JP2021162026A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受に関する。 The present invention relates to rolling bearings.
医療機器のCTスキャナ(CTスキャナ装置)には、検査部(ガントリ部)があり、画像撮影のためのX線管球、検出器などが回転部分に設置されている。この回転部分支持用軸受としては、例えば、大径約1m程度の軸受(回転支持用軸受:ガントリ用軸受)が使用される。 A CT scanner (CT scanner device) of a medical device has an inspection unit (gantry unit), and an X-ray tube, a detector, and the like for taking an image are installed in a rotating portion. As the bearing for supporting the rotating portion, for example, a bearing having a large diameter of about 1 m (bearing for rotating support: bearing for gantry) is used.
ガントリ用軸受には、高速化及び静粛性が求められる。すなわち、高速化により、撮影時間を短縮することができ、患者の負担を軽減できる。また、ガントリ用軸受の騒音を下げることにより、撮影時の患者の不安を和らげると同時に、臓器の委縮を防ぐことができる。 Bearings for gantry are required to be fast and quiet. That is, by increasing the speed, the imaging time can be shortened and the burden on the patient can be reduced. In addition, by reducing the noise of the gantry bearing, it is possible to alleviate the patient's anxiety during imaging and at the same time prevent the atrophy of the organs.
ガントリ用軸受は、X線管球や検出器などの撮影機器を取付けたベースを支持しながら回転するため、軸受にはモーメント荷重が作用する。このため、4点接触玉軸受が使用される。すなわち、従来の4点接触玉軸受は、図11に示すように、一対の軌道輪1,2と、この一対の軌道輪1、2の軌道面3,4間に介装される転動体5と、一対の軌道輪1,2間で転動体5を保持する保持器6とを備える。また、この軸受の両端開口部には、シール部材7(7a、7b)が配設されている。
Since the bearing for gantry rotates while supporting the base to which the imaging device such as the X-ray tube or the detector is attached, a moment load acts on the bearing. Therefore, 4-point contact ball bearings are used. That is, in the conventional four-point contact ball bearing, as shown in FIG. 11, the
すなわち、外輪としての軌道輪1の内径面の軸受軸方向中央部に軌道面3が設けられ、軌道輪1の内径面の軸受軸方向端部側に装着溝8a,8bが設けられている。この装着溝8a,8bにシール部材7a、7bの外周部がそれぞれ装着される。また、内輪としての
軌道輪2の外径面の軸受軸方向中央部に軌道面4が設けられ、軌道輪2の外径面の軸受軸方向端部に切り欠き部9a、9bが設けられている。そして、この切り欠き部9a、9bに、各シール部材7a、7bの内周部が遊嵌状に嵌合している。
That is, the raceway surface 3 is provided at the center of the inner diameter surface of the raceway ring 1 as the outer ring in the bearing axial direction, and the
ところで、CTスキャナ装置用軸受には静粛性が求められ、音圧値(たとえば回転中心から1m位置で70dBA以下)や耳障りな異音が生じない等の要求がある。しかしながら、CTスキャナ装置用軸受は薄肉タイプで保持器の剛性が取りにくい構成であり、保持器がたわんで内外輪と接触し、異音が発生しやすい。 By the way, bearings for CT scanner devices are required to be quiet, and there are demands such as a sound pressure value (for example, 70 dBA or less at a position 1 m from the center of rotation) and no jarring noise. However, the bearing for the CT scanner device is a thin-walled type and has a structure in which the rigidity of the cage is difficult to obtain, and the cage bends and comes into contact with the inner and outer rings, and abnormal noise is likely to occur.
保持器が転動体案内であっても、使用条件によってはボールの進み遅れが発生し、その進み遅れのために薄肉タイプの保持器が変形する。その結果、保持器と軌道輪が接触して異音が発生する。CTスキャナ装置用軸受は患者の心的負担を軽減するためにも軸受回転時の音響レベルを低減したいという要求がある。 Even if the cage is a rolling element guide, the advance / delay of the ball may occur depending on the usage conditions, and the thin-walled type cage is deformed due to the advance / delay. As a result, the cage and the raceway ring come into contact with each other to generate an abnormal noise. Bearings for CT scanner devices are required to reduce the acoustic level during rotation of the bearings in order to reduce the mental burden on the patient.
そこで、従来には、軸受の回転時の音響レベルを低下させることを目的とした軸受がある(特許文献1及び特許文献2)。すなわち、特許文献1及び特許文献2に記載の軸受は、保持器の外周面および内周面の少なくともいずれか一方に緩衝部材を設置したものである。これによって、保持器が外輪または内輪と当たっても、緩衝部材の緩衝作用により接触音を減少させ、軸受回転時の音響レベルを低減させるものである。 Therefore, conventionally, there are bearings for the purpose of lowering the acoustic level during rotation of the bearing (Patent Document 1 and Patent Document 2). That is, the bearings described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a cushioning member installed on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cage. As a result, even if the cage hits the outer ring or the inner ring, the contact noise is reduced by the buffering action of the buffer member, and the acoustic level at the time of bearing rotation is reduced.
また、従来には、グリースの外部への流出を阻止するグリース貯留部材を設け、内部のグリースを長期にわたり安定よく転走溝に供給できて、異音の発生を防止するものが提案されている(特許文献3)。 Further, conventionally, it has been proposed that a grease storage member for preventing the outflow of grease to the outside is provided so that the internal grease can be stably supplied to the rolling groove for a long period of time to prevent the generation of abnormal noise. (Patent Document 3).
特許文献1及び特許文献2では、保持器の外周面および内周面の少なくともいずれか一方に緩衝部材を設置する必要があり、部品点数が増え、しかも、緩衝部材の装着作業を必要とする。このため、この軸受の組立時間が大となって生産性に劣る。また、緩衝部材として、実施形態ではOリングを使用しているが、Oリングを用いる場合、Oリングを嵌合する溝を設ける必要があり、溝加工があって生産性を劣る要因となる。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, it is necessary to install a cushioning member on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cage, which increases the number of parts and requires mounting work of the cushioning member. Therefore, the assembly time of this bearing becomes long and the productivity is inferior. Further, although the O-ring is used as the cushioning member in the embodiment, when the O-ring is used, it is necessary to provide a groove for fitting the O-ring, which causes groove processing and deteriorates productivity.
特許文献3では、外輪の転走溝の両側にグリース貯留溝を設け、かつ、外輪内径面の両端部にグリース貯留部材を固定する必要がある。このため、生産性に劣るとともに、生産コスト高となる。 In Patent Document 3, it is necessary to provide grease storage grooves on both sides of the rolling groove of the outer ring and to fix the grease storage members to both ends of the inner diameter surface of the outer ring. Therefore, the productivity is inferior and the production cost is high.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、保持器と軌道輪が接触した際のエネルギーが減少して、接触音の低減や音圧値の減少を図ることができる転がり軸受を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a rolling bearing capable of reducing the energy when the cage and the raceway ring come into contact with each other to reduce the contact noise and the sound pressure value. be.
本発明の一の転がり軸受は、一対の軌道輪と、この一対の軌道輪の軌道面間に介装される転動体と、一対の軌道輪間で転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、一対の軌道輪の少なくともいずれか一方の軌道輪の軌道面が設けられる面に、保持器との間寸法を大とする段差面を設けたものである。 One rolling bearing of the present invention includes a pair of raceway wheels, a rolling element interposed between the raceway surfaces of the pair of raceway rings, and a cage for holding the rolling element between the pair of raceway wheels. It is a rolling bearing, and is provided with a stepped surface having a large dimension between it and a cage on the surface on which the raceway surface of at least one of the pair of raceway rings is provided.
本発明の一の転がり軸受によれば、保持器と軌道輪との接触面積を低減させることができ、接触音の発生を抑制できる。しかも、別部材である緩衝部材等を用いる必要もない。 According to one rolling bearing of the present invention, the contact area between the cage and the raceway ring can be reduced, and the generation of contact noise can be suppressed. Moreover, it is not necessary to use a cushioning member or the like which is a separate member.
前記一の転がり軸受において、保持器の肉厚寸法をα1とし、前記段差面を設けていないときの、保持器と軌道輪との接触幅をα2としたときに、前記段差面を設けることによって、保持器と軌道輪との接触幅α3を0.3α2以上かつ前記段差面の段差寸法α4を0.25α1以下とするのが好ましい。また、保持器のたわみや傾きにより、保持器が軌道輪に接触した時の安定性と接触音の低減を考慮した場合、接触幅は0.3α2、段差寸法は0.25α1に近い値である方がより好ましい。保持器と軌道輪との接触幅が0.3α2未満になると、保持器が軌道輪に接触した時に案内が不安定になる可能性がある。段差寸法が0.25α1より大きくなると加工工数が上がる。また、封入するグリースの必要量がより多くなることから好ましくない。 In the one rolling bearing, when the wall thickness dimension of the cage is set to α1 and the contact width between the cage and the raceway ring is set to α2 when the stepped surface is not provided, the stepped surface is provided. It is preferable that the contact width α3 between the cage and the raceway ring is 0.3α2 or more and the step dimension α4 of the step surface is 0.25α1 or less. Further, when considering the stability when the cage contacts the raceway ring and the reduction of the contact noise due to the deflection and inclination of the cage, the contact width is 0.3α2 and the step size is close to 0.25α1. Is more preferable. If the contact width between the cage and the raceway ring is less than 0.3α2, the guidance may become unstable when the cage comes into contact with the raceway ring. When the step size is larger than 0.25α1, the processing man-hours increase. Further, it is not preferable because the required amount of grease to be sealed becomes larger.
本発明の他の転がり軸受は、一対の軌道輪と、この一対の軌道輪の軌道面間に介装される転動体と、一対の軌道輪間で転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、保持器の一対の軌道輪対向面の少なくともいずれか一方に、軌道輪間寸法を大とする段差面を設けたものである。 Another rolling bearing of the present invention includes a pair of raceway wheels, a rolling element interposed between the raceway surfaces of the pair of raceway rings, and a cage for holding the rolling element between the pair of raceway wheels. It is a rolling bearing, and is provided with a stepped surface having a large dimension between the raceway wheels on at least one of the pair of raceway ring facing surfaces of the cage.
本発明の他の転がり軸受であっても、保持器と軌道輪との接触面積を低減させることができ、接触音の発生を抑制できる。しかも、別部材である緩衝部材等を用いる必要もない。 Even with the other rolling bearings of the present invention, the contact area between the cage and the raceway ring can be reduced, and the generation of contact noise can be suppressed. Moreover, it is not necessary to use a cushioning member or the like which is a separate member.
本発明の他の転がり軸受において、保持器の肉厚寸法をα1とし、保持器の軌道輪との接触幅をα2としたときに、前記保持器側の段差面の軸受軸方向長さを0.7α2以下でかつ前記段差面の段差寸法を0.2α1以下とするのが好ましい。段差面の軸受軸方向長さが0.7α2を超えたり、段差面の段差寸法が0.2α1を超えたりすれば、保持器の剛性及び強度が著しく低くなるおそれがある。 In the other rolling bearing of the present invention, when the wall thickness dimension of the cage is α1 and the contact width of the cage with the raceway ring is α2, the length of the stepped surface on the cage side in the bearing axial direction is 0. It is preferable that the step size is 7α2 or less and the step size of the stepped surface is 0.2α1 or less. If the bearing axial length of the stepped surface exceeds 0.7α2 or the stepped dimension of the stepped surface exceeds 0.2α1, the rigidity and strength of the cage may be significantly lowered.
転がり軸受として4点接触玉軸受であるのが好ましい。このため、この転がり軸受は、モーメント荷重を受けるガントリ用に最適となる。 The rolling bearing is preferably a 4-point contact ball bearing. Therefore, this rolling bearing is most suitable for a gantry that receives a moment load.
本発明では、保持器と軌道輪との接触面積を低減させることができるので、保持器と軌道輪とが接触した際のエネルギーが減少して、接触音の低減や音圧値の減少を図ることができる。これによって、本転がり軸受は、ガントリ用軸受の要求機能(高速化及び静粛性)をより備えた軸受となる。しかも、従来のものに比べて部品点数の増加がなく、組立性の低下やコスト高を招かない。 In the present invention, since the contact area between the cage and the raceway ring can be reduced, the energy when the cage and the raceway ring come into contact with each other is reduced to reduce the contact sound and the sound pressure value. be able to. As a result, the rolling bearing becomes a bearing having more required functions (high speed and quietness) of the gantry bearing. Moreover, the number of parts does not increase as compared with the conventional one, which does not cause a decrease in assembling property and a high cost.
以下本発明の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1は、CTスキャナ装置(図10参照)に用いられる転がり軸受(ガントリ用軸受)である。CTスキャナ装置では、X線管装置70で発生したX線を、その強度分布を一様ならしめるウェッジフィルタ72、強度分布を制限するスリット74を介して被写体76に照射する。被写体76を通過したX線は検出器78で受けられ、電気信号に変換されて図示しないコンピュータに送られる。X線管装置70、ウェッジフィルタ72、スリット74、検出器78などの各部品は、軸受80(本発明にかかる転がり軸受)を介して固定架台82に回転自在に支持された略円筒状の回転架台84に取り付けられ、回転架台84の回転に伴って被写体76の周囲を回転する。そして、互いに対向するX線管装置70と検出器78が被写体76まわりを回転することにより、被写体76の検査断面内のあらゆる点ですべての角度をカバーする投影データを得、これらのデータから、あらかじめプログラムされた再構成プログラムにより断層画像を得るようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a rolling bearing (gantry bearing) used in a CT scanner device (see FIG. 10). In the CT scanner device, the X-rays generated by the
CTスキャナ装置においては、固定架台82の内周面を被写体76が入る程度の概ね直径1m程度の大径にするため、固定架台82と回転架台84との間の転がり軸受80には、直径に対して断面が著しく小さい、いわゆる超薄肉大形転がり軸受が使用される。
In the CT scanner device, in order to make the inner peripheral surface of the fixed pedestal 82 a large diameter of about 1 m in diameter so that the subject 76 can enter, the rolling
転がり軸受(ガントリ用軸受)80は、一対の軌道輪11,12と、この一対の軌道輪11、12の軌道面13,14間に介装される転動体15と、一対の軌道輪11,12間で転動体15を保持する保持器16とを備える。また、この軸受の両端開口部には、シール部材17(17a、17b)が配設されている。
The rolling bearing (gantry bearing) 80 includes a pair of raceway rings 11 and 12, a rolling
すなわち、外輪としての軌道輪11の内径面の軸受軸方向中央部に軌道面13が設けられ、軌道輪11の内径面の軸受軸方向端部側に装着溝18a,18bが設けられている。この装着溝18a,18bにシール部材17a、17bの外周部がそれぞれ装着される。また、内輪としての軌道輪12の外径面の軸受軸方向中央部に軌道面14が設けられ、軌道輪12の外径面の軸受軸方向端部に切り欠き部19a、19bが設けられている。そして、この切り欠き部19a、19bに、各シール部材17a、17bの内周部が遊嵌状に嵌合している。
That is, the
モーメント荷重などに対応するため、転動体15と、内輪(軌道輪)12および外輪(軌道輪)11との接触角αを有する4点接触の玉軸受としている。
In order to cope with a moment load or the like, a four-point contact ball bearing having a contact angle α between the rolling
保持器16は、樹脂材料で形成される。この樹脂製保持器16は、断面円弧型の複数の樹脂製セグメント20(射出成形品)を円周方向につなぎ合わせて環状にした分割型である。図3に示すように、各セグメント20の両端に形成した凹状もしくは凸状嵌合部22a,22bを、結合相手となるセグメント端部の凸状もしくは凹状嵌合部22b,22aに嵌合し、円周方向で互いに係合させることによって各セグメント20が結合され、環状の保持器16が形成される。図示例のセグメント20は、環状体を円周方向の複数箇所で分割した円弧形状をなす基部21と、基部21から軸方向の一方に延びる柱部22と、隣り合った柱部22間に設けられた複数のポケット23a、23bとを備えている。
The
図示例のポケット23a、23bは二種類の形状をもっている。そのうちの一方は、転動体15の保持機能および等配機能を有する第一ポケット23aで、このポケット23aでは、ポケット開口幅が転動体15の直径よりも小さくなっているため、転動体15のポケット開口側への飛び出しが規制され、転動体15がポケット23a内に保持される。他方は転動体15の等配機能のみを有する第二ポケット23bで、このポケット23bでは、ポケット開口幅が転動体15の直径よりも大きいため、転動体15は軸方向に自由に移動可能である。従って、第二ポケット23bは第一ポケット23aのような保持機能は有さず、転動体15を等配する機能のみを有する。各セグメント20には、この二種類のポケット23a,23bが円周方向で交互に形成されている。
The
ポケット23a、23bへの転動体15の収容は、ポケット23a、23bの開口部からポケット奥部側に転動体15を押し込むことによって行われる。この時、第一ポケット23aでは、入口側の柱部22を押し広げながら転動体15を押し込む必要があるが、第二ポケット23bではそのような手間を必要としないので、保持器16への転動体15の組込み工程を簡略化することができる。なお、上述したポケット23a、23bの形状や構造は例示にすぎず、例えばポケットを単一形状とするなど、軸受の使用条件等に応じて種々の形状、構造のポケットが使用可能である。
The rolling
この軸受では、内輪である軌道輪12の軌道面14が設けられる面(つまり、内輪の外径面)に、保持器16との間寸法を大とする段差面25,25を設けている。この場合、保持器16の肉厚寸法をα1とし、段差面25を設けていないときの、保持器16と軌道輪11(12)との接触幅をα2としたときに、前記段差面25を設けることによって、保持器16と軌道輪12との接触幅α3を0.3α2以上かつ前記段差面の段差寸法α4を0.25α1以下とするのが好ましい。また、保持器のたわみや傾きにより、保持器が軌道輪に接触した時の安定性と接触音の低減を考慮した場合、接触幅は0.3α2、段差寸法は0.25α1に近い値である方がより好ましい。保持器と軌道輪との接触幅が0.3α2未満になると、保持器が軌道輪に接触した時に案内が不安定になる可能性がある。段差寸法が0.25α1より大きくなると加工工数が上がる。また、封入するグリースの必要量がより多くなることから好ましくない。
In this bearing, stepped
この軸受では、保持器16と軌道輪12との接触面積を低減させることができて、接触音の発生を抑制できる。しかも、別部材である緩衝部材等を用いる必要もない。すなわち、保持器16と軌道輪12との接触面積を低減させることができるので、保持器16と軌道輪12とが接触した際のエネルギーが減少して、接触音の低減や音圧値の減少を図ることができる。これによって、本転がり軸受は、ガントリ用軸受の要求機能(高速化及び静粛性)をより備えた軸受となる。しかも、従来のものに比べて部品点数の増加がなく、組立性の低下やコスト高を招かない。
With this bearing, the contact area between the
図4及び図5に示す転がり軸受では、外輪である軌道輪11側に段差面26,26を設けている、すなわち、外輪である軌道輪11の軌道面13が設けられる面(つまり、外輪の内径面)に、保持器16との間寸法を大とする段差面26,26を設けている。この場合も、保持器16の肉厚寸法をα1とし、段差面26を設けていないときの、保持器16と軌道輪11(12)との接触幅をα2としたときに、前記段差面26を設けることによって、保持器16と軌道輪11との接触幅α3を0.3α2以上かつ段差面26,26の段差寸法α4を、0.25α1以下としている。なお、図4及び図5に示す転がり軸受の他の構成は、図1と図2に示す軸受と同様であるので、それらについては、図1と図2に付した符号と同一の符号を付して、説明は省略する。
In the rolling bearings shown in FIGS. 4 and 5, step surfaces 26, 26 are provided on the
このため、図4及び図5に示す転がり軸受は図1と図2に示す転がり軸受と同様の作用効果を奏する。 Therefore, the rolling bearings shown in FIGS. 4 and 5 have the same effects as those of the rolling bearings shown in FIGS. 1 and 2.
ところで、軌道輪11(12)と保持器16との接触面積を小さくする場合、図1と図2及び図4と図5に示すように、軌道輪11(12)側に段差面を設けた方が、保持器16の剛性を確保する上で好ましい。しかしながら、軌動輪11(12)が段差面を設けるために削れない条件の場合、保持器16側を削って段差面を設けるようにしてもよい。
By the way, when the contact area between the raceway ring 11 (12) and the
図6及び図7に示す軸受では、保持器側に段差面27を設けている。すなわち、保持器16の内輪対向面(軌道輪12の対向面)に、軌道輪間寸法を大とする段差面27を設けている。この場合、保持器16の肉厚寸法をα1とし、保持器16の軌道輪11(12)との接触幅をα2としたときに、段差面27の軸受軸方向長さα35を0.7α2以下とし、段差面27の段差寸法α4を0.2α1以下としている。段差面27の軸受軸方向長さα5が0.7α2を超えたり、段差面17の段差寸法α4が0.2α1を超えたりすれば、保持器16の剛性及び強度が著しく低くなるおそれがある。
In the bearings shown in FIGS. 6 and 7, a
また、図8及び図9に示す軸受では、保持器16の外輪対向面(軌道輪11の対向面)に、軌道輪間寸法を大とする段差面28を設けている。この場合、保持器16の肉厚寸法をα1とし、保持器16の軌道輪11(12)との接触幅をα2としたときに、段差面28の軸受軸方向長さα5を0.7α2以下とし、段差面28の段差寸法α4を0.2α1以下としている。
Further, in the bearings shown in FIGS. 8 and 9, a stepped
このように、保持器側に段差面27,28を設けたものであっても、保持器16と軌道輪12,11との接触面積を低減させることができ、接触音の発生を抑制できる。しかも、別部材である緩衝部材等を用いる必要もない。すなわち、図1と図2に示す転がり軸受と同様の作用効果を奏することができる。
As described above, even if the stepped surfaces 27 and 28 are provided on the cage side, the contact area between the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、図1と図2に示す軸受では、内輪12側に段差面25を設け、図4と図5に示す軸受では、外輪11側に段差面26を設けていたが、図1と図2に示す軸受において、外輪11側に段差面26を設けても、図4と図5に示す軸受に示す軸受において、内輪12側に段差面25を設けてもよい。また、保持器16側に段差面27(28)を設ける場合、内輪側及び外輪側に設けてもよい。ところで、図1や図4に示すように、軌道輪12,11に段差面25,26を設ける場合、軌道面に関して対称に一対設けている。これは、軌道輪12,11を削る際に、組み立てミスを減らすために、それぞれ、対称に一対設けているが、それぞれ、いずれか一方にのみ段差面25(26)を設けてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made. In the bearings shown in FIGS. 1 and 2, the stepped
11 軌道輪(外輪)
12 軌道輪(内輪)
13,14 軌道面
15 転動体
16 保持器
25、26、27、28 段差面
11 Orbital ring (outer ring)
12 Orbital ring (inner ring)
13,14
Claims (5)
一対の軌道輪の少なくともいずれか一方の軌道輪の軌道面が設けられる面に、保持器との間寸法を大とする段差面を設けたことを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing including a pair of raceway wheels, a rolling element interposed between the raceway surfaces of the pair of raceway wheels, and a cage for holding the rolling element between the pair of raceway wheels.
A rolling bearing characterized in that a stepped surface having a large dimension between the bearing and the bearing is provided on the surface of at least one of the pair of bearing wheels on which the raceway surface is provided.
保持器の一対の軌道輪対向面の少なくともいずれか一方に、軌道輪間寸法を大とする段差面を設けたことを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing including a pair of raceway wheels, a rolling element interposed between the raceway surfaces of the pair of raceway wheels, and a cage for holding the rolling element between the pair of raceway wheels.
A rolling bearing characterized in that a stepped surface having a large dimension between the raceway wheels is provided on at least one of the pair of raceway ring facing surfaces of the cage.
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JP2020060708A JP2021162026A (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | Rolling bearing |
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Legal Events
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