(57)【要約】【課題】高温環境下において絶縁膜の生成による影響を受けること無く、静電気や種々の要因で発生する電気を円滑且つ確実に逃がす(接地する)ことが可能な電気抵抗の小さい導電性軸受を提供する。【解決手段】相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪８、外輪１０)と、軌道輪間に転動自在に配列された複数の転動体１２と、これら転動体の両側の軌道輪間に設けられた密封板２２とを備え、内部に導電性グリースが封入された導電性軸受６であって、各軌道輪は所定の外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に固定されていると共に、少なくとも一方の軌道輪には、外部構成に対して接地させる通電接地機構が設けられている。【選択図】    図１
2006226437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に配列された複数の転動体と、これら転動体の両側の軌道輪間に設けられた密封板とを備え、内部に導電性グリースが封入された導電性軸受であって、
各軌道輪は所定の外部構成に固定されていると共に、少なくとも一方の軌道輪には、外部構成に対して接地させる通電接地機構が設けられていることを特徴とする導電性軸受。
【請求項２】
通電接地機構は、軌道輪に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、導線を介して外部構成に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性軸受。
【請求項３】
通電接地機構は、軌道輪に部分的に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、その一部が外部構成に直接接地されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性軸受。
【請求項４】
通電接地機構は、基端部が軌道輪に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、その先端部を外部構成に嵌め込んで接地されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性軸受。
【請求項５】
通電接地機構は、外部構成に対して直接接地可能な導電性アース部材と、当該導電性アース部材を外部構成に向けて付勢して直接接地させる付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の導電性軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機やプリンタに代表される事務機器のヒートロールやプレッシャロールに用いられる軸受であって、特に高温環境下において優れた通電接地機能を発揮する電気抵抗の小さい導電性軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やプリンタのヒートロールやプレッシャロールに用いる軸受として、導電性グリースを封入した導電性軸受が知られている(例えば、特許文献１)。例えば図３には、ヒートロール２に突設されたシャフト４を回転可能に支持する導電性軸受６の構成例が示されている。かかる導電性軸受６は、相対回転可能に対向配置された内輪８及び外輪１０と、内外輪8,10間に転動自在に配列された複数の転動体１２と、各転動体１２を１つずつ回転可能に保持する保持器１４とを備えており、内輪８はその内輪内周面８ｓが固定リング１６を介してシャフト４に固定され、外輪１０はその外輪外周面１０ｓが止め輪１８を介してハウジング２０に固定されている。
【０００３】
また、導電性軸受６には、内外輪8,10の両側に密封板２２が設けられており、その内部に導電性潤滑剤(例えば、基油、増ちょう剤、導電性カーボンブラックなどを含有する導電性グリース)が封入されている。このような導電性軸受６によれば、ヒートロール２(シャフト４)に帯電した静電気を例えば内輪８から導電性グリース及び外輪１０を介してハウジング２０に逃がす(接地する)ことで、トナー定着時において静電気により印字がにじんだり、乱れたりすることが防止されている。なお、密封板２２としては、シールやシールドを適用することができるが、ここでは一例としてシールドを想定する。
【０００４】
ところで、上述したようなヒートロール２は、そのトナー定着時において約２００℃程度の高温に達するため、かかる高温環境下において例えば導電性軸受６の表面(例えば、内輪内周面８ｓや外輪外周面１０ｓ)が酸化して絶縁膜が生成される場合がある。この場合、従来の導電性軸受６では、シャフト４と内輪内周面８ｓとの接触部分や外輪外周面１０ｓとハウジング２０との接触部分などをアース接点としてそのまま利用しているため、内輪内周面８ｓや外輪外周面１０ｓに絶縁膜が生成されると、接点不良により電気抵抗が大きくなり、その結果、ヒートロール２(シャフト４)に帯電した静電気を円滑且つ確実に逃がす(接地する)ことが困難になってしまう虞がある。
【特許文献１】特開２００４−１６２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、高温環境下において絶縁膜の生成による影響を受けること無く、静電気や種々の要因で発生する電気を円滑且つ確実に逃がす(接地する)ことが可能な電気抵抗の小さい導電性軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明は、相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に配列された複数の転動体と、これら転動体の両側の軌道輪間に設けられた密封板とを備え、内部に導電性グリースが封入された導電性軸受であって、各軌道輪は所定の外部構成に固定されていると共に、少なくとも一方の軌道輪には、外部構成に対して接地させる通電接地機構が設けられている。
【０００７】
この発明において、通電接地機構としては以下の構成を適用することが可能である。
通電接地機構は、軌道輪に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、導線を介して外部構成に接地されている。また、通電接地機構は、軌道輪に部分的に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、その一部が外部構成に直接接地されている。更に、通電接地機構は、基端部が軌道輪に埋め込まれた導電性アース部材を備えており、当該導電性アース部材は、その先端部を外部構成に嵌め込んで接地されている。また更に、通電接地機構は、外部構成に対して直接接地可能な導電性アース部材と、当該導電性アース部材を外部構成に向けて付勢して直接接地させる付勢手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高温環境下において絶縁膜の生成による影響を受けること無く、静電気や種々の要因で発生する電気を円滑且つ確実に逃がす(接地する)ことが可能な電気抵抗の小さい導電性軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の導電性軸受について添付図面を参照して説明する。本発明の導電性軸受としては、転動体として玉やコロが組込まれた例えばラジアル軸受或いはスラスト軸受を適用することができるが、ここでは一例として玉(転動体１２：図３参照)が組込まれたラジアル軸受を想定する。この場合下記の説明では、上述した導電性軸受(図３)と同一の構成には同一符号を付してその説明を省略し、相違する構成についての説明にとどめる。なお、下記の図面において、導電性潤滑剤は特に図示しないが、当該導電性潤滑剤は、一対の密封板２２で漏洩防止された状態で内外輪8,10の空間領域内に封入されている。
【００１０】
図１(ａ)には、第１の実施の形態に係る導電性軸受６の構成例が示されており、当該導電性軸受６において、各軌道輪(内輪８、外輪１０)は所定の外部構成に固定されていると共に、少なくとも一方の軌道輪には、外部構成に対して接地させる通電接地機構が設けられている。ここで、外部構成としては、内輪８の内輪内周面８ｓが固定されたシャフト４や、外輪１０の外輪外周面１０ｓが固定されたハウジング２０がそれぞれ該当する。
【００１１】
この場合、通電接地機構は、内輪８及び外輪１０の少なくとも一方に設ければ良いが、本実施の形態では一例として、通電接地機構は、内輪８及び外輪１０の双方にそれぞれ設けられており、内輪８及び外輪１０に埋め込まれた導電性アース部材24a,24bを備え、当該導電性アース部材24a,24bは、導線26a,26bを介して外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に接地されている。
導電性アース部材24a,24bや導線26a,26bの材料としては、電気抵抗の小さい導電性材料(例えば、炭素鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅合金など)を適用すれば良い。この場合、導線26a,26bには、酸化防止(耐錆防止)のため絶縁材(図示しない)で被覆することが好ましい。また、導電性軸受６(例えば、内輪８、外輪１０)の材料としては、例えば高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼などの導電性材料を適用すれば良い。
【００１２】
ここで、導電性アース部材24a,24bを内輪８及び外輪１０に埋め込む方法例について説明する。
導電性アース部材24a,24bは、内輪８及び外輪１０にそれぞれ形成された溝8g,10gに押し込むことで当該内輪８及び外輪１０に埋め込むことができる。この場合、溝8g,10gは、円筒形や矩形など任意の形状に設定することが可能であり、設定した溝形状に応じた形状に導電性アース部材24a,24bを構成することができる。例えば円筒形の溝8g,10gであれば、当該円筒形の溝8g,10gの内径よりも若干大きな外径を有する球状の導電性アース部材24a,24bを用意し、かかる導電性アース部材24a,24bを溝8g,10g内に押し込むことにより、当該導電性アース部材24a,24bを溝8g,10gに堅牢に埋め込むことができる。
【００１３】
また、導電性アース部材24a,24bの埋め込み個数は、内輪８及び外輪１０の周方向に沿って所定間隔で複数(例えば等間隔に４箇所)設定することが好ましい。この場合には、設定した埋め込み個数に応じた数の溝8g,10gを内輪８及び外輪１０の周方向に沿って所定間隔で断続的に形成し、これら各溝8g,10gにそれぞれ導電性アース部材24a,24bを埋め込んだ後、各々の導電性アース部材24a,24bから導線26a,26bを外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に延出させて接地すれば良い。なお、接地方法としては、導線26a,26bの延出端を例えばハンダ(半田)２８で外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に蝋付けすれば良い。
【００１４】
また、上述したように導電性アース部材24a,24bを所定間隔で埋め込む代わりに、例えば内輪８及び外輪１０の周方向に沿って連続的に埋め込んでも良い。この場合には、内輪８及び外輪１０の周方向に沿って溝8g,10gを連続的に形成し、かかる溝8g,10gに長尺の導電性アース部材24a,24bを連続的に押し込めば良い。そして、いずれかの場所から１本又は複数本の導線26a,26bを外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に延出させて接地すれば良い。このように長尺に導電性アース部材24a,24bを適用することにより、導線26a,26bの接地位置の自由度を向上させることができる。
【００１５】
以上、第１の実施の形態によれば、軌道輪(内輪８、外輪１０)に埋め込んだ導電性アース部材24a,24bを導線26a,26bを介して外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に接地する通電接地機構を設けたことにより、高温環境下において例えば導電性軸受６の表面(例えば、内輪内周面８ｓや外輪外周面１０ｓ)が酸化して絶縁膜が生成された場合でも、その影響を受けることの無いアース接点(導電性アース部材24a,24bから導線26a,26bを経由したアース接点)を長期に亘って確保することができる。
【００１６】
この場合、シャフト４に帯電した静電気や種々の要因で発生した電気は、導線２６ａから導電性アース部材２４ａを介して内輪８に通電され、導電性潤滑剤を経由した後、外輪１０から導電性アース部材２４ｂ及び導線２６ｂを介してハウジング２０に円滑且つ確実に逃がすこと(接地させること)ができる。この結果、高温環境下において優れた通電接地機能を長期に亘って発揮する電気抵抗の小さい導電性軸受６を実現することができるため、例えばトナー定着時において静電気により印字がにじんだり、乱れたりすることの無い再現性に優れた複写機やプリンタを提供することが可能となる。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る導電性軸受について、図１(ｂ)を参照して説明する。
本実施の形態の導電性軸受６において、通電接地機構は、内輪８及び外輪１０の少なくとも一方に設ければ良いが、ここでは一例として、内輪８及び外輪１０の双方にそれぞれ設けられている場合を想定する。この場合、通電接地機構は、軌道輪(内輪８、外輪１０)に部分的に埋め込まれた導電性アース部材24a,24bを備えており、当該導電性アース部材24a,24bは、その一部が外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に直接接地されている。
なお、導電性アース部材24a,24bや導電性軸受６の材料は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００１８】
ここで、導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に直接接地させる方法例について説明する。
導電性アース部材24a,24bは、内輪８及び外輪１０にそれぞれ形成された溝8g,10gに押し込むことで、その一部を当該内輪８及び外輪１０に埋め込むことができる。この場合、溝8g,10gは、円筒形や矩形など任意の形状に設定することが可能であり、設定した溝形状に応じた形状に導電性アース部材24a,24bを構成することができる。例えば円筒形の溝8g,10gであれば、当該円筒形の溝8g,10gの内径よりも若干大きな外径を有する球状の導電性アース部材24a,24bを用意し、かかる導電性アース部材24a,24bを溝8g,10g内に押し込むことにより、当該導電性アース部材24a,24bの一部を溝8g,10gに堅牢に埋め込むことができる。
【００１９】
また、導電性アース部材24a,24bの埋め込み個数は、内輪８及び外輪１０の周方向に沿って所定間隔で複数(例えば等間隔に４箇所)設定することが好ましい。この場合には、設定した埋め込み個数に応じた数の溝8g,10gを内輪８及び外輪１０の周方向に沿って所定間隔で断続的に形成し、これら各溝8g,10gにそれぞれ導電性アース部材24a,24bを埋め込む。この状態において、導電性アース部材24a,24bは、その一部が溝8g,10gから突出した状態となるため、内輪内周面８ｓをシャフト４に固定すると共に外輪外周面１０ｓをハウジング２０に固定することにより、溝8g,10gから突出した導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に接地させることができる。
【００２０】
また、上述したように導電性アース部材24a,24bを所定間隔で埋め込む代わりに、例えば内輪８及び外輪１０の周方向に沿って連続的に埋め込んでも良い。この場合には、内輪８及び外輪１０の周方向に沿って溝8g,10gを連続的に形成し、かかる溝8g,10gに長尺の導電性アース部材24a,24bを連続的に押し込めば良い。このとき、長尺の導電性アース部材24a,24bの一部が溝8g,10gに沿って連続的に突出した状態となり、内輪内周面８ｓをシャフト４に固定すると共に外輪外周面１０ｓをハウジング２０に固定することにより、連続的に突出した導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に対して広い接地面積で接地させることができる。
【００２１】
以上、第２の実施の形態によれば、軌道輪(内輪８、外輪１０)に部分的に埋め込まれた導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に直接接地する通電接地機構を設けたことにより、高温環境下において例えば導電性軸受６の表面(例えば、内輪内周面８ｓや外輪外周面１０ｓ)が酸化して絶縁膜が生成された場合でも、その影響を受けることの無いアース接点(導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成に直接接地させたアース接点)を長期に亘って確保することができる。
【００２２】
この場合、シャフト４に帯電した静電気や種々の要因で発生した電気は、導電性アース部材２４ａから内輪８に通電され、導電性潤滑剤を経由した後、外輪１０から導電性アース部材２４ｂを介してハウジング２０に円滑且つ確実に逃がすこと(接地させること)ができる。この結果、高温環境下において優れた通電接地機能を長期に亘って発揮する電気抵抗の小さい導電性軸受６を実現することができるため、例えばトナー定着時において静電気により印字がにじんだり、乱れたりすることの無い再現性に優れた複写機やプリンタを提供することが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る導電性軸受について、図１(ｃ)を参照して説明する。
本実施の形態の導電性軸受６において、通電接地機構の導電性アース部材24a,24bは、その基端部が軌道輪(内輪８、外輪１０)に埋め込まれ、その先端部が外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に嵌め込まれて接地されている。なお、本実施の形態の通電接地機構も内輪８及び外輪１０の少なくとも一方に設ければ良いが、ここでは一例として、内輪８及び外輪１０の双方にそれぞれ設けられている場合を想定する。また、導電性アース部材24a,24bや導電性軸受６の材料は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２４】
ここで、導電性アース部材24a,24bの先端部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に嵌め込んで接地させる方法例について説明する。
この方法例では、棒状の導電性アース部材24a,24bを用意し、その基端部を内輪８及び外輪１０にそれぞれ形成された溝8g,10gに埋め込むと共に、その先端部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に嵌め込む。この場合、導電性アース部材24a,24bの先端部を先細り形状に設計することが好ましい。これにより当該先端部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に堅牢に(タイトに)嵌め込むことができる。
【００２５】
また、当該先端部に例えば雄ネジを形成すると共に外部構成に雌ネジを形成し、雄ネジを雌ネジに螺合させても良い。これによれば、導電性アース部材24a,24bの先端部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に更に堅牢に嵌め込むことができる。
【００２６】
また、外部構成に嵌め込む導電性アース部材24a,24bの個数や嵌め込み位置は、上述した第２の実施の形態と同様に、複数の導電性アース部材24a,24bを所定間隔に嵌め込んでも良いし、或いは、内輪８及び外輪１０の周方向に沿って溝8g,10gを連続的に形成し、かかる溝8g,10gに長尺の導電性アース部材24a,24bを連続的に埋め込んで、その先端部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に連続的に嵌め込むようにしても良い。
なお、第３の実施の形態の効果は、上述した第２の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２７】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る導電性軸受について、図１(ｄ)を参照して説明する。
本実施の形態の導電性軸受６において、通電接地機構の導電性アース部材24a,24bは、付勢手段３０で外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に向けて付勢されており、当該外部構成に直接接地した状態に維持されている。なお、本実施の形態の通電接地機構も内輪８及び外輪１０の少なくとも一方に設ければ良いが、ここでは一例として、内輪８及び外輪１０の双方にそれぞれ設けられている場合を想定する。また、導電性アース部材24a,24bや導電性軸受６の材料は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２８】
ここで、導電性アース部材24a,24bを外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に向けて付勢して接地させる方法例について説明する。
この方法例では、筒状の溝8g,10gを内輪８及び外輪１０に形成し、当該溝8g,10g内に付勢手段３０を配置する。なお、付勢手段３０としては、導電性を有する例えば圧縮バネやスプリングなどを適用すれば良い。そして、当該付勢手段３０の先端に導電性アース部材24a,24bをセットする。この場合、導電性アース部材24a,24bを付勢手段３０の先端にセットした状態において、導電性アース部材24a,24bの一部が溝8g,10gから突出するように設定する。
【００２９】
この後、内輪内周面８ｓをシャフト４に固定すると共に外輪外周面１０ｓをハウジング２０に固定することにより、溝8g,10gから突出した導電性アース部材24a,24bの一部を外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に接地させることができる。この場合、シャフト４に帯電した静電気は、導電性アース部材２４ａから付勢手段３０を介して内輪８に通電され、導電性潤滑剤を経由した後、外輪１０から付勢手段３０及び導電性アース部材２４ｂを介してハウジング２０に円滑且つ確実に逃がすこと(接地させること)ができる。
【００３０】
以上、第４の実施の形態によれば、導電性アース部材24a,24bは付勢手段３０により外部構成(シャフト４、ハウジング２０)に対して弾性的に接地されている。この場合、例えば熱膨張により内外輪8,10や外部構成の寸法が変化しても、その変化量を付勢手段３０が弾性的に吸収することができるため、外部構成に対する導電性アース部材24a,24bの接地状態(接地圧力)を常に一定に維持することが可能となる。この結果、高温環境下において優れた通電接地機能を長期に亘って発揮する電気抵抗の小さい導電性軸受６を実現することができる。
【００３１】
また、導電性アース部材24a,24bの形状は、例えば球形或いは矩形など各種の形状に設計することが可能であるが、比較的長尺の円弧形に設計することにより、外部構成に対する接地面積を広く確保することができるため、通電接地効率を更に向上させることが可能となる。なお、その他の効果は、上述した第２の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３２】
ここで、本実施の形態の導電性軸受６(図１)と既存の導電性軸受６(図３)の導電性について測定した比較結果について、図２を参照して考察する。
この測定では、双方の軸受の構成として、内径を３０ｍｍ、外径を４２ｍｍ、幅を７ｍｍに設定し、２０ｋｇｆの予圧を与えた状態で、２００℃の高温環境下において１５０ｒｐｍの回転数で軸受を回転させた場合の耐久時間に対する最大抵抗値の変化を測定した。
なお、比較例１〜５は、既存の導電性軸受６(図３)を５個用意し、それぞれの軸受の最大抵抗値の変化を示しており、実施例１〜５は、上述した第１〜第４の実施の形態の導電性軸受６(図１)の中から任意に５個を選択し、それぞれの軸受の最大抵抗値の変化を示している。
【００３３】
かかる比較結果から明らかなように、既存の導電性軸受６(図３)は、耐久時間が長くなるに従って最大抵抗値にバラツキが生じ、これに対して、本実施の形態の導電性軸受６(図１)は、耐久時間の長短にかかわらず最大抵抗値がほぼ一定値を維持している。これにより、本実施の形態の導電性軸受６(図１)は、高温環境下において絶縁膜の生成による影響を受けること無く、静電気や種々の要因で発生する電気を円滑且つ確実に逃がす(接地する)ことができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】(ａ)は、本発明の第１の実施の形態に係る導電性軸受の構成例を示す断面図、(ｂ)は、本発明の第２の実施の形態に係る導電性軸受の構成例を示す断面図、(ｃ)は、本発明の第３の実施の形態に係る導電性軸受の構成例を示す断面図、(ｄ)は、本発明の第４の実施の形態に係る導電性軸受の構成例を示す断面図。
【図２】本実施の形態の導電性軸受と既存の導電性軸受の導電性について測定した比較結果を示す図。
【図３】従来の導電性軸受の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３５】
４  シャフト
６  導電性軸受
８  内輪
１０  外輪
１２  転動体
２２  密封板
24a,24b  導電性アース部材(通電接地機構)
【図１】
2006226437.tif 000003
【図２】
2006226437.tif 000004
【図３】
2006226437.tif 000005