JP7528594B2 - Rolling bearing and bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受及び軸受装置に関する。 The present invention relates to rolling bearings and bearing devices.
一般情報機器、例えば複写機の感光ドラムは、画像を現出させるために静電気の帯電、除電を繰り返している。具体的には、まず、感光ドラムの表面に帯電電極により静電気を帯電させた後、原稿の画像をランプと光学系により、感光ドラムの表面に露光させる。これにより、露光された部分(原稿の白地部分)の静電気は光により除電され、画像の部分は帯電状態がそのまま残る。次いで、感光ドラムの表面にトナーを供給すると、トナーは感光ドラムの表面の帯電している部分に付着して画像が現出する。感光ドラムの表面に付着したトナーは、転写電極により複写用紙に転写され、複写用紙に転写されたトナー(画像)は、熱と圧力により複写用紙に定着され排出される。一方で、次のコピーに備えるために、除電電極により、感光ドラムの表面に帯電している静電気が除電される。 The photosensitive drum of a general information device, for example a copying machine, is repeatedly charged and de-charged to produce an image. Specifically, the surface of the photosensitive drum is first charged with static electricity by a charging electrode, and then the image of the original is exposed to the surface of the photosensitive drum by a lamp and optical system. As a result, the static electricity in the exposed area (white area of the original) is de-charged by the light, and the image area remains charged. Next, when toner is supplied to the surface of the photosensitive drum, the toner adheres to the charged area of the surface of the photosensitive drum and the image appears. The toner adhered to the surface of the photosensitive drum is transferred to the copy paper by a transfer electrode, and the toner (image) transferred to the copy paper is fixed to the copy paper by heat and pressure and discharged. Meanwhile, the static electricity on the surface of the photosensitive drum is de-charged by a de-charging electrode in preparation for the next copy.
このような帯電、除電を繰り返す間に、感光ドラムには静電気が帯電する。感光ドラムには転がり軸受が直結しているが、軌道輪と転動体との接触部分に電流が流れると、薄い潤滑油膜を通してスパークし、その表面が局部的に溶融し凹凸となる現象、すなわち電食が生じることが分かっている。その対策として、例えば特許文献1に示されているように、金属ブラシなどの導電性部材を用いて内輪と外輪とを通電させることが広く行われている。
As this charging and de-charging is repeated, the photosensitive drum becomes statically charged. A rolling bearing is directly connected to the photosensitive drum, and it is known that when current flows through the contact area between the raceway and the rolling element, sparks occur through the thin lubricating oil film, causing the surface to melt locally and become uneven, i.e., electrolytic corrosion. As a countermeasure to this, it is widely practiced to pass electricity between the inner and outer rings using a conductive member such as a metal brush, as shown in
金属ブラシなどの導電性部材は、一方の端部を外輪の内周面に取り付けられ、内輪に向かって垂下し、他端が内輪の外周面に摺接するように取り付けられている。そのため、導電性部材と軌道面との距離が近く、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入して潤滑性能を劣化させる問題があった。 One end of a conductive member such as a metal brush is attached to the inner surface of the outer ring and hangs down toward the inner ring, with the other end attached so that it slides against the outer surface of the inner ring. As a result, the distance between the conductive member and the raceway surface is short, which can cause contamination from the conductive member to get into the bearing and degrade the lubrication performance.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、金属ブラシなどの導電性部材を備える転がり軸受において、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入するのを防止することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to prevent contamination from conductive members such as metal brushes from entering the inside of a rolling bearing equipped with such conductive members.
上記の課題は、本発明に係る下記の転がり軸受及び軸受装置により解決される。
(1) 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体と、
前記内輪と前記外輪との隙間を封鎖する一対のシールとを備え、
前記内輪、前記外輪及び前記シールの間の空間に潤滑剤が封入され、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
前記内輪の軸方向の幅が、前記外輪の軸方向の幅よりも広く、
前記シールよりも軸受端部側において、前記内輪における前記外輪と対向しない側の軸方向端部から、前記外輪との間で電気的に導通する前記軸受装置のハウジングの内周面に延びることにより、前記内輪と前記ハウジングとを電気的に導通させる導電性部材を備えるとともに、
前記外輪が、前記空間に空気を送入するための貫通孔を備えることを特徴とする転がり軸受。
(2) 上記(1)に記載の転がり軸受と、
前記貫通孔を通じて前記空間に空気を送入するための空気供給源と、
を備えることを特徴とする軸受装置。
The above problems are solved by the following rolling bearing and bearing device according to the present invention.
(1) an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface;
an outer ring having an outer ring raceway on an inner circumferential surface;
a plurality of rolling elements held between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface so as to be capable of rolling;
A pair of seals are provided to seal a gap between the inner ring and the outer ring,
A rolling bearing in which a lubricant is sealed in a space between the inner ring, the outer ring, and the seal, and the rolling bearing is assembled into a bearing device,
the axial width of the inner ring is greater than the axial width of the outer ring,
a conductive member extending from an axial end of the inner ring on a side not facing the outer ring to an inner circumferential surface of a housing of the bearing device that is electrically conductive between the inner ring and the outer ring, the conductive member electrically connecting the inner ring and the housing;
A rolling bearing characterized in that the outer ring is provided with a through hole for supplying air to the space.
(2) The rolling bearing according to (1 ) above;
an air supply source for supplying air into the space through the through hole;
A bearing device comprising:
本発明によれば、金属ブラシなどの導電性部材を備える転がり軸受において、導電性部材からのコンタミが軸受内部に侵入するのを防止することができる。 According to the present invention, in a rolling bearing equipped with a conductive member such as a metal brush, it is possible to prevent contamination from the conductive member from entering the inside of the bearing.
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る転がり軸受の第1実施形態を示す断面図である。図示されるように、転がり軸受1は、外周面5に内輪軌道面6を有する内輪7と、内周面2に外輪軌道面3を有する外輪4とを備えており、内輪軌道面6と外輪軌道面3との間には、複数の転動体8が保持器9により転動自在に保持されている。なお、図示される転がり軸受1は、内輪7の内輪軌道面6を含めた外周面5が傾斜したアンギュラ軸受である。また、内輪7と外輪4との両端の隙間は一対のシール10,10で封鎖されており、内輪7、外輪4及びシール10,10の間の空間、言い換えれば、シール10,10と転動体8とで形成された軸受空間に、グリースや潤滑油(図示せず)などの潤滑剤が封入されている。なお、図1において一対のシール10,10は、内輪7又は外輪4とシール10との間に実質的に隙間を有さない接触型のものを示しているが、内輪7又は外輪4とシール10との間に所定の隙間を有する非接触型のものであってもよい。
First Embodiment
1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a rolling bearing according to the present invention. As shown in the figure, the rolling
内輪7には、軸受装置の軸20が嵌合しており、本実施形態では、軸20の回転とともに内輪7が回転する内輪回転型である。また、外輪4はハウジング30に嵌合している。このように、転がり軸受1は、軸受装置の軸20とハウジング30の間に嵌合した状態で組み込まれる。また、内輪7は、軸20と嵌合することで、内輪7と軸20とは電気的に導通されており、外輪4は、ハウジング30と嵌合することで、外輪4とハウジング30とは電気的に導通されている。
The
本実施形態において、外輪4及び内輪7は、シール10よりも軸受端部側(図1の例では右側)が軸方向にそれぞれ延出しており、当該延出部において、内輪7の外周面5と外輪4の内周面2の間を電気的に導通させる、円盤状の導電性部材50が取り付けられる。詳細には、導電性部材50は、外輪4の延出部から延びることにより、その端部51が内輪7の外周面5に当接している。
In this embodiment, the
したがって、例えばハウジング30に発生した静電気(漏れ電流)が、転がり軸受1における、外輪軌道面3と転動体8との接触部分に流れた場合、外輪4から導電性部材50を通じて軸20に導通して除電される。あるいは、軸20に発生した静電気(漏れ電流)が、転がり軸受1における、内輪軌道面6と転動体8との接触部分に流れた場合、内輪7から導電性部材50を通じてハウジング30に導通して除電される。
Therefore, for example, if static electricity (leakage current) generated in the
なお、導電性部材50としては、従来と同様の金属ブラシを用いることができるが、その他のものとして、例えば、導電性ゴムを用いたシールなどであってもよい。また、導電性部材50は、接着やネジ止め等の方法によって、外輪4の延出部に取り付けられればよい。さらに、図示は省略するが、摺接による経時的な摩耗による導通低下を防ぐために内輪7又は外輪4にスプリングを埋設して導電性部材50を取り付けて、他方側に付勢してもよい。
The
ここで、導電性部材50の端部51と、内輪7の外周面5とは、軸20及び内輪7の回転に伴って、導電性部材50の端部51からの摩耗粉が発生し、これがコンタミとなり、一対のシール10,10を介して軸受内部に侵入することが懸念される。
Here, as the
しかしながら、本実施形態では、外輪4には、一方(図の例では右側)のシール10よりも転動体8の側、すなわち、内輪7、外輪4及びシール10,10の間の空間、言い換えれば、シール10,10と転動体8とで形成された軸受空間内において、外輪4における外周面14から内周面2の外輪軌道面3以外の位置、例えば図1においては溝肩の位置にまで通じる貫通孔15が貫設されている。貫通孔15には、外部から空気が送入されて軸受空間の内部圧を高める。そして、軸受空間の内部圧が高められることにより、摩耗粉が軸受内部に侵入するのを防ぐことができる。
However, in this embodiment, the
なお、図1に示すように、ハウジング30には、貫通孔15に連結する連結部31が形成されており、連結部31には空気を送り込むための空気供給源(図示せず)が接続されている。
As shown in FIG. 1, the
(第2実施形態)
上記の第1実施形態では、導電性部材50が内輪7と外輪4との間に配設されているが、外輪4を軸方向に幅広にして、外輪4と軸受装置の軸20との間に導電性部材50を取り付けることも可能である。なお、本実施形態においても上記第1実施形態と同様、軸20の回転とともに内輪7が回転する内輪回転型の転がり軸受の例で説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the
本実施形態では、図2に示すように、外輪4の一方(図1の例では右側)の軸方向の幅が、内輪7の軸方向の幅よりも広くなっており、シール10よりも軸受端部側において、外輪4における内輪7と対向しない側の軸方向端部、すなわち側端面40の近傍に、円盤状の導電性部材50が取り付けられる。図示されるように、導電性部材50は、上記軸方向端部から延びることにより、その端部51が軸20の外周面21に当接している。したがって、例えばハウジング30に発生した静電気(漏れ電流)が、転がり軸受1における外輪軌道面3と転動体8との接触部分に流れた場合、外輪4から導電性部材50を通じて軸20に導通して除電される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the axial width of one side of the outer ring 4 (the right side in the example of FIG. 1) is wider than the axial width of the
また、導電性部材50の端部51と、軸20の外周面21とは、軸20の回転に伴って、導電性部材50の端部51からの摩耗粉が発生し、これがコンタミとなり、一対のシール10,10を介して軸受内部に侵入することが懸念される。しかしながら、本実施形態では、内輪7よりも軸方向に幅広の外輪4における内輪7と対向しない側の軸方向端部(側端面40近傍)に、導電性部材50を有していることから、その端部51が内輪7やシール10,10から離れており、内輪7やシール10,10と、摩耗粉が生じ得る導電性部材50の端部51との間に十分な距離が存在するため、摩耗粉が軸受内部に侵入するのを防ぐことができる。
In addition, there is a concern that wear powder will be generated from the
なお、導電性部材50が、上記第1実施形態で説明した導電性ゴムを用いたシールの場合には、転がり軸受1を上記シール10,10と合わせて二重シール構造とすることができ、当該導電性部材50によって、コンタミの軸受内部への侵入防止と、軸受内部のシール性確保の両立を図ることができる。
When the
また、導電性部材50における、外輪4の内周面2への取り付け位置(便宜的に、図2において、導電性部材50の軸方向中心位置Cを定義する)までの距離Lは、内輪7の側端面70から離れているほど好ましく、軸受全体の幅などを考慮して適宜決定される。
The distance L of the
さらに、本実施形態においては、上記第1実施形態と比べて、導電性部材50の端部51から発生した摩耗粉がコンタミとなり、一対のシール10,10を介して軸受内部に侵入することの懸念が軽減されるものの、軸受内部へのコンタミの侵入をより確実に防止するためには、第1実施形態と同様、シール10,10と転動体8とで形成された軸受空間に空気を送入するための貫通孔15が設けられているのが好ましい。これにより、摩耗粉が軸受内部に侵入するのをより確実に防ぐことができる。
Furthermore, in this embodiment, compared to the first embodiment, the concern that wear powder generated from the
(第3実施形態)
本実施形態は、上記第2実施形態で説明した、内輪7の側端面70から、導電性部材50における外輪4の内周面2への取り付け位置までの距離Lが、第2実施形態よりも大きい場合の例である。上述のとおり、上記距離Lは大きいほど、内輪7やシール10,10と、摩耗粉が生じ得る導電性部材50の端部51との間により十分な距離を確保することができ、摩耗粉が軸受内部に侵入するのをより確実に防ぐことができる。
Third Embodiment
This embodiment is an example in which the distance L from the side end face 70 of the
ところで、第2実施形態及び第3実施形態では、外輪4を軸方向に幅広にして導電性部材50を取り付けたが、内輪7を軸方向に幅広にして、導電性部材50を取り付けることも可能である。図示は省略するが、この場合にあっては、シール10よりも軸受端部側において、外輪4よりも軸方向に幅広の内輪7における、外輪4と対向しない側の軸方向端部に、導電性部材50を有していることから、その端部51が外輪4やシール10から離れており、外輪4やシール10と、ハウジング30の回転に伴って摩耗粉が生じ得る導電性部材50の端部51との間に十分な距離が存在するため、上記貫通孔15を通じた軸受空間の内部圧を高める作用効果と合わせて、摩耗粉が軸受内部に侵入するのをより確実に防ぐことができる。
In the second and third embodiments, the
なお、本発明において転がり軸受1の種類には制限はなく、転動体8として、上記実施形態で示す玉以外の、例えばころである円筒軸受等にも適用可能である。また、本発明には、上述した各種の転がり軸受1と、転がり軸受1の貫通孔15を通じて空間に空気を送入するための空気供給源とを備える軸受装置も含まれる。
In the present invention, there is no restriction on the type of rolling
1 転がり軸受
2 内周面
3 外輪軌道面
4 外輪
5 外周面(内輪側)
6 内輪軌道面
7 内輪
8 転動体
9 保持器
10 シール
14 外周面(外輪側)
15 貫通孔
20 軸
21 軸の外周面
30 ハウジング
31 連結部
40 側端面
50 導電性部材
51 端部
1 Rolling bearing 2 Inner
6 Inner
15 Through
Claims (2)
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に保持される複数の転動体と、
前記内輪と前記外輪との隙間を封鎖する一対のシールとを備え、
前記内輪、前記外輪及び前記シールの間の空間に潤滑剤が封入され、かつ、軸受装置に組み込まれる転がり軸受において、
前記内輪の軸方向の幅が、前記外輪の軸方向の幅よりも広く、
前記シールよりも軸受端部側において、前記内輪における前記外輪と対向しない側の軸方向端部から、前記外輪との間で電気的に導通する前記軸受装置のハウジングの内周面に延びることにより、前記内輪と前記ハウジングとを電気的に導通させる導電性部材を備えるとともに、
前記外輪が、前記空間に空気を送入するための貫通孔を備えることを特徴とする転がり軸受。 an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer circumferential surface;
an outer ring having an outer ring raceway on an inner circumferential surface;
a plurality of rolling elements held between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface so as to be capable of rolling;
A pair of seals are provided to seal a gap between the inner ring and the outer ring,
A rolling bearing in which a lubricant is sealed in a space between the inner ring, the outer ring, and the seal, and the rolling bearing is assembled into a bearing device,
the axial width of the inner ring is greater than the axial width of the outer ring,
a conductive member extending from an axial end of the inner ring on a side not facing the outer ring to an inner circumferential surface of a housing of the bearing device that is electrically conductive between the inner ring and the outer ring, the conductive member electrically connecting the inner ring and the housing;
A rolling bearing characterized in that the outer ring is provided with a through hole for supplying air to the space.
前記貫通孔を通じて前記空間に空気を送入するための空気供給源と、
を備えることを特徴とする軸受装置。 A rolling bearing according to claim 1 ;
an air supply source for supplying air into the space through the through hole;
A bearing device comprising:
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