(57)【要約】【課題】軸受内への防塵性を確保しつつ、軸受の発熱を抑制可能な転がり軸受を提供する。【解決手段】固定側の軌道輪としての外輪と、回転側の軌道輪としての内輪と、前記外輪と該内輪との間に設けられた転動体と、該転動体を周方向で互いに間隔をもった状態にて保持するための保持器と、前記外輪に外径側が取り付けられ、内径側が前記内輪と非接触とされている円環状のシール部材と、前記外輪、内輪、シール部材に囲まれた空間内に封入されたグリースと、を有する転がり軸受において、前記内輪には前記シール部材に隣接してグリース保持部が形成されており、前記グリースは該グリース保持部と前記シール部材との間に封入されている。【選択図】図１
2018071734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側の軌道輪としての外輪と、
回転側の軌道輪としての内輪と、
前記外輪と該内輪との間に設けられた転動体と、
該転動体を周方向で互いに間隔をもった状態にて保持するための保持器と、
前記外輪に外径側が取り付けられ、内径側が前記内輪と非接触とされている円環状のシール部材と、
前記外輪、内輪、シール部材に囲まれた空間内に封入されたグリースと、
を有する転がり軸受において、
前記内輪には前記シール部材に隣接してグリース保持部が形成されており、前記グリースは該グリース保持部と前記シール部材との間に封入されていること
を特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪に形成されたグリース保持部は、転がり軸受の軸線方向とほぼ平行に延びた小径部および転がり軸受の軸線方向に対しほぼ直行する方向に延びた立壁部とを備えた段差部を有し、前記グリースの少なくとも一部は、前記シール部材と前記内輪の該立壁部との間に封入されている請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪に形成されたグリース保持部は、該内輪の周方向に形成された溝を有し、前記グリースの少なくとも一部は、前記シール部材と該溝との間に封入されている請求項１記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から軸受外方に延びた傾斜部と、該傾斜部から前記内輪側に延びた垂直部とを有する請求項１又は２記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から前記内輪側に延びた垂直部とを有する請求項１又は２記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から前記内輪側に延びた垂直部と、該垂直部から軸受外方側に延びた外方屈曲部と、該外方屈曲部から前記内輪側に延びた第２垂直部とを有する請求項５記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記シール部材は、前記取付部の軸受外方側に隣設されたスナップリングにより前記外輪に押圧されて取付けられている請求項５又は６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、例えばプリンタ、ファクシミリ、複写機のような画像形成装置に用いられるトナーを搬送する装置の回転軸支持に好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一例としてのプリンタは、トナーを感光体表面の静電的な潜像に付着させて現像し、この現像されたトナー像を中間ベルト、次いで記録用紙などの記録媒体上に転写し、この転写されたトナー像を加熱・加圧することでトナー像を溶融し、上記記録媒体上に定着させることで、この記録媒体上に画像を形成する。
【０００３】
図５〜７は、特許文献１に記載されている、このような画像形成装置の一種であるフルカラー画像を形成するプリンタの一例を示したものである。図５に示すように、プリンタ１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーによるトナー画像を記録媒体上に形成するようになっている。
【０００４】
図５に示すプリンタ１０１では、イエロー（Ｙ）のトナーに対応した構成として、矢印Ｅ方向に回転する感光体１１１の表面に、帯電装置１１２により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１１１の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光が露光器１１３により照射されることで感光体１１１の表面には静電的な潜像が形成される。現像装置１２０にはトナーカートリッジ１１８Ｙからトナーが供給される。現像装置１２０では、トナーを含んだ現像剤が現像ローラ１２５に供給され、現像ローラ１２５と感光体１１１との間の領域に運ばれる。そして、トナーが潜像上に付着することにより、感光体１１１の表面の静電的な潜像は現像される。なお、他のマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色のトナーカートリッジ１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋから供給される各トナーに対応した構成も同様である。
【０００５】
感光体１１１は現像によって形成されたトナー像を保持し、トナー像は、矢印Ｘ方向に移動している中間転写ベルト１４１に１次転写ローラ１１５により転写され、さらに２次転写ローラ１４４によって、給紙部１３０から搬送されてきた記録媒体上に転写され、未定着トナー像を加熱および加圧する定着器１５０により、記録媒体上のトナー像が溶融されて記録媒体上に定着される。定着器１５０を通過した記録媒体は、廃止トレイ１４８上に排出される。
【０００６】
上述の説明から明らかなように、記録媒体上に形成される画像は、感光体１１１の静電的な潜像に付着したトナーが、最終的には記録媒体上に定着されることによるものである。このため、感光体１１１に付着するトナーの質が保たれていることが、鮮明な画像を得るために重要となってくる。
【０００７】
図６は、感光体１１１にトナーを付着させるための現像装置１２０の、図６矢印Ｄ方向から見た縦断面図である。現像装置１２０は、現像剤を収容するハウジング１２１と、現像ローラ１２５（図中では後述する第１スクリュー１２２の紙面奥側に見える）と、ハウジング１２１の内部で現像剤を撹拌しながら搬送する第１スクリュー１２２および第２スクリュー１２３とを備えている。
【０００８】
トナーカートリッジ１１８（図５参照）から現像装置１２０に供給されてくるトナーは、トナー供給口１２１ｄから矢印Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３→Ｄ４のように搬送される。
【０００９】
トナーを上述の通り、Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３→Ｄ４のように搬送するための第１スクリュー１２２および第２スクリュー１２３は、それぞれの回転軸１２２ａ、１２３ａの両端部分が転がり軸受によってハウジングに回転自在に支持されている。図７は、図６においてトナー供給口側の円Ｂで囲まれた転がり軸受の部分の拡大図である。
【００１０】
図７に示すように、ハウジング１２１の側面１２１ｅには、円筒形状の軸受保持部１２７が設けられ、かかる軸受保持部１２７内に転がり軸受１２４が設けられている。転がり軸受１２４の外輪１２４ａは軸受保持部１２７に固定され、内輪１２４ｂは第１スクリュー１２２の回転軸１２２ａ、および第２スクリュー１２３の回転軸１２３ａに取付けられている。軸受保持部１２７に設けられた貫通穴１２７ｂの直径ｄ１（図８参照）は、内輪１２４ｂの外径ｄ２よりも小さく設定され（ｄ１＜ｄ２）、これにより、内輪１２４ｂと側壁部１２７ａの間を通ってトナーが外部に漏出することを防止している。なお、図６で円Ｃで囲まれた部分の軸受についても、同様な構成である。
【００１１】
ところで、特許文献１には、軸受１２４の内輪１２４ｂと外輪１２４ａとの間を、側壁部１２７ａで覆う構成が開示されているが、内輪１２４ｂは回転側の部材であり、一方軸受保持部１２７の側壁部１２７ａは固定側の部材である。このため、回転軸１２２ａ、１２３ａ（内輪１２４ｂ）の円滑な回転を図るために、側壁部１２７ａと内輪１２４ｂとの間は非接触とされている必要がある。しかしながら、これら両部材間が非接触であると、各部材の出来栄えや取り付け状態によっては部材間の隙間が大きくなって、この隙間から転がり軸受内にトナー等の異物が侵入する虞がある。このように軸受内に異物が侵入してしまうと、軸受の円滑な回転に支障を生じる虞がある。
【００１２】
また、内輪１２４ｂと前記側壁部１２７ａの周縁部とは、互いの間からトナーが漏出しない程度に密に接触しているが、内輪１２４ｂの回転が妨げられることはない程度である旨の記述があるが、接触状態であれば、回転軸を回転させるために大きな電力（トルク）が必要になったり、接触部から摩擦熱が発生する虞がある。そして、この摩擦熱により内輪を介して回転軸の温度が上昇する場合は、トナーの劣化に結びついたり、低融点トナーが用いられている場合には、トナーの一部が溶融し凝固してしまうことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−２２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、軸受内への防塵性を確保しつつ、軸受の発熱を抑制可能な転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は以下のように構成される。
（１）固定側の軌道輪としての外輪と、
回転側の軌道輪としての内輪と、
前記外輪と該内輪との間に設けられた転動体と、
該転動体を周方向で互いに間隔をもった状態にて保持するための保持器と、
前記外輪に外径側が取り付けられ、内径側が前記内輪と非接触とされている円環状のシール部材と、
前記外輪、内輪、シール部材に囲まれた空間内に封入されたグリースと、
を有する転がり軸受において、
前記内輪には前記シール部材に隣接してグリース保持部が形成されており、前記グリースは該グリース保持部と前記シール部材との間に封入されていること
を特徴とする転がり軸受。
（２）前記内輪に形成されたグリース保持部は、転がり軸受の軸線方向とほぼ平行に延びた小径部および転がり軸受の軸線方向に対しほぼ直行する方向に延びた立壁部とを備えた段差部を有し、前記グリースの少なくとも一部は、前記シール部材と前記内輪の該立壁部との間に封入されている上記（１）記載の転がり軸受。
（３）前記内輪に形成されたグリース保持部は、該内輪の周方向に形成された溝を有し、前記グリースの少なくとも一部は、前記シール部材の該溝との間に封入されている上記（１）記載の転がり軸受。
（４）前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から軸受外方に延びた傾斜部と、該傾斜部から前記内輪側に延びた垂直部とを有する（１）又は（２）記載の転がり軸受。
（５）前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から前記内輪側に延びた垂直部とを有する上記（１）又は（２）記載の転がり軸受。
（６）前記シール部材は、前記外輪に取り付けられる取付部と、該取付部から前記内輪側に延びた垂直部と、該垂直部から軸受外方側に延びた外方屈曲部と、該外方屈曲部から前記内輪側に延びた第２垂直部とを有する上記（５）記載の転がり軸受。
（７）前記シール部材は、前記取付部の軸受外方側に隣設されたスナップリングにより前記外輪に押圧されて取付けられている上記（５）又は（６）記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、内輪にはグリース保持部が形成され、グリースの少なくとも一部はシール部材と該グリース保持部との間に封入されてなることにより、シール部材と内輪との間から軸受内へのトナー等の異物の侵入を防止することができる。また、シール部材は内輪とは非接触であるため、摩擦熱による内輪の発熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図で、シール部材を取付ける前の状態を示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図５】プリンタの一例の構成を示す模式図である。
【図６】図５に示す現像装置の断面図である。
【図７】図６のＢ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
【００１９】
図１は本発明の第１実施形態である転がり軸受の断面図を示したものであり、図２は図１のＡ矢視図でシール部材を取付ける前の状態を示した図である。転がり軸受１０（以下単に「軸受」ともいう。）は、例えば図７に示す回転軸１２２ａを支持するためのもので、単列の深溝玉軸受である。この転がり軸受１０は、固定側の軌道輪としての外輪１２と、回転側の軌道輪としての内輪１４と、外輪１２と内輪１４との間に転動可能に配置される複数の転動体１６と、転動体１６を保持する保持器１８と、一対のシール部材２０、２０と、を備えている。
【００２０】
外輪１２は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、内周面に外輪軌道溝１２ａが形成されている。また、軸方向（図１の左右方向）両端部には、シール部材２０、２０を取付けるためのシール溝１２ｂ、１２ｂが形成されている。外輪外周面は、ハウジング２に固定されている。
【００２１】
内輪１４は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、外周面に上記外輪軌道溝１２ａと対向する内輪軌道溝１４ａが形成されている。又内輪１４の軸方向両端部には、グリース保持部としての段差部１４ｃが形成されている。段差部１４ｃは、転がり軸受１０の軸線方向とほぼ平行に延びた小径部１４ｄおよび転がり軸受１０の軸線方向に対しほぼ直行する方向に延びた立壁部１４ｅとを備えている。なお、内輪１４の内周面は円筒状とされて、回転軸４に取付けられるようになっている。
【００２２】
転動体としての玉１６は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、外輪軌道溝１２ａと内輪軌道溝１４ａとの間に転動可能に配置されている。
【００２３】
保持器１８は、複数の玉１６を周方向にほぼ等間隔に配置するためのもので、軸方向の一端側（図１左方側）が開口している冠型保持器である。この保持器１８は、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂製とされている。なお、冠型保持器に代えて、鉄板製のプレス保持器を用いてもよい。
【００２４】
一対のシール部材としてのシールド２０、２０は、それぞれ金属製（例えばＳＵＳ材）とされ、全体が円環状とされている。このシールド２０は、外輪１２のシール溝１２ｂに取付けられる取付部２０ａと、この取付部２０ａから軸受外方に延びた傾斜部２０ｂと、この傾斜部２０ｂから内輪１４側に延びた垂直部２０ｃと、を有している。
【００２５】
シールド２０の取付部２０ａの外径側端部は軸受外方に向かって斜めに屈曲された傾斜屈曲部２０ｄとされている。シールド２０の外輪１２への取付けは、この傾斜屈曲部２０ｄを図中Ｆ方向に押圧し加締めることで行われる。
【００２６】
グリースＧは、少なくとも一部がシールド２０の垂直部２０ｃと内輪段差部１４ｃとの間に位置するように封入される。さらにグリースＧは、軸受外方にはみ出さないように、このシールド２０の垂直部２０ｃと内輪１４の立壁部１４ｅとの間の空間に隣接する軸受内空間の領域にも封入されている。グリースＧの種類としては、例えば増ちょう剤にウレアを用いるウレアグリ−スで、ちょう度はグリースＧが軟化しにくい低ちょう度とされているものを用いることができる。
【００２７】
グリースＧの封入は、シールド２０を外輪１２に取付ける前に行い、図２（ａ）に示すように、内輪外周面１４ｂ上にノズルユニット（不図示）によって数珠状に塗布したり、図２（ｂ）に示すように、リング状に塗布する。その後、シールド２０を上述したように、図１のＦ方向に加締めて、外輪１２に取付ける。これにより、少なくとも一部はシールド２０の垂直部２０ｃと内輪１４との間に位置し、さらに隣接する軸受内部空間にもグリースＧが封入される。
【００２８】
次に、軸受１０の作動について説明する。
【００２９】
本実施形態の軸受１０は、外輪１２が、例えばプリンタの現像装置のハウジング２に取付けられ、内輪１４が回転軸４に一体に取り付けられて使用される。プリンタ使用時には、現像ローラにトナーを供給するために、現像装置内の第１スクリューおよび第２スクリューが回転する。このとき、第１、第２スクリューの回転軸を支持している内輪１４も回転軸４と共に回転する。  
【００３０】
内輪１４と外輪１２との間に設けられているシールド２０は、内輪１４とは非接触となっている。従って、回転する内輪１４と、静止しているシールド２０（外輪１２）との間には、摩擦接触による発熱が回避される。このため、現像装置内のトナーが劣化したり、溶融して凝固するのを防止できる。  
【００３１】
また、グリースＧの少なくとも一部はシールド２０の垂直部２０ｃの内径側端部と内輪１４の小径部１４ｄとの間およびシールド２０の垂直部２０ｃと内輪１４の立壁部１４ｅとの間に位置していることにより、例えばトナー供給口から散乱したトナー等の異物の軸受内への侵入を防止できる。内輪回転により、グリースＧには遠心力が作用するが、シールド２０の内径側端部と内輪１４の小径部１４ｄとの間に位置しているグリースＧは、内径側端部により外輪１２側への移動を阻止されている。また、シールドと内輪立壁部との間に位置するのグリースは、さらにその外側を覆うグリースＧによって、外輪１２側への移動が阻止されているため、防塵効果は維持される。
【００３２】
また、回転軸４（内輪１４）の回転速度はそれほど高速でないため、グリースＧに作用する遠心力は比較的小さく、低ちょう度のグリースＧは、玉１６によって攪拌されないグリースＧがシールド２０近傍に残るいわゆるチャネリングにより、シールド２０との間で壁を形成する。そしてこの壁とシールド２０との間でラビリンスを形成することで、さらに防塵効果を高めている。
【００３３】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、内輪には段差部が形成され、グリースＧの少なくとも一部はこの段差部とシールド２０との間に封入され、グリースＧが段差部１４ｃによって保持されることにより、シールド２０と内輪１４との間から軸受内へのトナー等の異物の侵入を防止することができる。さらに、シールド２０近傍に移動するグリースＧのチャネリングにより、防塵効果を高めている。また、シールド２０は内輪１４とは非接触であるため、摩擦熱による内輪１４の発熱を防止し、トナー等の劣化を防止することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、図３を参照してシール部材および内輪の構造を変更した第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、第１実施形態と実質同一である部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態の転がり軸受３０においては、シール部材としてのシールド４０は径方向中間部が屈曲されている。シールド４０の上端部が外輪３２のシール溝３２ｂに取付けられる取付部４０ａとされ、この取付部４０ａの延長線上に内輪３４側に延びた垂直部４０ｃと、この垂直部４０ｃから軸受外方側に延びた外方屈曲部４０ｄと、この外方屈曲部４０ｄから内輪３４側に延びた第２垂直部４０ｅとを有する。
【００３５】
このシールド４０は、隣設されているスナップリング４１によって軸受内方に押圧されることで、外輪３２に取付けられている。すなわち、スナップリング４１は拡径方向にばね力が作用する状態で外輪３２のシール溝３２ｂのテーパ部３２ｃと当接しており、このテーパ部３２ｃから作用する反力の軸線方向の分力により、シールド４０をシール溝３２ｂに押圧する。  
【００３６】
又内輪３４の軸方向両端部には、転がり軸受３０の軸線方向とほぼ平行に延びた小径部３４ｄおよび転がり軸受３０の軸線方向に対しほぼ直行する方向に延びた立壁部３４ｅとを備えた段差部３４ｃが、内輪３４の周方向全周にわたって形成されている。そして、この段差部３４ｃの小径部３４ｄがシールド４０の第２垂直部４０ｅの内径側端部と、立壁部３４ｅがシールド４０の第２垂直部４０ｅとそれぞれ対向するようになっている。  
【００３７】
かかる構成においては、第１実施形態の奏する効果に加えて、外輪側に移動しようとするグリースが外方屈曲部４０ｃによってその移動を阻止されるため、防塵効果を高めることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、図４を参照してグリース保持部の構造を変更した第３実施形態について説明する。本実施形態の転がり軸受５０においては、グリース保持部として、内輪５４に周方向に延びた溝５４ｃが形成されている。これにより、軸受５０内に封入されるグリースＧが軸受５０の軸線方向において所定位置に保持されるようになっている。シールド６０の外輪５２への取付は、カールされた取付部６０ａを図中Ｐ方向に押圧してかしめることで行われる。
【００３９】
かかる構成においても、溝５４ｃによってグリースＧを所定位置に保持することができるため、第１実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、溝５４ｃによって保持されたグリースＧの少なくとも一部はシールド６０の垂直部６０ｃの内径側端部と内輪５４との間およびシールド６０の垂直部６０ｃと内輪５４の溝５４ｃとの間に保持されていることにより、例えばトナー供給口から散乱したトナー等の異物の軸受内への侵入を防止できる。内輪５４の回転によりグリースＧには遠心力が作用するが、シールド６０の内径側端部と内輪外周面５４ｂとの間に位置しているグリースＧは、内径側端部により外輪５２側への移動を阻止されている。また、シールド６０と内輪５４の溝５４ｃとの間に位置するグリースＧは、さらにその外側を覆うグリースＧによって、外輪５２側への移動が阻止されているため、防塵効果は維持される。
【００４０】
（変形例）
上述した実施形態の変形例として、図１に示す第１実施形態において、内輪に段差部に代えて図４に示す第３実施形態の溝を形成したり、シールドを図３に示す第２実施形態のシールドとスナップリングに変更したり等、各実施形態の内輪、外輪、シールド（およびスナップリング）を他の実施形態のものに相互に変更してもよい。また、図３におけるシールドの中間部を屈曲させることなくストレートに内輪の段差部に向けて延ばすようにしてもよい。これらの場合においても、各実施形態に記載の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明の転がり軸受は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタの例を示したが、プリンタに限らず複写機やファクシミリのように、トナー等の異物が侵入するような環境下で使用される画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、３０、５０    転がり軸受
１２、３２、５２    外輪
１４、３４、５４    内輪
１４ｃ、３４ｃ    段差部
１４ｄ、３４ｄ    小径部
１４ｅ、３４ｅ    立壁部
１６    転動体
１８    保持器
２０、４０、６０    シールド
２０ａ、４０ａ、６０ａ    取付部
２０ｂ、６０ｂ    傾斜部
２０ｃ、４０ｃ、６０ｃ    垂直部
４０ｄ    外方屈曲部
４０ｅ    第２垂直部
４１    スナップリング
Ｇ    グリース
【図１】
2018071734.tif 000003
【図２】
2018071734.tif 000004
【図３】
2018071734.tif 000005
【図４】
2018071734.tif 000006
【図５】
2018071734.tif 000007
【図６】
2018071734.tif 000008
【図７】
2018071734.tif 000009