滚动轴承的制作方法

专利2023-06-07  128



1.本发明涉及滚动轴承,特别是涉及在空气涡轮中使用的滚动轴承。


背景技术:

2.作为现有的牙科空气涡轮用的滚动轴承,已知有使用了适合超高速旋转的密封部件的滚动轴承(例如,参照专利文献1)。而且,该滚动轴承具备:外圈、内圈、在外圈与内圈之间配置的多个滚珠、将多个滚珠能够旋转地保持的保持架、在外圈与内圈之间设置的圆环状的密封部件以及将密封部件安装于外圈的挡圈。密封部件不具备芯骨而仅由弹性材料构成,以使密封部件容易随着压缩空气的供给/停止而开闭。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2017-211076号公报


技术实现要素:

6.发明欲解决的技术问题
7.然而,在上述专利文献1所记载的滚动轴承中,密封部件通过挡圈的推力方向的按压力而固定于外圈的槽部。因此,在用于使涡轮叶片旋转的压缩空气朝向轴承外方地作用于密封部件的状况下使用滚动轴承的情况下,为了抑制密封部件脱出,有可能需要更加牢固的固定。在这样的情况下,如果能够设置径向方向的固定单元,则能够进行更牢固的密封的固定。
8.本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种使密封部件的约束力更牢固的滚动轴承。
9.用于解决问题的技术手段
10.本发明的上述目的通过下述的构成来达到。
11.(1)一种滚动轴承,其中,具备:
12.外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道面;
13.内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道面;
14.多个滚动体,多个所述滚动体被配置为能够在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间滚动;以及
15.密封部件,所述密封部件被挡圈固定于在所述外圈的轴向端部形成的密封安装槽,且将所述外圈与所述内圈之间的轴承内部空间的轴向端部密封,
16.所述密封部件在径向外端部具有突出部,
17.所述密封部件的外径大于所述密封安装槽内的所述挡圈的外径。
18.(2)根据(1)所述的滚动轴承,其中,
19.所述密封安装槽具有:
20.槽底面,所述槽底面与所述密封部件的外周面接触;
21.锥面,所述锥面设置在所述槽底面的轴向外侧,且将所述槽底面与所述外圈的内周面连接,并且所述锥面与所述挡圈接触;以及
22.槽内侧面,所述槽内侧面设置于所述槽底面的轴向内侧,且与所述密封部件的轴向内侧面接触。
23.(3)根据(2)所述的滚动轴承,其中,
24.所述密封部件的所述径向外端部夹在所述密封安装槽的内周面与所述挡圈的外周面之间。
25.(4)根据(3)所述的滚动轴承,其中,
26.在所述密封安装槽的所述槽底面设置有突起部,所述突起部与所述挡圈的所述外周面在径向上对置且位于比所述密封部件的所述突出部的末端靠轴向内侧的位置。
27.(5)根据(1)至(4)中任一项所述的滚动轴承,
28.所述滚动轴承用于牙科空气涡轮。
29.发明效果
30.根据本发明,由于在密封部件的径向外端部具有突出部,因此能够产生密封部件的径向方向的约束力。由此,能够进一步提高密封部件的约束力。
附图说明
31.图1是采用了本发明所涉及的第一实施方式的滚动轴承的牙科空气涡轮手持件的头部的放大剖视图。
32.图2是图1所示的滚动轴承的剖视图。
33.图3是图2所示的挡圈的周边的放大剖视图。
34.图4是图2所示的密封部件的安装前的状态的放大剖视图。
35.图5是第二实施方式中的挡圈的周边的放大剖视图。
36.图6是表示第三实施方式的滚动轴承的停止状态的剖视图。
37.图7是图6所示的密封部件的剖视图。
38.图8是在整周上示出插入到外圈的挡圈的、沿着图6的viii-viii线的剖视图。
39.符号说明
40.10 滚动轴承
41.10a 轴承内部空间
42.11 外圈
43.11a 外圈滚道面
44.11b 外侧内周面
45.12 内圈
46.12a 内圈滚道面
47.12b 倾斜面
48.13 滚珠
49.14 保持架
50.14a 轮缘部
51.15 密封安装槽
52.15a 槽底面
53.15b 锥面
54.15c 槽内侧面
55.15d 突起部
56.20 密封部件
57.21 基部
58.21a 突出部
59.21b 末端
60.22 唇部
61.30 挡圈
62.30a 外周面
63.tm 密封部件被挡圈固定于外圈的槽部的状态下的、外圈的内周面与挡圈的内周面之间的径向长度
64.an 外圈的内周面与内圈的外周面之间的径向长度
65.san 密封部件被挡圈固定于外圈的槽部的状态下的,挡圈的内周面与内圈的外周面之间的径向长度
66.sct 密封部件的与挡圈接触的部分的轴向的厚度
67.lss 密封部件的轴向两侧面与挡圈和外圈的槽部这两者接触而被夹着的径向长度
68.thn 密封部件被挡圈固定于外圈的槽部的状态下的、挡圈的外周面与槽部的锥面的外侧端部之间的径向距离
具体实施方式
69.以下,基于附图对本发明所涉及的滚动轴承的各实施方式进行详细说明。
70.(第一实施方式)
71.首先,参照图1~图4,对本发明所涉及的滚动轴承的实施方式进行说明。
72.本实施方式的滚动轴承10例如为牙科空气涡轮用,被用于牙科空气涡轮手持件100的头部110的轴承单元120。轴承单元120具备:旋转轴121,能够在其一端安装工具(例如牙科治疗工具);涡轮叶片122,其一体地固定于旋转轴121,受压缩空气作用而旋转;以及一对滚动轴承10,其将旋转轴121以能够旋转的方式支承于壳体130。
73.滚动轴承10经由在壳体130的环状凹部131、132安装的橡胶制环123而分别支承于壳体130。另外,一侧(图1的下侧)的滚动轴承10被弹簧垫圈124朝向另一侧(图1的上侧)的滚动轴承10施力。
74.如图2所示,滚动轴承10具备:外圈11,其在内周面具有外圈滚道面11a;内圈12,其在外周面具有内圈滚道面12a;多个滚珠(滚动体)13,其在外圈滚道面11a与内圈滚道面12a之间配置为能够滚动;保持架14,其将多个滚珠13沿周向大致等间隔地保持;以及密封部件20,其通过挡圈30固定于在外圈11的内周面的轴向一端部(图2的左端部)形成的密封安装槽15,且将外圈11与内圈12之间的轴承内部空间10a的轴向一端部密封。内圈12固定于旋转轴121,与旋转轴121一起旋转。外圈11固定于壳体130。另外,在滚动轴承10的轴向上,以外
圈滚道面11a、内圈滚道面12a为基准,将接近外圈滚道面11a、内圈滚道面12a的方向作为轴向内侧,将远离外圈滚道面11a、内圈滚道面12a的方向作为轴向外侧。另外,滚动轴承10并不限定于图示的深槽球轴承,也可以是角接触球轴承。
75.保持架14是冠型保持架,圆环状的轮缘部14a相对于滚珠13配置在压缩空气的供给方向上游侧(图2的右侧)。另外,图2中的箭头p表示压缩空气的流动方向。另外,保持架14并不限于冠型保持架。
76.密封部件20是圆环状部件,其不具备芯骨而仅由弹性部件构成。密封部件20相对于滚珠13配置在压缩空气的供给方向下游侧(图2的左侧)。
77.如图2和图4所示,密封部件20具有:圆环形状的基部21,其沿着径向延伸;以及唇部22,其从基部21的径向内端向径向内侧且轴向外侧倾斜地延伸并与内圈12的外周面接触。另外,如图4所示,在安装于外圈11之前的、密封部件20单体中的基部21的外端部,具有在安装于外圈11时向成为轴向外侧的方向延伸的突出部21a。
78.并且,密封部件20的外周部通过挡圈30固定于在外圈11的内周面的轴向一端部(图2的左端部)形成的密封安装槽15。挡圈30优选为如c形挡圈那样一部分被截断而成的截面矩形状的环状部件。另外,密封部件20的外径设定为比密封安装槽15内的挡圈30的外径大。
79.作为密封部件20的材料,例如可以举出肖氏a硬度(jis k 6253)60~90的耐水丙烯酸橡胶、肖氏a硬度60~90的普通耐水氟橡胶等。密封部件20通过使用上述材料,能够得到适当的弹性特性,能够提高耐久性、耐磨损性。
80.在内圈12的外周面的轴向一端部(图2的左端部)形成有与密封部件20的唇部22接触的倾斜面12b。倾斜面12b形成为随着朝向轴向外侧而逐渐缩径。
81.如图3所示,密封安装槽15具有:槽底面15a,其与密封部件20的外周面接触;锥面15b,其设置在槽底面15a的轴向外侧,将槽底面15a与外圈11的外侧内周面11b1相连,并与挡圈30接触;以及槽内侧面15c,其设置在槽底面15a的轴向内侧,并与密封部件20的轴向内侧面接触。锥面15b形成为随着朝向轴向内侧而逐渐扩径。
82.此外,外侧内周面11b1是在密封安装槽15的外侧端部(锥面15b的外侧端部15b1)与外圈11的轴向端面之间形成的圆筒面。
83.并且,密封部件20被嵌入密封安装槽15,挡圈30嵌入密封安装槽15,从而挡圈30扩径,挡圈30的轴向外侧面的外周缘与密封安装槽15的锥面15b接触。由此,挡圈30的欲向径向外侧扩展的力被锥面15b转换为将密封部件20向轴向内侧按压的力(推力方向的按压力),密封部件20的基部21被夹在挡圈30与槽内侧面15c之间。
84.另外,作为密封部件20的径向外端部的一部分的突出部21a向密封安装槽15的锥面15b的方向突出,因此优选被夹在密封安装槽15的内周面(在本实施方式中为槽底面15a)与挡圈30的外周面之间,突出部21a由于挡圈30的欲向径向外侧扩展的力而在径向上弹性变形。此外,夹着密封部件20径向外端部的密封安装槽15的内周面也可以包括锥面15b。
85.这样,突出部21a向密封安装槽15的锥面15b的方向突出,卡挂在挡圈30的外周面,从而产生密封部件20的径向方向的约束力。优选的是,通过将作为密封部件20的径向外端部的一部分的突出部21a夹在密封安装槽15的内周面与挡圈30的外周面之间,从而产生密封部件20的径向方向的约束力。即,在本实施方式中,产生现有技术中没有的密封部件20的
径向方向的约束力。
86.另外,考虑到密封安装槽15、密封部件20以及挡圈30等的尺寸公差,优选在密封安装槽15的内周面与挡圈30的外周面之间形成有空间s。
87.如以上说明的那样,根据本实施方式的滚动轴承10,密封部件20的径向外端部向密封安装槽15的锥面15b的方向突出,并卡挂在挡圈30的外周面,因此产生密封部件20的径向方向的约束力。优选的是,被夹在密封安装槽15的内周面与挡圈30的外周面之间,因此能够产生密封部件20的径向方向的约束力。由此,能够进一步提高密封部件20的约束力。
88.(第二实施方式)
89.接着,对第二实施方式所涉及的滚动轴承10进行说明。图5是第二实施方式中的挡圈30的周边的放大剖视图。对于第二实施方式的滚动轴承10,在密封安装槽15设置有突起部15d的结构与第一实施方式不同。第二实施方式的突起部15d以外的结构与第一实施方式的结构相同,因此省略其说明。
90.如图5所示,在外圈11的密封安装槽15的槽底面15a设置有向径向内侧突出的突起部15d。突起部15d与挡圈30的外周面30a在径向(图5的上下方向)上对置。即,突起部15d与挡圈30的外周面30a在轴向(图5的左右方向)上重叠。
91.另外,突起部15d位于比密封部件20的突出部21a的末端21b靠轴向内侧(图5的右侧)的位置。即,突起部15d与密封部件20的突出部21a在轴向上重叠。
92.因此,突起部15d的内周面与挡圈30的外周面30a的径向距离a比突出部21a的末端21b附近的密封安装槽15的槽底面15a与挡圈30的外周面30a的径向距离b短(a<b)。由此,突出部21a的末端21b(突出部21a中的比突起部15d靠轴向外侧的部分)在推力方向上被约束,因此能够进一步提高密封部件20的约束力。
93.此外,突起部15d可以形成于密封安装槽15的槽底面15a的整周,也可以形成于槽底面15a的一部分。在突起部15d被圆环状地形成在槽底面15a的整周的情况下,密封部件20难以脱离,也容易进行突起部15d的加工。
94.(第三实施方式)
95.接着,对第三实施方式所涉及的滚动轴承10进行说明。图6是示出第三实施方式的滚动轴承的停止状态的剖视图。第三实施方式的滚动轴承10虽然是与第一实施方式相同的结构,但以下,以密封部件20以及密封部件20的周围的部件的尺寸关系为中心进行说明。另外,对与第一实施方式相同的结构标注相同或相当的附图标记,并省略说明。
96.在本实施方式的密封部件20中,唇部22相对于密封部件20的基部21的倾斜角θ、即基部21的径向与唇部22的延伸方向所成的角为10
°
~80
°
。在倾斜角θ小于上述范围的情况下,接触阻力变得过大,在倾斜角θ大于上述范围的情况下,压缩空气的流动阻力变得过大。另外,倾斜角θ优选为20
°
~60
°
,更优选为25
°
~50
°

97.另外,唇部22随着朝向径向内侧而向压缩空气的供给方向下游侧(轴向外侧)倾斜,并能够与内圈12的倾斜面12b抵接。唇部22的内周面23的形状为圆环形状(圆锥面状)。该唇部22所能够抵接的内圈12的倾斜面12b的形状也是圆环形状(圆锥面状)。因此,唇部22的内周面23能够遍及整周地与内圈12的倾斜面接触。即,密封部件20能够遍及整周地将外圈11的内周面11b与内圈12的外周面12c之间的轴承内部空间10a密封。
98.另外,如图6所示,被供给的压缩空气流入轴承内部空间10a,压缩空气的压力作用
于密封部件20。于是,唇部22朝向压缩空气的流动的下游侧弹性变形。其结果是,与不作用压缩空气的压力的情况相比,唇部22的内周面23与内圈12的倾斜面12b的接触面积变小。即,唇部22成为使压缩空气连通的打开状态。
99.密封部件20不具有芯骨而仅由弹性材料构成,因此成为整体容易弹性变形的结构。特别是,由于唇部22与挡圈30完全不干涉,因此密封部件20成为以容易弹性变形的方式支承于外圈11的状态。因此,若压缩空气超过某个特定的压力地作用于密封部件20,则密封部件20的内周部朝向轴向外侧弹性变形,唇部22的内周面23与内圈12的倾斜面12b的接触面积变小。
100.这样,在本结构中,即使在压缩空气的供给压力比较小的情况下,密封部件20的唇部22也可靠地弹性变形,能够减少接触面积。
101.由此,能够顺畅地启动空气涡轮,能够减小密封部件20与内圈12的摩擦阻力,能够实现旋转轴101的约40万min-1
的超高速旋转。而且,由于将倾斜面12b设置在内圈12的外周面12c中的压缩空气的供给方向下游侧的端部,从而在唇部22与倾斜面12b之间通过的压缩空气的流动变得顺畅,能够实现比以往更高速的超高速旋转。
102.在此,在密封部件20被挡圈30固定于外圈11的密封安装槽15的状态下,若将密封部件20的基部21的轴向两侧面与挡圈30和外圈11的密封安装槽15的轴向内侧面15c这两者接触而被夹着的径向长度设为lss将外圈11的内径设为φdg,则形成为满足下述式(1)。
103.0.018≤lss/φdg≤0.093
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
104.这是因为,通过将lss/φdg设为0.018以上,从而密封部件20的基部21能够确保被挡圈30和外圈11的密封安装槽15夹着的径向长度,在供给压缩空气时,能够可靠地抑制密封部件20从外圈11的密封安装槽15脱离。需要说明的是,为了更可靠地抑制在供给压缩空气时密封部件20从外圈11的密封安装槽15脱离,lss/φdg优选为0.027以上,更优选为0.035以上。
105.另外,通过将lss/φdg设为0.093以下,能够适当地利用压缩空气进行密封部件20的开闭。需要说明的是,从上述观点出发,lss/φdg优选为0.074以下,更优选为0.047以下。
106.此外,在本实施方式中,在密封部件20被挡圈30固定于外圈11的密封安装槽15的状态下,挡圈30的内径比外圈11的内径小,挡圈30的内周面位于比外圈11的内周面靠内径侧的位置。
107.另外,如图6~图8所示,若将在外圈11的密封安装槽15安装有密封部件20和挡圈30时挡圈30的周向的间隙设为ts、将密封部件20的与挡圈30接触的部分的轴向的厚度设为sct,则ts与sct之比形成为满足下述式(2)。
108.1≤ts/sct≤10
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
109.通过将ts/sct设为10以下,从而在供给压缩空气时,能够抑制密封部件20从挡圈30的周向的间隙ts浮起,能够使密封部件20不易从外圈11的密封安装槽15脱离。因此,ts/sct优选为6以下,更优选为5以下。
110.另外,若ts/sct小于1,则在使挡圈30缩径时,周向两端部会相互抵接而无法使挡圈30充分地缩径。因此,ts/sct为1以上较好,优选为2以上,进一步优选为2.5以上。
111.另外,如图6所示,密封部件20被形成为,若将从唇部22的轴向内侧的倾斜开始部分r到与内圈12的外周面12c的接触部分的最外径位置为止的径向长度设为skn、将唇部22
的倾斜方向上的厚度设为skt,则满足下述式(3)。
112.0.25≤skn/skt≤2.5
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
113.这是因为,通过将skn/skt设为0.25以上,从而能够确保承压缩空气作用的唇部22的长度,密封部件20能够以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,唇部22也容易变形,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈12的外周面12c变为非接触。此外,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,skn/skt优选为0.65以上,更优选为0.90以上。
114.另一方面,在skn/skt大于2.5的情况下,唇部22的长度会过长,对内圈12的外周面12c的按压力变大,或者难以以适当的角度接触,因此如果是较少的压缩空气量,则密封部件20难以与内圈12的外周面12c变为非接触。因此,skn/skt为2.5以下较好,另外,优选为2.1以下,更优选为1.75以下。
115.此外,对于密封部件20的与内圈12的外周面12c接触的接触部分的最外径位置,在本实施方式中,是在内圈12的外周面12c中的倾斜面12b与圆筒面的边界部分,但该最外径位置也可以是倾斜面12b的中间部分。
116.另外,在本实施方式中,密封部件20的与挡圈30接触的部分、即基部21的轴向的厚度sct与倾斜部22的倾斜方向上的厚度skt可以是相同的厚度,也可以不同。
117.另外,在密封部件20中,在将唇部22的轴向内侧的倾斜开始部分r与在外圈11的密封安装槽15安装有密封部件20和挡圈30时挡圈30的内径之间的径向长度设为scn时,上述的径向长度skn与scn之比形成为满足下述式(4)。
118.0.21≤skn/scn≤4.7
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
119.这是因为,通过将skn/scn设为0.21以上,从而能够在从挡圈30的内径到内圈12的外周面12c之间确保承压缩空气作用的唇部22的长度,能够使密封部件20以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈12的外周面12c变为非接触。需要说明的是,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,skn/scn优选为0.42以上。
120.另一方面,在skn/scn大于4.7的情况下,唇部22的长度过长,无法以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,若是较少的压缩空气量,则密封部件20难以与内圈12的外周面12c变为非接触。因此,skn/scn为4.7以下较好,另外,优选为1.6以下。
121.另外,在将密封部件20的与内圈12的外周面12c的接触部分的最外径位置与滚动轴承1的轴中心x之间的径向长度设为ngn时,上述的径向长度skn与ngn之比形成为满足下述式(5)。
122.0.025≤skn/ngn≤0.25
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(5)
123.通过满足该式(5),即使是规定尺寸的滚动轴承,也能够确保承接压缩空气的唇部22的长度,能够使密封部件20以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈12的外周面12c变为非接触。需要说明的是,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,优选为0.065≤skn/ngn≤0.21,更优选为0.090≤skn/ngn≤0.18。
124.另外,如图6所示,密封部件20中,若将从唇部22的轴向外侧的倾斜开始部分q到与内圈12的外周面12c的接触部分的最外径位置为止的径向长度设为sks、将唇部22的轴向外
侧的倾斜开始部分q处的轴向的厚度设为sct,则形成为满足下述式(6)。
125.0.5≤sks/sct≤3
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(6)
126.这是因为,通过将sks/sct设为0.5以上,从而能够确保用于承接压缩空气而向轴承的外侧打开的唇部22的长度,能够使密封部件20以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈20的外周面21变为非接触。此外,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,sks/sct优选为0.75以上,更优选为1以上。
127.另一方面,在sks/sct大于3的情况下,唇部22的长度过长,对内圈12的外周面12c的按压力变大,或者难以以适当的角度接触,因此,若是较少的压缩空气量,则密封部件20难以与内圈12的外周面12c变为非接触。因此,sks/sct为3以下较好,另外,优选为2.5以下,更优选为2以下。
128.另外,在密封部件20中,在将唇部22的轴向外侧的倾斜开始部分q与在外圈11的密封安装槽15安装有密封部件20和挡圈30时挡圈30的内径之间的径向长度设为scs时,上述的径向长度sks与scs之比形成为满足下述式(7)。
129.0.35≤sks/scs≤3.75
ꢀꢀꢀꢀ
(7)
130.这是因为,通过将sks/scs设为0.35以上,从而能够在从挡圈30的内径到内圈12的外周面12c之间确保承接压缩空气的唇部22的长度,能够使密封部件20以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈12的外周面12c变为非接触。需要说明的是,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,sks/scs优选为0.62以上。
131.另一方面,在sks/scs大于3.75的情况下,唇部22的长度过长,无法以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,若是较少的压缩空气量,则密封部件20难以与内圈12的外周面12c变为非接触。因此,sks/scs为3.75以下较好,另外,优选为2.0以下。
132.另外,在将密封部件20的与内圈12的外周面12c的接触部分的最外径位置与滚动轴承10的轴中心x之间的径向长度设为ngn时,上述的径向长度sks与ngn之比形成为满足下述式(8)。
133.0.05≤sks/ngn≤0.31
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(8)
134.通过满足该式(8),即使是规定尺寸的滚动轴承,也能够确保承接压缩空气的唇部22的长度,能够使密封部件20以适当的角度与内圈12的外周面12c接触,因此即使是较少的压缩空气量,密封部件20也容易与内圈12的外周面12c变为非接触。另外,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,优选为0.10≤sks/ngn≤0.23。
135.另外,在将密封部件20被挡圈30固定于外圈11的密封安装槽15的状态下的、外圈11的内周面11b与挡圈30的内周面之间的径向长度设为tm、将外圈11的内周面11b与内圈12的外周面12c之间的径向长度设为an时,tm与an之比形成为满足下述式(9)。
136.0≤tm/an≤0.5
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(9)
137.这是因为,通过将tm/an设为0以上,从而即使在供给压缩空气时,密封部件20也难以从外圈11脱离。此外,若考虑到外圈11的密封安装槽15的深度、角度、挡圈30的径向厚度等的公差,则tm/an优选为0.05以上,更优选为0.12以上。
138.另外,通过将tm/an设为0.5以下,从而在供给压缩空气时,密封部件20容易与内圈
20的外周面21变为非接触。需要说明的是,为了使密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触,tm/an优选为0.28以下。
139.因此,通过满足式(9),在供给压缩空气时,即使为了节能而使用较少的压缩空气量,密封部件20也能够与内圈12的外周面12c变为非接触,且密封部件20不容易从外圈11的密封安装槽15脱离。
140.另外,当停止牙科空气涡轮手持件的驱动而停止向涡轮叶片122供给压缩空气时,作用于唇部22的压缩空气的压力降低。于是,唇部22回到图6所示的状态,成为唇部22的内周面23遍及整周地与内圈12的倾斜面12b接触的状态。即,唇部22成为关闭状态,唇部22作为内圈12的制动器而发挥功能。在该情况下,由于唇部22的内周面23遍及整周地与内圈12的倾斜面12b接触,因此能够得到基于密封部件20与内圈12的摩擦阻力的最好的制动效果。由此,能够使固定于内圈12的旋转轴121最迅速地停止。
141.另外,在将密封部件20被挡圈30固定于外圈11的密封安装槽15的状态下的、挡圈30的内周面与内圈12的外周面12c之间的径向长度设为san时,上述的基部21的轴向的厚度sct与san之比形成为满足下述式(10)。
142.0.1≤sct/san≤0.6
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(10)
143.这是因为,通过将sct/san设为0.1以上,从而能够使密封部件20被按压于内圈12而不再供给压缩空气时的空气涡轮迅速地停止。另外,为了更迅速地停止,优选将sct/san设为0.15以上,更优选设为0.2以上。
144.另外,通过将sct/san设为0.6以下,密封部件20容易弹性变形,因此在供给压缩空气时,密封部件20容易与内圈12的外周面12c变为非接触。此外,为了使密封部件20更容易与内圈12的外周面12c变为非接触,sct/san优选为0.4以下,更优选为0.3以下。
145.因此,通过满足式(10),能够实现用于缩短治疗时间等的、取消供给压缩空气时的迅速停止,并且在供给压缩空气时,即使是较少的压缩空气量,密封部件也能够与内圈的外周面变为非接触。
146.另外,在密封部件20被挡圈30固定于外圈11的密封安装槽15的状态下的、挡圈30的外周面与密封安装槽15的锥面15的外侧端部15a之间的径向距离thn和上述的径向长度lss形成为满足下述式(11)。
147.0.05≤thn/lss≤1
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(11)
148.这是因为,通过使thn/lss为0.05以上,从而能够确保挡圈30嵌入密封安装槽15内的径向长度,因此在供给压缩空气时,能够可靠地抑制密封部件20从外圈11的密封安装槽15脱离。需要说明的是,在供给压缩空气时,为了更可靠地抑制密封部件20从外圈11的密封安装槽15脱离,thn/lss优选为0.08以上,更优选为0.10以上。
149.另外,通过使thn/lss为1以下,从而确保挡圈30的径向尺寸,密封部件20、挡圈30的安装变得容易。需要说明的是,为了使密封部件20、挡圈30的安装更容易,thn/lss优选为0.8以下,更优选为0.6以下。
150.另外,由于使密封部件20的特别容易弹性变形的唇部22成为与内圈12的倾斜面12b接触的结构,因此与在径向上接触的情况相比,能够减轻密封部件20与倾斜面12b的接触压力。其结果是,能够顺畅且高响应性地利用压缩空气实施密封部件20的开闭动作。另外,与以往的结构相比,能够以更少的压缩空气的压力来减轻上述接触压力,能够同时实现
旋转轴121的旋转速度的进一步提高和停止时间的缩短。
151.通过在密封部件20的末端的唇部22设置与内圈12的倾斜面12b进行面接触的接触面,从而作用于密封部件20的表面压力变小,磨损被减轻。另外,通过增加接触面积,从而密封性提高。
152.而且,唇部22的接触面也可以是与内圈12的倾斜面12b进行线接触的面。在该情况下,与进行面接触的情况相比,摩擦阻力减轻,有利于高速旋转。
153.特别是在牙科空气涡轮手持件中,在切削牙时要求极其高速的旋转,在停止时要求2秒以内、优选1秒以内的急剧的旋转停止性能。根据本结构,能够稳定地得到上述的增加旋转速度和缩短停止时间的效果,因此能够显著提高牙科空气涡轮手持件的使用便利性。
154.而且,在驱动牙科空气涡轮手持件时,与没有密封部件的情况相比,压缩空气不易从轴承内部泄漏,因此驱动时的噪音降低,得到高静音性。
155.另外,如图6所示,在旋转轴121配置有一对滚动轴承,但密封部件20配置于外圈11的在与压缩空气的入口相反的一侧上的轴向一端部。由此,从一对滚动轴承彼此之间进行喷雾注油,从而能够从未配置密封部件20的轴承端部侧向各滚动轴承内供给润滑油。另外,由于在喷雾注油侧的相反侧配置有密封部件20,因此不会从各滚动轴承向头部110的外部产生漏液。
156.通常,牙科空气涡轮手持件在使用后通过高压釜实施高温清洗、灭菌处理。通过该处理,滚动轴承内的润滑油量减少,但由于密封部件20仅配置于滚动轴承的轴向一端部,因此能够容易地从轴向另一端部供给润滑油。因此,能够使滚动轴承始终处于良好的润滑状态,能够实现旋转轴121的稳定的旋转驱动。
157.此外,本发明并不限定于上述各实施方式所例示的内容,在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变更。
158.另外,挡圈并不限定于截面矩形状,也可以是截面圆形状。
159.另外,也可以构成为,在挡圈形成锥面,并且将密封安装槽形成为截面矩形状,使挡圈的锥面与截面矩形状的密封安装槽的角部接触。
160.例如,上述实施方式的滚动轴承1所使用的保持架5的一端侧的轮缘部7被配置于比滚珠3靠压缩空气的供给方向上游侧的位置,但不限于此,也可以是轮缘部7被配置于轴向相反侧的密封部件侧的结构。
161.另外,由于密封部件仅配置于滚动轴承1的轴向一端侧,因此外圈10的槽部13、内圈20的倾斜面12b仅形成于轴向一端侧,但不限于此,也可以是在轴向另一端侧也对称地形成外圈10的槽部13、内圈20的倾斜面12b的结构。在该情况下,虽然一对倾斜面中的一个不被使用,但在滚动轴承的组装工序中,不需要关注组装方向,能够简化作业工序。
162.另外,密封部件的倾斜部的壁厚可以是恒定的厚度,但也可以朝向径向内侧逐渐减小。在该情况下,倾斜部33的倾斜方向上的厚度skt为最厚部分的厚度。
163.另外,本技术基于2020年3月12日申请的日本专利申请(日本特愿2020-042731)和2021年2月5日申请的日本专利申请(日本特愿2021-017471),其内容在本技术中作为参照而引用。

技术特征:
1.一种滚动轴承,其特征在于,具备:外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道面;内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道面;多个滚动体,多个所述滚动体被配置为能够在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间滚动;以及密封部件,所述密封部件被挡圈固定于在所述外圈的轴向端部形成的密封安装槽,且将所述外圈与所述内圈之间的轴承内部空间的轴向端部密封,所述密封部件在径向外端部具有突出部,所述密封部件的外径大于所述密封安装槽内的所述挡圈的外径。2.根据权利要求1所述的滚动轴承,其特征在于,所述密封安装槽具有:槽底面,所述槽底面与所述密封部件的外周面接触;锥面,所述锥面设置在所述槽底面的轴向外侧,且将所述槽底面与所述外圈的内周面连接,并且所述锥面与所述挡圈接触;以及槽内侧面,所述槽内侧面设置于所述槽底面的轴向内侧,且与所述密封部件的轴向内侧面接触。3.根据权利要求2所述的滚动轴承,其特征在于,所述密封部件的所述径向外端部夹在所述密封安装槽的内周面与所述挡圈的外周面之间。4.根据权利要求3所述的滚动轴承,其特征在于,在所述密封安装槽的所述槽底面设置有突起部,所述突起部与所述挡圈的所述外周面在径向上对置且位于比所述密封部件的所述突出部的末端靠轴向内侧的位置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的滚动轴承,其特征在于,所述滚动轴承用于牙科空气涡轮。

技术总结
滚动轴承(10)具备:外圈(11),其在内周面具有外圈滚道面(11a);内圈(12),其在外周面具有内圈滚道面(12a);多个滚动体(13),其被配置为能够在外圈滚道面(11a)与内圈滚道面(12a)之间滚动;以及密封部件(20),其被挡圈(30)固定于在外圈(11)的轴向端部形成的密封安装槽(15),并将外圈(11)与内圈(12)之间的轴承内部空间(10a)的轴向端部密封。密封部件(20)在径向外端部具有突出部(21a),密封部件(20)的外径大于密封安装槽(15)内的挡圈(30)的外径,密封部件(20)的径向外端部被夹在密封安装槽(15)的内周面与挡圈(30)的外周面(30a)之间。(15)的内周面与挡圈(30)的外周面(30a)之间。(15)的内周面与挡圈(30)的外周面(30a)之间。


技术研发人员:大山拓也 铃木弘典
受保护的技术使用者:日本精工株式会社
技术研发日:2021.03.12
技术公布日:2022/11/1
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