驅(qū)動裝置、成像設備和潤滑脂組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年5月29日在日本提交的日本專利申請?zhí)?014-111463和于 2015年3月9日在日本提交的日本專利申請?zhí)?015-045778的優(yōu)先權(quán)并且通過引用將其全 部內(nèi)容并入。
技術(shù)領域
[0003] 本發(fā)明涉及使用潤滑脂組合物的驅(qū)動裝置和成像設備，以及用于驅(qū)動裝置和成像 設備的潤滑脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 利用電子照相過程的成像設備使用用于例如圖像讀取過程、成像過程、轉(zhuǎn)印過程 和紙張傳送過程的機構(gòu)中的許多驅(qū)動裝置。常規(guī)的成像設備是大尺寸的并且作為精密設備 操縱。因而，成像設備經(jīng)常安裝在遠離在辦公室中實行辦公操作的人的地方，例如為設備提 供的專用空間。因而，在成像過程期間由這些成像設備產(chǎn)生的聲音不是嚴重問題。事實上， 由所產(chǎn)生的聲音檢查形成圖像的開始并且由聲音的停止確認形成圖像的結(jié)束。
[0005] 近年來隨著成像設備小型化的進展，成像設備就安裝在鄰近用戶的位置例如在使 用者的辦公桌或側(cè)桌上的情形已經(jīng)增加。多個用戶經(jīng)常使用用戶的個人計算機通過局域網(wǎng) (LAN)訪問成像設備以指示成像設備形成圖像。結(jié)果，成像設備的運行速率趨于增加。曾經(jīng) 不是嚴重問題的由成像設備產(chǎn)生的聲音對于鄰近安裝成像設備的位置的用戶經(jīng)常是難以 忍受的。另外，現(xiàn)在辦公室是安靜的。因而，從成像設備產(chǎn)生的聲音變得更加引人注意。
[0006] 大多數(shù)來自成像設備的聲音的產(chǎn)生來源是以上所述的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置通過經(jīng) 由例如齒輪和皮帶傳輸來自驅(qū)動源例如電動機的動能至目標以驅(qū)動目標。每個成像設備包 括許多驅(qū)動裝置。特別地，齒輪是用于傳輸驅(qū)動源動能的非常重要的部件。這種驅(qū)動裝置 通常設置有許多齒輪。由于例如在嚙合齒輪的齒面之間的摩擦、在滑動軸承和齒輪固定至 的軸之間的摩擦以及在固定不轉(zhuǎn)動的軸和在軸上轉(zhuǎn)動的齒輪之間的摩擦，從驅(qū)動裝置產(chǎn)生 聲音。
[0007] 作為降低由在齒輪的齒面之間的摩擦產(chǎn)生的噪音的實例成像設備，在日本專利申 請?zhí)亻_號2010-083658和日本專利申請?zhí)亻_號2003-312868中的成像設備已經(jīng)開發(fā)了通過 施加在齒輪的齒面上的潤滑脂組合物降低噪音。在日本專利申請?zhí)亻_號2001-228660中， 公開驅(qū)動裝置，其使用具有槽的齒輪以容納潤滑脂組合物用于防止?jié)櫥M合物從齒面脫 落。作為實例，例如以上所述的成像設備和驅(qū)動裝置，通常地，主要在齒輪上施加用于降低 噪音的潤滑脂組合物已經(jīng)是慣例。認為含有固體潤滑劑一一例如聚四氟乙烯、二硫化鉬、石 墨或氰尿酸三聚氰胺一一的稍硬的潤滑脂組合物具有降低噪音的較高效果。這種潤滑脂組 合物防止撞擊聲由齒輪之間的直接接觸產(chǎn)生，并且減少齒輪之間的摩擦和磨損，從而使得 能夠維持齒輪的平滑轉(zhuǎn)動。使用稍硬的潤滑脂組合物特別是具有低黏稠度的潤滑脂組合物 的原因是過軟的潤滑脂組合物在驅(qū)動裝置的運行期間由于離心力可從齒面脫落。常規(guī)地， 認為來自驅(qū)動裝置的噪音主要從齒輪的齒面產(chǎn)生，并且在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸 (在下文中，該軸也被描述為固定齒輪的構(gòu)件）之間產(chǎn)生的噪音是不值得考慮的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，作為更有效地降低從驅(qū)動裝置產(chǎn)生的噪音的研究結(jié)果，防止 在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間產(chǎn)生的噪音是非常重要的。穿過滑動軸承的軸經(jīng)常直 接連接到用作驅(qū)動源的電動機，或者布置在目標最后被驅(qū)動的位置上。穿過滑動軸承的軸 在施加到軸上的高速度和扭矩下轉(zhuǎn)動，因而，相對較大地波動。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然由在滑動軸 承和穿過滑動軸承的軸之間的滑動運動產(chǎn)生的噪音是相對較小的，但滑動軸承和穿過滑動 軸承的軸很大程度上影響從驅(qū)動裝置整體產(chǎn)生的噪音。在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之 間產(chǎn)生的噪音是由軸不平滑轉(zhuǎn)動引起的。由于軸不平滑轉(zhuǎn)動造成的不良影響被傳播到其他 齒輪，從而引起作為驅(qū)動裝置整體產(chǎn)生較大的噪音。
[0009] 不能夠在滑動軸承中平滑轉(zhuǎn)動的軸縮短了滑動軸承的運行壽命。具體地，滑動軸 承通常地經(jīng)常由塑料材料制成，這是因為塑料材料可實現(xiàn)例如降低重量、容易維修部件以 及降低成本。當穿過滑動軸承的軸（固定齒輪的構(gòu)件）由金屬材料制成并且不穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動 同時與滑動軸承直接接觸時，軸容易引起滑動軸承磨損或損壞。隨著滑動軸承的磨損或損 壞程度增加，軸更加不穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動，從而引起較大的噪音。結(jié)果，在其運行壽命結(jié)束之前，需 要在早期階段更換滑動軸承。
[0010] 本發(fā)明人已經(jīng)進行實驗以通過在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間提供潤滑脂 組合物以降低滑動軸承的磨損。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)含有固體潤滑劑的潤滑脂組合物對在滑 動軸承和穿過滑動軸承的軸之間的摩擦幾乎沒有效果，并且事實上一些潤滑脂組合物經(jīng)常 惡化噪音。當將它們施加在齒輪的齒面上時，大多數(shù)惡化噪音的潤滑脂組合物降低噪音。這 些潤滑脂組合物經(jīng)常惡化噪音的原因是由于在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間的小間 隙，大尺寸的固體潤滑劑被捕獲到滑動軸承或軸，從而阻礙軸的轉(zhuǎn)動。
[0011] 在成型之后由塑料材料制成的滑動軸承在尺寸精度上不如由金屬材料（包括合 金）制成的滑動軸承。因而，減小在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間的間隙的尺寸變化 是困難的。因而，潤滑脂組合物中含有的具有相對大尺寸的固體潤滑劑容易被捕獲到滑動 軸承或軸，從而阻礙軸的轉(zhuǎn)動。結(jié)果，產(chǎn)生噪音。
[0012] 本發(fā)明的目標是提供驅(qū)動裝置、成像設備和潤滑脂組合物，該潤滑脂組合物可以 防止噪音的發(fā)生同時保持穿過滑動軸承的軸平滑轉(zhuǎn)動。
[0013] 根據(jù)實施方式，驅(qū)動裝置包括滑動軸承；穿過滑動軸承的軸；固定到軸的齒輪；和 在滑動軸承和軸之間的間隙中容納的潤滑脂組合物?；瑒虞S承和軸的至少一個是由樹脂制 成的。間隙在10至110 μπι的范圍內(nèi)。潤滑脂組合物含有烴基礎油和用作增稠劑的鋰皂。 烴基礎油與鋰皂的重量比是在94. 5:5. 5至96. 0:4. 0的范圍內(nèi)。潤滑脂組合物的黏稠度在 360至400的范圍內(nèi)。
[0014] 當連同附圖考慮時，通過閱讀本發(fā)明目前優(yōu)選實施方式的以下詳細描述將更好地 理解本發(fā)明的以上和其他目標、特征、優(yōu)勢以及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)意義。
【附圖說明】
[0015] 圖1是圖解在實驗中使用的第一測試驅(qū)動裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖2是圖解用于實驗的第二測試驅(qū)動裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖3是圖解根據(jù)實施方式的驅(qū)動裝置的主要部件的主結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖4是圖解根據(jù)實施方式的成像設備的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖5是圖解用于測量摩擦系數(shù)的裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖6是圖解第一測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關系的圖表；
[0021] 圖7是圖解第二測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關系的圖表；
[0022] 圖8是圖解第三測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關系的圖表；和
[0023] 圖9是圖解第四測試中潤滑脂類型、油分離度和運行時間之間關系的圖表。
【具體實施方式】
[0024] 以下描述了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置和成像設備的實施方式。
[0025] 首先，描述了由本發(fā)明人進行的實驗。本發(fā)明人已經(jīng)檢查了滑動軸承和穿過滑動 軸承的軸（在下文中該軸也被描述為固定齒輪的構(gòu)件）之間的關系以進行關于如何適當?shù)?維持穿過滑動軸承的軸的平滑轉(zhuǎn)動的研究。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之 間的摩擦理想地是處于流體摩擦狀態(tài)，并且在滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間在長時間 段內(nèi)穩(wěn)定地提供潤滑脂組合物是重要的。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當將相對硬的潤滑脂組合物施加在 滑動軸承和穿過滑動軸承的軸之間時，在其間產(chǎn)生極其小的縫隙，從而使得難以維持穿過 滑動軸承的軸的平滑轉(zhuǎn)動。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當將相對軟的潤滑脂組合物施加在滑動軸承和穿 過滑動軸承的軸之間時，在施加之后潤滑脂組合物立即存在于滑動軸承和軸之間，但是經(jīng) 過長時間段之后在其間產(chǎn)生了極小縫隙。這使得難以維持軸的平滑轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生極小縫隙的 原因是穿過滑動軸承的軸的轉(zhuǎn)動加快了軟的潤滑脂組合物的流出。
[0026] 本發(fā)明人進行了如下實驗。
[0027] 潤滑脂組合物1由以下配方制備：
[0028] 具有24mm2/s動力粘度的合成油：按重量計74%
[0029] 鋰皂：按重量計9%
[0030] 聚四氟乙烯（PTFE):按重量計5%
[0031] 二硫化鉬：按重量計4 %
[0032] 氰尿酸三聚氰胺：按重量計8%
[0033] 潤滑脂組合物1的黏稠度（由日本工業(yè)標準（JIS)K2220確定）是300。
[0034] 潤滑脂組合物2由以下配方制備：
[0035] 具有12mm2/s動力粘度的合成油：按重量計90%
[0036] 鋰皂：按重量計3. 8 %
[0037] 苯乙烯添加劑：按重量計6. 2%
[0038] 潤滑脂組合物2的黏稠度是370。
[0039] 圖1是圖解用于實驗的第一測試驅(qū)動裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖1中，第一測試驅(qū) 動裝置900的電動機齒輪902(由易切削鋼制成）具有9齒、0. 5的模數(shù)和16°的扭轉(zhuǎn)角。 齒輪906 (由聚縮醛制成）具有109齒、0. 5的模數(shù)和16°的扭轉(zhuǎn)角。支撐軸903的兩個滑 動軸承904(由聚縮醛樹脂制成）的孔徑是6. 03mm。兩個滑動軸承904關于軸903具有相 同的結(jié)構(gòu)關系。因而，在以下描述中關于軸903的結(jié)構(gòu)關系對一個滑動軸承904描述。軸 903 (由易切削鋼制成）的外直徑是5. 99mm。測量了滑動軸承904和軸903之間的間隙。具 體地，在孔的整個外圍上測量了滑動軸承904的孔徑并且確定了最大值和最小值。在軸的 整個外圍上測量了軸903的直徑并且確定了最大值和最小值。從滑動軸承904孔徑的最大 值減去軸903直徑的最小值。該減法結(jié)果獲得作為最大間隙值。從滑動軸承904孔徑的最 小值減去軸903直徑的最大值。該減法結(jié)果獲得作為最小間隙值。最大和最小值以微米獲 得，并且四舍五入小數(shù)點后第一位。每個所得的值是18 μm。在其他實驗中以如上所述的相 同方式測量間隙。通過四舍五入最大值小數(shù)點后第一位獲得的值和通過四舍五入最小值小 數(shù)點后第一位獲得的值在所有間隙中是彼此相等的。
[0040] 電動機901在2750rpm下轉(zhuǎn)動并且在滑動軸承904和軸903之間不提供任何東西。 在三分鐘之后，從整個裝置產(chǎn)生的噪音測量為無潤滑脂噪音。
[0041] 在以下描述中，顯示相對有利結(jié)果的實驗條件被稱作"實施例"而顯示不利結(jié)果的 實驗條件被稱作"比較實施例"。
[0042] 比較實施例1
[0043] 將潤滑脂組合物1施加在滑動軸承904和軸903之間，并且電動機901在2750rpm 下轉(zhuǎn)動。在