JP6311273B2 - アンギュラ玉軸受及び歯科エアタービン - Google Patents

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Description

本発明は、歯科エアタービン用軸受及び歯科エアタービンに関し、より詳細には、歯科ハンドピースの一形態としてエアを駆動源とする歯科エアタービン用玉軸受及び歯科エアタービンに関する。
図５に示すように、歯科エアタービンハンドピース１２０は、クリップ部１２１と、このクリップ部１２１の先端部に設けられたへッド部１２２とを備え、術者はこのグリップ部１２１を持って例えば歯牙の切削加工を行う。
従来、ヘツド部１２２を構成する歯科エアタービン１００としては、図６に示すように、不図示の歯科処置工具が取り付けられる回転軸１０１と、圧縮空気によって回転軸１０１を回転駆動するための夕ービンプレード１０２と、回転軸１０１を回転可能に支承する一対の玉軸受１０３，１０４とを備え、これらがへッドハウジング１０５内に配設されている。一対の玉軸受１０３，１０４の外輪１０６，１０７は、ヘッドハウジング１０５の環状凹部１０９，１１０に装着されたゴム製リング１０８を介して支持されている。下方の玉軸受１０４の外輪１０７は、スプリングワッシャ１１１により上方に付勢されてー対の玉軸受１０３，１０４に予圧が付与されている。即ち、この回転軸１０１を支承する一対の玉軸受１０３，１０４は、正面組合せされると共に、スプリングワッシャ１１１の弾性力による定圧予圧が付与されている(例えば、特許文献１参照)。
また、歯科エアタービンに使用される軸受は、内輪にカウンターボアが形成されるアンギュラ玉軸受もある。更に、アンギュラ玉軸受の密封性能を高める為に、内輪カウンター側にシールド板が用いられた。（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−３７１６２号公報 特開平０８−６６４１１号公報
しかしながら、特許文献２のようなシールド板を歯科エアタービンに使用する場合、シールド板と内輪外周における径方向隙間が存在し、シールド板が内輪に接触しないように、一定な隙間分を設ける必要がある一方、エアタービンの駆動が停止する際に、軸受内部の負圧により外部環境からの異物が、例えば、歯の切削粉や、患者の唾液や血液等、軸受内に吸入されるおそれがあり、この隙間分を極力小さくしても密封性能の向上には限界がある。
そこで、本発明の第１の発明は、歯科エアタービンに用いる軸受の密封性能を更に向上する為に、外周部に内輪軌道面が形成された内輪と、内周部に外輪軌道面が形成された外輪と、内輪軌道面及び外輪軌道面との間に接触角を持って組み込まれた複数の玉と、を有するアンギュラ玉軸受であって、外輪の内周部は、その軌道面に対して軸方向一方側に形成された肩部と、軸方向他方側に形成されたカウンターボアと、を有し、内輪の外周部は、その軌道面を挟んだ軸方向両側に軸方向と平行に形成された一対の肩部を有し、外輪は、その前記肩部から前記内輪に向かって径方向へ延伸し且つ内輪の外周部と対向する密封部を更に有し、前記内輪の外周部には段部が形成され、該密封部と内輪の外周部とが軸方向及び径方向においてラビリンス構造となっており、該密封部の軸方向厚さは０．１ｍｍ以上であることを特徴とするアンギュラ玉軸受を提供している。
本発明の第２の発明は、タービンブレードと、タービンブレードが一体固定され、一端に歯科処置工具を取り付け可能な回転軸と、ハウジングに対して回転軸を回転自在に支持する一対の転がり軸受と、を備える歯科エアタービンであって、転がり軸受は、上記に記載のアンギュラ玉軸受を採用することを特徴とする歯科エアタービンを提供している。
本発明のアンギュラ玉軸受は、外輪と密封装置を一体化し、内輪の外周部には段部が形成されることで、従来のシールド板のような径方向しかラビリンスを形成しない構造と比べて、軸方向にもラビンリンスも形成し、密封性能を向上する。また、シールド板のように外輪への取り付け性を考慮する必要がなくなるので、外輪と一体となった密封部の厚みの設計自由度を向上し、密封効果を高める為にその厚みを最大限に設計することが可能となる。従って、本発明の本発明のアンギュラ玉軸受は歯科エアタービンに好適に用いることができる。
また、本発明の歯科エアタービンは、上記の外輪一体化構造のアンギュラ玉軸受を採用するので、従来のシールド板構造のアンギュラ玉軸受を採用したものと比べて、回転性能が良く、軸受の不具合による故障の発生が少なくなる。
本発明の第1実施形態に係るアンギュラ玉軸受。 図１の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るアンギュラ玉軸受。 図３の要部拡大図である。 一般的な歯科エアタービンハンドピースを示す概略側面図である。 従来の歯科エアタービンの要部断面図である。
（実施形態１）
次に、図１、２を参照しながら、本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａを説明する。アンギュラ玉軸受Ａは、外輪１、内輪２、外輪１と内輪２の間に回転自在に保持される玉３と、玉３を保持するための保持器４を備え、内輪の内周面直径が１．５〜５ｍｍで、前記外輪の外周面直径が４〜１０ｍｍのものである。
外輪１の内周には、その軌道面１２に対して軸方向一方側に形成された肩部１３と、軸方向他方側に形成されたカウンターボア１４とが形成されている。外輪１は、その肩部１３から内輪２に向かって径方向へ延伸し且つ内輪２の外周と対向する密封部１５を更に有する。一方、内輪２の外周には、その軌道面２１を挟んだ軸方向両側に形成された一対の肩部２２が形成されている。
外輪１の密封部１５は、その端部が内輪２と対向する平坦面となっており、内輪２には該密封部１５の端部と対向する円筒面２３と、肩部２２と円筒面２３との間の段差からなる段部２４とが形成されることで、軸方向及び径方向において外輪１の密封部１５とラビリンス構造となっている。該密封部１５の軸方向厚さは０．１ｍｍ以上にすることが好ましい。０．１ｍｍ以上とすると、異物が軸受内部に侵入する際に通過の必要がある通路の長さがより長い為、異物の進入がしにくい。また、密封部１５の軸方向厚さは、軸受のアキシアル隙間を考慮したうえ、玉や保持器と干渉しないようにその上限値を設定する。
ラビリンス構造の径方向隙間、即ち、密封部１５の先端から内輪２の外周との間の径方向隙間は０．１ｍｍ以下にすることが好ましい。径方向隙間は０．１ｍｍ以下となると、軸受の外部からの異物が侵入しにくくなる。一方、ラビリンス構造の径方向隙間、即ち、内輪２の円筒面２３と外輪１の密封部１５の間に形成される径方向隙間は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍにすることが好ましい。０．０５ｍｍ以下になると、円筒面２３と密封部１５が接触してしまう可能性があり、０．１ｍｍ以上になると、異物侵入のおそれがある。
歯科エアタービンは、図示していないが、図５に示す従来の基本構造と同様に、タービンブレードと、タービンブレードが一体固定され、一端に歯科処置工具を取り付け可能な回転軸と、ハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支持する一対の本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａと、を備える。
本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａには軸方向と径方向においてラビリンスが形成されるので、従来のシールド板より径方向において異物を遮断できる。更に、外輪とシールド板を一体化した構造を採用するので、保持器と干渉しない限り、密封部１５の軸方向厚みをなるべく厚くすることができる。従って、本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａは、歯の切削粉や唾液等の異物に対する密封性能が良い。
（実施形態２）
次に、図３、４を参照しながら、本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａを説明する。第１の実施形態と同様な部分について、説明を省略する。外輪１の内周には、その軌道面１２に対して軸方向両側に形成された一対の肩部１３が形成されている。外輪１はその肩部１３から内輪２に向かって径方向へ延伸して形成し内輪２と対向する密封部１５を更に有する。
一方、内輪２の外周には、その軌道面２１を挟んだ軸方向一方向側に形成された肩部２２と、軸方向他方側に設けられるカウンターボア２５とが形成され、且つカウンターボア２５の円筒面２３は外輪１の密封部１５と対向している。
更に、外輪１の密封部１５は、その端部が内輪２のカウンターボア２５の円筒面２３と対向する平坦面となっており、内輪２のカウンターボア２５には該密封部１５の端部と対向する円筒面２３と、カウンターボア２５と円筒面２３との間の段差からなる段部２４とが形成される。これにより、外輪１の密封部１５と、内輪２の外周とは、軸方向及び径方向においてラビリンス構造となっている。密封部１５の軸方向厚さは０．１ｍｍ以上にすることが更に好ましく、密封性能を向上することができる。但し、密封部１５の軸方向厚さが厚すぎると、玉３や保持器４と干渉する虞があり、軸受のアキシアル寸法を考慮し、玉３や保持器４と干渉をしないようにその上限値を設定するのが好ましい。
ラビリンス構造の径方向隙間、即ち、密封部１５の先端から内輪２の円筒面２３との間の径方向隙間は０．１ｍｍ以下にすることが好ましい。径方向隙間は０．１ｍｍ以下となると、軸受の外部からの異物が侵入しにくくなる。０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍにすることが好ましい。０．０５ｍｍ以下になると、円筒面２３と密封部１５が接触してしまう可能性があり、０．１ｍｍ以上になると、異物侵入のおそれがある。
本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａには軸方向と径方向においてラビリンスが形成されるので、従来のシールド板より径方向において異物を遮断できる。更に、外輪とシールド板を一体化した構造を採用するので、保持器と干渉しない限り、密封部１５の軸方向厚みをなるべく厚くすることができる。従って、本実施形態のアンギュラ玉軸受Ａは、歯の切削粉や唾液等の異物に対する密封性能が良い。
１ 外輪
１２ 軌道面
１３ 肩部
１４ カウンターボア
１５ 密封部
２ 内輪
２１ 軌道面
２２ 肩部
２３ 円筒面
２４ 段部
２５ カウンターボア

Claims (2)

  1. 外周部に内輪軌道面が形成された内輪と、内周部に外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面との間に接触角を持って組み込まれた複数の玉と、を有するアンギュラ玉軸受であって、
    前記外輪の内周部は、その前記軌道面に対して軸方向一方側に形成された肩部と、軸方向他方側に形成されたカウンターボアと、を有し、
    前記内輪の外周部は、その前記軌道面を挟んだ軸方向両側に軸方向と平行に形成された一対の肩部を有し、
    前記外輪は、その前記肩部から前記内輪に向かって径方向へ延伸し且つ前記内輪の外周部と対向する密封部を更に有し、前記内輪の外周部には段部が形成され、該密封部と内輪の外周部とが軸方向及び径方向においてラビリンス構造となっており、該密封部の軸方向厚さは０．１ｍｍ以上であることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
  2. タービンブレードと、前記タービンブレードが一体固定され、一端に歯科処置工具を取り付け可能な回転軸と、ハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支持する一対の転がり軸受と、を備える歯科エアタービンであって、前記転がり軸受は、請求項１に記載のアンギュラ玉軸受を採用することを特徴とする歯科エアタービン。
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