CN1945039B

CN1945039B - 滚动轴承

Info

Publication number: CN1945039B
Application number: CN2006101540892A
Authority: CN
Inventors: 本多正明
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: JP2007127267A; CN1945039A

Abstract

本发明提供一种支承带电的旋转构件，并且将该旋转构件的轴部以间隙配合的方式嵌合于内外圈的一方的轨道圈的滚动轴承，该滚动轴承可防止因蠕变导致的异常声音的产生，并且不需要其他接地机构。通过在以间隙配合的方式嵌合带电的旋转构件的轴部的内圈(2)的内径面上，形成具有导电性和低摩擦滑动性的石墨被膜(6a)或PTFE-Ni复合被膜(6b)，可防止产生蠕变的嵌合部的金属彼此的滑动所导致的异常声音的产生，并且通过嵌合部使旋转构件的轴部与内圈(2)导通，而不需要其他接地机构。

Description

滚动轴承

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承，特别是涉及适应于旋转自如地支承带电的旋转构件，并将该旋转构件的轴部以间隙配合的方式嵌合在内外圈的一方的轨道圈上的滚动轴承。

背景技术

组装在复印机或打印机等办公设备中的定影辊等旋转构件，出于组装性的原因，大多是以间隙配合的方式将其轴部嵌合在滚动轴承的内外圈的一方的轨道圈上。因此，根据不同的使用条件，在以间隙配合的方式嵌合的轴部与轨道圈之间有可能产生蠕变，为了防止该蠕变造成的嵌合部的磨损，具有在轨道圈的嵌合部上形成了氧化膜的滚动轴承(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的轴承在应用于支承受到热循环的定影辊的滚动轴承的情况下，氧化膜还具有防止因结露而导致生锈的效果。

另一方面，在利用热和压力将墨粉定影在印刷用纸上的复印机或打印机的定影辊中，具有利用钢或铝等金属材料形成中空，通过电磁感应加热从内侧进行加热的定影辊。这样的定影辊基于电磁感应所产生的内部电流使辊带电，所以需要使辊接地，以释放带电电荷，以往是通过支承轴部的轴承来使辊接地。

【专利文献1】特开2001-140901号公报(第二图)

专利文献1所记载的在轨道圈的嵌合部形成了氧化膜的滚动轴承，虽然能够防止嵌合部的磨损，但如果用于支承如上述的定影辊那样的带电的旋转构件，则由于氧化膜不具有导电性，所以存在不能通过轴承使旋转构件接地，而需要采用其他接地机构的问题。

另外，在产生蠕变的间隙配合的嵌合部中，不仅产生磨损，而且还产生金属彼此的滑动所造成的异常声音，氧化膜对该异常声音的产生不能发挥充分的抑制效果。为了防止金属彼此的滑动所产生的异常声音，可考虑在嵌合部上形成氟树脂等的润滑被膜，或利用二硫化钼等对嵌合部进行固体润滑，但由于这些都不具有导电性，所以，与形成氧化膜的情况同样，需要采用其他的接地机构。

发明内容

本发明的目的在于，在支承带电的旋转构件，且将该旋转构件的轴部以间隙配合的方式嵌合在内外圈的一方的轨道圈上的滚动轴承中，防止蠕变造成的异常声音的产生，并且不需要其他接地机构。

为了解决上述的问题，本发明在旋转自如地支承带电的旋转构件，并且将该旋转构件的轴部以间隙配合的方式嵌合于内圈的内径面或外圈的外径面的滚动轴承中，采用了至少在以间隙配合的方式嵌合所述旋转构件的轴部的内圈的内径面或外圈的外径面上，形成有具有导电性和低摩擦滑动性的被膜的结构。

即，通过在以间隙配合的方式嵌合旋转构件的轴部的内圈的内径面或外圈的外径面上，形成具有导电性和低摩擦滑动性的被膜，可防止产生蠕变的嵌合部的金属彼此的滑动所产生的异常声音，并且能够通过嵌合部使旋转构件的轴部与轨道圈导通，而不需要其他接地机构。

所述具有导电性和低摩擦滑动性的被膜可以采用石墨被膜。

所述具有导电性和低摩擦滑动性的被膜也可以采用在氟树脂中配合有金属粉的复合被膜。

所述被膜的厚度为希望1～10μm，优选2～10μm。这是出于如下原因：若被膜厚度小于1μm，则不能充分地防止嵌合部的金属彼此的滑动，若超过10μm，则与轴部的嵌合精度降低，并且增加了形成被膜的成本。

附着于所述内圈或外圈的轨道面的所述被膜的厚度希望在10μm以下，优选5μm以下。这是出于如下原因：虽然不希望在轨道面上附着所述被膜，但是如果为了简化作业而不屏蔽轨道面进行被膜处理，则在轨道面上也会附着被膜。若附着于该轨道面的被膜厚度超过10μm，则因转动体的转动被膜会剥离，该剥离的被膜作为异物而嵌入转动体，由此会缩短轴的寿命。

上述的各滚动轴承适用于，所述旋转构件是将墨粉定影在印刷用纸上的定影辊的情况。

本发明的滚动轴承由于在以间隙配合的方式嵌合旋转构件的轴部的内圈的内径面或外圈的外径面上，形成有具有导电性和低摩擦滑动性的被膜，所以可防止产生蠕变的嵌合部的金属彼此的滑动所产生的异常声音，并且能够通过嵌合部使旋转构件的轴部与轨道圈导通，而不需要其他接地机构。

附图说明

图1a是表示滚动轴承的实施方式的纵剖视图，b是放大表示a的要部的剖视图；

图2是表示使用了图1的滚动轴承的复印机的定影辊的纵剖视图；

图3是表示轴承寿命试验中的各试验样品的内圈的轨道面上的被膜厚与L10寿命的关系的曲线图。

图中：1-深槽球轴承；2-内圈；3-外圈；4-球；5-保持器；6a、6b-被膜；11-定影辊；11a-轴部；12-电磁感应加热器；13-框架。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的实施方式进行说明。该滚动轴承如图1(a)、(b)所示，是由保持器5将球4保持在内圈2与外圈3之间的深槽球轴承1，在以间隙配合的方式嵌合了带电的旋转构件的轴部的内圈2的内径面，形成有具有导电性和低摩擦滑动性的石墨被膜6a或在作为氟树脂的聚四氟乙烯(PTFE)中配合了金属Ni粉的PTFE-Ni复合被膜6b。

图2表示由上述的深槽球轴承1支承有轴部11a的复印机的定影辊11。该定影辊11采用铝形成中空，并利用设置在中空部的电磁感应加热器12进行加热，通过基于电磁感应产生的内部电流而带电。定影辊11两端的轴部11a以间隙配合的方式嵌合在内圈2的内径面，外圈3固定在复印机的框架13上，各轴部11a通过深槽球轴承1与框架13连接并接地，由此释放定影辊11的带电电荷。

【实施例1】

作为实施例，准备了图1所示的在内圈的内径面上形成了石墨被膜的深槽球轴承、以及形成了PTFE-Ni复合被膜的深槽球轴承。作为比较例，准备了在内圈的内径面上未形成被膜的深槽球轴承、而形成了氧化膜的深槽球轴承、以及形成了PTFE被膜的深槽球轴承。另外，使各被膜的厚度在2～10μm的范围内变化。

将这些各实施例和比较例的深槽球轴承的内圈以间隙配合的方式嵌合于铝制旋转构件的轴部，进行使旋转构件旋转1000小时的试验，检查有无产生异常声音、以及轴部与轴承之间的通电性能。试验条件及通电条件如下。

(试验条件)

·轴承尺寸：内径25mm、外径37mm、宽度7mm

·轴部温度：200℃

·轴承负荷：220N(径向负荷)

·旋转速度：130rpm

(通电条件)

·带电电压：30V

·控制电阻：300kΩ(与通电测定部并联连接)

·取样间隔：1μs

【表1】

表1表示上述有无产生异常声音和通电性能的检查结果。另外，在通电性能的检查中，对于在1000小时的试验时间期间，轴部与轴承之间的电阻被保持在200kΩ以下的样品视为通电性能良好，对于电阻只要有一次超过了200kΩ的样品视为不良。首先，对于有无异常声音的产生，确认出形成了石墨被膜以及PTFE-Ni复合被膜的各实施例的样品、和形成了PTFE被膜的比较例的样品都获得良好的结果，并且都是在被膜厚度为10μm的情况下，完全不产生异常声音，在被膜厚度为5μm的情况下，在1000小时后产生异常声音，在被膜厚度为3μm和2μm的情况下，在500小时后产生异常声音。与此相对，没有被膜的比较例的样品在8小时后，以及形成了氧化膜的比较例的样品在100小时后，均产生了异常声音。

其次，对于通电性能，实施例的样品与被膜的厚度无关，均能够稳定地获得良好的通电性能，而形成了氧化膜以及PTFE被膜的比较例的样品的通电性能均不良。另外，没有被膜的比较例的样品的通电性能当然良好。根据以上的结果确认出，在间隙配合的嵌合部，即内圈的内径面上形成了石墨被膜或PTFE-Ni复合被膜的实施例的样品，能够防止蠕变导致的异常声音的产生，且无须其他的接地机构即可支承带电的旋转构件。

【实施例2】

对于在上述内圈的内径面上形成了石墨被膜的深槽球轴承，不屏蔽内圈的轨道面地进行被膜处理，然后，对轨道面上也附着了被膜的轴承，在与上述试验条件相同的条件下进行了轴承寿命试验。使轨道面的被膜厚度在0～15μm的范围内变化，并分别采用了十个各被膜厚度的试验样品。

图3表示上述轴承寿命试验中的各被膜厚度的试验样品的L10寿命(样品的90％无破损的可使用时间)。轨道面上没有被膜的样品具有超过1000小时的L10寿命，被膜厚度为2μm的样品的寿命为950小时，被膜厚度为5μm的样品的寿命为900小时，被膜厚度为10μm的样品的寿命为500小时，被膜厚度为15μm的样品的寿命为300小时，随着被膜厚度的增加，L10寿命缩短。根据该轴承寿命试验结果可看到，在被膜处理中省略屏蔽的情况下，容许附着在轨道面上的被膜的厚度希望在10μm以下，优选5μm以下。

在上述的实施方式中，举例说明了将带电的旋转构件的轴部嵌合在内圈的内径面的深槽球轴承，但本发明的滚动轴承也适用于将轴部嵌合在外圈的外径面的轴承，而且也不限于深槽球轴承。

另外，本发明的滚动轴承也可以用于支承因静电等而带电的定影辊以外的旋转构件。

Claims

1.一种滚动轴承，在内圈与外圈的轨道面之间排列有多个转动体，并旋转自如地支承带电的旋转构件，该旋转构件的轴部以间隙配合的方式嵌合于所述内圈的内径面或所述外圈的外径面，该滚动轴承的特征在于，

至少在以间隙配合的方式嵌合所述旋转构件的轴部的内圈的内径面或外圈的外径面上，形成有由氟树脂中配合有金属粉的复合被膜构成且具有导电性和低摩擦滑动性的厚度1～10μm的被膜。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，

所述旋转构件是将墨粉定影在印刷用纸上的定影辊。