驱动装置、成像设备和润滑脂组合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年5月29日在日本提交的日本专利申请号2014-111485和于 2015年3月9日在日本提交的日本专利申请号2015-045785的优先权并且通过引用将其全 部内容并入。
技术领域
[0003] 本发明涉及使用润滑脂组合物的驱动装置和成像设备，W及用于驱动装置和成像 设备的润滑脂组合物。
【背景技术】
[0004] 利用电子照相过程的成像设备使用用于例如图像读取过程、成像过程、转印过程 和纸张传送过程的机构中的许多驱动装置。常规的成像设备是大尺寸的并且作为精密设备 操纵。因而，成像设备经常安装在远离在办公室中实行办公操作的人的地方，例如为设备提 供的专用空间。因而，在成像过程期间由送些成像设备产生的声音不是严重问题。事实上， 由所产生的声音检查形成图像的开始并且由声音的停止确认形成图像的结束。
[0005] 近年来随着成像设备小型化的进展，成像设备就安装在邻近用户的位置例如在使 用者的办公桌或侧桌上的情形已经增加。多个用户经常使用用户的个人计算机通过局域网 (LAN)访问成像设备W指示成像设备形成图像。结果，成像设备的运行速率趋于增加。曾经 不是严重问题的由成像设备产生的声音对于邻近安装成像设备的位置的用户经常是难W 忍受的。另外，现在办公室是安静的。因而，从成像设备产生的声音变得更加引人注意。
[0006] 大多数来自成像设备的声音的产生来源是W上所述的驱动装置。驱动装置通过经 由例如齿轮和皮带传输来自驱动源例如电动机的动能至目标W驱动目标。每个成像设备包 括许多驱动装置。特别地，齿轮是用于传输驱动源动能的非常重要的部件。送种驱动装置 通常设置有许多齿轮。由于例如在喃合齿轮的齿面之间的摩擦、在滑动轴承和齿轮固定至 的轴之间的摩擦W及在固定不转动的轴和在轴上转动的齿轮之间的摩擦，从驱动装置产生 声音。
[0007] 作为降低由在齿轮的齿面之间的摩擦产生的噪音的实例成像设备，在日本专利申 请特开号2010-083658和日本专利申请特开号2003-312868中的成像设备已经开发了通过 施加在齿轮的齿面上的润滑脂组合物降低噪音。在日本专利申请特开号2001-228660中， 公开驱动装置，其使用具有槽的齿轮W容纳润滑脂组合物用于防止润滑脂组合物从齿面脱 落。作为实例，例如W上所述的成像设备和驱动装置，通常地，主要在齿轮的齿面上施加用 于降低噪音的润滑脂组合物已经是惯例。认为含有固体润滑剂一例如聚四氣己帰、二硫 化钢、石墨或氯尿酸Η聚氯胺一的稍硬的润滑脂组合物具有降低噪音的较高效果。送种 润滑脂组合物防止撞击声由齿轮之间的直接接触产生，并且减少齿轮之间的摩擦和磨损， 从而使得能够维持齿轮的平滑转动。使用稍硬的润滑脂组合物特别是具有低黏稠度的润滑 脂组合物的原因是过软的润滑脂组合物在驱动装置的运行期间由于离必力可从齿面脱落。 常规地，认为来自驱动装置的噪音主要从齿轮的齿面产生，并且轴和在穿过齿轮的孔的轴 的外围表面上转动的齿轮之间产生的噪音是不值得考虑的。
【发明内容】
[0008] 本发明人已经进行研究W有效地进一步降低从驱动装置产生的噪音，并且发现防 止轴和在穿过齿轮的孔的轴的外围表面上转动的齿轮之间产生的噪音是非常重要的。一般 地，在穿过齿轮的孔的轴的外围表面上转动的齿轮通常是大的。发现当送种大齿轮不能平 滑地转动时，与该齿轮喃合的其他齿轮也不规则地转动，并且转动的不规则性传播到其他 齿轮造成来自作为整体的驱动装置的大噪音。
[0009] 不能在轴的外围表面上平滑地转动的齿轮缩短了齿轮的运行寿命。具体地，在轴 的外围表面上转动的齿轮通常地经常由塑料材料制成，送是因为塑料材料可实现例如降低 重量、容易维修部件W及降低成本。当穿过齿轮的孔的轴由金属材料制成时，在轴的外围表 面上不稳地转动的齿轮的内圆周表面容易磨损或损坏。随着齿轮的孔的内圆周表面的磨损 或损坏程度的增加，齿轮进一步不稳地转动，从而引起大噪音。结果，在其运行寿命结束之 前，需要在早期阶段更换齿轮。
[0010] 本发明人已经进行实验W通过在轴和在轴的外围表面上转动的齿轮的孔的内圆 周表面之间提供润滑脂组合物W减小齿轮的内圆周表面的磨损，其中轴处在轴穿过齿轮的 孔的状态。已经发现，大多数含有如W上所述混合的固体润滑剂的润滑脂组合物对在齿轮 的孔和穿过该孔的轴之间的摩擦几乎没有提供效果，并且事实上一些润滑脂组合物经常恶 化噪音。当将它们施加在齿轮的齿面上时，大多数恶化噪音的润滑脂组合物降低噪音。送种 润滑脂组合物经常恶化噪音的原因是由于齿轮的孔的内圆周表面和穿过该孔的轴之间的 小间隙，大尺寸的固体润滑剂被捕获到齿轮的孔的内圆周表面或轴，从而阻碍齿轮的转动。
[0011] 在成型之后由塑料材料制成的齿轮在尺寸精度上不如由金属材料（包括合金）制 成的齿轮。因而，减小齿轮的孔的内圆周表面和穿过该孔的轴之间的间隙的尺寸变化是困 难的。因而润滑脂组合物中含有的具有相对大尺寸的固体润滑剂容易捕获到齿轮的孔的内 圆周表面或轴，从而阻碍齿轮的转动。结果，产生噪音。
[0012] 本发明的目标是提供驱动装置、成像设备和润滑脂组合物，该润滑脂组合物可W 防止噪音的发生同时维持在穿过齿轮的孔的轴的外围表面上转动的齿轮的平滑转动。
[0013] 根据实施方式，驱动装置包括具有孔的齿轮；穿过孔的轴；和容纳在轴和孔的内 圆周表面之间的间隙中的润滑脂组合物。齿轮在轴的外围表面上转动。齿轮和轴的至少一 个是由树脂制成的。间隙在10至lioum的范围内。润滑脂组合物含有姪基础油和用作增 稠剂的裡皂。姪基础油与裡皂的重量比在94. 5:5. 5至96. 0:4. 0的范围内。润滑脂组合物 的黏稠度在360至400的范围内。
[0014] 当连同附图考虑时，通过阅读本发明目前优选实施方式的W下详细描述将更好地 理解本发明的W上和其他目标、特征、优势W及技术和产业意义。
【附图说明】
[0015] 图1是图解在实验中使用的用于测试的驱动装置的示意性结构图；
[0016] 图2是图解根据实施方式的驱动装置的主要部件的主结构图；
[0017]图3是图解根据实施方式的成像设备的示意性结构图；
[001引图4是图解用于测量摩擦系数的装置的示意性结构图；
[0019] 图5是图解第一测试中润滑脂类型、摩擦系数和摩擦周期数之间关系的图表；
[0020] 图6是图解第二测试中润滑脂类型、摩擦系数和摩擦周期数之间关系的图表；
[0021] 图7是图解第Η测试中润滑脂类型、摩擦系数和摩擦周期数之间关系的图表；和
[0022] 图8是图解第四测试中润滑脂类型、油分离度和运行时间之间关系的图表。
【具体实施方式】
[0023]W下描述了根据本发明的驱动装置和成像设备的实施方式。
[0024] 首先，描述了由本发明人实施的实验。本发明人已经检查了齿轮的孔和穿过该孔 的轴之间的关系W进行关于如何适当地维持在穿过齿轮的孔的轴的外围表面上转动的齿 轮的平滑转动的研究。已经发现齿轮的孔的内圆周表面和穿过该孔的轴之间的摩擦理想地 是处于流体摩擦状态，并且在齿轮的孔的内圆周表面和穿过该孔的轴之间在长时间段内稳 定地提供润滑脂组合物是重要的。也已经发现当将相对硬的润滑脂组合物施加在齿轮的孔 的内圆周表面和穿过该孔的轴之间时，在其间产生极小的缝隙，从而使得难W维持齿轮的 平滑转动。还已经发现当施加相对软的润滑脂组合物时，在施加之后润滑脂组合物立即存 在于齿轮的孔的内圆周表面和穿过该孔的轴之间，但是经过长时间段之后在其间产生极小 的缝隙。送使得难W维持齿轮的平滑转动。产生极小的缝隙的原因是在轴的外围表面上的 齿轮的转动加快了软的润滑脂组合物的流出。
[0025] 本发明人进行了如下实验。
[0026] 润滑脂组合物1由W下配方制备：
[0027] 具有24mm2/s粘度的合成油：按重量计74%
[002引裡皂；按重量计9%
[0029] 聚四氣己帰（PT阳）；按重量计5%
[0030] 二硫化钢：按重量计4 %
[0031] 氯尿酸Η聚氯胺：按重量计8%
[0032] 润滑脂组合物1的黏稠度（由日本工业标准（JIS)K2220确定）是300。
[0033] 润滑脂组合物2由W下配方制备：
[0034] 具有12mm2/s粘度的合成油：按重量计90%
[0035] 裡皂；按重量计3. 8%
[0036] 苯己帰添加剂：按重量计6.2%
[0037] 润滑脂组合物2的黏稠度是370。
[0038] 图1是图解用于实验的测试驱动装置920的示意性结构图。在测试驱动装置920 中，将滑动轴承904提供至第一侧板909和第二侧板910的每个。将第二齿轮908固定到 穿过两个滑动轴承904的轴903。在第一侧板909和第二侧板910之间延伸的固定的轴913 不可转动地固定在其上。具有通孔的第一齿轮911安装在固定的轴913上。固定的轴913 可转动地支撑第一齿轮911。第一齿轮911具有驱动齿轮部分911a和从动齿轮部分91化， 其二者都围绕相同的轴线转动并整体地形成。
[0039] 将待驱动的目标914固定至由滑动轴承904可转动地支撑的轴903的一端。电动 机齿轮902与第一齿轮911的驱动齿轮部分911a喃合。通过第一齿轮911、第二齿轮908 和轴903将电动机齿轮902的转动驱动力传输到待被驱动的目标914。
[0040] 表1中阐明了试验驱动装置920的单个元件的规格。
[0041]
[004引 P0M ;聚甲醒，被称为聚缩醒树脂
[0043] 在测试驱动装置920中，测量了第一齿轮911和穿过第一齿轮911的通孔的固定 的轴913之间的间隙。具体地，在整个圆周上测量了第一齿轮911的通孔的直径，并且获得 了其最大值和最小值。在轴的整个圆周上测量了固定的轴913的直径，并且获得了其最大 值和最小值。接着，作为从第一齿轮911的孔径的最大值减去固定的轴913直径的最小值 的结果获得间隙最大值。作为从第一齿轮911孔径的最小值减去固定的轴913的直径的最 大值的结果获得间隙最小值。最大值和最小值都W微米单位获得，并且四舍五入小数点后 第一位。送两个值的结果彼此一致，即，40[um]。在W下所述的其他实验中，W相同的方式