JP4650215B2 - 合成樹脂製の滑り軸受 - Google Patents

Description

本発明は、低摩擦性を発揮する滑り軸受、特に好適には、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置の現像部におけるトナー粉（現像粉）の攪拌又は搬送等のために回転すると共にトナー粉に晒される回転軸を回転自在に支持する合成樹脂製の滑り軸受に関する。

特開平５−５３４３９号公報 特開平９−６２０９８号公報 特開２０００−１８１２１３号公報 特開２００１−５０２８７号公報 特開２００２−３２３１３９号公報 特開２００４−１７７６４５号公報

回転軸等を回転自在に支持するために滑り軸受又は転がり軸受が用いられるが、転がり軸受は、その摩擦抵抗が低いので回転軸等を極めて滑らかに回転自在に支持することができる一方、高価となる上に転がり音の問題を有し、これに対して、滑り軸受、特に、合成樹脂製の滑り軸受は、低価格をもって一応の低摩擦を実現できる上に、転がり音の問題もなく多くの部位に使用されている。

ところで、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置の現像部等においてトナー粉に晒される回転軸を回転自在に支持するために斯かる合成樹脂製の滑り軸受を用いる場合、トナー粉の摺動面間隙間（軸受面間の隙間）への侵入で、滑らかな回転が阻害され、また、トナー粉で滑り軸受の軸受面が容易に削られて摺動面間（軸受面間）に大きなガタが簡単に生じる虞がある。

このために、銅粉を多量に混入させた合成樹脂により滑り軸受を形成したり、滑り軸受の端面にゴム製のシール部材を付加する等の技術が提案されているが、前者の技術では、高価となって合成樹脂製の低価格性の利点を生かすことができず、後者の技術では、シール部材の回転軸への摩擦接触により回転軸に制動を与える虞がある上に、シール部材の滑り軸受の端面への装着作業に起因する価格の上昇、シール部材の脱落の虞があって、必ずしも満足できるものではない。

加えて、提案されているいずれの技術も、回転軸を直接に回転自在に支持するようにしたものであって、例えば、回転軸が金属製であると、軸受面は、金属面と合成樹脂面となって、合成樹脂による利点を十分に生かしていない上に、軸受面となる回転軸の金属製の表面を高精度に形成しなければ滑らかな回転を確保できないために、金属製の表面の高精度形成に起因して回転軸自体が高価となる虞がある。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置の現像部等においてトナー粉に晒される回転軸に用いても、回転軸に大きな制動を与えることなしに、トナー粉の摺動面間隙間への侵入を効果的に防止でき、しかも、回転軸等の相手材の材質の種類に拘わらず合成樹脂同士の摺動面とし得て、合成樹脂による低摩擦性を十分に利用できる上に、低価格をもって転がり軸受と同程度の低摩擦を実現できる合成樹脂製の滑り軸受を提供することにある。

本発明による合成樹脂製の滑り軸受は、合成樹脂製の内輪と、この内輪をその軸心を中心として回転自在となるように支持する合成樹脂製の外輪とを具備しており、ここで、内輪は、支持する回転軸と共に回転するように当該回転軸を受容する孔と、軸心方向における中央部に配された大径外周面と、この大径外周面の径よりも小径であって当該大径外周面を軸心方向において挟んで配された一対の小径外周面とを有しており、外輪は、その軸心回りで非回転となるように支持部材に嵌着される外輪本体と、この外輪本体の内周面に一体的に設けられていると共に内輪の一対の小径外周面の夫々を押圧して当該一対の小径外周面の夫々に摺動自在に接触する環状のシール部とを有している。

斯かる滑り軸受によれば、合成樹脂製の内輪は、支持する回転軸と共に回転するように当該回転軸を受容する孔を具備しているために、内輪の内周面と支持する回転軸の外周面との間へトナー粉が侵入してもこれに影響されずに回転軸を支持でき、その上、内輪をその軸心を中心として回転自在となるように支持する合成樹脂製の外輪は、内輪の一対の小径外周面の夫々を押圧して当該一対の小径外周面の夫々に摺動自在に接触する環状のシール部を有しているために、内輪と外輪との間へのトナー粉の侵入を効果的に防止できると共に回転軸の材質の種類に拘わらず合成樹脂同士の摺動面を確保でき、合成樹脂による低摩擦性を十分に利用できて、回転軸に大きな制動を与えることなしに、低価格をもって転がり軸受と同程度の低摩擦を実現できる。

内輪の合成樹脂としては、耐摩耗性に優れるものが好ましく、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びポリエーテルスルフォン樹脂等又はこれらの樹脂に潤滑油剤、強化材等を配合したものが挙げられる。潤滑油剤としては、鉱油、合成油等の潤滑油、ふっ素樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、金属石けん等の滑材、シリコーンガム（高分子量シリコーン）、粉末状シリコーンゴム等のシリコーン系添加剤が挙げられ、強化材としては、ガラス繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ等が挙げられる。これらの中で、ポリアセタール樹脂又はポリエチレン樹脂にシリコーン系添加剤を配合したものが好ましい例として挙げられる。外輪の合成樹脂としては、上記内輪に使用される合成樹脂に加えて、弾性と濡れ性に富むエラストマー系樹脂及びこのエラストマー系樹脂に上記潤滑油剤、強化材を配合したものが挙げられる。エラストマー系樹脂の例としては、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中で、ポリエステルエラストマーにシリコーン系添加剤を配合したものが好ましい例として挙げられる。

好ましい例では、一対の小径外周面の夫々は、その軸心方向における各部位で同径である、即ち、軸心方向に平行な同径外周面と、この同径外周面に連接していると共に大径外周面に向かうにつれて拡径した拡径外周面とを具備しており、シール部は、内輪の小径外周面に接触する先端部を夫々有している一対の環状のリップ部を具備しており、一方のリップ部の先端部は、一方の小径外周面における同径外周面及び拡径外周面のうちの少なくとも一方を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触しており、他方のリップ部の先端部は、他方の小径外周面における同径外周面及び拡径外周面のうちの少なくとも一方を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触しており、斯かる例によれば、トナー粉の内輪と外輪との間への侵入を更に効果的に防止できる上に、軸心方向における外輪に対する内輪の自動位置決め作用を得ることができる。

他の好ましい例では、シール部は、軸心方向におけるその両リップ部の先端部間で内輪の大径外周面及び小径外周面で形成される部分凸球面状外周面と隙間をもって配される部分凹球面状内周面を有しており、斯かる例の場合には、内輪と外輪との接触部位を最小化できる結果、低摩擦化を更に実現できる。

外輪は、軸心方向において互いに対面して配された半割体と、この半割体を互いにスナップフィト式に軸心方向において連結する連結手段とを具備しているとよく、斯かる外輪であると製造性及び組立性に優れたものとなる。

半割体を互いに連結するスナップフィト式の連結手段の一例は、一方の半割体に一体的に設けられた爪部と、この爪部を受容すべく他方の半割体に設けられた凹所と、他方の半割体に一体的に設けられた爪部と、この爪部を受容すべく一方の半割体に設けられた凹所とを具備しており、斯かる例の連結手段の場合、爪部と凹所とは、半割体の夫々にその軸対称に設けられていると、一個の半割体を製造するだけで両半割体に用いることができるので、製造性、保守性に極めて優れている。

本発明の滑り軸受は、複写機、プリンタ又はファクシミリ等のトナー粉を用いる装置のトナー粉（現像粉）の攪拌又は搬送等のための回転軸に用いられて好適であるが、その他の装置の回転軸に用いられてもよい。

本発明によれば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置の現像部等においてトナー粉に晒される回転軸に用いても、回転軸に大きな制動を与えることなしに、トナー粉の摺動面間隙間への侵入を効果的に防止でき、しかも、回転軸等の相手材の材質の種類に拘わらず合成樹脂同士の摺動面とし得て、合成樹脂による低摩擦性を十分に利用できる上に、低価格をもって転がり軸受と同程度の低摩擦を実現できる合成樹脂製の滑り軸受を提供し得る。

次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。

図１から図７において、本例の滑り軸受１は、合成樹脂製の内輪２と、内輪２をその軸心３を中心として回転自在となるように支持する合成樹脂製の外輪４とを具備している。

内輪２は、支持する回転軸５（図１０参照）と共に軸心３を中心としてＲ方向に回転するように当該回転軸５の一端部６を受容する孔７と、軸心方向Ａにおける中央部の大径外周面８と、大径外周面８の径よりも小径であって当該大径外周面８を軸心方向Ａにおいて挟んで配された一対の小径外周面９及び１０とを有している。

回転軸５には、図１０に示すように、複写機、プリンタ又はファクシミリ等のトナー粉を攪拌又は搬送等のためのスクリュー羽根１５が設けられており、回転軸５は、その一端部６の半円筒面１７と平坦面１８とを具備したその外周面１９において内輪２の孔７を規定する半円筒面２１と平坦面２２とを具備した内周面２３に締めしろをもってぴったりと接触するようになっている。

内輪２の大径外周面８は、その軸心方向Ａにおける各部位で同径である、即ち、軸心方向に平行な円筒状であり、小径外周面９は、内輪２の一方の端面２５側に配されていると共にその軸心方向Ａにおける各部位で同径である、即ち、軸心方向Ａに平行な同径外周面２６と、同径外周面２６に連接していると共に大径外周面８に向かうにつれて徐々に拡径した部分凸球面状の拡径外周面２７とを具備しており、小径外周面１０もまた、内輪２の他方の端面２８側に配されていると共にその軸心方向Ａにおける各部位で同径である、即ち、軸心方向Ａに平行な同径外周面２９と、同径外周面２９に連接していると共に大径外周面８に向かうにつれて徐々に拡径した部分凸球面状の拡径外周面３０とを具備しており、小径外周面９と小径外周面１０とは図１において左右対称になっている。

同径外周面２６と部分凸球面状の拡径外周面２７とを、軸心３側に向かって凸である湾曲環状面を介して連接し、同じく、同径外周面２９と部分凸球面状の拡径外周面３０とを、軸心３側に向かって凸である湾曲面を介して連接すると、同径外周面２６と拡径外周面２７との間及び同径外周面２９と拡径外周面３０との間に角部が生じないので好ましい。

大径外周面８は、本例のような軸心方向Ａにおいて同径の円筒状のものに限らないのであって、例えば、拡径外周面２７及び拡径外周面３０と同じ曲率半径をもった部分凸球面状であってもよく、この場合、部分凸球面状の大径外周面８と拡径外周面２７及び拡径外周面３０とは、同じ位置に曲率中心があってもよい。

外輪４は、図１０に示すように、トナーカートリッジのケース等の支持部材３５の貫通孔３６にその軸心３の回りで非回転的に、換言すれば、軸心３を中心としてＲ方向に回転しないように嵌着される外輪本体３７と、外輪本体３７の内周面３８に一体的に設けられていると共に内輪２の一対の小径外周面９及び１０のうちの同径外周面２６及び２９の夫々を押圧して同径外周面２６及び２９の夫々に軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触する内周面４１を有した環状のシール部４２とを有している。

外輪本体３７は、一対の平坦外周面４５及び４６と、一対の半円筒状外周面４７及び４８とからなる外周面４９を具備するように二面取りされており、斯かる外周面４９で貫通孔３６を規定する孔壁面５０にぴったりと合わされて支持部材３５の貫通孔３６に嵌着されるようになっている。

シール部４２は、外輪本体３７の内周面３８に一体的に設けられている環状のシール部基部５４と、シール部基部５４に一体的に設けられていると共に内輪２の一対の小径外周面９及び１０のうちの同径外周面２６及び２９に接触する環状の先端部５５及び５６を夫々有している一対の環状のリップ部５７及び５８を具備しており、一対の環状のリップ部５７及び５８の夫々は、シール部基部５４から軸心方向Ａであって且つ軸心３に向かって斜めに伸びており、リップ部５７の先端部５５は、その内周面で小径外周面９における同径外周面２６を弾性的に押圧してこれに軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触しており、リップ部５８の先端部５６は、その内周面で小径外周面１０における同径外周面２９を弾性的に押圧してこれに軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触している。

シール部４２は、軸心方向Ａにおけるその両リップ部５７及び５８の先端部５５及び５６間で内輪２の大径外周面８並びに小径外周面９の拡径外周面２７及び３０で形成される部分凸球面状外周面６１と環状の隙間６２をもって配される部分凹球面状内周面６３を有しており、シール部４２は、図１において左右対称になっている。

以上の外輪４は、軸心方向Ａにおいて互いに対面して配された半割体７１及び７２と、半割体７１及び７２を互いにスナップフィト式に軸心方向において連結する連結手段７３とを具備しており、半割体７１及び７２の夫々は、特に図８及び図９に示すように、互いに同一の形状を有しており、端面２５（２８）の反対の環状面７５で互いに接触して外輪４を形成している。

連結手段７３は、一方の半割体７１の環状面７５に一体的に設けられた爪部８１と、爪部８１を受容すべく他方の半割体７２の外周面４７に設けられた凹所８２と、他方の半割体７２の環状面７５に一体的に設けられた爪部８３と、爪部８３を受容すべく一方の半割体７１の外周面４７に設けられた凹所８４とを具備しており、斯かる例の連結手段７３の場合、爪部８１及び８３と凹所８４及び８２とは、半割体７１及び７２の夫々にその軸対称に設けられている。

以上の滑り軸受１は、図１０に示すように、貫通孔３６において支持部材３５に固着された外輪４に対してＲ方向に回転自在な内輪２を介して回転軸５をＲ方向に回転自在に支持するように用いられる。

斯かる滑り軸受１によれば、合成樹脂製の内輪２は、支持する回転軸５と共にＲ方向に回転するように当該回転軸５を受容する孔７を具備しているために、内輪２の内周面２３と支持する回転軸５の外周面１９との間へトナー粉が侵入してもこれに影響されずに回転軸５を支持でき、その上、内輪２をその軸心３を中心としてＲ方向に回転自在となるように支持する合成樹脂製の外輪４は、内輪２の一対の小径外周面９及び１０のうちの同径外周面２６及び２９の夫々を押圧して当該一対の小径外周面９及び１０のうちの同径外周面２６及び２９の夫々に軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触する環状のシール部４２を有しているために、内輪２と外輪４との間へのトナー粉の侵入を効果的に防止できると共に回転軸５の材質の種類に拘わらず合成樹脂同士の摺動面を確保でき、合成樹脂による低摩擦性を十分に利用できて、回転軸５に大きな制動を与えることなしに、低価格をもって転がり軸受と同程度の低摩擦を実現できる。

また滑り軸受１によれば、リップ部５７の先端部５５が、小径外周面９における同径外周面２６を弾性的に押圧してこれに軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触しており、リップ部５８の先端部５６が、小径外周面１０における同径外周面２９を弾性的に押圧してこれに軸心方向Ａ及びＲ方向に摺動自在に接触しているために、トナー粉の内輪２と外輪４との間への侵入を更に効果的に防止できる上に、軸心方向Ａにおける外輪４に対する内輪２の自動位置決め作用を得ることができる。

更に滑り軸受１によれば、シール部４２は、軸心方向Ａにおけるその両リップ部５７及び５８の先端部５５及び５６間で内輪２の部分凸球面状外周面６１と隙間をもって配される部分凹球面状内周面６３を有しているために、内輪２と外輪４との接触部位を最小化できる結果、低摩擦化を更に実現でき、外輪４は、軸心方向Ａにおいて互いに対面して配された半割体７１及び７２と、半割体７１及び７２を互いにスナップフィト式に軸心方向において連結する連結手段７３とを具備しているために、製造性及び組立性に優れたものとなる。

上記の例では、リップ部５７の先端部５５を同径外周面２６に接触させ、リップ部５８の先端部５６を同径外周面２９にさせたが、これに代えて又はこれと共に、リップ部５７の先端部５５を拡径外周面２７に接触させ、リップ部５８の先端部５６を拡径外周面３０にさせてもよい。

本発明の実施の形態の好ましい一例の断面図である。 図１に示す例の斜視図である。 図１に示す例の左側面図である。 図１に示す例の平面図である。 図１に示す例の底面図である。 図１に示す例の内輪の断面図である。 図１に示す例の内輪の右側面図である。 図１に示す例の半割体の断面図である。 図８に示す半割体の右側面図である。 図１に示す例の使用方法の説明図である。

符号の説明

１ 滑り軸受
２ 内輪
４ 外輪
７ 孔
８ 大径外周面
９，１０ 小径外周面
３７ 外輪本体
４２ シール部

Claims (2)

1. 合成樹脂製の内輪と、この内輪をその軸心を中心として回転自在となるように支持する合成樹脂製の外輪とを具備しており、内輪は、支持する回転軸と共に回転するように当該回転軸を受容する孔と、軸心方向における中央部に配されていると共に軸心方向に平行な円筒状の大径外周面と、この大径外周面の径よりも小径であって当該大径外周面を軸心方向において挟んで配された一対の小径外周面とを有しており、外輪は、その軸心回りで非回転となるように支持部材に嵌着される外輪本体と、この外輪本体の内周面に一体的に設けられていると共に内輪の前記一対の小径外周面の夫々を押圧して当該一対の小径外周面の夫々に摺動自在に接触する環状のシール部とを有しており、前記一対の小径外周面の夫々は、その軸心方向に平行な同径外周面と、この同径外周面に軸心側に向かって凸である湾曲環状面を介して連接していると共に該大径外周面に向かうにつれて拡径した部分凸球面状の拡径外周面とを具備しており、前記シール部は、内輪の小径外周面に接触する先端部を夫々有している一対の環状のリップ部を具備しており、一方のリップ部の先端部は、一方の小径外周面における同径外周面を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触しており、他方のリップ部の先端部は、他方の小径外周面における同径外周面を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触しており、前記シール部は、軸心方向におけるその両リップ部の先端部間で内輪の大径外周面及び小径外周面で形成される部分凸球面状外周面と環状の隙間をもって配される部分凹球面状内周面を有している合成樹脂製の滑り軸受。
2. 前記外輪は、軸心方向において互いに対面して配された半割体と、この半割体を互いにスナップフィット式に軸心方向において連結する連結手段とを具備している請求項１に記載の合成樹脂製の滑り軸受。

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