專利名稱：滾動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動軸承，特別是涉及適應(yīng)于旋轉(zhuǎn)自如地支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并將該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部以間隙配合的方式嵌合在內(nèi)外圈的一方的軌道圈上的滾動軸承。
背景技術(shù)：
組裝在復(fù)印機或打印機等辦公設(shè)備中的定影輥等旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，出于組裝性的原因，大多是以間隙配合的方式將其軸部嵌合在滾動軸承的內(nèi)外圈的一方的軌道圈上。因此，根據(jù)不同的使用條件，在以間隙配合的方式嵌合的軸部與軌道圈之間有可能產(chǎn)生蠕變，為了防止該蠕變造成的嵌合部的磨損，具有在軌道圈的嵌合部上形成了氧化膜的滾動軸承(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所記載的軸承在應(yīng)用于支承受到熱循環(huán)的定影輥的滾動軸承的情況下，氧化膜還具有防止因結(jié)露而導(dǎo)致生銹的效果。
另一方面，在利用熱和壓力將墨粉定影在印刷用紙上的復(fù)印機或打印機的定影輥中，具有利用鋼或鋁等金屬材料形成中空，通過電磁感應(yīng)加熱從內(nèi)側(cè)進行加熱的定影輥。這樣的定影輥基于電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的內(nèi)部電流使輥帶電，所以需要使輥接地，以釋放帶電電荷，以往是通過支承軸部的軸承來使輥接地。
專利文獻1特開2001-140901號公報(第二圖)專利文獻1所記載的在軌道圈的嵌合部形成了氧化膜的滾動軸承，雖然能夠防止嵌合部的磨損，但如果用于支承如上述的定影輥那樣的帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，則由于氧化膜不具有導(dǎo)電性，所以存在不能通過軸承使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件接地，而需要采用其他接地機構(gòu)的問題。
另外，在產(chǎn)生蠕變的間隙配合的嵌合部中，不僅產(chǎn)生磨損，而且還產(chǎn)生金屬彼此的滑動所造成的異常聲音，氧化膜對該異常聲音的產(chǎn)生不能發(fā)揮充分的抑制效果。為了防止金屬彼此的滑動所產(chǎn)生的異常聲音，可考慮在嵌合部上形成氟樹脂等的潤滑被膜，或利用二硫化鉬等對嵌合部進行固體潤滑，但由于這些都不具有導(dǎo)電性，所以，與形成氧化膜的情況同樣，需要采用其他的接地機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，且將該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部以間隙配合的方式嵌合在內(nèi)外圈的一方的軌道圈上的滾動軸承中，防止蠕變造成的異常聲音的產(chǎn)生，并且不需要其他接地機構(gòu)。
為了解決上述的問題，本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)自如地支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且將該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部以間隙配合的方式嵌合于內(nèi)圈的內(nèi)徑面或外圈的外徑面的滾動軸承中，采用了至少在以間隙配合的方式嵌合所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈的內(nèi)徑面或外圈的外徑面上，形成有具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜的結(jié)構(gòu)。
即，通過在以間隙配合的方式嵌合旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈的內(nèi)徑面或外圈的外徑面上，形成具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜，可防止產(chǎn)生蠕變的嵌合部的金屬彼此的滑動所產(chǎn)生的異常聲音，并且能夠通過嵌合部使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部與軌道圈導(dǎo)通，而不需要其他接地機構(gòu)。
所述具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜可以采用石墨被膜。
所述具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜也可以采用在氟樹脂中配合有金屬粉的復(fù)合被膜。
所述被膜的厚度為希望1～10μm，優(yōu)選2～10μm。這是出于如下原因若被膜厚度小于1μm，則不能充分地防止嵌合部的金屬彼此的滑動，若超過10μm，則與軸部的嵌合精度降低，并且增加了形成被膜的成本。
附著于所述內(nèi)圈或外圈的軌道面的所述被膜的厚度希望在10μm以下，優(yōu)選5μm以下。這是出于如下原因雖然不希望在軌道面上附著所述被膜，但是如果為了簡化作業(yè)而不屏蔽軌道面進行被膜處理，則在軌道面上也會附著被膜。若附著于該軌道面的被膜厚度超過10μm，則因轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動被膜會剝離，該剝離的被膜作為異物而嵌入轉(zhuǎn)動體，由此會縮短軸的壽命。
上述的各滾動軸承適用于，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是將墨粉定影在印刷用紙上的定影輥的情況。
本發(fā)明的滾動軸承由于在以間隙配合的方式嵌合旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈的內(nèi)徑面或外圈的外徑面上，形成有具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜，所以可防止產(chǎn)生蠕變的嵌合部的金屬彼此的滑動所產(chǎn)生的異常聲音，并且能夠通過嵌合部使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部與軌道圈導(dǎo)通，而不需要其他接地機構(gòu)。


圖1a是表示滾動軸承的實施方式的縱剖視圖，b是放大表示a的要部的剖視圖；圖2是表示使用了圖1的滾動軸承的復(fù)印機的定影輥的縱剖視圖；圖3是表示軸承壽命試驗中的各試驗樣品的內(nèi)圈的軌道面上的被膜厚與L10壽命的關(guān)系的曲線圖。
圖中1-深槽球軸承；2-內(nèi)圈；3-外圈；4-球；5-保持器；6a、6b-被膜；11-定影輥；11a-軸部；12-電磁感應(yīng)加熱器；13-框架。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。該滾動軸承如圖1(a)、(b)所示，是由保持器5將球4保持在內(nèi)圈2與外圈3之間的深槽球軸承1，在以間隙配合的方式嵌合了帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈2的內(nèi)徑面，形成有具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的石墨被膜6a或在作為氟樹脂的聚四氟乙烯(PTFE)中配合了金屬Ni粉的PTFE-Ni復(fù)合被膜6b。
圖2表示由上述的深槽球軸承1支承有軸部11a的復(fù)印機的定影輥11。該定影輥11采用鋁形成中空，并利用設(shè)置在中空部的電磁感應(yīng)加熱器12進行加熱，通過基于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)部電流而帶電。定影輥11兩端的軸部11a以間隙配合的方式嵌合在內(nèi)圈2的內(nèi)徑面，外圈3固定在復(fù)印機的框架13上，各軸部11a通過深槽球軸承1與框架13連接并接地，由此釋放定影輥11的帶電電荷。
實施例1作為實施例，準(zhǔn)備了圖1所示的在內(nèi)圈的內(nèi)徑面上形成了石墨被膜的深槽球軸承、以及形成了PTFE-Ni復(fù)合被膜的深槽球軸承。作為比較例，準(zhǔn)備了在內(nèi)圈的內(nèi)徑面上未形成被膜的深槽球軸承、而形成了氧化膜的深槽球軸承、以及形成了PTFE被膜的深槽球軸承。另外，使各被膜的厚度在2～10μm的范圍內(nèi)變化。
將這些各實施例和比較例的深槽球軸承的內(nèi)圈以間隙配合的方式嵌合于鋁制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部，進行使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)1000小時的試驗，檢查有無產(chǎn)生異常聲音、以及軸部與軸承之間的通電性能。試驗條件及通電條件如下。
(試驗條件)·軸承尺寸內(nèi)徑25mm、外徑37mm、寬度7mm·軸部溫度200℃·軸承負荷220N(徑向負荷)·旋轉(zhuǎn)速度130rpm(通電條件)·帶電電壓30V·控制電阻300kΩ(與通電測定部并聯(lián)連接)·取樣間隔1μs
表1


表1表示上述有無產(chǎn)生異常聲音和通電性能的檢查結(jié)果。另外，在通電性能的檢查中，對于在1000小時的試驗時間期間，軸部與軸承之間的電阻被保持在200kΩ以下的樣品視為通電性能良好，對于電阻只要有一次超過了200kΩ的樣品視為不良。首先，對于有無異常聲音的產(chǎn)生，確認(rèn)出形成了石墨被膜以及PTFE-Ni復(fù)合被膜的各實施例的樣品、和形成了PTFE被膜的比較例的樣品都獲得良好的結(jié)果，并且都是在被膜厚度為10μm的情況下，完全不產(chǎn)生異常聲音，在被膜厚度為5μm的情況下，在1000小時后產(chǎn)生異常聲音，在被膜厚度為3μm和2μm的情況下，在500小時后產(chǎn)生異常聲音。與此相對，沒有被膜的比較例的樣品在8小時后，以及形成了氧化膜的比較例的樣品在100小時后，均產(chǎn)生了異常聲音。
其次，對于通電性能，實施例的樣品與被膜的厚度無關(guān)，均能夠穩(wěn)定地獲得良好的通電性能，而形成了氧化膜以及PTFE被膜的比較例的樣品的通電性能均不良。另外，沒有被膜的比較例的樣品的通電性能當(dāng)然良好。根據(jù)以上的結(jié)果確認(rèn)出，在間隙配合的嵌合部，即內(nèi)圈的內(nèi)徑面上形成了石墨被膜或PTFE-Ni復(fù)合被膜的實施例的樣品，能夠防止蠕變導(dǎo)致的異常聲音的產(chǎn)生，且無須其他的接地機構(gòu)即可支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
實施例2對于在上述內(nèi)圈的內(nèi)徑面上形成了石墨被膜的深槽球軸承，不屏蔽內(nèi)圈的軌道面地進行被膜處理，然后，對軌道面上也附著了被膜的軸承，在與上述試驗條件相同的條件下進行了軸承壽命試驗。使軌道面的被膜厚度在0～15μm的范圍內(nèi)變化，并分別采用了十個各被膜厚度的試驗樣品。
圖3表示上述軸承壽命試驗中的各被膜厚度的試驗樣品的L10壽命(樣品的90％無破損的可使用時間)。軌道面上沒有被膜的樣品具有超過1000小時的L10壽命，被膜厚度為2μm的樣品的壽命為950小時，被膜厚度為5μm的樣品的壽命為900小時，被膜厚度為10μm的樣品的壽命為500小時，被膜厚度為15μm的樣品的壽命為300小時，隨著被膜厚度的增加，L10壽命縮短。根據(jù)該軸承壽命試驗結(jié)果可看到，在被膜處理中省略屏蔽的情況下，容許附著在軌道面上的被膜的厚度希望在10μm以下，優(yōu)選5μm以下。
在上述的實施方式中，舉例說明了將帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部嵌合在內(nèi)圈的內(nèi)徑面的深槽球軸承，但本發(fā)明的滾動軸承也適用于將軸部嵌合在外圈的外徑面的軸承，而且也不限于深槽球軸承。
另外，本發(fā)明的滾動軸承也可以用于支承因靜電等而帶電的定影輥以外的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種滾動軸承，在內(nèi)圈與外圈的軌道面之間排列有多個轉(zhuǎn)動體，并旋轉(zhuǎn)自如地支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部以間隙配合的方式嵌合于所述內(nèi)圈的內(nèi)徑面或所述外圈的外徑面，該滾動軸承的特征在于，至少在以間隙配合的方式嵌合所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈的內(nèi)徑面或外圈的外徑面上，形成有具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承，其特征在于，所述具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜是石墨被膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承，其特征在于，所述具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的被膜是在氟樹脂中配合有金屬粉的復(fù)合被膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，所述被膜的厚度為1～10μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾動軸承，其特征在于，附著于所述內(nèi)圈或外圈的軌道面的所述被膜的厚度在10μm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是將墨粉定影在印刷用紙上的定影輥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種支承帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且將該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部以間隙配合的方式嵌合于內(nèi)外圈的一方的軌道圈的滾動軸承，該滾動軸承可防止因蠕變導(dǎo)致的異常聲音的產(chǎn)生，并且不需要其他接地機構(gòu)。通過在以間隙配合的方式嵌合帶電的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部的內(nèi)圈(2)的內(nèi)徑面上，形成具有導(dǎo)電性和低摩擦滑動性的石墨被膜(6a)或PTFE－Ni復(fù)合被膜(6b)，可防止產(chǎn)生蠕變的嵌合部的金屬彼此的滑動所導(dǎo)致的異常聲音的產(chǎn)生，并且通過嵌合部使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸部與內(nèi)圈(2)導(dǎo)通，而不需要其他接地機構(gòu)。
文檔編號G03G15/20GK1945039SQ200610154089
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者本多正明 申請人:Ntn株式會社