JP2014113301A

JP2014113301A - 工具チャック装置

Info

Publication number: JP2014113301A
Application number: JP2012269316A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tanaka; 仁田中
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: JP5856945B2

Abstract

【課題】コンパクトで、且つ、切削回転工具の保持が確実になされ、切削回転工具の着脱も簡易になし得る医科歯科用ハンドピースの工具チャック装置を提供する。
【解決手段】切削回転工具５を着脱自在に装着し得る工具チャック装置１７であって、切削回転工具を同心的に挿通し得る内筒部１８ａを備えた中空円筒状の工具保持部材１８と、開口部１８ｃに、内筒部に一部１９１が臨んで、挿通された切削回転工具の基端部５ａを係止するよう、工具保持部材の軸心Ｌに直交する方向にスライド自在に支持される係止用爪部材１９と、係止用爪部材を工具保持部材の軸心側に弾力付勢する係止用弾性部材２１と、係止用爪部材を係止用弾性部材の付勢力に抗して工具保持部材の遠心側に変位させて切削回転工具に対する係止を解除させる係止解除部材２２と、を備え、係止用爪部材と工具保持部材との軸心回りの相対回転を不能とする規制手段１８ｆが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、工具チャック装置に関し、具体的には、医科歯科用ハンドピースの先端ヘッド部に設けられ、歯牙等の患部の切削等に用いられる切削回転工具を着脱自在に装着し得る工具チャック装置の改良に関するものである。

前記のような医科歯科用ハンドピースには、その先端ヘッド部に、前記切削回転工具を着脱自在に装着し得る工具チャック装置が組み込まれている。医科歯科の診療においては、術者は、患部の状態に応じて、それに適正な切削回転工具をヘッド部に適宜交換装着して診療に用いる。そのため、切削回転工具を着脱自在に装着し得るチャック装置がヘッド部に組み込まれる。そして、このような工具チャック装置には、診療の効率化の観点から、切削回転工具の着脱操作が簡易に行え、且つ、回転中に切削回転工具が抜け出さないよう確実に切削回転工具を保持し得る機構が求められる。このような工具チャック装置の一例として、特許文献１に記載されたものを挙げることができる。

特許文献１に開示された工具チャック装置では、ヘッド部に軸回転可能に内装されるバーチューブ（工具保持部材）にコントラバー（切削回転工具）が挿通可能とされ、該バーチユーブの基端部に挿通されたコントラバーを係合保持するバー係合保持部材が設けられている。このバー係合保持部材は、これ自体が拡開弾性変形する弾性リング部材からなり、押圧部材からなるコントラバー解除部材によって、前記弾性リング部材を拡開させて、コントラバーの保持を解除させるように構成されている。

実開平７−７６０９号公報

ところで、特許文献１に開示された工具チャック装置の場合、開環状の弾性リング部材からなるバー係合保持部材は、コントラバーの基端部に形成された周溝にコントラバーを抱持するよう嵌り込んで、コントラバーが抜け落ちないように係合保持するものである。そのため、この弾性リング部材による係合保持を解除する場合、当該弾性リング部材を、コントラバーの外径より大きく、前記周溝より完全に脱出し得るように拡開する必要がある。従って、弾性リング部材の拡開に要する大きなスペースをバーチューブ更にはヘッド部内に確保する必要があり、これによって、バーチューブ更にはヘッド部の外径を大きくせざるを得ず、狭い口腔内で使用される歯科用ハンドピースの場合には、その適正が損なわれる可能性がある。一方、拡開変形量を少なくして係合保持させようとすると、係合保持量が少なくなり、それだけ回転中のコントラバーの抜け落ちの危険性が高まることにもなる。

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、コンパクトで、且つ、切削回転工具の保持が確実になされ、切削回転工具の着脱も簡易になし得る医科歯科用ハンドピースの工具チャック装置を提供することを目的とする。

本発明に係る工具チャック装置は、医科歯科用ハンドピースの先端ヘッド部に設けられ、切削回転工具を着脱自在に装着し得る工具チャック装置であって、前記先端ヘッド部に軸回転可能に内装され、前記切削回転工具を同心的に挿通し得る内筒部を備えた中空円筒状の工具保持部材と、前記工具保持部材の基端部側の胴部に内外に連通するよう形成された開口部に、前記内筒部に一部が臨んで、挿通された前記切削回転工具の基端部を係止するよう、該工具保持部材の軸心に直交する方向にスライド自在に支持される係止用爪部材と、前記係止用爪部材を前記工具保持部材の軸心側に弾力付勢する係止用弾性部材と、前記係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して前記工具保持部材の遠心側に変位させて前記切削回転工具に対する係止を解除させる係止解除部材と、を備え、前記係止用爪部材の支持部には、前記係止用爪部材と前記工具保持部材との前記軸心回りの相対回転を不能とする規制手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の工具チャック装置において、前記工具保持部材における前記係止用爪部材の支持部には、遠心方向に張出す平坦面を備えたフランジ部が形成され、前記係止用爪部材は当該フランジ部の平坦面に沿ってスライド可能に支持されているものとしても良い。

また、本発明の工具チャック装置において、前記規制手段が、前記工具保持部材における前記係止用爪部材の支持部であって、前記係止用爪部材の前記軸心の回りの両端部に当接するよう形成された２個の突起からなるものとしても良い。

また、本発明の工具チャック装置において、前記先端ヘッド部はヘッドハウジングを備え、前記工具保持部材は、当該ヘッドハウジングに、前記係止用爪部材の支持部より先側部分に設けられる軸受を介して軸回転可能に内装されているものとしても良い。この場合、前記軸受は、前記工具保持部材の長手方向に沿って２個設けられ、前記ヘッドハウジングは、前記基端部側に相当する部分に開口部を有し、前記２個の軸受は、当該開口部側から前記ヘッドハウジング内に前記先側部分に向け組み付けられているものとしても良い。更に、前記係止解除部材は、前記ヘッドハウジングの開口部に、工具保持部材の軸心方向に沿って変位可能且つ当該開口部を塞ぐように設けられるプッシュキャップと、該プッシュキャップを前記軸心方向に沿ってヘッドハウジングの外側に向け付勢する解除用弾性部材とを含み、前記プッシュキャップは、その内面に筒状の作用突部を備え、前記解除用弾性部材の付勢力に抗して押圧操作された際、前記作用突部が前記係止用爪部材に作用して、当該係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して遠心側に変位させるよう構成されているものとしても良い。そして、前記係止解除用弾性部材が、金属性の板状ばね部材を打抜き加工した環状体からなり、当該環状体の外径部の形状が円形で且つ内径部の形状が前記作用突部を遊挿し得る楕円形であり、該楕円形の短径を正中として湾曲形成されたものであっても良い。

本発明によれば、医科歯科用ハンドピースの先端ヘッド部に設けられる工具チャック装置に切削回転工具を装着することによって、当該医科歯科用ハンドピースを、患部の医科歯科診療に用いることができる。そして、前記切削回転工具は、前記先端ヘッド部に軸回転可能に内装される工具保持部材に挿通され、係止用爪部材によって工具保持部材に係止保持される。従って、工具保持部材の軸回転が前記切削回転工具の軸回転に伝達され、切削回転工具の軸回転によって患部の切削診療等が実施可能とされる。また、切削回転工具は工具保持部材に着脱自在に装着されるから、患部の状態に応じた切削回転工具を選択装着することによって、その適正な切削診療を実施することができる。

前記切削回転工具は、前記工具保持部材の基端部側の胴部に内外に連通するよう形成された開口部に、前記内筒部に一部が臨み、この内筒部に臨む一部によって、挿通された前記切削回転工具の基端部が係止されて工具保持部材からの抜けが防止される。該係止用爪部材は、工具保持部材の軸心に直交する方向にスライド自在に支持され、係止用弾性部材によって前記工具保持部材の軸心側に弾力付勢されるから、この弾力付勢によって、前記切削回転工具の前記係止状態が維持される。そして、係止解除部材によって、前記係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して前記工具保持部材の遠心側に変位させることによって、前記切削回転工具に対する係止を解除させ、切削回転工具を取出すことができる。係止用爪部材は、係止用弾性部材の弾力付勢を伴い、前記軸心に直交する方向にスライド自在に設けられているから、前記特許文献１に示されるよう拡開弾性変形するもののように、その変位に大きなスペースを必要としない。従って、当該係止用爪部材が工具保持部材と共に内装されるハンドピースのヘッド部の外径が大きくなる懸念がない。

更に、前記係止用爪部材は、その支持部に設けられた規制手段によって、前記係止用爪部材の前記軸心に直交する方向へのスライド変位は許容されながらも、前記工具保持部材との前記軸心回りの相対回転を不能とされている。これによって、回転中に不意に係止解除操作がなされても、相対回転に伴い、当該係止用爪部材がその周辺部材に対してくさびのように食い込んで戻らなくなるような不測の事態を生じる懸念がない。

また、前記工具保持部材における前記係止用爪部材の支持部に、遠心方向に張出す平坦面を備えたフランジ部が形成されたものとすれば、前記係止用爪部材は、当該フランジ部によって安定的に支持されると共に、当該フランジ部の平坦面に沿ったスライド変位が円滑になされる。

また、前記規制手段が、前記のように２個の突起からなるものとすれば、該突起が前記係止用爪部材の前記軸心の回りの両端部に当接することによって、係止用爪部材と工具保持部材との前記軸心回りの相対回転が確実に防止される。そして、この突起は、工具保持部材の切削加工時に、前記支持部に隆起するよう形成することが可能であるから、突起に相当するものを別部品として準備する必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。

また、前記工具保持部材が、前記ヘッドハウジングに、前記係止用爪部材の支持部より先側部分に設けられる軸受を介して軸回転可能に内装されているものとした場合、支持部と軸受とが前記軸心に直交する方向に重ならず、この部分が径大化する懸念がない。この場合、前記軸受を、前記工具保持部材の長手方向に沿って２個設けるようにすれば、工具保持部材が２個の軸受によって安定した軸回転可能状態で支持がなされる。そして、前記ヘッドハウジングは、前記基部側に相当する部分に開口部を有しているので、前記２個の軸受は、当該開口部側から前記ヘッドハウジング内に前記先側部分に向け容易に組み付けることができる。

更に、前記係止解除部材を、前記ヘッドハウジングの開口部に、前記のように設けられるプッシュキャップと、該プッシュキャップを前記軸心方向に沿ってヘッドハウジングの外側に向け付勢する解除用弾性部材とを含むものとすれば、プッシュキャップの押圧操作によって後記する係止解除が簡易になされる。また、このプッシュキャップによって前記開口部が塞がれるから、外部からヘッドハウジング内への塵埃等の侵入が防止される。このプッシュキャップが、その内面に前記のような筒状の作用突部を備えているものとすれば、前記解除用弾性部材の付勢力に抗して押圧操作した際、前記作用突部が前記係止用爪部材に作用して、当該係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して遠心側に変位させることができる。これによって、係止用爪部材による切削回転工具の係止解除操作が、簡易且つ的確になされる。

そして、前記係止解除用弾性部材を、金属性の板状ばね部材を打抜き加工した環状体を湾曲形成したものとすれば、その作成が簡易且つ安価になされる。この場合、前記環状体の外径部の形状が円形で且つ内径部の形状が前記作用突部を遊挿し得る楕円形であり、該楕円形の短径を正中として湾曲形成するようにすれば、湾曲によって環状体の内径部が前記作用突部に干渉することを防止することができる。これによって、ヘッドハウジングの小径化に伴い、当該係止解除用弾性部材の収納スペースが狭くなる場合でも、充分なバネ力を得ることができる。

本発明に係る一実施形態の工具チャック装置を備えた歯科用ハンドピースの全体構成を示す断面図である。図１におけるＸ部の拡大断面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同実施形態の工具チャック装置の分解斜視図であり、歯科用ハンドピースの先端ヘッド部に組み込む過程を示している。図３（ｃ）におけるＹ−Ｙ線矢視拡大断面図である。本実施形態に用いられる工具保持部材の正面図である。本実施形態に用いられる係止用爪部材の斜視図である。（ａ）は本実施形態に用いられる係止解除用弾性部材の作成過程を説明する図であり、（ｂ）（ｃ）は参考例における同様図である。

以下、本発明の工具チャック装置の実施の形態について図面に基づき説明する。先ず、本発明に係る工具チャック装置が組み込まれた歯科用（医科歯科用）ハンドピースの一例について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２において、歯科用ハンドピース１は、先端ヘッド部２と、該先端ヘッド部２に連接される細径のネック部３と、該ネック部３に連接され手指によって把持される把持部４とを備えている。そして、前記把持部４の基部には、先端ヘッド部２に装着される切削回転工具５を回転駆動させるためのモータユニット６が着脱自在に接続される。ハンドピース１にモータユニット６が連結された状態で歯科用インスツルメント７が構成される。このモータユニット６には、該モータユニット６に内蔵されるマイクロモータ８への電源供給用リード線８１、図示を省略する患部照射用ランプの電源供給用リード線、患部に噴霧注水させるための水管路及びエア管路等を内装するホース６１が連結されている。

歯科用ハンドピース１は、把持部ハウジング４ａにネック部３を介してヘッドハウジング２０が連なってコントラアングル形に形成されている。把持部ハウジング４ａ内には、把持部４の基部にモータユニット６が接続されたときに、マイクロモータ８の出力軸８２にカップリング部９ａを介して連結される第１駆動伝達軸９が軸回転可能に内装されている。第１駆動伝達軸９の先端には第１減速ギヤ機構１０を介して第２駆動伝達軸１１が軸回転可能に連接され、更に、ネック部３に至る部分には、屈折部分の第２減速ギヤ機構１２を介して第３駆動伝達軸１３が軸回転可能に連接されている。前記第３駆動伝達軸１３は、把持部ハウジング４ａ内に軸受１４を介して軸回転可能に支持され、その先端部にはベベルギヤ１５が固設されている。把持部ハウジング４ａには、前記モータユニット６に設けられた不図示の照明用ランプ（例えば、ＬＥＤ）が発する照明光を前記ネック部３にまで導光する導光体（例えば、光ファイバ）１６が内装されている。この導光体１６によって導光された照明光は、その出光端１６ａから前記切削回転工具５の先端部に向け出射される。

先端ヘッド部２のヘッドハウジング２０には、本実施形態の工具チャック装置１７が組み込まれている。この工具チャック装置１７について、図３〜図７をも参照して詳細に説明する。該工具チャック装置１７は、前記先端ヘッド部２のヘッドハウジング２０に軸回転可能に内装される工具保持部材１８と、係止用爪部材１９と、係止用弾性部材２１と、係止解除部材２２とを備える。前記工具保持部材１８は、前記切削回転工具５を同心的に挿通し得る内筒部１８ａを備えた中空円筒状とされ、その基端部１８ｂ側の胴部に内外に連通する開口部１８ｃが形成されている。更に、当該工具保持部材１８の長手方向の略中央部には、前記ベベルギヤ１５に噛み合う被伝達ベベルギヤ２３が一体に設けられている。前記係止用爪部材１９は、前記工具保持部材１８の開口部１８ｃに、前記内筒部１８ａに一部（以下、係止爪部１９１と言う）が臨んで、挿通された前記切削回転工具５の基端部５ａを係止するよう、該工具保持部材５の軸心Ｌに直交する方向にスライド自在に支持されている。前記係止用弾性部材２１は、前記係止用爪部材１９を前記工具保持部材１８の軸心Ｌ側に弾力付勢し、常時は前記係止爪部１９１が前記開口部１８ｃより前記内筒部１８ａ内に臨んだ状態に維持するよう機能する。そして、前記係止解除部材２２は、前記係止用爪部材１９を前記係止用弾性部材２１の付勢力に抗して前記工具保持部材１８の遠心側に変位させて前記切削回転工具５に対する係止を解除させるよう構成されている。

前記工具保持部材１８における前記係止用爪部材１９の支持部には、遠心方向に張出すフランジ部１８ｄが形成され、その上面は平坦面１８ｅとされ、該平坦面１８ｅは前記開口部１８ｃの開口下縁部と連続するように形成されている。なお、本明細書において、下なる用語は、先端ヘッド部２に対して切削回転工具５が装着される側を、また、上なる用語は、切削回転工具５が装着される側の反対側、即ち、工具保持部材１８の基端部１８ｂ側を、それぞれ意味する。前記フランジ部１８ｄの平坦面１８ｅ上であって、前記開口部１８ｃの両側縁部の近傍に２個の突起１８ｆ，１８ｆが隆起形成されている。この突起１８ｆ，１８ｆは、前記係止用爪部材１９が、前記フランジ部１８ｄ上で、前記工具保持部材１８に対して、前記軸心Ｌ回りに相対回転するのを防止するものである。また、前記工具保持部材１８における前記開口部１８ｃとは反対側の胴部であって、前記フランジ部１８ｄの下部近傍には、工具保持部材１８の内外に通じる第２の開口部１８ｇが形成されている。この第２の開口部１８ｇには、平面視して半月形状のキー部材２４が前記内筒部１８ａ内に臨むよう嵌め込まれる。該キー部材２４は、前記内筒部１８ａに臨む部分が、工具保持部材１８の内筒部１８ａに挿通される切削回転工具５の切欠部５ｂと整合し、そのキー的作用によって、工具保持部材１８と切削回転工具５とが、前記軸心Ｌ回りに一体回転するようになされている。前記キー部材２４の外周円弧形状部の径が、前記工具保持部材１８の外径と略同じかやや小とされ、これによって、キー部材２４が前記開口部１８ｇに嵌め込まれた状態では、該キー部材２４の外周面と、工具保持部材１８の外周面とが同じ面をなす。

前記係止用爪部材１９は、平面視して円弧（扇形）形状をなし、本体部１９０と、該本体部１９０から内径側に向け延出される前記係止爪部１９１とよりなり、縦断面形状が略Ｌ字形に形成され、その下面は平坦面とされている。本体部１９０における内径側の上向角部には、斜面１９０ａが面取状に形成されている。また、前記係止爪部１９１は、前記工具保持部材１８の開口部１８ｃより内筒部１８内に侵入し得る形状とされ、その内径側の下向角部には、斜面１９１ａが面取状に形成されている。この斜面１９１ａを含む係止爪部１９１の内径側部分が前記工具保持部材１８の内筒部１８内に臨むようになされている。本体部１９０の外周部には、周溝１９０ｂが形成され、その周溝１９０ｂの周方向中央部には、該周溝１９０ｂを左右に分断する区画壁部１９０ｃが形成されている。

前記係止用弾性部材２１は、バネ性ワイヤを開環リング状に形成したリングバネからなる。このリングバネ（係止用弾性部材）２１は、前記工具保持部材１８における基端部１８ｂの前記開口部１８ｃとは反対側から、前記係止爪部１９１が開口部１８ｃに連続する前記フランジ部１８ｄ上に置かれた係止用爪部材１９を抱え込むように装着される。このとき、リングバネ２１は、前記本体部１９０の周溝１９０ｂに嵌め入れられ、その開環端部２１ａ，２１ａは、前記区画壁部１９０ｃを隔てて互いに対峙するよう位置付けられる。当該リングバネ２１の開環端部２１ａ，２１ａとは反対側の中央部には、求心方向に向く屈曲部２１ｂが形成され、一方、前記基端部１８ｂの周面には、該屈曲部２１ｂが嵌り得る凹所１８ｈが形成されている。前記開環端部２１ａ，２１ａの前記区画壁部１９０ｃを隔てた対峙と、前記屈曲部２１ｂの凹所１８ｈへの嵌り込みとにより、リングバネ２１の前記基端部１８ｂの回りの位置変位が防止される。そして、このリングバネ２１が、前記工具保持部材１８に対して係止用爪部材１９を抱え込むように装着された状態では、前記係止用爪部材１９が、前記工具保持部材１８の軸心Ｌ方向に弾力付勢され、その係止爪部１９１が内筒部１８ａ内に臨んだ状態に維持される。

前記工具保持部材１８は、ヘッドハウジング２０内で上下の軸受２５，２６によって軸回転（軸心Ｌ回りの回転）可能に内装されている。前記ヘッドハウジング２０の上端部は開口し、この開口部２００の内面には雌ねじ部２０１が形成されている。そして、当該開口部２００に雄ねじ部２７ａを有する支持リング２７が、雄ねじ部２７ａ及び雌ねじ部２０１螺合によって一体に取付けられている。この支持リング２７の下部は、上側（開口部側）の前記軸受２５の外径面に外嵌されると共に軸受２５の上面の一部に当止している。また、支持リング２７の上部には、開環状のキャップリング２８が取付けられている。このキャップリング２８は、開環状態であることにより、求心方向に弾性変形（縮径）可能とされ、弾性変形させた状態で支持リング２７内に挿入される。挿入後、この弾性変形を解除すると弾性復元し、前記支持リング２７の内周に設けられた周溝２７ｂに、キャップリング２８の下端外周に設けられた外向鍔部２８１が没入係止される。これによって、該キャップリング２８が支持リング２７からの抜出不可に一体化される。

前記キャップリング２８には、円筒部２９０と、該円筒部２９０の一端（上端）開口部を塞ぐ蓋部２９１と、蓋部２９１の内面に下向きに突設された筒状の作用突部２９２とからなるプッシュキャップ２９が上方への抜出しが不能の状態で取付けられている。即ち、前記円筒部２９０の下端部には、内向の係止鍔部２９３が連設され、該係止鍔部２９３の内径側下向角部にテーパー面２９３ａが形成されている。また、前記キャップリング２８の上端外周に外向の係止鍔部２８２が連設され、該係止鍔部２８２の外径側上向角部にテーパー面２８２ａが形成されている。前記プッシュキャップ２９の円筒部２９０を前記支持リング２７内に挿入し、前記テーパー面２９３ａを前記キャップリング２８の前記テーパー面２８２ａに宛がい、円筒部２９０を強く押し下げる。これに伴い、テーパー面２９３ａ，２８２ａ同士のカム作用によって、前記キャップリング２８が縮径するように弾性変形し、プッシュキャップ２９の内向の係止鍔部２９３と前記キャップリング２８の外向の係止鍔部２８２とが噛み合うように係止し合う。これによって、プッシュキャップ２９がキャップリング２８に対して、上下の変位が許容された状態で、上方への抜出しが不能の状態で取付けられる。このように、プッシュキャップ２９のキャップリング２８に対する取付は、キャップリング２８の縮径によってなされるから、プッシュキャップ２９の外径側には、弾性変形による拡径を許容する為のスペースを確保する必要がない。従って、ヘッドハウジング２０の径大化を抑え、先端ヘッド部２をコンパクトに構成することができる。そして、前記プッシュキャップ２９とキャップリング２８との間に、前記解除用弾性部材としてのウェーブワッシャ３０がその環内に作用突部２９２を遊挿した状態で弾装され、プッシュキャップ２９は、このウェーブワッシャ３０によって常時上方に弾力付勢されている。

前記プッシュキャップ２９における作用筒部２９２の下端部の外径側角部はテーパー面２９２ａとされ、該プッシュキャップ２９を前記ウェーブワッシャ３０の付勢力に抗して押下げ操作すると、当該テーパー面２９２ａが前記係止用爪部材１９の斜面１９０ａに当接する。更に押下げ操作を継続すると、テーパー面２９２ａの斜面１９０ａに対するカム作用によって、前記係止用爪部材１９が前記リングバネ２１の付勢力に抗して、前記フランジ部１８ｄの平坦面１８ｅ上を遠心側にスライド変位する。これによって、後記するように、工具保持部材１８に挿入され切削回転工具５の係止用爪部材１９による係止保持が解除される。即ち、支持リング２７、キャップリング２８、プッシュキャップ２９及びウェーブワッシャ３０により係止解除部材２２が構成される。

前記のように構成される工具チャック装置１７のヘッドハウジング２０に対する組付け要領について、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照して説明する。図３（ａ）（ｂ）において、先ず、工具保持部材１８の前記第２の開口部１８ｇにキー部材２４を外側より嵌め込み、更に、上側の軸受２５を工具保持部材１８の下端より嵌装してフランジ部１８ｄの下面に当接させる。この状態で、前記キー部材２４は、前記上側の軸受２５と第２の開口部１８ｇの開口縁部とによって挟まれるように保持されるから、その脱落が阻止される。次いで、間座３１を工具保持部材１８の下端より嵌装して前記軸受２５の内径側に当接させ、更に、前記被伝達ベベルギヤ２３を、圧嵌め若しくはキー結合によって、工具保持部材１８に相対回転不能の状態で嵌装する。そして、下側の軸受２６を工具保持部材１８に嵌装して前記工具保持部材１８に当接させ、工具保持部材１８の下端部に止めリング３２を圧嵌めによって一体に嵌装する。この状態では、止めリング３２によって、それより上に嵌装された前記各部品の抜け落ちが防止される。一方、前記支持リング２７に、前記の要領でキャップリング２８を嵌め込み、このキャップリング２８に、ウェーブワッシャ３０を圧縮状態で介在させて前記プッシュキャップ２９を前記要領で取付け、係止解除部材２２を組み立てておく。

図３（ｃ）において、前記係止用爪部材１９を、前記工具保持部材１８における前記フランジ部１８ｄの上に載せ、この状態で前記開口部１８ｃ側にスライドさせ、その係止爪部１９１が工具保持部材１８の内筒部１８ａ内に臨むように、前記開口部１８ｃに嵌め込む。更に、前記リングバネ２１を、前記工具保持部材１８の前記基端部１８ｂ及び当該係止用爪部材１９を合わせて、これらを抱きかかえるように弾性的に嵌め合せる。このリングバネ２１の縮径弾力により、係止用爪部材１９は、前記係止爪部１９１が工具保持部材１８の内筒部１８ａ内に臨み、前記フランジ部１８ｄ上で前記工具保持部材１８の前記基端部１８ｂに拘束された状態に維持される。このように前記各部品が組付けられた工具保持部材１８を、その先端よりヘッドハウジング２０内に挿入し、次いで、既に組み立てられた係止解除部材２２を、前記支持リング２７の雄ねじ部２７ａをヘッドハウジング２０における前記開口部２００の雌ねじ部２０１に螺合することによって、ヘッドハウジング２０に取付ける。これによって、ヘッドハウジング２０の開口部２００が閉塞され、図３（ｄ）及び図２に示すように先端ヘッド部２に対する工具チャック装置１７の組付けが完了する。

前記のように工具チャック装置１７の組付けが完了した先端ヘッド部２は、ネック部３を介して前記歯科用ハンドピース１の前記把持部４の先端に連接される。この連接状態で、前記把持部４内に装備されるベベルギヤ１５が、前記被伝達ベベルギヤ２３に噛み合う。これによって、前記マイクロモータ８から駆動伝達された前記第３駆動伝達軸１３の軸回転は、ベベルギヤ１５及び被伝達ベベルギヤ２３の噛み合い部を介し第３駆動伝達軸１３の軸に直交する軸心Ｌ回りの回転に変換される。従って、前記工具保持部材１８は、上下の軸受２５，２６によって支持された状態で、前記マイクロモータ８の回転動力を受けて前記軸心Ｌ回りに回転する。このような工具チャック装置１７が組付けられた先端ヘッド部には、歯科用の前記切削回転工具５が装着される。該切削回転工具５は、コントラアングルバー、或いは、ラッチバーと称され、図１及び図２に示すように、その基端部５ａに前記係止用爪部材１９の係止爪部１９１が嵌り込み得る周溝５ｃを備えている。また、前記基端部５ａの上端から前記周溝５ｃの下方部にかけて、平面視して半月形状（前記キー部材２４の平面視形状と整合する形状）の切欠部５ｂが形成されている。更に、前記基端部５ａの上端角部にはテーパー面５ｄが面取り状に形成されている。当該切削回転工具５のシャンク部は中実円柱体でありその外径は、前記工具保持部材１８における内筒部１８ａの内径と同じ若しくは若干小とされている。

前記切削回転工具５を前記先端ヘッド部２に装着するに際して、先ず、切削回転工具５を手指で持ち、前記基端部５ａを前記工具保持部材１８の内筒部１８ａに、その下端部より挿入する。該切削回転工具５を前記軸心Ｌ回りに回しながら挿入を継続し、前記切欠部５ｂが前記キー部材２３に整合する位置になったとき、切削回転工具５を強く押し込む。このとき、切削回転工具５の前記テーパー面５ｄが、前記係止用爪部材１９の前記斜面１９１ａに当接し、テーパー面５ｄの斜面１９１ａに対するカム作用によって、係止用爪部材１９が前記フランジ部１８ｄの平坦面１８ｅ上をスライドして遠心側に変位する。この変位は、前記リングバネ２１の縮径弾力に抗してなされ、図４の２点鎖線で示すように、係止用爪部材１９の係止爪部１９１が前記工具保持部材１８の内筒部１８ａから退避し、且つ、リングバネ２１が押し広げられる状態でなされる。このように、係止用爪部材１９が遠心方向に変位した状態で更に切削回転工具５を押し込むと、基端部５ａが係止用爪部材１９の支持位置を通過し、周溝５ｃがこの支持位置に達する。ここで、前記係止用爪部材１９が、前記リングバネ２１の復元弾力により求心側に変位し、係止爪部１９１が前記周溝５ｃに嵌り込み、切削回転工具５の装着が完了する。この装着状態では、係止爪部１９１が前記周溝５ｃに嵌り込むことによって切削回転工具５の抜け落ちが阻止され、また、キー部材２４の切欠部５ｂに対する整合によって、工具保持部材１８と切削回転工具５との相対回転が不可とされる。従って、前記マイクロモータ８の回転動力は、前記工具保持部材１８を介して切削回転工具５に伝達され、該切削回転工具５の前記軸心Ｌ回りの回転が安定的になされ、歯牙等の切削診療に供される。

このように、切削回転工具５の軸回転により歯牙等の切削診療を行うに際しては、前記のように先端ヘッド部２がコンパクトに構成されるから、診療時の視野が大きく確保される。また、切削回転工具５が工具保持部材１８と共に一体に軸回転するから、該切削回転工具５のシャンク部（工具保持部材１８に挿通される部分）の摩耗が少なく、切削回転工具５の耐久性が向上する。しかも、切削回転工具５が工具保持部材１８に安定的に保持されるから、安全であり、且つ、切削回転工具５の芯ぶれが少なく、患部の疼痛が緩和されると共に、破折が減少し、軸受２５，２６の耐久性も向上する。

前記切削回転工具５の取外しは、前記のように、前記係止解除部材２２を構成するプッシュキャップ２９を手指でヘッドハウジング２０側に強く押し込むことによってなされる。このとき、プッシュキャップ２９における作用突部２９２の作用によって、係止用爪部材１９が、遠心方向に変位して（図４の２点鎖線参照）、係止爪部１９１の切削回転工具５に対する係止が解除される。このように、切削回転工具５の装着や取外しの際における係止用爪部材１９の変位量は、図４の２点鎖線で示すようにわずかである。また、リングバネ２１の拡開量も小さく、しかも、リングバネ２１の拡開部分は、係止用爪部材１９の前記周溝１９０ｂに嵌め入れられているから、拡開しても係止用爪部材１９の周壁からの突出量が少ない。従って、これら変位量や拡開量を許容する為の大きなスペースを係止用爪部材１９の支持部の周囲に確保する必要がなく、これによって、先端ヘッド部２の径大化を抑えることができる。そして、前記係止用爪部材１９は、前記２個の突起１８ｆ、１８ｆによって、前記軸心Ｌに直交する方向へのスライド変位は許容されながらも、前記工具保持部材１８との前記軸心回りの相対回転を不能とされている．従って、回転中に不意に係止解除操作がなされても、相対回転によって、当該係止用爪部材１９がその周辺部材に対してくさびのように食い込んで戻らなくなるような不測の事態を生じる懸念がない。

前記係止解除部材２２を構成するウェーブワッシャ３０は、金属性の板状ばね部材を打抜き加工した環状体からなる。図７（ａ）の左図に示すように、打抜かれた状態の環状体３００は、外径部３０１の形状が円形（真円形）で且つ内径部３０２の形状が前記プッシュキャップ２９の筒状の作用突部２９２を遊挿し得る楕円形とされている。そして、本実施形態のウェーブワッシャ３０は、該環状体３００を、図７（ａ）の右図に示すように、前記楕円形の短径Ｄを正中として湾曲して形成されたものである。このように、内径部３０２が楕円形で、この楕円形の短径Ｄを正中として湾曲しても、内径部３０２が前記作用突部２９２に干渉することがなく、所望のバネ応力を確保することができる。因みに、図７（ｂ）の左図に示すように、環状体３００Ａの外径部３０１Ａ及び内径部３０２Ａを共に同心の円形とし、内径部３０２Ａの径を大きくすると、湾曲させても図７（ｂ）の右図に示すように、得られたウェーブワッシャ３０Ａの内径部３０２Ａの作用突部２９２に対する干渉を防ぐことができる。しかし、外径部３０１Ａの径は周辺部品との制約で大きくできないので、環状体３００Ａの幅が小さくなり、曲げ部の応力がオーバーし、所望の荷重が得られなくなることがある。また、図７（ｃ）の左図に示すように、環状体３００Ｂの幅を確保した上で、内径部３０２Ｂを円形とすると、図７（ｃ）の右図に示すように、湾曲させた際、得られたウェーブワッシャ３０Ｂの内径部３０２Ｂが作用突部２９２に干渉する。従って、本実施形態のウェーブワッシャ３０の原形たる環状体３００としては、図７（ａ）の左図に示すような形状のものが、限られたスペース内に組み込むことができる上に、所望のバネ力を得ることができることから、最適であるということができる。

尚、前記実施形態では、切削回転工具５の回転駆動源をマイクロモータ８としたが、これに限らず、エアモータ、エアタービン等のその他の駆動手段を駆動源とすることも可能である。また、係止解除用弾性部材としてウェーブワッシャ３０を用いた例を示したが、圧縮コイルスプリングや板バネ等も採用可能である。更に、工具保持部材１８及びその周辺部品の構造も図例のものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、他の構造のものも採用可能である。また、係止用爪部材１９の相対回転を防止する規制手段として、図例のような２個の突起１８ｆを採用したがこれに限られるものではない。例えば、係止用爪部材１９の軸心Ｌに直交する方向へのスライド変位を許容し得るものであれば、フランジ部１８ｄと係止用爪部材１９との間に、凹凸の噛み合い構造を形成したり、その他のガイド構造を採用することも可能である。加えて、本発明の工具チャック装置が採用される医科歯科用ハンドピースとして、図例のような歯科用ハンドピースを例に採ったが、他の医科歯科用ハンドピースにも好ましく採用される。

１歯科用ハンドピース
２先端ヘッド部
２０ヘッドハウジング
２００開口部
５切削回転工具
１７工具チャック装置
１８工具保持部材
１８ａ内筒部
１８ｂ基端部
１８ｃ開口部
１８ｄフランジ部
１８ｅ平坦面
１８ｆ突起（規制手段）
１９係止用爪部材
１９１係止爪部（係止用爪部材の一部）
２１リングバネ（係止用弾性部材）
２２係止解除部材
２５，２６軸受
２９プッシュキャップ
２９２作用突部
３０ウェーブワッシャ（係止解除用弾性部材）
３００環状体
３０１外径部
３０２内径部
Ｄ短径
Ｌ軸心

Claims

医科歯科用ハンドピースの先端ヘッド部に設けられ、切削回転工具を着脱自在に装着し得る工具チャック装置であって、
前記先端ヘッド部に軸回転可能に内装され、前記切削回転工具を同心的に挿通し得る内筒部を備えた中空円筒状の工具保持部材と、
前記工具保持部材の基端部側の胴部に内外に連通するよう形成された開口部に、前記内筒部に一部が臨んで、挿通された前記切削回転工具の基端部を係止するよう、該工具保持部材の軸心に直交する方向にスライド自在に支持される係止用爪部材と、
前記係止用爪部材を前記工具保持部材の軸心側に弾力付勢する係止用弾性部材と、
前記係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して前記工具保持部材の遠心側に変位させて前記切削回転工具に対する係止を解除させる係止解除部材と、を備え、
前記係止用爪部材の支持部には、前記係止用爪部材と前記工具保持部材との前記軸心回りの相対回転を不能とする規制手段が設けられていることを特徴とする医科歯科用ハンドピースの工具チャック装置。
請求項１に記載の工具チャック装置において、
前記工具保持部材における前記係止用爪部材の支持部には、遠心方向に張出す平坦面を備えたフランジ部が形成され、前記係止用爪部材は当該フランジ部の平坦面に沿ってスライド可能に支持されていることを特徴とする工具チャック装置。
請求項１又は請求項２に記載の工具チャック装置において、
前記規制手段は、前記工具保持部材における前記係止用爪部材の支持部であって、前記係止用爪部材の前記軸心の回りの両端部に当接するよう形成された２個の突起からなることを特徴とする工具チャック装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の工具チャック装置において、
前記先端ヘッド部はヘッドハウジングを備え、前記工具保持部材は、当該ヘッドハウジングに、前記係止用爪部材の支持部より先側部分に設けられる軸受を介して軸回転可能に内装されていることを特徴とする工具チャック装置。
請求項４に記載の工具チャック装置において、
前記軸受は、前記工具保持部材の長手方向に沿って２個設けられ、前記ヘッドハウジングは、前記基端部側に相当する部分に開口部を有し、前記２個の軸受は、当該開口部側から前記ヘッドハウジング内の前記先側部分に向け組み付けられていることを特徴とする工具チャック装置。
請求項５に記載の工具チャック装置において、
前記係止解除部材は、前記ヘッドハウジングの開口部に、工具保持部材の軸心方向に沿って変位可能且つ当該開口部を塞ぐように設けられるプッシュキャップと、該プッシュキャップを前記軸心方向に沿ってヘッドハウジングの外側に向け付勢する解除用弾性部材とを含み、前記プッシュキャップは、その内面に筒状の作用突部を備え、前記解除用弾性部材の付勢力に抗して押圧操作された際、前記作用突部が前記係止用爪部材に作用して、当該係止用爪部材を前記係止用弾性部材の付勢力に抗して遠心側に変位させるよう構成されていることを特徴とする工具チャック装置。
請求項６に記載の工具チャック装置において、
前記係止解除用弾性部材が、金属性の板状ばね部材を打抜き加工した環状体からなり、当該環状体の外径部の形状が円形で且つ内径部の形状が前記作用突部を遊挿し得る楕円形であり、該楕円形の短径を正中として湾曲形成されたものであることを特徴とする工具チャック装置。