JP2006129934A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】外輪及びフランジの表面加工に要する費用を低減した放熱効率に優れた歯科用ハンドピース用の転がり軸受を提供する。
【解決手段】歯科治療時に歯科医師が把持するハンドピース本体と、その先端に設けられたヘッド部とを備え、ヘッド部に各種の回転切削工具を着脱自在に装着可能な歯科用ハンドピースに用いられる転がり軸受１０であって、ヘッド部は、転がり軸受を介して回転自在に支持され、回転切削工具を着脱自在に装着可能な回転軸と、回転軸を回転させるロータとを備えていると共に、転がり軸受は、互いに相対回転可能に対向した内輪２６及び外輪２８と、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体３０とを具備し、外輪にはフランジ(外向フランジ)３６が突設されており、そのフランジ外径面３６ａには旋削加工が施されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばストレートハンドピースやアングルハンドピースなどの歯科用ハンドピースに用いられる転がり軸受に関する。
従来から、例えばストレートハンドピースやアングルハンドピースなどの歯科用ハンドピースが知られている(例えば、特許文献１及び２)。その一例として図５(ａ)に示された歯科用ハンドピース(アングルハンドピース)は、歯科治療時に歯科医師が把持するハンドピース本体２と、その先端に設けられたヘッド部４とを備えており、ヘッド部４には、各種の回転切削工具６を着脱自在に装着できるようになっている。
図５(ｂ)に示すように、ヘッド部４には、回転切削工具６を所定方向に所定回転速度で回転させる回転機構が内蔵されている。具体的に説明すると、回転切削工具６は、回転機構の回転軸８に着脱自在に装着されるようになっており、回転軸８は、軸方向上下に設けられた一対の転がり軸受１０を介して回転自在に支持されている。一対の転がり軸受１０の間には、ロータ１２が介在されており、ロータ１２を制御して回転軸８を回転させることにより、回転切削工具６を所定方向に所定回転速度で回転させることができる。
また、回転軸８の外周には、回転切削工具６に向けて水を噴射する複数の水噴射孔１４と、回転切削工具６に向けて空気を噴射する複数の空気噴射孔１６とが配置されている。各水噴射孔１４は、回転軸８の周りに設けられた周溝１８を介して水導入路２０に接続され、各空気噴射孔１６は、回転軸８の周りに設けられた周溝２２を介して空気導入路２４に接続されている。各水噴射孔１４及び各空気噴射孔１６は互いに対を成し、回転軸８と同心円状に周方向に沿って所定間隔で配置されており、各水噴射孔１４から噴射された水と空気噴射孔１６から噴射された空気とが、回転切削工具６の向う途中で交差するように設計されている。なお、各空気噴射孔１６は、各水噴射孔１４の内側に配置されている。
このような構成において、回転切削工具６で歯科治療中、各水噴射孔１４から噴射された水は、空気噴射孔１６から噴射された空気の圧力により外方に押し出され、その噴射範囲が拡散される。これにより水を回転切削工具６の全体(切削作用面Ｓの全体)に亘って効率よく噴射させることができる。この場合、各水噴射孔１４及び各空気噴射孔１６の噴射圧力を適宜選択的に調整(増減)することにより、回転切削工具６に対する水の噴射範囲や噴射圧力を変化させることができ、歯科治療の状況変化に応じた水噴射が可能となる。
また、上述したような歯科用ハンドピースに用いられた転がり軸受１０は、例えば図５(ｃ)に示すように、互いに相対回転可能に対向した内輪２６及び外輪２８と、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体(例えば、玉、ころ)３０と、各転動体３０を回転自在に保持する保持器３２とを備えている。この場合、内輪２６は、回転軸８の外周に外嵌されており、外輪２８は、ヘッド部４のハウジング３４に内嵌されている。なお、外輪２８には、その一端側(転がり軸受１０の一端側)にフランジ(外向フランジ)３６が突設されている。
外輪２８の胴部外径面２８ａには、例えば真鍮製の環状リング３８が外向フランジ３６に当接(隣接)して外嵌されていると共に、例えばゴム製のＯリング(オーリング)４０が環状リング３８に当接(隣接)して外嵌されている。この場合、転がり軸受１０をヘッド部４に組み込む際に、ハウジング３４とＯリング４０とを当接(圧接)させることにより転がり軸受１０の予圧が付加される。このとき、転がり軸受１０は、外輪２８の胴部外径面２８ａがハウジング３４の内径(特に参照符号は付さない)に案内されて所定箇所に位置決めされる。
なお、転がり軸受１０の他端側には、密封装置(例えば、シール、シールド)４２が設けられており、潤滑剤(例えば、グリース、油)の漏洩防止及び異物(例えば、水、塵埃)の浸入防止が図られている。この場合、転がり軸受１０の一端側は、ロータ１２により遮蔽された状態となるため、特に密封装置は必要とされない。
ところで、歯科用ハンドピースに用いられた転がり軸受１０において、外輪２８は、その胴部外径面２８ａ及び外輪側面(外輪２８の両端面)２８ｂ、フランジ外径面３６ａ及びフランジ側面(外向フランジ３６の両端面)３６ｂの表面全体に亘って研削加工が施されている。この場合、研削加工は、例えば研削砥石(図示しない)で外輪２８及び外向フランジ３６の表面28a,28b及び36a,36bを削って滑らかに仕上げる加工法である。なお、研削砥石は、砥粒及び結合剤並びに気孔を有して形成されており、砥粒は、加工物を削る切れ刃(例えば、バイトやフライスなど)に相当し、結合剤は、切れ刃を支持するホルダとしての機能を有し、気孔は、切りくずを排出する働きをする。
このような研削加工では、加工物である外輪２８及び外向フランジ３６の表面28a,28b及び36a,36bを効率良く高精度に仕上げることができる反面、研削加工に要する費用が上昇してしまうといった問題があった。また、歯科用ハンドピースの動作中には転がり軸受１０は比較的高温になるが、研削加工により外輪２８及び外向フランジ３６の表面28a,28b及び36a,36bを高精度に平坦化させた場合、表面28a,28b及び36a,36bの面積が小さくなって放熱効率を低下させてしまうといった問題もある。
特開２００１−３２１３９１号公報 特開平７−２３９８０号公報
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、外輪及びフランジの表面加工に要する費用を低減した放熱効率に優れた歯科用ハンドピース用の転がり軸受を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、歯科治療時に歯科医師が把持するハンドピース本体と、その先端に設けられたヘッド部とを備え、ヘッド部に各種の回転切削工具を着脱自在に装着可能な歯科用ハンドピースに用いられる転がり軸受であって、ヘッド部は、転がり軸受を介して回転自在に支持され、回転切削工具を着脱自在に装着可能な回転軸と、回転軸を回転させるロータとを備えていると共に、転がり軸受は、互いに相対回転可能に対向した内輪及び外輪と、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体とを具備し、外輪にはフランジが突設されており、そのフランジ外径面には旋削加工が施されている。
この発明において、外輪の胴部外径面のみに研削加工を施しても良いし、或いは、外輪の胴部外径面及び外輪側面、並びにフランジのフランジ側面に研削加工を施しても良い。この場合、旋削加工は、研削加工に比べて加工精度が低い。
本発明によれば、外輪に突設されたフランジのフランジ外径面に旋削加工を施したことにより、外輪及びフランジの表面加工に要する費用を低減した放熱効率に優れた歯科用ハンドピース用の転がり軸受を実現することができる。
以下、本発明の歯科用ハンドピース用の転がり軸受について、添付図面を参照して説明する。なお、歯科用ハンドピースとしては、例えばストレートハンドピースやアングルハンドピースなどを想定することができるが、ここでは一例として上述した歯科用ハンドピース(図５(ａ),(ｂ))を例示して説明する。
図１には、本発明の一実施の形態に係る歯科用ハンドピース用の転がり軸受１０の構成が示されている。なお、本実施の形態の転がり軸受１０は、上述した構成(図５(ｃ))と同様であるため、以下では、その特徴部分の説明に止める。
本実施の形態の転がり軸受１０において、外輪２８には、その一端側(転がり軸受１０の一端側)にフランジ(外向フランジ)３６が突設されており、そのフランジ外径面３６ａには旋削加工が施されている。なお、旋削加工は、加工物である外輪２８及び外向フランジ３６の表面28a,28b及び36a,36bを、例えば普通旋盤や卓上旋盤或いはＮＣ旋盤などで切削する加工法である。
また、外輪２８の胴部外径面２８ａ及び外輪側面(外輪２８の両端面)２８ｂ、並びに外向フランジ３６のフランジ側面(外向フランジ３６の両端面)３６ｂには、研削加工が施されている。なお、研削加工の説明については、既に上述したのでここでは省略する。
外輪２８の胴部外径面２８ａは、転がり軸受１０を歯科用ハンドピースのヘッド部４(図５(ｂ))に組み込む際、ハウジング３４に対して正確に位置決めして内嵌させる必要がある。従って、特に胴部外径面２８ａに研削加工を施すことにより、当該胴部外径面２８ａを旋削加工に比べて高い加工精度(高い平滑精度)で切削することができる。この結果、転がり軸受１０をハウジング３４に対して正確に位置決めして組み込むことができる。
以上、本実施の形態によれば、外輪２８に突設された外向フランジ３６のフランジ外径面３６ａに旋削加工を施したことにより、外輪２８及び外向フランジ３６の表面加工に要する費用を低減させることができる。この場合、旋削加工は、研削加工に比べて比較的低い加工精度(平滑精度)の加工法であるため、かかる加工法に要する手間や費用を抑えることができる。この結果、従来の歯科用ハンドピース用の転がり軸受１０(図５(ａ)〜(ｃ))に比べて低価格な転がり軸受１０(図１)を実現することが可能となる。
また、旋削加工は、研削加工に比べて加工精度(平滑精度)が低いため、当該旋削加工が施されたフランジ外径面３６ａは、その表面粗さが比較的大きくなり、その結果、フランジ外径面３６ａの表面積が大きくなる。この場合、表面積が大きくなると、フランジ外径面３６ａが外部(例えば、ハウジング３４)に触れる面積も増加するため、その分だけ放熱効率を向上させることができる。
従って、歯科用ハンドピースの動作中に転がり軸受１０が比較的高温になった場合でもフランジ外径面３６ａからハウジング３４に向けて効率的に放熱することができる。この結果、転がり軸受１０の焼き付きや異音の発生を抑えることができ、転がり軸受１０の回転性や潤滑性を長期に亘って維持させることが可能となる。これにより、歯科用ハンドピースの性能を長期に亘って維持することができる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変更することが可能である。
第１の変形例として図２に示すように、転動体３０及び密封装置４２が外向フランジ３６寄りにオフセットされた転がり軸受１０に対して本発明を適用しても上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
第２の変形例として図３に示すように、内輪２６及び転動体３０並びに密封装置４２が外向フランジ３６寄りにオフセットされていると共に、内輪２６の軸方向長さ寸法が外輪２８よりも短く且つ内輪２６の側面２６ａを外輪側面２８ｂに一致させた転がり軸受１０に対して本発明を適用しても上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合、密封装置４２は、内輪２６の外径面を越えて延出している。
第３の変形例として図４に示すように、内輪２６の軸方向長さ寸法が外輪２８よりも短く且つ外輪２８の略中央に位置付けられ、密封装置４２が内輪２６の外径面を越えて延出した転がり軸受１０に対して本発明を適用しても上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の一実施の形態に係る歯科用ハンドピース用の転がり軸受の構成を示す断面図。 本発明の第１の変形例に係る歯科用ハンドピース用の転がり軸受の構成を示す断面図。 本発明の第２の変形例に係る歯科用ハンドピース用の転がり軸受の構成を示す断面図。 本発明の第３の変形例に係る歯科用ハンドピース用の転がり軸受の構成を示す断面図。 (ａ)は、歯科用ハンドピースの外観図、(ｂ)は、ヘッド部に内蔵された回転機構の構成を示す断面図、(ｃ)は、ヘッド部に用いられた転がり軸受の構成を部分的に示す断面図。
符号の説明
２ ハンドピース本体
４ ヘッド部
６ 回転切削工具
１０ 転がり軸受
２６ 内輪
２８ 外輪
２８ａ 胴部外径面
２８ｂ 外輪側面
３０ 転動体
３２ 保持器
３４ ハウジング
３６ フランジ(外向フランジ)
３６ａ フランジ外径面
３６ｂ フランジ側面
４２ 密封装置

Claims (4)

  1. 歯科治療時に歯科医師が把持するハンドピース本体と、その先端に設けられたヘッド部とを備え、ヘッド部に各種の回転切削工具を着脱自在に装着可能な歯科用ハンドピースに用いられる転がり軸受であって、
    ヘッド部は、転がり軸受を介して回転自在に支持され、回転切削工具を着脱自在に装着可能な回転軸と、回転軸を回転させるロータとを備えていると共に、
    転がり軸受は、互いに相対回転可能に対向した内輪及び外輪と、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体とを具備し、
    外輪にはフランジが突設されており、そのフランジ外径面には旋削加工が施されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 外輪の胴部外径面には、研削加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
  3. 外輪の胴部外径面及び外輪側面、並びにフランジのフランジ側面には、研削加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
  4. 旋削加工は、研削加工に比べて加工精度が低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
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