JP2017086346A - エアタービンハンドピース - Google Patents

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Abstract

【課題】エアタービン駆動用の駆動エアを利用し、ハンドピースヘッド内の軸受の空冷を確実に実行できるエアタービンハンドピースを提供する。【解決手段】ハンドピースヘッド3の内部に二つの軸受26、27にて回転自在に支持された回転軸であるチャック付き軸体25と、二つの軸受の間の位置でチャック付き軸体と一体化された羽車24とを設け、ハンドピースヘッド3内への駆動エアにて羽車を回転駆動し、各軸受を構成する各外輪37の外周部又は各外輪の外周部の周りに供給エア用のエア溜まり流路部41、42を設け、各軸受を構成する各外輪におけるその内周の転動体の転動面に該当しない領域に、エア溜まり流路部を前記軸受の内部に連通させる1つ又は複数のエア通過孔40を設け、駆動エアを分岐して各エア溜まり流路部各エア通過孔を経て二つの軸受の外輪と内輪36との間の転動体38が位置する領域に各々駆動エアを供給可能とした構成とする。【選択図】図2

Description

本発明は、エアタービンハンドピースに関し、詳しくは、ハンドピースヘッド内部において羽車を回転自在に支持する軸受の空冷構造、軸受への潤滑用のオイルの供給構造の簡略化を図ったエアタービンハンドピースに関するものである。
一般に、例えば歯科用のエアタービンハンドピースは、ハンドピースヘッド内部に、軸受にて回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体化された羽車とを設け、前記ハンドピースヘッド内への供給エアにて前記羽車を回転駆動する構造としている。
このようなエアタービンハンドピースの軸受は、例えば毎分40万回というような高速回転に耐え得る機能を維持するために冷却することが必須であり、十分な冷却を行わないと製品寿命に支障が生じる。
一方、騒音防止やサックバック防止の観点から、エアタービンハンドピース、特にハンドピースヘッドは極力エアを外部に漏らさない構造を採用しているため、軸受の内部にエアが回りにくく、結果的に潤滑用のオイルも回り込みにくいという難点を有している。
特許文献1には、ボールベアリングにおけるボールとリテーナーとの摩耗を極力防止することを目的として、バースリーブと一体に回転するようにバースリーブの外周に設けた回転突出部と、この回転突出部と間隙を介して対向するように歯科用ハンドピースの非回転部に設けた固定突出部とから防塵部材を構成し、ローターの回転停止時に生じるヘッドハウジング内の負圧状態によるヘッドハウジング下端部における切削粉、唾液、血液等の吸引を防止するように構成した歯科用ハンドピースが提案されている。
特許文献2には、歯科用ハンドピースにおけるヘッド部へのメンテナンス油の給油を目的として、歯科用ハンドピースのヘッド部が挿入され、かつ、該ヘッド部を下方に押下することのできる溝を有する下部開放の筒状保護カバーと、該保護カバー内が載置される注油缶と、この注油缶の上部に配設され、かつ該注油缶の上部に突出する注油栓が挿通される貫通孔を有するリング状の注油口部材とを有する構成の歯科用ハンドピースヘッドのメンテナンス油注入装置が提案されている。
しかしながら、上述した特許文献1、2を含め、ハンドピースヘッド内の軸受の空冷を確実に実行できるような簡略化した空冷構造や、軸受への潤滑用のオイルの注油を自動的に実行できるような簡略化した注油構造を備えたエアタービンハンドピースは見当たらないのが実情である。
特開2002−238922号公報 特開2001−70319号公報
本発明は、エアタービン駆動用の駆動エア等を利用し、ハンドピースヘッド内の軸受の空冷を確実に実行できる簡略化した空冷構造を備えたエアタービンハンドピースを提供することを目的とする。
本発明は、ハンドピースヘッド内部に軸受にて回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体化された羽車とを設け、前記ハンドピースヘッド内への供給エアにて前記羽車を回転駆動するエアタービンハンドピースであって、前記軸受の外周部又は外周部の周りに供給エア用のエア溜まり流路部を設け、前記エア溜まり流路部を前記軸受の内部に連通させる1つ又は複数のエア通過孔を設け、前記供給エアを前記エア溜まり流路部、エア通過孔を経て前記軸受の内部の転動体が位置する領域に供給可能としたことを最も主要な特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、ハンドピースヘッド内に供給される供給エアの一部を利用した簡略構造の基に、供給エアを前記エア溜まり流路部、エア通過孔を経て前記軸受の内部の転動体が位置する領域に供給し、エアタービンハンドピース自体の動作時に昇温する軸受の空冷を的確に実行することが可能であり、さらには、軸受摩擦の軽減、保持器を保持する軸受構造の場合の軸受寿命の延長をも実現可能なエアタービンハンドピースを提供することができる。
請求項2記載の発明によれば、ハンドピースヘッド内に供給される供給エアの一部を利用した簡略構造の基に、回転軸を支持する二つの軸受各々の外輪と内輪との間の転動体が位置する領域で、かつ、転動体の転動面を避けた領域に、冷却用エアを供給し、エアタービンハンドピース自体の動作時に昇温する二つの軸受の空冷を各々的確に実行することが可能であり、さらには、軸受摩擦の軽減、保持器を保持する軸受構造の場合の軸受寿命の延長をも実現可能なエアタービンハンドピースを提供することができる。
請求項3記載の発明によれば、ハンドピースヘッド内への供給エアとして、羽車へ供給する駆動エア、前記軸受へ供給する専用エア、又は、ハンドピース先端から工具に向けて供給するスプレー用エアのいずれかを採用した簡略構造の基に、請求項1又は2記載の発明と同様な効果を奏するエアタービンハンドピースを提供することができる。
請求項4記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、供給エアのうちの駆動エアを供給する駆動エア流路には、ハンドピース本体内において外部から給油可能でアスピレータ構造のオイルタンクが配置され、前記オイルタンクを通過する駆動エアとともにオイルタンク内のオイルも前記軸受の外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に供給可能としたことにより、オイルタンク内蔵構造の基に軸受の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することが可能なエアタービンハンドピースを提供することができる。
請求項5記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、
供給エアのうちの駆動エアを供給する駆動エア流路に、外置構造のオイルタンクを付加した構造の基に、軸受の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することが可能なエアタービンハンドピースを提供することができる。
請求項6記載の発明によれば、本体内部駆動エア流路内に流れてくる駆動エア中のオイル分を多孔質体の多孔質性により一時貯留し徐々に少量ずつ流出させ、さらに、前記軸受への駆動エアの供給と少量ずつのオイルの供給を実行することができ、ハンドピースヘッド内の保持器の摩耗を原因とする回転不良を防止することができるエアタービンハンドピースを提供することができる。
図1は本発明の実施例1に係るエアタービンハンドピースの全体構成を示す概略部分切欠断面図である。 図2は本実施例1に係るエアタービンハンドピースの軸受2個支持構造としたハンドピースヘッドにおける駆動エアを利用した各軸受に対する冷却用エアの給気構造を概略的に示す拡大断面図である。 図3は図2に示すエアタービンハンドピースのハンドピースヘッドにおける軸受の概略斜視図である。 図4は本実施例1に係るエアタービンハンドピースの軸受における外輪、転動体の接合構造の一例を示す概略部分拡大縦断面図である。 図5は本実施例1に係るエアタービンハンドピースの軸受における外輪、転動体の接合構造の他例を示す概略部分拡大縦断面図である。 図6は図5に示す外輪、転動体の接合構造を外輪の内面側から見た状態を示す概略部分拡大図である。 図は本実施例1に係るエアタービンハンドピースの軸受における外輪、転動体の接合構造のさらに別の例を示す概略部分拡大縦断面図である。 図8は本実施例1に係るエアタービンハンドピースの2段軸受単独支持構造としたハンドピースヘッドにおける駆動エアを利用した2段軸受に対する冷却用エアの給気構造を概略的に示す拡大断面図である。 図9は本実施例1の変形例に係るオイルタンク内蔵構成としたエアタービンハンドピースにおける駆動エアを利用した軸受に対する冷却用エアの給気構造を示す概略的に示す部分切欠断面図である。 図10は本発明の実施例2に係るオイルタンク外置構成としたエアタービンハンドピースを示す概略構成図である。 図11は本実施例2に係る外置構成のオイルタンクを示す概略拡大断面図である。 図12は本発明の実施例3に係るエアタービンハンドピースの軸受2個支持構造で軸受の外輪にエア溜まり流路部を設けたハンドピースヘッドにおける駆動エアを利用した各軸受に対する冷却用エアの給気構造を概略的に示す拡大断面図である。 図13は本発明の実施例4に係るエアタービンハンドピースの軸受2個支持構造で軸受の外輪にエア溜まり流路部を設けたハンドピースヘッドにおける駆動エアを利用した各軸受に対する冷却用エアの給気、及び、多孔質管を経由したオイルの給油構造を概略的に示す拡大断面図である。 図14は本発明の実施例5に係るエアタービンハンドピースにおけるハンドピースヘッドの駆動エアを利用した二つの軸受に対する冷却用エアの分岐給気構造を示す概略的に示す拡大断面図である。 図15は本発明の実施例6に係るエアタービンハンドピースにおけるハンドピースヘッドの軸受専用エアを利用した二つの軸受に対する冷却用エアの分岐給気構造を示す概略的に示す拡大断面図である。 図16は本発明の実施例7に係るエアタービンハンドピースにおけるハンドピースヘッドのスプレー用エアを利用した二つの軸受に対する冷却用エアの分岐給気構造を示す概略的に示す拡大断面図である。
本発明は、エアタービン駆動用の駆動エア等を利用し、ハンドピースヘッド内の軸受の空冷を確実に実行できる簡略化した空冷構造を備えたエアタービンハンドピースを提供するという目的を、ハンドピースヘッド内部に所定間隔を隔てた二つの軸受にて回転自在に支持された回転軸と、二つの軸受の間の位置で前記回転軸と一体化された羽車とを設け、前記ハンドピースヘッド内への供給エアにて前記羽車を回転駆動するエアタービンハンドピースであって、前記各軸受を構成する各外輪の外周部又は各外輪の外周部の周りに供給エア用のエア溜まり流路部を設け、前記各軸受を構成する各外輪におけるその内周の転動体の転動面に該当しない領域に、前記エア溜まり流路部を前記軸受の内部に連通させる1つ又は複数のエア通過孔を設け、前記供給エアを分岐して前記各エア溜まり流路部、各エア通過孔を経て前記二つの軸受における外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に各々供給エアを供給可能とした構成により実現した。
以下に本発明の実施例に係るエアタービンハンドピースについて図面を参照して詳細に説明する。
図1乃至図3を参照して本発明の実施例1に係るエアタービンハンドピースについて説明する。
本実施例1に係るエアタービンハンドピース1は、例えば歯科治療分野で使用される歯科用のエアタービンハンドピース1として構成したものである。
前記エアタービンハンドピース1は、患部Pの治療用の工具(例えば切削工具)3aを底面側に着脱可能に装着するハンドピースヘッド3と、このハンドピースヘッド3を一端側に連結するとともに、例えばドクターが把持するための一定の長さを有するグリップ部4と、からなるハンドピース本体部2と、前記ハンドピース本体部2の他端側に装着される歯科用ホース部5とを有している。
前記歯科用ホース部5には、詳細は後述する歯科診療用ユニット71に接続される接続ホース6を挿通している。
前記接続ホース6は、歯科診療用ユニット71から供給されるとともに、ハンドピースヘッド3内の羽車24を回転駆動するための駆動エア(圧縮空気)をエアタービンハンドピース1内に導く駆動エアパイプ11、前記羽車24を回転駆動した駆動エアを排気するための排気パイプ12、患部Pに向けて噴射するスプレー用エアを導くスプレー用エアパイプ13、患部Pに向けて噴射する加圧水を導く水パイプ14、患部Pに向けて照明光(例えばレーザ光)を照射するためのロッドファイバ15を内装している。
さらに、前記接続ホース6としては、ハンドピースヘッド3内の軸受(例えば玉軸受)26、27のみを空冷するための軸受専用エアを導く軸受専用エアパイプ16を付加した構成とすることもできる。
前記ハンドピース本体部2は、詳細構造は省略するが、前記駆動エアパイプ11に連通させるとともにこのハンドピース本体部2において他端側から前記ハンドピースヘッド3におけるハウジング21のネック部21aに設けたエア通過穴部31に至るように配設した本体内駆動エア流路18(図1において点線で示す)と、を具備し、前記エア通過穴部31から吹き出す駆動エアを前記ハンドピースヘッド3内の羽車24に向けて吹き付けるように構成している。
尚、前記エア通過穴部31から羽車24に至る駆動エアの流路については図示、説明を省略する。
また、前記ハンドピース本体部2は、詳細構造は省略するが、前記ロッドファイバ15に光学的に接続した本体内ロッドファイバ17を具備している。
本体内ロッドファイバ17は、図1に示すように、ハンドピース本体部2内を経てその一端側をこのハンドピース本体部2における前記ハンドピースヘッド3の工具3aが突出している底面側の近傍位置で露出させ、本体内ロッドファイバ17の一端側の端面から前記患部Pに向けて照明光を照射するように構成している。
次に、前記ハンドピースヘッド3について図2を参照して詳述する。前記ハンドピースヘッド3は、軸受2個支持構造を採用している。
前記ハンドピースヘッド3は、ハウジング21、ハウジングキャップ22、ヘッドケース23を同心的に固定配置している。
そして、前記ハウジング21と、ハウジングキャップ22及びヘッドケース23との間に羽車24の回転空間であるタービン室30を形成している。
また、ハウジング21、ハウジングキャップ22の縦方向中心部には、工具3aを着脱可能に支持する回転軸であるチャック付き軸体25が配置され、このチャック付き軸体25をタービン室30の上側において前記ハウジングキャップ22の中心部に取り付けた軸受26と、前記タービン室30の下側において前記ハウジング21の中心部に取り付けた軸受27とにより回転可能に軸支している。
前記チャック付き軸体25の上部には、略円板状のプッシュボタン28が設けられ、このプッシュボタン28をバネ29の付勢力に抗して下方に押圧することにより前記工具3aのチャック付き軸体25からの離脱を可能としている。
前記ハンドピースヘッド3のハウジング21の底面部には、前記チャック付き軸体25の外周近傍からこのハウジング21の底部外周部に至る範囲を閉塞する底部閉塞体32及び筒状体33を装着している。
前記筒状体33と前記チャック付き軸体25の外周部との間はエアが流通可能な微小隙間34を形成している。
前記ハンドピースヘッド3は、さらにヘッドケース23の外周中間部に設けた膨出部23aを、前記ハウジング21の筒状上端部21bに当接させ、この筒状上端部21bの外面側を抑えネジ35により抑え込みつつハウジング21のネック部21aに螺着することで、ヘッドケース23をハウジング21上で密着状態に固定するように構成している。
前記軸受26は、図3にも示すように、前記チャック付き軸体25に嵌着する内輪36と、前記ハウジングキャップ22内で固定する外輪37と、前記内輪36、外輪37間に配置され転動体(ボール)38を転動可能に支持するリテーナ39と、を具備し、全体として円筒状に形成している。
前記軸受26の外輪37の肉厚部を貫通する任意個数(1つ又は複数)のエア通過孔40を設けている。このエア通過孔40は、前記軸受26を構成する外輪37におけるその内周の転動体38の転動面に該当しない領域に、すなわち、転動体38が位置する領域を避けた領域に設けている。
このようなエア通過孔40の配置は、転動体38の転動面にエア通過孔40の開口部が存在すると、転動面に段差が生じてしまい、転動体38の円滑な転動に支障が発生することを考慮したものである。
前記軸受27も、前記軸受26と同様な内輪36、外輪37、転動体38、リテーナ39及びエア通過孔40を具備している。
次に、本実施例1におけるハンドピースヘッド3における駆動エアを利用した軸受26、27に対する冷却用エアの給気構造について図2を参照して詳述する。
この軸受26、27に対する冷却用エアの給気構造は、前記タービン室30の上側において、前記ハウジングキャップ22内の前記軸受26の外輪37の外周部に一定量のエアが流入可能なエア溜まり流路部41を設け、また、前記タービン室30の下側において、前記ハウジング21内の前記軸受27の外輪37の外周部に一定量のエアが流入可能なエア溜まり流路部42を設けている。
前記タービン室30の上側において、このタービン室30と前記エア溜まり流路部41とを連通する連通流路43を設け、また、前記タービン室30の下側において、このタービン室30と前記エア溜まり流路部42とを連通する連通流路44を設けている。
すなわち、本実施例1における軸受26に対する冷却用エアの給気構造は、前記タービン室30内に供給される駆動エアを利用し、タービン室30の上側においては、前記連通流路43、エア溜まり流路部41、さらに軸受26の外輪37に設けたエア通過孔40を経て軸受26の転動体38が位置する領域に駆動エアの一部を空冷エアとして供給するように構成している。
同様に、本実施例1における軸受27に対する冷却用エアの給気構造は、前記タービン室30内に供給される駆動エアを利用し、タービン室30の下側においては、前記連通流路44、エア溜まり流路部42、さらに軸受27の外輪37に設けたエア通過孔40を経て軸受27の転動体38が位置する領域に駆動エアの一部を空冷エアとして供給するように構成している。
次に、前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統について言及する。
前記タービン室30内の駆動エアの空気圧は、前記エア溜まり流路部41、エア溜まり流路部42内の空冷エアの空気圧よりも通常高圧となるため、空冷エアが前記タービン室30内に逆流することはない。
このため、本実施例1における冷却用エアの給気構造においては、前記エア溜まり流路部41、エア溜まり流路部42内の空冷エアは、図2に点線矢印で示すように以下のような流路でハンドピースヘッド3外へ排気される。
すなわち、前記軸受26側においては、この軸受26を空冷した空冷エアは、この軸受26の内輪36、外輪37の間から上方に流れ、前記バネ29の隙間からプッシュボタン28の下部に至り、さらに、ヘッドケース23とプッシュボタン28との装着部分の間の僅かな隙間からハンドピースヘッド3の外へ(図2において上方へ)排気される。
一方、前記軸受27側においては、この軸受27を空冷した空冷エアは、この軸受27の内輪36、外輪37の間から下方に流れ、前記筒状体33と前記チャック付き軸体25の外周部との間の微小隙間34からハンドピースヘッド3の外へ(図2において下方へ)排気される。
以上説明した本実施例1に係るエアタービンハンドピース1によれば、前記タービン室30内の駆動エアの一部を利用して前記各軸受26、27の外輪37と内輪36との間の転動体38が位置する領域に冷却用エアを供給し、エアタービンハンドピース1の動作時に昇温する前記軸受26、27の空冷を的確に実行することができる。
本実施例1に係るエアタービンハンドピース1の上述した構成に基づく効果についてさらに言及する。
前記ハンドピースヘッド3の冷却用エアの給気構造によれば、前記軸受26、27の外輪37又は内輪36と転動体38との間に空気層が形成されて軸受摩擦が減ることも期待できる。
すなわち、供給された冷却用エアがその粘性により転動体38の外周にまとわり付く状態になると推定される。
また、当該構造は、冷却効果の他にベアリング摩耗粉の除去が効果的に行える効果も保有している。
エアタービン用軸受は高速回転対応なので、合成樹脂製の保持器が使用されており、強度確保の為に転動体を包み込む形状をしていて、実際エアタービンの回転不良は、保持器の摩耗が原因となることが多い。
従来例としては、内輪、外輪の隙間から空気の流れで、転動体と保持器の接触部分の摩耗粉を引き込んで、外に出す例を挙げることができるが、実際上効率的に除去するのが難しい構造になっている。
これに対して、本実施例1の前記ハンドピースヘッド3においては、前記軸受26、27の外輪37に設けた径方向のエア通過孔40を経て冷却用エアを転動体38に吹き付けるので、直接転動体38と保持器の接触面に当てられるため、より効果的に摩耗粉を除去する事が可能になって、この結果、各軸受26、27の長寿命化を実現することが可能となる。
図4は本実施例1に係るエアタービンハンドピース1の軸受26(他方の軸受27も同様)における外輪37、転動体38の接合構造の一例及びエア通過孔40を拡大して示すものであり、外輪37における転動体38の転動面37aをその縦断面形状が円滑な球面状で、かつ、外輪37の内周方向に連続的に連なる形状に形成して、転動体38を摺接させつつ転動させるとともに、前記転動面37aに該当しない領域、例えば転動面37aの上側端部から外れた領域にエア通過孔40を設け、転動体38の円滑な転動を確保する構成としたものである。
図4に示すような軸受26における外輪37、転動体38の接合構造によっても、既述した実施例1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
図5、図6は、本実施例1に係るエアタービンハンドピース1の軸受26(他方の軸受27も同様)における外輪37、転動体38の他例にかかる接合構造及びエア通過孔40を拡大して示すものである。
この場合には、外輪37における転動体38の転動面37bをその内面形状が円滑な球面状で、かつ、外輪37の内周方向に連続的に連なる形状に形成して、転動体38を摺接させつつ転動させるとともに、エア通過孔40を転動面37aの最深部に向かう配置とし、かつ、転動面37bの最深部に外輪37の内周方向に連続的に連なる凹溝部37cを形成して、凹溝部37cをエア溜まり流路部として機能させるように構成したものである。
そして、外輪37の外周部から凹溝部37cに向けて所定の間隔でエア通過孔40を複数個形成している。
図5、図6に示すような軸受26における外輪37、転動体38の接合構造によっても、既述した実施例1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
図7は本実施例1に係るエアタービンハンドピース1の軸受26(他方の軸受27も同様)における外輪37A、転動体38の接合構造のさらに別の例を示すものであり、この場合には外輪37A自体を多孔質体により形成して、外輪37Aの外部からこの多孔質体からなる外輪37Aの多孔質性を利用して転動体38に冷却用エアを送るように構成したものである。
すなわち、外輪37A自体をエア溜まり流路部として機能させるように構成したものである。
図7に示すような軸受26における外輪37A、転動体38の接合構造によっても、既述した実施例1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
図8は、前記ハンドピースヘッド3とは別構造のハンドピースヘッド3−1を示すものであり、このハンドピースヘッド3−1は、2段軸受単独支持構造を採用したことが特徴である。
尚、図8に示すハンドピースヘッド3−1において、前記ハンドピースヘッド3の場合と同一の要素には同一の符号を付して示す。
図8に示すハンドピースヘッド3−1においては、前記ハンドピースヘッド3における前記軸受26を無くすとともに、前記軸受27に替えて2段軸受27A単独で前記チャック付き軸体25を回転可能に支持するように構成している。
前記2段軸受27Aは、前記チャック付き軸体25に嵌着する内輪36と、この内輪36とは所定の間隔をもってその外側に配置されるとともに前記エア溜まり流路部42側に臨ませる外輪37と、前記内輪36、外輪37間において所定の上下間隔をもって配置した上下2段配置の転動体38と、前記外輪37を貫通して設けた上下2段配置のエア通過孔40とを具備し全体として円筒状に形成している。
そして、前記タービン室30内に供給される駆動エアを利用し、タービン室30の下側において、前記連通流路44、エア溜まり流路部42、さらに2段軸受27Aの外輪37に設けた上下のエア通過孔40を経て2段軸受27A内の上下の転動体38が位置する領域に駆動エアの一部を空冷エアとして供給するように構成している。
前記転動体38、エア通過孔40の各配置個数は特に限定するものではなく任意個数(複数)とすることができる。
図8に示す2段軸受単独支持構造を採用したハンドピースヘッド3−1の場合も、2段軸受27A一個を使用したより簡略構成の基に、既述した場合と同様な効果を発揮させることができる。
次に、図9を参照して本実施例1の変形例に係るエアタービンハンドピース1Aについて説明する。
この変形例に係るエアタービンハンドピース1Aにおいて、上述した実施例1に係るエアタービンハンドピース1の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
変形例に係るエアタービンハンドピース1Aは、基本的構成は実施例1に係るエアタービンハンドピース1の場合と同様であり、また、ハンドピースヘッド3又はハンドピースヘッド3−1のいずれかを採用するものであるが、ハンドピース本体部2における本体内駆動エア流路18の一部に、外部の給油缶59から前記軸受26、27の潤滑用のオイルを給油可能でアスピレータ構造のオイルタンク51を接続し、前記オイルタンク51を通過する駆動エアとともにオイルタンク51内のオイルも前記軸受26、27内に供給可能としたことが特徴である。
前記オイルタンク51は、ハンドピース本体部2内に配置可能な例えば円筒上のオイルタンク本体52と、このオイルタンク本体52内にその長さ方向を貫通する状態に設けた駆動エアの流通孔53とを具備している。
前記流通孔53は、その長さ方向中央部に形成した小径の絞り孔54と、駆動エアの流入側及び流出側にいずれも絞り孔54より大径となるように形成した拡大孔55a、55bとを具備している。
さらに、オイルタンク本体52には、前記流通孔53の図4において上部側にオイル貯留部56を設け、オイル貯留部56と前記絞り孔54とを小孔57により連通し、全体としてアスピレータ構造に構成している。
また、前記オイルタンク本体52のハンドピース本体部2と接する壁側には給油口58を設け、さらに、ハンドピース本体部2には前記給油口58に対応する位置に給油缶59用のノズル差込口2aを設けている。
このような構成のオイルタンク51をハンドピース本体部2に内蔵することにより、駆動エアが前記拡大孔55a、絞り孔54、拡大孔55bを通過するときに、流通孔53内に差圧が生じる。
これによりオイル貯留部56に貯留したオイルが小孔57から流通孔53内に微量ずつ連続的に吸い込まれ駆動エアとともにハンドピースヘッド3内に流入し、前記各軸受26、27の外輪37と内輪36との間の転動体38が位置する領域に供給されてこれら軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することができる。
特にアスピレータ構造のオイルタンク51を内蔵することにより、前記各軸受26、27に対して潤滑用のオイルが格別の給油手段を用いることなく自動的に給油されるので、各軸受26、27の本来の性能を長期にわたって維持できる利点がある。
変形例に係るエアタービンハンドピース1Aにおいて前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統については実施例1の場合と同様である。
この他、本実施例1の変形例に係るエアタービンハンドピース1Aにおいても、既述した実施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
次に、図10、図11を参照して本発明の実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bについて説明する。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bは、上述した変形例のエアタービンハンドピース1Aの構成に替えて、アスピレータ構造のオイルタンク61を外置構成として、上述した変形例の場合と同様に、オイルタンク61内のオイルを駆動エアとともにハンドピースヘッド3内に供給し、前記軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑と実行するようにしたことが特徴である。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bにおいて、上述した実施例1に係るエアタービンハンドピース1の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bは、図10に示すように、例えば詳細説明は省略するが歯科診療用ユニット71の壁面にアスピレータ構造のオイルタンク61を取り付け、歯科診療用ユニット71の駆動エア供給系から前記オイルタンク61に駆動エアを供給するとともに、オイルタンク61を通過した駆動エアをこのオイルタンク61に接続した歯科用ホース部5を構成する駆動エアパイプ11に流入させて前記オイルタンク61内のオイルを駆動エアとともにハンドピースヘッド3内に供給するようにしたものである。
尚、図10においては、歯科用ホース部5内の他の構成要素については概略的に示す。
前記オイルタンク61は、図11に概略的に、かつ、拡大して示すように、駆動エアの流入側、流出側を拡大孔63a、63cとし、中央部を絞り孔63bとしたベンチュリ筒体62と、ベンチュリ筒体62の中央部外側に配置され弁体65を絞り孔63bに臨ませた調整弁64と、ベンチュリ筒体62の下部に取り付けたオイルを貯留するオイルタンクケース66とを具備している。
また、前記ベンチュリ筒体62には前記オイルタンクケース66内に連通する小孔67を設けている。
そして、駆動エア供給系からのエアを拡大孔63aに供給し、また駆動エアパイプ11を拡大孔63cに接続している。
尚、前記オイルタンクケース66内にオイルを給油する給油部については図示省略する。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bによっても、アスピレータ構造のオイルタンク61を外置構成として、上述した変形例のエアタービンハンドピース1Aの場合と同様にオイルタンク61内のオイルを駆動エアとともにハンドピースヘッド3内に供給し、前記軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することができる。
特にアスピレータ構造のオイルタンク61を外置で付加することにより、前記各軸受26、27に対して潤滑用のオイルが格別の給油手段を用いることなく自動的に給油されるので、各軸受26、27の本来の性能を長期にわたって維持できる利点がある。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bにおいて前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統については実施例1の場合と同様である。
この他、本実施例2の係るエアタービンハンドピース1Bにおいても、既述した実施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
本実施例2に係るエアタービンハンドピース1Bにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用することもできる。
次に、本発明の実施例3に係るエアタービンハンドピース1Cについて、図12を参照しハンドピースヘッド3Cの構成及び軸受26、27への吸気構造を主にして説明する。
尚、本実施例3に係るエアタービンハンドピース1Cを構成するハンドピースヘッド3Cにおいて、上述した実施例1に係るハンドピースヘッド3の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例3に係るエアタービンハンドピース1Cにおけるハンドピースヘッド3Cは、実施例1に係るハンドピースヘッド3と略同様な構成であるが、前記軸受26、27自体各外輪37の外周部に、タービン室30に連通させた連通流路43a、44aから冷却用エアが供給されるエア溜まり流路部である環状凹陥部45を設けるとともに、環状凹陥部45における前記転動体38に対応する位置に外輪37を貫通する配置でエア通過孔40を設けたことが特徴である。
すなわち、本実施例3における軸受26に対する冷却用エアの給気構造は、前記タービン室30内に供給される駆動エアを利用し、タービン室30の上側においては、前記連通流路43a、環状凹陥部45、さらに軸受26の外輪37に設けたエア通過孔40を経て軸受26の転動体38が位置する領域に駆動エアの一部を空冷エアとして供給するように構成している。
同様に、前記タービン室30内に供給される駆動エアを利用し、タービン室30の下側においては、前記連通流路44a、環状凹陥部45、さらに軸受27の外輪37に設けたエア通過孔40を経て軸受27の転動体38が位置する領域に駆動エアの一部を空冷エアとして供給するように構成している。
本実施例3における軸受26、27に対する冷却用エアの給気構造によっても実施例1の冷却用エアの給気構造の場合と同様な効果を発揮させることができる。
本実施例3に係るエアタービンハンドピース1Cにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用することもできる。
また、本実施例3に係るエアタービンハンドピース1Cにおいても、外輪37に環状凹陥部45を設けた構成を採用することもできる。
次に、本発明の実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dについて、図13を参照しハンドピースヘッド3Dの構成及び軸受26、27への吸気構造を主にして説明する。
尚、本実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dを構成するハンドピースヘッド3Dにおいて、上述した実施例1乃至3に係るハンドピースヘッド3乃至3Cの場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dは、例えば実施例2のエアタービンハンドピース1Bと略同様な構成を採用するとともに、ハンドピースヘッド3Dとしては実施例3に係るハンドピースヘッド3Cと同様な構成を採用するものである。
本実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dは、ハンドピース本体部2内の本体内部駆動エア流路18に連通しているエア通過穴部31の上下両側に、一対の管状の多孔質体(例えば多孔質セラミック)46を配置し、一対の多孔質体46の一端側を一対のエア導入流路47を介して本体内部駆動エア流路18に連通し、一対の多孔質体46の他端側を一対の吐出流路48を介して前記連通流路43a、44aに各々連通した構成としたことが特徴である。
前記多孔質体46は、本体内部駆動エア流路18内に流れてくる駆動エア中のオイル分をその多孔質性により一時貯留し徐々に少量ずつ吐出流路48に流出させる機能を有している。
本実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dによれば、本体内部駆動エア流路18内に流れてくる駆動エア中のオイル分を多孔質体46の多孔質性により一時貯留し徐々に少量ずつ吐出流路48に流出させ、さらに、既述した場合と同様に、前記軸受26、27への駆動エアの供給と少量ずつのオイルの供給を実行する。
これにより、ハンドピースヘッド3D内の既述したような保持器の摩耗を原因とする回転不良を防止することができる。
この他、本実施例4の係るエアタービンハンドピース1Dにおいても、既述した実、施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
また、本実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用したり、図8に示すように、外輪37に環状凹陥部45を設けた構成を採用することもできる。
次に、本発明の実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eについて、図14を参照しハンドピースヘッド3Eの構成及び軸受26、27への吸気構造を主にして説明する。
尚、本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eを構成するハンドピースヘッド3Eにおいて、上述した実施例1に係るハンドピースヘッド3の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eにおけるハンドピースヘッド3Eは、実施例1に係るハンドピースヘッド3と略同様な構成であるが、前記軸受26、27に対する冷却用エアの給気構造を本体内駆動エア流路18、エア通過穴部31を利用した二分岐構造としたことが特徴である。
すなわち、本実施例5においては、前記エア通過穴部31の位置から前記軸受26の外周に設けたエア溜まり流路部41に至る第1分岐流路81と、前記エア通過穴部31の位置から前記軸受27の外周に設けたエア溜まり流路部42に至る第2分岐流路82とを設けている。
そして、前記エア通過穴部31から流出する駆動エアの一部を第1分岐流路81、エア溜まり流路部41経て軸受26内に供給し、同様に、エア通過穴部31から流出する駆動エアの一部を第2分岐流路82、エア溜まり流路部42を経て軸受27内に供給し、二分岐吸気構造の基に前記軸受26、27の空冷を実行するものである。
本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eにおけるハンドピースヘッド3Eによっても、実施例1の場合と同様、二分岐吸気構造の基に駆動エアの一部を利用して前記軸受26、27の空冷を的確に実行することができる。
尚、本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eにおいても、既述した実施例1の変形例のような内蔵型のオイルタンク51を採用した構成としたり、実施例2のような外置型のオイルタンク61を採用した構成とすることもでき、このような構成とすれば、前記軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することが可能となる。
本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eにおいて前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統については実施例1の場合と同様である。
この他、本実施例5の係るエアタービンハンドピース1Eにおいても、既述した実施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
本実施例5に係るエアタービンハンドピース1Eにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用したり、図8に示すように、外輪37に環状凹陥部45を設けた構成を採用することもできる。
また、本実施例5の係るエアタービンハンドピース1Eにおいても、実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dの場合と同様な多孔質体46を付加した構成を採用し、既述したような保持器の摩耗を原因とする回転不良を防止するようにすることもできる。
次に、本発明の実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fについて、図15を参照しハンドピースヘッド3Fの構成及び軸受26、27への吸気構造を主にして説明する。本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fを構成するハンドピースヘッド3Fにおいて、上述した実施例1に係るハンドピースヘッド3の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fにおけるハンドピースヘッド3Fは、実施例1に係るハンドピースヘッド3と略同様な構成であるが、前記軸受26、27に対する冷却用エアの給気構造を、軸受専用エア流路91を利用した二分岐吸気構造としたことが特徴である。
すなわち、前記接続ホース6に軸受専用エアパイプ16を付加し、この軸受専用エアパイプ16に軸受専用エアを供給するように構成する。
また、前記ハンドピース本体部2内に、図15に示すように、前記軸受専用エアパイプ16に連通した軸受専用エア流路91を設けている。
そして、軸受専用エア流路91の先端部から前記軸受26の外周に設けたエア溜まり流路部41に至る第3分岐流路83と、同じく先端部から前記軸受27の外周に設けたエア溜まり流路部42に至る第4分岐流路84とを設けて二分岐吸気構造を構成している。
本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fにおけるハンドピースヘッド3Fによっても、二分岐吸気構造の基に軸受専用エアを利用して前記軸受26、27の空冷を的確に実行することができる。
尚、本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fにおいても、既述した実施例1の変形例のような内蔵型のオイルタンク51を採用した構成としたり、実施例2のような外置型のオイルタンク61を採用した構成とすることもでき、このような構成とすれば、前記軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することが可能となる。
本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fにおいて前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統については実施例1の場合と同様である。
この他、本実施例6の係るエアタービンハンドピース1Fにおいても、既述した実施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
本実施例6に係るエアタービンハンドピース1Fにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用したり、図8に示すように、外輪37に環状凹陥部45を設けた構成を採用することもできる。
また、本実施例6の係るエアタービンハンドピース1Fにおいても、実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dの場合と同様な駆動エアの流路に多孔質体46を付加した構成を採用し、既述したような保持器の摩耗を原因とする回転不良を防止するようにすることもできる。
次に、本発明の実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gについて、図16を参照しハンドピースヘッド3Gの構成及び軸受26、27への吸気構造を主にして説明する。
尚、本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gを構成するハンドピースヘッド3Gにおいて、上述した実施例1に係るハンドピースヘッド3の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gにおけるハンドピースヘッド3Gは、実施例1に係るハンドピースヘッド3と略同様な構成であるが、ハンドピースヘッド3Gの底面から患部Pに向けてスプレー用エア及び加圧水を噴射する構成としたものである。
すなわち、前記ハンドピース本体部2内に、図12に示すように、前記スプレー用エアパイプ13に連通したスプレー用エア流路92と、前記水パイプ14に連通した水流路93とを設けている。
そして、スプレー用エア流路92の先端部から前記軸受26の外周に設けたエア溜まり流路部41に至る第5分岐流路85と、同じく先端部から前記軸受27の外周に設けたエア溜まり流路部42に至る第6分岐流路86とを設けて二分岐吸気構造を構成している。
本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gにおけるハンドピースヘッド3Gによっても、二分岐吸気構造の基にスプレー用エアの一部を利用して前記軸受26、27の空冷を的確に実行することができる。
尚、本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gにおいても、既述した実施例1の変形例のような内蔵型のオイルタンク51を採用した構成としたり、実施例2のような外置型のオイルタンク61を採用した構成とすることもでき、このような構成とすれば、前記軸受26、27の空冷とオイルによる潤滑とを的確に実行することが可能となる。
本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gにおいて前記軸受26、27内に流入した空冷エアの排気系統については実施例1の場合と同様である。
この他、本実施例7の係るエアタービンハンドピース1Gにおいても、既述した実施例1のエアタービンハンドピース1の場合と同様な効果を発揮させることができる。
本実施例7に係るエアタービンハンドピース1Gにおいても、図8に示すような2段軸受27Aを用いた軸受支持構造を採用したり、図8に示すように、外輪37に環状凹陥部45を設けた構成を採用することもできる。
また、本実施例7の係るエアタービンハンドピース1Gにおいても、実施例4に係るエアタービンハンドピース1Dの場合と同様な駆動エアの流路に多孔質体46を付加した構成を採用し、既述したような保持器の摩耗を原因とする回転不良を防止するようにすることもできる。
尚、上述した実施例3乃至実施例7のエアタービンハンドピース1C乃至1Gにおいても、既述した図4乃至図7に示す外輪37、37A、転動体38の接合構造を各々採用することができる。
本発明は、加圧エアを駆動力源として用いる各種機械における軸受空冷構造として広範に応用可能である。
1 エアタービンハンドピース
1A エアタービンハンドピース
1B エアタービンハンドピース
1C エアタービンハンドピース
1D エアタービンハンドピース
1E エアタービンハンドピース
1F エアタービンハンドピース
1G エアタービンハンドピース
2 ハンドピース本体部
2a ノズル差込口
3 ハンドピースヘッド
3C ハンドピースヘッド
3D ハンドピースヘッド
3E ハンドピースヘッド
3F ハンドピースヘッド
3G ハンドピースヘッド
3−1 ハンドピースヘッド
3a 工具
4 グリップ部
5 歯科用ホース部
6 接続ホース
11 駆動エアパイプ
12 排気パイプ
13 スプレー用エアパイプ
14 水パイプ
15 ロッドファイバ
16 軸受専用エアパイプ
17 本体内ロッドファイバ
18 本体内駆動エア流路
21 ハウジング
21a ネック部
21b 筒状上端部
22 ハウジングキャップ
23 ヘッドケース
23a 膨出部
24 羽車
25 チャック付き軸体
26 軸受
27 軸受
27A 2段軸受
28 プッシュボタン
29 バネ
30 タービン室
31 エア通過穴部
32 底部閉塞体
33 筒状体
34 微小隙間
35 ネジ
36 内輪
37 外輪
37A 外輪
37a 転動面
37b 転動面
37c 凹溝部
38 転動体
39 リテーナ
40 エア通過孔
41 エア溜まり流路部
42 エア溜まり流路部
43 連通流路
44 連通流路
45 環状凹陥部
46 多孔質体
47 エア導入流路
48 吐出流路
51 オイルタンク
52 オイルタンク本体
53 流通孔
54 絞り孔
55a 拡大孔
55b 拡大孔
56 オイル貯留部
57 小孔
58 給油口
59 給油缶
61 オイルタンク
62 ベンチュリ筒体
63a 拡大孔
63b 絞り孔
63c 拡大孔
64 調整弁
65 弁体
66 オイルタンクケース
67 小孔
71 歯科診療用ユニット
81 第1分岐流路
82 第2分岐流路
83 第3分岐流路
84 第4分岐流路
85 第5分岐流路
86 第6分岐流路
91 軸受専用エア流路
92 スプレー用エア流路
93 水流路
P 患部

Claims (6)

  1. ハンドピースヘッド内部に軸受にて回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体化された羽車とを設け、前記ハンドピースヘッド内への供給エアにて前記羽車を回転駆動するエアタービンハンドピースであって、
    前記軸受の外周部又は外周部の周りに供給エア用のエア溜まり流路部を設け、
    前記エア溜まり流路部を前記軸受の内部に連通させる1つ又は複数のエア通過孔を設け、
    前記供給エアを前記エア溜まり流路部、エア通過孔を経て前記軸受の内部の転動体が位置する領域に供給可能としたこと、
    を特徴とするエアタービンハンドピース。
  2. ハンドピースヘッド内部に所定間隔を隔てた二つの軸受にて回転自在に支持された回転軸と、二つの軸受の間の位置で前記回転軸と一体化された羽車とを設け、前記ハンドピースヘッド内への供給エアにて前記羽車を回転駆動するエアタービンハンドピースであって、
    前記各軸受を構成する各外輪の外周部又は各外輪の外周部の周りに供給エア用のエア溜まり流路部を設け、
    前記各軸受を構成する各外輪におけるその内周の転動体の転動面に該当しない領域に、前記エア溜まり流路部を前記軸受の内部に連通させる1つ又は複数のエア通過孔を設け、
    前記供給エアを分岐して前記各エア溜まり流路部、各エア通過孔を経て前記二つの軸受における外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に各々供給エアを供給可能としたこと、
    を特徴とするエアタービンハンドピース。
  3. 前記ハンドピースヘッド内への供給エアが、前記ハンドピースヘッド内の羽車へ供給する駆動エア、前記軸受へ供給する専用エア、又は、ハンドピース先端から工具に向けて供給するスプレー用エアであって、
    前記ハンドピースヘッド内への前記供給エアのエア流路を分岐させ、前記各エア溜まり流路部、各エア通過孔を経て前記二つの軸受における外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に各々供給エアを供給可能としたこと、
    を特徴とする請求項1又は2記載のエアタービンハンドピース。
  4. 前記供給エアのうちの駆動エアを供給する駆動エア流路には、ハンドピース本体内において外部から給油可能でアスピレータ構造のオイルタンクが配置され、前記オイルタンクを通過する駆動エアとともにオイルタンク内のオイルも前記軸受の外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に供給可能としたこと、
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のエアタービンハンドピース。
  5. 前記供給エアのうちの駆動エアを供給する駆動エア流路には、ハンドピース本体の外部の位置において外部から給油可能でアスピレータ構造のオイルタンクが配置され、前記オイルタンクを通過する駆動エアとともにオイルタンク内のオイルも前記軸受の外輪と内輪との間の転動体が位置する領域に供給可能としたこと、
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のエアタービンハンドピース。
  6. 前記ハンドピースヘッド内へ供給される前記供給エアのうちの駆動エアを供給する駆動エア流路に、オイル分を一時貯留し徐々に少量ずつ放出する多孔質体を配置し、前記ハンドピースヘッド内の軸受の内部の転動体が位置する領域に、駆動エアとともに多孔質体が放出するオイル分を供給可能としたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のエアタービンハンドピース。
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