(57)【要約】【課題】回転部材の軸部が内外輪の一方の軌道輪にすきま嵌めで嵌合される転がり軸受におけるクリープや異音を長期間にわたり防止し、安定した回転を維持する。【解決手段】内輪と外輪との間に複数の転動体を保持してなり、回転部材の軸部を内輪の内径面または外輪の外径面にすきま嵌めで嵌合して支持する転がり軸受であって、少なくとも回転部材の軸部が嵌合される内輪の内径面または外輪の外径面に、ショットブラストにより固体潤滑剤からなる被膜が形成されていることを特徴とする転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に複数の転動体を保持してなり、回転部材の軸部を内輪の内径面または外輪の外径面にすきま嵌めで嵌合して支持する転がり軸受であって、
少なくとも回転部材の軸部が嵌合される内輪の内径面または外輪の外径面に、ショットブラストにより固体潤滑剤からなる被膜が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
固体潤滑剤が亜鉛５質量％以上８０質量％未満、錫２０質量％以上９５質量％以下の混合物であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
被膜の膜厚が０．１μｍ以上２μｍ未満であることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材の軸部が内外輪の一方の軌道輪にすきま嵌めで嵌合される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の事務機器に組み込まれる定着ローラや加圧ローラ等の回転部材は、小型化や構造簡略化等による組み立て性の問題から、その軸部（シャフト）が転がり軸受の内外輪の一方の軌道輪にすきま嵌め（ルーズ嵌め合い）で嵌合されるものが多い。このため、使用条件によっては、すきま嵌めで嵌合される軸部と軌道輪との間にクリープが生じる恐れがある。
【０００３】
また、印刷時に嵌め合い部において異音が発生するという問題もある。特に近年では、定着装置の定着部は、印刷スピードの高速化や高画質化に伴い、より早くトナーを紙に定着させる機能と高品位での印刷が要求されているが、高速化に伴い内輪内径と軸表面にフレッチングが生じる際に、嵌め合い部での異音がより発生しやすくなっている。
【０００４】
従来、クリープによる嵌合部の摩耗や異音を防止するために、嵌合部にグリースを塗布することも行なわれているが、高温によるグリースの経時劣化や、グリースが飛散して周辺部位を汚染する等の問題から、軌道輪に酸化膜や固体潤滑剤からなる被膜を形成することもある。また、複写機やプリンタ等の事務機器では帯電の問題もあるため、被膜は導電性を備えることも好ましく、例えば特許文献１では、ニッケル−ポリテトラフルオロエチレン複合被膜やグラファイト被膜を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、複写機やプリンタ等の事務機器で一般的に使用される転がり軸受の精度等級はＪＩＳ０級であり、内径寸法φ３０ｍｍの転がり軸受の内径寸法許容差は０〜−１０μｍである。しかしながら、特許文献１では、被膜の耐久性を考慮して２〜１０μｍの厚さで成膜しており、内径寸法許容差を越えて成膜することを許容しており、軸を内輪に挿入することが困難になる。また、成膜方法も、電気めっき、無電解めっき、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着、化学蒸着、ディッピング、塗布、スプレー噴霧であり、被膜の接着強度が必ずしも十分ではない、
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回転部材の軸部が内外輪の一方の軌道輪にすきま嵌めで嵌合される転がり軸受におけるクリープや異音を長期間にわたり防止し、安定した回転を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、下記の転がり軸受を提供する。
（１）内輪と外輪との間に複数の転動体を保持してなり、回転部材の軸部を内輪の内径面または外輪の外径面にすきま嵌めで嵌合して支持する転がり軸受であって、少なくとも回転部材の軸部が嵌合される内輪の内径面または外輪の外径面に、ショットブラストにより固体潤滑剤からなる被膜が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
（２）固体潤滑剤が亜鉛５質量％以上８０質量％未満、錫２０質量％以上９５質量％以下の混合物であることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受。
（３）被膜の膜厚が０．１μｍ以上２μｍ未満であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の転がり軸受では、クリープによる摩耗や異音を防止するための固体潤滑剤からなる被膜をショットブラスト法で形成したため、被膜の接着強度が大きく、耐久性により優れたものとなる。また、被膜の膜厚を２μｍ未満としたため、複写機やプリンタ等の事務機器用の一般的な転がり軸受に適応した場合、内径許容寸法差を満足して回転安定性を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
回転部材の軸部が内外輪の一方の軌道輪にすきま嵌めで嵌合される転がり軸受として、例えば図１に示すような深溝玉軸受１を例示することができる。図示される深溝玉軸受１は、外周面に内輪転走面２ａを有する内輪２と、内周面に外輪転走面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面２ａと外輪転走面３ａとの間に複数個の玉４が配置されており、内輪２、外輪３及び玉４で形成される軸受空間に潤滑用のグリース７が充填されてシール部材６で封止している。また、上記深溝玉軸受１には、内輪２に、回転部材の軸部１０がすきま嵌めで嵌合される。
【００１３】
本発明では、内輪２の内径面２ｂに固体潤滑剤からなる被膜８をショットブラストにより形成する。固体潤滑剤としては、特に制限はないが、潤滑作用と同時に耐食性を有し、更には複写機やプリンタ等では帯電が起こりやすいため導電性を付与できることが好ましいことから、亜鉛と錫との混合物が好ましい。特に亜鉛が５質量％以上８０質量％未満、より好ましくは５０質量％以下で、残部錫の混合物が好ましい。
【００１４】
被膜８を形成するには、ショットブラスト装置を用いて亜鉛粒子と、錫粒子とを前記比率にて内輪２の内周面２ｂに噴き付ければよい。その際、亜鉛粒子をショットブラストした後に錫粒子をショットブラストしてもよいし、錫粒子をショットブラストした後に亜鉛粒子をショットブラストしてもよいし、亜鉛粒子と錫粒子とを混合してショットブラストしてもよいし、亜鉛と錫との合金からなる粒子をショットブラストしてもよい。これにより、亜鉛と錫の２層構造、合金構造、複合化構造、海島構造、あるいはこれらの構造が混在した被膜が形成される。２層構造とは、亜鉛下地層と錫表面層、あるいは錫下地層と亜鉛表面層からなる構造である。また、合金構造とは、被膜のほぼ全体が亜鉛と錫との合金からなる構造である。また、複合化構造とは、被膜のほぼ全体が亜鉛と錫との混合物からなる構造であり、かつ、母材（内輪２の内周面２ｂ）側から表面側に向かって亜鉛または錫の割合が徐々に変化する構造である。また、海島構造とは、亜鉛からなる母相中に錫が島状に分布、あるいは錫からなる母相中に亜鉛が島状に分布している構造である。また、これらの構造が混在した例としては、亜鉛下地層と、中間の合金層と、錫表面層とからなる３層構造が挙げられる。
【００１５】
尚、亜鉛粒子及び錫粒子の粒径には制限はないが、成膜効率や得られる被膜８の性状を考慮すると、１．０〜１．５μｍであることが好ましい。
【００１６】
被膜８の膜厚は、０．１μｍ以上２μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１．０〜１．５μｍである。膜厚が０．１μｍ未満では耐久性が十分とはいえず、更にはこのように薄く成膜しようとすると部分的に被膜８が形成されないおそれもある。また、膜厚が２μｍ以上になると、内径寸法許容差を越えるようになり、軸部１０の回転に支障をきたすおそれがある。本発明では被膜８をショットブラストで形成するため、このような薄い膜でも接着強度が大きく十分な耐久性を有する。
【実施例】
【００１７】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００１８】
（試験１）
玉軸受６８０６用のＳＵＪ２製外輪に、亜鉛粒子と錫粒子とを同量ずつショットブラストして厚さ０．１μｍ、０．５μｍ、２μｍ、５μｍの亜鉛−錫被膜を形成した。そして、各外輪を温度７０℃、湿度９０％の高温高湿環境下に７２０時間保持した後、錆の発生の有無を調べた。何れも、錆の発生は認められなかった。
【００１９】
比較のために、ＳＵＳ４４０Ｃ製外輪をそのまま同じ高温高湿環境下に保持したところ、１６８時間で点状の錆が発生した。
【００２０】
（試験２）
玉軸受６８０６用のＳＵＪ２製外輪に、亜鉛粒子と錫粒子とを（亜鉛：錫）比で２：８、４：６、５：５、８：２の比率で混合し、ショットブラストして厚さ１．０μｍの亜鉛−錫被膜を形成した。また、比較のために、ＳＵＳ４４０Ｃ製外輪を用意した。そして、各外輪に塩水を噴霧して錆の発生を観察した。結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１に示すように、亜鉛の割合が８０質量％未満、特に５０質量％以下の亜鉛−錫被膜を形成することにより錆の発生を抑えられることがわかる。
【００２３】
（試験３）
ＳＵＪ２板の摩擦係数を測定したところ、０．３１であった。また、試験２の実施例２の外輪の被膜形成面の摩擦係数を測定したところ、０．１９であり、約4割も低摩擦化されていた。
【００２４】
（試験４）
玉軸受６０８用のＳＵＪ２製外輪に、亜鉛粒子と錫粒子とを（亜鉛：錫）比で４：６の比率で混合し、ショットブラストして厚さ１．０μｍの亜鉛−錫被膜を形成した。また、比較のために、ＳＵＳ４４０Ｃ製外輪を用意した。そして、アンバランス荷重０．０１８３Ｎにて耐クリープ力を測定した。尚、試験は３回行い、その平均値を耐クリープ力としが、ＳＵＳ４４０製外輪を用いた場合１６Ｎであったのに対し、亜鉛−錫被膜を形成した外輪を用いた場合は２４Ｎであり、約４５％向上した。
【００２５】
以上の試験結果から、本発明に従い亜鉛−錫被膜をショットブラストにより形成することにより、錆が発生し難く、耐クリープ性を向上できることが確認された。
【符号の説明】
【００２６】
１  深溝玉軸受
２  内輪
２ａ  内輪転走面
２ｂ  内径面
３  外輪
３ａ  外輪転走面
４  玉
５  保持器
６  シール部材
７  グリース
８  固体潤滑剤からなる被膜
１０  回転部材の軸部
【図１】
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