JP2018166622A

JP2018166622A - 歯科用インスツルメント

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Publication number: JP2018166622A
Application number: JP2017064606A
Authority: JP
Inventors: 賢治塚越; Kenji Tsukagoshi
Original assignee: Osada Electric Co Ltd
Current assignee: Osada Electric Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP6944629B2

Abstract

【課題】簡単な構造でハンドピースを識別し、ハンドピースに許容値を超えるような負荷が生ずるのを防止する歯科用インスツルメントを提供する。【解決手段】歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースと、最大出力回転速度が第１の値を超える第２の値に設定された第２のハンドピース１０と、回転速度が第２の値に設定されたモータを有した動力部４０とを備える。第２のガイド部材１６によって第２のハンドピースが位置決めされた場合に、動力部が、モータを駆動させるための電気回路をオン状態にするスイッチ機構を有する。第１のハンドピースが、動力部に装着される際に、動力部に対する第１のハンドピースの位置を決める第１のガイド部材を有しており、第１のガイド部材によって第１のハンドピースが位置決めされた場合に、第１のガイド部材がスイッチ機構をオン状態にしないように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、歯科用インスツルメントに関し、特に、歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースと、最大出力回転速度が第２の値に設定された第２のハンドピースと、第１，２のハンドピースに連結し、回転速度が第２の値に設定されたモータを有した動力部とを備えた歯科用インスツルメントに関する。

う歯への治療方法は、う蝕部分の除去が一般的であり、歯科用インスツルメントによる歯牙の切削が行われている。歯科用インスツルメントには、圧縮空気によるエアータービンや、モータの回転によるマイクロエンジンを用いたものなどがある。このマイクロエンジンを用いたものは、歯科治療用マイクロエンジンインスツルメントとも呼ばれ、エアータービンに比べて変速が可能である。

歯牙治療具やハンドピースは術者が選択する。ハンドピースの一端に歯牙治療具を装着し、ハンドピースの他端に動力部を装着すると、歯牙治療具が動力部のモータで回転可能になる。
ハンドピースには最大出力回転速度などの種々の仕様があり、例えば、特許文献１には、ハンドピースを識別可能な歯科用インスツルメントの技術が開示されている。

特許第５８７２０５３号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ハンドピースを識別するために、データを送信する信号線が必要になり、識別するための構造が複雑になるという問題がある。
ハンドピースに許容値を超えるような負荷が生ずると、ハンドピースの故障を招くおそれがあるので、簡単な構造でハンドピースを識別することが望まれる。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でハンドピースを識別し、ハンドピースに許容値を超えるような負荷が生ずるのを防止する歯科用インスツルメントを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースと、前記歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が前記第１の値を超える第２の値に設定された第２のハンドピースと、前記第１のハンドピースあるいは前記第２のハンドピースに連結し、回転速度が前記第２の値に設定されたモータを有した動力部とを備えた歯科用インスツルメントであって、前記第１のハンドピースが、前記動力部に装着される際に、該動力部に対する前記第１のハンドピースの位置を決める第１のガイド部材を有し、前記第２のハンドピースが、前記動力部に装着される際に、該動力部に対する前記第２のハンドピースの位置を決める第２のガイド部材を有し、該第２のガイド部材によって前記第２のハンドピースが位置決めされた場合に、前記動力部が、前記モータを駆動させるための電気回路を導通させたオン状態にするスイッチ機構を有しており、前記第１のガイド部材によって前記第１のハンドピースが位置決めされた場合に、前記第１のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にしないように構成されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にする長さに形成され、前記スイッチ機構が、前記第２のガイド部材に押されることにより、前記電気回路をオン状態にし、前記第１のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にしない長さに形成されていることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記スイッチ機構がマイクロスイッチを含んで構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースには、第１のガイド部材が設けられ、第１のガイド部材はスイッチ機構をオン状態にしないように構成されている。このため、第１のハンドピースが、回転速度が第２の値に設定されたモータを有した動力部に装着された場合には、スイッチ機構がオン状態にならず、モータは回転しない。よって、動力部では、信号線を要していた従来に比べて簡単な構造で、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースであると識別でき、第１のハンドピースに最大出力回転速度以上の負荷が生ずるのを防止することができる。

本発明の一実施形態による歯科用インスツルメントの斜視図である。動力部の例を説明するための部分断面図である。スイッチ機構の例を説明するための分解斜視図である。第２のハンドピースを動力部に装着する前の状態を説明するための拡大断面図である。第２のハンドピースを動力部に装着した後の状態を説明するための拡大断面図である。第１のハンドピースを動力部に装着する前の状態を説明するための拡大断面図である。第１のハンドピースを動力部に装着した後の状態を説明するための拡大断面図である。スイッチ機構の他の例を説明するための図であり、第２のハンドピースを動力部に装着する前の状態を説明するための拡大断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の歯科用インスツルメントについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る歯科用インスツルメントの斜視図であり、図２は、動力部の例を説明するための部分断面図である。歯科用インスツルメントはハンドピースおよび動力部からなり、図１（Ａ）に示すハンドピース１０，６０の後端に、図１（Ｂ）に示す動力部４０が装着される。

図１（Ａ）に示すハンドピースは第１のハンドピース６０、あるいは第２のハンドピース１０である。第１のハンドピース６０は、最大出力回転速度が例えば４０，０００ｍｉｎ^-1（本発明の第１の値に相当する）のものであり、第２のハンドピース１０は、最大出力回転速度が４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値（本発明の第２の値に相当する）のものである。

まず、第２のハンドピース１０は、例えば、第１グリップ部１１、第２グリップ部２０、およびヘッド部３０からなり、第２グリップ部２０は第１グリップ部１１に対して例えば傾斜して配置されている。
第１グリップ部１１の内部にはスピンドル（図示省略）が設けられている。このスピンドルの一端は第１グリップ部１１の開口１２の近傍に位置し、動力部４０に連結する。

第１グリップ部１１の内部には、例えばＬＥＤからの光を導くライドガイド１３が設置されている。ライドガイド１３の一端面は、図１（Ａ）に示すように、開口１２の径方向外側の位置で表出する。一方、ライドガイド１３の他端面は第２グリップ部２０から表出し、ヘッド部３０に設置された歯牙治療具３１の先端付近を照らすことができる。
第２グリップ部２０の内部にもスピンドル（図示省略）が設けられ、このスピンドルの一端が第１グリップ部１１の内部のスピンドルの他端に連結している。第２グリップ部２０のスピンドルの他端には、例えばギア（図示省略）が設置され、ヘッド部３０の内部に達している。

ヘッド部３０は、歯牙治療具３１を装着可能なスリーブ（図示省略）を有する。このスリーブの回転軸は、第２グリップ部２０のスピンドルの回転軸に対して例えば直交方向に交差している。歯牙治療具３１は、その根元がスリーブの開口から挿入されてスリーブの内部に装着される。
また、ヘッド部３０には、図１（Ａ）に示すように、例えばプレスチャック方式のチャック機構３２が設けられている。スリーブに装着されていた歯牙治療具３１は、チャック機構３２を押すと、このスリーブから抜き取ることができる。

次に、第１のハンドピース６０は、最大出力回転速度が異なるものの、基本的な構造は第２のハンドピース１０と同じである。つまり、例えば、第１グリップ部６１、第２グリップ部２０、およびヘッド部３０からなり、第１グリップ部６１の内部にもスピンドル（図示省略）が設けられ、開口６２の近傍で動力部４０に連結する。また、ライドガイド６３の一端面が開口６２の径方向外側の位置で表出している。

動力部４０は歯科治療用マイクロエンジンを備えている。具体的には、動力部４０は、略円筒形状の動力部本体４１や、この動力部本体４１に比べて小径の連結筒４２を有する。動力部本体４１と連結筒４２とは同心である。連結筒４２の一端には、大径のフランジ面４３が取り付けられており、連結筒４２はフランジ面４３を介して動力部本体４１に取り付けられ、例えばネジで固定される。

動力部本体４１の内部には、図２に示すように、回転速度が例えば１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値のモータ（図示省略）やモータ軸４８が設置されている。モータ軸４８の先端は連結筒４２に達し、動力部４０を図１（Ａ）で説明した第２のハンドピース１０に装着した場合、モータの回転は、第１，２グリップ部１１，２０の各スピンドルを経て歯牙治療具３１に伝達される。

動力部本体４１には、このモータを駆動させるための電気回路が形成されており、この電気回路の一部をなす配線部４７がフランジ面４３の近傍に設けられている。そして、配線部４７の近傍には、この電気回路を導通させたオン状態／電気回路を導通させないオフ状態に切り替え可能なスイッチ機構が設置されている。

図３は、スイッチ機構の例を説明するための分解斜視図である。
フランジ面４３には、連結筒４２の径方向でみてライドガイドと反対側の位置に、凹所４４が形成されている。凹所４４はスイッチ開口４５を有し、フランジ面４３を貫通して設けられている。動力部本体４１には、凹所４４に対応する位置に、スイッチ受容部４６を有する。スイッチ機構は、例えば、スイッチ５０、認識ピン５３、スイッチ用バネ５８を有し、スイッチ５０は、スイッチ開口４５やスイッチ受容部４６に挿通可能に形成されている。
一方、上記の配線部４７は、モータ側から引き出された第１電極４７ａや第２電極４７ｂを有する。図３に示すように、第１電極４７ａや第２電極４７ｂは、例えば動力部本体４１の外周面に表出しており、動力部本体４１の長手方向に沿って並設されている。そして、スイッチ機構がオン状態の場合、電気は、第１電極４７ａからスイッチ機構を経由して第２電極４７ｂに流れる。

図４は、第２のハンドピースを動力部に装着する前の状態を説明するための拡大断面図である。
図３などに示したスイッチ５０は、例えばカップ状に形成され、このカップ状の有底側にスイッチ正面５１を有し、動力部４０をハンドピースに装着する場合、図１（Ａ）に示した第２のガイド部材１６に対向している。一方、図４に示すように、カップ状の開口側にはピン受容部５２が形成され、金属製の認識ピン５３を収容している。

認識ピン５３は、小径の軸部５５の周囲に大径の鍔部分を有し、この鍔部分がピン受容部５２に嵌合されている。軸部５５は、第１電極４７ａに挿通可能に構成され、第２電極４７ｂに向けて延びており、先端部５４が第２電極４７ｂに当接可能に配置されている。
軸部５５の根元にはバネ受け部５６が設けられ、スイッチ用バネ５８は、バネ受け部５６と第１電極４７ａとの間に配置されている。

これに対し、第２のハンドピース１０には、第２のガイド部材１６が設置されている。具体的には、図１（Ａ）で説明した第１グリップ部１１の開口１２の径方向でみてライドガイドと反対側の位置には、有底のガイド受容部１４が設けられている。第２のガイド部材１６は、動力部４０をハンドピースに装着する場合、ガイド正面１８がスイッチ５０のスイッチ正面５１に対向した位置で、ガイド受容部１４に挿通されている。

ガイド受容部１４の有底部分には、ガイド用バネ１５の一端が取り付けられており、ガイド用バネ１５の他端は、第２のガイド部材１６のガイド背面１７に取り付けられている。
そして、この第２のガイド部材１６は、ガイド正面１８からガイド背面１７までの長さが、上述のスイッチ機構をオン状態にする長さに形成されている。なお、第２のガイド部材の長さを調整したり、ガイド受容部１４の長さを調整することにより、ガイド用バネは省略可能である。

図５は、第２のハンドピースを動力部に装着した後の状態を説明するための拡大断面図である。
図４に示した動力部４０が第２のハンドピース１０に装着される際には、第２のガイド部材１６がフランジ面４３の凹所４４に入ると、動力部４０に対する第２のハンドピース１０の位置が決まる。

第２のハンドピース１０が位置決めされた場合、第２のガイド部材１６のガイド正面１８がスイッチ５０のスイッチ正面５１に接触してスイッチ５０を強く押す。スイッチ５０（認識ピン５３）が第２電極４７ｂに向けて移動し、スイッチ用バネ５８と第１電極４７ａとが接触すると、スイッチ用バネ５８が導通する。また、スイッチ用バネ５８が認識ピン５３のバネ受け部５６に接触すると、認識ピン５３が導通する。その後、図５に示すように、スイッチ５０（認識ピン５３）が、スイッチ用バネ５８の付勢力に抗して第２電極４７ｂに向けてさらに移動し、認識ピン５３の先端部５４と第２電極４７ｂとが接触する。これにより、第１電極４７ａ、スイッチ用バネ５８、認識ピン５３、第２電極４７ｂが電気的に接続されて電気回路が導通するので、モータが回転速度１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の範囲で回転可能になる。

なお、動力部４０を第２のハンドピース１０から取り外した場合には、スイッチ５０（認識ピン５３）は、スイッチ用バネ５８の付勢力によって第２電極４７ｂから離れる方向に移動し、認識ピン５３の先端部５４と第２電極４７ｂとの接触が解かれる。これにより、第１電極４７ａ、スイッチ用バネ５８、認識ピン５３、第２電極４７ｂが電気的に接続しなくなる。

このように、最大出力回転速度が４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の第２のハンドピース１０には、スイッチ機構をオン状態にする長さに形成された第２のガイド部材１６が設けられている。このため、第２のハンドピース１０が、回転速度が１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値のモータを有した動力部４０に装着された場合には、スイッチ機構がオン状態になり、モータは回転可能になる。よって、動力部４０では、信号線を要していた従来に比べて非常に簡単な構造で、最大出力回転速度が４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の第２のハンドピース１０であると識別できる。
なお、この第２のハンドピース１０は、４０，０００ｍｉｎ^-1の回転速度で回転することも可能であり、互換性がある。

図６は、第１のハンドピースを動力部に装着する前の状態を説明するための拡大断面図であり、図７は、第１のハンドピースを動力部に装着した後の状態を説明するための拡大断面図である。
図６に示した動力部４０は、図４で説明したものと同じであり、回転速度が１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値のモータを有し、スイッチ５０や第１電極４７ａ、第２電極４７ｂを有している。
また、第１のハンドピース６０には、ガイド受容部６４やガイド用バネ６５が設けられており、これらは図４で説明したガイド受容部１４やガイド用バネ１５と同じ機能を有する。

しかし、ガイド受容部６４には、第１のガイド部材６６が設置されている。この第１のガイド部材６６は、ガイド正面６８からガイド背面６７までの長さが、図４で説明した第２のガイド部材１６の長さよりも短く形成されており、上述のスイッチ機構をオン状態にしない長さである。

動力部４０が第１のハンドピース６０に装着される際には、図６に示した第１のガイド部材６６がフランジ面４３の凹所４４に入ると、動力部４０に対する第１のハンドピース６０の位置が決まる。
第１のハンドピース６０が位置決めされた場合、図７に示すように、第１のガイド部材６６のガイド正面６８がスイッチ５０のスイッチ正面５１に例えば接触するが、スイッチ５０を押せない。

このため、スイッチ５０（認識ピン５３）は、第２電極４７ｂから離れたままであり、認識ピン５３の先端部５４と第２電極４７ｂとが接触しない。これにより、第１電極４７ａ、スイッチ用バネ５８、認識ピン５３、第２電極４７ｂが電気的に接続せず、電気回路が導通しないので、モータは回転可能にならない。

このように、最大出力回転速度が４０，０００ｍｉｎ^-1の第１のハンドピース６０には、第１のガイド部材６６が設けられているが、第１のガイド部材６６の長さがスイッチ機構をオン状態にしない長さに形成されている。このため、第１のハンドピース６０が、回転速度が１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値のモータを有した動力部４０に装着された場合には、スイッチ機構がオン状態にならず、モータは回転しない。よって、動力部４０では、信号線を要していた従来に比べて非常に簡単な構造で、最大出力回転速度が４０，０００ｍｉｎ^-1の第１のハンドピースであると識別でき、第１のハンドピース６０に最大出力回転速度以上の負荷が生ずるのを防止することができる。

なお、第１のガイド部材６６の長さをより一層短くし、第１のハンドピース６０が位置決めされた場合に、ガイド正面６８がスイッチ正面５１に接触しなくてもよい。あるいは、第１のガイド部材６６の長さは図４で説明した第２のガイド部材１６と同じにするが、ガイド用バネ６５のバネ定数をスイッチ用バネ５８よりも小さくし、第１のガイド部材６６がスイッチ５０を押せないようにしてもよい。

また、ハンドピースを識別する際に、マイクロスイッチを使用することもできる。図８は、スイッチ機構の他の例を説明するための図であり、図４の例と同じ機能を有する部品には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
スイッチ機構は、例えば、スイッチ５０、スイッチ用バネ５８、収容カバー７０、プランジャ７１、可動接点７２を有している。スイッチ５０は、図３で説明したスイッチ開口４５やスイッチ受容部４６に挿通可能に形成され、スイッチ用バネ５８は、バネ受け部５６と収容カバー７０との間に配置されている。また、収容カバー７０、プランジャ７１、可動接点７２は、スイッチ受容部４６に設置されている。

図８に示すように、プランジャ７１は、スイッチ５０の先端部５４に対向した位置に設けられ、プランジャ７１の周囲は収容カバー７０で覆われている。可動接点７２は、プランジャ７１の裏側に設けられており、可動接点７２の一端は例えば図３等に示した第１電極４７ａに接続されている。
第２のハンドピース１０が位置決めされた場合、第２のガイド部材１６がスイッチ５０を強く押す。スイッチ５０が、スイッチ用バネ５８の付勢力に抗してプランジャ７１に向けて移動し、スイッチ５０の先端部５４がプランジャ７１に接触してプランジャ７１を押すと、可動接点７２が移動を開始する。

可動接点７２が移動して図３等に示した第２電極４７ｂに接触すると、第１電極４７ａ、可動接点７２、第２電極４７ｂが電気的に接続されて電気回路が導通するので、モータが回転速度１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の範囲で回転可能になる。
マイクロスイッチを使用すれば、可動接点の移動によってオン状態とオフ状態を瞬時に切り替えられるので、スイッチ機構の耐久性が向上する。さらに、第２のハンドピース１０を用いた場合には、術者はプランジャを押した触覚や聴覚が得られるため、使用可能なハンドピースであることを容易に認識できる。

（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、ガイド部材の長さを変更することによりスイッチ機構をオン／オフ状態に設定する例を挙げて説明した。しかし、本発明は、この例に限定されるものではなく、例えばガイド部材の磁力を変更してもよい。
詳しくは、その図示は省略するが、動力部の配線部には、例えば２本の金属片を用いたリードスイッチが設置され、第２のガイド部材が、スイッチ機構をオン状態にする強い磁力の磁石で形成されるのに対し、第１のガイド部材が、スイッチ機構をオン状態にしない弱い磁力の磁石で形成されている。

この例では、第２のハンドピースを位置決めした場合、第２のガイド部材が動力部のリードスイッチに接近すると、２本の金属片同士が第２のガイド部材からの強い磁力で接触する。これにより、モータを駆動させるための電気回路が導通し、モータが回転速度１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の範囲で回転可能になる。
これに対し、第１のハンドピースを位置決めした場合、第１のガイド部材が動力部のリードスイッチに接近しても、第１のガイド部材からの磁力が弱いので、２本の金属片同士は接触しない。この結果、電気回路が導通しないので、モータは回転可能にならない。

（第３実施形態）
上記の第１実施形態では接点式の例を挙げ、上記の第２実施形態では非接点式の例を挙げて説明した。この非接点式については、リードスイッチの他、例えばフォトインタラプタによる光学的スイッチであってもよい。具体的には、その図示は省略するが、動力部の配線部に、発光部と受光部を設けておき、第２のハンドピースを位置決めし、発光部からの光が第２のガイド部材で遮られた場合に、モータを駆動させるための電気回路が導通し、モータが回転速度１００〜４０，０００ｍｉｎ^-1を超える値の範囲で回転可能になる。

これに対し、第１のハンドピースを位置決めし、発光部からの光が第１のガイド部材で遮られずに受光部で検出された場合に、電気回路が導通せず、モータが回転可能にならないとすることも可能である。

１０…第２のハンドピース、１１，６１…第１グリップ部、１２，６２…開口、１３，６３…ライドガイド、１４，６４…ガイド受容部、１５，６５…ガイド用バネ、１６…第２のガイド部材、１７，６７…ガイド背面、１８，６８…ガイド正面、２０…第２グリップ部、３０…ヘッド部、３１…歯牙治療具、３２…チャック機構、４０…動力部、４１…動力部本体、４２…連結筒、４３…フランジ面、４４…凹所、４５…スイッチ開口、４６…スイッチ受容部、４７…配線部、４７ａ…第１電極、４７ｂ…第２電極、４８…モータ軸、５０…スイッチ、５１…スイッチ正面、５２…ピン受容部、５３…認識ピン、５４…先端部、５５…軸部、５６…バネ受け部、５８…スイッチ用バネ、６０…第１のハンドピース、６６…第１のガイド部材、７０…収容カバー、７１…プランジャ、７２…可動接点。

Claims

歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が第１の値に設定された第１のハンドピースと、前記歯牙治療具を装着し、最大出力回転速度が前記第１の値を超える第２の値に設定された第２のハンドピースと、前記第１のハンドピースあるいは前記第２のハンドピースに連結し、回転速度が前記第２の値に設定されたモータを有した動力部とを備えた歯科用インスツルメントであって、
前記第１のハンドピースが、前記動力部に装着される際に、該動力部に対する前記第１のハンドピースの位置を決める第１のガイド部材を有し、
前記第２のハンドピースが、前記動力部に装着される際に、該動力部に対する前記第２のハンドピースの位置を決める第２のガイド部材を有し、
該第２のガイド部材によって前記第２のハンドピースが位置決めされた場合に、前記動力部が、前記モータを駆動させるための電気回路を導通させたオン状態にするスイッチ機構を有しており、
前記第１のガイド部材によって前記第１のハンドピースが位置決めされた場合に、前記第１のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にしないように構成されていることを特徴とする歯科用インスツルメント。
前記第２のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にする長さに形成され、
前記スイッチ機構が、前記第２のガイド部材に押されることにより、前記電気回路をオン状態にし、
前記第１のガイド部材が前記スイッチ機構をオン状態にしない長さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用インスツルメント。
前記スイッチ機構がマイクロスイッチを含んで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科用インスツルメント。