JP4929583B2 - Rolling bearing - Google Patents
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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。 The present invention relates to a rolling bearing used for a dental handpiece such as a straight handpiece or an angle handpiece.
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。
Conventionally, dental handpieces such as straight handpieces and angle handpieces are known (for example, Patent Documents 1 and 2). As an example, a dental handpiece (angle handpiece) shown in FIG. 5 (a) includes a
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。
As shown in FIG. 5B, the head unit 4 incorporates a rotation mechanism that rotates the rotary cutting tool 6 in a predetermined direction at a predetermined rotation speed. More specifically, the rotary cutting tool 6 is detachably attached to the
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。
A plurality of
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。
In such a configuration, during the dental treatment with the rotary cutting tool 6, the water sprayed from each
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、回転軸Rを中心に相対回転可能に対向配置された内輪26及び外輪28と、内外輪の軌道溝(内輪軌道溝26s、外輪軌道溝28s)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。
Further, the rolling bearing 10 used for the dental handpiece as described above includes an
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。
An
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。
Note that a sealing device (for example, a seal or a shield) 42 is provided on the other end side of the rolling bearing 10 to prevent leakage of a lubricant (for example, grease or oil) and to prevent foreign matter (for example, water or dust). Intrusion prevention is planned. In this case, since one end side of the rolling bearing 10 is shielded by the
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(胴部外径面28aに隣接した外向フランジ36の立上面)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。
By the way, in the rolling bearing 10 used for the dental handpiece, the
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かかり、その結果、転がり軸受10の製造コスト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。
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低価格な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。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing for a low-cost dental handpiece excellent in heat dissipation efficiency that reduces the cost required for surface processing of an outer ring and a flange. It is to provide.
このような目的を達成するために、本発明は、歯科治療に用いる回転切削工具を着脱自在に装着可能な回転軸が内蔵されたヘッド部を有する歯科用ハンドピースに用いられる転がり軸受であって、転がり軸受は、その回転軸を中心に相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪と、内外輪の軌道溝間に転動自在に配列された複数の転動体とを具備し、内輪は、回転軸の外周に外嵌され、外輪は、ヘッド部のハウジング内に設けられ、外輪には、Oリングが外嵌されていると共に、回転軸方向に沿った全幅のうち、軌道溝幅の25%以上を含む幅領域に亘ってフランジが突設されており、フランジのフランジ外径面には、旋削加工が施されてから研削加工が施され、且つ外輪の胴部外径面及びフランジのフランジ側面には、旋削加工のみが施され、その胴部外径面及びフランジ側面の表面粗さを大きくして表面積を大きくすることで、当該胴部外径面及びフランジ側面がOリングに触れる面積を増加させて、当該胴部外径面及びフランジ側面からハウジングに向けて放熱させる。
この発明において、外輪は、ヘッド部のハウジングに内嵌されている。
この発明において、前記旋削加工の許容誤差は、±0.05mmの精度範囲である。
この発明において、外輪の外輪側面には、旋削加工が施されてから研削加工が施されている。
In order to achieve such an object, the present invention is a rolling bearing used in a dental handpiece having a head portion with a built-in rotary shaft to which a rotary cutting tool used for dental treatment can be detachably attached. The rolling bearing includes an inner ring and an outer ring that are opposed to each other so as to be relatively rotatable about a rotation axis thereof, and a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between the raceway grooves of the inner and outer rings. The outer ring is fitted on the outer periphery of the rotating shaft, the outer ring is provided in the housing of the head portion, the outer ring is fitted with an O-ring , and of the total width along the rotating shaft direction, 25 of the raceway groove width. %, A flange is projected over a width region including at least%, and the flange outer diameter surface of the flange is subjected to grinding after being turned, and the outer ring surface of the outer ring of the outer ring and the flange The side of the flange is only turned By increasing the surface roughness by increasing the surface roughness of the outer surface of the body part and the side surface of the flange, the area where the outer surface of the body part and the side surface of the flange touch the O-ring is increased. Heat is radiated from the radial surface and flange side toward the housing .
In this invention, the outer ring is fitted in the housing of the head portion.
In the present invention, the tolerance for turning is within an accuracy range of ± 0.05 mm.
In this invention, the outer ring side surface of the outer ring is subjected to grinding after being turned.
この発明において、外輪の軌道溝は、外輪の全幅の中心位置に対して回転軸方向の一方側にオフセットして位置付けられている。例えば、外輪の軌道溝は、外輪の全幅の中心位置からフランジ寄りにオフセットして位置付けられている。
また、この発明において、内輪は、その回転軸方向に沿った全幅が外輪の全幅よりも小さく設定されており、内輪の軌道溝は、内輪の全幅の中心位置に位置付けられている。この場合、内輪は、その内輪側面が外輪側面と同一平面上に位置決めされるように、外輪に対向配置されている。
更に、この発明において、転がり軸受には、潤滑剤の漏洩及び異物の浸入を防止する密封装置が設けられており、密封装置は、少なくとも内輪の内輪側面に対向した領域まで延出している。
In this invention, the raceway groove of the outer ring is positioned offset to one side in the rotation axis direction with respect to the center position of the full width of the outer ring. For example, the raceway groove of the outer ring is positioned offset from the center position of the full width of the outer ring toward the flange.
In the present invention, the inner ring has a full width along the rotation axis direction set to be smaller than the full width of the outer ring, and the race groove of the inner ring is positioned at the center position of the full width of the inner ring. In this case, the inner ring is disposed opposite to the outer ring so that the inner ring side surface is positioned on the same plane as the outer ring side surface.
Furthermore, in this invention, the rolling bearing is provided with a sealing device that prevents leakage of lubricant and intrusion of foreign matter, and the sealing device extends to at least a region facing the inner ring side surface of the inner ring.
本発明によれば、フランジのフランジ外径面及び外輪の外輪側面に研削加工が施し、且つフランジのフランジ側面及び外輪の胴部外径面に旋削加工が施したことにより、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低価格な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。 According to the present invention, the outer ring surface of the flange and the outer ring side surface of the outer ring are ground, and the flange side surface of the flange and the outer ring surface of the outer ring are turned, so that It is possible to realize a low-cost rolling bearing for a dental handpiece that is excellent in heat dissipation efficiency and reduces the cost required for processing.
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。 Hereinafter, a rolling bearing for a dental handpiece according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As the dental handpiece, for example, a straight handpiece or an angle handpiece can be assumed. Here, the above-described dental handpiece (FIGS. 5A and 5B) is illustrated as an example. I will explain.
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。 FIG. 1 shows a configuration of a rolling bearing 10 for a dental handpiece according to an embodiment of the present invention. In addition, since the rolling bearing 10 of this Embodiment is the same as that of the structure mentioned above (FIG.5 (c)), it stops at description of the characteristic part below.
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が突設されている。本実施の形態において、外向フランジ36は、転がり軸受10(外輪28)の回転軸R(図5(c))方向に沿った全幅Wのうち、軌道溝幅Wgの25%以上を含む幅領域Wfに亘って突設されている。なお、図面上において、軌道溝幅Wgの25%以上の領域は参照符号Whで示されている。
In the rolling
この場合、外向フランジ36のフランジ外径面36a及び外輪28の外輪側面(外輪28の両端面)28bには研削加工が施され、且つ外向フランジ36のフランジ側面(胴部外径面28aに隣接した外向フランジ36の立上面)36b及び外輪28の胴部外径面28aには旋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。また、旋削加工は、加工物である胴部外径面28a及びフランジ側面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り、その加工許容誤差は、±0.05mmの範囲の精度に保たれている。
In this case, the flange
転がり軸受10の外輪28をヘッド部4のハウジング34(図5(b))に内嵌(位置決め)する場合、外輪28の胴部外径面28aやフランジ側面36bの加工精度はある程度必要であるが、その場合でも旋削加工で充分な位置決め精度を出すことができる。この結果、加工コストの高い研削加工を施す部位をフランジ外径面36aと外輪側面28bのみに限定することができる。これにより、従来では外輪28の外表面28a,28b,36a,36b全体に亘って研削加工を施していた場合に比べて、表面加工に要する費用を大幅に低減することができるため、転がり軸受10の製造コストを大幅に削減することができる。
When the
また、従来の転がり軸受10では、研削加工を施した胴部外径面28aを外輪軌道溝28sの研削基準面とし、外輪軌道溝28sの研削精度を維持しているが、本実施の形態において、外輪28の全幅Wのうち、軌道溝幅Wgの25%以上を含む幅領域Wfに亘って突設したフランジ外径面36aに研削加工を施し、当該フランジ外径面36aを外輪軌道溝28sの研削基準面としている。この場合、フランジ外径面36aの幅領域Wfを軌道溝幅Wgの25%以上を含む設定としたことで、外輪軌道溝28sの研削精度を維持するのに充分な研削基準面を確保することが可能となる。これにより、胴部外径面28aやフランジ側面36bに旋削加工を施せば足りることとなり、その結果、従来に比べて表面加工に要する費用を大幅に低減することができるため、転がり軸受10の製造コストを大幅に削減することができる。
In the conventional rolling bearing 10, the
更に、軌道溝幅Wgの25%以上を含む幅領域Wfに亘って突設したフランジ外径面36aに研削加工を施したことにより、転がり軸受10の外輪28をヘッド部4のハウジング34(図5(b))に内嵌(位置決め)する際に、当該フランジ外径面36aにより充分な位置決め精度を出すことができる。これにより、外輪28の胴部外径面28aやフランジ側面36bに旋削加工を施しても、フランジ外径面36aを位置決め基準面として転がり軸受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。
Further, by grinding the flange
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胴部外径面28aやフランジ側面36bは、その表面粗さが比較的大きくなって表面積が大きくなる。この場合、表面積が大きくなると、胴部外径面28aやフランジ側面36bが外部(例えば、ハウジング34やOリング40)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。
Further, since the turning process has a lower processing accuracy (smoothness accuracy) than the grinding process, the
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胴部外径面28aやフランジ側面36b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。
Therefore, even when the rolling
更に、外向フランジ36を軌道溝幅Wgの25%以上を含む幅領域Wfに亘って突設したことにより、転がり軸受10全体の剛性を向上させることができると共に、共振回転数(危険速度回避)を正確に設計することができる。この結果、歯科治療中に歯科医師がハンドピース本体2(図5(a))に把持力を加えた場合、その把持力はヘッド部4のハウジング34(図5(a))から転がり軸受10及び回転軸8(図5(a))を介して回転切削工具6(図5(a))に正確に伝達される。この結果、歯科医師の把持力の変化に追従した正確な歯科治療を行うことが可能となる。
Further, by providing the
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。具体的に説明すると、本変形例の転がり軸受10において、外輪軌道溝28sは、外輪28の全幅Wの中心位置に対して回転軸R(図5(c))方向の一方側(外向フランジ36寄り)にオフセットして位置付けられている。なお、その他の構成は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
このような構成によれば、外輪軌道溝28sが外向フランジ36の略直下に位置付けられるため、当該外向フランジ36に基づく外輪軌道溝28sに対する研削精度を更に向上させることができる。なお、その他の効果は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change as follows.
As a first modified example, as shown in FIG. 2, even if the present invention is applied to the rolling
According to such a configuration, since the outer
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は、回転軸R(図5(c))方向に沿った全幅が外輪28の全幅Wよりも小さく設定されている。この場合、内輪軌道溝26sは、内輪26の全幅の中心位置に位置付けられていると共に、一方側の内輪側面26aが外輪側面28bと同一平面上に位置決めされている。また、密封装置42は、少なくとも内輪26の他方側の内輪側面26bに対向した領域まで延出している。なお、その他の構成は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
このような構成によれば、上述した第1の変形例の効果に加えて、内輪軌道溝26sを内輪26の全幅の中心位置に位置付けたことにより内輪26の構成が対称形を成し、内輪26の製造コストを低減することができると共に、転がり軸受10の組立方法を簡易化させることができる。この結果、転がり軸受10の製造コストを大幅に削減することができる。更に、密封装置42の延出端と内輪26の内輪側面26bとの間に隙間(ラビリンス)を構成することができるため、潤滑剤の漏洩防止効果や異物の浸入防止効果を高めることができる。なお、その他の効果は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
As shown in FIG. 3 as a second modified example, the
According to such a configuration, in addition to the effect of the first modification described above, the inner
第3の変形例として図4に示すように、内輪26は、回転軸R(図5(c))方向に沿った全幅が外輪28の全幅Wよりも小さく設定され、且つ外輪28の略中央に位置付けられており、内輪軌道溝26sは、内輪26の全幅の中心位置に位置付けられている。また、密封装置42は、少なくとも内輪26の他方側の内輪側面26bに対向した領域まで延出している。なお、その他の構成は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
このような構成によれば、上述した第1及び第2の変形例の効果に加えて、内外輪軌道溝26s,28sを内外輪26,28の中心位置に位置付けたことにより内外輪26,28の構成が対称形を成し、内外輪26,28の製造コストを低減することができると共に、転がり軸受10の組立方法を簡易化させることができる。この結果、転がり軸受10の製造コストを大幅に削減することができる。なお、その他の効果は上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
As shown in FIG. 4 as a third modification, the
According to such a configuration, in addition to the effects of the first and second modifications described above, the inner and
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
26s 内輪軌道溝
28 外輪
28s 外輪軌道溝
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
2 Handpiece body 4 Head 6
36a Flange
Claims (9)
転がり軸受は、その回転軸を中心に相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪と、内外輪の軌道溝間に転動自在に配列された複数の転動体とを具備し、
内輪は、回転軸の外周に外嵌され、外輪は、ヘッド部のハウジング内に設けられ、
外輪には、Oリングが外嵌されていると共に、回転軸方向に沿った全幅のうち、軌道溝幅の25%以上を含む幅領域に亘ってフランジが突設されており、
フランジのフランジ外径面には、旋削加工が施されてから研削加工が施され、且つ外輪の胴部外径面及びフランジのフランジ側面には、旋削加工のみが施され、その胴部外径面及びフランジ側面の表面粗さを大きくして表面積を大きくすることで、当該胴部外径面及びフランジ側面がOリングに触れる面積を増加させて、当該胴部外径面及びフランジ側面からハウジングに向けて放熱させることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing used in a dental handpiece having a head portion with a built-in rotary shaft that can be detachably mounted with a rotary cutting tool used for dental treatment,
The rolling bearing includes an inner ring and an outer ring that are opposed to each other so as to be relatively rotatable about a rotation axis thereof, and a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between raceway grooves of the inner and outer rings,
The inner ring is fitted on the outer periphery of the rotary shaft, and the outer ring is provided in the housing of the head part,
The outer ring is fitted with an O-ring and has a flange projecting over a width region including 25% or more of the raceway groove width of the entire width along the rotation axis direction.
The flange outer diametric surface of the flange, turning is Grinding subjected after subjected, and the flange side of the body radially outer surface and flange of the outer ring, only turning processing is given, the cylinder outer diameter By increasing the surface roughness by increasing the surface roughness of the surface and the flange side surface, the area where the body outer diameter surface and the flange side surface come into contact with the O-ring is increased, and the housing is formed from the body outer diameter surface and the flange side surface. Rolling bearings characterized by heat radiation toward
内輪の軌道溝は、内輪の全幅の中心位置に位置付けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の転がり軸受。 The inner ring is set so that the total width along the rotational axis direction is smaller than the total width of the outer ring.
The rolling bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the raceway groove of the inner ring is positioned at a center position of the entire width of the inner ring.
8. The rolling bearing is provided with a sealing device that prevents leakage of lubricant and intrusion of foreign matter, and the sealing device extends at least to a region facing the inner ring side surface of the inner ring. Or the rolling bearing of 8.
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