JP2001082501A - 回転軸連結機構及び該連結機構を適用した歯科用ハンドピース - Google Patents

回転軸連結機構及び該連結機構を適用した歯科用ハンドピース

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JP2001082501A
JP2001082501A JP26292699A JP26292699A JP2001082501A JP 2001082501 A JP2001082501 A JP 2001082501A JP 26292699 A JP26292699 A JP 26292699A JP 26292699 A JP26292699 A JP 26292699A JP 2001082501 A JP2001082501 A JP 2001082501A
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ratchet
shaft
rotating shaft
driving shaft
rotation
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JP26292699A
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English (en)
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Koichi Sugihara
宏一 杉原
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Osada Research Institute Ltd
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Osada Research Institute Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯科治療において、歯牙等の切削中に切削バ
ーが歯牙等に食い込んでしまったような場合に、切削バ
ーに回転トルクが加わらないようにし、もって、切削バ
ーの食い込みによる危険を防止する。 【解決手段】 駆動軸1と該駆動軸1によって回転され
る被動軸(第2のラチェット)7とを連結し、前記駆動
軸1の回転を被動軸7に伝達する。駆動軸1は、該駆動
軸1に対して軸方向に移動可能でかつ周方向の移動が阻
止されている第1のラチェット3と、該第1のラチェッ
ト3を第2のラチェット7側に押圧するバネ5とを有す
る。第1のラチェット3と第2のラチェット7は、対向
する面が円筒状に形成され、かつ、周方向に沿って軸方
向の長さが漸増(又は漸減)する傾斜面を等間隔に複数
有し、この漸増(又は漸減)する面に前記バネ部材の押
圧力によって相互に係合されており、負荷が大きくなる
と、これらの係合が外れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の連結機
構、より詳細には、回転軸の負荷が過大になった時に、
該回転軸の回転力が一時的に負荷に伝達されないように
して負荷側の回動を防止するようにしたものであり、特
に、歯科治療用マイクロモータハンドピースにおいて、
歯牙切削バーが歯牙に食い込んでしまったような場合
に、該切削バーに回転力が伝わらないようにして、歯牙
治療時の安全性を確保するようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】歯科治療においては、歯牙の切削等を行
うために、マイクロモータハンドピースを用いる。この
マイクロモータハンドピースは、周知のように、マイク
ロモータハンドピースのケース内に配設されたモータの
回転を、該ハンドピースケース内に設けられた回転軸を
通してシャンク部内の回転軸に伝達し、更には、ヘッド
部内の回転チャックに伝達し、該回転チャックに着脱自
在に装着された切削バー(刃物)を回転し、歯牙の切削
等を行うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとき歯科治療
において、何らかの原因によって、切削バーが歯牙に食
い込んでしまった場合、モータの全回転トルクが歯牙に
かかってしまい、歯牙が破損したり、或いは、生体組織を
傷つけたりしてしまう恐れがある。
【0004】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、特に、歯科治療において、歯牙等の切削中
に切削バーが歯牙等に食い込んでしまったような場合
に、歯牙切削バーに回転トルクが加わらないようにし、
もって、切削バーの食い込みによる危険を防止すること
を目的としてなされたものであるが、本発明は、歯牙切
削に限定されるものではなく、通常の、極く一般的な回
転伝達軸に適用して、該回転軸に過大な負荷がかかった
ような場合において、該回転軸の過大回転トルクが負荷
にかからないようにして、負荷、或いは、回転軸、或い
は、該回転軸の駆動源(モータ等)の損傷を阻止するた
めに用いることも可能である。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、駆動
軸と該駆動軸によって回転される被動軸とを連結し、前
記駆動軸の回転を被動軸に伝達する回転軸連結機構にお
いて、前記駆動軸側は、該駆動軸に対して軸方向に移動
可能でかつ周方向の移動が阻止されている第1のラチェ
ットと、該第1のラチェットを前記被動軸側に押圧する
バネ部材とを有し、前記被動軸側は、前記第1のラチェ
ットに係合する第2のラチェットを有し、該第2のラチ
ェットと前記第1のラチェットは、対向する面が円筒状
に形成され、かつ、周方向に沿って軸方向の長さが漸増
(又は漸減)する傾斜面を等間隔に複数有し、前記漸増
(又は漸減)する面が前記バネ部材の押圧力によって相
互に係合されていることを特徴としたものである。
【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記駆動軸と前記第1のラチェットとは、前記駆動
軸を径方向に貫通しかつ軸方向に沿って延長する細長の
ピン穴と、該ピン穴を貫通してかつ前記第1のラチェッ
トを貫通するピン軸にて連結され、該第1のラチェット
は該ピン軸と前記ピン穴とによって案内されて軸方向に
移動可能であることを特徴としたものである。
【0007】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記第1のラチェットと第2のラチェットの
円筒状の係合面は、前記駆動軸の径より大径に形成さ
れ、前記駆動軸は、前記第2のラチェットの円筒内に配
設されたスラスト軸受けによって軸受けされていること
を特徴としたものである。
【0008】請求項4の発明は、請求項1乃至3のいず
れかの発明において、前記駆動軸に設けられたピン穴の
軸方向の長さは、該駆動軸の軸方向に沿って漸増(又は
漸減)する傾斜面の軸方向の長さより長く、前記第1の
ラチェットが前記傾斜面の軸方向の長さ以上に移動した
時に、前記第1のラチェットと第2のラチェットの係合
が一旦外れ、前記回転軸の回転が前記被動軸に伝達され
ないようにしたことを特徴としたものである。
【0009】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいず
れかの発明において、前記第1のラチェットと第2のラ
チェットとの係合が一旦外れた後は、前記回転軸を回転
するモータは逆方向の回転のみ回転可能にされ、該逆方
向の回転が前記第1のラチェット及び第2ラチェットを
介して前記被動軸に伝達されることを特徴としたもので
ある。
【0010】請求項6の発明は、請求項1乃至5のいず
れかの発明において、前記駆動軸は、歯科用マイクロモ
ータハンドピースケース内のモータによって回転される
回転軸であり、前記被動軸は、前記駆動軸の回転をシャ
ンク部内の回転軸に伝達するための回転軸であり、該被
動軸には、前記シャンク部内の回転軸先端に設けられ歯
車と係合する歯車が着脱自在に設けられていることを特
徴としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による回転軸連結
機構の一実施例を説明するための要部構成図で、同図
は、本発明を歯科治療用マイクロモータハンドピースに
適用した例を示しているが、本発明は、前述のように、
歯科治療用マイクロモータハンドピースのみに適用され
るものではなく、負荷の種類等に拘束されることなく、
通常の動力伝達用回転軸に適用可能なものである。
【0012】図1において、1は歯科用マイクロモータ
ハンドピースのケース内に配設されたモータによって回
転される回転軸(駆動軸)、2は該回転軸1に該回転軸1
の軸方向に細長に貫通して設けられたピン穴、3は該回
転軸1上を軸方向に移動可能にかつ回転方向には移動不
可に取り付けられた第1のラチェット、4は該第1のラ
チェット3に一体的に取り付けられたピンで、該ピン4
は前記細長のピン穴2を貫通し設けられており、これに
よって、前記第1のラチェット3は、軸方向にはピン穴
2内をピン4が移動可能であることによって移動可能で
あり、周方向(回転方向)には、ピン4の径とピン穴2
の幅が等しくなっていることにより、移動不可となって
いる。
【0013】また、5は前記第1のラチェット3を該第
1のラチェット3と係合する第2のラチェット(被動
軸)7の方向に押し、該第1のラチェット3と第2のラ
チェット7との係合を維持しているスプリング、6は駆
動軸1の外周面を軸方向に延長する溝と第1のラチェッ
ト3の内周面を軸方方向に延長する溝とに係合して該第
1のラチェット3を軸方向に移動可能にかつ周方向には
移動不可にしているノックピンである。
【0014】7は前記第1のラチェット3に対向して設
けられた第2のラチェット、8は該第2のラチェット
(被動軸)7に装着された歯車、9はシャンク部の回転
軸に設けられた歯車で、回転軸1の回転は、第1のラチ
ェット3、第2のラチェット7、歯車8,9を介して、
図示しないヘッド部に設けられた切削バーに伝達され、
該切削バーにて歯牙等の切削が行われる。
【0015】図2は、図1に示した第1のラチェット3
と第2のラチェット7の斜視図で、これら第1及び第2
のラチェットは、対向する係合面が円筒状に形成され、
かつ、該円筒状の対向面が複数に等分割(図示例の場
合、3等分)され、各分割部において、係合面の軸方向
の長さが漸増(又は漸減)され、漸増面と漸減面が係合
して相互に連結されている。具体的には、第1のラチェ
ット3において、係合面はA1,A2,A3で、これらの
係合面は、周方向の点P1からP2に向って軸方向の長さ
(x1)が漸増し、P2点からP1点へは軸方向に略並行
な段落となっている。なお、3aは前記ピン4が挿通さ
れるピン穴、3bは前記ノックピン6が挿通される溝で
ある。第2のラチェット7には、第1のラチェット3の
円筒面A1,A2,A3と係合する対向面B1,B2,B
3が、円筒状に形成され、かつ、各面B1,B2,B3が第
1のラチェット3の対向面A1,A2,A3に対向してQ1
からQ2に向って漸減するように形成され、その漸減
(又は漸増)量y1が、第1のラチェット3の漸増量x1
と等しく(y1=x1)となっている。
【0016】図3は、前記第1のラチェット3の対向傾
斜面A1,A2,A3と第2のラチェット7の対向傾斜面
1,B2,B3とを係合させた時の断面図で、係合面S1
は傾斜面A1とB1の係合面、係合面S3は傾斜面A3とB
3の係合面を示しており(S2の係合面は図示せず)、こ
れら係合面は、前述のバネ5によって、第1のラチェッ
ト3を該第2のラチェット7に向って押圧することによ
って常時係合されている。ここで、駆動軸1を矢印L方
向(正方向)に回転すると、第1のラチェット3と第2
のラチェット7の係合面が負荷の大きさに応じて矢印M
にて示す方向に移動し、第1のラチェット3はバネ5の
押力に抗して矢印N方向に移動する。通常時は、負荷に
加わるトルクとバネ5の力が均衡した状態で、第2のラ
チェット7は第1のラチェット3と一体的に回転してい
る。しかし、切削バーが歯牙等に食い込んで負荷が大き
くなると(例えば、切削バーが回転しなくなると)、第
1のラチェット3は、バネ5の押圧力に抗して前記傾斜
面の高さx1(=y1)を超えて移動し、第1のラチェッ
ト3と第2のラチェット7の係合が一旦はずれ、次の係
合面、例えば、A3面とB2面、A2面とB1面、A1面と
3面が係合するようになるが、その際、モータの負荷
が一瞬0近くに急減するので、この時の負荷電流の急減
を検出して、モータの電源を遮断すると、切削バーに
は、それ以上の負荷はかからない。しかし、切削バーが
歯牙に食い込んだままの状態になっていることがあり、
その場合には、切削バーを逆方向に回転してやる必要が
ある。そのような場合を考慮して、前述のようにして、
モータが一旦、停止した後は、モータの正方向の回転を
禁止し、逆方向の回転のみ可能にするようモータ回路を
切り換えると、第1のラチェット3と第2のラチェット
7の段落部が係合し、これにより、第2のラチェットを
逆方向に回転することが可能となる。
【0017】なお、図1において、10はスラストベア
リングで、該スラストベアリング10は、回転軸(駆動
軸)1と被動軸(第2のラチェット)7の同心を保持す
るもので、該スラストベアリング10のインナーレース
は駆動軸1の外径側に、アウターレースは第2のラチェ
ット7の内径側に固定され、これら駆動軸と被動軸が同
軸的に(偏心しないように)保持されている。また、以
上の説明においては、本発明を歯科用マイクロモータハ
ンドピースに適用した例について説明したが、本発明
は、図示実施例に限定されたものではなく、周知の任意
所望の回転軸に適用可能であり、例えば、第2のラチェ
ット(被動軸)7の外周側に一体的に固定してもよいこ
とは容易に理解できよう。更には、第1のラチェット3
の移動量を検出して、所定の移動量に達した時にモータ
の回転を停止するようにしてもよく、更には、その場合
にも、それ以降、モータの回転を逆転のみ可能にするよ
うにしてもよいことも容易に理解されよう。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、回転軸に過大な負荷がかかった時に、該回転
軸に過大な負荷がかかったことを容易に検出することが
でき、該駆動軸を回転させる駆動源、例えば、モータを
停止することによって、負荷に過大なトルクがかかり続
けることを防止することができ、これによって、負荷の
破損を防止し、特に、本発明を歯科用マイクロモータハ
ンドピースに適用した場合には、患者の歯牙や生体組
織、または、刃物に過大な力を加えることがなくなり、
歯牙や生体組織、または、切削バーの破損を防止し、安
全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による回転軸連結機構を歯科用マイク
ロモータハンドピースに適用した場合の一例を説明する
ための要部断面図である。
【図2】 本発明の実施に使用するラチェットの一例を
示す斜視図である。
【図3】 図2に示したラチェットを係合させた場合の
断面構成図である。
【符号の説明】
1…回転軸(駆動軸)、2…細長のピン穴、3…第1の
ラチェット、4…ピン、5…バネ、6…ノックピン、7
…第2のラチェット、8,9…歯車、10…スラストベ
アリング。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動軸と該駆動軸によって回転される被
    動軸とを連結し、前記駆動軸の回転を被動軸に伝達する
    回転軸連結機構において、前記駆動軸側は、該駆動軸に
    対して軸方向に移動可能でかつ周方向の移動が阻止され
    ている第1のラチェットと、該第1のラチェットを前記
    被動軸側に押圧するバネ部材とを有し、前記被動軸側
    は、前記第1のラチェットに係合する第2のラチェット
    を有し、該第2のラチェットと前記第1のラチェット
    は、対向する面が円筒状に形成され、かつ、周方向に沿
    って軸方向の長さが漸増(又は漸減)する傾斜面を等間
    隔に複数有し、前記漸増(又は漸減)する面が前記バネ
    部材の押圧力によって相互に係合されていることを特徴
    とする回転軸連結機構。
  2. 【請求項2】 前記駆動軸と前記第1のラチェットと
    は、前記駆動軸を径方向に貫通しかつ軸方向に沿って延
    長する細長のピン穴と、該ピン穴を貫通してかつ前記第
    1のラチェットを貫通するピン軸にて連結され、該第1
    のラチェットは該ピン軸と前記ピン穴とによって案内さ
    れて軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項1
    に記載の回転軸連結機構。
  3. 【請求項3】 前記第1のラチェットと第2のラチェッ
    トの円筒状の係合面は、前記駆動軸の径より大径に形成
    され、前記駆動軸は、前記第2のラチェットの円筒内に
    配設されたスラスト軸受けによって軸受けされているこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載の回転軸連結機
    構。
  4. 【請求項4】 前記駆動軸に設けられたピン穴の軸方向
    の長さは、該駆動軸の軸方向に沿って漸増(又は漸減)
    する傾斜面の軸方向の長さより長く、前記第1のラチェ
    ットが前記傾斜面の軸方向の長さ以上に移動した時に、
    前記第1のラチェットと第2のラチェットの係合が一旦
    外れ、前記回転軸の回転が前記被動軸に伝達されないよ
    うにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
    記載の回転軸の連結機構。
  5. 【請求項5】 前記第1のラチェットと第2のラチェッ
    トとの係合が一旦外れた後は、前記回転軸を回転するモ
    ータは逆方向の回転のみ回転可能にされ、該逆方向の回
    転が前記第1のラチェット及び第2ラチェットを介して
    前記被動軸に伝達されることを特徴とする請求項1乃至
    4のいずれかに記載の回転軸連結機構。
  6. 【請求項6】 前記駆動軸は、歯科用マイクロモータハ
    ンドピースケース内のモータによって回転される回転軸
    であり、前記被動軸は、前記駆動軸の回転をシャンク部
    内の回転軸に伝達するための回転軸であり、該被動軸に
    は、前記シャンク部内の回転軸先端に設けられ歯車と係
    合する歯車が着脱自在に設けられていることを特徴とす
    る請求項1乃至5のいずれかに記載の歯科用マイクロモ
    ータハンドピースにおける回転軸連結機構。
JP26292699A 1999-09-17 1999-09-17 回転軸連結機構及び該連結機構を適用した歯科用ハンドピース Pending JP2001082501A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7018296B2 (en) 2001-04-27 2006-03-28 Gkn Walterscheid Getriebe Gmbh Gear drive with integrated torque limiting coupling
CN107865701A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 惠州科赛医疗有限公司 一种医用泵固定装置
CN114191128A (zh) * 2021-12-27 2022-03-18 杭州键嘉机器人有限公司 种植手机装置及带有该装置的种植牙机器人

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040323