。
また、リップパッキン１２はゴム製円環状シール１２ｂと補強環１４とを加硫成形などの複合成形を行なわなければならず、製造工程が多くなり、また材料費がかさむなどコスト的に高価になるという問題がある。
また、軸受１３からリップパッキン１２が抜けないための抜け力保証として、軸受１３とリップパッキン１２とは少なくとも 10N 以上の力で嵌合している必要がある。このため、軸受１３は嵌合固定部１３ｂの肉厚ｔ₂を所定の値以上、例えば約 1.5mm以上確保する必要があり、軸受１３外径のサイズの大型化を招くとともに、嵌合固定部１３ｂと補強環１４とのはめあい調整も困難となり、高精度の部品管理が必要になるという問題がある。
【０００７】
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、ローラの回転トルクが変動せず、軸受が摩耗する等の問題が生じなく、かつ高精度の部品管理を必要としないローラ支持用軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸受と、この軸受内部を保護するリップパッキンとを備えてなるローラ支持用軸受装置において、リップパッキンが弾性体の一体成形品からなり、この一体成形品が軸受に支持される支持軸の周面に摺接するリップ部と、軸受に固定される固定部とから構成され、上記軸受に形成されるリップパッキン嵌合固定部分は、上記支持軸の軸中心と同心円状で、軸中心線方向および軸径方向にそれぞれ所定の凹み長さを有する圧入溝を有し、上記リップパッキンの固定部は、上記圧入溝に嵌合するための凸部が形成されて、この固定部が補強環を使用することなく軸受に圧入嵌合されてなることを特徴とする。ここで、弾性体の一体成形品とは、金属部品などとの複合体でなく弾性体単独からなる成形品をいう。また、軸受内部を保護するとは、軸受と軸との摺接面に異物を侵入させないことをいう。
【０００９】
また、上記軸受が合成樹脂製または含油焼結合金製軸受であることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、ハウジングと、このハウジング内に収容された現像剤を移送撹拌するローラを回転自在に支持する現像装置に用いられるローラ支持用軸受装置であって、このローラ支持用軸受装置が上記リップパッキンが軸受に嵌合する支持軸の周面に摺接するリップ部と、軸受に固定される固定部とから構成され、この固定部が軸受に圧入嵌合されてなるローラ支持用軸受装置であることを特徴とする。また、上記軸受が合成樹脂製または含油焼結合金製軸受であることを特徴とする。
【００１１】
また、上記現像装置に用いられるローラ支持用軸受装置であって、上記ハウジングに軸受が設けられ、上記リップパッキンの固定部がハウジングに圧入嵌合されてなることを特徴とする。
【００１２】
ローラ支持用軸受装置のリップパッキンを支持軸の周面に摺接するリップ部と、軸受に固定される固定部とから構成し、この固定部を軸受に圧入嵌合し、また、リップパッキンが弾性体の一体成形品からなることにより、従来のリップパッキンに比較して、ＳＰＣ材等の補強環のない単純な構造品となる。また、弾性体の一体成形品を軸受に圧入嵌合することになるので、圧入保持しやすくなる。さらに、リップ部の外周に補強環が固定されていないので、支持軸周面へ摺接するときの自由度が向上して、摺接力が小さくなり回転トルクの変動を抑えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
現像装置に用いられるローラ支持用軸受装置の一例を図１〜図４により説明する。図１は軸受装置の断面図、図２は図１におけるＡ部拡大断面図、図３はリップパッキンの断面図、図４は軸受の断面図をそれぞれ示す。
軸受装置１は軸受２とリップパッキン３とから構成される。軸受２は、図中破線で示した撹拌ローラなどの支持軸４を支持する軸受本体部分２ａの端部に、リップパッキン３を嵌合固定する嵌合固定部分２ｂが形成されている。リップパッキン３は軸受本体部分２ａ内部に現像剤が侵入するのを防いで、軸受本体を保護する。
【００１４】
軸受本体部分２ａは、転がり軸受、すべり軸受のいずれであっても使用できる。合成樹脂製または含油焼結合金製からなるすべり軸受の場合、粉末状現像剤の侵入による回転トルクの不安定化、軸受内径の摩耗量増大が生じやすくなる。そのため本発明の軸受装置が好適に利用される。また、特に合成樹脂製すべり軸受の場合、現像装置のハウジングと一体化することが容易にできるため好ましい。例えば、粉末状の現像剤が収容されているハウジングの槽壁に貫通孔を設けて軸受本体部分２ａとすることができる。この場合、嵌合固定部分２ｂはハウジングに設けられた貫通孔の先端部分に直接形成される。
【００１５】
軸受２端部に形成される嵌合固定部分２ｂは、リップパッキン３を圧入嵌合できる形状であればよい。一例として、嵌合固定部分２ｂの直径ｄ₁がリップパッキン３の本体直径ｄ₂よりも小さくなるように設定する。（ｄ₂−ｄ₁）の大きさは、弾性体の一体成形品からなるリップパッキン３が弾性変形できる範囲で、かつ少なくとも抜け力が 10N 以上となる範囲であればよい。抜け力を 10N 以上とすることにより、リップパッキン３が支持軸４などと共回りして抜けることを防げる。
【００１６】
また、嵌合固定部分２ｂにリップパッキン３の圧入嵌合部分と嵌合できる凹凸形状を設けてもよい。例えば、図４に示すように、圧入溝２ｃおよび２ｄを設けることができる。圧入溝２ｃは支持軸４の軸中心と同心円状で、かつ軸中心線方向に所定の凹み長さを有して、また圧入溝２ｄは、同じく軸中心と同心円状で、かつ軸径方向に所定の凹み長さを有してそれぞれ設けられる。これらの圧入溝２ｃおよび２ｄに弾性体の一体成形品からなるリップパッキン３を圧入することで、従来の金属製補強環を用いないでも抜け力が 10N 以上となる。特に、圧入溝２ｃの内外の直径、軸線方向の長さをリップパッキン３の凸凹形状と対応させて調節することにより、抜け力をより容易に調整できる。その理由は、リップパッキン３の幅ｗはリップの大きさなどにより制限されるので、（ｄ₂−ｄ₁）の大きさのみで抜け力を制御しようとするとリップパッキン３に変形などが生じ、リップの同軸度が低下するなどの不具合が生じるためである。
【００１７】
リップパッキン３はゴム弾性を有する弾性体の一体成形品からなる。図３に示すように、全体が円環状のリップパッキン３は支持軸４の周面に摺接するリップ部３ａと、軸受に固定される固定部３ｂとから構成され、この固定部３ｂに上記嵌合固定部分２ｂに嵌合するための凸部３ｃおよび３ｄが形成されている。凸部３ｃおよび３ｄは、上記圧入溝２ｃおよび２ｄに圧入嵌合できるように、それぞれの溝幅と同等以上の凸部の幅を有している。
【００１８】
図２に示すように、リップパッキン３の凸部３ｃおよび３ｄが軸受２の圧入溝２ｃおよび２ｄにそれぞれ圧入嵌合されて軸受装置１が得られる。リップパッキン３は弾性体の一体成形品であるので圧入嵌合が容易にでき、また、組み立て時の抜け力保持のために凸部３ｃおよび３ｄと、圧入溝２ｃおよび２ｄとが形成されているので、圧入嵌合部の保持力が強化されリップパッキン３が共回り等して抜けることがない。さらに、圧入嵌合した場合であっても、軸受２の嵌合固定部分２ｂに負荷される圧力は従来の金属円環状の補強環に比較して弱くなる。その結果、軸受端部の厚みｔ₁を薄くでき、例えば約 8mm程度にすることができる。
【００１９】
本発明は、現像装置の現像槽内に収容されている現像剤を撹拌する撹拌ローラおよび感光ドラムに現像剤を供給する現像ローラの少なくとも一つのローラを回転自在に支持するローラ支持用軸受装置に適用できる。これらローラは現像剤に接触して配置されているが、本発明の軸受装置を用いることにより現像剤の軸受内径への侵入が抑えられるので、ローラの回転トルクが安定する。
【００２０】
【実施例】
実施例１
現像装置のローラ支持用軸受装置への応用例について説明する。
微粉末状の現像剤（トナー）が現像装置に収容され、この現像剤を撹拌する撹拌ローラを現像装置に取り付けた。撹拌ローラは、その軸両端部に配置された樹脂製のローラ支持用軸受装置により支持されている。ローラ支持用軸受装置は、軸受をポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）材の樹脂成形体とし、リップパッキンはアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の一体成形品からなる弾性体シールとした。
ローラ支持用軸受装置は、図１に示すように、軸受にリップパッキンを圧入嵌合して、図８に示す現像装置のハウジングに、リップパッキンを現像槽内と撹拌ローラを支持する軸受との間に配置して取り付けた。なお、リップパッキンは軸受装置をハウジングに取り付ける前に軸受に圧入嵌合した。また、撹拌ローラの支持軸は快削鋼（ＳＵＭ）表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した。
この現像装置を用いて、撹拌ローラ回転数を 300rpm、荷重を 50N に設定して実機耐久試験を行なった。試験開始前（ 0 時間）および 50 時間後の特性評価を行なった。特性評価の項目は摩擦係数および現像剤の洩れの有無を目視で判断した。評価結果を表１に示す。
【００２１】
比較例１
比較例１は、ローラ支持用軸受装置として、図５に示す軸受装置を用いる以外は実施例１と同一構成の現像装置を用いて実施例１と同一の特性評価を行なった。なお、ローラ支持用軸受装置は、軸受を凹凸形状のない圧入嵌合部分を有するポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）材の樹脂成形体とし、リップパッキンはアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の弾性体シールの外径部にＳＰＣＥ材の構造的補強環を同時成形したものを用いて、この補強環部分を軸受に圧入嵌合した。評価結果を表１に示す。
【００２２】
比較例２
軸受の材質を含油焼結合金とする以外は比較例１と同一構成の現像装置を用いて実施例１と同一の特性評価を行なった。評価結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１に示すように、実施例１は摩擦係数値が最も小さく、また 50時間経過後であっても変化しなかった。その結果、回転トルクに変動がなかった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、弾性体の一体成形品からなるリップパッキンの固定部を軸受に圧入嵌合するので、軸受にかかる負荷を小さくすることができる。その結果、軸受端部の厚さを薄くすることができ、軸受装置の小型化が図れる。また、リップパッキンが一体成形品であるので、製造工程を少なくでき、軸受装置のコスト低減が図れる。
【００２６】
また、軸受が合成樹脂製または含油焼結合金製軸受であるので、一体成形が容易にできる。その結果、リップパッキンの一体成形とともに、軸受装置のコスト低減が図れる。
【００２７】
本発明は、現像装置において、上記支持軸を用いるローラ支持用軸受装置であるので、簡易な構造であるにもかかわらず現像剤がシール部より洩れて軸受部に侵入するのを防ぐことができ、また、支持軸の回転トルクが変動しない。
【００２８】
また、現像装置のハウジングに軸受が設けられ、リップパッキンの固定部がハウジングに圧入嵌合されてなるので、現像装置のより小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】軸受装置の断面図である。
【図２】図１におけるＡ部拡大断面図である。
【図３】リップパッキンの断面図である。
【図４】軸受の断面図である。
【図５】従来の軸受装置の断面図である。
【図６】従来のリップパッキンの断面図である。
【図７】従来の軸受の断面図である。
【図８】現像装置の概略図である。
【図９】図８におけるＢ部拡大図である。
【符号の説明】
１軸受装置
２軸受
３リップパッキン
４支持軸

Claims

軸受と、この軸受内部を保護するリップパッキンとを備えてなるローラ支持用軸受装置において、前記リップパッキンは、弾性体の一体成形品からなり、該一体成形品は前記軸受に支持される支持軸の周面に摺接するリップ部と、前記軸受に固定される固定部とから構成され、前記軸受に形成されるリップパッキン嵌合固定部分は、前記支持軸の軸中心と同心円状で、軸中心線方向および軸径方向にそれぞれ所定の凹み長さを有する圧入溝を有し、前記リップパッキンの固定部は、前記圧入溝に嵌合するための凸部が形成されて、この固定部が前記軸受のリップパッキン嵌合固定部分に補強環を使用することなく圧入嵌合されてなることを特徴とするローラ支持用軸受装置。
前記軸受が合成樹脂製または含油焼結合金製軸受であることを特徴とする請求項１記載のローラ支持用軸受装置。
ハウジングと、このハウジング内に収容された現像剤を移送撹拌するローラを回転自在に支持する現像装置のローラ支持用軸受装置であって、このローラ支持用軸受装置が請求項１または請求項２記載のローラ支持用軸受装置であることを特徴とするローラ支持用軸受装置。
前記ハウジングの槽壁に貫通孔を設けて軸受本体部分と成し、前記リップパッキンの固定部が前記ハウジングに設けられた前記貫通孔の軸受本体部分に圧入嵌合されてなることを特徴とする請求項３記載のローラ支持用軸受装置。