JP2004508132A - 歯科用ハンドピースのための改良された軸受 - Google Patents
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Abstract
歯科用ハンドピース（１０）は、ローター（１５）と、このローター（１５）を支持している玉軸受組立体（１４）とを有している。玉軸受組立体（１４）は、少なくとも１つの玉（２２）を有している。軸受（１４）は、内レース（２０）と外レース（２１）とを有しており、そして、外レース（２１）は、拡径された直径を有している。
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、歯科用ハンドピースに向けられている。より具体的には、本発明は、改良された軸受構造を有している歯科用ハンドピースに向けられている。独創的な軸受は、厚い外レースを有している。
【０００２】
【発明の背景】
空気タービン歯科用高速ハンドピースにおける可聴音のレベルが、６５〜７８ｄＢＡ、時には、それ以上の範囲に亘っているということは、現在知られている。この雑音レベルが、ユーザーの主要な苦情である。更に、４２５，０００ｒｐｍの回転速度に対応する、音響スペクトルにおける約７，０００Ｈｚでのピークであって、ユーザーによって「高音の泣き声（ｈｉｇｈ ｐｉｔｃｈｅｄ ｗｈｉｎｅ）」として特徴付けられているものが、存在する。歯科用ハンドピースによって発せられる音を低減させることは、明らかに望ましい。軸受がその雑音の源のうちの１つの源である、ということが、信じられている。例えば、Ｂｉｅｎ Ａｉｒから入手可能なＧｙｒｏハンドピースは、空気軸受を有していると共に、このＧｙｒｏハンドピースが７，０００Ｈｚでのより低い音響強度を有しているということは、知られている。
【０００３】
今日歯科用ハンドピースに一般的に使用されている軸受は、薄い断面を有しており、この薄い断面は、軸受のレースを所望されている精度（しばしば、１０×１０−６インチの真円度及び同心性であることが要求される）に製造（研削）するのを困難にする。軸受精度及び表面仕上における向上は、軸受の寿命を向上させ且つ軸受の雑音を低減させるべく期待されており、従って、望ましい。
【０００４】
あらゆるタイプ又はデザインの歯科用ハンドピースが、本発明に係る軸受との関連で、有用である。一の特に有用なクラスのそのようなハンドピースは、通常、「高速」ハンドピースとして知られていると共に、しばしば空気で駆動される。そのようなハンドピースの例は、例えば、米国特許第４，０８９，１１５号、米国特許第４，２７９，５９７号及び米国特許第５，０４０，９８０号であって、そのような開示に関して、引用によって本明細書中に取り入れられているものに示されている。
【０００５】
【発明の概要】
従って、本発明の目的は、歯科用ハンドピースを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、歯科用ハンドピースであって、その軸受構造に関して改良されているものを提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、歯科用ハンドピースのための軸受構造であって、ハンドピースの可聴音質を向上させるものを提供することである。
【０００８】
本発明の、これらの及び他の目的であって、以下の議論から明らかになるであろうところのものは、以下に記載されている発明によって達成される。
【０００９】
一般的に、歯科用ハンドピースは、ローターと、前記ローターを支持している玉軸受組立体とを具備している。前記玉軸受組立体は、少なくとも１つの玉と軸受とを有しており、前記軸受は、内レースと外レースとを有しており、前記外レースは、拡径された直径を有している。
【００１０】
【本発明を実施するための好適な実施形態】
説明用に選択されているハンドピースは、空気駆動式のハンドピース１０であり、このハンドピース１０は、内部チャンバー１２を備えているハウジング１１と、ハウジング１１によって画成されているチャンバー１２内にローター１５を回転可能に支持している１対の玉軸受組立体１３及び１４とを有している。ローターは、例えば、ローター１５を回転可能に駆動する空気タービン１６のような、在来の駆動手段を含んでいる。図１に描かれているタービンは、空気で駆動される軸流タービンであるが、勿論、在来のあらゆるデザインのものであってよい。
【００１１】
軸受組立体１３及び１４は、軸受組立体１４について論ぜられるが、しかし、軸受組立体１３も同様の設計及び構成のものであり得るということは、理解されよう。軸受組立体１４は、内レース２０と外レース２１とを有している。図示のように、ローター１５が、所望されている場所に支持されているが、例えばタービン１６によって駆動される場合には、回転自由でもあるようにして、軸受組立体１４は、ローター１５を支持している。軸受組立体１４は、また、玉軸受２２をも備えている。軸受組立体１４のような軸受組立体は、そのような点については、当業界において伝統的であると共に、本発明に従い、外レースと一体である軸受シールド２３をも含み得る。
【００１２】
本発明によると、外レース２１は、これまでに当業界において知られているものよりも、厚い。例えば、本発明に係る外レースであって、その他は伝統的なサイズである歯科用ハンドピースに使用されるものは、約０．２５インチ超の直径、好ましくは、０．２８インチ以上の直径を有し得る。この独創的な外レース２１は、厚さにおいて、当業界において伝統的に知られている軸受のほぼ２倍であると共に、以前の歯科用ハンドピースと比較して、直径において０．０３インチ大きい。
【００１３】
例として、表１は、本発明に係る代表的な歯科用ハンドピースの軸受の構成と、商業的に入手可能な歯科用ハンドピース（即ち、ＤＥＮＴＳＰＬＹ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手可能なＸＧＴハンドピース）との比較を示している。
【表１】
【００１４】
また、本発明によると、軸受は、フランジを有していず、そのフランジは、以前の伝統的な軸受においては、エラストマーサスペンション「クアッド−リング（ｑｕａｄ−ｒｉｎｇ）」からの軸方向力を伝達すべく機能している。そうではなく、新しい軸受は、僅かな肩部３０を有しており、この肩部３０の上に、エラストマーサスペンションであるＯリング３１が、載っている。Ｏリング３１は、溝３２内に保持され得る。軸方向力は、予荷重を掛けるべく、Ｏリング３１から軸受外レース２１に依然として伝達されているが、この独創的な軸受の幾何学的配置は、その力のベクトルを、玉２２と玉溝との間の接触部と列をなすように方向付けられている。この方向付けられた力は、変化する荷重状態の下での軸受性能を向上させる、ということが、信じられている。
【００１５】
軸受１４のレースは、歯科用の用途に有用な在来の材料（例えば、４４０Ｃ「マイクロ−メルト（ｍｉｃｒｏ−ｍｅｌｔ）」ステンレス鋼）から作られ得る。
【００１６】
上述のように、独創的な軸受１４の外レース２１は、典型的な軸受プラクチスとは対照的に、一方の側部に一体のシールド２３をも含んでいる。なお、典型的な軸受プラクチスにおいては、一方又は両方のシールドは、所定の場所に熔接されている又は別の方法で保持されている別体のリングである。新しい軸受の反対側の側部におけるシールドは、在来の手段（例えばスポット熔接）により、在来の態様で、外レース２１に取着されている。
【００１７】
軸受１４の保持器材料は、多くの歯科用軸受において現在使用されている、トルロン（Ｔｏｒｌｏｎ）のような、在来の材料であってよい。勿論、あらゆる保持器材料又は構成が、厚い外レースと共に使用され得る。
【００１８】
新しい軸受の玉２２は、殆ど全ての歯科用軸受において現在使用されているステンレス鋼から好適に作られている。勿論、許され得る、あらゆる玉材料が、厚い外レースと共に使用され得る。
【００１９】
あるいは、外レースの増大させられた質量は、より稠密な材料を用いることにより、外レースの直径を変えることなく、達成され得る。更に、２つ又は３つ以上の異なる材料が、外レースを製造すべく使用され得る。レースの最内部は、軸受の性能及び寿命を最適にすべく選択された材料（例えば、焼入鋼又はセラミック）から成っているであろう。最外部は、消音特性に関して又はより高い密度に関して選択された材料であり得よう。更に、接着剤、プラスチック又はエラストマーの薄い層であって、２つの層の間にあるものが、音の伝達を更に減衰させ得よう。在来の軸受の外レースを取り囲んでいる、いずれかの材料のスリーブが、採用され得る。
【００２０】
軸受は、また、他の特徴を組み入れ得る：
外レースと一体化されている（外レースと共に形成されている）、一側部におけるシールド。
サスペンション用エラストマーＯリングと咬合すべきサイズになされている、外レースにおける半径方向フランジ。
内レース及び外レースの両方が厚い軸受。
内レースが、外レースについて上述した、多数の材料又はスリーブから成っている軸受。
レース、玉及び玉保持器用の種々の材料。
玉保持器の種々の構成。
玉溝の種々の構成及び幾何学的配置。
玉の種々のサイズ。
低減させられた可聴雑音。
増大させられた軸受寿命。
【００２１】
大きい許容度での製造の容易さ。製造の間（研削、シールドの熔接、及び軸受のプレス嵌め組み立ての間）のより小さい軸受の歪み。
【００２２】
独特な非互換性幾何学的配置。
【００２３】
原型の軸受が、原型のハンドピース内に組み込まれ、そして、試験は、雑音における８〜１２ｄＢの低減を示している。
【００２４】
上記記載において、本発明の詳細な記載が、説明の目的でなされている一方、本明細書において与えられている詳細の変形が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によってなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る軸受構造を有している歯科用ハンドピースの作業頭部の側面図である。
【技術分野】
本発明は、歯科用ハンドピースに向けられている。より具体的には、本発明は、改良された軸受構造を有している歯科用ハンドピースに向けられている。独創的な軸受は、厚い外レースを有している。
【０００２】
【発明の背景】
空気タービン歯科用高速ハンドピースにおける可聴音のレベルが、６５〜７８ｄＢＡ、時には、それ以上の範囲に亘っているということは、現在知られている。この雑音レベルが、ユーザーの主要な苦情である。更に、４２５，０００ｒｐｍの回転速度に対応する、音響スペクトルにおける約７，０００Ｈｚでのピークであって、ユーザーによって「高音の泣き声（ｈｉｇｈ ｐｉｔｃｈｅｄ ｗｈｉｎｅ）」として特徴付けられているものが、存在する。歯科用ハンドピースによって発せられる音を低減させることは、明らかに望ましい。軸受がその雑音の源のうちの１つの源である、ということが、信じられている。例えば、Ｂｉｅｎ Ａｉｒから入手可能なＧｙｒｏハンドピースは、空気軸受を有していると共に、このＧｙｒｏハンドピースが７，０００Ｈｚでのより低い音響強度を有しているということは、知られている。
【０００３】
今日歯科用ハンドピースに一般的に使用されている軸受は、薄い断面を有しており、この薄い断面は、軸受のレースを所望されている精度（しばしば、１０×１０−６インチの真円度及び同心性であることが要求される）に製造（研削）するのを困難にする。軸受精度及び表面仕上における向上は、軸受の寿命を向上させ且つ軸受の雑音を低減させるべく期待されており、従って、望ましい。
【０００４】
あらゆるタイプ又はデザインの歯科用ハンドピースが、本発明に係る軸受との関連で、有用である。一の特に有用なクラスのそのようなハンドピースは、通常、「高速」ハンドピースとして知られていると共に、しばしば空気で駆動される。そのようなハンドピースの例は、例えば、米国特許第４，０８９，１１５号、米国特許第４，２７９，５９７号及び米国特許第５，０４０，９８０号であって、そのような開示に関して、引用によって本明細書中に取り入れられているものに示されている。
【０００５】
【発明の概要】
従って、本発明の目的は、歯科用ハンドピースを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、歯科用ハンドピースであって、その軸受構造に関して改良されているものを提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、歯科用ハンドピースのための軸受構造であって、ハンドピースの可聴音質を向上させるものを提供することである。
【０００８】
本発明の、これらの及び他の目的であって、以下の議論から明らかになるであろうところのものは、以下に記載されている発明によって達成される。
【０００９】
一般的に、歯科用ハンドピースは、ローターと、前記ローターを支持している玉軸受組立体とを具備している。前記玉軸受組立体は、少なくとも１つの玉と軸受とを有しており、前記軸受は、内レースと外レースとを有しており、前記外レースは、拡径された直径を有している。
【００１０】
【本発明を実施するための好適な実施形態】
説明用に選択されているハンドピースは、空気駆動式のハンドピース１０であり、このハンドピース１０は、内部チャンバー１２を備えているハウジング１１と、ハウジング１１によって画成されているチャンバー１２内にローター１５を回転可能に支持している１対の玉軸受組立体１３及び１４とを有している。ローターは、例えば、ローター１５を回転可能に駆動する空気タービン１６のような、在来の駆動手段を含んでいる。図１に描かれているタービンは、空気で駆動される軸流タービンであるが、勿論、在来のあらゆるデザインのものであってよい。
【００１１】
軸受組立体１３及び１４は、軸受組立体１４について論ぜられるが、しかし、軸受組立体１３も同様の設計及び構成のものであり得るということは、理解されよう。軸受組立体１４は、内レース２０と外レース２１とを有している。図示のように、ローター１５が、所望されている場所に支持されているが、例えばタービン１６によって駆動される場合には、回転自由でもあるようにして、軸受組立体１４は、ローター１５を支持している。軸受組立体１４は、また、玉軸受２２をも備えている。軸受組立体１４のような軸受組立体は、そのような点については、当業界において伝統的であると共に、本発明に従い、外レースと一体である軸受シールド２３をも含み得る。
【００１２】
本発明によると、外レース２１は、これまでに当業界において知られているものよりも、厚い。例えば、本発明に係る外レースであって、その他は伝統的なサイズである歯科用ハンドピースに使用されるものは、約０．２５インチ超の直径、好ましくは、０．２８インチ以上の直径を有し得る。この独創的な外レース２１は、厚さにおいて、当業界において伝統的に知られている軸受のほぼ２倍であると共に、以前の歯科用ハンドピースと比較して、直径において０．０３インチ大きい。
【００１３】
例として、表１は、本発明に係る代表的な歯科用ハンドピースの軸受の構成と、商業的に入手可能な歯科用ハンドピース（即ち、ＤＥＮＴＳＰＬＹ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手可能なＸＧＴハンドピース）との比較を示している。
【表１】
また、本発明によると、軸受は、フランジを有していず、そのフランジは、以前の伝統的な軸受においては、エラストマーサスペンション「クアッド−リング（ｑｕａｄ−ｒｉｎｇ）」からの軸方向力を伝達すべく機能している。そうではなく、新しい軸受は、僅かな肩部３０を有しており、この肩部３０の上に、エラストマーサスペンションであるＯリング３１が、載っている。Ｏリング３１は、溝３２内に保持され得る。軸方向力は、予荷重を掛けるべく、Ｏリング３１から軸受外レース２１に依然として伝達されているが、この独創的な軸受の幾何学的配置は、その力のベクトルを、玉２２と玉溝との間の接触部と列をなすように方向付けられている。この方向付けられた力は、変化する荷重状態の下での軸受性能を向上させる、ということが、信じられている。
【００１５】
軸受１４のレースは、歯科用の用途に有用な在来の材料（例えば、４４０Ｃ「マイクロ−メルト（ｍｉｃｒｏ−ｍｅｌｔ）」ステンレス鋼）から作られ得る。
【００１６】
上述のように、独創的な軸受１４の外レース２１は、典型的な軸受プラクチスとは対照的に、一方の側部に一体のシールド２３をも含んでいる。なお、典型的な軸受プラクチスにおいては、一方又は両方のシールドは、所定の場所に熔接されている又は別の方法で保持されている別体のリングである。新しい軸受の反対側の側部におけるシールドは、在来の手段（例えばスポット熔接）により、在来の態様で、外レース２１に取着されている。
【００１７】
軸受１４の保持器材料は、多くの歯科用軸受において現在使用されている、トルロン（Ｔｏｒｌｏｎ）のような、在来の材料であってよい。勿論、あらゆる保持器材料又は構成が、厚い外レースと共に使用され得る。
【００１８】
新しい軸受の玉２２は、殆ど全ての歯科用軸受において現在使用されているステンレス鋼から好適に作られている。勿論、許され得る、あらゆる玉材料が、厚い外レースと共に使用され得る。
【００１９】
あるいは、外レースの増大させられた質量は、より稠密な材料を用いることにより、外レースの直径を変えることなく、達成され得る。更に、２つ又は３つ以上の異なる材料が、外レースを製造すべく使用され得る。レースの最内部は、軸受の性能及び寿命を最適にすべく選択された材料（例えば、焼入鋼又はセラミック）から成っているであろう。最外部は、消音特性に関して又はより高い密度に関して選択された材料であり得よう。更に、接着剤、プラスチック又はエラストマーの薄い層であって、２つの層の間にあるものが、音の伝達を更に減衰させ得よう。在来の軸受の外レースを取り囲んでいる、いずれかの材料のスリーブが、採用され得る。
【００２０】
軸受は、また、他の特徴を組み入れ得る：
外レースと一体化されている（外レースと共に形成されている）、一側部におけるシールド。
サスペンション用エラストマーＯリングと咬合すべきサイズになされている、外レースにおける半径方向フランジ。
内レース及び外レースの両方が厚い軸受。
内レースが、外レースについて上述した、多数の材料又はスリーブから成っている軸受。
レース、玉及び玉保持器用の種々の材料。
玉保持器の種々の構成。
玉溝の種々の構成及び幾何学的配置。
玉の種々のサイズ。
低減させられた可聴雑音。
増大させられた軸受寿命。
【００２１】
大きい許容度での製造の容易さ。製造の間（研削、シールドの熔接、及び軸受のプレス嵌め組み立ての間）のより小さい軸受の歪み。
【００２２】
独特な非互換性幾何学的配置。
【００２３】
原型の軸受が、原型のハンドピース内に組み込まれ、そして、試験は、雑音における８〜１２ｄＢの低減を示している。
【００２４】
上記記載において、本発明の詳細な記載が、説明の目的でなされている一方、本明細書において与えられている詳細の変形が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によってなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る軸受構造を有している歯科用ハンドピースの作業頭部の側面図である。
Claims (6)
- 玉軸受組立体によって支持されているローターを有しているタイプの歯科用ハンドピースであって、前記玉軸受組立体は、少なくとも１つの玉と軸受とを有しており、前記軸受は、内レースと外レースとを有しており、ここで、軸受が、拡径された直径を有している外レースを有している、歯科用ハンドピース。
- 前記外レースが、約０．２５インチ超の直径を有している請求項１の歯科用ハンドピース。
- 前記外レースが、少なくとも０．２８インチの直径を有している請求項２の歯科用ハンドピース。
- 歯科用ハンドピースであって、ローターと、前記ローターを支持している玉軸受組立体とを具備しており、前記玉軸受組立体は、少なくとも１つの玉と軸受とを有しており、前記軸受は、内レースと外レースとを有しており、前記外レースは、拡径された直径を有している、歯科用ハンドピース。
- 前記外レースが、約０．２５インチ超の直径を有している請求項３の歯科用ハンドピース。
- 前記外レースが、少なくとも０．２８インチの直径を有している請求項４の歯科用ハンドピース。
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