JP4811342B2 - 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承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承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承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承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摺動面が容易に削られて摺動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承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、軸受摺動面は、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、軸受摺動面となる回転軸の金属製の表面（摺動面）を高精度に形成しなければ滑らかな回転が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られても、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、合成樹脂製のインナーブッシュと、このインナーブッシュをその軸心を中心として回転自在となるように支承する合成樹脂製のアウターブッシュとを具備しており、インナーブッシュは、支承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、大径円筒外周面と、該大径円筒外周面に環状の肩部を介して連続する小径円筒外周面とを有しており、アウターブッシュは、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第一及び第二のアウターブッシュ半割体を具備しており、第一のアウターブッシュ半割体は、内周面で該インナーブッシュの大径円筒外周面を回転自在に支承する円筒軸受部を有しており、第二のアウターブッシュ半割体は、筒部と、該筒部に一体的に設けられていると共にインナーブッシュの小径円筒外周面を押圧して該小径円筒外周面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、合成樹脂製のインナーブッシュは、支承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、大径円筒外周面と、該大径円筒外周面に環状の肩部を介して連続する小径円筒外周面とを有しており、その大径円筒外周面において第一のアウターブッシュ半割体の円筒軸受部の内周面で支承され、その小径円筒外周面において第二のアウターブッシュ半割体の環状のシール部に密に接触しており、インナーブッシュをアウターブッシュに対し荷重支承部とシール部とに分離することによりシール性が高められているので、インナーブッシュの大径円筒外周面とアウターブッシュの円筒軸受部の内周面との摺動面へのトナー粉の侵入が防止され、合成樹脂製のインナーブッシュと合成樹脂製のアウターブッシュの合成樹脂同士の摺動による低摩擦性が維持される結果、トナー粉の侵入に起因する摺動面の摩耗等の不具合は生じない。

インナーブッシュの合成樹脂としては、自己潤滑性及び耐摩耗性に優れるものが好ましく、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブチレンフタレート樹脂、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及びポリエーテルサ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、合成油等の常温で液状を呈する潤滑油、ふっ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、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、金属石けん等の成形加温時に液状を呈する滑材、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。アウターブッシュの第一のアウターブッシュ半割体の合成樹脂としては、上記インナーブッシュの合成樹脂と同様の合成樹脂が挙げられ、第二のアウターブッシュ半割体の合成樹脂としては、弾性を有する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。

好ましい例では、シール部は、インナーブッシュの小径円筒外周面に接触する先端部を有する環状のリップ部を具備しており、リップ部の先端部は、インナーブッシュの小径円筒外周面を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触している。

シール部を形成する環状のリップ部の先端部は、インナーブッシュの小径円筒外周面に弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触しており、該先端部は、回転軸等の荷重を支承しないようにできるので、ヘタリ等の不具合を生じることがなく、シール性を長期間にわたって維持することができる。

アウターブッシュは、好ましい例では、軸心方向において互いに対面して配された第一及び第二のアウターブッシュ半割体を互いにスナップフィット式に軸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、斯かるアウターブッシュであると組立性に優れたものとなる。

第一及び第二のアウターブッシュ半割体を互いに連結するスナップフィット式の連結手段の一例は、第一のアウターブッシュ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第二のアウターブッシュ半割体に設けられた凹所と、第二のアウターブッシュ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第一のアウターブッシュ半割体に設けられた凹所とを具備しており、これら爪部と凹所とを弾性装着させることにより容易に組立ることができる。

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。

本発明の滑り軸受を複写機、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る場合には、トナー粉の攪拌又は搬送等のための回転中の回転軸の撓みを許容するために、第一のアウターブッシュ半割体の円筒軸受部の内周面とインナーブッシュの大径円筒外周面との間の円筒状の隙間、即ち軸受隙間（クリアランス）を、回転軸の撓み量の大きさにもよるが、通常、１５μｍから３５μｍ、好ましくは２０μｍから３０μｍ、より好ましくは２５μｍ程度として、撓みをもった回転軸の回転に追従してインナーブッシュが第一のアウターブッシュ半割体の円筒軸受部の内周面に対して揺動しながら回転できるようにしてもよく、斯かる場合には、インナーブッシュの小径円筒外周面に接触する第二のアウターブッシュ半割体の先端部の径を当該小径円筒外周面の径よりも通常１ｍｍ程度小さく（締め代０．５ｍｍ）、好ましくは０．７ｍｍ程度小さく（締め代０．３５ｍｍ）、より好ましくは０．４ｍｍ程度小さく（締め代０．２ｍｍ）して、インナーブッシュの揺動しながらの回転でも第二のアウターブッシュ半割体の先端部の小径円筒外周面への弾性的な押圧接触を維持できるようにすると、軸受隙間（クリアランス）へのトナー粉の侵入をより確実に防止でき、延いては、滑り軸受を介するトナー粉の外部への漏出を効果的に防止できる。

本発明によれば、複写機、プリンタ又は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に係らず合成樹脂同士の摺動面とし得て、合成樹脂同士の摺動による低摩擦性を十分に利用でき、低摩擦性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を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。なお、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１１において、本例の滑り軸受１は、合成樹脂製のインナーブッシュ２と、インナーブッシュ２をその軸心３を中心として回転自在にとなるように支承する合成樹脂製のアウターブッシュ４とを具備している。

円筒状のインナーブッシュ２は、支承する回転軸５（図１２参照）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における一方の端部側の大径円筒外周面８と、大径円筒外周面８と環状の肩部９を介して縮径して連続する軸心方向Ａにおける他方の端部側の小径円筒外周面１０とを具備している。

回転軸５には、図１２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ウ羽根１１が設けられており、回転軸５は、その一端部６の略半円筒面１２と平坦面１３とを具備したその外周面１４においてインナーブッシュ２の孔７を規定する略半円筒面１６と平坦面１７とを具備した内周面１８に締め代をもって嵌合するようになっている。

アウターブッシュ４は、図１２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１９の貫通孔２０にその軸心３の回りで非回転的に、換言すれば、支持部材１９に対して軸心３を中心としてＲ方向に回転しないように嵌着される第一のアウターブッシュ半割体２１及び第二のアウターブッシュ半割体２２と、軸心方向Ａにおいて互いに対面して配された第一及び第二のアウターブッシュ半割体２１及び２２を互いにスナップフィット式に軸方向Ａにおいて連結する連結手段２３とを具備している。

第一のアウターブッシュ半割体２１は、大径の円孔２５を規定する円筒状の内周面２６でインナーブッシュ２の大径円筒外周面８をＲ方向に回転自在に支承すると共に一対の平坦面２７及び２８並びに一対の略半円筒面２９及び３０からなる外周面３１を有している円筒軸受部３２と、内周面２６に対して縮径すると共に円孔２５に連通した小径の円孔３３を規定する内周面３４を有して円筒軸受部３２に一体的に形成された円筒状の内径側鍔部３５とを具備している。

第一のアウターブッシュ半割体２１は、円筒軸受部３２と内径側鍔部３５との間の環状段部３６でインナーブッシュ２の大径円筒外周面８側の環状端面３７に接触してインナーブッシュ２を軸心方向Ａに関して位置決めしている。

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５の場合には、第一のアウターブッシュ半割体２１は、内周面２６と大径円筒外周面８との間の隙間、即ち軸受隙間が２５μｍとなるように、インナーブッシュ２に対して形成されるとよい。

第二のアウターブッシュ半割体２２は、円筒状の内周面４１を有すると共に一対の平坦面２７及び２８と面一な一対の平坦面４２及び４３並びに同じく一対の略半円筒面２９及び３０と面一な一対の略半円筒面４４及び４５からなる外周面４６を有する円筒状の筒部４７と、筒部４７の内周面４１に一体的に設けられていると共にインナーブッシュ２の小径円筒外周面１０を押圧して小径円筒外周面１０に摺動自在に接触する環状のシール部４８とを具備している。

円筒内面５１と円筒内面５１に連なると共に軸方向Ａにそってインナーブッシュ２の小径円筒外周面１０側の環状の端面５２に向かうに従って漸次縮径する截頭円錐内面５３とからなる内周面５４を有する環状のシール部４８は、インナーブッシュ２の小径円筒外周面１０に摺動自在に接触する円環状の先端部５５を有すると共に軸方向Ａにそってインナーブッシュ２の小径円筒外周面１０側の環状の端面５２に向かうに従って漸次縮径する環状のリップ部５６を具備しており、リップ部５６の先端部５５は、截頭円錐内面５３でインナーブッシュ２の小径円筒外周面１０を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触している。

内周面２６と大径円筒外周面８との間の軸受隙間を２５μｍにする場合、第二のアウターブッシュ半割体２２の環状のシール部４８は、インナーブッシュ２の小径円筒外周面１０に接触するリップ部５６の先端部５５の截頭円錐内面５３の径が小径円筒外周面１０の径よりも０．４ｍｍ小さくなるように、言い換えると、リップ部５６の先端部５５の截頭円錐内面５３が０．２ｍｍの締め代をもって小径円筒外周面１０を弾性的に押圧するように、インナーブッシュ２に対して形成される。

連結手段２３は、円筒軸受部３２の一方の略半円筒面２９側での円孔２５の開口部を囲む環状端面６１から軸方向Ａに突出する爪部６２と、爪部６２に対して径方向において相対向して他方の略半円筒面３０に形成されている凹所６３と、筒部４７の一方の略半円筒面４５側での内周面５４で規定される第二のアウターブッシュ半割体２２の円孔６５の開口部を囲む環状端面６６から軸方向Ａに突出する爪部６７と、爪部６７に対して径方向において相対向して他方の略半円筒面４４に形成されている凹所６８とを具備しており、環状端面６１と環状端面６６とが互いに接触された状態での爪部６２の凹所６８への、そして、爪部６７の凹所６３への弾性的なスナップフィット式の夫々の嵌合でもって第一及び第二のアウターブッシュ半割体２１及び２２を互いに軸方向Ａにおいて連結している。

アウターブッシュ４は、連結手段２３を介して連結された第一及び第二のアウターブッシュ半割体２１及び２２の外周面３１及び４６において、一対の平坦面２７及び４２と一対の平坦面４２及び４３とが、そして、一対の略半円筒面２９及び３０と一対の略半円筒面４４及び４５とが夫々合致して二面取りされた形態となっており、斯かる外周面３１及び４６で支持部材１９の貫通孔２０を規定する孔壁面７１にぴったりと合わされて支持部材１９の貫通孔２０に嵌着される。

以上の滑り軸受１は、図１２に示すように、貫通孔２０において支持部材１９に嵌着されたアウターブッシュ４に対してＲ方向に回転自在なインナーブッシュ２を介して回転軸５をＲ方向に回転自在に支承するように用いられる。

斯かる滑り軸受１によれば、合成樹脂製のインナーブッシュ２は、支承する回転軸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と、大径円筒外周面８と大径円筒外周面８に環状の肩部９を介して連続する小径円筒外周面１０とを有しており、その大径円筒外周面８においてアウターブッシュ４のアウターブッシュ半割体２１の円筒軸受部３２の内周面２６で支承され、その小径円筒外周面１０においてアウターブッシュ４のアウターブッシュ半割体２２のシール部４８の内周面５４に密に接触しており、インナーブッシュ２をアウターブッシュ４に対して回転軸５を支承する荷重支承部としての大径円筒外周面８とシール部としての小径円筒外周面１０とに分離することにより、シール部４８を形成する環状のリップ部５６にヘタリ等の不具合の発生を生じることなくシール性が高められるので、インナーブッシュ２の大径円筒外周面８とアウターブッシュ４の円筒軸受部３２の内周面２６との摺動面へのトナー粉の侵入が防止される結果、トナー粉の侵入に起因する斯かる摺動面の摩耗等の不具合を生じることがなく、合成樹脂製のインナーブッシュ２と合成樹脂製のアウターブッシュ４の合成樹脂同士の摺動による低摩擦性が維持される。

更に滑り軸受１によれば、アウターブッシュ４は、軸心方向Ａにおいて互いに対面して配された第一及び第二のアウターブッシュ半割体２１及び２２と、第一及び第二のアウターブッシュ半割体２１及び２２を互いにスナップフィット式に軸心方向Ａにおいて連結する連結手段２３を具備しているため、組立性に優れたものとなる。

加えて、２５μｍの軸受隙間をもっている滑り軸受１では、撓みをもった回転軸５のＲ方向の回転に追従してインナーブッシュ２が第一のアウターブッシュ半割体２１の円筒軸受部３２の内周面２６に対して揺動しながらＲ方向に回転でき、斯かるインナーブッシュ２の揺動しながらのＲ方向の回転でも、リップ部５６の先端部５５の截頭円錐内面５３が０．２ｍｍの締め代をもって小径円筒外周面１０を弾性的に押圧しているので、截頭円錐内面５３のＲ方向の全周に亘る小径円筒外周面１０への弾性的な押圧を維持でき、而して、ここを介する軸受隙間へのトナー粉の侵入を確実に防止でき、延いては、滑り軸受１を介するトナー粉の外部への漏出を効果的に防止できる。

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に示す例の右側面図である。 図１に示す例の正面図である。 図１に示す例の左側面図である。 図１に示す例のインナーブッシュの正面図である。 図５に示す例のインナーブッシュの右側面図である。 図１に示す例の第一のアウターブッシュ半割体の断面図である。 図７に示す第一のアウターブッシュ半割体の右側面図である。 図１に示す例の第二のアウターブッシュ半割体の断面図である。 図９に示す第二のアウターブッシュ半割体の左側面図である。 図９に示す第二のアウターブッシュ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 インナーブッシュ
３ 軸心
４ アウターブッシュ
５ 回転軸
６ 一端部
７ 孔
８ 大径円筒外周面
９ 肩部
１０ 小径円筒外周面
１６ 略半円筒面
１７ 平坦面
１８ 内周面
１９ 支持部材
２０ 貫通孔
２１、２２ アウターブッシュ半割体
２３ 連結手段

Claims (3)

1. 合成樹脂製のインナーブッシュと、このインナーブッシュをその軸心を中心として回転自在となるように支承する合成樹脂製のアウターブッシュとを具備しており、インナーブッシュは、支承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、大径円筒外周面と、該大径円筒外周面に環状の肩部を介して連続する小径円筒外周面とを有しており、アウターブッシュは、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第一及び第二のアウターブッシュ半割体を具備しており、第一のアウターブッシュ半割体は、内周面で該インナーブッシュの大径円筒外周面を回転自在に支承する円筒軸受部を有しており、第二のアウターブッシュ半割体は、筒部と、該筒部に一体的に設けられていると共にインナーブッシュの小径円筒外周面を押圧して該小径円筒外周面に摺動自在に接触する環状のシール部とを有している合成樹脂製の滑り軸受。
2. シール部は、インナーブッシュの小径円筒外周面に接触する先端部を有する環状のリップ部を具備しており、リップ部の先端部は、インナーブッシュの小径円筒外周面を弾性的に押圧してこれに摺動自在に接触している請求項１に記載の合成樹脂製の滑り軸受。
3. アウターブッシュは、軸心方向において互いに対面して配された第一及び第二のアウターブッシュ半割体を互いにスナップフィット式に軸方向において連結する連結手段を具備している請求項１又は２に記載の合成樹脂製の滑り軸受。

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