(57)【要約】【課題】  転動体と軌道輪との転がり接触部以外の放電経路を確保し、電食発生あるいは静電気蓄積防止を実現すると共に、軸受の騒音および回転トルクを抑え、長寿命の密封形転がり軸受を提供する。【解決手段】  内輪２ａと外輪２ｂとの間の軸受空間２ｅを密封する非接触の密封板１８ａ，１８ｂを内・外輪２ａ，２ｂのうちのいずれか一方の軌道輪２ｂに取付ける。この転がり軸受２において、片方の密封板１８ｂまたは両方の密封板１８ａ，１８ｂに、他方の軌道輪２ａに近接して放電経路を構成する放電ブラシ６を設ける。【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器で保持し介在させた、前記内輪と外輪間の軸受空間を密封する非接触の密封板を前記内輪および外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取付けた転がり軸受において、前記密封板に、他方の軌道輪に近接して放電経路を構成する放電ブラシを設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記放電ブラシは、炭素繊維またはステンレス繊維である転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、モータの回転軸支持用の軸受として使用した転がり軸受。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、複写機の現像部または定着部の回転軸支持用の軸受として使用した転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触の密封板を備え、内部にグリース等の潤滑剤が封入される形態の電食防止形転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータの回転軸支持用の軸受や、複写機の現像部あるいは定着部の回転軸支持用の軸受としては、深溝玉軸受に代表される密封形玉軸受が使用される。このような密封形玉軸受においては、潤滑剤としてグリースが一般的に使用され、軸受空間の両端部に取付けられた密封板により、グリースの周辺への漏洩防止が図られている。
【０００３】
近年、上記のようなモータの駆動方式は、省エネルギーを目的としてインバータ制御方式が主流となっている。しかし、インバータ駆動モータでは、回転軸の支持軸受に電食が発生することが多く、これによる異音の発生が問題となっている。インバータ駆動モータでの電食は、漏れ電流により内輪と外輪との間に電位差が生じ、内、外輪と転動体との間にある潤滑剤の固有抵抗が他部材より大きいため、蓄電→スパークを繰り返すことにより転走面を損傷させる現象である。インバータ制御周波数を高周波にすれば、モータ駆動時の騒音を低く抑えることができるが、漏れ電流も周波数に比例して大きくなり、電食の発生をさらに助長することにもなる。
【０００４】
また、電子写真プロセス機器からなる複写機（プリンタも含む）の現像部あるいは定着部は、紙の通過等の際に静電気を発生し易く、この静電気の発生が印字品質の低下や紙詰まりの原因にもなる。そのため、プロセス機構部や紙搬送機構部の適宜箇所をアースすることが一般的になされているが、部品点数が増えることから、現像部あるいは定着部の回転支持用の軸受に通電軸受を用いることもなされるようになってきた。
【０００５】
転がり軸受における電食や静電気の発生防止対策は、絶縁あるいは通電させることであるが、具体的には次の方法が一般的である。
Ａ；絶縁する。
（１）軸受の転動体にセラミックを使用する（特許文献１）。
（２）軸受の軸およびハウジングのはめあい面を絶縁樹脂被膜やセラミック溶射等による絶縁部材で被覆する（特許文献２）。
（３）モータ側のはめあい面を絶縁部材で被覆する（特許文献３）。
Ｂ；通電させる（転走面以外の通電経路を設ける）。
（１）内、外輪を通電させる接触式の通電部材（通電シールや通電リング）を設ける（特許文献４）。
（２）モータ軸とケースを通電させる通電部材を設ける（特許文献５）。
（３）通電性グリースを採用する（特許文献６）。
【特許文献１】特開平７−１２１２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３８７６号公報
【特許文献３】特開平１０−７５５５１号公報
【特許文献４】特開２００４−８４７３０号公報
【特許文献５】特開２００１−１４５２９３号公報
【特許文献６】特開２００１−３０４２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような防止対策には、なお以下のような解決すべき課題があった。
Ａ−（１）；セラミック材料は一般に使用されている軸受鋼に比べて高価であるため、製造コストが増加する。
Ａ−（２），Ａ−（３）；絶縁性樹脂被膜の形成においては、型番毎の成形金型を準備する必要があり、製造コストが増加する。同様にセラミック溶射も型番毎の溶射治工具が必要になり、製造コストの増大を招く。
Ｂ−（１），Ｂ−（２）；部品点数の増大により製造コストが増加する。接触式の通電部材であるため、摩耗による通電性の経時劣化、摩耗粉の発生および回転トルクの増大等の問題点がある。
Ｂ−（３）；通電性を備えていることから、電子写真プロセス機器に装備される各種ロールの静電気対策として好適であるが、グリース内部に導電性を持たせるための物質を添加しているため、軸受の騒音値が大きくなるとともに、長期間の潤滑性の維持が困難となる。
【０００７】
この発明の目的は、転動体と軌道輪との転がり接触部以外の放電経路を確保し、電食発生あるいは静電気蓄積防止を実現すると共に、軸受の騒音および回転トルクを抑え、長寿命の密封形転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の転がり軸受は、内輪と外輪との間に複数の転動体を保持器で保持し介在させた、前記内輪と外輪間の軸受空間を密封する非接触の密封板を前記内輪および外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取付けた転がり軸受において、前記密封板に、他方の軌道輪に近接して放電経路を構成する放電ブラシを設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、内輪および外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取付けた非接触の密封板に、他方の軌道輪に近接して放電経路を構成する放電ブラシを設けているため、この放電経路の確保によって、軌道輪と転動体間での電食が発生せず、電食損傷による異音の発生が抑えられると共に、静電気の蓄積もなくなる。また、放電ブラシの先端は他方の軌道輪に対して非接触とされているため、摺動に伴う摩耗による通電性能の経時劣化や摩耗粉の発生がなく、回転トルクが増大することもなく、長寿命化が図られる。
【００１０】
この発明において、前記放電ブラシを、炭素繊維またはステンレス繊維からなるものとしても良い。炭素繊維またはステンレス繊維を用いることにより、非接触でも優れた放電機能を発揮し、上記電食発生抑制や静電気蓄積抑制に有効である。また、市場入手性がよく、密封板への取付けも簡易になされ、製造コストの増加が抑制される。
【００１１】
この発明の転がり軸受は、モータの回転軸支持用の軸受として使用しても良い。インバータ駆動モータに適用しても、電食の発生が抑えられるから、インバータ駆動モータの特性が活かされ、その汎用性が高められる結果、省エネルギー化に大きく寄与する。また、インバータ制御周波数を高くすることも可能となるから、低騒音で効率的なモータ駆動を実現することができる。
【００１２】
また、この発明の転がり軸受は、複写機の現像部または定着部の回転軸支持用の軸受として使用しても良い。したがって、電子写真プロセス機器等が採用される複写機（プリンタも含む）において、部品点数を増やすことなく静電気の徐電が可能となり、印字品質の維持や紙詰まり防止に有効である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の転がり軸受は、内輪と外輪との間に複数の転動体を保持器で保持し介在させた、前記内輪と外輪間の軸受空間を密封する非接触の密封板を前記内輪および外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取付けた転がり軸受において、前記密封板に、他方の軌道輪に近接して放電経路を構成する放電ブラシを設けたため、電食発生及び静電気蓄積防止がなされ、非接触の放電経路の形成により、通電性能の経時劣化を抑え、低騒音、低トルクおよび長寿命の軸受機構の構成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１はこの発明の一実施形態にかかる転がり軸受の断面図、図２は同転がり軸受が適用された電動モータの縦断面図である。
この転がり軸受２は、軌道輪としての内輪２ａおよび外輪２ｂ間に、保持器２ｄにより保持された複数の転動体２ｃを介在させ、内輪２ａと外輪２ｂとの間の軸受空間２ｅの両側を、非接触シールとなる密封板１８ａ，１８ｂで密封したものである。この転がり軸受２は深溝玉軸受であり、転動体２ｃはボールからなる。内輪２ａの外径面および外輪２ｂの内径面には、円弧溝状の軌道面２ｇ，２ｈが形成され、転動体２ｃは、この軌道面２ｇ，２ｈ上を転動する。
【００１５】
上記密封板１８ａ，１８ｂは、板材をリング状に打ち抜いて基部となる外周縁部を折り返し形状としたものであり、外輪２ｂの内径面に設けられた環状の取付溝２ｍに外周縁部が嵌合状態に固定されている。密封板１８ａ，１８ｂの先端部分となる内周縁は、内輪２ａの外径面に近接しており、軸受空間２ｅに充填された潤滑剤（例えば、グリース）ｇの外部への漏洩を防止している。
密封板１８ａ，１８ｂは、導電性部材（金属板、導電性樹脂板等）からなり、その一方の密封板１８ｂの先側部分となる内周縁に、全周にわたり、放電ブラシ６が一体的に取付けられている。放電ブラシ６は、その先端部分が内輪２ａの外径面に近接状態で臨んでいる。これによって、外輪２ｂと内輪２ａとの間における転動体２ｃの転がり接触部以外の非接触部分に、密封板１８ｂおよび放電ブラシ６による非接触の放電経路が形成される。
【００１６】
放電ブラシ６としては、ベース板６ａに多数の繊維（炭素繊維あるいはステンレス繊維）６ｂを植毛したものが採用され、例えば、東レ株式会社製高性能炭素繊維（商品名、トレカ）を使用した東洋ミニローブ工業株式会社製高性能静電気除去ブラシ（商品名、ＳＥカットスーパー６０００）が、その優れた導電性等により望ましく採用される。
なお、密封板１８ａ，１８ｂは、内輪２ａの外径面にその基部が固着され、先側部分が外輪２ｂの内径面の近傍にまで及ぶよう形成されていても良く、この場合は放電ブラシ６の先端部分が外輪２ｂの内径面に近接状態で臨むことになる。また、放電ブラシ６は両密封板１８ａ，１８ｂに取付けられていても良い。
【００１７】
図２において、電動モータＭは、インバータ駆動モータであって、ケーシング１と、このケーシング１内に一対の転がり軸受２，２によって回転自在に支持された回転軸３と、この回転軸３における軸受２，２間に一体に固設されたロータ４と、このロータ４の周囲に近接対向するよう上記ケーシング１の内周面に固設されたステータ５とよりなる。上記両側の軸受２，２に、図１の実施形態の転がり軸受が用いられている。
【００１８】
このようなインバータ駆動の電動モータＭは、省エネルギーであることから、近時、エアコンディショナ用の送風ファンの駆動用やその他の機器等に広く使用されているものであるが、前述のように、漏れ電流により、転がり軸受２の内輪２ａと外輪２ｂとの間に電位差が生じ、内・外輪２ａ，２ｂと転動体２ｃとの間にある潤滑剤ｇの固有抵抗が他部材より大きいため、蓄電→スパークを繰り返し軌道面２ｇ，２ｈを損傷させる電食現象を生じ易くなる。しかし、外輪２ｂと内輪２ａとの間における転動体２ｃの転接部以外の非接触部分に、密封板１８および放電ブラシ６による非接触の放電経路が形成されることになるから、この放電経路によって蓄電されることなく逐次放電され、スパークによる軌道面２ｇ，２ｈの電食損傷が生じなくなる。したがって、異音の発生が抑えられ、インバータ制御周波数を高周波にしても、電食発生の懸念がなくなるから、低騒音、低トルクおよび長寿命の回転駆動が実現される。
【００１９】
放電ブラシ６の先端部分は、内輪２ａの外径面に対して非接触とされているから、摺接による摩耗粉の発生やこれによる回転トルクの増大もなく、一層の長寿命化も図られる。さらに、前述のように、軸受２の組立ての際の予圧時における、内、外輪２ａ，２ｂの軸方向の移動によるシール接触間隔の変化にも対応させることができる。
【００２０】
図３，図４は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態は、静電転写複写機（電子写真プロセス機器であって、プリンタおよびプリンタ機能を備えた機器を含む）における現像部あるいは定着部の回転軸支持用の軸受に本発明の転がり軸受を適用したものである。
【００２１】
図３は、４連タンデム型ドラムを備えた静電転写複写機Ｃの主要部を概念的に示している。この静電転写複写機Ｃは、４つの感光ドラム７と、４つの感光ドラム７のそれぞれに対応して設けられた４つの現像部８および帯電電極９と、中間転写体１０と、定着部１１と、画像書き込み装置としてのポリゴンスキャナモータ１２とを主要な要素として構成される。帯電電極９により感光ドラム７の表面が一様に帯電され、さらにポリゴンスキャナモータ１２により露光が行われると、光の強弱に応じた電荷によって感光ドラム７上に静電潜像を形成する。ここに逆極性電荷をもつトナーが現像部８から付着して可視像（トナー像）ができ、このトナー像が中間転写体１０に転写され、さらに中間転写体１０から紙１３に転写される。そして、その紙が定着部１１に送られ、加熱及び加圧が行われてトナー像が永久画像として紙面に定着される。
【００２２】
この実施形態において、定着部１１には、加熱ロール１１ａ、定着ロール１１ｂ、加圧兼加熱ロール１１ｃが配設される。加熱ロール１１ａおよび定着ロール１１ｂにはポリイミド（ＰＩ）等からなる樹脂シート１１ｄが巻回・装着されており、加熱ロール１１ａの熱が、加熱ロール１１ａおよび定着ロール１１ｂの回転に伴い、樹脂シート１１ｄを介して紙１３に逐次加えられるようになっている。また、加熱ロール１１ａ、加圧兼加熱ロール１１ｃの内部にはそれぞれヒータが内装される。
【００２３】
図４は、上記のような電子写真プロセス機器としての静電転写複写機Ｃにおいて、定着部１１の加熱ロール１１ａをハウジング１４に対して回転自在に支持する転がり軸受１５を例示している。この転がり軸受１５は、加熱ロール１１ａの回転支軸（回転軸）１１ａａの端部の外周に嵌合される軌道輪としての内輪１５ａと、ハウジング１４の内周に嵌合される同じく軌道輪としての外輪１５ｂとの間に複数の転動体（玉）１５ｃを保持器１５ｄを介して介在させると共に、内輪１５ａと外輪１５ｂとの間の軸受空間１５ｅを非接触の密封板１９ａ，１９ｂで密封してなるものである。内輪１５ａの外径面および外輪１５ｂの内径面には、円弧溝状の軌道面１５ｇ、１５ｈが形成され、転動体１５ｃは、この軌道面１５ｇ、１５ｈを転動する。したがって、内輪１５ａと外輪１５ｂとは、この転動体１５ｃの転がり接触部以外の部分では互いに非接触状態とされる。なお、加熱ロール１１ａの内部にはヒータ１１ｅが配設されている。
【００２４】
上記密封板１９ａ，１９ｂは、第１の実施形態と同様に、軸受空間１５ｅの両端側開口部分において、外輪１５ｂの内径面にその基部が固着され、先側部分が内輪１５ａの外径面の近傍にまで及ぶよう形成されており、軸受空間１５ｅに充填された潤滑剤（例えば、グリース）ｇの外部への漏洩を防止している。この密封板１９ａ，１９ｂは、上記同様の導電性部材（金属板、導電性樹脂板等）からなり、その少なくとも一方の密封板１９ｂの先側部分には、放電ブラシ１６が一体的に取付けられ、その先端部分が内輪１５ａの外径面に近接状態で臨んでいる。これによって、外輪１５ｂと内輪１５ａとの間における転動体１５ｃの転がり接触部以外の非接触部分に、密封板１９ｂおよび放電ブラシ１６による非接触の放電経路が形成される。放電ブラシ１６としては、ベース板１６ａに多数の繊維（炭素繊維あるいはステンレス繊維）１６ｂを植毛したものが採用され、具体的には、上記同様の東洋ミニローブ工業株式会社製高性能静電気除去ブラシ（商品名、ＳＥカットスーパー６０００）が望ましく採用される。その他の構成は、第１の実施形態における転がり軸受と同様である。
【００２５】
このような構成の静電転写複写機Ｃにおいては、定着部１１、特に加熱ロール１１ａには紙の通過により静電気が発生し易く、静電気の蓄積が多くなると印字品質の低下を来たしたり、紙詰まりの原因になったりすることがあるため、この静電気を何等かの方法で外部に逃す必要がある。この実施形態では、外輪１５ｂと内輪１５ａとが転動体１５ｃを介して電気的に接触状態とされ、さらに、外輪１５ｂと内輪１５ａとの間における転動体１５ｃの転がり接触部以外の非接触部分に、密封板１９ｂおよび放電ブラシ１６による非接触の放電経路が形成されているから、加熱ロール１１ａから回転支軸１１ａａを介して内輪１５ａに伝わる静電気は、（ａ）内輪１５ａ→転動体１５ｃ→外輪１５ｂ、および、（ｂ）内輪１５ａ→放電ブラシ１６→密封板１９ｂ→外輪１５ｂ、の２つの放電経路（ａ）（ｂ）を経てハウジング１４に至り外部に放出される。したがって、加熱ロール１１ａおいては、部品点数を増やすことなく静電気の除去が効果的になされ、印字品質の低下を来たしたり紙詰まりが発生したりする懸念がない。
【００２６】
この実施形態における転がり軸受は、加熱ロール１１ａだけでなく、定着部１１におけるその他の定着ロール１１ｂおよび加圧兼加熱ロール１１ｃの回転軸支持用軸受、現像部８を構成する各ロールの回転軸支持用軸受、中間転写体１０、他のプロセス機構部および紙搬送機構部等を構成する各ロールの回転軸支持用軸受にも適用することが可能で、このような適用によって、静電転写複写機Ｃ全体の静電気対策がコストの高騰を来たすことなく万全になされることになる。また、静電転写複写機Ｃの形態は例示のものに限定されず、他の形態の電子写真プロセス機器を備えた静電転写複写機における回転軸支持用の軸受にも適用でき、これによって同様の効果が得られる。
【００２７】
なお、この発明の転がり軸受は、ファン駆動用電動モータの回転軸支持用の軸受や、複写機の現像部または定着部の回転軸支持用の軸受に限らず、その他の回転軸支持用軸受にも適用し得ることは言うまでもない。また、いずれも１列の転動体を介在させた例を述べたが、複列の転動体を介在させた軸受であっても良く、さらに玉軸受に限らず、ころ軸受であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態にかかる転がり軸受の部分断面図である。
【図２】同転がり軸受が適用された電動モータの縦断面図である。
【図３】同転がり軸受が適用された静電転写複写機の主要部を概念的に示す概念図である。
【図４】同静電転写複写機の定着部における軸受部分とその要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２９】
２…転がり軸受
２ａ…内輪（軌道輪）
２ｂ…外輪（軌道輪）
２ｃ…転動体
２ｅ…軸受空間
３…モータの回転軸
６…放電ブラシ
６ｂ…炭素繊維またはステンレス繊維
８…現像部
１１…定着部
１１ａａ…回転軸
１５…転がり軸受
１５ａ…内輪（軌道輪）
１５ｂ…外輪（軌道輪）
１５ｃ…転動体
１５ｅ…軸受空間
１６…放電ブラシ
１６ｂ…炭素繊維またはステンレス繊維
Ｍ…モータ
Ｃ…複写機
【図１】
2007146966.tif 000003
【図２】
2007146966.tif 000004
【図３】
2007146966.tif 000005
【図４】
2007146966.tif 000006