CN114466629B - 牙科用手持件 - Google Patents
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Abstract
[技术问题]提供一种与以往相比能够使切削工具高速旋转的牙科用手持件。[解决手段]马达手持件(1)由使用者保持的连接部(4)、躯干(5)以及颈部(6)和与之连接的头部(7)构成,其特征在于,头部(7)具备工具旋转机构(50),该工具旋转机构(50)保持对手术对象部位进行手术的切削工具(3),并根据进行旋转驱动的驱动部(2a)的旋转而旋转,使切削工具(3)进行旋转,工具旋转机构(50)的旋转速度为驱动部(2a)的旋转速度的至少5.5倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及在牙科医疗领域中保持切削作为患部的龋齿的切削工具并使其高速旋转的牙科用手持件。
背景技术
作为牙科医疗领域中的切削器具,已知有通过马达的驱动力切削患者的患部即龋齿的马达手持件、或者通过空气涡轮机的旋转力切削患者的患部即龋齿的气涡轮手持件。
这些手持件可以通过使由设置于头部的内部的夹头保持的切削工具高速旋转来切削牙齿。此外,切削工具的一分钟的转速(rpm)、也就是旋转速度越快,越能顺畅地切削牙齿。然而,利用马达手持件中使用的普通马达使切削工具旋转,虽然与气涡轮手持件的旋转相比而具有旋转扭矩,但无法得到气涡轮手持件那样的高速旋转。
因此,例如在专利文献1公开的马达手持件中,通过在将马达的旋转传递给切削工具的旋转传递机构中设置两个增速齿轮机构,提高马达的旋转速度从而使切削工具高速旋转。由此,能够顺畅地切削牙齿。
然而,即使是上述那样的现有设法提供了速度的马达手持件,也无法得到用于高效地切削牙齿的充分的旋转速度,期望进一步增加旋转速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-28512号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明鉴于上述问题,其目的在于,提供一种与以往相比能够使切削工具高速旋转的牙科用手持件。
用于解决问题的技术方案
本发明的牙科用手持件由使用者保持的主体部和与所述主体部连接的头部构成,其特征在于,所述头部具备工具旋转机构,所述工具旋转机构保持对手术对象部位进行手术的切削工具,并根据进行旋转驱动的驱动部的旋转而旋转,使所述切削工具进行旋转,所述工具旋转机构的旋转速度为所述驱动部的旋转速度的至少5.5倍以上。此外,旋转速度也称为每单位时间的转速。
作为本发明的方式,也可以是,所述主体部具备:被传递所述驱动部的旋转的第一旋转轴、被传递所述第一旋转轴的旋转的第二旋转轴、以及被传递所述第二旋转轴的旋转的第三旋转轴,在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间,具备将所述第一旋转轴的旋转向所述第二旋转轴传递的第一齿轮机构,在所述第二旋转轴与所述第三旋转轴之间,具备将所述第二旋转轴的旋转向所述第三旋转轴传递的第二齿轮机构,在所述第三旋转轴与所述工具旋转机构之间,具备将所述第三旋转轴的旋转向所述工具旋转机构传递的第三齿轮机构。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第一齿轮机构以使所述第二旋转轴的旋转速度成为被传递至第一旋转轴的所述驱动部的旋转速度的1.64~4.50倍的方式将所述驱动部的旋转向所述第二旋转轴传递,所述第二齿轮机构以使所述第三旋转轴的旋转速度成为所述第二旋转轴的旋转速度的1.00~2.43倍的方式将所述驱动部的旋转向所述第三旋转轴传递,所述第三齿轮机构以使所述工具旋转机构的旋转速度成为所述第三旋转轴的旋转速度的0.80~2.00倍的方式将所述驱动部的旋转向所述工具旋转机构传递,使所述切削工具旋转。
另外,本发明的牙科用手持件也可以是由使用者保持的主体部和与所述主体部连接的头部构成,所述主体部具备:被传递进行旋转驱动的驱动部的旋转的第一旋转轴、被传递所述第一旋转轴的旋转的第二旋转轴、以及被传递所述第二旋转轴的旋转的第三旋转轴,所述头部具备工具旋转机构,所述工具旋转机构保持对手术对象部位进行手术的切削工具,并根据所述驱动部的旋转而旋转,使所述切削工具进行旋转,所述牙科用手持件具备:第一齿轮机构,以使所述第二旋转轴的旋转速度成为所述第一旋转轴的旋转速度的1.64~4.50倍的方式将所述第一旋转轴的旋转向所述第二旋转轴传递;第二齿轮机构,以使所述第三旋转轴的旋转速度成为所述第二旋转轴的旋转速度的1.00~2.43倍的方式将所述第二旋转轴的旋转向所述第三旋转轴传递;以及第三齿轮机构,以使所述工具旋转机构的旋转速度成为所述第三旋转轴的旋转速度的0.80~2.00倍的方式将所述第三旋转轴的旋转向所述工具旋转机构传递,使所述切削工具旋转,所述第一齿轮机构、所述第二齿轮机构以及所述第三齿轮机构分别以使所述工具旋转机构的旋转速度为所述驱动部的旋转速度的至少5.5倍以上的方式组合。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第三齿轮机构以使所述工具旋转机构的旋转速度成为所述第三旋转轴的旋转速度的1.00~2.00倍的方式将所述驱动部的旋转向所述工具旋转机构传递,并且,所述工具旋转机构的旋转速度为所述驱动部的旋转速度的6.5倍以上且7.2倍以下。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第三齿轮机构由第三旋转轴侧齿轮和头侧齿轮构成,所述第三旋转轴侧齿轮为所述第三旋转轴所具备的锥齿轮,所述头侧齿轮为所述工具旋转机构所具备的锥齿轮,且与所述第三旋转轴侧齿轮啮合,所述第三旋转轴侧齿轮的齿数为14~20,所述头侧齿轮的齿数为10~14。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第一齿轮机构或所述第二齿轮机构的至少一方由传递旋转侧的内齿轮和被传递旋转侧的外齿轮构成,所述外齿轮的直径比所述内齿轮小。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述内齿轮的齿构成为齿面为朝向所述内齿轮的径向外侧呈凸状的圆弧。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述主体部由设置所述第二旋转轴的大致圆筒状的第一主体部和设置所述第三旋转轴的前端的大致圆筒状的第二主体部构成,所述第二主体部的所述头部侧的直径比所述第一主体部侧的直径小。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第二旋转轴与所述第三旋转轴形成钝角。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述驱动部的最大旋转速度为40000rpm,所述工具旋转机构的最大旋转速度为285000rpm。
另外,作为本发明的方式,也可以是,所述第一齿轮机构、所述第二齿轮机构以及所述第三齿轮机构各自的旋转速度变化率依次变小。
发明效果
根据本发明,可以提供一种与以往相比能够使切削工具高速旋转的牙科用手持件。
附图说明
图1是表示牙科用手持件的外观的外观立体图。
图2是设置于牙科用手持件的内部的旋转传递机构的外观立体图。
图3是牙科用手持件的剖视图。
图4是第一旋转体的说明图。
图5是第二旋转体的侧视图。
图6是小齿轮部的说明图。
图7是锥齿轮部的局部剖视立体图。
图8是锥齿轮部的说明图。
图9是第三旋转体的侧视图。
图10是中间齿轮部的局部剖视立体图。
图11是中间齿轮部的说明图。
图12是倍速齿轮部的说明图。
图13是表示分解状态下的头部的外观的分解立体图。
图14是工具旋转机构的剖视图。
图15是啮合的驱动齿轮部和小齿轮部的侧视图。
图16是啮合的驱动齿轮部和小齿轮部的主视图。
图17是啮合的锥齿轮部和中间齿轮部的俯视图。
图18是啮合的锥齿轮部和中间齿轮部的侧方剖视图。
图19是啮合的倍速齿轮部和头侧齿轮部的剖视图。
图20是齿轮机构中的齿轮比的表。
具体实施方式
以下,结合附图对本发明的一个实施方式进行说明。
马达手持件1是保持切削牙齿的切削工具3并使其高速旋转的牙科用手持件,将马达的驱动传递给切削工具3,使切削工具3高速旋转。
<整体构成>
使用图1至图19对这样的马达手持件的整体构成进行说明。
首先,根据图1及图2对手持件的概要进行说明。马达手持件1构成为:通过配置于内部的旋转传递机构10对与基端侧B连接的马达保持部2的驱动部2a的旋转进行增速,使由长度方向的前端侧F(图1中的左侧)保持的切削工具3高速旋转。
具体而言,旋转传递机构10具备第一齿轮机构10A、第二齿轮机构10B以及第三齿轮机构10C,使从驱动部2a输入的旋转的速度在各齿轮机构10A、10B、10C中分别以规定的旋转速度变化率增速。因此,能够使切削工具3以使驱动部2a的旋转速度以规定的旋转速度变化率增速后的旋转速度旋转而切削患部。关于各齿轮机构10A、10B、10C各自中的规定的旋转速度变化率的详细情况在后面叙述。
以下,对构成马达手持件1的各要素详细进行说明。
首先,对与马达手持件1的基端侧B连接的马达保持部2进行说明,马达保持部2在内部具备由进行旋转驱动的马达构成的驱动部2a(参照图2),并构成为相对于马达手持件1的基端侧B能够进行拆装。
接着,根据图3对由马达手持件1的头部7的内部机构保持并使其旋转而切削牙齿的切削工具3进行说明。
如图3所示,切削工具3由大致柱状的基轴3a和切削刀部3b呈一体构成,该基轴3a是由头部7的内部机构保持的一端,切削刀部3b在沿着基轴3a的轴中心的方向上延伸设置。例如,切削刀部3b形成为成形有切削牙齿的切削刀的大致圆锥台形状。另外,将沿着基轴3a的轴中心的方向上的切削工具3的两端中的基轴3a侧作为刀基侧,将切削刀部3b的前端侧作为刀尖侧。
如图1及图3所示,通过头部7的内部机构保持切削工具3并使其高速旋转的马达手持件1从马达手持件1的长度方向的基端侧B(图1中的右侧)朝向前端侧F(图1中的左侧)具备连结部4、躯干部5、颈部6以及头部7。
连结部4是设置于马达手持件1的基端侧B且随着朝向前端侧F而逐渐缩径的中空状的大致圆筒体,并构成为在基端侧B能够相对于马达保持部2进行拆装。
躯干部5是第一主体部,且是与连结部4的前端连接的中空状的大致圆筒体,构成手术者或维护作业者等使用者把持的把手部分。在使用者以切削工具3在下方、头部7在上方、连结部4呈水平的方式拿着马达手持件1时,该躯干部5在长度方向的中央部分向上方弯曲,并且随着朝向前端侧F而逐渐缩径。换言之,躯干部5从中央部分起使前端侧F朝向由头部7保持的第二旋转轴33的轴向上的基轴3a侧(图1中为上侧)弯曲。
由此,插入口腔内的马达手持件1的前端侧F的直径变小,因此,能够提高在狭窄的口腔内手术的操作性,并且能够减轻手术中对患者的负担。另外,手术者容易目视作为患部的龋齿。
颈部6是第二主体部,是与躯干部5的前端连接的中空状的大致圆筒体。此外,如此形成且从基端侧B朝向前端侧F配置的连结部4、躯干部5以及颈部6的外周面成为同一平面。
头部7在侧视时经由颈部6与躯干部5连接,由将与颈部6的长度方向大致正交的方向(图1中为上下方向)作为轴向的大致圆筒体构成。
进而,头部7具备外壳主体部71和盖部72,在内部收纳有工具旋转机构50及旋转机构保持部60。
外壳主体部71由沿所安装的切削工具3的长度方向(图1中为上下方向)延伸的中空状的大致圆筒体构成。此外,外壳主体部71的上端及下端开口,上端部分设置有能够与盖部72螺合的螺纹牙。
另外,盖部72是进行切削工具3相对于头部7的拆装操作的盖,头部7的内部设置有能够朝向刀尖侧滑动的滑动部,此处省略详细的说明。
头部7在外壳主体部71的内部收纳有工具旋转机构50和旋转机构保持部60,工具旋转机构50驱动所保持的切削工具3进行旋转,旋转机构保持部60将工具旋转机构50保持于头部7的内部。
这样形成的头部7具有保持切削牙齿的切削工具3的基轴3a的一端的功能和将来自颈部6的旋转驱动力传递至切削工具3的功能。此外,关于工具旋转机构50及旋转机构保持部60的构成的详细情况在后面叙述。
这样构成的连结部4、躯干部5、颈部6、头部7从基端侧B朝向前端侧F依次配置,呈一体构成的马达手持件1的内部内置有用于将从马达保持部2的驱动部2a输入的旋转增速并传递至切削工具3的旋转传递机构10。
<各齿轮机构>
对齿轮机构详细进行说明。如上所述,第一齿轮机构10A、第二齿轮机构10B以及第三齿轮机构10C设置于旋转传递机构10,并将输入的旋转以规定的旋转速度变化率增速并传递。如图2及图3所示,该旋转传递机构10具备第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50。
此外,构成旋转传递机构10的第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50在马达手持件1的内部从基端侧B朝向前端侧F依次配置。
以下,分别对这些第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50详细进行说明。
如图2至图4所示,第一旋转体20具备马达连结部21、第一旋转轴22、两个第一轴承部23、轴承间隔件24以及驱动齿轮25。
此外,图4(a)示出第一旋转体20的侧视图,图4(b)示出第一旋转体20的主视图,图4(c)示出图4(b)中的α部的放大主视图。
马达连结部21设置于后述第一旋转轴22的基端侧B,形成为基端侧B敞开且驱动部2a的轴部(省略图示)能够插入的筒状。通过将驱动部2a的轴部从基端侧B插入这样构成的马达连结部21,从而能够将驱动部2a与马达连结部21连结。
如图3所示,第一旋转轴22是构成为长条状的中空状的大致圆柱体,由不锈钢及铜合金构成。该第一旋转轴22在连结部4的内部沿其长度方向配置,并形成为与连结部4在该长度方向上的长度大致相同的长度。
如图3及图4所示,第一轴承部23是由安装于第一旋转轴22的前端侧F的端部附近的滚珠轴承构成的轴承,在长度方向上隔开规定间隔配置有两个。需要说明的是,由于第一轴承部23是普通的滚珠轴承,因此省略其结构的详细说明。
另外,轴承间隔件24设置于在长度方向上隔开规定间隔配置的第一轴承部23之间,能够分散作用于各个第一轴承部23的负荷。
如图4所示,驱动齿轮25是配置于第一旋转轴22的前端侧F的端部的不锈钢制的内齿轮。
详细而言,如图4(a)及图4(b)所示,驱动齿轮25是具有多个齿的内齿轮,也是锥齿轮,该多个齿沿从第一旋转轴22的前端侧F观察的主视圆形状的周缘部隔开规定间隔呈等间隔地配置,而且朝向圆的中央且前端侧F突出。
如图4(a)及图4(b)所示,驱动齿轮25具备大致圆盘状的齿轮主体部25a和沿齿轮主体部25a的前端侧F的周缘部配置的驱动齿轮齿25b。此外,在驱动齿轮齿25b彼此之间形成有驱动齿轮槽25c。
齿轮主体部25a是外径为第一旋转轴22的外径的大约4倍的直径的圆盘状。
在从前端侧F观察的主视中,驱动齿轮齿25b呈朝向径向内侧凸出的三角形状,形成为朝向圆的中央且前端侧F突出的大致三角柱状。这样形成为大致三角柱状的驱动齿轮齿25b沿主视呈圆形状的齿轮主体部25a的外周缘在周向上隔开规定间隔呈等间隔地配置有多个。此外,在本实施方式中,驱动齿轮25设置有23个驱动齿轮齿25b。
如上所述,驱动齿轮槽25c形成于沿齿轮主体部25a的外周缘在周向上隔开规定间隔呈等间隔地配置有多个的驱动齿轮齿25b彼此之间。在从前端侧F观察的主视中,驱动齿轮槽25c呈朝向径向外侧凸出的三角柱状的槽形状,而且侧视时形成为沿着径向的渐开线形状的大致半圆状。
这样构成的驱动齿轮25在前端侧F形成有驱动齿轮空间25d,该驱动齿轮空间25d被齿轮主体部25a和驱动齿轮齿25b包围,且前端侧F敞开,而且与驱动齿轮槽25c连通。
在如此构成了各要素的第一旋转体20作为旋转传递机构10被组装至马达手持件1的内部的状态下,如图3所示,马达连结部21及第一旋转轴22配置于连结部4的内部。另外,第一轴承部23及轴承间隔件24跨越连结部4与躯干部5的边界而配置,驱动齿轮25从连结部4朝向前端侧F突出,内置于躯干部5的基端部分。
此外,第一旋转体20的第一旋转轴22在连结部4的内部被支撑为旋转自如。
第二旋转体30在旋转传递机构10中配置于第一旋转体20与第三旋转体40之间,使传递至第一旋转体20的驱动部2a的旋转速度增速并传递至设置于前端侧F的第三旋转体40。
如图3、图5至图8所示,该第二旋转体30具备:小齿轮31,设置于后述第二旋转轴33的基端侧B的端部;第二旋转轴33,构成为长条状;第二轴承部32,安装于第二旋转轴33的基端侧B及前端侧F;以及锥齿轮34,设置于第二旋转轴33的前端侧F的端部。
此外,图6(a)示出小齿轮31的后视图,图6(b)示出图6(a)中的A-A向视剖视图。另外,图8(a)示出锥齿轮34的主视图,图8(b)示出图8(a)中的B-B向视剖视图。此外,图7中省略了第二轴承部32的图示。
小齿轮31是相对于设置于第一旋转体20的驱动齿轮即驱动齿轮25的从动齿轮,如图6(a)所示,是具有规定数量的齿轮齿的外齿轮,也是锥齿轮。
该小齿轮31设置于后述第二旋转轴33的基端侧B的端部,具备圆柱部31a及小齿轮齿31b,在小齿轮齿31b彼此之间形成有小齿轮槽31c。
圆柱部31a是沿第二旋转轴33的长度方向朝向基端侧B延伸的大致圆柱体,且与第二旋转轴33呈一体构成。
如图6(a)及图6(b)所示,小齿轮齿31b是从圆柱部31a的外周面朝向径向外侧突出的圆弧状的外齿,且设置于圆柱部31a的长度方向的中央部分至基端侧B的端部的范围内。
详细而言,如图6(a)所示,从长度方向的基端侧B观察时,小齿轮齿31b形成为前端尖锐的渐开线形状。
这样构成的小齿轮齿31b沿圆柱部31a的周向隔开规定间隔呈等间隔地设置有多个。此外,在本实施方式中,小齿轮31设置有七个小齿轮齿31b。
小齿轮槽31c形成于在周向上隔开规定间隔呈等间隔地配置的小齿轮齿31b彼此之间,并由使圆柱部31a的外表面呈剖面半圆状凹陷而成的槽形成。此外,小齿轮槽31c形成于圆柱部31a的长度方向上的全长范围内。
第二轴承部32是安装于后述第二旋转轴33的前端侧F及基端侧B的轴承,构成与上述安装于第一旋转体20的第一轴承部23相同,故省略详细的说明。
如图3所示,第二旋转轴33是构成为长条状的实心状的大致圆柱体,且与第一旋转轴22同样由不锈钢及铜合金构成。此外,第二旋转轴33形成为直径比第一旋转轴22的直径小。具体而言,在本实施方式中,第二旋转轴33的外径构成为第一旋转轴22的外径的大约0.6倍。
这样构成的第二旋转轴33的长度形成为躯干部5的长度方向的长度的三分之二左右的长度。
此外,第二旋转轴33在作为旋转传递机构10配置于马达手持件1的内部的状态下,在躯干部5的内部沿其长度方向配置。另外,第二旋转轴33内置于躯干部5的长度方向的中央部分。
如图5、图7以及图8所示,锥齿轮34是用于将从第一旋转体20传递来的驱动部2a的旋转向轴向不同的第三旋转体40传递的不锈钢制的锥齿轮。
详细而言,如图5、图7以及图8所示,锥齿轮34是设置于第二旋转轴33的前端侧F的端部的内齿轮,也是锥齿轮。而且,具备从前端侧F观察时呈圆盘状的锥齿轮主体部34a和锥齿轮齿34b,并在锥齿轮齿34b彼此之间形成有锥齿轮槽34c。
锥齿轮主体部34a呈直径比构成第一旋转体20的驱动齿轮25的齿轮主体部25a的直径小、且比构成小齿轮31的圆柱部31a的直径大的圆盘状。
锥齿轮齿34b沿锥齿轮主体部34a的外周缘设置。此外,锥齿轮齿34b形成为剖面直角三角形状,该剖面直角三角形状以使与锥齿轮主体部34a的径向外侧面为同一面的径外侧朝向前端侧F突出的方向作为高度方向、以使前端侧F朝向径向内侧逐渐朝向基端侧B倾斜的方向作为倾斜方向。
另外,锥齿轮齿34b在从径向外侧观察时形成为长度方向的前端侧F的一半左右朝向前端侧F宽度变窄的大致五边形状。
形成为这样的形状的锥齿轮齿34b沿锥齿轮主体部34a的外周缘在周向上隔开规定间隔呈等间隔地设置有多个。此外,在本实施方式中,锥齿轮34设置有13个锥齿轮齿34b。
另外,锥齿轮槽34c形成于形成为上述那样的形状的锥齿轮齿34b彼此之间。此外,锥齿轮槽34c将锥齿轮主体部34a的径向外侧的周缘部沿长度方向切口而构成退避槽。
另外,这样构成的锥齿轮34在前端侧F形成有锥齿轮空间34d,该锥齿轮空间34d被锥齿轮主体部34a和锥齿轮齿34b包围,且前端侧F敞开,而且与锥齿轮槽34c连通。
第三旋转体40在旋转传递机构10中配置于第二旋转体30与工具旋转机构50之间,与设置于第二旋转体30的第二旋转轴33的前端侧F的端部的锥齿轮34啮合,将驱动部2a的旋转向前端侧F传递。
如图3、图5、图9至图12所示,该第三旋转体40具备:中间齿轮41,设置于第三旋转轴43的基端侧B的端部;长条状的第三旋转轴43;第三轴承部42,安装于第三旋转轴43的基端侧B及前端侧F;以及倍速齿轮44,设置于第三旋转轴43的前端侧F的端部。
此外,图10示出了表示以通过中间齿轮齿41b的齿顶的最顶部的方式沿径向剖切的剖切面的局部剖视立体图,但省略了第三轴承部42的图示。
图11(a)示出中间齿轮41的后视图,图11(b)示出图11(a)中的C-C向视剖视图。同样,图12(a)示出倍速齿轮44的主视图,图12(b)示出图12(a)中的D-D向视剖视图。
中间齿轮41是相对于设置于第二旋转轴33的驱动齿轮即锥齿轮34的从动齿轮,如图9至图11所示,设置于第三旋转轴43的基端侧B的端部。该中间齿轮41是径向外侧具有朝向基端侧B突出的齿的不锈钢制的外齿轮,也是锥齿轮。
详细而言,如图9至图11所示,中间齿轮41具备大致圆筒状的圆筒部41a和中间齿轮齿41b,在中间齿轮齿41b彼此之间形成有中间齿轮槽41c。
如图10所示,中间齿轮齿41b以从圆筒部41a的外表面朝向基端侧B且径向外侧突出的方式形成为大致椭圆体状。这样,形成为大致椭圆体状的中间齿轮齿41b相对于圆筒部41a的外周面在周向上隔开规定间隔呈等间隔地配置有多个。
此外,在本实施方式中,中间齿轮41设置有八个中间齿轮齿41b。另外,设置有多个中间齿轮齿41b的中间齿轮41形成为直径比上述第二旋转体30的小齿轮31的直径大。
另外,中间齿轮槽41c在隔开规定间隔呈等间隔地配置的中间齿轮齿41b彼此之间,随着朝向前端侧F而使圆筒部41a朝向径向外侧呈圆弧状凹陷而形成。即,形成于中间齿轮齿41b彼此之间的中间齿轮槽41c形成为随着朝向前端侧F而朝向径向外侧逐渐延伸的半圆槽状。
第三轴承部42是安装于第三旋转轴43的前端侧F及基端侧B的轴承,构成与第一轴承部23、第二轴承部32相同,故省略其详细的说明。
如图3、图10以及图11所示,第三旋转轴43是实心状的大致圆柱体。此外,第三旋转轴43由不锈钢构成。另外,第三旋转轴43的直径比第二旋转轴33的直径粗且比第一旋转轴22的直径细。具体而言,第三旋转轴43以第二旋转轴33的外径的大约1.2倍的外径形成,第二旋转轴33以第一旋转轴22的外径的0.6倍左右的外径形成。
另外,第三旋转轴43以颈部6的长度方向上的长度的2倍左右的长度形成。而且,在作为旋转传递机构10配置于马达手持件1的内部的状态下,第三旋转轴43的前端部分配置于颈部6的内部,第三旋转轴43的基端部分配置于躯干部5的内部。
倍速齿轮44是用于将从第二旋转体30传递来的马达保持部2的旋转传递至轴向不同的工具旋转机构50,使安装于工具旋转机构50的切削工具3旋转的锥齿轮。
倍速齿轮44具备从前端侧F观察时呈大致圆盘状的倍速齿轮主体部44a和朝向前端侧F突出的倍速齿轮齿44b。倍速齿轮齿44b沿大致圆盘状的倍速齿轮主体部44a的周缘部隔开规定间隔呈等间隔地设置有多个。
倍速齿轮主体部44a呈直径比构成第二旋转体30的锥齿轮34的锥齿轮主体部34a的直径小、且直径比构成中间齿轮41的圆筒部41a的直径大的圆盘状。
在沿长度方向的剖面中,倍速齿轮齿44b形成为径向外侧沿着长度方向,且径向外侧朝向前端侧F向变尖方向倾斜的单侧倾斜梯形状。
另外,从长度方向的正面侧观察,倍速齿轮齿44b形成为径向外侧比径向内侧稍宽的扇形形状。
此外,在本实施方式中,倍速齿轮44设置有16个倍速齿轮齿44b。
倍速齿轮槽部44c形成于如上所述沿倍速齿轮主体部44a的周缘部在周向上隔开规定间隔呈等间隔地配置的多个倍速齿轮齿44b彼此之间。此外,倍速齿轮槽部44c形成得比倍速齿轮主体部44a的前端侧F的主面深。
<工具旋转机构>
对工具旋转机构50详细进行说明。如图13所示,工具旋转机构50配置于头部7的内部,并与第三旋转体40连接。该工具旋转机构50具备工具保持部51及头部轴承部52。
另外,工具保持部51内置有拆装自如地保持切削工具3的机构,并构成为以沿着切削工具3的长度方向的旋转轴为旋转中心进行旋转。
如图13所示,该工具保持部51具备沿切削工具3的长度方向(图13的上下方向)延伸的大致圆筒状的头侧齿轮53、夹头54、弹簧55、滑动体56、第一止动件57以及第二止动件58。
夹头54、弹簧55、滑动体56、第一止动件57以及第二止动件58从切削工具3的刀尖侧(图13中为下方)朝向刀基侧(图13中为上方)依次收纳于头侧齿轮53的内部。
如图13及图14所示,头侧齿轮53是形成为圆筒状的头侧齿轮。详细而言,头侧齿轮53是具有能够收纳夹头54、弹簧55、滑动体56、第一止动件57以及第二止动件58的内径、和能够与头部轴承部52的内圈嵌合的外径的大致圆筒状。
进而,头侧齿轮53能够将以沿着颈部6的长度方向的轴为旋转轴的第三旋转体40的旋转转换为以沿着切削工具3的长度方向(图13中为上下方向)的轴为旋转轴的工具旋转机构50的旋转。
如图13及图14所示,该头侧齿轮53是具备为大致圆筒体的轴主体53a和头侧齿轮齿53b,并在头侧齿轮齿53b彼此之间形成有头侧齿轮槽53c的锥齿轮。
轴主体53a是能够收纳于旋转机构保持部60的大致圆筒体。
头侧齿轮齿53b从轴主体53a的外周面朝向径向外侧突出,并在剖视时刀尖侧的面随着朝向径向外侧而向下方倾斜。
这样构成的头侧齿轮齿53b沿轴主体53a的外周隔开规定间隔呈等间隔地具备多个。此外,在本实施方式中,头侧齿轮53设置有12个头侧齿轮齿53b。
头侧齿轮槽53c是在头侧齿轮齿53b彼此之间,沿轴主体53a的长度方向使轴主体53a的外周面朝向径向内侧呈半圆状凹陷而形成。
这样,具备多个头侧齿轮齿53b的头侧齿轮53是锥齿轮,能够构成与第三旋转体40的倍速齿轮44啮合的从动齿轮。
另外,如图13所示,夹头54在头侧齿轮53的内部配设于比切削工具3的长度方向的大致中央更靠刀尖侧(下方)的位置。该夹头54构成为能够保持沿切削工具3的长度方向插通的切削工具3的基轴3a。
弹簧55是能够在压缩方向上变形的压缩弹簧,如图13所示,在头侧齿轮53的内部外嵌于夹头54的上部。
如图13所示,滑动体56构成为大致圆柱状,收纳于比弹簧55更靠轴端侧的位置,并构成为能够按压弹簧55。
在这样构成的工具保持部51中,压缩变形前的弹簧55按压夹头54的刀基侧的端部附近,通过弹簧55的按压而缩径的夹头54能够保持切削工具3。另一方面,当弹簧55压缩变形时,能够将夹头54对切削工具3的保持释放。
如图13所示,第一止动件57及第二止动件58构成为大致环状,从切削工具3的刀尖侧起依次外嵌于滑动体56的轴端侧的部分。该第一止动件57及第二止动件58限制盖部72朝向刀尖侧滑动移动。
头部轴承部52形成为大致环状,在旋转机构保持部60的内部,旋转自如地支撑工具保持部51的刀尖侧端部及刀基侧端部。
<旋转机构保持部>
如图13所示,旋转机构保持部60构成为将上述那样构成的工具旋转机构50保持在与颈部6呈一体构成的头部7的外壳主体部71的内部。另外,通过旋转机构保持部60被收纳于外壳主体部71的内部的工具旋转机构50配置为其旋转轴与第三旋转体40的旋转轴大致正交的朝向。
<组装>
当将第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50分别如上述那样构成的旋转传递机构10配置于电动机机头1的内部时,第一旋转体20配置于连结部4的内部。另外,第二旋转体30大致配置于躯干部5的内部,第三旋转体40大致配置于颈部6的内部,工具旋转机构50配置于头部7的内部。
此时,第二旋转体30的小齿轮31配置于第一旋转体20的驱动齿轮25的驱动齿轮空间25d中,驱动齿轮25与小齿轮31啮合。由此,构成第一齿轮机构10A。
另外,第三旋转体40的中间齿轮41配置于第二旋转体30的锥齿轮34的锥齿轮空间34d中,锥齿轮34与中间齿轮41啮合。由此,构成第二齿轮机构10B。
进而,第三旋转体40的倍速齿轮44与工具旋转机构50的头侧齿轮53啮合。由此,构成第三齿轮机构10C。
这样,通过使各齿轮分别啮合,能够将第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50以能够传递旋转的方式连结而构成旋转传递机构10。
<作用>
接着,对于根据这样构成的旋转传递机构10,将进行旋转驱动的驱动部2a的旋转作为安装于前端侧F的切削工具3的旋转进行传递的作用简单进行说明。
首先,设置于马达保持部2的内部的驱动部2a是牙科用手持件中使用的通常旋转速度的马达,每分钟的最大旋转速度为40000rpm。
通过将该马达保持部2与马达手持件1连接,即将连结部4与马达保持部2连接,从而将设置于马达保持部2的内部的驱动部2a与内置于连结部4的第一旋转体20的马达连结部21连结。
由此,第一旋转轴22能够与驱动部2a同速旋转。因此,设置于第一旋转轴22的前端侧F的驱动齿轮25也与驱动部2a同速旋转。
如图15及图16所示,小齿轮31配置于驱动齿轮25中的驱动齿轮空间25d的上方侧,小齿轮31的小齿轮齿31b与驱动齿轮25的驱动齿轮齿25b在小齿轮31的径向内外方向上啮合。
此外,图16是沿第一旋转轴22的长度方向从前端侧F观察。
此时,小齿轮31成为其旋转轴方向相对于驱动齿轮25的旋转轴方向以规定角度倾斜的姿势。因此,驱动齿轮25的驱动齿轮齿25b与小齿轮31的小齿轮齿31b也以倾斜的状态啮合。此外,在本实施方式中,倾斜大约10度啮合。因此,第二旋转体30以其轴向相对于第一旋转体20的轴向成170度的角度的方式朝向刀尖侧弯曲而配置。
对于这样啮合的驱动齿轮25和小齿轮31而言,由于小齿轮31的小齿轮齿31b的齿数比驱动齿轮25中的驱动齿轮齿25b的齿数少,因此第二旋转体30相对于第一旋转体20增速旋转。
在本实施方式中,由于驱动齿轮25中的驱动齿轮齿25b的齿数为23个,小齿轮31的小齿轮齿31b的齿数为7个,因此第二旋转体30的旋转速度被增速至第一旋转体20的旋转速度的大约3.29倍。即,第二旋转体30相对于与最大旋转速度为40000rpm的马达的驱动部2a同速旋转的第一旋转体20被增速,第二旋转体30的最大旋转速度大约为130000rpm。
这样,如图17及图18所示,设置于相对于第一旋转体20增速旋转的第二旋转体30的第二旋转轴33的前端侧F的端部的锥齿轮34与设置于第三旋转体40的基端侧B的端部且配置于锥齿轮空间34d的中间齿轮41啮合。
因此,构成将第二旋转体30的旋转向第三旋转体40传递的第二齿轮机构10B,能够将第二旋转体30的旋转经由锥齿轮34和中间齿轮41传递至第三旋转体40。
详细而言,如图3、图17以及图18所示,中间齿轮41配置于锥齿轮34的锥齿轮空间34d的上方侧,小齿轮31的小齿轮齿31b与锥齿轮34的锥齿轮齿34b在小齿轮31的径向内外方向上啮合。
此时,中间齿轮41成为其旋转轴方向相对于锥齿轮34的旋转轴方向以规定角度倾斜的姿势。因此,锥齿轮34的锥齿轮齿34b与小齿轮31的小齿轮齿31b也以倾斜的状态啮合。此外,在本实施方式中,倾斜大约30度啮合。因此,第三旋转体40以其轴向相对于第二旋转体30的轴向成150度的角度的方式朝向刀基侧弯曲而配置。
另外,对于这样啮合的锥齿轮34和中间齿轮41而言,由于中间齿轮41的中间齿轮齿41b的齿数比锥齿轮34中的锥齿轮齿34b的齿数少,因此第三旋转体40相对于第二旋转体30增速旋转。
在本实施方式中,由于锥齿轮34中的锥齿轮齿34b的齿数为13个,中间齿轮41的中间齿轮齿41b的齿数为8个,因此第三旋转体40的旋转速度被增速至第二旋转体30的旋转速度的大约1.63倍。即,相对于最大旋转速度被增速至130000rpm并旋转的第二旋转体30进一步被增速,第三旋转体40的最大旋转速度成为大约212000rpm。
接着,如图2及图3所示,设置于相对于第二旋转体30增速旋转的第三旋转体40中的第三旋转轴43的前端侧F的端部的倍速齿轮44在头部7的内部与设置于工具旋转机构50的工具保持部51的头侧齿轮53啮合。
因此,构成将第三旋转体40的旋转向工具旋转机构50传递的第三齿轮机构10C,能够将第三旋转体40的旋转经由倍速齿轮44及头侧齿轮53传递至工具旋转机构50。
详细而言,如图2及图3所示,倍速齿轮44的倍速齿轮齿44b与头侧齿轮53的从外周面朝向径向外侧突出的头侧齿轮齿53b啮合。此外,头侧齿轮53成为其旋转轴方向为与倍速齿轮44的旋转轴方向大致正交方向的姿势。
另外,对于这样啮合的倍速齿轮44和头侧齿轮53而言,由于头侧齿轮53的头侧齿轮齿53b的齿数比倍速齿轮44中的倍速齿轮齿44b的齿数少,因此工具旋转机构50相对于第三旋转体40增速旋转。在本实施方式中,倍速齿轮44中的倍速齿轮齿44b的齿数为16个,头侧齿轮53的头侧齿轮齿53b的齿数为12个,因此工具旋转机构50的旋转速度被增速至第三旋转体40的旋转速度的大约1.33倍。
即,相对于最大旋转速度被增速至212000rpm并旋转的第三旋转体40进一步被增速,工具旋转机构50的最大旋转速度成为大约282000rpm。也就是说,工具旋转机构50的最大旋转速度(大约282000rpm)为驱动部2a的最大旋转速度(大约40000rpm)的大约7.11倍,能够使由工具旋转机构50保持的切削工具3以大约282000rpm最大旋转速度进行旋转。
在这样构成的旋转传递机构10中,能够不对头侧齿轮53施加负担地使切削工具3高速旋转,手术者能够更顺畅地切削牙齿。另外,由于能够缩短作为患部的龋齿的切削所需的时间,因此能够进一步减轻患者的负担。
另外,由于第三齿轮机构中的倍速齿轮44是设置于第三旋转轴43的前端侧F的端部的锥齿轮,也就是说啮合的倍速齿轮44和头侧齿轮53双方都是锥齿轮,因此,能够使工具旋转机构50以沿着与第三旋转轴43的旋转轴正交的方向的轴为旋转轴旋转。
另外,第三齿轮机构是通过利用锥齿轮将旋转向大致正交方向传递的部分,因此需要使齿轮彼此的啮合更加牢固,以往,使头侧齿轮的齿数比倍速齿轮的齿数多,也就是说使齿轮比为减速比。但是,在本实施方式中,为了使齿轮彼此的啮合牢固,并且使工具旋转机构50的最大旋转速度为驱动部2a的最大旋转速度的大约7.11倍,将第三齿轮机构中的齿轮比也设为增速比,但设为接近于1倍的增速比(1.33倍)。
另外,如上所述,马达手持件1在旋转传递机构10中设置第一齿轮机构10A(驱动齿轮25和小齿轮31)、第二齿轮机构10B(锥齿轮34和中间齿轮41)以及第三齿轮机构10C(倍速齿轮44和头侧齿轮53)这三个齿轮机构。也就是说,采用三齿轮系统。
因此,能够在将驱动部2a的旋转分阶段地向切削工具3传递的同时,使切削工具3的最大旋转速度增速。因此,能够抑制负担集中于多个齿轮机构中的特定的齿轮机构而使手持件的耐久性降低。
这样形成的锥齿轮34的外径为驱动齿轮25的外径的大约0.6倍。另外,中间齿轮41的外径为驱动齿轮25的外径的大约0.5倍。也就是说,旋转传递机构10中的多个齿轮机构的外径随着朝向前端侧F而缩径。因此,能够使内置第二旋转体30及第三旋转体40的躯干部5的外径缩径。
另外,由于构成为第二旋转轴33与第三旋转轴43呈钝角,因此能够使内置锥齿轮34及中间齿轮41的躯干部5弯折,因此,能够容易地将容易插入口腔内的手持件的前端部分接近深处。因此,手术者容易操作马达手持件1,能够适当地切削作为手术对象部位的牙齿。进而,即使是臼齿等位于口腔内深处的牙齿等,手术者也能够容易且高效地顺畅地切削牙齿。
<变形例>
在上述本实施方式中,如上所述,将驱动齿轮25、小齿轮31、锥齿轮34、中间齿轮41、倍速齿轮44、头侧齿轮53的齿数分别设为23个、7个、13个、8个、16个、12个。但是,这些齿轮并不一定必须为该齿数,可以对各自的齿数进行变更。
然而,手持件存在必须要轻量且小、而且要确保耐久性这样的限制。因此,在以往的手持件中,使用例如不锈钢或铜合金等,其形状是从把手部分至头部逐渐缩径。为了达到该头部的尺寸,设计成高度为13.0~17.0mm的范围、直径为8.5~10.5mm的范围,非常小。在这样的材料和尺寸的手持件中,以不损伤内部齿轮的方式设计齿数等。
对于以该以往的手持件中存在的限制为前提,使工具旋转机构50的旋转速度为驱动部2a的旋转速度的5.5倍以上的马达手持件1的变形例进行说明。也就是说,以下对于将第一至第三齿轮机构各自的齿轮比的增速比设为规定范围、且将各齿轮机构的组合设为规定组合的马达手持件1的变形例详细进行说明。
具体而言,也可以在如图20所示的表那样调整各齿轮的齿数,并分别变更第一齿轮机构10A、第二齿轮机构10B、第三齿轮机构10C的齿轮比的基础上,将切削工具3的旋转速度设为驱动部2a的5.5倍以上。
此外,图20(a)示出基于驱动齿轮25和小齿轮31的齿数的旋转速度变化率、也就是第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa。图20(b)示出基于锥齿轮34和中间齿轮41的齿数的旋转速度变化率、也就是第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb。图20(c)示出基于倍速齿轮44和头侧齿轮53的齿数的旋转速度变化率、也就是第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc。
更为具体地进行说明,将第一齿轮机构10A的齿轮比、第二齿轮机构10B的齿轮比以及第三齿轮机构10C的齿轮比适当地组合,构成工具旋转机构50的旋转速度成为驱动部2a的旋转速度的5.5倍以上的马达手持件1。
此外,驱动齿轮25的齿数可以在18~27个的范围内适当地变更。相对于此,与驱动齿轮25啮合的小齿轮31的齿数可以在6~11个的范围内适当地变更。
这样,通过适当地设定驱动齿轮25和小齿轮31的齿数,如图20(a)所示,可以将基于第一齿轮机构10A的第一旋转轴22与第二旋转轴33的旋转速度变化率、也就是第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa设定为1.64倍~4.50倍。即,通过适当地设定驱动齿轮25及小齿轮31的齿数,可以使第二旋转轴33相对于第一旋转轴22以期望的旋转速度进行旋转。
假如将驱动齿轮25的齿数设为17个以下,则无法使切削工具3以期望的旋转速度进行旋转。具体而言,假设驱动齿轮25的齿数为17个,则第一齿轮机构10A中的旋转速度变化率Sa成为2.6倍以下。因此,为了使工具旋转机构50的旋转速度以驱动部2a的旋转速度的5.5倍以上的旋转速度进行旋转,需要将第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb或第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc设定得较大。
这样,若将旋转速度变化率设定得较大,则第二齿轮机构10B或第三齿轮机构10C的负担增大,第二齿轮机构10B或第三齿轮机构10C的耐久性有可能降低。因此,难以使马达保持部2的旋转速度增速而使工具旋转机构50的旋转速度以驱动部2a的旋转速度的5.5倍以上的旋转速度进行旋转。
另外,假如为了提高第二齿轮机构10B或第三齿轮机构10C的强度而增大各齿轮的尺寸,则躯干部5或颈部6或头部7的外径变大,难以将头部7插入患者的口腔内,另外,由于口腔内的灵活移动变得无效,因此手术变得困难。
另一方面,假如在维持驱动齿轮齿25b的强度的状态下,使驱动齿轮25的齿数为28个以上,则驱动齿轮齿25b的齿高或齿厚变短。因此,驱动齿轮齿25b的强度降低,并且容易在驱动齿轮25与小齿轮31之间产生滑动。
同样地,若将小齿轮31的齿数设为5个以下,则各齿的齿厚变大,或者各齿的间隔变宽,因此与对应的驱动齿轮25之间的啮合性降低,无法顺畅地传递旋转。假如为了顺畅地传递旋转而减小小齿轮31的外形,则小齿轮31的强度下降,小齿轮31的耐久性降低。
另外,若在维持小齿轮齿31b的强度的状态下将小齿轮31的齿数设为12个以上,则小齿轮齿31b的齿高或齿厚变短,驱动齿轮25与小齿轮31的啮合性容易降低。
另外,构成第二齿轮机构10B的锥齿轮34和中间齿轮41的齿数也可以适当地设定。具体而言,锥齿轮34的齿数可以在11~17个的范围内适当地设定,与锥齿轮34啮合的中间齿轮41的齿数也可以在7~11个的范围内适当地设定。
这样,通过适当地设定锥齿轮34和中间齿轮41的齿数,可以如图20(b)的表所示将基于第二齿轮机构10B的第二旋转轴33与第三旋转轴43的旋转速度变化率、也就是第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb设定为1.00倍~2.43倍。即,通过适当地设定锥齿轮34及中间齿轮41的齿数,可以使第三旋转轴43相对于第二旋转轴33以期望的旋转速度进行旋转。
假如将锥齿轮34的齿数设为10个以下,则第二旋转轴33的旋转速度成为大约1.4倍以下。因此,为了使马达保持部2的旋转速度增速而使切削工具3以期望的旋转速度进行旋转,需要增大第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa或第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc。该情况下,第一齿轮机构10A或第三齿轮机构10C的负担增大,第一齿轮机构10A或第三齿轮机构10C的耐久性有可能降低。
另一方面,假如在维持锥齿轮齿34b的强度的状态下,将锥齿轮34的齿数设为18个以上,则锥齿轮齿34b的齿高或齿厚变短。因此,锥齿轮齿34b的强度降低。
同样地,若将中间齿轮41的齿数设为6个以下,则各齿的齿厚变大,或者各齿的间隔变宽。因此,与对应的锥齿轮34之间的啮合性降低,无法顺畅地传递旋转。假如为了顺畅地传递旋转而减小中间齿轮41的外形,则中间齿轮41的强度下降,中间齿轮41的耐久性降低。
另外,若在维持中间齿轮齿41b的强度的状态下将中间齿轮41的齿数设为13个以上,则中间齿轮齿41b的齿高或齿厚变短。因此,中间齿轮齿41b的强度降低。
假如为了提高强度而增大锥齿轮34或中间齿轮41的尺寸,则躯干部5的外径变大,在狭窄的口腔内的操作性降低。
同样地,构成第三齿轮机构10C的倍速齿轮44和头侧齿轮53的齿数也可以适当地设定。具体而言,倍速齿轮44的齿数可以在12~20个的范围内适当地设定,与倍速齿轮44啮合的头侧齿轮53的齿数也可以在10~15个的范围内适当地设定。
这样,通过适当地设定倍速齿轮44和头侧齿轮53的齿数,可以将基于第三齿轮机构10C的第三旋转轴43与工具保持部51的旋转速度变化率设定为0.80倍~2.00倍。即,通过适当地设定第三轴承部42及头侧齿轮53的齿数,可以使工具保持部51相对于第三旋转轴43以期望的旋转速度进行旋转。
假如将倍速齿轮44的齿数设为11个以下,则第三齿轮机构10C的旋转速度变化率成为大约1.2倍以下。因此,为了使马达保持部2的旋转速度增速而使切削工具3以期望的旋转速度进行旋转,需要增大第一齿轮机构10A或第二齿轮机构10B中的旋转速度变化率。该情况下,第一齿轮机构10A或第二齿轮机构10B的负担增大,第一齿轮机构10A或第二齿轮机构10B的耐久性有可能降低。因此,难以使马达保持部2的旋转速度增速而使切削工具3以期望的旋转速度进行旋转。
另一方面,假如在维持倍速齿轮齿44b的强度的状态下将倍速齿轮44的齿数设为21个以上,则倍速齿轮齿44b的齿高或齿厚变短,因此倍速齿轮齿44b的强度降低。
同样地,若将头侧齿轮53的齿数设为10个以下,则各齿的齿厚变大,或者各齿的间隔变宽。因此,与对应的倍速齿轮44之间的啮合性降低,无法顺畅地传递旋转。假如为了顺畅地传递旋转而减小头侧齿轮53的外形,则头侧齿轮53的强度下降,头侧齿轮53的耐久性降低。
假如为了提高强度而增大倍速齿轮44或头侧齿轮53的尺寸,则颈部6或头部7的外径变大。因此,在狭窄的口腔内的操作性降低。另外,患者必须将嘴巴张大,从而患者的负担也变大。而且,对于儿童而言可能造成更大的负担。
相对于此,通过设为图20的(c)的表所示的范围的第三齿轮机构10C的旋转速度变化率,并将旋转传递机构10整体的旋转速度变化率设为5.5倍以上,优选设为6.5倍以上且7.2倍以下,可以适当地使切削工具3以期望的旋转速度进行旋转。
详细而言,通过使前端侧F的齿轮机构(即第三齿轮机构10C)中的最小的旋转速度变化率及最大的旋转速度变化率比基端侧B的齿轮机构(即第一齿轮机构10A及第二齿轮机构10B)小,可以减小在前端侧F啮合的齿轮的大小,并且使各个齿的大小及齿数近似。由此,能够提高啮合性,并且能够减轻作用于齿轮的负荷。
另外,通过将配置于基端侧B的驱动齿轮25及小齿轮31的旋转速度变化率(第一齿轮机构10A中的旋转速度变化率Sa)设定得较大,可以将配置于前端侧F的锥齿轮34、中间齿轮41、倍速齿轮44以及头侧齿轮53的旋转速度变化率设定得较低。由此,可以减轻作用于内径小的锥齿轮34、中间齿轮41、倍速齿轮44以及头侧齿轮53的负担。因此,可以将驱动部2a的旋转可靠且顺畅地传递至切削工具3。
另外,可以防止在各旋转轴之间传递旋转的各齿轮机构的耐久性降低,并将驱动部2a的旋转更可靠地传递至切削工具3,从而可以更顺畅地切削作为患部的牙齿。
另外,由于可以减小前端侧F的第三齿轮机构10C的大小,因此随着朝向前端侧F而直径变小。因此,容易插入口腔内,并且可以顺畅地切削牙齿。由此,能够在不对患者造成负担的情况下手术。
这样,旋转传递机构10可以适当地变更第一齿轮机构10A(驱动齿轮25和小齿轮31)、第二齿轮机构10B(锥齿轮34和中间齿轮41)以及第三齿轮机构10C(倍速齿轮44和头侧齿轮53)的旋转速度变化率,将切削工具3的旋转速度设定为马达保持部2的旋转速度的5.5倍以上。由此,至少可以使驱动部2a的最大旋转速度(40000rpm)增速,而使切削工具3的最大旋转速度为220000rpm。因此,与以往的马达手持件相比,可以使切削工具3高速旋转。由此,手术者可以容易地切削龋齿,也可以减轻患者的负担。
此外,如上所述,更优选将驱动齿轮25和小齿轮31的齿数分别设为23个和7个,将锥齿轮34和中间齿轮41的齿数设为13个和8个,将倍速齿轮44和磁头侧齿轮53的齿数设为16个和12个。该情况下,第一齿轮机构10A(驱动齿轮25和小齿轮31)、第二齿轮机构10B(锥齿轮34和中间齿轮41)以及第三齿轮机构10C(倍速齿轮44和头侧齿轮53)各自的旋转速度变化率为3.26倍、1.63倍、1.33倍。
由此,即使是使用最大旋转速度为40000rpm的通常旋转速度的马达的马达手持件1,也可以使切削工具3的最大旋转速度为282000rpm,并且可以分散分别作用于第一齿轮机构10A、第二齿轮机构10B以及第三齿轮机构10C的负担。另外,由于可以使第三齿轮机构10C的旋转速度变化率最小,因此可以减小颈部6或头部7的外径。由此,手术者容易进行手术,而且也可以减轻患者的负担。
此外,若工具旋转机构50的最大旋转速度相对于驱动部2a的最大旋转速度的旋转速度变化率变大,则切削工具3的最大旋转速度增大,虽然可以利用切削工具3顺畅地切削牙齿,但利用齿轮机构10A、10B、10C增速的旋转传递机构10的结构负荷增大。另外,构成马达手持件1的连结部4、躯干部5、颈部6、头部7从基端侧B朝向前端侧F逐渐缩径。因此,优选满足下式。
具体而言,如数学式1所示,优选设定为第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa、第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb以及第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc依次变小。此外,由于第三齿轮机构10C有时使工具旋转机构50相对于第三旋转体40减速,因此旋转速度变化率Sc为其绝对值。
[数学式1]
Sa≥Sb>|Sc|
构成马达手持件1的连结部4、躯干部5、颈部6、头部7从基端侧B朝向前端侧F依次配置且逐渐缩径,各个中内置的第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50也逐渐紧凑化,因此结构强度也容易变小。
特别是,由于工具旋转机构50具备切削工具3的保持功能,并且第三齿轮机构10C的旋转轴方向的变化也大,因此其结构与其他的齿轮机构相比容易复杂化。另外,工具旋转机构50高速旋转而切削牙齿的切削工具3的负荷直接起作用。
另一方面,若齿轮机构的旋转速度变化率变大,也就是在输入旋转侧与增速侧旋转速度差变大,则负荷作用于增速侧。因此,从结构上来看,优选以尽可能低的旋转速度变化率得到期望的最大旋转速度。
因此,优选如数学式2所示,设定为第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb相对于第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc的比率小于第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa相对于第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb的比率。
[数学式2]
如上所述,在旋转传递机构10中,分别经由第一齿轮机构10A、第二齿轮机构10B以及第三齿轮机构10C的旋转的旋转轴方向在传递侧和被动侧变化,但第二旋转体30的第二旋转轴33相对于第一旋转体20中的第一旋转轴22的朝向、第三旋转体40的第三旋转轴43相对于第二旋转轴33的朝向、以及工具旋转机构50的头侧齿轮53相对于第三旋转轴43的朝向依次变大。然而,通过满足数学式2,可以利用旋转传递机构10中的第一旋转体20、第二旋转体30、第三旋转体40以及工具旋转机构50使旋转速度增速,并且顺畅地传递旋转。
此外,如上所述,更优选为满足数学式1的旋转速度变化率的组合,但若工具旋转机构50的旋转速度为驱动部2a的旋转速度的5.5倍以上,则第一齿轮机构10A的旋转速度变化率Sa与第二齿轮机构10B的旋转速度变化率Sb也可以为相同水平。另外,也可以是旋转速度变化率Sb比旋转速度变化率Sa稍大、第三齿轮机构10C的旋转速度变化率Sc比旋转速度变化率Sa或旋转速度变化率Sb小这样的组合。
附图标记说明
1…马达手持件
2a…驱动部
3…切削工具
4…连结部
5…躯干部
6…颈部
7…头部
21…第一旋转轴
25…驱动齿轮
31…小齿轮
33…第二旋转轴
34…锥齿轮
41…中间齿轮
43…第三旋转轴
44…倍速齿轮
50…工具旋转机构
53…头侧齿轮
Claims (8)
1.一种牙科用手持件,由使用者保持的主体部和与所述主体部连接的头部构成,
所述头部具备工具旋转机构,所述工具旋转机构保持对手术对象部位进行手术的切削工具,并根据进行旋转驱动的驱动部的旋转而旋转,使所述切削工具进行旋转,
所述工具旋转机构的旋转速度为所述驱动部的旋转速度的至少5.5倍以上,
所述主体部具备:被传递所述驱动部的旋转的第一旋转轴、被传递所述第一旋转轴的旋转的第二旋转轴、以及被传递所述第二旋转轴的旋转的第三旋转轴,
在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间,具备将所述第一旋转轴的旋转向所述第二旋转轴传递的第一齿轮机构,
在所述第二旋转轴与所述第三旋转轴之间,具备将所述第二旋转轴的旋转向所述第三旋转轴传递的第二齿轮机构,
在所述第三旋转轴与所述工具旋转机构之间,具备将所述第三旋转轴的旋转向所述工具旋转机构传递的第三齿轮机构,
所述第一齿轮机构以使所述第二旋转轴的旋转速度成为被传递至第一旋转轴的所述驱动部的旋转速度的1.64~4.50倍的方式将所述驱动部的旋转向所述第二旋转轴传递,
所述第二齿轮机构以使所述第三旋转轴的旋转速度成为所述第二旋转轴的旋转速度的1.00~2.43倍的方式将所述驱动部的旋转向所述第三旋转轴传递,
所述第三齿轮机构以使所述工具旋转机构的旋转速度成为所述第三旋转轴的旋转速度的0.80~2.00倍的方式将所述驱动部的旋转向所述工具旋转机构传递,使所述切削工具旋转。
2.根据权利要求1所述的牙科用手持件,其中,
所述第三齿轮机构以使所述工具旋转机构的旋转速度成为所述第三旋转轴的旋转速度的1.00~2.00倍的方式将所述驱动部的旋转向所述工具旋转机构传递,并且,所述工具旋转机构的旋转速度为所述驱动部的旋转速度的6.5倍以上且7.2倍以下。
3.根据权利要求2所述的牙科用手持件,其中,
所述第三齿轮机构由第三旋转轴侧齿轮和头侧齿轮构成,所述第三旋转轴侧齿轮为所述第三旋转轴所具备的锥齿轮,所述头侧齿轮为所述工具旋转机构所具备的锥齿轮,且与所述第三旋转轴侧齿轮啮合,
所述第三旋转轴侧齿轮的齿数为14~20,
所述头侧齿轮的齿数为10~14。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科用手持件,其中,
所述第一齿轮机构或所述第二齿轮机构的至少一方由传递旋转侧的内齿轮和被传递旋转侧的外齿轮构成,所述外齿轮的直径比所述内齿轮小。
5.根据权利要求4所述的牙科用手持件,其中,
所述外齿轮的齿构成为齿面为朝向所述外齿轮的径向外侧呈凸状的圆弧。
6.根据权利要求1所述的牙科用手持件,其中,
所述主体部由设置所述第二旋转轴的大致圆筒状的第一主体部和设置所述第三旋转轴的前端的大致圆筒状的第二主体部构成,所述第二主体部的所述头部侧的直径比所述第一主体部侧的直径小。
7.根据权利要求6所述的牙科用手持件,其中,
所述第二旋转轴与所述第三旋转轴形成钝角。
8.根据权利要求1所述的牙科用手持件,其中,
所述驱动部的最大旋转速度为40000rpm,
所述工具旋转机构的最大旋转速度为285000rpm。
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