JP2020054113A - ブラシレスモータを用いた医療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの組立て性を改善したブラシレスモータを用いた医療機器を提供。【解決手段】ハンドピースと、モータと、モータのコントローラを備えた医療機器において、モータは、モータケースと、ハンドピースと接続するインサート筒と、シャフトにマグネットとフロントベアリングとリアベアリングを固定したロータと、ステータコアとコイルユニットを有するステータと、リアホルダと、リング螺子を備え、モータケースにおいて、インサート筒が保持され、ステータはステータコアのフロント側の端面をインサート筒に当接した状態となり、ロータはステータの内部に位置し、リアホルダはステータコアとリアベアリングを保持し、リング螺子は、モータケースの螺子溝に螺子締められて、リアホルダに当接する。【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータを用いた医療装置に関する。

従来から、歯科医療装置であるハンドピースの回転駆動源として、ブラシレスモータが用いられている。
この様な従来技術として、突出させたロータ軸の両側に軸受体を備え永久磁石で構成されたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備え後方より導電端子を突出させ樹脂被覆したコイルユニットと、上記ロータユニットの前方の軸受体を嵌着させる軸受孔を前方に有し後方を開口させた外ケースと、この外ケースの開口を塞ぎ、上記ロータユニットの後方の軸受体を嵌着させる軸受孔とコイルユニットの後方より突出させた導電端子とを突出させる孔部とを形成した後ブラケットとで構成され、上記外ケース内には、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容し、上記外ケースの開口に上記後ブラケットを装着したときには、上記ロータユニットの前、後の軸受体のそれぞれが、上記外ケースの軸受孔と、上記後ブラケットの軸受孔とに嵌着され、かつ上記コイルユニットの後方より突出させた導電端子が、上記後ブラケットの孔部より突出する構造にしているブラシレスモータ、が開示されている（特許文献１）。

特開２００１−８６７２１号公報

しかしながら、特許文献１で開示されているブラシレスモータは、外ケースの前方に開口する軸受孔にロータユニットの軸受を嵌合し、更に軸受孔の前側にハンドピースとの結合部となる工具結合部を配置する構造であるので、モータの組み立て性が悪いという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するものであり、モータの組み立て性を改善したブラシレスモータを用いた医療機器を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するためには、ハンドピースと、前記ハンドピースの駆動源となるモータと、モータの駆動制御を行うコントローラを備えた医療機器において、モータは、外殻を構成する円筒形状のモータケースと、ハンドピースの接続部を有するインサート筒と、シャフトにマグネットとフロントベアリングとリアベアリングを固定してなるロータと、円筒形のステータコアとコイルユニットを有するステータと、ロータ及びステータを保持するリアホルダと、外周部分に螺子溝が形成されたリング螺子を備え、モータケースの内壁面には螺子溝が形成されており、モータケースの内部において、インサート筒がフロント方向への動きが規制されると共に接続部がフロント側の開口から外側に突き出た状態で保持され、ステータはステータコアのフロント側の端面を前記インサート筒に当接した状態で保持され、ロータはステータの内部に位置し、リアホルダはリア側からステータコアとリアベアリングを保持し、リング螺子は、モータケースの螺子溝に螺子締められて、リアホルダに当接する様に構成すれば良い。

本発明によれば、モータの組み立て性を改善したブラシレスモータを用いた医療機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る医療装置を示す概念図 ブラシレスモータの側面図 ブラシレスモータの分解斜視図１ 図２に示すＡ−Ａ線矢視位置における断面図 図４におけるブラシレスモータのフロント側の拡大図 図４におけるブラシレスモータのリア側の拡大図 （ａ）インサート筒を後方から見た斜視図 （ｂ）（ａ）に示すＢ−Ｂ線矢視位置における断面図 モータケースの断面図（図３に示すＣ−Ｃ線矢視位置における断面図） リアホルダを前方より見た斜視図 ブラシレスモータの分解斜視図２ 図１０に示すＤ−Ｄ線矢視位置における断面図（フロント側の拡大図） ブラシレスモータの分解斜視図３ 図１２に示すＥ−Ｅ線矢視位置における断面図 図１３の状態からリアホルダをモータケースに取り付けた状態の断面図 本発明の実施の形態に係る医療装置の電気回路を示す概念図

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
〔医療装置Ｍ〕
本実施の形態に係る医療装置Ｍは、ブラシレスモータ２００（以下、モータ２００）を駆動源とし、歯科治療に用いられるものである。
図１に示すように、本実施の形態に係る医療装置Ｍは、歯科用ハンドピース１００（以下、ハンドピース１００）と、モータ２００と、モータ２００の駆動制御などを行うコントローラ３００を備える。

〔ハンドピース１００〕
ハンドピース１００は、使用者が握る位置となるグリップ１０１と、グリップ１０１の先端に位置するヘッド１０２を有する。
ヘッド１０２には、歯槽骨を切削して開口を形成する切削工具や、歯槽骨に形成された開口に螺子溝を形成するタップや、インプラントを開口に規定トルクで螺子止めするインプラントドライバー等の各種工具を回転自在に保持する。以下の説明において、これらの各種工具を総称して工具１０３とする。

グリップ１０１の後端には、モータ２００が接続する。また、グリップ１０１の内部には、接続するモータ２００の回転駆動力を工具１０３へと伝達する伝達機構１０４が設けられる。
この様に構成されたハンドピースＨは、使用者がグリップ１０１を手で持ち、モータ２００により得られる駆動力で回転する工具１０３で、患部の治療に係る作業を行う。

〔モータ２００の外観〕
図１〜図２に示すように、モータ２００の一端側には、ハンドピース１００が接続するインサート筒２７０を備える。モータ２００の他端側には、コード２０１が設けられる。モータ２００は、コントローラ３００から通電することができるように、コード２０１によりコントローラ３００と接続する。
本明細書では、モータ２００において、ハンドピース１００が接続する側を「前（フロント）」、その反対側（コード２０１側）を「後（リア）」と定義する。

実施の形態において、或る物の「外周」は、特に断りが無い限り、その物においてロータ２１０の回転方向に沿った外側の部位、および、その部位の周囲をいうものとする。ここでいう外側の部位のことを「外周部」という。「外周部」よりも径方向外側のことを、「その物よりも外側」という。
そして、実施の形態において、或る物の「内周」は、特に断りが無い限り、その物においてロータ２１０の回転方向に沿った内側の部位、および、その部位よりも内側をいうものとする。ここでいう内側の部位のことを「内周部」という。「内周部」よりも径方向内側のことを、「その物よりも内側」という。

〔モータ２００の構成要素〕
主に図３〜図４を参照すると、モータ２００は、ロータ２１０と、ステータ２２０と、モータケース２５０と、リング螺子２６０と、インサート筒２７０と、リアホルダー２４２と、リアナット２８０を備える。
モータケース２５０は、ロータ２１０とステータ２２０を内部に収容する。インサート筒２７０は、ハンドピース１００を保持するフロントホルダーとなる部位であり、ハンドピース１００が着脱可能に接続する部位である。
以下、これらの構成を説明する。

〔ロータ〕
主に図４〜図６に示すように、ロータ２１０は、回転軸となるシャフト２１１と、シャフト２１１に固定されるマグネット２１２と、マグネット２１２の外周部を覆うカバーホルダ２１３と、フロントベアリング２１４と、リアベアリング２１５と、フロントカラー２１６と、リアカラー２１７を備える。

マグネット２１２は、シャフト２１１の外周に接着して固定される。また、マグネット２１２は、４つの極を有しており、分割された４つのセグメントからなる。各セグメントは、パラレル異方性に配向されている。ただし、各セグメントは、ラジアル異方性に配向することもできる。
これらのセグメント・マグネットに代えて、４極に着磁された一体のリング状のマグネットを用いてもよい。この場合のセグメントの配向は、ラジアル異方性、極異方性のいずれも採用することができる。
また、マグネット２１２は、ネオジムマグネットを用いるとよい。ネオジムマグネットは、一般的なマグネット（例えば、フェライトマグネット）より強力な磁力を有するので、小型でより強力な回転トルクを生みだすことが可能なモータを構成することができる。

次に、カバーホルダ２１３はステンレスにより構成される筒形状の部材である。カバーホルダ２１３は、マグネット２１２を保護するものであり、マグネット２１２の外周を覆うように設けられる。

シャフト２１１は、マグネット２１２が設けられる中央部２１１Ａと、中央部２１１Ａよりも前方に位置する前端部２１１Ｂと、中央部２１１Ａよりも後方に位置する後端部２１１Ｃとを有する。
前端部２１１Ｂは、シャフト２１１の回転を工具１０３に伝達するためにハンドピース１００の内部に設けられた伝達機構１０４に接続される。

シャフト２１１の前端部２１１Ｂ側には、フロントベアリング２１４が設けられる。シャフト２１１の後端部２１１Ｃ側には、リアベアリング２１５が設けられる。これらのベアリング２１４，２１５は、各々、内輪と外輪との間にボールを備えるボールベアリングである。シャフト２１１の外周部には、これらのベアリング２１４，２１５の各々の内輪が固定される。

次に、図５を参照すると、フロントベアリング２１４のフロント側には、フロントベアリング２１４に予圧を加える予圧バネ２４３が配置される。
更に、予圧バネ２４３のフロント側には、フロントベアリング２１４に、フロント側から異物が入り込み難くするためのラビリンス構造を形成するシール構造部２１８が設けられる。

次に、図５〜図６を参照すると、フロントベアリング２１４とマグネット２１２の間には、フロントカラー２１６が設けられる。また、マグネット２１２とリアベアリング２１５の間には、リアカラー２１７が設けられる。
フロントカラー２１６とリアカラー２１７は、ロータ２１０の回転バランスを修正する際に削り取られる部位を有するバランス修正部となる。フロントカラー２１６とリアカラー２１７は、磁性材料により構成されている。また、フロントカラー２１６とリアカラー２１７には、カバーホルダ２１３が部分的に重なる。この重なる部分を溶接することで、各カラーに対してカバーホルダ２１３が固定される。

〔ステータ〕
次に、図４〜図６を参照すると、ステータ２２０は、コイルユニット２２２と、コイルユニット２２２の外周に配置される円筒形のステータコア２２１とを備える。ステータコア２２１は、表面に絶縁膜が形成された磁性体金属の円環状の板を積層して形成されている。

（コイルユニット、光源）
コイルユニット２２２は、３相のコイル２２３，２２４，２２５このコイルを保持するボビン２２６を備える。
光源Ｌは、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光デバイスと、発光デバイスを保持するハウジングとを有する。発光デバイスは、単一または複数のＬＥＤにより構成することができる。この光源Ｌには、照明電線が接続し電力が供給される。

（コイル）
コイル２２３，２２４，２２５は、銅などの良導体を樹脂で覆った被覆導線を用いて平面視矩形状に巻かれており、ボビン２２６の外周部に沿って湾曲した形状に成形される。他のコイル２２４，２２５も、コイル２２３と同様に形成されている。これらのコイル２２３，２２４，２２５をコントローラ３００と結線することで電機子コイルが形成される。
コイル２２３，２２４，２２５には、断面円形状である丸線、断面矩形状である平角線などを用いることができる。コイル２２３，２２４，２２５は、平面視矩形状に限らず、トラック形状、長円、楕円等、任意の形状であってよい。

（ボビン）
ボビン２２６は、絶縁性の合成樹脂から形成され、シャフト２１１と同軸に配置される円筒状の筒部２２６Ａと、筒部２２６Ａの外周部に突設された６つの凸部２２６Ｂ（図示せず）を一体に備える。
凸部２２６Ｂは、コイル２２３，２２４，２２５の厚みとほぼ同じ高さであり、軸方向に長い形状を成している。また、各凸部２２６Ｂは、ボビン２２６の周方向において等間隔に配置されている。

各コイル２２３，２２４，２２５は、コイルの開口が１つの凸部２２６Ｂを挟んだ２つの凸部２２６Ｂに掛るように、ボビン２２６に設けられる。そして、各コイル２２３，２２４，２２５が設けられたボビン２２６が、ステータコア２２１の開口内部に固定されることで、ステータ２２０が形成される。

（コイル、照明電線）
本実施の形態の医療装置Ｍは、ハンドピース１００の前端から照射される光により口腔内の治療対象となる切削部位を照明する。この機能を実現するために、照明電線がモータ２００に設けられている。照明電線は、ボビン２２６の軸方向に沿って配置されている。
照明電線は、光源Ｌに接続される。光源Ｌにより照射される光は、光の伝送経路としての光ファイバ（図示しない）を通じてハンドピース１００の前端まで導かれる。

リアホルダー２４２には、基板２４２Ｈが設けられている。基板２４２Ｈには、照明電線が接続する端子や、モータ端子２３３Ｕ，２３３Ｖ，２３３Ｗが設けられている。モータ端子２３３Ｕ，２３３Ｖ，２３３Ｗは、それぞれ、コイル２２３，２２４，２２５に接続すると共に、コード２０１を介してコントローラ３００に接続する。

コントローラ３００により生成される三相交流電流が、モータ端子２３３Ｕ，２３３Ｖ，２３３Ｗを介してコイル２２３，２２４，２２５に印加されると、ステータ２２０に回転磁界が発生する。この回転磁界とマグネット２１２の作る磁界の相互作用により、ロータ２１０がシャフト２１１を中心に回転する。

〔モータの保持要素〕
次に、ロータ２１０およびステータ２２０を収容、保持するための要素として、モータケース２５０、リング螺子２６０、リアホルダ２４２について説明する。

〔インサート筒〕
図５、図７を参照すると、インサート筒２７０は、ステンレス等の磁性材料により構成された筒状の部材である。また、インサート筒２７０は、モータケース２５０の内側に保持される基部２７１と、基部２７１の中心部分から前方へと突出する接続部２７２とを備える。
基部２７１は円筒形状を成しており、フロント側に第１の外径部２７１Ｅ、リア側に第２の外径部２７１Ｆが形成されている。第１の外径部２７１Ｅは、第２の外径部２７１Ｆより外径が小さく構成されている。このように基部２７１には、大きさが異なる第１の外径部２７１Ｅと第２の外径部２７１Ｆを有するので、外周面に段差が生じて基部側段部２７１Ａが形成される。
また、基部２７１のリア側の開口縁２７１Ｂは、ステータコア２２１が突き当たる面となる。

また、インサート筒２７０の中心となる部分には、接続部２７２から基部２７１を貫く挿通孔２７３が形成されている。この挿通孔２７３には、シャフト２１１の前端側が挿通される。つまり、シャフト２１１の前端部２１１Ｂが挿通孔２７３の内部に位置する。
また、基部２７１の内側には、第１の外径部２７１Ｅと第２の外径２７１Ｆと同軸の内円筒部２７１Ｃを有する。この内円筒部２７１Ｃの内側には、挿通孔２７３が連通している。つまり、内円筒部２７１Ｃの内側には、シャフト２１１が挿通される。また、内円筒部２７１Ｃの内部は、フロントベアリング２１４を保持するフロントベアリング保持部２７１Ｉとなる。
また、内円筒部２７１Ｃの外側であって基部２７１の内側の部分である基部環状凹部２７１Ｄは、各コイル２２３，２２４，２２５のフロント側の一部分が入り込む空間となる。

次に、接続部２７２は、ハンドピース１００の接続部１０５の内側に挿入され、シャフト２１１と、ハンドピース１００の伝達機構１０４の軸１０４Ａとの軸心を合わせる。シャフト２１１は、接続部２７２の軸方向長さの半分程度にまで延びている。
接続部２７２の内側には、伝達機構１０４の軸１０４Ａとシャフト２１１とを接続するための爪クラッチが配置されている。

基部２７１には、光源Ｌが収容される光源収容孔２７５が貫通して形成されている。また、基部２７１には、係合孔２７６が形成されている。
接続部２７２にハンドピース１００が装着されると、係合孔２７６にハンドピース１００側の突起が係合されることで、ハンドピース１００とモータ２００とが周方向において位置決めされる。それにより、光源Ｌと、ハンドピース１００が内蔵する光ファイバを確実に接続することができる。

また、基部２７１には、第２の外径部２７１Ｆの部分に、表面より凹んだ凹部２７１Ｊが形成されている。そして、この凹部２７１Ｊの内部には、インサート回り止め部２７１Ｋが保持される。インサート回り止め部２７１Ｋは、球体の形状又は曲面形状を成している。このインサート回り止め部２７１Ｋは、凹部２７１Ｊに保持された状態において、凹部２７１Ｊの外部に突出有する。つまり、インサート回り止め部２７１Ｋは、第２の外径部２７１Ｆの表面より突出した状態である。
この様なインサート回り止め部２７１Ｋは、後述するモータケース２５０のフロント側回り止め受け溝２５５に嵌ることで、インサート筒２７０のケース２５０に対する回転方向の動きを抑止する。

（モータケース）
次に、図５、図６、図８を参照すると、モータケース２５０は、モータ２００の外殻を構成するものであり、ステータ２２０の外周部を包囲する円筒形状の部材である。モータケース２５０の形状は、フロント側からリア側に向けて外径が徐々に大きくなるように構成されている。モータケース２５０のリア側の内壁面には、リアの開口側からフロント方向に向けて螺旋状に螺子溝２５１が形成されている。
尚、モータケース２５０は、純チタン又はチタニウム合金（以下、チタン）により構成されている。モータケース２５０をチタンで構成することで、軽量で剛性の高いモータの外殻にすることができる。

また、モータケース２５０の内部のフロント側には、インサート筒２７０が収まるインサート保持部２５２が形成されている。
インサート保持部２５２は、フロント側の第１の内径部２５２Ａと、第１の内径部２５２Ａとリア側に隣接する第２の内径部２５２Ｂを有する。第１の内径部２５２Ａは、第２の内径部２５２Ｂの部分より内径が小さく構成されている。

また、第１の内径部２５２Ａは、インサート筒２７０の基部２７１の第１の外径２７１Ｅの部分がちょうど内部に収まる大きさである。また、第２の内径部２５２Ｂは、インサート筒２７０の基部の第２の外径２７１Ｆの部分がちょうど収まる大きさである。
このように、インサート保持部２５２は、フロント側の内径をリア側の内径より小さく構成することで、表面に段差が生じてケース側段部２５３が形成される。ケース側段部２５３は、インサート保持部２５２にリア側からインサート筒が挿入されて取り付けられた際に、インサート筒の基部側段部２７１Ａが突き当たる部分となる。

また、モータケース２５０内面であって、第２の内径部２５２Ｂの部分には、リア側からフロント側に向けて線状の溝であるフロント側回り止め受け溝２５５が形成されている（図５参照）。このフロント側回り止め受け溝２５５には、インサート筒２７０に設けられたインサート回り止め部２７１Ｋが嵌り込む部位となる。
インサート筒２７０がモータケース２５０の内部に保持されて、インサート回り止め部２７１Ｋがフロント側回り止め受け溝２５５に嵌り込むことで、インサート筒２７０のケース２５０に対する回転方向の動きが抑止される。

同様に、モータケース２５０内面であって、リアの開口側から螺子溝２５１にかけてリア側からフロント側に向けて線状の溝であるリア側回り止め受け溝２５６が形成されている（図６参照）。このリア側回り止め受け溝２５６には、後述するリアホルダ２４２に設けられたリアホルダ回り止め部２４３が嵌り込む部位となる。
リアホルダ２４２がモータケース２５０の内部に保持されて、リアホルダ回り止め部２４３がリア側回り止め受け溝２５６に嵌り込むことで、リアホルダ２４２のケース２５０に対する回転方向の動きが抑止される。
（リアホルダ）

図６、図９を参照すると、リアホルダ２４２は、ロータ２１０のリア側を保持する部材である。また、リアホルダ２４２は、ステンレス等の磁性材料により構成されており、フロント側に向けて開口するカップ形状を成している。
リアホルダ２４２のフロント側の部分は、内径及び外径ともリア側より大きく形成されている。これにより、リアホルダ２４２の外周面にリアホルダ外段部２４２Ｅと、リアホルダ２４２の内周面にリアホルダ内段部２４２Ｆが形成される。

リアホルダ外段部２４２Ｅは、後述するリング螺子２６０が当たる部分となる。リアホルダ内段部２４２Ｆは、ステータコア２２１のリア側の端面が当たる部分となる。
リアホルダ２４２の内側の底面には、フロント側に突出する円筒部２４２Ｃが形成されている。この円筒部２４２Ｃの内部は、リアベアリング２１５を保持するリアベアリング保持部２４２Ｂとなる。また円筒部２４２Ｃの外側に隣接して位置するリアホルダ環状凹部２４２Ｇは、コイル２２３，２２４，２２５のリア側の一部分が入り込む空間となる。

更に、リアホルダ２４２のリア側の端面には、複数の端子２３３Ｕ，２３３Ｖ，２３３Ｗを備えた基板２４２Ｈが設けられている。また、リアホルダ２４２の底面には、フロント側からリア側に貫通する複数の孔２４２Ｄが形成されている。これらの孔は、ＬＥＤやコイルの配線を基板２４２Ｈ側に通すための開口である。この孔を通った各配線は、端子に電気的に接続する基板２４２Ｈ上のターミナルに、半田付けされる。
そして。各端子２３３Ｕ，２３３Ｖ，２３３Ｗには、コントローラ３００と電気的に接続するリード線２１０Ａ（コード２１０）が接続する。これにより、各コイルとＬＥＤが、コントローラ３００と電気的に接続して、通電可能な状態となる。

更に、また、リアホルダ２４２の外周面には、表面より凹んだ凹部２４２Ｊが形成されている。そして、この凹部２４２Ｊの内部には、リアホルダ回り止め部２４２Ｋが保持される。リアホルダ回り止め部２４２Ｋは、球体の形状又は曲面形状を成している。このリアホルダ回り止め部２４２Ｋは、凹部２４２Ｊに保持された状態において、凹部２４２Ｊの外部に突出有する。つまり、リアホルダ回り止め部２４２Ｋは、リアホルダ２４２の表面より突出した状態である。
この様なリアホルダ回り止め部２４２Ｋは、後述するモータケース２５０のリア側回り止め受け溝２５６に嵌ることで、リアホルダ２４２のケース２５０に対する回転方向の動きを抑止する。

（リングねじ）
図３、図４、図６を参照すると、リング螺子２６０は、インサート筒２７０、ロータ２１０、ステータ２２０、及び、リアホルダ２４２を、モータケース２５０に対して固定するものである。
リング螺子２６０は、リング形状のステンレスの部材の外周部分に、螺子溝２６１を設けることで形成されている。このように構成することで、リング螺子２６０をモータケース２５０の内壁面の螺子溝２５１に締め付けて螺子固定することができる。

（リアナット２８０）
リアナット２８０は、コード２１０（リード線）と端子の接続位置を覆い、コード２１０をモータケース２５０に固定するものである。
リアナット２８０はカップ形状を成している。リアナット２８０のフロント側の外周面には、フロント側の開口端から螺子溝２８１が形成されている。また、リアナット２８０のリア側には、コード２１０を通してリアナット２８０の外部に導出するコード開口２８０Ａが形成されている。

〔モータの組み立て〕
次に、図１０〜図１４を参照して、モータ２００の組み立てについて説明する。
モータ２００の組み立て手順は、まず、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０を仮組みをする。そして、この仮組みをした構造体をモータケース２５０の内部に挿入する。そして、リアホルダ２４２をモータケース２５０の内部に挿入した後、リング螺子２６０をモータケースに２５０に螺子締めて固定する。その後、コード２１０をリアホルダ２４２に接続して、コード２１０をリアナット２８０で固定することで、モータ２００が組み立てられる。
具体的な組み立て状態と各部の関係は、以下の通りである。

図１０〜図１１を参照すると、まず、インサート筒２７０のリア側にステータ２２０を位置させる。この状態において、ステータ２２０は、ステータコアのフロント側の端面２２１Ａをインサート筒２７０の開口縁２７１Ｂに当接した状態となる。当接とは、例えば、一方の物体が他方の物体に突き当たり接触している状態をいう。これにより、ステータ２２０は、インサート筒２７０によりフロント方向の動きが規制される。
また、各コイル２２３，２２４，２２５のフロント側の一部分は、基部環状凹部２７１Ｄに入り込んだ状態となる。尚、各コイル２２３，２２４，２２５とインサート筒２７０の間には絶縁部材２７１Ｈが設けられる。

次に、インサート筒２７０のリア側にステータ２２０を位置させて仮組みされた構造体において、ロータ２１０がステータ２２０の内部に設けられる。
この状態において、フロントベアリング保持部２７１Ｉには、シール部材と予圧バネ２４３とフロントベアリング２１４が入り込み保持される。そして、シャフト２１１は挿通孔２７３に入り込み、前端部２１１Ｂは挿通孔２７３の内部に位置する。
このように、ロータ２１０は、フロントベアリング保持部２７１Ｉにおいてフロントベアリング２１４が保持されることで、フロント方向の動きが規制される。

上記のようにロータ２１０がステータ２２０の内部に設けられることで、マグネット２１２は、ボビン２２６を挟んで各コイル２２３，２２４，２２５と対向する。
また、基部２７１の内部において、基部環状凹部２７１Ｄに入り込んだ各コイル２２３，２２４，２２５の一部分とフロントベアリング２１４は、フロントベアリング保持部２７１Ｉを形成する内円筒部２７１Ｃを挟んで径方向に対向する。

このように、フロントベアリング２１４と各コイル２２３，２２４，２２５が径方向に対向することで、各コイル２２３，２２４，２２５とフロントベアリング２１４は、径方向に重なりあう。これにより、モータ２００の内部において、径方向のスペースを有効に使うことができ、モータ２００の軸方向のサイズをより小さく構成することができる。
更に、各コイル２２３，２２４，２２５とフロントベアリング２１４の間には、フロントベアリング２１４を保持する内円筒部２７１Ｃが位置している。これにより、コイルで生じる磁力は、内円筒部２７１Ｃで遮蔽されて、フロントベアリング２１４に届きにくい状態となる。

この様に、フロントベアリング２１４と各コイル２２３，２２４，２２５の間には、内円筒部２７１Ｃが介在するので、フロントベアリング２１４が受けるコイルが発生する磁界の影響を低減することができる。
特に、基部２７１を一体に備えるインサート筒２７０は、ステンレスなどの磁性材料により構成されているので、より効果的にフロントベアリング２１４が受けるコイルからの磁界の影響を低減することができる。

次に、図１２〜図１３に示すように、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０が仮組みされた状態の構造体を、モータケース２５０の内部に取付ける。
モータケース２５０の内部へは、上記の構造体はインサート筒２７０をフロント側にして、モータケース２５０のリア側の開口から内部に挿入される。インサート筒２７０は、モータケース２５０の内部において、インサート保持部２５２で保持される。
インサート保持部２５２においてインサー筒２７０は、基部側段部２７１Ａがケース側段部２５３に当接した状態となる。つまり、インサート筒２７０は、ケース側段部２５３によりフロント方向の動きが規制される（図５の状態）。

また、基部２７１とインサート保持部２５２の隙間は、基部２７１がインサート保持部２５２に入り込む程度の隙間となるよう設定される。つまり、基部２７１は、インサート保持部２５２に嵌り込んだ状態となる。
そして、接続部２７２は、モータケース２５０のフロント側の開口から、モータケース２５０の外側に突き出た状態となる。インサート筒２７０に開口する挿通孔２７３は、ケース２５０の内部と外部を連通した状態となる。

また、モータケース２５０にインサート筒２７０が挿入されるとき、フロント側回り止め受け溝２５５にインサート回り止め部２７１Ｋを嵌め込む。フロント側回り止め受け溝２５５は、リアからフロント方向に向けて直線的に伸びていることから、モータケース２５０にインサート筒２７０を挿入する方向と一致している。従って、モータケース２５０にインサート筒２７０を組み立てやすい。

特に、インサート回り止め部２７１Ｋは球形状であることから、インサート回り止め部２７１Ｋとフロント側回りとめ受け溝２５５との間の接触抵抗がより小さくなるよう構成されている。つまり、インサート回り止め部２７１Ｋがフロント側回り止め受け溝２５５内部をフロント方向に進む際の抵抗がより小さくなるように構成されており、効率良く組み立てを行うことができる。

次に、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０がモータケース２５０の内部に取り付けられた状態の構造体に対して、リアホルダ２４２が組み付けられる。リアホルダ２４２がこの構造体に組み付けられた状態において、各部は次の状態となる。

まず、ロータ２１０のリアベアリング２１５は、リアベアリング保持部２４２Ｂの内部に入り込み保持される。リアベアリング２１５はリアベアリング保持部２４２Ｂにおいて、リア方向の動きが規制される。これにより、ロータ２０１は、リアホルダ２４２に保持された状態となる。また、リアホルダ環状凹部２４２Ｇの内部には、各コイル２２３，２２４，２２５のリア側の一部分が入り込んだ状態となる。
尚、各コイル２２３，２２４，２２５及びＬＥＤの配線は、リアホルダ２４２の孔２４２Ｄを通りリアホルダ２４２のリア側に導かれ、基板２４２Ｈ上のターミナル２４２Ｉに半田付け等により接続する。ターミナル２４２Ｉには、それぞれモータ端子２３３が設けられている。

更に、リアホルダ２４２の内部には、フロント側の開口からステータコア２２１のリア側の一部分が入り込む。つまり、リアホルダ２４２の内部に、ステータコア２２１が保持された状態となる。そして、ステータコア２２１のリア側の端面２２１Ｂが、リアホルダ内段部２４２Ｆに当接した状態となる（図６と同じ状態）。

また、モータケース２５０にリアホルダ２４２が挿入されるとき、リア側回り止め受け溝２５６にリアホルダ回り止め部２４２Ｋを嵌め込む。リア側回り止め受け溝２５６は、リアからフロント方向に向けて直線的に伸びていることから、モータケース２５０にリアホルダ２４２を挿入する方向と一致している。従って、モータケース２５０にリアホルダ２４２を組み立てやすい。

特に、リアホルダ回り止め部２４２Ｋは球形状であることから、リアホルダ回り止め部２４２Ｋとリア側回り止め受け溝２５６との間の接触抵抗が小さく構成されている。つまり、リアホルダ回り止め部２４２Ｋがリア側回り止め受け溝２５６内部をフロント方向に進む際の抵抗がより小さくなるように構成されており、効率良く組み立てを行うことができる。

以上のように、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２４２が内部に設けられたモータケース２５０に、リング螺子２６０が取り付けられる。
リング螺子２６０は、モータケース２５０のリア側の開口側から内部に挿入される。そして、リング螺子２６０は、リングの中心周りに回転させられることで、リング螺子２６０の螺子溝２６１がモータケースの内壁面に形成された螺子溝２５１に螺子結合する。つまり、リング螺子２６０の螺子溝２６１がモータケース２５０の螺子溝２５１に螺合する。
リング螺子２６０を更に螺子溝２６１に螺子締めすることで、リング螺子２６０のフロント側の面がリアホルダ２６２のリアホルダ外段部２４２Ｅに当接する。この状態でリング螺子２６０が規定のトルクで螺子締められる（図６参照）。

この様に各部は、リア側からフロント側に向かって、インサート筒２７０はモータケース２５０にフロント方向の動きを規制された状態で接し、ステータコア２２１はインサート筒２７０に接し、リアホルダ２６２はステータコア２２１に接し、リアホルダ２６２はリング螺子２６０に接している。

つまり、モータケース２５０とリング螺子２６０の間に、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２６２が、フロント方向に向けて並んだ状態となる。
従って、リング螺子２６０をモータケース２５０に螺子締めることで、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２４２が、モータケース２５０に対して固定される。
言い換えると、モータケース２５０とリング螺子２６０に、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２６２が、挟まれて固定された状態となる。

このように、モータケース２５０の内部に対して、リア側から、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２６２とリング螺子２６０を挿入するので、各部品を組み付ける向きが一方向となり組み立て効率が良い。また、モータケース２５０に挿入された各部品を１つのリング螺子２６０で、モータケース２５０に対して全て固定することができる。

また、このように各部がリング螺子２６０により固定された状態において、リアホルダ２４２の内部では、リアホルダ環状凹部２４２Ｇに入り込んだ各コイル２２３，２２４，２２５の一部分とリアベアリング２１５は、リアベアリング保持部２４２Ｂを形成する円筒部２４２Ｃを挟んで径方向に対向する。

このように、リアベアリング２１５と各コイル２２３，２２４，２２５が径方向に対向することで、各コイル２２３，２２４，２２５とリアベアリング２１５は、径方向に重なりあう。これにより、モータ２００の内部において、径方向のスペースを有効に使うことができ、モータ２００の軸方向のサイズをより小さく構成することができる。
更に、各コイル２２３，２２４，２２５とリアベアリング２１５の間には、リアベアリング２１５を保持する内円筒部２４２Ｃが位置している。これにより、コイルで生じる磁力は、内円筒部２４２Ｃで遮蔽されて、リアベアリング２１５に届きにくい状態となる。

つまり、リアベアリング２１５と各コイル２２３，２２４，２２５の間には、円筒部２４２Ｃが介在するので、リアベアリング２１５が受けるコイルが発生する磁界の影響を低減することができる。
特に、円筒部２４２Ｃを一体に備えるリアホルダ２４２は、ステンレスなどの磁性材料により構成されているので、より効果的にリアベアリング２１５が受けるコイルからの磁界の影響を低減することができる。

次に、リアホルダ２４２に設けられた基板２４２Ｈにコード２１０が接続する。コード２０１は、複数のリード線を束ねたものである。この各リード線が、基板２４２Ｈ上に設けられた端子に接続する。このように各端子に各リード線が接続することで、ターミナル２４２Ｉに接続する各コイルやＬＥＤが、コントローラ３００と電気的に接続して、通電可能な状態となる。

次に、図１４に示すように、リング螺子２６０により、インサート筒２７０とステータ２２０とロータ２１０とリアホルダ２６２が固定されたモータケース２５０には、リア側からリアナット２６０が設けられる。
リアナット２８０のコード開口２８０Ａには、あらかじめコード２１０がコードカバーに取り付けられた状態で通してある。コードカバー２０１Ａは、コード開口２８０Ａからコード２０１が抜けないようにするためのものである。また、リアナット２８０は、フロント側の外周面に螺子溝２８１と、螺子溝２８１のリア側に隣接したリアナット段部２８２が形成されている。

この様に構成されたリアナット２８０は、フロント側の開口端をモータケース２５０のリア側の開口側から、モータケース２５０の内部に挿入される。そして、リアナット２８０は、中心周りに回転させられることで、リアナット２８０の螺子溝２８１が、モータケースの内壁面に形成された螺子溝２５１に螺子結合する。
リアナット２８０は、リアナット段部２８２がモータケース２５０のリアの開口縁２５４と接触するまで回されて、モータケース２５０のリア側の開口を塞ぐように、螺子固定される。

以上、モータの組み立てについて説明したが、組み立ての順番は他の形態でもよい。例えば、モータケース２５０にインサート筒２７０を取り付け、次にステータ２２０を取り付け、次にロータ２１０を取り付け、次にリアホルダ２４２を取り付け、そして、リング螺子２６０をモータケース２５０に螺子止めして各部を固定する方法でもよい。

〔コントローラ３００〕
次に、モータ２００の動作を制御するコントローラ３００について説明する。
図１５は、本発明のコントローラ３００と、このコントローラ３００に接続するモータ２００の回路図を示す。
コントローラ３００は、インバータ３０１と制御手段３０２とロータ位置検出回路３０３（以下、位置検出回路３０３）を有する。制御手段３は、記憶手段を有する。モータ２００の３相のコイル（コイル（Ｕ相）２２３、コイル（Ｖ相）２２４、コイル（Ｗ相）２２５）は、インバータ３０１に接続する。
位置検出回路３００は、ステータ２２０のそれぞれコイル２２３，２２４，２２５に対するロータ２１０のマグネット２１２の磁極の位置を検出する。位置検出回路３００は、位置検出に係る信号を制御手段３０２に出力する。

インバータ３０１は、モータ２００の駆動手段であり、６個のスイッチング素子（Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−）を有する。
直流電源ＤＣは、インバータ３０１に電圧Ｖｄを供給する。制御手段３０２は、インバータ３０１のコントローラであり、ロータ位置検出回路３０３から出力される信号に基づき、６個のスイッチング素子を循環してオン，オフ制御する。
これにより、コイル２２３，２２４，２２５に流れる電流が変化して、コイルから生じる磁界が変化して、ロータ２１０が回転する。尚、直流電源ＤＣは、商用電源を直流に変換するコンバータにより供給される。

Ｍ 医療装置
１００ 歯科用ハンドピース
１０１ ヘッド
１０３ 工具
１０４ 伝達機構
１０４Ａ 軸
１０５ 接続部
２００ ブラシレスモータ
２０１ コード
２０１Ａ コードカバー
２１０ ロータ
２１１ シャフト
２１１Ａ 中央部
２１１Ｂ 前端部
２１１Ｃ 後端部
２１１Ｄ 嵌合部
２１１Ｅ バランス修正部
２１１Ｆ ベアリング配置部
２１２ マグネット
２１２Ａ セグメント
２１３ カバーホルダ
２１３Ａ カバー部
２１３Ｂ バランス修正部
２１４ フロントベアリング
２１４Ａ フロントベアリングの外輪
２１４Ｂ フロントベアリングの内輪
２１５ リアベアリング
２１５Ａ リアベアリングの外輪
２１５Ｂ リアベアリングの内輪
２１６ フロントカラー
２１７ リアカラー
２１８ シール構造部
２２０ ステータ
２２１ ステータコア
２２１Ａ ステータコアのフロント側の端面
２２１Ｂ ステータコアのリア側の端面
２２２ コイルユニット
２２３ コイル（Ｕ相）
２２３Ａ 開口
２２４ コイル（Ｖ相）
２２４Ａ 開口
２２５ コイル（Ｗ相）
２２５Ａ 開口
２２６ ボビン
２２６Ａ 筒部
２２６Ｂ 凸部
２２６Ｃ リアフランジ
２２６Ｄ フロントフランジ
２２７ 注水パイプ
２２８ チップエアパイプ
２２９ 照明電線
２３０ 媒体経路
２３１ 孔
２３１Ａ 孔
２３１Ｂ 孔
２３１Ｃ 孔
２３２ 突起
２３３ モータ端子
２３３Ｕ モータ端子（Ｕ相）
２３３Ｖ モータ端子（Ｖ相）
２３３Ｗ モータ端子（Ｗ相）
２３４ 冷却用エアパイプ
２４０ インナーケース
２４２ リアホルダ
２４２Ａ
２４２Ｂ リアベアリング保持部
２４２Ｃ 円筒部
２４２Ｄ 孔
２４２Ｅ リアホルダ外段部
２４２Ｆ リアホルダ内段部
２４２Ｇ リアホルダ環状凹部
２４２Ｈ 基板
２４２Ｉ ターミナル
２４２Ｊ 凹部
２４２Ｋ リアホルダ回り止め部
２４３ リアホルダ回り止め部
２４３ ウェーブワッシャ
２５０ モータケース
２５１ リア開口螺子溝
２５２ インサート保持部
２５２Ａ 第１の内径
２５２Ｂ 第２の内径
２５３ ケース側段部
２５４ モータケースリア開口縁
２５５ フロント側回り止め受け溝
２５６ リア側回り止め受け溝
２６０ リングねじ
２６１ 螺子溝
２７０ インサート筒
２７１ 基部
２７１Ａ 基部側段部
２７１Ｂ 開口縁
２７１Ｃ 内円筒部
２７１Ｄ 基部環状凹部
２７１Ｅ 第１の外径部
２７１Ｆ 第２の外径部
２７１Ｇ 基部リア側端面
２７１Ｈ 絶縁部材
２７１Ｉ フロントベアリング保持部
２７１Ｊ 凹部
２７１Ｋ インサート回り止め部
２７２ 接続部
２７３ 挿通孔
２７４ 爪クラッチ
２７５ 光源収容孔
２７６ 係合孔
２８０ リアナット
２８０Ａ コード開口
２８１ 螺子溝
２８２ リアナット段部
３００ コントローラ
３０１ インバータ
３０２ 制御手段
３０３ ロータ位置検出回路

Claims (3)

1. ハンドピースと、前記ハンドピースの駆動源となるモータと、前記モータの駆動制御を行うコントローラを備え、
   前記モータは、外殻を構成する円筒形状のモータケースと、前記ハンドピースの接続部を有するインサート筒と、シャフトにマグネットとフロントベアリングとリアベアリングを固定してなるロータと、円筒形のステータコアとコイルユニットを有するステータと、前記ロータ及び前記ステータを保持するリアホルダと、外周部分に螺子溝が形成されたリング螺子を備え、
   前記モータケースの内壁面には螺子溝が形成されており、
   前記モータケースの内部において、前記インサート筒がフロント方向への動きが規制されると共に前記接続部がフロント側の開口から外側に突き出た状態で保持され、前記ステータは前記ステータコアのフロント側の端面を前記インサート筒に当接した状態で保持され、前記ロータは前記ステータの内部に位置し、前記リアホルダはリア側から前記ステータコアと前記リアベアリングを保持し、
   前記リング螺子は、前記モータケースの螺子溝に螺子締められて、前記リアホルダに当接することを特徴とするブラシレスモータを用いた医療機器。
2. 前記インサート筒には、前記モータケースに対して回転方向の動きを抑止する回り止め部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータを用いた医療機器。
3. 前記リアホルダには、前記モータケースに対して回転方向の動きを抑止する回り止め部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータを用いた医療機器。

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