CN111503160B - 空气涡轮用滚动轴承 - Google Patents

空气涡轮用滚动轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN111503160B
CN111503160B CN201911346639.4A CN201911346639A CN111503160B CN 111503160 B CN111503160 B CN 111503160B CN 201911346639 A CN201911346639 A CN 201911346639A CN 111503160 B CN111503160 B CN 111503160B
Authority
CN
China
Prior art keywords
peripheral surface
seal member
compressed air
ring
lip
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.)
Active
Application number
CN201911346639.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111503160A (zh
Inventor
中原亨
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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 NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of CN111503160A publication Critical patent/CN111503160A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111503160B publication Critical patent/CN111503160B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/18—Flexible shafts; Clutches or the like; Bearings or lubricating arrangements; Drives or transmissions
    • A61C1/181—Bearings or lubricating arrangements, e.g. air-cushion bearings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7816—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
    • F16C33/782—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the sealing region
    • F16C33/7823—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the sealing region of sealing lips
    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
    • F16C33/7853—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race
    • F16C33/7856—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race with a single sealing lip
    • 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
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/001—Integrated brakes or clutches for stopping or coupling the relatively movable parts
    • 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
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • 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
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • 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
    • F16C2316/00—Apparatus in health or amusement
    • F16C2316/10—Apparatus in health or amusement in medical appliances, e.g. in diagnosis, dentistry, instruments, prostheses, medical imaging appliances
    • F16C2316/13—Dental machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

压缩空气不作用时，密封部件(30)与内圈(20)的外周面(21)接触。压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，密封部件(30)与内圈(20)的外周面(21)的接触面积减小。由此，提供一种能够迅速停止旋转的空气涡轮轴承单元。

Description

空气涡轮用滚动轴承
技术领域
本发明涉及空气涡轮用轴承单元。
背景技术
如图26所示，牙科空气涡轮手持件120包括：夹持部121；设置在夹持部121的末端部的头部122。医师拿着该夹持部121，例如对牙齿进行切削加工。
以往，作为构成头部122的牙科空气涡轮用轴承单元100已知如图27所示，包括：在一端安装有未图示的牙科处理工具的旋转轴101；用于利用压缩空气对旋转轴101旋转驱动的涡轮叶片102；能旋转地支承旋转轴101的一对滚珠轴承103、104。这些旋转轴101、涡轮叶片102和一对滚珠轴承103、104配设在头部壳体105内。一对滚珠轴承103、104的外圈106、107经由装载在头部壳体105的环状凹部109、110的橡胶制环108被支持。下方的滚珠轴承104的外圈107被弹簧垫圈111向上方施力，从而对一对滚珠轴承103、104赋予预压。即，支承该旋转轴101的一对滚珠轴承103、104面对面组合，并且利用弹簧垫圈111的弹力赋予定压预压。
在这样的牙科空气涡轮手持件120中，通过使压缩空气冲击涡轮叶片102，从而利用该空气压使旋转轴101旋转，实现超高速旋转。
顺便提及，专利文献1公开了如下牙科用或者医疗用空气涡轮手持件，其包括：具有给气口的头部壳体；旋转自如地收纳在头部壳体内部，具有承接来自给气口的给气空气的叶片的旋转轴；在头部壳体内部上下夹着给气口将旋转轴旋转自如地支持的滚珠轴承。此处，在接近滚珠轴承的给气口侧设置有耐热性机械密封。
因此，耐热性机械密封在给气口有给气空气的压力作用时，即在叶片旋转时，会弹性变形以与滚珠轴承接触，将其屏蔽。另一方面，在给气空气的压力停止时，即在叶片的旋转停止时，会返回原来的状态以不与滚珠轴承接触。由此，在使用时由于施加在滚珠轴承内部的供给空气的压力，防止填充到滚珠轴承内部的润滑油溜出。并且，在叶片的旋转停止时，使耐热性机械密封与滚珠轴承成为非接触状态，从而在旋转轴的叶片起动时消除耐热性机械密封与叶片的摩擦阻力，实现叶片的平滑起动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-135486号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
以上说明的空气涡轮手持件在使用时超高速旋转，但另一方面，在用户使手持件停止时，为了治疗等时间缩短，希望其能急速停止。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够迅速停止旋转的空气涡轮轴承单元。
用于解决问题的方案
本发明的上述目的由下述的构成实现。
(1)一种空气涡轮用轴承单元，包括：涡轮叶片，其承接压缩空气而旋转；旋转轴，其一体固定有所述涡轮叶片，能安装工具；滚动轴承，其将所述旋转轴旋转自如地支持于壳体，所述空气涡轮用轴承单元的特征在于，
所述滚动轴承具有：外圈，其固定在所述壳体；内圈，其固定在所述旋转轴；多个滚动体，其滚动自如地配置在所述外圈与所述内圈之间；以及密封部件，其固定在所述外圈的内周面，将所述外圈与所述内圈之间的空间密封，
在所述压缩空气不作用时，所述密封部件与所述内圈的外周面接触，在所述压缩空气作用时，与所述压缩空气不作用时相比，所述密封部件与所述内圈的外周面的接触面积减小。
(2)如(1)所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
所述密封部件具有唇部，所述唇部能够与所述内圈的外周面接触并能弹性变形，
所述唇部的形状为随着朝向径向内侧而向所述压缩空气的供给方向倾斜。
(3)如(1)所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
所述密封部件具有唇部，所述唇部能够与所述内圈的外周面接触并能弹性变形，
所述唇部随着从所述密封部件的金属芯或者基部朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。
(4)如(1)～(3)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
所述内圈的外周面中至少所述密封部件所接触的部分是平面。
(5)如(1)～(4)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，
所述密封部件的径向外侧端部的由弹性材料构成的基部利用挡圈固定在所述槽部。
(6)如(1)～(4)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，
所述密封部件的径向外侧端部的由弹性材料构成的基部被铆接固定在所述槽部。
(7)如(1)～(4)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，
所述密封部件的径向外侧端部的由弹性材料构成的基部被所述槽部的轴向两面夹入并固定。
(8)如(1)～(4)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，
所述密封部件的径向外侧端部的由金属材料构成的基部被铆接固定在所述槽部。
(9)如(1)～(4)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，
所述槽部具有：随着朝向轴向内侧而向径向外侧倾斜的锥面；和从所述锥面的轴向内侧端部向径向内侧延伸的轴向内侧面，
所述密封部件的径向外侧端部的由金属材料构成的基部与所述锥面和所述轴方向内侧面接触，从而固定在所述槽部。
(10)如(1)～(9)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
所述内圈延伸到比所述外圈更靠轴向外侧，
所述密封部件的内周面在比所述外圈更靠轴向外侧，与所述内圈的外周面抵接。
(11)如(1)～(10)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述压缩空气作用时，所述密封部件成为与所述内圈的外周面非接触的状态。
(12)如(1)～(11)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述压缩空气不作用时，所述密封部件的内周面与所述内圈的外周面接触的接触区域为所述密封部件的内周面的整体的10％以上。
(13)如(1)～(12)的任一项所述的空气涡轮用轴承单元，其特征在于，
在所述压缩空气不作用时，所述密封部件的与所述内圈的外周面接触的部分的接触过盈量为50μm以上且200μm以下。
发明的效果
根据本发明的空气涡轮用轴承单元，在为了停止运转而停止压缩空气的供给的情况下，由于压缩空气不作用在密封部件，所以，与压缩空气作用的情况(运转时)相比，密封部件与内圈的外周面的接触面积增大。因此，密封部件作为旋转轴的制动器而工作，能够迅速停止旋转轴。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的牙科空气涡轮的主要部分剖视图。
图2是停止状态的第1实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图3是动作状态的第1实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图4是唇部的剖视图。
图5是动作状态的第1实施方式的变形例所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图6是停止状态的第2实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图7是动作状态的第2实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图8是动作状态的第1实施方式的变形例所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图9是停止状态的第3实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图10是停止状态的第4实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图11是停止状态的第5实施方式所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图12是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图13是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图14是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图15是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图16是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图17是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图18是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图19是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图20是变形例所涉及的密封部件的主视图。
图21(a)是沿着图18～图20的各A-A线的剖视图，(b)是沿着图18～图20的各B―B线的剖视图。
图22是其他变形例所涉及的滚动轴承的局部剖视图。
图23是用于说明图1所示的密封部件的接触角的剖视图。
图24是已有例的滚动轴承的局部剖视图。
图25是示出唇部的截面形状和停止时间的关系的图。
图26是牙科空气涡轮手持件的概要侧视图。
图27是牙科空气涡轮的主要部分剖视图。
附图标记的说明
1：滚动轴承
3：滚珠(滚动体)
5：保持架
6：轮缘部
10：外圈
11：内周面
12：槽部
13、14：轴向两面
15：锥面
16：轴向内侧面
20：内圈
21：外周面
30：密封部件
31：基部
33：唇部
34：内周面
35：金属芯
36：第1延伸部
37：第1倾斜部
38：第2延伸部
39：第2倾斜部
40：挡圈
41：通气孔
42：切口
100A：空气涡轮用轴承单元
S：轴承内部空间
具体实施方式
下面，基于附图来详细说明本发明所涉及的空气涡轮用轴承单元的各实施方式。此外，在以下的说明中，以将本发明的空气涡轮用轴承单元适用于牙科空气涡轮手持件的情况为例进行了说明，但也可以适用于其他用途，例如家电马达等。
(第1实施方式)
图1示出本实施方式的空气涡轮用轴承单元，图2示出构成本实施方式的空气涡轮用轴承单元的滚动轴承1。如图1所示，空气涡轮用轴承单元100A包括：承接压缩空气而旋转的涡轮叶片102；一体固定有涡轮叶片102，能在一端安装工具(例如牙科处理工具)的旋转轴101；将旋转轴101旋转自如地支持于壳体105的滚动轴承1。因此，在图2所示的滚动轴承1中，在手持件驱动时从右方向左方供给压缩空气。此外，本实施方式的空气涡轮用轴承单元在滚动轴承1的构成中与图26所示的以往构成不同。因此，在包含涡轮叶片102、旋转轴101、头部壳体105等，与以往相同或者等同的构成标注相同的附图标记。此外，空气涡轮用轴承单元不限于图1的构成。
滚动轴承1包括：固定在壳体105的外圈10；固定在旋转轴101的内圈20；滚动自如地配置在外圈10与内圈20之间的多个滚珠(滚动体)3；分别保持多个滚珠3的保持架5。保持架5是所谓的冠型保持架，大致圆环状的轮缘部6与滚珠3相比位于压缩空气的供给方向上游侧(图中右方)。
在外圈10的内周面11，在比滚珠3更靠压缩空气的供给方向下游侧(图中左方)，形成有用于固定密封部件30的槽部12。此外，密封部件30只要能发挥后述的制动功能即可，不限于如本实施方式所示与滚珠3相比配置在压缩空气的供给方向下游侧的构成，可以与滚珠3相比配置在压缩空气的供给方向上游侧(图中右方)，也可以与滚珠3相比在压缩空气的供给方向下游侧和上游侧这两者配置1对。
密封部件30具有：沿径向延伸的由弹性材料构成的基部31；和与基部31一体形成的由弹性材料构成的唇部33。基部31在其径向内侧部覆盖金属芯35，维持形状和强度。另外，基部31抵接着挡圈40来插入到槽部12并固定。在本实施方式中，考虑到安装的容易度，挡圈40使用C环挡圈，但也可以使用圆环状挡圈等。在压缩空气冲击密封部件30时，利用金属制的挡圈40与基部31之间的摩擦力，密封部件30被牢固地固定在外圈10。
唇部33是随着朝向径向内侧而向压缩空气的供给方向(图2中，从右方朝向左方的方向)倾斜的大致圆环形，能与内圈20的外周面21抵接。即，唇部33随着从金属芯35朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。参照图4的剖视图，唇部33的内周面34为大致圆环形(截面大致圆形)，即，密封内径为大致圆环形。而且，由于内圈20的外周面21中，至少唇部33所接触的部分是平面形状(大致圆环形)，因此，密封内径即唇部33的内周面34在整体的面积中的大致100％的面积能与内圈20的外周面21接触，即，处于大致完全接触的状态。这样，密封部件30将外圈10的内周面11与内圈20的外周面21之间的轴承内部空间S密封。
此处，为了驱动牙科空气涡轮手持件，在向涡轮叶片供给压缩空气的情况下，如图3的箭头A所示，压缩空气在轴承内部空间S从右方朝向左方流动。该压缩空气作用在密封部件30，使唇部33朝向左方弹性变形。所以，在压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。在图3的例子中，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21处于非接触的状态，其接触面积为零。即，唇部33处于开状态。另外，如图5的例子所示，构成也可以是在压缩空气作用时，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21维持接触状态，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。
另一方面，为了停止牙科空气涡轮手持件，在停止了压缩空气的供给的情况下，由于压缩空气不作用在唇部33，因此，唇部33返回图2所示的状态，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21处于接触状态，与内圈20的外周面21的接触面积增大。即，唇部33处于闭状态。所以，唇部33作为内圈20和固定有该内圈20的旋转轴101的制动器而工作，能够迅速停止旋转轴101。
此外，如上所述，由于唇部33的形状是容易根据压缩空气的作用而弹性变形的倾斜形状，因此，能够灵敏度良好地利用压缩空气进行唇部33的打开闭合动作。
另外，由于内圈20的外周面21中，至少唇部33的内周面34所接触的部分是平面(大致圆环形)，因此，能够增大内圈20的外周面21与唇部33的内周面34的接触面积，能够提高唇部33所导致的制动功能。特别是在本实施方式中，唇部33的内周面34的形状为与内圈20的外周面21的形状相似的大致圆环形。所以，唇部33的内周面34由于在其整体的面积中的大致100％的面积，与内圈20的外周面21接触，因此，能够进一步提高唇部33所导致的制动功能。
另外，在外圈10的内周面11形成有用于固定密封部件30的槽部12，密封部件30的径向外侧端部的由弹性材料构成的基部31被挡圈40固定在槽部12。因此，由于密封部件30被牢固地固定在外圈10，所以，在承接了压缩空气下情况能够防止密封部件30脱落。
(第2实施方式)
在本实施方式中，外圈10相对于密封部件30的固定方法与上述实施方式不同。如图6和图7所示，密封部件30的基部31由其整体覆盖金属芯35，维持形状和强度。唇部33随着从金属芯35朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。而且，基部31的径向外侧端部被铆接固定在外圈10的槽部12。即使是这样的固定方法，由于密封部件30被牢固地固定在外圈10，因此，在承接了压缩空气下情况也能够防止密封部件30脱落。此外，其他构成和效果与上述实施方式相同。
另外，在本实施方式中，在压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。即，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21可以成为非接触的状态(其接触面积为零)，另外，如图8的例子所示，构成也可以是唇部33的内周面34与内圈20的外周面21维持接触状态，与压缩空气不作用时相比，该接触面积减小。
(第三实施方式)
在本实施方式中，外圈10相对于密封部件30的固定方法与上述实施方式不同。如图9所示，密封部件30的基部31覆盖截面L形的金属芯35的圆筒部分外侧，维持形状和强度。唇部33随着从金属芯35朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。而且，基部31的径向外侧端部在轴向被外圈10的槽部12的轴向两面13、14夹入并固定。即使是这样的固定方法，由于密封部件30被牢固地固定在外圈10，因此，在承接了压缩空气下情况也能够防止密封部件30脱落。此外，其他构成和效果与上述实施方式相同。
另外，在本实施方式中，在压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。即，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21可以成为非接触的状态(其接触面积为零)，另外，构成也可以是唇部33的内周面34与内圈20的外周面21维持接触状态，与压缩空气不作用时相比，该接触面积减小。
(第4实施方式)
在本实施方式中，外圈10相对于密封部件30的固定方法与上述实施方式不同。如图10所示，密封部件30具有：唇部33；和被唇部33覆盖径向内侧端部，并且从唇部33向径向外侧延伸的由金属材料制成的基部31。唇部33随着从基部31朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。这样，在本实施方式中，基部31不被弹性材料覆盖，处于金属材料(剥出)露出的状态。而且，基部31的径向外侧端部被铆接固定在外圈10的槽部12。即使是这样的固定方法，由于密封部件30被牢固地固定在外圈10，因此，在承接了压缩空气下情况也能够防止密封部件30脱落。此外，其他构成和效果与上述实施方式相同。
另外，在本实施方式中，在压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。即，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21可以成为非接触的状态(其接触面积为零)，另外，构成也可以是唇部33的内周面34与内圈20的外周面21维持接触状态，与压缩空气不作用时相比，该接触面积减小。
(第5实施方式)
在本实施方式中，外圈10相对于密封部件30的固定方法与上述实施方式不同。如图11所示，外圈10的槽部12具有：随着朝向轴向内侧(滚珠3侧)而向径向外侧倾斜的锥面15；和从锥面15的轴向内侧端部向径向内侧延伸的轴向内侧面16。
另外，密封部件30具有：唇部33；和被唇部33覆盖径向内侧端部，并且从唇部33向径向外侧延伸的由金属材料制成的基部31。唇部33随着从基部31朝向径向内侧而向轴向外侧倾斜。这样，在本实施方式中，基部31不被弹性材料覆盖，处于金属材料剥出(露出)的状态。另外，基部31具有：从唇部33向径向内侧延伸的第1延伸部36；从第1延伸部36向径向内侧和轴向内侧倾斜延伸的第1倾斜部37；从第1倾斜部37向径向内侧延伸的第2延伸部38；以及从第2延伸部38向径向内侧和轴向外侧倾斜延伸的第2倾斜部39。
而且，使第2延伸部38的轴向内侧面与槽部12的轴向内侧面16接触，并且使第2倾斜部39的外周面与槽部12的锥面15接触，从而基部31被固定在槽部12。即使是这样的固定方法，由于密封部件30被牢固地固定在外圈10，因此，在承接了压缩空气下情况也能够防止密封部件30脱落。此外，其他构成和效果与上述实施方式相同。
另外，在本实施方式中，在压缩空气作用时，与压缩空气不作用时相比，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触面积减小。即，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21可以成为非接触的状态(其接触面积为零)，另外，构成也可以是唇部33的内周面34与内圈20的外周面21维持接触状态，与压缩空气不作用时相比，该接触面积减小。
另外，本发明不限于上述的各实施方式，能够适当进行变形、改良等。
例如，不变更密封部件30的外径形状，密封部件30的内径即唇部33的内周面34的形状为例如截面大致椭圆形(参照图12)、截面大致三角形(参照图13)的变形例也在本发明权利范围内。另外，在唇部33的内周面34，可以如图14所示设置有至少1个通气孔41，也可以如图15～17所示设置有至少1个切口42。此外，在图14中示出了设置有1个圆形的通气孔41的例子，但通气孔41可以是2个以上，通气孔41的形状也不限于圆形。另外，在图15～17中，示除了分别有2个、4个和8个切口42在圆周方向等间隔设置的例子，但切口42的数量、圆周方向间隔不限于此。
另外，可以如图18～20所示，唇部33的末端部在圆周方向连续被切口，唇部33的内周面34与内圈20的外周面21局部地接触。在图18～20中，各个唇部33的内周面34为：使与内圈20的外周面21接触的接触区域(圆弧长度)占到内周面34的整体的50％、25％、10％。
此外，图21(a)示出沿着图18～图20的各A―A线的剖视图，图21(b)示出沿着图18～图20的各B―B线的剖视图。
在压缩空气作用时，优选的是唇部33的内周面34与内圈20的外周面21不完全接触，但在密封部件30从接触状态向非接触状态改变时，由于产生与内圈20的外周面21的摩擦力，所以，有时状态不能顺利变化。因此，在唇部33的内周面34设置有通气孔41或者切口42，或者使唇部33的内周面34局部地与内圈20的外周面21接触，从而压缩空气容易通过密封部件30，能够促进从接触状态向非接触状态的变化。这样，通过变更唇部33的内周面34的形状，能够适当变更该内周面34与内圈20的外周面21的接触面积，满足唇部33的期望的制动性能、密封性能。
此外，为了实现制动功能，优选的是图12～图20所示的唇部33的内周面34的接触区域(图18～20中为圆弧长度)在压缩空气不作用时，在其内周面的整体中的至少10％以上与内圈20的外周面21接触。这是为了在压缩空气冲击密封部件30时，容易使密封部件30从接触状态向非接触状态变化。在接触区域为内周面整体的10％以下时，在压缩空气不作用时，由于唇部33的内周面34与内圈20的外周面21的接触少，因此，有可能不充分发挥制动功能。
此外，在与内圈20接触的唇部33的内周面34的轴向宽度在遍及圆周方向均一的情况下，在压缩空气不作用时，唇部33的内周面34的接触面积为其内周面的整体面积中的至少10％以上即可。
另外，只要能得到密封性能，也可以如图22所示，使内圈20延伸到比外圈10更靠轴向外侧，使密封部件30延伸到比外圈10更靠轴向外侧。在该情况下，密封部件30的唇部33的内周面34在比外圈10更靠轴向外侧处与内圈20的外周面21抵接。根据该构成，由于能够增大唇部33的倾斜，因此，能够更容易利用压缩空气进行唇部33的打开闭合动作。
并且，如图23所示，优选的是密封部件30的唇部33的倾斜角度α设定为35～55°，使唇部33与内圈20的外周面21接触。由此，在压缩空气作用时，空气高效地作用在唇部33，能够顺畅打开密封部件30，其结果是，能够以小的空气压进行高速旋转。
另外，在压缩空气不作用时，使密封部件30的唇部33与内圈20的外周面21接触，但密封部件30的接触部分与内圈20的外周面21的接触过盈量不到50μm时，制动作用变弱，涡轮的停止时间延长。另一方面，接触过盈量超过200μm时，在压缩空气作用时，难以产生弹性变形，难以减小接触面积。所以，优选的是使接触过盈量为50μm以上且200μm以下。
实施例
此处，为了确认本发明的效果，使用密封部件不同的多个滚动轴承，进行评价试验。具体而言，利用空气压，在以下的各状态下使涡轮旋转，在停止涡轮的空气压时，确认涡轮轴完全停止的时间。
另外，在试验所使用的各轴承单元中，将1对滚动轴承构成如下。并且，不变更其他的涡轮规格、空气压条件等来进行试验。
试验例1：两个滚动轴承应用具有非接触密封30a的图24所示的滚动轴承。
试验例2：一个滚动轴承应用具有图4所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括没有切口的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例3：一个滚动轴承应用具有图15所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括有着2个切口42的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例4：一个滚动轴承应用具有图16所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括有着4个切口42的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例5：一个滚动轴承应用具有图17所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括有着8个切口的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例6：一个滚动轴承应用具有图18所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括与内圈20的外周面21接触50％的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例7：一个滚动轴承应用具有图19所示的密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30包括与内圈20的外周面21接触25％的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
试验例8：一个滚动轴承应用具有密封部件30的滚动轴承(图2)，该密封部件30与图20所示的密封部件30同样的构成、包括与内圈20的外周面21接触15％的唇部33，另一个滚动轴承应用图24所示的滚动轴承。
从图25所示的图表可知，在试验例1中，涡轮的停止时间约为4.5秒，但在一侧使用了本发明的滚动轴承的试验例2～8中，停止时间都为约2秒以下，能够确认本发明的效果。另外，如试验例3～8所示，由于设置有切口，或者即使使接触区域为内周面的15％以上，停止时间也为约2秒以下，因此，通过使密封的接触范围变化，能够增加涡轮转速，能够根据涡轮的性能来分别使用。
另外，在试验例2～8中，使用密封部件30的唇部33的倾斜角度α(参照图23)为45°±10°的公差范围内的部件(即35°～55°)，由此，能够确认在压缩空气作用时，能平滑地打开密封部件30。并且，在试验例2～8中，使用接触过盈量为50μm以上且200μm以下的部件，由此，能够确认能够缩短停止时间。
本申请基于2014年12月25日申请的日本专利申请2014―262876、和2015年8月24日申请的日本专利申请2015―165067，其内容作为参照并入本文。

Claims (3)

1.一种用于空气蜗轮用轴承单元的空气涡轮用滚动轴承，所述空气蜗轮用轴承单元包括：承接压缩空气而旋转的涡轮叶片；一体固定有所述涡轮叶片，并能安装工具的旋转轴；以及将所述旋转轴旋转自如地支持于壳体的所述空气涡轮用滚动轴承，
所述空气蜗轮用滚动轴承的特征在于，包括：
外圈，其固定在所述壳体；
内圈，其固定在所述旋转轴；
多个滚动体，其滚动自如地配置在所述外圈与所述内圈之间；以及
密封部件，其固定在所述外圈的内周面，将所述外圈与所述内圈之间的空间密封，
所述密封部件具有：在径向延伸的基部；和从所述基部的径向内端延伸，随着朝向径向内侧而向所述压缩空气的供给方向下游侧倾斜的能弹性变形的唇部，所述密封部件位于所述外圈和所述内圈之间的空间内，所述唇部被形成为倾斜形状，在所述压缩空气不作用时，所述密封部件的唇部的内周面与所述内圈的外周面接触，
在所述压缩空气作用时，与所述压缩空气不作用时相比，所述密封部件与所述内圈的外周面的接触面积减小，
在所述外圈的内周面形成有用于固定所述密封部件的槽部，所述密封部件通过与挡圈的抵接而被固定于槽部且具有沿径向延伸的基部和被形成为倾斜形状的唇部，所述密封部件仅利用挡圈通过所述挡圈与所述基部之间的摩擦力而被固定于所述槽部。
2.如权利要求1所述的空气涡轮用滚动轴承，其特征在于，
在所述压缩空气作用时，所述密封部件成为与所述内圈的外周面非接触的状态。
3.一种牙科空气涡轮手持件，包括权利要求1或2所述的空气涡轮用滚动轴承。
CN201911346639.4A 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用滚动轴承 Active CN111503160B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014262876 2014-12-25
JP2014-262876 2014-12-25
JP2015-165067 2015-08-24
JP2015165067 2015-08-24
PCT/JP2015/085921 WO2016104556A1 (ja) 2014-12-25 2015-12-24 エアタービン用軸受ユニット
CN201580070706.8A CN107110222B (zh) 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用轴承单元

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580070706.8A Division CN107110222B (zh) 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用轴承单元

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111503160A CN111503160A (zh) 2020-08-07
CN111503160B true CN111503160B (zh) 2022-03-15

Family

ID=56150569

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580070706.8A Active CN107110222B (zh) 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用轴承单元
CN201911346639.4A Active CN111503160B (zh) 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用滚动轴承

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580070706.8A Active CN107110222B (zh) 2014-12-25 2015-12-24 空气涡轮用轴承单元

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10117724B2 (zh)
EP (2) EP3653896B1 (zh)
JP (2) JPWO2016104556A1 (zh)
CN (2) CN107110222B (zh)
WO (1) WO2016104556A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6651912B2 (ja) 2016-03-07 2020-02-19 日本精工株式会社 転がり軸受及びエアタービン用軸受ユニット
US11540902B2 (en) 2016-03-07 2023-01-03 Nsk Ltd. Rolling bearing, bearing unit for air turbine, and air turbine handpiece for dental use
CN106344181A (zh) * 2016-10-09 2017-01-25 周展力 新型牙科手机机头
WO2018189229A1 (de) 2017-04-11 2018-10-18 W & H Dentalwerk Bürmoos GmbH Wälzlager und medizinisches oder dentales, druckgasbetriebenes handstück
CN107582188B (zh) * 2017-09-05 2023-06-30 广东精美医疗科技有限公司 一种防气肿牙科手机
DE102018212721A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Minebea Mitsumi Inc. Wälzlager, insbesondere für ein medizinisches oder kosmetisches Instrument
EP3662862B1 (en) * 2018-12-05 2022-09-28 Sirona Dental Systems GmbH Dental handpiece and push button for a dental handpiece
JP7367321B2 (ja) 2019-03-28 2023-10-24 日本精工株式会社 転がり軸受
EP4083454A4 (en) * 2019-12-27 2023-02-08 NSK Ltd. ROLLING BEARING FOR AIR TURBINE
US11953057B2 (en) * 2019-12-27 2024-04-09 Nsk Ltd. Rolling bearing for air turbine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012000757A1 (de) * 2012-01-18 2013-07-18 Minebea Co., Ltd. Wälzlager mit Dichtungssystem
CN203285855U (zh) * 2011-12-27 2013-11-13 日本精工株式会社 吸尘器马达轴承
JP2014126180A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Minebea Co Ltd 流量制御バルブ用玉軸受及びこれを組込んだ排出ガス再循環制御バルブ装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249896A (en) * 1978-09-29 1981-02-10 Syntex (U.S.A.) Inc. Compliantly mountable turbine cartridge assembly for gas-driven dental handpiece
GB2114682B (en) * 1982-02-09 1985-09-11 Skf Svenska Kullagerfab Ab Rolling bearing assemblies fitted with seals
JPH0442572Y2 (zh) 1986-05-29 1992-10-08
FR2671967A1 (fr) * 1991-01-25 1992-07-31 Bien Air Piece a main notamment destinee a la chirurgie dentaire, tete de piece a main et appareillage dento-medical equipe d'une telle tete.
US5779474A (en) * 1994-06-09 1998-07-14 Den-Tal-Ez, Inc. Sudden stop mechanism and air-gap seal for dental handpiece
DE4423222A1 (de) 1994-07-01 1996-01-04 Kaltenbach & Voigt Ärztliches oder zahnärztliches Behandlungsinstrument
JPH09151948A (ja) 1995-11-30 1997-06-10 Ntn Corp シール装置およびこれを用いたロール構造
CZ87696A3 (en) 1996-03-25 1997-10-15 Chirana Prema A S Miniature bearing adapted as a one-way valve, intended particularly for high-speed stomatological drills
JP3795722B2 (ja) 2000-01-27 2006-07-12 株式会社モリタ製作所 医療用切削器械及び医療用切削器械用シール部材
ATE346559T1 (de) * 2001-08-28 2006-12-15 Kaltenbach & Voigt Medizinisches oder dentalmedizinisches handstück mit wenigstens einem drehteil
JP3827072B2 (ja) 2001-11-08 2006-09-27 株式会社モリタ製作所 歯科用又は医療用エアータービンハンドピース
JP4160319B2 (ja) * 2002-05-10 2008-10-01 株式会社モリタ製作所 歯科用切削装置及びサックバック防止方法
DE102005027263A1 (de) * 2005-04-07 2006-10-12 Kaltenbach & Voigt Gmbh Medizinisches, insbesondere dentalmedizinisches Handstück
JP2009002437A (ja) 2007-06-21 2009-01-08 Nsk Ltd 歯科ハンドピース用転がり軸受
JP2009008224A (ja) 2007-06-29 2009-01-15 Jtekt Corp 密封装置
JP2011169399A (ja) 2010-02-18 2011-09-01 Nsk Ltd エンジン補機用転がり軸受
JP5620258B2 (ja) 2010-12-24 2014-11-05 株式会社ジェイテクト 密封装置、及びこれを備えた転がり軸受装置
JP6065459B2 (ja) 2012-05-10 2017-01-25 日本精工株式会社 密封型転がり軸受
FR2994235B1 (fr) 2012-08-06 2015-01-16 Skf Ab Dispositif de roulement, en particulier pour une colonne de direction
JP6311273B2 (ja) * 2013-11-01 2018-04-18 日本精工株式会社 アンギュラ玉軸受及び歯科エアタービン
JP6291288B2 (ja) 2014-03-03 2018-03-14 株式会社熊谷組 擁壁の構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203285855U (zh) * 2011-12-27 2013-11-13 日本精工株式会社 吸尘器马达轴承
DE102012000757A1 (de) * 2012-01-18 2013-07-18 Minebea Co., Ltd. Wälzlager mit Dichtungssystem
JP2014126180A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Minebea Co Ltd 流量制御バルブ用玉軸受及びこれを組込んだ排出ガス再循環制御バルブ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3239547A1 (en) 2017-11-01
EP3653896B1 (en) 2021-10-13
JPWO2016104556A1 (ja) 2017-04-27
US10117724B2 (en) 2018-11-06
CN111503160A (zh) 2020-08-07
CN107110222A (zh) 2017-08-29
CN107110222B (zh) 2020-01-21
US20170348069A1 (en) 2017-12-07
JP2017106630A (ja) 2017-06-15
EP3239547A4 (en) 2017-12-20
WO2016104556A1 (ja) 2016-06-30
JP6350688B2 (ja) 2018-07-04
EP3653896A1 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111503160B (zh) 空气涡轮用滚动轴承
CN111503161B (zh) 滚动轴承和空气涡轮机用轴承单元以及牙科空气涡轮机手持件
US11540902B2 (en) Rolling bearing, bearing unit for air turbine, and air turbine handpiece for dental use
JP6686738B2 (ja) 転がり軸受及びエアタービン用軸受ユニット
JP6651912B2 (ja) 転がり軸受及びエアタービン用軸受ユニット
WO2015188640A1 (zh) 轴承
WO2015180928A1 (en) Radial seal with contacting and non-contacting portions
JP2012127466A (ja) 転がり軸受の密封装置
EP3951194A1 (en) Roller bearing
CN114867948A (zh) 空气涡轮用滚动轴承
EP4083454A1 (en) Rolling bearing for air turbine
JP2015086994A (ja) アンギュラ玉軸受及び歯科エアタービン
JP2016166654A (ja) シール付き転がり軸受
CN115280029A (zh) 滚动轴承
JP2008286224A (ja) 回転機器における潤滑材拡散抑止機構
JP2008169917A (ja) 転がり軸受
JP2015218769A (ja) 水ポンプ用軸受の密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant