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JP2001074041A - 滑り軸受および回転摺動体 - Google Patents

滑り軸受および回転摺動体

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Publication number
JP2001074041A
JP2001074041A JP25199699A JP25199699A JP2001074041A JP 2001074041 A JP2001074041 A JP 2001074041A JP 25199699 A JP25199699 A JP 25199699A JP 25199699 A JP25199699 A JP 25199699A JP 2001074041 A JP2001074041 A JP 2001074041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
bearing
sliding bearing
rotating shaft
inner peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25199699A
Other languages
English (en)
Inventor
Genichi Kimizuka
元一 君塚
Kenichi Murakami
健一 村上
Yasuhiro Watabe
康裕 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enplas Corp
Original Assignee
Enplas Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enplas Corp filed Critical Enplas Corp
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Priority to US09/656,402 priority patent/US6582127B1/en
Publication of JP2001074041A publication Critical patent/JP2001074041A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
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    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転速度の高速化による蓄熱、摩耗などの不具
合を抑えて、回転精度を長期にわたって高く維持でき、
製品寿命を延ばすことが可能な滑り軸受や回転摺動体を
提供する。 【解決手段】内周面２に凹凸部３を有している。凹凸部
３は、図１に示すように、凸部３ａの上部で回転軸４と
接触し、凹部３ｂが回転軸４とは接触しないで空隙をつ
くるようになっている。また凹凸部３は、内周面２の中
央部に凹部３ｂを、凹部３ｂの両側に凸部３ａを、それ
ぞれ配置して、内周面２の回転軸４と摺接する側の所定
範囲に渡って、回転軸４の回転方向に沿って一体形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、滑り軸受および回
転摺動体に関し、より詳細には、軸との摺動部位に高速
回転による不具合が生じにくくした滑り軸受および回転
摺動体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、コピー機やレーザー
ビームプリンターなどのトナーユニット、定着機ユニッ
トの各種ローラ類を支持する軸受やマイクロモーターに
用いる軸受など、種々の用途に滑り軸受が用いられてい
る。図１１に、この種の滑り軸受の従来例を示す。軸受
１０は、例えば合成樹脂を材料として射出成形して製造
されており、装置本体の基板等（図示省略）に固定され
た状態で取付けられている。滑り軸受１０の内周面１１
は、回転軸１２の外形形状（円柱形）に合わせて形成さ
れた円柱状の穴の側面で構成されている。この種の滑り
軸受１０に用いられる回転軸１２は例えば、円柱形の棒
状に形成され、滑り軸受１０に形成された上記穴に挿通
されて回転可能に支持されている。また回転軸１２に
は、歯車（図示省略）が取り付られており、他の歯車
（図示省略）に噛み合わせることで、回転力が動力源よ
り伝達されるようになっている。また、回転軸１２は、
滑り軸受１０で支持される以外の側面が図示省略した回
転可能な円筒部材の側面と接するようになっており、こ
の回転可能な円筒部材と回転軸１２とが回転することに
よって両者の間に挟まれたプリンター用紙などを給送す
ることができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来からの滑り軸受は、その内周面が軸方向に沿うほぼ両
端に渡って回転軸と摺接するように構成されており、回
転軸との接触面積が大きい。このため、回転軸が回転す
る際の摩擦が大きく、回転軸を高速回転させたときに高
温化しやすい。しかも、軸方向に沿う両端に渡って内周
面が回転軸と摺接しているため摺接箇所で生じた熱が外
部へ逃げにくい。これに伴い滑り軸受の熱膨張が大きく
なりやすく、滑り軸受が膨張、変形して回転軸の回転精
度に悪影響を与えやすい。また、摩擦による滑り軸受の
内周面の摩耗の進行度合いも早くなりやすい。そのた
め、例えば、近年において印刷速度の高速化が求められ
ているプリンターなどに用いられる各種ローラ類を支持
する軸受として従来からの滑り軸受をそのまま用いる
と、回転軸の回転精度を長期にわたって維持するのが困
難になるなど、製品の品質や製品寿命に悪影響を及ぼす
虞れがあった。また、このような回転速度の高速化に伴
う回転精度、製品寿命等に悪影響を及ぼす虞れは、上述
の滑り軸受以外に、軸に回転可能に支持される歯車やプ
ーリーなどの回転摺動体にも内在していた。
【０００４】そこで本発明は、回転速度の高速化による
蓄熱、摩耗などの不具合を抑えて、回転精度を長期にわ
たって高く維持でき、製品寿命を延ばすことが可能な滑
り軸受や回転摺動体を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に、本発明による滑り軸受は、回転軸を回転可能に支持
する滑り軸受であって、前記回転軸に対向する面の少な
くとも一部に凸部を形成してなることを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、前記凸部を、前記回転軸
の回転方向に沿って形成してもよい。
【０００７】また、本発明は、前記凸部を、前記回転軸
の回転方向と交差する方向に沿って形成してもよい。
【０００８】また、本発明による回転摺動体は、軸に回
転可能に支持される回転摺動体であって、前記軸に対向
する面の少なくとも一部に凸部を形成してなることを特
徴とする。
【０００９】また、本発明は、前記凸部を、回転方向に
沿って形成してもよい。
【００１０】また、本発明は、前記凸部を、回転方向と
交差する方向に沿って形成してもよい。
【００１１】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を、図を用
いて説明する。図１は本発明による滑り軸受の一実施形
態における要部状態説明図、図２は本実施形態の滑り軸
受の要部断面図、図３は本実施形態の滑り軸受の要部平
面図である。なお、図１の滑り軸受は、図１１の従来例
と対比させやすくするために、図２及び図３の滑り軸受
より形状、寸法を部分的に誇張して回転軸との摺接状態
がより明確になるように示してある。図１及び図２に示
すように本実施形態の滑り軸受１は、内周面２に凹凸部
３を有している。凹凸部３は、図１に示すように、凸部
３ａの上部で回転軸４と接触し、凹部３ｂが回転軸４と
は接触しないで空隙をつくるようになっている。
【００１２】なお、滑り軸受１は、図示省略したコピー
機やプリンターなどの装置の本体基板等に固定した状態
に取り付けられている。また回転軸４は滑り軸受１によ
り回転可能に支持されているとともに、他の歯車（図示
省略）に噛み合うように歯車（図示省略）が取り付られ
ていて、歯車を介して、回転力が伝達されるようになっ
ている。また、回転軸４は、滑り軸受１で支持される以
外の側面が図示省略した回転可能な円筒部材の側面と接
するようになっており、この回転可能な円筒部材と回転
軸４とが回転することによって両者の間に挟まれたプリ
ンター用紙などを給送することができるようになってい
る。
【００１３】このように構成した本実施形態の滑り軸受
によれば、図１に示すように、内周面２において凸部３
ａのみが回転軸４と摺接し、凹部３ｂが回転軸４とは接
触しないので、回転軸４との接触面積が、図１１に示す
ような従来の滑り軸受１０に比べて小さくなる。このた
め、それに伴い生ずる摩擦熱が従来の滑り軸受に比べて
低くなる。しかも、凸部３ａに生じた摩擦熱は凹部３ｂ
により形成される空間や凹部３ｂを介して滑り軸受１の
外部に逃がし易くなる。このため、従来の滑り軸受に比
べて回転軸との摩擦による滑り軸受１の熱膨張、それに
伴う変形の度合いが低くなる。従って、回転軸４を高速
回転させても回転精度を高精度に保つことができる。
【００１４】実施例 本発明の効果を実証するために、本件出願人は、回転軸
と対向する面をフラットに形成した従来の滑り軸受（図
１１参照）、及び、回転軸と対向する面に０．０３ｍｍ
の凹みをつけて凸部を形成した滑り軸受（図４参照）で
あって、その他の寸法や形状等の条件が等しい２つの滑
り軸受（以下、前者を「比較例」、後者を「実施例」と
いう。）を用いて軸受耐久試験を行い、摩擦特性を調べ
た。具体的には、比較例、実施例の滑り軸受を、同じ形
状、大きさの回転軸が夫々回転可能に支持されるように
して摩擦摩耗試験機にセットし、回転軸を所定時間回転
させ続け、回転軸の回転に伴い発生する摩擦力及び温度
を一定時間の経過ごとに測定し記録した。なお、回転軸
の回転速度は４１．５ｃｍ／ｓ（６６０ｒｐｍ）、軸受
のラジアル方向へ掛かる荷重は３．２ｋｇｆとした。ま
た、温度センサーは前記荷重でもって回転軸が軸受に押
しつけられている部位の近傍に設置した。その測定記録
を図５(a) ，(b) 及び表１に示す。図５(a) は内径形状
の異なる２つの滑り軸受の摺動時間に対する摩擦力を示
すグラフ、図５(b) はこれら２つの滑り軸受の摺動時間
に対する温度を示すグラフである。また、表１は、これ
らの測定記録を数値で示したものである。
【００１５】
【００１６】上記測定結果より、２つの軸受の摩擦力を
比べると、比較例ではおよそ０．０４７ｋｇｆとなった
のに対し、実施例ではおよそ０．０２６ｋｇｆとなり、
実施例の摩擦力は比較例の摩擦力のほぼ半分程度の大き
さになった。また、試験開始から３０分経過時までの摺
動摩擦による温度上昇度を比べると、比較例では１６°
Ｃ上昇したのに対して、実施例では１２°Ｃの上昇にと
どまった。また、試験開始から３０分経過時の温度を比
べると、比較例は４９°Ｃであるのに対して、実施例は
４６°Ｃであった。このことから、摺動摩擦による温度
は、実施例のほうが比較例に比べて高温化しにくいこと
がわかる。
【００１７】なお、比較例の摩擦力が摺動開始時点より
所定時間を経過するまで、比較的急激に上昇し、その後
にほぼ一定となっているのは、温度の上昇とともに軸受
が熱膨張したためであり、所定時間を経過した後に摩擦
力が一定となっているのは、摩擦による温度上昇度が本
試験の条件下における限界点に近づいたためと考えられ
る。また、実施例は比較例に比べて、摩擦力が小さくほ
ぼ一定となるのは、軸との摩擦面積が小さいことと、そ
れに加えて凸部で生じた摩擦熱が凹部と軸との間の空隙
に逃げやすく熱膨張の影響を受けにくいことに起因して
いると考えられる。従って、本試験結果より、実施例は
比較例に比べて摺動摩擦力を小さく抑えることができ、
また、摩擦による温度上昇度も小さく抑えることができ
るということが実証された。この試験結果に基づいて、
本発明の滑り軸受としての機能を考慮すれば、摺動摩擦
力が小さく、摩擦熱による温度上昇はできるだけ小さい
数値を示すように、回転軸との摺動面はできるだけ小さ
な形状にした方が望ましい。
【００１８】ところで、本発明による滑り軸受１のよう
に内周面２に凹凸部が形成され、アンダーカット形状と
なる部位が存在すると（図２(b) 参照）、射出成形にお
いては、その型抜きの際に、例えば型駒として、分割駒
を利用するというような何らかの工夫が要求される。し
かしながら、滑り軸受１の内周面２に形成する凸部３ａ
の突出量を少なくしたり、必要に応じて図２(a) に示す
ように、凸部３ａを頂面に向かうにしたがって幅が狭く
なるようにその側面に凹部３ｂの底面に対して傾斜を設
けておけば、分割駒を利用したりしなくても、樹脂の弾
性変形により型抜きすることが可能となる。
【００１９】図６は本発明による滑り軸受の他の実施形
態を示す要部断面図である。本実施形態の滑り軸受１
は、凸部３’ａが回転軸（図示省略）の回転方向に対し
斜めに交差するように、スクリュースプライン状に形成
されている点が、図１及び図２の実施形態と異なる。本
実施形態の滑り軸受１は、凸部３’ａがスクリュースプ
ライン状に構成されているので、内周面２を形成する型
駒を回動可能に構成することにより（図示省略）、この
型駒を回転させながら滑り軸受１を金型から抜き出すこ
とができる。また、凸部３’ａを回転軸の回転方向に対
し交差するように形成したことにより、凸部３’ａで生
じた摩擦熱を凹部３’ｂの端部より滑り軸受１の外部に
逃がし易くなるので、摩擦熱による滑り軸受の膨張をよ
り一層抑えることができる。その他の構成及び作用効果
は図１及び図２の実施形態とほぼ同じである。
【００２０】図７は本発明による滑り軸受の更に他の実
施形態を示す要部断面図である。本実施形態の滑り軸受
１は、凸部３”ａが、回転軸（図示省略）の回転方向に
沿って螺旋状に形成されている点が、図１及び図２の実
施形態と異なる。本実施形態の滑り軸受１は、凸部３”
ａが螺旋状に構成されているので、内周面２を形成する
型駒を回動可能に構成することにより（図示省略）、こ
の型駒を回転させながら滑り軸受１を金型から取り出す
ことができる。また、凸部３”ａが螺旋状に形成される
ことにより、凸部３”ａで生じた摩擦熱を凹部３”ｂを
介して形成される空間に逃がし易くなるので、摩擦熱に
よる滑り軸受の膨張をより一層抑えることができる。そ
の他の構成及び作用効果は図１及び図２の実施形態とほ
ぼ同じである。
【００２１】図８は本発明による滑り軸受の更に他の実
施形態を示す要部平面図である。本実施形態の滑り軸受
１は、回転軸４の回転方向に沿って図１及び図２の実施
形態に示すような凸部３ａが、内周面２の回転軸（図示
省略）と対向する面の所定範囲に、回転軸の回転方向に
沿って断続的に複数箇所（本図では８箇所）に分けて形
成されている。本実施形態の滑り軸受１は、凸部３ａを
回転軸４の回転方向に沿って断続的に複数箇所に分けて
形成したので、回転軸との接触面積をその分減らすこと
ができる。このため、回転軸との摺接に伴い生ずる摩擦
熱を図１及び図２の実施形態に示す滑り軸受に比べて低
減することができるので、摩擦による滑り軸受の熱膨
張、それに伴う変形の度合いを低くすることができる。
しかも、凸部３ａを内周面２の全周にわたって形成せず
に、複数箇所に分けたことにより、回転軸の回転方向に
沿って隣合う凸部３ａと凸部３ａとの間（即ち、両凸部
３ａの間の凹部３ｂ）からも摩擦熱を滑り軸受１の外部
に放出させ易くなる。従って、回転軸を高速回転させた
ときの回転精度を図１及び図２の実施形態に示す滑り軸
受に比べてより一層高精度に保つことができる。その他
の構成及び作用効果は図１及び図２の実施形態とほぼ同
じである。
【００２２】なお、滑り軸受の回転軸には、プリンター
用紙などの給送状態や歯車の噛み合い状態を良好に維持
するために、必要に応じて図示省略したバネ等を介して
歯車が噛み合う方向に力が掛けられることがある。この
とき、回転軸４は滑り軸受１の内周面２の一定の部位に
押しつけられた状態で摺接するようになる。このような
場合には、例えば図３又は図８に示す内周面２の回転軸
４と摺接する側の所定範囲（例えば回転軸４の中心Ｏか
ら９０度の範囲）にだけ、凸部３ａを形成してもよい。
【００２３】なお、本発明における凸部は、滑り軸受と
の摺接する範囲において当該滑り軸受と接触する部分と
非接触の部分とができるように段差が形成されているも
のを総て含むものとする。また、本発明の滑り軸受は、
上記各実施形態のものに限定されるものではなく、例え
ば、図１及び図２の実施形態に示す凹部３ｂ及び凸部３
ａの配置を図９に示すように逆にして凹凸部３を形成し
てもよい。また、凹部及び凸部の個数も上記各実施形態
で示した個数に限定されるものではない。その他、滑り
軸受の内周面以外の形状は、上記各実施形態の形状に限
定されるものではなく必要に応じて設計変更可能であ
る。
【００２４】更に、本発明の滑り軸受の構成は、軸に対
し回転可能に支持される歯車や滑車などの回転摺動体に
応用可能である。例えば、図１０に示すように、回転摺
動体５の軸（図示省略）に対向する面の少なくとも一部
に凹凸部６を形成すれば、回転摺動体５は上記各実施形
態における滑り軸受とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の滑り軸受に比べて、回転軸との接触面を少な
くして、摩擦力を低減させることができる。このため、
回転軸を高速回転させても、摩擦熱を低減させて軸受の
熱膨張を抑えることができ回転軸の回転精度が向上す
る。また、摩擦力が低減することにより摩耗の進行度合
いを抑えることができ、耐久性を向上させて製品寿命を
延ばすことができる。また、このような滑り軸受の構成
を回転摺動体に応用した場合には、滑り軸受と同様の効
果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による滑り軸受の一実施形態の要部状態
説明図である。
【図２】本実施形態の滑り軸受の要部断面図である。
【図３】本実施形態の滑り軸受の要部平面図である。
【図４】軸受耐久試験における本発明による滑り軸受の
一実施例の要部状態説明図である。
【図５】上記耐久試験における、摩擦特性を示すグラフ
であり、(a) は、内径形状の異なる２つの滑り軸受の摺
動時間に対する摩擦力、(b) は内径形状の２つの滑り軸
受の摺動時間に対する温度を示す。
【図６】本発明による滑り軸受の他の実施形態を示す要
部断面図である。
【図７】本発明による滑り軸受の更に他の実施形態を示
す要部断面図である。
【図８】本発明による滑り軸受の更に他の実施形態を示
す要部平面図である。
【図９】本発明による滑り軸受の更に他の実施形態を示
す要部断面図である。
【図１０】本発明による回転摺動体の一実施形態を示す
要部断面図である。
【図１１】滑り軸受の従来例の要部状態説明図である。
【符号の説明】
１，１０，２０ 滑り軸受 ２，１１ 内周面 ３，３’，３”，６ 凹凸部 ３ａ，３’ａ，３”ａ，６ａ，２２ 凸部 ３ｂ，３’ｂ，３”ｂ，６ｂ 凹部 ４，１２，２３ 回転軸 ５ 回転摺動体 ２１ 端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 康裕 埼玉県川口市並木２の30の１ 株式会社エ ンプラス内 Ｆターム(参考） 3J011 AA08 AA10 AA20 BA02 CA01 CA06 KA02 MA02 PA02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転軸を回転可能に支持する滑り軸受であ
    って、 前記回転軸に対向する面の少なくとも一部に凸部を形成
    してなることを特徴とする滑り軸受。
  2. 【請求項２】前記凸部を、前記回転軸の回転方向に沿っ
    て形成したことを特徴とする請求項１に記載の滑り軸
    受。
  3. 【請求項３】前記凸部を、前記回転軸の回転方向と交差
    する方向に沿って形成したことを特徴とする請求項１に
    記載の滑り軸受。
  4. 【請求項４】軸に回転可能に支持される回転摺動体であ
    って、 前記軸に対向する面の少なくとも一部に凸部を形成して
    なることを特徴とする回転摺動体。
  5. 【請求項５】前記凸部を、回転方向に沿って形成したこ
    とを特徴とする請求項４に記載の回転摺動体。
  6. 【請求項６】前記凸部を、回転方向と交差する方向に沿
    って形成したことを特徴とする請求項４に記載の回転摺
    動体。
JP25199699A 1999-09-06 1999-09-06 滑り軸受および回転摺動体 Pending JP2001074041A (ja)

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JP25199699A JP2001074041A (ja) 1999-09-06 1999-09-06 滑り軸受および回転摺動体
US09/656,402 US6582127B1 (en) 1999-09-06 2000-09-06 Sliding bearing and rotating sliding member

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