(57)【要約】【課題】  長時間にわたって適切な導電性能を維持可能とすること。【解決手段】  （各玉４の玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）を０．３５以上とし且つ０．９９以下とした。即ち、内輪２と外輪３との間に介挿される玉数が十分に多くなるようにしたため、玉４を介して内輪２と外輪３との間に流れる電流の合計値（一つの玉４を介して流れる電流×玉数）を大きくすることができ、深溝玉軸受１の導電性能を大きく向上することができる。そのため、長時間の使用により、各玉４表面に導電性の低い酸化膜が形成され、その結果、各玉４の導電性能が低下し、玉４を介して内輪２と外輪３との間に流れる電流が小さくなり、深溝玉軸受１の導電性能が若干低下しても、長時間にわたって適切な導電性能を維持することができる。【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転動自在な複数の玉を有する導電性の玉軸受であって、
（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）は、０．３５以上で且つ０．９９以下であることを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）は、０．６０以上で且つ０．９９以下であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コピー機やプリンターに用いられる導電性の玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の玉軸受としては、導電性グリースを封入することで、玉を介して内輪と外輪との間に電流が流れるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３９０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の玉軸受にあっては、長時間の使用により、玉表面に導電性の低い酸化膜が形成されると、玉の導電性能が低下し、玉を介して内輪と外輪との間に流れる電流が小さくなってしまい、玉軸受の導電性能が低下するという問題点があった。
本発明は、上記従来の玉軸受の未解決の問題点を解決することを目的とするものであって、長時間にわたって適切な導電性能を維持可能な玉軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の玉軸受は、内輪と外輪との間に転動自在な複数の玉を有する導電性の玉軸受であって、（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）は、０．３５以上で且つ０．９９以下であることを特徴とする。
また、前記（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）は、０．６０以上で且つ０．９９以下であってもよい。
【０００５】
このような構成によれば、内輪と外輪との間に介挿される玉数が十分に多くなるため、玉を介して内輪と外輪との間に流れる電流の合計値（一つの玉を介して流れる電流×玉数）を大きくすることができ、深溝玉軸受１の導電性能を大きく向上することができる。そのため、長時間の使用により、各玉表面に導電性の低い酸化膜が形成され、その結果、各玉の導電性能が低下し、玉を介して内輪と外輪との間に流れる電流が小さくなり、玉軸受の導電性能が若干低下しても、長時間にわたって適切な導電性能を維持可能である。
【０００６】
なお、好ましくは、｛玉径/（外輪外径―内輪内径）｝を０．４５以上としてもよい。
また、前記玉は、ＳＵＳ材又は表面硬化処理されたＳＵＪ２であってもよい。
さらに、予圧が付加されていてもよい。
また、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に油膜を形成する導電性グリースを備えるようにしてもよい。
さらに、総玉仕様であってもよい。
また、深溝玉軸受、単列アンギュラ玉軸受、及び複列アンギュラ玉軸受のいずれであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の玉軸受である深溝玉軸受を、コピー機やプリンターの感光ドラムと軸部材との間で感光ドラムの支持に用いた一実施形態を図面に基づいて説明する。
即ち、この感光ドラムは、外周面全体を帯電した後、画像部以外の電荷を深溝玉軸受を介して軸部材側に逃がすことで、画像部のみにトナーを吸着するものである。
＜深溝玉軸受の構成＞
図１は、本実施形態の深溝玉軸受を破断して示す概略構成図である。この図１に示すように、深溝玉軸受１は、内輪２と外輪３との間に転動自在な複数の玉４が介挿されて構成され、内輪２の内径部が軸部材に固定され、外輪４の外径部が感光ドラムの軸受支持部に固定された後、予圧が付加されることで、感光ドラムを回転可能に支持している。
【０００８】
なお、その際、内輪２、外輪３、及び玉４の各種寸法や玉数は、｛玉径/（外輪外径―内輪内径）｝が０．４５以上となり、（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）が０．３５以上で且つ０．９９以下となるように構成した（軸受鋼製）。
このように、本実施形態の深溝玉軸受１にあっては、（各玉４の玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）を０．３５以上とし且つ０．９９以下とした。即ち、内輪２と外輪３との間に介挿される玉数が十分に多くなるようにしたため、玉４を介して内輪２と外輪３との間に流れる電流の合計値（一つの玉４を介して流れる電流×玉数）を大きくすることができ、深溝玉軸受１の導電性能を大きく向上することができる。そのため、長時間の使用により、各玉４表面に導電性の低い酸化膜が形成され、その結果、各玉４の導電性能が低下し、玉４を介して内輪２と外輪３との間に流れる電流が小さくなり、深溝玉軸受１の導電性能が若干低下しても、長時間にわたって適切な導電性能を維持することができる。
【０００９】
言い換えると、深溝玉軸受１の内部抵抗Ｒは、外輪抵抗をＲａとし、内輪抵抗をＲｂとし、玉抵抗（全ての玉４による抵抗値）をＲｃとした場合、Ｒ＝Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃとなる。ここで、玉抵抗Ｒｃは、玉４それぞれが電気的に並列に配されているため、各玉４の抵抗をＲｃi（ｉ＝１〜ｎ、ｎは玉数）とすると、１/Ｒｃ＝１/Ｒｃ1＋・・・＋１/Ｒｃnとなる。そのため、玉数ｎを十分に多くすることで、玉抵抗Ｒｃを小さくし、内部抵抗Ｒを小さくし、その結果、深溝玉軸受１の導電性能を大きく向上することができる。
また、｛玉径/（外輪外径―内輪内径）｝を０．４５以上とした。即ち、玉径が小さくなりすぎないようにしたため、耐荷重性を向上することができる。
さらに、予圧を付加するようにした。そのため、内輪２及び外輪３に接触する玉４の数をより増やすことができ、その結果、より導電性能を向上することができる。
【００１０】
＜実施例＞
次に、深溝玉軸受１の内輪２、外輪３、及び玉４の各種寸法や玉数等を軸受毎に変えて、各深溝玉軸受１（実施例１〜５、比較例）について３０００時間耐久試験を行った後、予圧のない状態及び種々の予圧を付加した状態で軸受回転時最大抵抗値を測定した。即ち、長時間の使用により、玉４表面に導電性の低い酸化膜が形成され、玉４の導電性能が低下した状態で、各深溝玉軸受１の軸受回転時最大抵抗値（導電性能）を測定した。
なお、この実施例では、図２に示すように、実施例１〜５として、｛玉径/（外輪外径―内輪内径）｝が０．４５以上であり、且つ、（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）が０．３５以上で且つ０．９９以下である深溝玉軸受１を用いた。また、比較例として、（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）が０．３０である深溝玉軸受１を用いた。
【００１１】
図３は、実施例１〜５及び比較例の軸受回転時最大抵抗値の測定結果を示すグラフである。この図３に示すように、実施例１〜５の軸受回転時最大抵抗値は、予圧のない状態で１０００KΩ以下（実用上問題のない抵抗値）となった。特に、実施例４、５（（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）が、０．６０以上で且つ０．９９以下である実施例）にあっては、予圧のない状態でより小さい軸受回転時最大抵抗値となった（１００KΩ以下となった）。また、比較例では、１９００Ω以上（実用上問題のある抵抗値）となった。
【００１２】
即ち、（玉径×玉数）/（π×玉ＰＣＤ）を０．３５以上とし且つ０．９９以下とした深溝玉軸受１では、長時間にわたって適切な導電性能を維持可能となっている。
また、図３に示すように、予圧なしの状態（０ｋｇｆ）と予圧を付加した状態とでは、軸受回転時最大抵抗値に大きな差があることが分かる。即ち、予圧を付加した状態では、内輪２及び外輪３に接触する玉４の数が増えて、より導電性能が向上している。
なお、予圧が大きいほど軸受回転時最大抵抗値は小さくなるが、予圧が過大であると寿命が低下するため、内径３０mmのものでは、予圧は２〜７ｋｇｆが好ましい。
【００１３】
次に、各深溝玉軸受１（実施例１〜５、比較例）について定格荷重の測定試験を行って、耐荷重性に問題がないか否かを判定した。即ち、深溝玉軸受１の基本定格荷重（Ｃr、Ｃor）が標準設計（ＪＩＳ）による値の８０％以上であるか否かを判定する。例えば、内輪２の内径が３０mmであり、外輪４の外径が３７mmである深溝玉軸受１にあっては、標準設計ではＣr＝８７５N、Ｃor＝７００Nと定められているため、耐荷重性に問題ない範囲はＣrが７００N以上で且つＣorが５６０以上である範囲となる。
【００１４】
図２に示すように、実施例１〜５の定格荷重（Ｃr、Ｃor）は、（８７５、７００）、（９７０、８１５）、（１５７０、１６３０）、（１７２０、１８６０）、（６９５０、６２００）となった。また、比較例にあっては、（７７５、５８０）となった。
即ち、｛玉径/（外輪外径―内輪内径）｝を０．４５以上とした深溝玉軸受１では、（７００、５６０）以上となり、耐荷重性に問題がないと判定されている。
なお、本発明の玉軸受は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００１５】
上記実施形態では、深溝軸受１を軸受鋼を用いて構成する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、玉４をＳＵＳ材又は表面硬化熱処理されたＳＵＪ２を用いて構成してもよい。そのようにすれば、玉４の酸化劣化（酸化膜ができること）を抑えることができ、各玉４の導電性能の低下を防止することができる。また、例えば、玉４に限らず、内輪２及び外輪３にもＳＵＳ材等を用いるようにしてもよい。なお、保持器（不図示）は、深溝玉軸受１の導電性に影響を与えないので、どのような素材で構成してもよい。さらに、例えば、内輪２、外輪３及び玉４の各部品には、耐食メッキを施してもよい。
【００１６】
また、深溝玉軸受１を構成する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、アンギュラコンタクト玉軸受（単列アンギュラ玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、多点接触玉軸受）を構成するようにしてもよい。例えば、単列アンギュラ玉軸受を構成すれば、玉数を増やすことができ、負荷容量を向上することができ、予圧を付加して使用することができる。また、単列アンギュラ玉軸受を構成すれば、組み合わせ使用により軸受単体で予圧を付加することができ、機器の予圧負荷設計が不要となり簡素化が可能である。
【００１７】
また、複列アンギュラ玉軸受を構成すれば、単列アンギュラ玉軸受に比べ、多少幅が大きくなるものの、一つの軸受で両方向のアキシアル荷重を受けることができる。
さらに、多点接触玉軸受を構成すれば、負すき間で使用できる。なおその際、温度上昇によりすき間が過小とならないように予圧を付加する等の注意が必要となる。
また、内輪２の外周面及び外輪３の内周面に油膜を形成する導電性グリースを封入するようにしてもよい。そのようにすれば、内輪２と玉４との間及び外輪３と玉４との間に流れる電流値を増大し、各玉４を介して内輪２と外輪３との間を流れる電流を増大することができ、その結果、深溝玉軸受１の導電性能をより向上することができる。
【００１８】
さらに、各玉４を保持器で保持する仕様としてもよいし、保持器を用いることなく、内輪２と外輪３との間に玉４をできるだけ多く介挿する総玉軸受仕様としてもよい。
また、導電性の深溝玉軸受１は感光ドラムの両端に配置するようにしてもよいし、前記深溝玉軸受１を一端にのみ配置し非導電性の軸受を他端に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の深溝軸受を破断して示す概略構成図である。
【図２】耐久試験に用いた玉軸受の諸元を示すテーブルである。
【図３】耐久試験後の軸受回転時最大抵抗値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１は深溝玉軸受、２は内輪、３は外輪、４は玉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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