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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine zahnärztliche Luftturbine und auf ein Lager für die zahnärztliche Luftturbine und im Besonderen auf eine zahnärztliche Luftturbine als Ausführungsform eines zahnärztlichen Handstücks, das Luft als Antriebsquelle verwendet, und auf ein Wälzlager der zahnärztlichen Luftturbine.
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Hintergrund der Technik
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Wie in 5 dargestellt, weist ein Handstück 120 einer zahnärztlichen Luftturbine einen Griffabschnitt 121 und einen Kopfabschnitt 122 auf, der an einem distalen Ende des Griffabschnitts 121 bereitgestellt wird. Ein Bediener greift den Griffabschnitt 121, beispielsweise beim Schleifen eines Zahns.
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Herkömmlich weist eine zahnärztliche Luftturbine
100, die den Kopfabschnitt
122 ausbildet, wie in
6 dargestellt, eine Drehwelle
101, an der ein nicht dargestelltes zahnärztliches Behandlungsinstrument angebracht wird, Turbinenschaufeln
102 zum Drehen der Drehwelle
101 durch Druckluft und ein Paar Wälzlager
103,
104 zum drehbaren Lagern der Drehwelle
101 auf. Diese Teile sind im Innern eines Kopfgehäuses
105 angeordnet. Außenringe
106,
107 des Paares Wälzlager
103,
104 werden durch das Kopfgehäuse
105 über Gummiringe
108 gestützt, die jeweils an ringförmigen Vertiefungen
109,
110 des Kopfgehäuses
105 angebracht sind. Der Außenring
107 des Wälzlagers
104 auf der unteren Seite wird durch einen Federring
111 aufwärts vorgespannt, wodurch eine Vorspannung auf das Paar Wälzlager
103,
104 ausgeübt wird. Das heißt, das Paar Wälzlager
103,
104 zum Lagern der Drehwelle
101 ist einander gegenüberliegend angeordnet, und es wird eine Vorspannung mit konstantem Druck durch eine Federkraft des Federrings
111 darauf ausgeübt (siehe z. B.
JPH11-37162A ).
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Bei einem Lager, das in einer solchen zahnärztlichen Luftturbine verwendet wird, kann es sich um ein Schrägwälzlager mit einem Innenring handeln, der mit einer Ansenkung ausgebildet ist. Um die Dichtleistung des Schrägwälzlagers zu erhöhen, kann des Weiteren eine Abschirmplatte an der Ansenkungsseite des Innenrings verwendet werden (siehe z. B.
JPH08-66411A ).
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Wenn eine Abschirmplatte wie die in
JPH08-66411A offenbarte in einer zahnärztlichen Luftturbine verwendet wird, wird ein radialer Zwischenraum zwischen der Abschirmplatte und einem Außenumfang des Innenrings bereitgestellt, um zu verhindern, dass die Abschirmplatte den Innenring berührt. Es besteht jedoch die Gefahr, dass beim Anhalten der Luftturbine aufgrund des Unterdrucks im Innern des Lagers Fremdsubstanzen wie zum Beispiel Staub vom Schleifen eines Zahns und Speichel und/oder Blut eines Patienten in das Lager gesaugt werden kann. Daher ist eine Erhöhung der Dichtleistung begrenzt, selbst wenn der Zwischenraum so klein wie möglich gestaltet wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Schrägwälzlager einen Innenring mit einem Außenumfangsabschnitt, an dem eine Innenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, einen Außenring mit einem Innenumfangsabschnitt, an dem eine Außenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Wälzkörpern, die so zwischen der Innenring-Laufbahnfläche und der Außenring-Laufbahnfläche eingebracht sind, dass sie einen Kontaktwinkel aufweisen. Von dem Innenumfangsabschnitt des Außenrings und dem Außenumfangsabschnitt des Innenrings beinhaltet einer einen Schulterabschnitt, der auf einer Seite der Laufbahnfläche in einer axialen Richtung ausgebildet ist, und eine Ansenkung, die auf der anderen Seite der Laufbahnfläche in der axialen Richtung ausgebildet ist. Von dem Innenumfangsabschnitt des Außenrings und dem Außenumfangsabschnitt des Innenrings beinhaltet der andere ein Paar Schulterabschnitte, die auf beiden Seiten der Laufbahnfläche in der axialen Richtung ausgebildet sind. Der Außenring beinhaltet des Weiteren einen Dichtungsabschnitt, der sich von dem Schulterabschnitt radial so zu dem Innenring erstreckt, dass er sich dem Außenumfangsabschnitt des Innenrings gegenüber befindet. Der Dichtungsabschnitt und der Außenumfangsabschnitt des Innenrings bilden zusammen eine Labyrinthstruktur.
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Der Außenumfangsabschnitt des Innenrings kann einen Stufenabschnitt beinhalten, der zusammen mit dem Dichtungsabschnitt die Labyrinthstruktur in der axialen und der radialen Richtung ausbildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine zahnärztliche Luftturbine Turbinenschaufeln, eine Drehwelle, an der die Turbinenschaufeln integral befestigt sind und die ein Ende aufweist, an der ein zahnärztliches Behandlungsinstrument angebracht werden kann, und ein oben beschriebenes Paar Wälzlager, wobei die Wälzlager die Drehwelle relativ zu einem Gehäuse drehbar lagern.
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Gemäß dem Schrägwälzlager der vorliegenden Erfindung werden der Außenring und die Dichtungseinrichtung als einteilige Struktur bereitgestellt, ein Labyrinth kann zusätzlich in einer axialen Richtung ausgebildet sein, um die Dichtleistung im Vergleich mit einer Struktur zu erhöhen, bei der ein Labyrinth wie bei einer herkömmlichen Abschirmplatte nur in einer radialen Richtung ausgebildet ist. Da ein Anbringen der Abschirmplatte an dem Außenring nicht berücksichtigt werden muss, wird zudem ein Gestaltungsspielraum für eine Dicke des in den Außenring integrierten Dichtungsabschnitts erhöht. Beispielsweise kann die Dicke so gestaltet werden, dass sie so groß wie möglich ist, um eine Dichtwirkung zu erhöhen. Daher kann das Schrägwälzlager der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise in einer zahnärztlichen Luftturbine verwendet werden.
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Da die zahnärztliche Luftturbine der vorliegenden Erfindung das Schrägwälzlager mit einer Struktur einsetzt, bei der die Dichtungseinrichtung in den Außenring integriert ist, wie oben beschrieben, kann darüber hinaus eine gute Drehleistung erreicht werden, und das Auftreten von Ausfällen aufgrund von Lagerproblemen kann im Vergleich mit einem Fall verringert werden, in dem ein Schrägwälzlager mit einer herkömmlichen Abschirmplattenstruktur eingesetzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt ein Schrägwälzlager gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von 1;
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3 stellt ein Schrägwälzlager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar;
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von 3;
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5 ist eine schematische Seitenansicht eines allgemeinen zahnärztlichen Luftturbinen-Handstücks; und
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6 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines herkömmlichen zahnärztlichen Luftturbinen-Handstücks.
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Ausführliche Beschreibung
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Erste Ausführungsform
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Ein Schrägwälzlager gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Das Schrägwälzlager weist einen Außenring 1, einen Innenring 2, Wälzkörper 3, die drehbar zwischen dem Außenring 1 und dem Innenring 2 gehalten werden, und einen Käfig 4 zum Halten der Wälzkörper 3 auf. Ein Durchmesser einer Innenumfangsfläche des Innenrings beträgt 1,5 mm bis 5 mm, und ein Durchmesser einer Außenumfangsfläche des Außenrings beträgt 4 mm bis 10 mm.
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Der Innenumfangsabschnitt des Außenrings 1 beinhaltet eine Laufbahnfläche 12, einen Schulterabschnitt 13, der auf einer Seite der Laufbahnfläche 12 in der axialen Richtung ausgebildet ist, und eine Ansenkung 14, die auf der anderen Seite der Laufbahnfläche 12 in der axialen Richtung ausgebildet ist. Der Außenring 1 weist des Weiteren einen Dichtungsabschnitt 15 auf, der sich von dem Schulterabschnitt 13 radial so zu dem Innenring 2 erstreckt, dass er sich dem Außenumfang des Innenrings 2 gegenüber befindet. Die Außenumfangsfläche des Innenrings 2 beinhaltet eine Laufbahnfläche 21 und ein Paar Schulterabschnitte 22, die auf beiden Seiten der Laufbahnfläche 21 in der axialen Richtung so ausgebildet sind, dass die Laufbahnfläche 21 zwischen den Schulterabschnitten 22 angeordnet ist.
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Ein distaler Endabschnitt des Dichtungsabschnitts 15 des Außenrings 1 beinhaltet eine ebene Fläche, die dem Innenring 2 zugewandt ist. Der Innenring 2 weist eine zylindrische Fläche 23, die dem Endabschnitt des Dichtungsabschnitts 15 zugewandt ist, und einen Stufenabschnitt 24 auf, der eine Stufe zwischen dem Schulterabschnitt 22 und der zylindrischen Fläche 23 ausbildet, so dass der Innenring 2 zusammen mit dem Dichtungsabschnitt 15 des Außenrings 1 eine Labyrinthstruktur in der axialen und der radialen Richtung ausbildet. Die axiale Dicke des Dichtungsabschnitts 15 beträgt bevorzugt 0,1 mm oder mehr. Durch Festlegen der axialen Dicke des Dichtungsabschnitts 15 auf 0,1 mm oder mehr ist ein Durchgang, den Fremdsubstanzen beim Eindringen in das Innere des Lagers passieren müssen, ausreichend lang, so dass es für die Fremdsubstanzen schwierig ist, in das Innere des Lagers einzudringen. Die Obergrenze der axialen Dicke des Dichtungsabschnitts 15 ist unter Berücksichtigung eines axialen Zwischenraums des Lagers so festgelegt, dass eine Beeinträchtigung der Wälzkörper oder des Käfigs verhindert wird.
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Der radiale Zwischenraum der Labyrinthstruktur, d. h. der radiale Zwischenraum zwischen dem distalen Ende des Dichtungsabschnitts 15 und der zylindrischen Fläche 23 des Innenrings 2 beträgt bevorzugt 0,05 mm bis 0,1 mm. Wenn der radiale Zwischenraum kleiner als 0,05 mm ist, können die zylindrische Fläche 23 und der Dichtungsabschnitt 15 einander berühren, und wenn der radiale Zwischenraum größer als 0,1 mm ist, besteht die Gefahr, dass Fremdsubstanzen eindringen können.
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Eine zahnärztliche Luftturbine beinhaltet wie eine herkömmliche, in 5 dargestellte Grundstruktur Turbinenschaufeln und eine Drehwelle, an der die Turbinenschaufeln integral befestigt sind und die ein Ende aufweist, an dem ein zahnärztliches Behandlungsinstrument angebracht werden kann. Die zahnärztliche Luftturbine beinhaltet des Weiteren ein Paar Schrägwälzlager gemäß der vorliegenden Ausführungsform, um die Drehwelle relativ zu dem Gehäuse drehbar zu lagern.
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Da das Schrägwälzlager der vorliegenden Ausführungsform ein Labyrinth aufweist, das in der axialen und der radialen Richtung ausgebildet ist, können Fremdsubstanzen weiterhin im Vergleich mit einer herkömmlichen Abschirmplatte in der radialen Richtung abgeblockt werden. Da der Außenring und die Abschirmplatte als einteilige Struktur ausgebildet sind, kann die axiale Dicke des Dichtungsabschnitts 15 darüber hinaus so groß wie möglich gestaltet werden, soweit der Dichtungsabschnitt 15 den Käfig nicht beeinträchtigt. Daher weist das Schrägwälzlager der vorliegenden Ausführungsform eine gute Dichtleistung gegenüber Fremdsubstanzen wie zum Beispiel Schleifstaub von Zähnen oder Speichel auf.
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Zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird ein Schrägwälzlager gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. Die Beschreibung derselben oder ähnlicher Abschnitte wie diejenigen der ersten Ausführungsform werden weggelassen. Die Innenumfangsfläche des Außenrings 1 weist eine Laufbahnfläche 12 und ein Paar Schulterabschnitte 13 auf, die auf beiden Seiten der Laufbahnfläche 12 in der axialen Richtung ausgebildet sind. Der Außenring 1 weist des Weiteren einen Dichtungsabschnitt 15 auf, der sich von dem Schulterabschnitt 13 radial so zu dem Innenring 2 erstreckt, dass er sich der Außenumfangsfläche des Innenrings 2 gegenüber befindet.
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Der Außenumfangsabschnitt des Innenrings 2 weist eine Laufbahnfläche 21, einen Schulterabschnitt 22, der auf einer Seite der Laufbahnfläche 21 in der axialen Richtung ausgebildet ist, und eine Ansenkung 25 auf, die auf der anderen Seite der Laufbahnfläche 21 in der axialen Richtung ausgebildet ist. Die Ansenkung 25 weist eine zylindrische Fläche 23 auf, die dem Dichtungsabschnitt 15 des Außenrings 1 zugewandt ist.
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Der distale Endabschnitt des Dichtungsabschnitts 15 des Außenrings 1 weist eine ebene Fläche auf, die der zylindrischen Fläche 23 der Ansenkung 25 des Innenrings 2 zugewandt ist. Die Ansenkung 25 des Innenrings 2 weist die zylindrische Fläche 23, die dem Endabschnitt des Dichtungsabschnitts 15 gegenüberliegt, und einen Stufenabschnitt 24 auf, der eine Stufe zwischen dem anderen Abschnitt der Ansenkung 25 und der zylindrischen Fläche 23 ausbildet. Auf diese Weise bilden der Dichtungsabschnitt 15 des Außenrings 1 und die Außenumfangsfläche des Innenrings 2 eine Labyrinthstruktur in der axialen und der radialen Richtung aus. Die axiale Dicke des Dichtungsabschnitts 15 beträgt bevorzugt 0,1 mm oder mehr, so dass eine Dichtleistung erhöht wird. Wenn die axiale Dicke des Dichtungsabschnitts 15 jedoch übermäßig groß ist, besteht die Gefahr einer Beeinträchtigung von Wälzkörpern 3 oder eines Käfigs 4, und daher wird die Obergrenze der axialen Dicke des Dichtungsabschnitts 15 bevorzugt unter Berücksichtigung der axialen Abmessung des Lagers so festgelegt, dass eine Beeinträchtigung der Wälzkörper 3 oder des Käfigs 4 verhindert wird.
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Der radiale Zwischenraum der Labyrinthstruktur, d. h. der radiale Zwischenraum zwischen dem distalen Ende des Dichtungsabschnitts 15 und der zylindrischen Fläche 24 des Innenrings 2 beträgt bevorzugt 0,05 mm bis 0,1 mm. Wenn der radiale Zwischenraum kleiner als 0,05 mm ist, können die zylindrische Fläche 24 und der Dichtungsabschnitt 15 einander berühren. Wenn die radiale Dicke kleiner als 0,1 mm ist, besteht die Gefahr, dass Fremdsubstanzen eindringen können.
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Da das Schrägwälzlager der vorliegenden Ausführungsform ein Labyrinth aufweist, das in der axialen und der radialen Richtung ausgebildet ist, können Fremdsubstanzen weiterhin im Vergleich mit einer herkömmlichen Abschirmplatte in der radialen Richtung abgeblockt werden. Da der Außenring und die Abschirmplatte als einteilige Struktur ausgebildet sind, kann die axiale Dicke des Dichtungsabschnitts 15 darüber hinaus so groß wie möglich gestaltet werden, soweit der Dichtungsabschnitt 15 den Käfig nicht beeinträchtigt. Daher weist das Schrägwälzlager der vorliegenden Ausführungsform eine gute Dichtleistung gegenüber Fremdsubstanzen wie zum Beispiel Schleifstaub von Zähnen oder Speichel auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 11-37162 A [0003]
- JP 08-66411 A [0004, 0005]
