JP2018042645A - 歯科用ハンドピースのバー交換補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】歯科用ハンドピースのバー（回転切削工具）を交換するにあたり、ヘッドのチャック開放用押しボタンを親指の力で押し込まなくても、腕の力を用いてバー・チャックを楽々と開くことの可能な歯科用補助具を提供する。【解決手段】バー交換補助具（40）は片手で把持可能な略筒状であり、ヘッド（10）を差し込むことができる長手方向空洞（44）を有する。この空洞の底面はヘッドを空洞に差し込むときにヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する支持面（50）によって画定されており、空洞の天井にはハンドピースの押しボタン（22）を押し込むようなプロフィルを有するカム（60）が設けてある。タービンヘッド（10）を補助具に差し込むと、カム（60）によって押しボタンが押し込まれてチャックが開かれ、バーの交換が可能になる。【選択図】 図３

Description

本発明は、歯科用ハンドピースを用いた歯科処置にあたりバー（回転切削工具）の着脱／交換を容易に行うために使用する歯科用補助具に関する。

タービンハンドピースなどの歯科用ハンドピースのヘッド部には、バー（回転切削工具）の着脱／交換を可能にするためにバー・チャック機構が設けてあり、ヘッド部の上部に設けられた押しボタンを親指の腹で押し込むことによりチャックを開いてバーを着脱／交換できるようになっている。
この種の歯科用ハンドピースのバー・チャック機構は周知であり、例えば特許文献１〜３に開示されている。
特開２０１４−０１２０９２号公報 特開平０８−１１７２４６号公報 特開２００３−１１６８７９号公報

代表例として、特許文献１に記載されたタービンハンドピースのヘッド部の断面を本出願の図１に掲げる。
図１において、参照番号１０は歯科用タービンハンドピースのヘッド部、１２はヘッドケーシング、１４は上下一対のベアリング１６によってケーシング１２に回転可能に支持された回転筒、１８は回転筒１４と一体に回転するタービン羽根、２０は回転筒１４の内側に圧入などにより固定された例えば２つ割のコレット・チャック、２２は押しボタン、２４は押しボタン２２の押し込みに応じて回転筒１４内で下向きに摺動してチャック２０の上部を開く楔部材を表す。
押しボタン２２の下端と楔部材２４の上端との間には、エアタービンの回転中に意に反して押しボタンが楔部材２４の上端に接触することにより生じる発熱を防止するため、空動きストロークのための微小な隙間が設けてあり、使用者が親指の腹により復帰バネ２６に抗して押しボタン２２を軽く押し込むと、押しボタン２２は楔部材２４の上端に当接するに至る。
押しボタン２２を更に深く押し込むと、楔部材２４の先端が２つ割のコレット・チャック２０のスリット２８に楔入してチャック２０の上部を押し拡げ、チャック２０に掴持されたバー（回転切削工具）３０を釈放するので、バーを交換することが可能になる。チャック２０を押し開くためには、押しボタン２２を親指で充分強く押し込まなければならない。このために要する力を、手元にあったタービンハンドピースについて測定したところ、約３.５〜４kgfであった。
新たなバーを装着する際には、再び押しボタン２２を押し込まねばならない。バー交換後、押しボタン２２を放すと、２つ割のコレット・チャック２０は元の状態に戻り、新たなバーを掴持する。

エアタービンの高速回転化ひいては小型化に伴い、押しボタンのストロークは短くなる傾向にある。その結果、押しボタンがいわば固くなり、押し込むのに大きな力を要する。親指の力が足りず、押しボタンを充分に押し込めないような施術者は、バー（切削工具）の交換に苦労している。例えば、机などに押しボタンを押しつけてバーの交換をすることもある。また、歯科処置によっては頻繁にバーを交換しなければならない場合があり、これを一日に何回も繰り返していると指が痛くなり、親指の力が強い人でも次第にバー交換に困難を感じるようになる。
そこで、押しボタンを容易に押し込むことを可能にする手段が望まれている。

本発明の目的は、歯科処置にあたり歯科用ハンドピースのバーの交換を容易に行うために使用する歯科用補助具を提供することにある。

本発明は、上記従来型の押しボタン操作のチャック機構を備えた歯科用ハンドピースを用いた歯科処置にあたり、バーの交換を容易に行うために使用するバー交換補助具を提供するものである。
本発明のバー交換補助具は、ハンドピースのヘッド部を差し込むことが可能な長手方向空洞を有する略筒状の本体からなり、
前記空洞の底部はヘッド部を当該空洞に差し込むときにヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する支持面によって画定されており、前記支持面の横断方向中央にはヘッド部を空洞に長手方向に差し込むときにバーが通過するのを許容する長手方向スリットが形成してあり、
前記空洞の天井にはヘッド部を当該空洞に差し込むときに押しボタンの上面が摺接することの可能なカム面を有するカムが長手方向に設けてあり、前記カムは本体の近位端から遠位端に行くにつれて支持面からカム面までの距離が漸減するような長手方向プロフィルを有し、
もって、ハンドピースのヘッド部を補助具の長手方向空洞に差し込むに伴いカムによって押しボタンが押し込まれてチャックが開かれ、バーの交換を可能にすることを特徴とするものである。

作動原理
このような構成であるから、ヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する摺動支持面と、支持面からカム面までの距離が漸減するような長手方向プロフィルを有するカム、との間にハンドピースのヘッド部を差し込むと、ヘッド部はあたかも摺動支持面とカムとを押し開く楔のように作用するので、ヘッド部を空洞内に押し込む推力は押しボタンに対して垂直に働く押し込み力に変換され、押しボタンをヘッドの軸方向に押し込む。従って、ヘッド部を補助具の長手方向空洞に差し込むに伴いカムによって押しボタンが押し込まれてチャックが開かれる。
摺動支持面に対するカムの長手方向プロフィルの角度を適宜設定することにより、ヘッド部押し込み推力と押しボタン押し込み力との比を適宜設定することができる。

本発明によれば、従来のように親指の力で押しボタンを押し込むことによりチャックを開くのではなく、腕の力でハンドピースのヘッドを補助具の空洞に差し込むことによってカムの作用によって押しボタンが押し込まれてチャックが開かれるので、親指の力が弱い施術者でも楽々とチャックを開いてバーを交換することができる。

カムはカム面と支持面との間の距離が漸減するような長手方向プロフィルを有するので、ハンドピースのヘッド部のサイズが大きい場合には本体の近位端寄りで押しボタンが押し込まれてバーの交換が可能になり、これに対してヘッド部のサイズが小さい場合には本体の遠位端寄りで押しボタンが押し込まれることになる。従って、ハンドピースのメーカーや機種毎にヘッドのサイズが異なるにも拘らず、異なるサイズのヘッドを持ったハンドピースに対しても本発明の補助具を使用することができる。

従来のようにエアタービンの小型化に伴い押しボタンの押し込みストロークを短くせざるを得ないこととは異なり、ヘッド部を本発明の補助具の長手方向空洞に差し込むストロークは寸法上の制約を受けることがないので、ヘッドを小さな力で差し込みやすいように差し込みストロークを充分長く設定することができる。

好ましい実施態様においては、ヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する支持面はＶ字形の横断輪郭を有する。
このような横断輪郭にすれば、ヘッドが長手方向スリットに対してセンタリングされると共に、ヘッド部の底面より下方に突出した部品との接触を回避することができる。

或る実施態様においては、カムの長手方向プロフィルは線形にすることができる。

他の実施態様においては、カムの長手方向プロフィルは部分円弧状にすることができる。
この場合には、カム面と押しボタン上面とは線接触に近づくので、摩擦を低減することができる。また、ヘッドが小型で押しボタンが固い場合でもスムースにチャックが開かれる。

更に改良された実施態様においては、摺動支持面には長手方向に離散した一連の凹みが形成してある。
このようにすれば、ヘッド部を本体の長手方向空洞に差し込んだときにヘッド部の下部が前記凹みに係合することにより、押しボタンが押し込まれた状態のままでヘッド部が補助具内に確実に係止される。
従って、ヘッド部が補助具内に係止されている限りバーの取り外しと装着が可能であり、押しボタンを二度押しすることなく、落ち着いてバーを交換することができる。これに対して、従来のハンドピースの場合には、新たなバーを装着する時には押しボタンを再び押し込む必要があるという不便があり、交換が面倒であった。
本発明の他の特徴や利点は以下の実施例の記載に従い明らかにする。

特許文献１に開示された従来型のタービンハンドピースのヘッド部の中央断面図である。 本発明のタービンバー交換補助具の第１実施例を示すもので、図２（a）は遠位端側から視た側面図、図２（b）は正面図、図２（c）は遠位端側から視た斜視図、図２（d）は近位端側から視た斜視図である。 図２に示した第１実施例の使用の態様を示す図で、図３（a）は図２のＡ矢視断面図、図３（b）はＡ矢視断面の斜視図である。 図４は本発明のバー交換補助具の第２実施例を示すもので、図４（a）は図３（a）と同様の断面図、図４（b）は図３（b）と同様の斜視図である。

次に、添付図面を参照しながら、本発明のバー交換補助具の実施例を説明する。
図２および図３は本発明のバー交換補助具の最も簡素な第１実施例を示す。
図２および図３を参照するに、本発明の第１実施例に基づくバー交換補助具４０は、片手で把持可能な長さの略筒状の本体４２からなり、この本体４２には図１に示した従来型のハンドピースのヘッド部１０を差し込むことが可能な長手方向空洞４４が形成されている。便宜上、ヘッド部１０を差し込む側を近位端４６と言い、反対側を遠位端４８と言う。
空洞４４の底部はヘッド部１０を当該空洞４４に差し込むときにヘッド部１０の下部を長手方向摺動可能に支承する摺動支持面５０によって画定されており、この第１実施例では支持面５０は水平に延長している。

支持面５０の横断方向中央には長手方向スリット５２が形成してあり、ヘッド部１０を空洞４４に近位端４６から遠位端４８に向かって長手方向に差し込むときにバー５４（図３）が通過するのを許容するようになっている。
空洞４４の天井部５６にはヘッド部１０を空洞４４に差し込むときにヘッド部１０の押しボタン２２（図１）の上面が摺接することの可能なカム面５８を有するカム６０が長手方向に設けてあり、このカム６０は本体４２の近位端４６から遠位端４８に行くにつれて支持面５０からカム面５８までの距離が漸減するような長手方向プロフィルを有する。この実施例ではカムの長手方向プロフィルは線形である。カム６０と本体４２の天井５６とは一体に形成することができる。

図３を参照しながら、このバー交換補助具４０の使用の態様および作動を説明するに、バー交換補助具４０の長手方向空洞４４内にその近位端４６から遠位端４８に向かって任意の従来型のタービンハンドピースのヘッド部１０を摺動支持面５０上を摺動させながら差し込むと、やがてヘッド部１０の押しボタン２２（図１の拡大図参照）はカム面５８に接触するに至る。
ヘッド部１０を更に長手方向空洞４４内に押し込むと、ヘッド部１０はあたかも摺動支持面５０とカム６０とを押し開く楔のように作用するので、ヘッド部１０を空洞４４内に押し込む推力は押しボタン２２に対して垂直に働くボタン押し込み力に変換され、押しボタン２２を押し込む。

即ち、摺動支持面５０とカム面５８との間の角度をθとし、ヘッド部１０を手で押し込む推力をＦ（図３（a）参照）とすると、押しボタン２２に発生する押し込み力（＝楔の垂直抗力）Ｎは、摩擦を無視すると：
Ｎ＝Ｆ／sinθ
である。
従って、ヘッド部１０を補助具の長手方向空洞４４に差し込むに伴いカム６０によって押しボタン２２が押し込まれてコレット・チャック２０（図１）が開かれ、バー５４の交換が可能になる。
カム面の角度θを適切に設定することにより、ヘッド部押し込み推力Ｆと押しボタン押し込み力Ｎとの割合を設定することができる。
角度θを小さくすれば、押し込み推力Ｆの数倍の押しボタン押し込み力Ｎを達成することができるので、楽々とチャックを開くことができる。

図３には、サイズの異なる２つのタービンヘッド１０を補助具の長手方向空洞４４に差し込んだところが示してある。大きなサイズのタービンヘッドは長手方向空洞４４の近位端側で押しボタンがカム面に当接して押し込まれ、小さなサイズのタービンヘッドは長手方向空洞４４のより遠位端側で押しボタンがカム面に当接して押し込まれることが理解されよう。このように、本発明によれば、ハンドピースのメーカーや機種毎にヘッドのサイズが異なっていたとしても、異なるサイズのヘッドに対処することができる。

図４には、前述した第１実施例を改良した第２実施例を示す。図２および図３に示した実施例と共通する構成要素は同じ参照番号で示し、説明は省略する。
相違点のみ説明するに、この第２実施例は、第１に、ヘッド部１０の下部を長手方向摺動可能に支承する摺動支持面６４はＶ字形の横断輪郭を有することを特徴としている。
このように摺動支持面６４をＶ字形にすれば、ヘッド部１０を長手方向空洞４４に差し込むにつれてヘッド部１０ひいてはバー５４は長手方向スリット５２に対して自動的にセンタリングされるという利点がある。
更に、大きなサイズのヘッドはＶ字形支持面６４の上部寄りを摺動し、小さなサイズのヘッドはＶ字形支持面６４の下部寄りを摺動するので、異なるサイズのヘッドに適切に対処することができる。また、ヘッド部の底面より下方に突出した部品との接触を回避することができる。

第２の相違点は、カム６０のカム面６６の長手方向プロフィルを部分円弧状にしたことである。このようなプロフィルにすれば、カム面６６と押しボタン２２の上面との接触の態様が線接触に近づくので、ヘッドを補助具に差し込む際の摩擦を低減することができる。
また、図４（a）から良く分かるように押しボタンの固い小型のヘッドほど補助具の遠位端側でカムが効き始めるが、摺動支持面とカムとの間の角度θは遠位端に近づくにつれて小さくなり、その結果、押しボタンに発生する押し込み力が大きくなるので、ヘッドが小型で押しボタンが固い場合でもスムースにチャックが開かれる。

第３の相違点は、摺動支持面６４に一連の凹み６２を長手方向に交互に形成したことである。このようにすれば、ヘッド部１０を本体の長手方向空洞４４に差し込んだときにヘッド部１０の下部が凹み６２に嵌ることにより、押しボタンが押し込まれた状態のままでヘッド部が補助具４０内に一時的に確実係止される。このように係止されている限り、バーの取り外しと装着が可能であるので、落ち着いてバーを交換することができるという利点がある。

以上には本発明の特定の実施例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々の修正や変更を施すことができる。例えば、押しボタンによりバーを交換可能なコントラアングル・ハンドピースにも本発明は適用することができる。

１０： タービンヘッド
２０： コレット・チャック
２２： 押しボタン
４０： バー交換補助具
４２： 補助具の本体
４４： 長手方向空洞
５０、６４： 摺動支持面
５４： バー（回転切削工具）
５８、６６： カム面
６０： カム

特許出願人 株式会社ミクロン
代理人 弁理士 伊藤 宏

Claims (5)

1. 歯科処置にあたり歯科用ハンドピースのバーの交換を容易に行うために使用する歯科用補助具であって、前記ハンドピースはそのヘッド部の上部に設けられた押しボタンを押し込むことによりバーの交換を許容するチャック機構を備えており：
   前記補助具はハンドピースの前記ヘッド部を差し込むことが可能な長手方向空洞を有する略筒状の本体からなり、
   前記空洞の底部は前記ヘッド部を当該空洞に差し込むときに前記ヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する支持面によって画定されており、前記支持面の横断方向中央にはヘッド部を前記空洞に長手方向に差し込むときにバーが通過するのを許容する長手方向スリットが形成してあり、
   前記空洞の天井にはヘッド部を当該空洞に差し込むときに前記押しボタンの上面が摺接することの可能なカム面を有するカムが長手方向に設けてあり、前記カムは前記本体の近位端から遠位端に行くにつれて前記支持面からカム面までの距離が漸減するような長手方向プロフィルを有し、
   もって、ハンドピースのヘッド部を補助具の前記長手方向空洞に差し込むに伴い前記カムによって押しボタンが押し込まれてチャックが開かれ、バーの交換が可能になることを特徴とする歯科用補助具。
2. ヘッド部の下部を長手方向摺動可能に支承する前記支持面はＶ字形の横断輪郭を有することを特徴とする請求項１に基づく歯科用補助具。
3. 前記カムの長手方向プロフィルは線形であることを特徴とする請求項１または２に基づく歯科用補助具。
4. 前記カムの長手方向プロフィルは部分円弧状であることを特徴とする請求項１または２に基づく歯科用補助具。
5. 前記支持面には長手方向に離散した一連の凹みが形成してあり、もって、ヘッド部を本体の長手方向空洞に差し込んだときにヘッド部の下部が前記凹みに係合することにより、押しボタンが押し込まれた状態のままでヘッド部が補助具内に確実に係止されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに基づく歯科用補助具。
   

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