JP2001120575A - 歯科および外科用のハンド・ピースのトルクを制限する方法および装置 - Google Patents
歯科および外科用のハンド・ピースのトルクを制限する方法および装置Info
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Abstract
土台をねじ込む際に、歯科および外科用ハンド・ピース
のトルクを一定の値に制限ないしは限定する。 【解決手段】外科用ハンド・ピース1を使ってインプラ
ントないしはインプラント土台をねじ込む直前に、プリ
セットしたトルクに達するために必要なモータ電流を測
定し、モータ制御により、あとに続くねじ込み過程でモ
ータ電流をこの値に制限することを特徴とする。
Description
ハンド・ピースのトルクを制限ないしは限定するための
方法に関する。
における歯の植込み手術においては、ねじ式のインプラ
ント(ないしはインプラント土台、ロック・ボルトまた
は上部構造ボルト。以下では便宜上インプラントと称す
る)を骨にあらかじめ穿孔した穴にねじ込むことが行わ
れる。そのためには、ねじ込みに使用する電気駆動式工
具のトルクをあらかじめ規定した値に制限し、深くねじ
込みすぎたり、骨質量に損傷を与えたり、あるいはイン
プラントのねじ山により切ったねじが引きちぎれてしま
うのを確実に防止する必要がある。
をセットした直後にロック・ボルトをねじ込み、インプ
ラントの上の歯肉を縫合し、治癒を待つ。約半年または
それ以上が経過してからロック・ボルトを取り外し、こ
のインプラントに義歯などを含む上部構造ボルトを接合
する。この上部構造ボルトは、上部構造(義歯など)が
インプラント上でけっしてぐらぐらしないように、しか
も締め付けるときに骨に埋め込んだインプラントが引き
ちぎられることがない程度に、しっかりと締め付けなけ
ればならない。
き、適用できる最大トルクを規定すると、使用する工
具、たとえば電動のハンド・ピースの駆動トルクは、こ
の設定トルクを超えることが許されない。
し、あらかじめ設定したトルクとモータ電流の関係を使
用し、モータ電流を永続的に測定することによって、設
定値に達した場合には、この電流を制限するか、あるい
はモータ電流を遮断して、ねじ込み過程を終了してい
た。
変化、不十分または過度の潤滑、機械伝動装置の摩耗、
あるいは機械伝動装置の交換等により、モータ電流は同
じでも、実際の駆動トルクとあらかじめ設定したトルク
との間に大きな差異が生ずる結果となる欠点が明らかに
なった。そのために、インプラントが非常に強くねじ込
まれ、前述の問題や損傷が発生する可能性が生じたり、
あるいはねじ込みがゆるすぎるために、インプラント土
台のみならずそこに取り付ける義歯などがぐらぐらした
り、取れたりして、患者に再度処理を施す(それが可能
であればの話だが)必要が生ずることとなる。
性と欠点を回避し、確実性と信頼性をもってあらかじめ
設定した最大トルクを遵守できる方法および装置を提供
することにある。
される。
はインプラント土台をねじ込む際に、歯科および外科用
ハンド・ピースのモータ電流に応じて制御されるトルク
を一定の値に制限、ないしは限定するための方法におい
て、外科用ハンド・ピースを使ってインプラントないし
はインプラント土台をねじ込む直前に、ハンド・ピース
にトルクブレーキを接続し、この状態でプリセットした
トルクに達するために必要なモータ電流を測定し、測定
後にトルク・ブレーキを外し、モータ制御により、あと
に続くインプラントのねじ込み過程でモータ電流をこの
「測定」値に制限することを特徴とする歯科および外科
用ハンド・ピースのトルクを制限する方法である。
モータ電流の測定過程と、インプラントのねじ込み過程
の間に、ハンド・ピースの分解、洗浄、潤滑またはその
他の保守を実施しないことを特徴とする。
ねじ込み過程に、実際のモータ電流を連続的または定期
的に測定し、少なくともその最大値を呼出し可能/表示
可能な形でメモリーすることを特徴とする。
ースによるインプラントないしはインプラント土台のね
じ込み直前に、プリセットされたトルクの調達に必要な
モータ電流を測定し、モータ制御により、次に続くねじ
込み過程におけるモータ電流をこの値に制限することを
意図している。
時とその直後の処理の際には同じ状況が存在するため
に、すべての許容誤差と不正確性を調整することができ
る。なお、本発明においては、「直前」ないしは「直
後」とは、測定と処理の間に、ハンド・ピースの洗浄、
潤滑または保守、分解が実施されないことを意味する。
の装置として、ハンド・ピース(1)の工具ホルダと締結
が可能なトルク・ブレーキ(4)と、ハンド・ピースのモ
ータ電流を測定する電流測定装置とを、備える。
トルク・ブレーキ(4)とハンド・ピース(1)の締結が、一
方をハンド・ピース(1)の工具ホルダにはめ込むことが
でき、もう一方をトルク・ブレーキ(4)のマウント(3)に
差し込むことができる接続ピン(2)により行われている
ことを特徴とする。
トルク・ブレーキ(4)のマウント(3)側に配置されている
接続ピン(2)の先端部が球状に集まった多角形に形成さ
れ、マウント側にこれを受け入れるリセスが形成されて
いることを特徴とする。
モータ電流測定装置にハンド・ピース(1)用の制御装置
が接続していることを特徴とする。
トルクを付与できる装置、トルク・ブレーキ(好ましく
は、ヒステリシス・ブレーキ)とモータ電流測定用装置
を備えているので、外科用ハンド・ピース較正の際に
は、プリセットしたトルクの負荷がかかり、あらかじめ
規定したトルクとモータ電流との関係が明確に確認され
る。
えば繊維工業、製紙工業、板金製造、測定技術およびそ
の他の各種応用分野で知られており、産業上入手が可能
である。
は、同期運転においては互いに引き合う極の磁気作用、
そしてすべり運転においては永久磁石の磁性特性に基づ
いている。なお、この種のブレーキの製造メーカとして
は、ドイツ連邦共和国のキールにあるMOBAC GmbH、また
はドイツ連邦共和国のフリードリヒスハーフェンにある
ZF Friedrichshafen AGがある。
を参照してより詳しく説明する。
意図しているモータ電流の較正を実施するために、外科
用ハンド・ピース1には、その先端部がハンド・ピース1
の工具ホルダ1aにはめ込まれている、接続ピン2が付い
ている。この較正過程においては、接続ピン2の下端
は、トルク・ブレーキとしての、ヒステリシス・ブレー
キ4のマウント3にかみ合っている。
ド・ピース1の工具ホルダ1aが汚染されないために、
使用前には毎回殺菌する。さらにこの接続ピン2は、殺
菌可能なハンド・ピース1と殺菌不可能なヒステリシス
・ブレーキ4のマウント3との直接的な接触を避けるため
に、比較的大きな寸法(長さ)であることが好ましい。
るように、接続ピン2の先端がヒステリシス・ブレーキ4
の回転軸との角度を最大約20°まで問題なく調整できる
ような構造になっている。
状に集まった形の先端部5により実現する。この先端部
は、ヒステリシス・ブレーキ4のマウント3に形成された
これに対応する中空の多角形リセスにかみ合っていて、
リセスにより包み込まれている。ヒステリシス・ブレー
キ4は、外科医がプリセットしたトルク値に調整されて
いて、ハンド・ピース1のモータが作動すると、モータ
電流は、プリセットしたトルクに達するまで連続して上
昇する。この間もモータ電流は連続測定され、プリセッ
トしたトルクにおけるモータ電流を確認する。
に発生するトルクが規定値に達したときのモータ電流が
測定される。
で行うかあるいは自動制御装置で行う。その場合後者
は、やはりヒステリシス・ブレーキを装備していること
が優先され、回路が接続されていて、その値は直接伝送
され、この値を最高値として調整が行われ、接続ピン2
はハンド・ピース1から取り出され、ハンド・ピース1の
工具ホルダ1aには、工具が取付けられ、これがインプ
ラントに接続し、ハンド・ピース1の駆動トルクにより
インプラントが骨の中にねじ込まれる。
行われ、インプラントはプリセットされている一定の速
度で回転し、ねじ込み過程においては(この過程で初め
て骨にねじ切りをする場合もしばしばある)回転速度を
一定に保持するために必要なトルクが連続的に増加し、
これがきっかけとなってハンド・ピース・モータの制御
装置は、モータ電流を連続的に上昇させる。
よりモニタリングされていて、この第2制御段は、直前
に測定した規定トルクとなるモータ電流値に達すると無
通電状態に切り替わり、それによって駆動装置のスイッ
チがオフになる。その後、工具ないしは工作物の締付け
装置を外すことによって、ねじ込まれたインプラントが
ハンド・ピースから離れ、プリセットされたトルクで確
実に骨にねじ込まれることになる。
おいては既知であり、自動制御システムの専門家にとっ
ては、ヒステリシス・ブレーキ/電流値測定とモータ制
御の連動は自明のことであるので、ここでこれ以上、詳
述することはしない。
よって、実際のモータ電流ひいては実際のトルクが、ね
じ込み過程に測定され、少なくともその最大値がメモリ
ーされる。それによってユーザは、インプラントが意図
していたねじ込み深さに達したことを目視し、スイッチ
・オフ電流値に到達する前にねじ込み過程を終了しなけ
ればならないケースに遭遇した場合も、トルクの推移を
確認し、発生した最大トルク値を知ることができる。
事後評価を可能にする。全体的なトルクの推移がわかれ
ば、それが場合によっては顎に切ったねじの「引きちぎ
れ」に至るかどうかを評価することもできる。これはた
とえば、比較的トルクの高い周期の後でトルクが再び降
下したような場合などが考えられる。こうした知識によ
り、その後に必要な処理についても、従来よりも信頼性
の高い処理を講ずることができる。
例に限定されず、多様に変化させることができる。した
がって較正およびねじ込み手順の適合性を高めるため
に、較正段階においてもハンド・ピースをねじ込み段階
の回転速度で駆動させ、ヒステリシス・ブレーキを連続
的または段階的に設定トルクに至るまで制御して、その
際に電流を測定することも可能である。
ド・ピースに誤った変速比を適用するといったような
「ワースト・ケース」のシナリオを含む、これまで発生
したような不具合は、複雑で(したがって不具合が発生
しやすい)時間を食う手順を行うことなく回避される。
必要なのは接続ピンを取り付け、較正装置を起動し、モ
ータ電流最大値を測定し、接続ピンをインプラントと取
り替え、その後にインプラントをねじ込めるようにする
ことのみである。
Claims (7)
- 【請求項1】インプラントないしはインプラント土台を
ねじ込む際に、歯科および外科用ハンド・ピースのモー
タ電流に応じて制御されるトルクを一定の値に制限、な
いしは限定するための方法において、 外科用ハンド・ピースを使ってインプラントないしはイ
ンプラント土台をねじ込む直前に、ハンド・ピースにト
ルク・ブレーキを接続し、この状態でプリセットしたト
ルクに達するために必要なモータ電流を測定し、測定後
にトルク・ブレーキを外し、モータ制御により、あとに
続くインプラントのねじ込み過程でモータ電流をこの測
定値に制限することを特徴とする歯科および外科用ハン
ド・ピースのトルクを制限する方法。 - 【請求項2】前記モータ電流の測定過程と、インプラン
トのねじ込み過程の間に、ハンド・ピースの分解、洗
浄、潤滑またはその他の保守を実施しないことを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】前記ねじ込み過程に、実際のモータ電流を
連続的または定期的に測定し、少なくともその最大値を
呼出し可能/表示可能な形でメモリーすることを特徴と
する請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】前記請求項1に記載の方法を実施するため
に、ハンド・ピース(1)の工具ホルダと締結が可能なト
ルク・ブレーキ(4)と、ハンド・ピースのモータ電流を
測定する電流測定装置とを、備えていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項5】前記トルク・ブレーキ(4)とハンド・ピー
ス(1)の締結が、一方をハンド・ピース(1)の工具ホルダ
にはめ込むことができ、もう一方をトルク・ブレーキ
(4)のマウント(3)に差し込むことができる接続ピン(2)
により行われていることを特徴とする請求項4に記載の
装置。 - 【請求項6】前記トルク・ブレーキ(4)のマウント(3)側
に配置されている接続ピン(2)の先端部が球状に集まっ
た多角形を形成され、マウント側にこれを受け入れるリ
セスが形成されていることを特徴とする請求項5に記載
の装置。 - 【請求項7】前記モータ電流測定装置にハンド・ピース
(1)用の制御装置が接続していることを特徴とする請求
項4ないし6のいずれか一つに記載の装置。
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