(57)【要約】【課題】耐久性を確保できるとともに低コストな保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピースを提供する。【解決手段】同軸上に配置された内輪と外輪を備えた輪体の間に配設された複数の転動体を、周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状のリテーナ６０であって、リテーナ６０の外周面６２には、流体動圧を発生させる動圧溝７０が設けられ、動圧溝７０は、リテーナ６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで複数形成されていることを特徴としている。【選択図】図４
2014095442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に配置された外輪および内輪を備えた輪体に配設された複数の転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状の保持器であって、
前記保持器の外周面および内周面の少なくともいずれかには、前記保持器の回転時に前記輪体と前記保持器との間に流体動圧を発生させる動圧溝が設けられ、
前記動圧溝は、前記保持器の軸方向に沿うとともに、前記周方向に平行に並んで複数形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の保持器であって、
環状のベース部と、
前記ベース部から前記軸方向の一方側に向かって立設され、前記転動体を転動自在に保持可能な複数組の一対の爪部と、
を備え、
前記動圧溝は、前記ベース部の内周面および外周面の少なくともいずれかに形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項３】
請求項２に記載の保持器であって、
前記ベース部は、径方向の内側および外側のいずれかに張り出し形成された張出部を備え、
前記動圧溝は、少なくとも前記張出部の周面に形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の保持器であって、
前記動圧溝は、
前記保持器から見て前記輪体の相対回転方向の下流側に配置された第一側面と、
前記第一側面と連続形成され、前記保持器から見て前記輪体の前記相対回転方向の上  流側に配置された第二側面と、
を備え、
前記第一側面は、前記第二側面よりも面積が広く形成されるとともに、前記軸方向から見たとき、前記第二側面よりも周方向に沿うように形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項５】
請求項４に記載の保持器であって、
前記保持器の前記外周面および前記内周面に、それぞれ第一の前記動圧溝および第二の前記動圧溝が設けられ、
前記第一の動圧溝の底部と、前記第二の動圧溝の底部とは、互いに周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の保持器であって、
樹脂材料によりインジェクション成型されていることを特徴とする保持器。
【請求項７】
請求項１に記載の保持器を備え、
前記動圧溝は、少なくとも前記保持器の保持器案内面に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項８】
請求項７に記載の転がり軸受であって、
前記転がり軸受の使用時に、前記内輪と前記保持器との相対回転速度が前記外輪と前記保持器との相対回転速度よりも高い場合には、前記保持器の前記内周面に前記動圧溝を設け、前記外輪と前記保持器との相対回転速度が前記内輪と前記保持器との相対回転速度よりも高い場合には、前記保持器の前記外周面に前記動圧溝を設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項９】
請求項８に記載の転がり軸受を備えたことを特徴とする歯科用ハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保持器、この保持器を備えた転がり軸受および歯科用ハンドピースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に転がり軸受は、同軸上に配置された外輪および内輪と、内輪と外輪との間に配設された複数の転動体と、この転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する保持器と、を備えている。
ところで、転がり軸受の保持器にあっては、高速回転する工作機械や歯科用ハンドピース等に使用される場合、耐熱性や耐焼付き性、耐摩耗性等の耐久特性を向上させることが課題となる。
【０００３】
上述の課題に鑑み、耐熱性および耐摩耗性に優れた、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂材料により、保持器を形成することが考えられる。
しかし、ポリアミドイミド樹脂は、一般に他の樹脂材料と比較して高価である。さらに、ポリアミドイミド樹脂は、射出成型が困難であるため、切削加工により保持器を形成する必要があり、加工費も高価である。
【０００４】
そこで、例えば、耐熱性を有する射出成型可能なポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等に、ガラス繊維やカーボン繊維等を配合した樹脂材料により、保持器を射出成型する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、保持器の耐焼付き性を向上させるために、射出成型可能な樹脂材料からなる保持器の案内面に、平面視Ｖ字状の溝をヘリングボーン状に配列した動圧溝を形成した技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９６２１０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１９９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の保持器にあっては、ガラス繊維やカーボン繊維等の配合のみでは保持器の耐摩耗性等の耐久性が十分に確保できないおそれがある。
また、特許文献２に記載の保持器にあっては、溝をヘリングボーン状に配列して動圧溝を形成しているため、金型の構成が複雑なものとなり高コスト化するおそれがある。
さらに、特許文献２に記載の保持器にあっては、転動体が収納される貫通孔周辺に動圧溝が形成されていないため、保持器の回転時に保持器が変形し、外輪および内輪と保持器とが高い接触圧力で接触するおそれがある。また、動圧溝の形状が複雑であるため、保持器が精度良く形成できず、保持器の回転時に、外輪および内輪と保持器とが高い接触圧力で接触するおそれがある。したがって、保持器の耐久性が十分に確保できないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、耐久性を確保できるとともに低コストな保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピースの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の保持器は、同軸上に配置された外輪および内輪を備えた輪体に配設された複数の転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状の保持器であって、前記保持器の外周面および内周面の少なくともいずれかには、前記保持器の回転時に前記輪体と前記保持器との間に流体動圧を発生させる動圧溝が設けられ、前記動圧溝は、前記保持器の軸方向に沿うとともに、前記周方向に平行に並んで複数形成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、保持器の外周面および内周面の少なくともいずれかに動圧溝を設けることにより、保持器の動圧溝と、動圧溝に対向し、輪体を構成する外輪および内輪の少なくともいずれかとの間に、流体動圧を発生させることができる。これにより、保持器の回転時に、保持器と、動圧溝に対向する外輪および内輪の少なくともいずれかとが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。また、動圧溝は、保持器の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで複数形成されているので、保持器の全周にわたり剛性を確保できる。したがって、保持器の回転時に保持器が変形するのを抑制し、輪体を構成する外輪および内輪と、保持器とが高い接触圧力で接触するのを抑制できる。これにより、保持器の摩耗を抑制できるので、保持器の耐久性を確保できる。
また、保持器の摩耗を抑制できるので、従来技術よりも耐熱性や耐摩耗性が低い樹脂材料を採用できる。また、例えば軸方向に金型をスライド移動させるだけで、流体動圧を発生させる複数の動圧溝を精度良く簡単に形成できる。したがって、耐久性を確保できる保持器を低コストに形成できる。
【００１０】
また、環状のベース部と、前記ベース部から前記軸方向の一方側に向かって立設され、前記転動体を転動自在に保持可能な複数組の一対の爪部と、を備え、前記動圧溝は、前記ベース部の内周面および外周面の少なくともいずれかに形成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、転動体を転動自在に保持可能な複数組の一対の爪部を備えているので、転動体を確実に保持できる。一対の爪部を備えた保持器は、いわゆる深溝玉軸受用の保持器として好適である。
【００１２】
また、前記ベース部は、径方向の内側および外側のいずれかに張り出し形成された張出部を備え、前記動圧溝は、少なくとも前記張出部の周面に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、転がり軸受を形成時に、ベース部から径方向の内側および外側のいずれかに張り出した張出部の周面を、保持器案内面とすることができる。さらに、張出部の周面である保持器案内面に動圧溝を形成することで、保持器の回転時に、保持器の張出部に形成された保持器案内面と、外輪および内輪の少なくともいずれか、とが高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、保持器の摩耗を抑制できるので、保持器の耐久性を確保できる。
【００１４】
また、前記動圧溝は、前記保持器から見て前記輪体の相対回転方向の下流側に配置された第一側面と、前記第一側面と連続形成され、前記保持器から見て前記輪体の前記相対回転方向の上流側に配置された第二側面と、を備え、前記第一側面は、前記第二側面よりも面積が広く形成されるとともに、前記軸方向から見たとき、前記第二側面よりも周方向に沿うように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、保持器から見て輪体の相対回転方向の下流側に配置された第一側面は、保持器から見て輪体の相対回転方向の上流側に配置された第二側面よりも面積が広く形成されているので、保持器と輪体との相対回転に伴って、下流側に配置された第一側面により所定の流体動圧を発生できる。また、保持器から見て相対回転方向の下流側に配置された第一側面は、軸方向から見たとき、保持器から見て相対回転方向の上流側に配置された第二側面よりも周方向に沿うように形成されているので、保持器から見て輪体の相対回転方向の上流側から下流側に向かって、空気を第一側面に沿わせるように移動させて空気抵抗を抑制できる。したがって、回転効率のよい転がり軸受を形成できる。
【００１６】
また、前記保持器の前記外周面および前記内周面に、それぞれ第一の前記動圧溝および第二の前記動圧溝が設けられ、前記第一の動圧溝の底部と、前記第二の動圧溝の底部とは、互いに周方向にずれた位置に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、第一の動圧溝の底部と、第二の動圧溝の底部とが互いに周方向にずれた位置に形成されているので、保持器の径方向に肉薄な部分が形成されるのを防止できる。したがって、保持器の内周面および外周面の両面に動圧溝を設けた場合であっても、保持器の強度を確保できる。
【００１８】
また、上述の保持器は、樹脂材料によりインジェクション成型されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、保持器を樹脂材料によりインジェクション成型することにより、低コストに形成できる。
【００２０】
また、本発明の転がり軸受は、上述の保持器を備え、前記動圧溝は、少なくとも前記保持器の保持器案内面に形成されていることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、上述の保持器を備え、動圧溝が少なくとも保持器案内面に形成されているので、流体動圧が発生することにより、保持器案内面と、外輪および内輪の少なくともいずれかとが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、耐久性を確保できるとともに低コストな転がり軸受を形成できる。
【００２２】
また、前記転がり軸受の使用時に、前記内輪と前記保持器との相対回転速度が前記外輪と前記保持器との相対回転速度よりも高い場合には、前記保持器の前記内周面に前記動圧溝を設け、前記外輪と前記保持器との相対回転速度が前記内輪と前記保持器との相対回転速度よりも高い場合には、前記保持器の前記外周面に前記動圧溝を設けたことを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、内輪と保持器との相対回転速度が外輪と保持器との相対回転速度よりも高い場合には、保持器の内周面に動圧溝を設け、外輪と保持器との相対回転速度が内輪と保持器との相対回転速度よりも高い場合には、保持器の外周面に動圧溝を設けているので、外輪および内輪のうち保持器に対する相対回転速度が高いいずれかと、保持器との間に流体動圧を発生させることができる。これにより、外輪および内輪のうち保持器に対する相対回転速度が高いいずれかと保持器とが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、保持器の摩耗を抑制できるので、保持器の耐久性を確保できる。特に、高回転であるほど高い流体動圧を発生でき、保持器の摩耗を確実に抑制できるので、例えば歯科用ハンドピース等の転がり軸受に好適である。
【００２４】
また、本発明の歯科用ハンドピースは、上述の転がり軸受を備えたことを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、上述の転がり軸受を備えているので、耐久性を確保できるとともに低コストな歯科用ハンドピースを形成できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、保持器の外周面および内周面の少なくともいずれかに動圧溝を設けることにより、保持器の動圧溝と、動圧溝に対向し、輪体を構成する外輪および内輪の少なくともいずれかとの間に、流体動圧を発生させることができる。これにより、保持器の回転時に、保持器と、動圧溝に対向する外輪および内輪の少なくともいずれかとが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。また、動圧溝は、保持器の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで複数形成されているので、保持器の全周にわたり剛性を確保できる。したがって、保持器の回転時に保持器が変形するのを抑制し、輪体を構成する外輪および内輪と、保持器とが高い接触圧力で接触するのを抑制できる。これにより、保持器の摩耗を抑制できるので、保持器の耐久性を確保できる。
また、保持器の摩耗を抑制できるので、従来技術よりも耐熱性や耐摩耗性が低い樹脂材料を採用できる。また、例えば軸方向に金型をスライド移動させるだけで、流体動圧を発生させる複数の動圧溝を精度良く簡単に形成できる。したがって、耐久性を確保できる保持器を低コストに形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】歯科用ハンドピースの説明図である。
【図２】歯科用ハンドピースのヘッド部の中心軸を含む側面断面図である。
【図３】第一実施形態に係る転がり軸受の側面断面図である。
【図４】第一実施形態に係るリテーナの外観斜視図である。
【図５】第一実施形態に係るリテーナを径方向の内側から見たときの説明図である。
【図６】第一実施形態に係るリテーナを軸方向から見たときの説明図である。
【図７】第一実施形態の変形例に係る転がり軸受を軸方向から見たときの説明図である。
【図８】第二実施形態に係る転がり軸受の側面断面図である。
【図９】第二実施形態に係るリテーナを径方向の内側から見たときの説明図である。
【図１０】第二実施形態に係るリテーナを軸方向から見たときの説明図である。
【図１１】動圧溝の他の形状の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、第一実施形態に係るリテーナ（請求項の「保持器」に相当）、このリテーナを備えた転がり軸受および歯科用ハンドピースについて説明をする。なお、以下では、実施形態に係る歯科用ハンドピースについて説明したあと、第一実施形態に係る転がり軸受およびリテーナの順に説明をする。
図１は、歯科用ハンドピース１の説明図である。
図１に示すように、歯科用ハンドピース１は、本体部２の先端側に設けられたヘッド部３に、例えばドリルや砥石等の各種の工具５が着脱自在に設けられている。なお、以下の説明では、歯科用ハンドピース１の工具５の回転軸を中心軸Ｏとして説明する。
【００２９】
図２は、歯科用ハンドピース１のヘッド部３の中心軸Ｏを含む側面断面図である。
図２に示すように、工具５はヘッド部３内の回転軸７に装着されている。回転軸７には、一対の転がり軸受３０，３０の内輪３６，３６が、それぞれ軸方向に並んで外挿されている。一対の転がり軸受３０，３０の外輪３１，３１は、それぞれヘッド部３のハウジング８に装着されている。これにより、回転軸７および工具５は、ヘッド部３のハウジング８に、一対の転がり軸受３０，３０を介して回転自在に支持されている。
回転軸７の外周面には、一対の転がり軸受３０，３０の間にタービン翼９が設けられている。回転軸７、工具５および一対の転がり軸受３０，３０の内輪３６，３６は、タービン翼９に対して高圧の空気を噴射することにより、中心軸Ｏ回りに回転する。なお、回転軸７および工具５は、例えば一方向θ（以下、「回転方向θ」という。）にのみ回転可能となっている。また、本実施形態の歯科用ハンドピース１の工具５の回転数は、例えば３０００００ｒｐｍ〜４０００００ｒｐｍ程度である。
【００３０】
（第一実施形態の転がり軸受）
図３は、第一実施形態に係る転がり軸受３０の側面断面図である。一対の転がり軸受３０，３０（図２参照）は、それぞれ同一形状であるため、以下では、一方（図２における上側）の転がり軸受３０についてのみ説明をし、他方（図２における下側）の転がり軸受３０については説明を省略する。また、転がり軸受３０の中心軸線は、歯科用ハンドピース１の工具５の中心軸Ｏと共通となっている。したがって、以下では、転がり軸受３０の中心軸線を中心軸Ｏとし、転がり軸受の内輪３６の回転方向をθとして説明する。また、以下では、中心軸Ｏに沿う方向を「軸方向」とし、中心軸Ｏに直交する方向を「径方向」とし、中心軸Ｏ回りに周回する方向を「周方向」として説明する。
【００３１】
図３に示すように、転がり軸受３０は、外輪３１および外輪３１の径方向の内側において外輪３１と同軸上に配置される内輪３６を備えた輪体２０と、輪体２０を構成する外輪３１と内輪３６との間に配設された複数の転動体３５と、複数の転動体３５を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持するリテーナ６０と、を備えている。
【００３２】
輪体２０を構成する外輪３１は、軸方向に所定の厚さを有する例えばステンレス等の金属材料からなる円筒状の部材であり、例えば鍛造や機械加工等により形成されている。
外輪３１の内周面３２における軸方向の中間部には、外輪転動面３４が形成されている。外輪転動面３４は、転動体３５の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成されている。外輪転動面３４の側面断面における曲率半径は、転動体３５の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成されている。外輪転動面３４は、外輪３１の内周面３２の全周にわたって形成されており、環状に配置された複数の転動体３５の外表面が当接可能となっている。
【００３３】
輪体２０を構成する内輪３６は、軸方向に外輪３１と同等の厚さを有する、例えばステンレス等の金属材料からなる略円筒状の部材であり、例えば鍛造や機械加工等により形成されている。
内輪３６の外周面３７における軸方向の中間部には、内輪転動面３９が形成されている。内輪転動面３９は、転動体３５の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成されている。内輪転動面３９の側面断面における曲率半径は、転動体３５の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成されている。内輪転動面３９は、内輪３６の外周面３７の全周にわたって形成されており、環状に配置された複数の転動体３５の外表面が当接可能となっている。
内輪３６は、歯科用ハンドピース１の回転軸７および工具５（いずれも図２参照）とともに、中心軸Ｏ回りに高速回転する。
【００３４】
転動体３５は、ステンレス等の金属材料やジルコニヤ等のセラミック材料等により球状に形成されている。転動体３５は、外輪３１の外輪転動面３４および内輪３６の内輪転動面３９の間に複数個（本実施形態では７個）配置されており、外輪転動面３４および内輪転動面３９に沿って転動するようになっている。複数の転動体３５は、リテーナ６０によって、転動自在に周方向に沿って環状に均等配列されている。
【００３５】
（第一実施形態に係るリテーナ）
リテーナ６０は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の合成樹脂等からなる円筒状の部材である。リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間において、内輪３６および外輪３１と同軸上に配置されており、内輪３６と外輪３１との間に配設された複数の転動体３５を、周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持している。リテーナ６０の軸方向の長さ（厚さ）は、内輪３６および外輪３１の軸方向の厚さと略同一に形成されている。
【００３６】
また、リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間に配置されたとき、リテーナ６０の外周面６２と外輪３１の内周面３２との離間距離が、リテーナ６０の内周面６１と内輪３６の外周面３７との離間距離よりも狭くなるように形成されている。リテーナ６０は、内輪３６が高速回転し、複数の転動体３５が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転したとき、複数の転動体３５の公転に伴って回転方向θに回転する。
【００３７】
図４は、リテーナ６０の外観斜視図である。
図４に示すように、リテーナ６０の周壁６０ａには、径方向に貫通する貫通孔６３が複数（本実施形態では、７個）形成されている。貫通孔６３は、リテーナ６０の軸方向の中間部において、周方向に略等間隔に形成されている。
貫通孔６３の直径は、転動体３５（図２参照）の直径よりも大きくなるように形成されており、転動体３５を遊挿可能となっている。これにより、転動体３５は、リテーナ６０によって貫通孔６３内に転動自在に保持可能とされている。
【００３８】
図５は、リテーナ６０を径方向の外側から見たときの説明図である。
図５に示すように、リテーナ６０の外周面６２には、流体動圧を発生させる複数本（本実施形態では１４本）の動圧溝７０が設けられている。動圧溝７０は、外周面６２が径方向の内側に凹み形成されており、リテーナ６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで形成されている。本実施形態では、リテーナ６０の外周面６２は、案内輪として機能する外輪３１の内周面３２に面しており、外輪３１との間に流体動圧を発生させるリテーナ案内面６２ａ（請求項の「保持器案内面」に相当。）となっている。
【００３９】
図６は、リテーナ６０を軸方向から見たときの説明図である。
図６に示すように、動圧溝７０は、リテーナ６０から見て外輪３１（図３参照）の相対回転方向（本実施形態では、リテーナ６０が回転方向θに回転するとともに、外輪３１が固定されているため、回転方向θとは反対方向に相当。）の下流側に配置された第一側面７１と、リテーナ６０から見て外輪３１の相対回転方向の上流側に配置された第二側面７２とにより、軸方向から見て略Ｖ字状に形成されている。第一側面７１の面積は、第二側面７２の面積よりも広くなるように形成されている。これにより、リテーナ６０のリテーナ案内面６２ａと、外輪３１の内周面３２（図３参照）との間に、所定の流体動圧を発生することができる。
【００４０】
ここで、径方向に沿うとともに第一側面７１と第二側面７２との境界を通る直線Ｌ１（図６における二点鎖線参照）と定義したとき、直線Ｌ１に対する第一側面７１の傾斜角度αは、直線Ｌ１に対する第二側面７２の傾斜角度βよりも大きくなるように設定されている。動圧溝７０の第一側面７１および第二側面７２をこのように形成することで、第二側面７２を第一側面７１よりも径方向に沿わせるとともに、第一側面７１を第二側面７２よりも周方向に沿うように形成することができる。これにより、リテーナ６０のリテーナ案内面６２ａと、外輪３１の内周面３２（図３参照）との間の空気を第一側面７１に沿わせるように移動させて空気抵抗を抑制できる。
【００４１】
また、図５に示すように、動圧溝７０は、リテーナ６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで形成されているので、動圧溝７０を形成しない場合よりも、リテーナ６０の軸方向に直交する断面の断面係数を向上させることができる。したがって、リテーナ６０の周壁６０ａの全周にわたり剛性が確保される。また、動圧溝７０を形成する第一側面７１と第二側面７２との境界となる底部７０ａは、貫通孔６３を軸方向に沿って跨るように配置されている。したがって、リテーナ６０の貫通孔６３周辺においても、軸方向に直交する断面の断面係数を向上できるので、剛性が確保される。
しかも、動圧溝７０をリテーナ６０の軸方向に沿うように設けているので、軸方向に沿って金型をスライド移動させることにより、動圧溝７０を形成できる。したがって、リテーナ６０は、インジェクション成型により容易に形成が可能である。
【００４２】
（第一実施形態の作用）
続いて、第一実施形態に係るリテーナ６０および転がり軸受３０の作用について説明する。
図２に示すように、第一実施形態の転がり軸受３０は、外輪３１が歯科用ハンドピース１のヘッド部３に固定されており、内輪３６が歯科用ハンドピース１の回転軸７および工具５とともに、中心軸Ｏ回りに回転方向θに高速回転する。このとき、内輪３６の高速回転により、複数の転動体３５が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転する。さらに、複数の転動体３５の公転に伴ってリテーナ６０が回転方向θに回転する。
ここで、図４に示すように、リテーナ６０の外周面６２（リテーナ案内面６２ａ）には、動圧溝７０が設けられている。したがって、図３に示すように、内輪３６の高速回転により、リテーナ６０のリテーナ案内面６２ａと、外輪３１の内周面３２との間に、流体動圧が発生するので、リテーナ６０および内輪３６の回転時に、リテーナ６０と外輪３１との接触が抑制される。
【００４３】
（第一実施形態の効果）
第一実施形態によれば、リテーナ６０の外周面６２に動圧溝７０を設けることにより、リテーナ６０の動圧溝７０と、動圧溝７０に対向し、輪体２０を構成する外輪３１との間に、流体動圧を発生させることができる。これにより、リテーナ６０と、動圧溝に対向する外輪３１とが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。また、動圧溝７０は、リテーナ６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで複数形成されているので、リテーナ６０の全周にわたり剛性を確保できる。したがって、リテーナ６０の回転時にリテーナ６０が変形するのを抑制し、外輪３１とリテーナ６０とが高い接触圧力で接触するのを抑制できる。これにより、リテーナ６０の摩耗を抑制できるので、リテーナ６０の耐久性を確保できる。
また、リテーナ６０の摩耗を抑制できるので、従来技術よりも耐熱性や耐摩耗性が低い樹脂材料を採用できる。また、例えば軸方向に金型をスライド移動させるだけで、流体動圧を発生させる複数の動圧溝７０を精度良く簡単に形成できる。したがって、耐久性を確保できるリテーナ６０を低コストに形成できる。
【００４４】
また、リテーナ６０から見て輪体２０を構成する外輪３１の相対回転方向の下流側に配置された第一側面７１は、リテーナ６０から見て輪体２０を構成する外輪３１の相対回転方向の上流側に配置された第二側面７２よりも面積が広く形成されているので、リテーナ６０と外輪３１との相対回転に伴って、下流側に配置された第一側面７１により所定の流体動圧を発生できる。また、リテーナ６０から見て相対回転方向の下流側に配置された第一側面７１は、軸方向から見たとき、リテーナ６０から見て相対回転方向の上流側に配置された第二側面７２よりも周方向に沿うように形成されているので、リテーナ６０から見て外輪３１の相対回転方向の上流側から下流側に向かって、空気を第一側面７１に沿わせるように移動させて空気抵抗を抑制できる。したがって、回転効率のよい転がり軸受３０を形成できる。
【００４５】
また、リテーナ６０を樹脂材料によりインジェクション成型することにより、低コストに形成できる。
【００４６】
また、第一実施形態の転がり軸受３０は、上述のリテーナ６０を備え、動圧溝７０が少なくともリテーナ案内面６２ａ側に形成されているので、リテーナ案内面６２ａと、外輪３１の内周面３２とが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、耐久性を確保できるとともに低コストな転がり軸受３０を形成できる。
【００４７】
また、第一実施形態の歯科用ハンドピース１は、上述の転がり軸受３０を備えているので、耐久性を確保できるとともに低コストな歯科用ハンドピース１を形成できる。
【００４８】
（第一実施形態の変形例）
図７は、第一実施形態の変形例に係る転がり軸受３０を軸方向から見たときの説明図である。
続いて、第一実施形態の変形例に係る転がり軸受３０およびリテーナ６０について説明する。
第一実施形態に係る転がり軸受３０では、リテーナ６０の外周面６２にのみ動圧溝７０が形成されていた（図３および図４参照）。
これに対して、図７に示すように、第一実施形態の変形例に係る転がり軸受３０では、リテーナ６０の外周面６２に第一の動圧溝７０が形成されているのに加えて、リテーナ６０の内周面６１に第二の動圧溝７５が形成されている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成部分については詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図７に示すように、リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間に配置されたとき、リテーナ６０の外周面６２と外輪３１の内周面３２との離間距離と、リテーナ６０の内周面６１と内輪３６の外周面３７との離間距離とが、ほぼ等しくなるように形成されている。リテーナ６０は、内輪３６が高速回転し、複数の転動体３５が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転したとき、複数の転動体３５の公転に伴って回転方向θに回転する。
【００５０】
リテーナ６０の内周面６１には、第二の動圧溝７５が形成されている。第二の動圧溝７５は、内周面６１が径方向の外側に凹み形成されており、リテーナ６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで形成されている。
第二の動圧溝７５は、リテーナ６０から見て内輪３６（図３参照）の相対回転方向（本変形例では、リテーナ６０よりも内輪３６が高速回転するため、内輪３６の回転方向θに相当。）の下流側に配置された第一側面７６と、リテーナ６０から見て内輪３６の相対回転方向の上流側に配置された第二側面７７とにより、軸方向から見て略Ｖ字状に形成されている。第一側面７６の面積は、第二側面７７の面積よりも広くなるように形成されている。これにより、リテーナ６０と、内輪３６の外周面３７との間に、所定の流体動圧を発生することができる。
第二の動圧溝７５は、第一の動圧溝７０と同様に軸方向から見たとき、第一側面７６が第二側面７７よりも周方向に沿うように形成されている。
ここで、第一の動圧溝７０の底部７０ａと、第二の動圧溝７５の底部７５ａとは、互いに周方向にずれて形成されている。例えば、本実施形態においては、第一の動圧溝７０の周方向における中間部に対応した位置に、第二の動圧溝７５の底部７５ａが配置されている。これにより、第一の動圧溝７０の底部７０ａと、第二の動圧溝７５の底部７５ａとが、周方向において同一の位置に形成されることがないので、リテーナ６０の径方向に肉薄な部分が形成されるのを抑制できる。
【００５１】
（第一実施形態の変形例の作用）
図７に示すように、第一実施形態の変形例に係る転がり軸受３０は、外輪３１が歯科用ハンドピース１のヘッド部３（図２参照）に固定されている。また、歯科用ハンドピース１の使用時には、内輪３６が歯科用ハンドピース１の回転軸７および工具５（いずれも図２参照）とともに、中心軸Ｏ回りに回転方向θに高速回転する。このとき、リテーナ６０は、複数の転動体３５の公転に伴って回転方向θに回転する。したがって、歯科用ハンドピース１の使用時（すなわち転がり軸受３０の使用時）において、外輪３１とリテーナ６０との相対回転速度は、内輪３６とリテーナ６０との相対回転速度よりも高くなる。
ここで、第二の動圧溝７５の第一側面７６は、第二側面７７よりも周方向に沿うように形成されているので、内輪３６の高速回転時に、空気が第一側面７６に沿うように移動して空気抵抗が抑制されるとともに、所定の流体動圧が発生する。さらに、外輪３１の内周面３２とリテーナ６０の外周面６２（すなわちリテーナ案内面６２ａ）との間にも、第一実施形態と同様に所定の流体動圧が発生する。
【００５２】
（第一実施形態の変形例の効果）
第一実施形態の変形例によれば、外輪３１とリテーナ６０との相対回転速度が内輪３６とリテーナ６０との相対回転速度よりも高い場合に、リテーナ６０の外周面６２に第二の動圧溝７５を設けているので、リテーナ６０に対する相対回転速度が高い外輪３１とリテーナ６０との間に流体動圧を発生させることができる。これにより、リテーナ６０の回転時に、外輪３１とリテーナ６０とが高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、リテーナ６０の摩耗を抑制できるので、リテーナ６０の耐久性を確保できる。特に、高回転であるほど高い流体動圧を発生でき、リテーナ６０の摩耗を確実に抑制できるので、例えば歯科用ハンドピース１等の転がり軸受３０に好適である。
【００５３】
（第二実施形態）
図８は、第二実施形態に係る転がり軸受２３０の側面断面図である。
続いて、第二実施形態に係る転がり軸受２３０およびリテーナ２６０について説明する。
第一実施形態に係る転がり軸受３０は、リテーナ６０が円筒状に形成されており、その周壁６０ａに、転動体３５を転動自在に保持可能な貫通孔６３が形成されていた（図３参照）。
これに対して、図８に示すように、第二実施形態に係る転がり軸受２３０は、リテーナ２６０が、ベース部２６０ａと、転動体３５を転動自在に保持可能な複数組の一対の爪部２６５，２６５とを備えている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成部分については詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図９は、第二実施形態に係るリテーナ２６０を径方向の外側から見たときの説明図である。
図９に示すように、第二実施形態に係るリテーナ２６０は、ベース部２６０ａと、ベース部２６０ａから軸方向の一方側（図９における上側）に向かって立設され、転動体３５（図８参照）を転動自在に保持可能な複数組（本実施形態では７組）の一対の爪部２６５，２６５と、を備えている。
図８に示すように、ベース部２６０ａは、外輪３１および内輪３６と同軸上に配置されており、環状に形成されている。ベース部２６０ａは、径方向に所定の厚みを有しており、径方向における外輪３１と内輪３６との中間部に配置される。
【００５５】
ベース部２６０ａの他方側（図８における下側）の端部は、径方向の外側に張り出し形成された張出部２６４となっている。
リテーナ２６０は、内輪３６と外輪３１との間に、内輪３６および外輪３１と同軸上に配置されたとき、リテーナ２６０における張出部２６４の外周面２６２と外輪３１の内周面３２との離間距離が、リテーナ２６０の内周面２６１と内輪３６の外周面３７との離間距離よりも狭くなるように形成されている。リテーナ２６０は、内輪３６が高速回転し、複数の転動体３５が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転したとき、複数の転動体３５の公転に伴って回転方向θに回転する。
【００５６】
図１０は、第二実施形態に係るリテーナ２６０を軸方向から見たときの説明図である。
図１０に示すように、リテーナ２６０の張出部２６４の外周面２６２には、流体動圧を発生させる複数本の動圧溝７０が設けられている。すなわち、リテーナ２６０の外周面２６２は、案内輪として機能する外輪３１の内周面３２に面しており、外輪３１との間に流体動圧を発生させるリテーナ案内面２６２ａ（請求項の「保持器案内面」に相当。）となっている。
動圧溝７０は、外周面２６２が径方向の内側に凹み形成されており、リテーナ２６０の軸方向に沿うとともに、周方向に平行に並んで形成されている。なお、動圧溝７０の構成は、第一実施形態と同様である。すなわち、第一側面７１の面積は、第二側面７２の面積よりも広くなるように形成されているとともに、第一側面７１の直線Ｌ１に対する傾斜角度αは、第二側面７２の直線Ｌ１に対する傾斜角度βよりも大きくなるように設定されている。したがって、本実施形態のように、リテーナ２６０の張出部２６４の外周面２６２に動圧溝７０を形成した場合においても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
図９に示すように、ベース部２６０ａの軸方向の一方側（図９における上側）の端面には、７組の一対の爪部２６５，２６５が立設されている。
一対の爪部２６５，２６５は、軸方向の他方側から一方側に向かって、それぞれ互いの先端部の距離が接近するように円弧状に湾曲した状態で、軸方向に沿うように立設されている。
一対の爪部２６５，２６５間の内面は、互いに連続して弧状に形成されており、転動体３５（図８参照）の直径よりもわずかに大きな曲率を有している。一対の爪部２６５，２６５間は、転動体３５を転動自在に保持可能なポケット部２６３となっている。また、一対の爪部２６５，２６５の先端部間の開口径は、転動体３５の直径よりも小径とされている。したがって、一対の爪部２６５，２６５は、転動体３５を脱落させることなく、転動自在に保持できる。
【００５８】
（第二実施形態の効果）
第二実施形態によれば、リテーナ２６０を転動自在に保持可能な複数組の一対の爪部２６５，２６５を備えているので、転動体３５を確実に保持できる。また、一対の爪部２６５，２６５を備えたリテーナ２６０は、いわゆる深溝玉軸受用のリテーナ２６０として好適である。
【００５９】
また、転がり軸受２３０を形成時に、ベース部２６０ａにおける径方向の外側に張り出した張出部２６４の外周面２６２を、リテーナ案内面２６２ａとすることができる。さらに、ベース部２６０ａのリテーナ案内面２６２ａに動圧溝７０を形成することで、リテーナ２６０の回転時に、リテーナ２６０のベース部２６０ａに形成されたリテーナ案内面２６２ａと、外輪３１とが、高い接触圧力で接触するのを抑制できる。したがって、リテーナ２６０の摩耗を抑制できるので、リテーナ２６０の耐久性を確保できる。
【００６０】
なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６１】
第一実施形態では、歯科用ハンドピース１の工具５の転がり軸受３０を例に説明をしたが、各実施形態の転がり軸受３０，２３０の適用は歯科用ハンドピース１の工具５に限定されない。例えば、情報記録再生装置のディスクを回転させるスピンドルモータの軸受として各実施形態の転がり軸受３０，２３０を適用してもよいし、高速回転する工作機械の工具５の軸受として各実施形態の転がり軸受３０，２３０を適用してもよい。
【００６２】
各実施形態では、外輪３１が固定されて内輪３６が回転するとともに、リテーナ６０，２６０の外周面６２，２６２と外輪３１の内周面３２との離間距離が、リテーナ６０，２６０の内周面６１，２６１と内輪３６の外周面３７との離間距離よりも狭い、いわゆる外輪案内方式の転がり軸受３０，２３０を例に説明した。これに対して、内輪３６が固定されて外輪３１が回転するとともに、リテーナ６０，２６０の内周面６１，２６１と内輪３６の外周面３７との離間距離が、リテーナ６０，２６０の外周面６２，２６２と外輪３１の内周面３２との離間距離よりも狭い、いわゆる内輪案内方式の転がり軸受に本発明を適用してもよい。この場合においては、外輪回転となるため、リテーナの内周面に動圧溝を設けることで、相対回転速度の高い内輪とリテーナの内周面との間に大きな流体動圧を発生させることができる。さらに、この場合においてリテーナの外周面にも動圧溝を設け、外輪とリテーナの外周面との間に流体動圧を発生させてもよい。
【００６３】
第二実施形態のリテーナ２６０は、ベース部２６０ａの他方側（図８における下側）の端部が、径方向の外側に張り出し形成された張出部２６４となっていた。これに対して、例えば、張出部２６４を設けることなく、ベース部２６０ａの外周面２６２を外輪３１の内周面３２に近接配置し、ベース部２６０ａの外周面２６２に動圧溝７０を設ける構成としてもよい。
【００６４】
図１１は、動圧溝７０の他の形状の説明図である。
各実施形態の動圧溝７０は、第一側面７１と第二側面７２とにより、軸方向から見て略Ｖ字状に形成されていたが、動圧溝７０の形状は、各実施形態に限定されることはない。
例えば、図１１に示すように、第一側面７１、第二側面７２、および第一側面７１と第二側面７２とを接続するとともに径方向に直交する底面７３により、動圧溝７０を形成してもよい。この場合においても、リテーナ案内面６２ａと外輪３１の内周面３２（図３参照）との間に流体動圧を発生することができるので、各実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・歯科用ハンドピース  ２０・・・輪体  ３１・・・外輪  ３５・・・転動体  ３６・・・内輪  ６０，２６０・・・リテーナ（保持器）  ６１，２６１・・・内周面  ６２，２６２・・・外周面  ６２ａ，２６２ａ・・・リテーナ案内面（保持器案内面）  ７０・・・（第一の）動圧溝  ７０ａ・・・底部  ７１・・・第一側面  ７２・・・第二側面  ７５・・・（第二の）動圧溝  ７５ａ・・・底部  ２６０ａ・・・ベース部  ２６４・・・張出部  ２６５・・・爪部  θ・・・回転方向
【図１】
2014095442.tif 000003
【図２】
2014095442.tif 000004
【図３】
2014095442.tif 000005
【図４】
2014095442.tif 000006
【図５】
2014095442.tif 000007
【図６】
2014095442.tif 000008
【図７】
2014095442.tif 000009
【図８】
2014095442.tif 000010
【図９】
2014095442.tif 000011
【図１０】
2014095442.tif 000012
【図１１】
2014095442.tif 000013