JP2022526275A - チャッキングクランプ用の選択的結合装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ドリルツール（１００）をクランプするための装置を含み、回転軸（Ｒ）を中心に回転可能な駆動シャフト（２）を備える駆動機構によって、前記回転軸（Ｒ）を中心とした回転で作動させることができる歯科用又は外科用用途に適したハンドピース（１）用の伝達ロータに関する。クランプ装置は、回転軸（Ｒ）に対してドリルツール（１００）を軸方向に固定するために、駆動シャフト（２）の内側に配置されたクランプ（４）であって、クランプ（４）はプランジャ（５）と協働して、ドリルツール（１００）を解放する、クランプ（４）、並びに、駆動シャフト（２）と一体的に回転するドリルツールの半径方向ガイドブッシュ（３）を備える。選択された好ましい実施例によれば、それは、クランプ（４）とガイドブッシュ（３）又は駆動シャフト（２）との間の選択的角度結合機構（Ｃｓ）を直接含む。選択的角度結合機構（Ｃｓ）は、クランプ（４）とガイドブッシュ（３）又はそれぞれ駆動シャフト（２）との間に角度保持トルク（Ｃ）を加え、その値は、前記クランプ（４）とドリルツール（１００）との間の滑り閾値に対応する値よりも劣っている。

Description

本発明は、タービン及びコントラアングルの分野、より具体的には、ドリルツール用のチャッキング装置に関する。

市場に出回っている高速歯科用ハンドピースの大部分、つまり（空圧式）タービンとマルチプライヤコントラアングル（電気モーター式）には、弾性クランプを使用してドリルをクランプするシステムが装備されている。このシステムは非常に長い間よく知られており、特に特許文献欧州特許第０２７３２５９（Ｂ１）号に記載されている解決策はよく知られている。

このタイプのクランプシステムでは、ドリルツールを回転で駆動するロータシャフト（エアタービンの場合はタービン、又はコントラアングルの場合は伝達ピニオンのいずれかがその上及び外側に圧入される）が、クランプ及びプランジャを含む。クランプは一般にシャフトに圧入及び／又は溶接され、２つの機能があり、可撓性弾性端によってドリルを軸方向に保持する機能、削っている間に歯科医によって半径方向負荷が加えられた場合、ドリルが過度に傾いたり、作業の精度に悪影響を与える過度の振動を発生させたりするのを防ぐために、ドリルを半径方向にガイドする機能である。プランジャ自体は、シャフト内で軸方向に摺動でき、場合によってはシャフト内で角度を付けて回転できるため、シャフト内で部分的に自由になる（円錐プランジャの場合）；クランプの開放段階でクランプと協働して、外科医－歯科医がプランジャを覆っている解放ボタンを押すとドリルを解放する。クランプが閉じてドリルをつかむとき、プランジャはクランプの表面の単純な支台歯にあることができるが、クランプの弾性部分に開く力を加えてはならない。

削っている間に、外科医－歯科医によってドリルに加えられる過度の軸方向負荷のために、ドリルがクランプの顎を越えてカバーに向かって摺動し、プランジャを遮断することができなくなり、それにより、ユーザがプランジャをカバーに加えられた圧力に抗して押すことができず、またクランプを開いて作業の最後にドリルを取り外すことができず、クランプストップと呼ばれる追加の構成要素を含むさらに完成されたクランプシステムが存在する。そのような構成要素が導入され、好ましくは、ハンドピースのヘッドのカバーの側面のシャフトに圧入及び／又は溶接又ははんだ付けされ、それにより、プランジャの軸方向の閉塞を防ぐことが可能になる。したがって、クランプストップの存在は、クランプに詰まったドリルが原因のメーカーへの返品を制限する。

さらに、クランプのガイド及びクランプ機能を最適化できるようにするために、ガイドブッシュがクランプとは別に形成されるシステムがさらに存在する。次に、これらの２つの部分は、ロータシャフトと回転する１つの一体型ブロックのみをここで形成するために、一般に溶接又はろう付けによって相互に取り付けられる。このような場合、追加の構成要素が次いでドリルの出口近くのシャフトに挿入される。このような解決策により、ドリルの後端をクリップするために可撓性の弾性材料が必要なクランプ及び代わりに硬くて耐摩耗性のある材料が必要なガイドブッシュに最適なさまざまな材料を使用できるようになる。

それにもかかわらず、これらの先行技術の解決策のいずれも、負荷がかかった状態での回転中にドリルとクランプとの間の分離に起因するクランプの早期摩耗を効果的に防止することを可能にしない。つまり、それは外科医－歯科医が使用しているときである。クランプ内でのドリルの繰り返しの長時間の滑りは、おそらく、ロータの大きな慣性のために、クランプによって保証された最大トルクの超過を伴う、ドリルの突然の詰まりが原因である可能性がある。

したがって、これらの既知の制限のない解決策が必要である。

欧州特許第０２７３２５９（Ｂ１）号

したがって、本発明の１つの目的は、より効果的であり、回転中のドリル及びクランプの滑りのリスクを最小限に抑えることを可能にする新しいクランプ装置を提案することである。

本発明の別の目的は、それにもかかわらず標準的なハンドピースのヘッドと互換性を維持し、解放に使用されるボタンプランジャの組み立てをより複雑にしない完全なクランプ装置を提案することである。

これらの目的は、主請求項の特徴によって、特にクランプとガイドブッシュ又はそれぞれ駆動シャフトとの間の選択的な角度結合機構によって直接達成され、選択的角度結合機構は、クランプとガイドブッシュ及び／又は駆動シャフトとの間に角度保持トルクを加え、その値は、クランプとドリルツールとの間の滑り閾値に対応する値よりも劣っている。

提案された解決策の１つの利点は、ドリルとクランプの分離のリスクを最小限に抑えることを可能にし、したがって、チャッキング装置の耐用年数を大幅に改善することを可能にすることである。

並行して、提案された解決策は、後のハンドピースの組み立て作業に影響を与えることなく、ハンドピースの構築に導入される追加の構成要素の数を最小限に抑えながら、クランプの信頼性を向上させることを可能にする。

好ましい実施例によれば、選択的角度結合機構は、クランプとガイドブッシュとの間の磁気結合を使用して、これらの２つの部品間の磁気引力が、追加の部分を必要とせずに平行な方法で部分を相互に接触して配置及び軸方向に保持することを可能にするようにする。好ましい変形によれば、ガイドブッシュ自体の材料をより自由に選択することができ、したがって与えられるガイド特性に悪影響を及ぼさないようにするために、磁化リングが覆われ、モジュールピースとしてガイドブッシュに取り付けられる。

別の好ましい実施例によれば、選択的角度結合機構は、駆動シャフト及びガイドブッシュと一体的に回転する半径方向クランプリングを使用し、これは、滑りクランプ、すなわち調整を介してクランプの下部に取り付けられ、その調整は、通常の動作範囲内にある特定の閾値を超えるねじりトルクの印加を超えて、これら２つの部品間の相対的な動きを可能にするほど大きな保持トルクを加えない。この場合、摩擦面は半径方向で円筒形であることが好ましく、結合はクランプと駆動シャフトとの間で直接行われる。さらに、この純粋に機械的な結合モードの好ましい変形によれば、クランプの形状は、軸方向の保持面を形成する下部カラー、又はより中間部分の周辺ビードさえも有することができ、次に、これは、追加のクランプリングで覆うことができ、軸方向のブロッキングの機能も補足的に実行し、それ以外の場合は、摩擦トルクを加えるための接触面を増やし、その結果、クランプに対する保持トルクの値を調整することができる。

さらに別の好ましい実施例によれば、プランジャは２つの部分で設計され、そのうちの１つは駆動シャフト、つまりガイドブッシュに対して回転固定されており、もう１つはクランプと協働して、駆動シャフトに完全に自由に回転して取り付けられている。そのような変形は、これらの２つの部品が分離されるときにクランプがブッシュ上で長時間摺動できるという利点を有するが、しかしながら、顎に加えられるねじれのためにプランジャが開くリスクを生じさせず、とりわけ顎が、正反対の２本の足の形をとる場合である。特に有利な変形によれば、プランジャの下部は、シャフト内で自由に回転し、円錐形である。

本発明は、実例として与えられ、以下の図面を参照して、以下の説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。

本発明の好ましい実施例による、ドリルツールを備えたハンドピースのヘッドの正面図である。 本発明の好ましい実施例による、図１に示されている切断面（Ｓ－Ｓ）に沿った、可動タービンホイールが取り付けられた伝達ロータを使用したハンドピースの３次元の部分矢状断面図であり、回転中の選択的結合を備えたクランプシステムを備えた「タービンロータ」と呼ばれることが多い。 矢状面（Ｓ－Ｓ）での図２のハンドピースの拡大断面図を示す。 本発明の別の好ましい実施例による、回転中の選択的結合を備えたクランプシステムを備えたタービンロータを使用するハンドピースの３次元での部分矢状断面図である。 矢状面（Ｓ－Ｓ）での図４のハンドピースの拡大断面図を示す。 本発明のさらに別の好ましい実施例による、圧縮空気をそれ以上使用せず、代わりに駆動モーターシャフトを介して作動するコントラアングルタイプのハンドピースの３次元の部分矢状断面図であり、回転中の選択的結合を伴うクランプシステムを装備した伝達ロータを備えている。 矢状面における図８のハンドピースの拡大断面図を示す。 本発明の別の好ましい実施例による、再度、矢状断面図による、純粋に機械的な選択的結合機構の詳細を示す。 図８と同じ矢状断面図による、本発明のさらに別の好ましい実施例による選択的結合機構の詳細を示す。 図８及び９と同じ矢状断面図による、本発明のさらに別の好ましい変形による選択的結合機構の詳細を示す。

本出願の文脈において、本発明によるクランプ機構を統合することができるハンドピースは、パイプによって注入された圧縮空気の作用下でドリルが回転して駆動される場合、「タービン」、又は、モーターによって作動する駆動シャフトを使用した「コントラアングル」のいずれかで構成することができる。

図１に正確に示されているのは、タービン又はコントラアングルで構成できるハンドピース１の外側の図である。それは、その回転軸Ｒを中心に回転するように取り付けられた、ドリル１００が挿入される基部にあるヘッド１０を備える。ヘッド１０を覆う押しボタン６１は、従来の方法で、ハンドピースのユーザ、すなわち典型的には外科医－歯科医によってドリル１００に圧力が加えられたときにドリル１００を解放することを可能にする。

図１の矢印Ｓ－Ｓは、本発明の文脈で、まずタービンの文脈（図２から５）で、次にコントラアングルの文脈（図６と７）で提案されたドリル１００の取り付け及びクランプの機構をより詳細に表示することを可能にするために、以下の図２から８で使用される矢状切断面を示す。

以下では、まず、図２及び３を参照して、タービンに接続された第１の好ましい実施例について説明する。

図１に示される切断面（Ｓ－Ｓ）に沿ったハンドピース１の３次元の部分矢状断面図で構成する図２は、ドリル１００のヘッド１０及びクランプ機構の異なる通常の要素を区別することを可能にし（しかし、明確にするために示されていない）、特に、図の右側に圧縮空気１１を供給するためのパイプを含み、タービンホイール２１を駆動し、それ自体がドリルツール１００の駆動シャフト２と一体的に回転する。これは一般に「ロータシャフト」と呼ばれる。ここでの駆動シャフト２には、２つのベアリング２３、好ましくはボールベアリングが挿入され、それ自体がＯリングタイプ２４のそれぞれのガスケットによって圧搾される。駆動シャフト２に取り付けられているのは、それぞれドリル用の軸方向保持クランプ４（その顎はこの図には見えないが、コントラアングルの対応する実施例に関連して図７によく見られる）及び半径方向ガイドブッシュ３である。これらの２つの部品は、特にクランプ４に使用される材料をガイドブッシュ３の材料に調整することができるように分離されている。したがって、クランプ４は、好ましくは弾性及び変形可能な材料を必要とするが、ブッシュ３は、その部分について、耐摩耗性であり、回転軸Ｒに沿って可能な限り長い時間ガイドするための優れた特徴を確実にするために、好ましくは非常に硬い材料を必要とする。

ヘッドの上部には、ドリル１００を解放するために設けられた押しボタン６１を保持するための部品が挿入されている。この保持部品は、記載された好ましい実施例によれば、ヘッド１０に作られためねじ１３と協働する、その外周のねじ山付きビード６２１によってヘッドにねじ込まれたナット６２、提供されたシーリングガスケット６４で構成し、これらの２つのねじ込み面が協働して、ナット及び押しボタンの繰り返し可能な配置を確実にし、したがってタービンの場合、ヘッドから出る空気力学的流れを安定させる。保持ナット６２の上部に配置されているのはばね６３であり、図２及び３に示されるように、押しボタン６１をその静止位置に戻すことを可能にし、押しボタンの周辺半径方向係合部分６１２が内周保持リップ６２２と接触して保持され、係合部分の協働が図３に示されている。

図２では、同様に、押しボタン６１の下面６１０において、この目的のために提供された低熱伝導率の材料で作られた抗加熱ボール８を区別することができ、これは、好ましくは、押しボタン６１に向けられる熱伝達熱橋を最小化するために、ここでは六角形の断面である押しボタン６１に設けられた中央収容部６１３に直接圧入される。

ナット６２及び押しボタン６１によって形成される押しボタンモジュール６、並びに２つの間に挿入された圧縮ばね６３は、後で図３に示されている。図２では、プランジャ５をここで区別でき、図３及び４に見られるように、圧力が方向Ｐに加えられたときに押しボタン６１、又はここではより正確にはボール８と接触させることができ、永久クランプ磁石７がナット６２に配置されている。本発明の文脈において、プランジャ５は、永久クランプ磁石７と協働するように、受動強磁性材料でできている。

タービンの場合、伝達ロータは、次いで、入力要素としてのタービンホイール、出力要素としての駆動シャフト２、並びにベアリング２３、クランプ４、プランジャ５、及びガイドブッシュ３からなる。

コントラアングルの場合、伝達ロータは、入力要素としての駆動ピニオン２２（タービンホイール２１を置き換える）、出力要素としての駆動シャフト２、並びにベアリング２３、クランプ４、プランジャ５及びガイドブッシュ３からなる。

ロータに利用可能な出力、したがってそのトルクと速度は、ロータが統合されたハンドピース、圧縮空気供給ネットワークのパイプ（タービンの場合）又はモーターとその制御電子機器（コントラアングルの場合）に依存している。駆動シャフト２に供給されるトルクは、伝達ロータの回転速度にも依存し、これは、順にドリルに加えられるトルク（タービンの場合）又はモーターに与えられる回転速度（コントラアングルの場合）に依存する。これは、速度が上がると伝達ロータの効率が大幅に低下するためである（タービンの場合、最大速度でゼロに近づく）。しかし、タービンの場合もコントラアングルの場合も、どちらの場合も、駆動シャフトに供給できる最大トルクは入力構成要素（それぞれタービンホイール２１又は駆動ピニオン２２）、ベアリングの２３効率での摩擦と、入力構成要素と駆動シャフト２との間の機械的接続０のみに依存する（供給トルクは、この機械的接続の破断限界を超えることはできない）。

例えば、タービンの場合、駆動シャフト２に供給できる（ロータが組み込まれているハンドピースの幾何学的構成及び利用可能な空気圧とは無関係に）最大トルクは、ベアリングの２３効率、タービンホイールの直径及び高さ、並びにタービンホイール２１のブレードの数及び形状によって決定される。

コントラアングルの場合、駆動シャフト２に供給できる（ロータが統合されているハンドピースの幾何学的構成及び利用可能なモーター出力とは無関係に）最大トルクは、ベアリングの２３効率、数、材料、及び駆動ピニオン２２の歯の形状によって決定される。

さらに、これらの技術的制限を考慮して、伝達ロータを介して駆動シフト２に伝達及び供給できる最大トルクＣ_Ｔｒは、ロータがタービンに統合されている場合は２～６ｍＮｍ以内に含まれるが、一方、ロータが２００００ｒｐｍ未満の速度で回転するモーターに接続されたコントラアングルに統合されている場合、通常は１０ｍＮｍに達する可能性がある。

以下では、矢状面Ｓ－Ｓにおいて、前述の図２と同じ要素を取り、図３を等しく参照し、これは、拡大図において本発明による完全なクランプ装置の異なる要素を表す。これらすべての図に共通する参照の説明は、体系的に繰り返されることはない。

図２及び３では、環状部分７２１及び軸方向保持カラー７２２を有する保持部品７２の助けを借りて、環状形状７の永久クランプ磁石が押しボタン６１の保持ナット６２に配置されていることに留意されたい。この部品は、例えば圧入、溶接又ははんだ付け、さらにはねじ込みによって、任意の方法でナット６２に固定することができ、環状形状の磁石７の配置は、クランプストップ５１を配置することができるようにするために、周辺肩部５０をさらに有するプランジャ５のケーシングを越えて半径方向に延びることに留意されたい。このクランプ磁石７は、軸方向に磁化されており、したがって、パートナー強磁性要素、すなわちクランプ装置のプランジャ５に実質的に上向きに向けられた引力を恒久的に加える。磁気引力Ｆ_１は、図４の矢印によって示され、プランジャ５が押しボタン６１の方向で上部位置に保たれているという事実を示す。使用条件、すなわち、駆動シャフト２の回転中及び削っている間、この磁気引力Ｆ_１は、プランジャ５をクランプストップ５１に対して平らにすることを可能にし、したがって、プランジャ５がクランプ４に詰まり、クランプ４が誤って開くのを防ぐ。

本発明の文脈において、永久クランプ磁石７は、好ましくは環状又は円筒形であり、すなわち、ドリルの回転軸Ｒの周りの回転形態を有する。図２から４に示される実施例によれば、永久クランプ磁石７がナット６２内に配置されるという事実は、結果として、ナット６２をそのパートナー強磁性要素、すなわちプランジャ５に可能な限り近づけ、したがって、磁力Ｆ_１の強度を最大化して、それをその「高」位置、すなわちプランジャがクランプストップ５１に対して接触して保持される位置に効果的に保持することを可能にする。

永久クランプ磁石７が固定され、押しボタン６１の保持ナット６２に配置されるこの実装は、さらに、信頼性の追加の技術的利点を有する。実際、クランプを開くとき、押しボタン６１は、ユーザによって方向Ｐに押されて、プランジャ５をクランプ４の内側に押し込み、したがって、クランプ４の弾性スリーブを開く。この場合、ユーザは、ナット６２と押しボタン６１との間の圧縮ばね６３の保持力だけでなく、プランジャ５と永久クランプ磁石７との間の磁力Ｆ_１も克服しなければならず、これは、ユーザ側の押しボタン６１を誤って押すことに対する補足的なセキュリティを追加する。

クランプ４の早期摩耗を防ぐために、負荷がかかった状態での回転中にドリルツール１００がクランプ４から分離するため、特にロータの大きな慣性のために、クランプによって保証される最大トルクを超えることを含むドリルの突然の閉塞のために、選択的角度結合装置Ｃｓは、本発明の文脈において、一方が他方に対して、取り外し可能な方法で組み立てられ、可逆的である２つの別個の部分によって形成されたクランプ４とガイドブッシュ３との間で提案され、ドリルツール１００自体がクランプ４内で回転する前に、ガイドブッシュ３に対してクランプ４の解放を正確な方法で可能にする。ブッシュ３へのクランプ４のモジュール取り付けのそのようなシステムの別の機能的制約は、駆動シャフトの入力に加えられるトルクに関係なく、クランプがブッシュから角度的に外れないことを確実にすることである。換言すれば、提案された選択的角度結合機構Ｃｓは、クランプ４とガイドブッシュとの間に角度保持トルクＣを加えなければならず、その値は、前記駆動機構の最大伝達トルクＣ_Ｔｒに対応する値と、前記クランプ４と前記ドリルツール１００との間の滑り閾値に対応する値との間である。これは、以下の不等式によって要約することができる。
Ｃ_ｔｒ＜Ｃ＜Ｃ_ｇｌｉｓ

実際には、クランプ４とドリルツール１００との間の滑り閾値が２０から３０ｍＭの程度であり、上に示されるように、伝達ロータを介して駆動シャフト２に提供される最大結合Ｃ_Ｔｒがタービンの場合は２～６ｍＮｍの程度であり、コントラアングルの場合はむしろ１０ｍＮｍの程度であることを考慮すると、角度保持トルク（Ｃ）は４ｍＮｍ～２０ｍＮｍの範囲であることが好ましい。

伝達ロータは一般的にタービンとコントラアングルのスペアパーツであると仮定する（つまり、したがって、アフターサービスオペレーターが実施する修理サービスとして、又は場合によっては、ユーザ自身が直接、伝達ロータが摩耗したときにのみ交換することができる）と、同じ伝達ロータを使用して、タービンのいくつかのモデル及びタイプ、又は異なるギア比及び／又は効率を有するコントラアングルのモデルを装備することが有利である。このような状況では、伝達ロータの構想中に、クランプとドリルツールとの間の摺動摩擦力／トルクのみがわかる（ドリルツールが正規化されているという事実のおかげで）が、駆動シャフトに供給される最大トルクは指定されていない。その場合、上記で定義したトルク範囲の値を考慮して、本発明による伝達ロータ及びクランプシステムは、角度保持トルクが以下の制約に従うように設計されるべきである。
Ｃ_ｇｌｉｓ／２＜Ｃ＜Ｃ_ｇｌｉｓ

この基準により、ユニバーサル伝達ロータに統合されたクランプシステムの信頼性の高い動作を保証できる。つまり、複数のタービンモデル又はコントラアングルモデルで使用できる。

図２及び３に示す実施例では、選択的角度結合機構Ｃｓによって使用される結合モードは磁気タイプであり、これにより、ガイドブッシュ３とクランプ４との間の回転における相互結合を確実にすることが可能になるだけではなく、この後者の機能を実現するために他の部品を追加する必要なく、それらの軸方向の配置も確実にする。これらの図では、駆動シャフト２に直接圧入及び／若しくはろう付け及び／若しくは溶接若しくははんだ付け、又はガイドブッシュ３の軸方向端部に配置されたその下部固定面３０２を介してガイドブッシュ３にさらにろう付け及び／若しくは溶接若しくははんだ付けされ得る環状形状の永久磁石（磁化された結合リング３０）により、ガイドブッシュ３が覆われることに留意されたい。ガイドブッシュ３は、例えば圧入によって常に駆動シャフト２と結合されているが、クランプ４は、逆に、駆動シャフト２に圧入されていないが、ドリルツール１００の回転Ｒの軸を中心に自由に回転する。

この磁化された結合リング３０は、軸方向に磁化され、したがって、パートナー強磁性要素（この場合はチャッキングクランプ４で構成する）に下向きの磁気引力Ｆ_２を永久に加える。磁気起源のトルクに加えて、結合面での部品間の機械的摩擦による機械的起源のトルクが、ガイドブッシュ３に対するクランプ４の回転に対抗してクランプ４上の磁石によって加えられる。したがって、クランプ４とガイドブッシュ３との間の角度保持トルクＣは、少なくとも部分的に、クランプ４の下部軸方向結合面４１とガイドブッシュ３の上部軸方向結合面３１との間の摩擦から生じる。

この実施例の利点は、ガイドブッシュ３及び磁化された結合リング３０によって形成される永久磁石が２つの異なる材料で製造され得、ガイドブッシュ３の硬度及び磁石の磁気飽和に有利になることである：例えば、ガイドブッシュは、非磁性の硬質金属（ＣＷ）と、逆にそれほど硬くなく壊れやすい材料であるＳｍＣｏの磁石で作ることができる。

機能的な観点から、削り作業中に、ドリルツール１００に加えられたドリルトルクは、クランプ４に伝達される。ドリルツール１００が、削られた材料の凹凸によって誤って遮断された場合、クランプ４に加えられる突然のトルクは、駆動シャフト２の慣性のためにかなり増加し、それは、ドリルツール１００によって持続される衝撃の時に十分に迅速に停止することができない。この場合、ドリルツール１００によってクランプ４に加えられる突然のトルクは、ガイドブッシュ３によってクランプ４に加えられる角度保持トルクＣを超え、これにより、ガイドブッシュ３との関係でアセンブリ（クランプ４－ドリルツール１００）の滑りが生じる。アセンブリ（クランプ４－ドリルツール１００）のガイドブッシュ３からの分離が、ドリルツール１００がクランプ４から分離される前に起こるという事実は、クランプ４のドリルツール１００の摩擦によって引き起こされる摩耗及び引き裂の例から保護することを可能にする。

本発明によるクランプシステムの別の重要な特性は、本好ましい実施例で容易に理解することができる：（クランプ４－ドリルツール１００）ユニットがガイドブッシュ３及び／又は駆動シャフト２から切り離されて分離する現象に続いて、クランプ４とガイドブッシュ３及び／又は駆動シャフト２との間の選択的結合は、損傷、摩耗、又はいかなる種類の劣化もなく回復する。すなわち、構成要素を切り離した後、保持トルクは変化しない。実際には、（クランプ４－ドリルツール１００）ユニットがガイドブッシュ３及び／又は駆動シャフト２から一時的に切り離されても、クランプシステムと伝達ロータの寿命に悪影響はない。切り離し現象は、ユーザが直接知覚することさえできない。

図４及び５は、再度、タービンに関連する、本発明の別の好ましい実施例を示す。

この実施例によれば、ドリル１００を駆動するための装置は、すべての点で、前述の実施例のものと同一であり、図２及び３によって示されている。したがって、これらの図の文脈で導入されたすべての参照番号は、再度説明されることはない。

しかしながら、ドリル１００をクランプするための装置は、永久磁石７の異なる配置を有し、これは、今度は、もはやナット６２に組み込まれておらず、押しボタンに直接組み込まれている。言い換えれば、図５に示されているように、環状形状の永久クランプ磁石７が、今度は、押しボタン６１の下面６１０の凹部６１１内に、抗加熱ボール８の収容部６１３の周りに配置されている。それは、押しボタン６１の凹部の内側の位置に、軸方向保持ワッシャ７１によって、好ましくは押しボタン６１に溶接又ははんだ付け又は接着されて保持される。磁石のパートナー強磁性要素は、再度、プランジャ５であり、図４及び５に「高」位置で表されている、すなわち、図７に表示されている矢印で示されている磁気引力Ｆ_１によって、クランプストップ５１に対して接触して保持されて、これはプランジャ５を上向きに引っ張る傾向がある。

機能機構は、回転／削りモードにおける前の実施例の機構と同様であり、磁石によって加えられる磁気引力Ｆ_１に従ってプランジャが上方に引き上げられる。しかしながら、押しボタン６１に圧力がかかっている場合、大きな違いに気付くことができ、この圧力は、図５の矢印Ｐによって示されている。言い換えれば、押しボタン６１へのそのような圧力段階の間、磁気引力は、押しボタンがプランジャ５に近づくとき、永久クランプ磁石７とプランジャ５との間の距離が減少するため、今度は押しボタン６１の下向きの動きに有利に働くであろう。その結果、したがって、ユーザが加えなければならない圧力Ｐの強度は、磁石がない場合の強度よりも小さいが、前の場合には増加した。

しかしながら、図４及び５の実施例では、永久クランプ磁石７は、図２及び３の実施例よりもプランジャ５からより離れた位置に配置されているので、プランジャ５に加えられる磁気引力Ｆ_１は、永久クランプ磁石７及びプランジャ５の寸法に等しい方法で、より小さくする。対照的に、図４及び５のこの最後の実施例は、単純なワッシャを使用して永久クランプ磁石を裏打ちすることができるので、達成するのがより簡単である。さらに、プランジャ５に加えられる磁力を増加させるために、軸方向保持ワッシャ７１を同様に強磁性材料で、例えば、３０％コバルトの含有量のある炭化タングステンで、抗加熱ボール８と共に作ることがさらに可能である。

図２から５に示される実施例の特に有利な変形では、クランプストップ５１はまた、クランプ４のように、駆動シャフト２内で自由に回転することができる。言い換えれば、このクランプストップ５１は、圧入及び／又は溶接又ははんだ付けされていないため、プランジャ５が、クランプ４がガイドブッシュ３上を摺動する特に長い過渡状態に耐えることが可能であり、プランジャ５が力を加えることによってクランプ４を強制的に開くことができ、その結果、クランプ顎にねじりトルクが生じるリスクはない。この場合、クランプストップ５１は駆動シャフト２に配置され、駆動シャフト２の上部周辺の圧着は、クランプストップ５１が駆動シャフト２から軸方向に出ることができないことを確実にする。

コントラアングルに関連して、以下の図６及び７に示される変形によれば、永久クランプ磁石７はまた、押しボタンの内側であるが、抗加熱ボール８の後ろに配置されたディスク又はパッドの形態をとることができる。そのような場合、永久クランプ磁石７の厚さも磁気引力Ｆ_１が増加するような顕著な方法で増加させることができる。

図６及び７は、ロータシャフトの異なる実施例、すなわち、前の図１から５のタービンに関して、今回は電気モーターによって駆動されるモーターシャフト１２と、伝達ロータのタービンホイールを置き換える駆動ピニオン２２との間のギアリングの助けを借りた駆動シャフト２を示す。プランジャ５は、これ以降、２つの部分で達成され、横ピンによって形成されたクランプストップ５１のために駆動シャフト２と回転して一体であるプランジャ５の上部５２、駆動シャフトに対して自由に回転する下部円錐部分５３を備える。押しボタン６１の下面６１０の凹部６１１に配置されたパッドによって形成された永久クランプ磁石７は、これ以降、今回は、押しボタン６１の収容部に直接ではなく、プランジャ５の上部５２に提供された抗加熱ボール８と接触することができる。

矢状切断面Ｓ－Ｓにおける図６の拡大図である図７に見られるように、クランプ４の顎４５は、ドリル１００を軸方向に保持し（他の部分がより見やすくなるように示されていない）、一方、下部円錐部５３は、参照記号「Ｐ」が付いた矢印の方向に一致して、押しボタン６１にヘッド１０の内側に向かって圧力が加えられたときにそれらを広げない。そのような場合、押しボタン６１の下面に配置された凹部６１１に収容された永久クランプ磁石７に関連する受動磁気要素は、少なくとも下部円錐部５３、永久クランプ磁石７に対するこの部品の軸方向の遠隔性のために、潜在的にプランジャ５の上部でも正確に構成する。

図６及び７によって示されるコントラアングルにおいて、選択的角度結合機構Ｃｓの実施例は、結合の磁気モードを含み、磁化された結合リング３０がガイドブッシュ３とクランプ４との間に挿入される図２及び３の実施例と同様であることに留意されたい。したがって、図２及び３の説明の文脈で詳細に説明されているすべての参照は、ここでは繰り返されない。

しかしながら、上で説明したように、プランジャ５は、これ以降、２つの部分に分割され、上部５２は、クランプストップ５１として使用される横ピンによって回転が遮断され、下部円錐部分５３は、駆動シャフト２内で自由に回転する。これはまた、ねじりトルクの行使によってクランプ４の顎４５の開放を強制することを回避し、クランプ４が駆動シャフトで回転した場合に生じる摩擦によるプランジャ５の摩滅を引き起こすことを回避することを可能にし、最終的にプランジャ５のわずかな傾斜をもたらし、その結果、軸方向へのその閉塞をもたらす。

前述の説明では、選択的角度結合機構Ｃｓの磁気結合の実現について説明した。これには、次の利点がある。
－ 非接触力を利用して、摩耗の影響を低減又は排除する。
－ 幾何学的制約とは関係なく、技術解決策の有効性を確保する。
－ ハンドピースの構造に導入される追加構成要素の数を最小限に抑える。
－ 通常の構造に比べて、組み立て作業がより複雑にならないようにする。

しかしながら、本発明の範囲において、純粋に機械的な結合もまた、すなわち、特にテフロン（登録商標）又はブロンズのリングを介して、駆動シャフトに挿入及び圧入され、摩擦結合を介して達成され得る。その内部のクランプ４は、わずかな圧入力（「滑り圧入」とも呼ばれ、クランプの比較的小さな保持トルクを確保することを可能にする）で圧入される。

図８から１０は、特にクランプ４と直接駆動シャフト２との間の半径方向表面を使用して、そのような結合モードを使用する本発明による選択的角度結合機構（Ｃｓ）の異なる好ましい実施例を示す。これらすべての図について、クランプ装置のすべての通常の部品（特に、駆動シャフト２、プランジャ５及びクランプストップ５１、ガイドブッシュ３、クランプ４及びクランプ顎４５）及びブッシュとクランプとの間の結合面のすべてに共通の参照は図８の説明のためにのみ導入されるが、後続の図では繰り返されない。

したがって、図８は、例えば、ガイドブッシュ３が、例えば、圧入、溶接、又ははんだ付けによって取り付けられた駆動シャフト２、及びクランプ顎４５がプランジャ５によって広げられることができるクランプ４を示す。前述の構成のように、クランプストップ５１がそこに取り付けられている。前述のものと比較したこの結合モードの本質的な違いは、半径方向クランプリング９が存在するため、ガイドブッシュ３とクランプ４との間ではなく、駆動シャフト２とクランプ４との間で直接発生することである。クランプリング９は、好ましくは駆動シャフト２に圧入されるか、又は駆動シャフト２に溶接又ははんだ付けされる。ガイドブッシュ３の軸方向端部に取り付けられたこの半径方向クランプリング９は、クランプの形状の修正を必要とし、これは、半径方向クランプリング９の上面９３に隣接するようになる肩部４３を有し、一方、半径方向結合９２の内面は、クランプ４の外側半径方向結合面４２との摩擦によって協働する。このようにして、半径方向クランプリング９とクランプ４との間に角度保持結合Ｃが確保されるだけでなく、それらの相互係合を確実にするために軸方向保持力が平行に加えられる。完全を期すために、摩擦力は、ブッシュ３１の上部結合面及びクランプ４１の下部結合面にも同様に加えられることに留意されたい。しかしながら、この表面と前述の半径方向クランプ表面との関係を考慮すると、この摩擦の寄与は、リング９３の上面がクランプの下部肩部に隣接するように機能する結合で生成されるものとともに、無視できると見なすことができる。

結果として、摩擦面を増加させるために、図９に示される実施例は、前述の第１の半径方向クランプリング９の上に配置された周辺半径方向ビード４４の上に追加の半径方向クランプリング９を追加することを提案する。このビードの下面４４３の形状は、図８の下部周辺肩部に対応し、一方、ビード４４２の外面は、駆動シャフト２の内部と同一平面上にある。ここでも、クランプ４と駆動シャフト２との間の回転中の結合、したがって同時にガイドブッシュ３は、半径方向結合９２の内面とクランプ４の半径方向結合４２の外面との間の摩擦による協働によって保証されるが、ここから、摩擦による別の協働の例が、追加の半径方向クランプリング９’の半径方向結合９２’の第２の内面の間で確保され、それも駆動シャフト２にしっかりと接続される。摩擦面を増加させることを目的とするこの好ましい実施例によれば、ブッシュ３１の上部結合面とクランプ４１の下部結合面との間の協働からの角度保持トルクＣへの寄与は常に使用される２つのクランプリング９及び９’の他の表面の場合と同様に、無視できるという仮説を維持することができる。しかしながら、この解決策は、周辺半径方向ビード４４の上面４４１に重ね合わされる追加の半径方向クランプリングの下面９２’によってクランプ４の配置のための軸方向停止を提供するという利点を提示する。さらに、クランプ４が、第１の半径方向クランプリング９と追加のクランプリング９’との間に挿入された周辺半径方向ビード肩部４４を有するそのような変形は、駆動シャフト２におけるクランプのガイドをさらに改善する。

図８及び９に示されている実施例に関連するクランプ装置の場合、前記クランプ２、ガイドブッシュ３及び半径方向クランプリング９で構成するサブアセンブリは、モジュールタイプの角度結合の特性を確認できるようにするために、駆動シャフト２の外側で組み立てられ、次に駆動シャフト２に圧入され得る。

最後に、図１０は、クランプ４が、半径方向クランプリング９の下にくさび形にされた下部カラー４０を備えている変形を示す。その下面９２は、下側カラー４０の上面４０１に隣接するようになることにより、軸方向ストップとして機能する。しかし、図８及び９の前述の実施例と同様の方法で、クランプ４と駆動シャフト２との間の回転方向の結合は、半径方向クランプリング９の半径方向結合９２の内面とクランプ４の半径方向結合４２の外面との間の摩擦による協働によって保証される。

図示されていない変形によれば、必要に応じてクランプ４を保持するために半径方向クランプリング９を交換又は補足するために、クランプ４と駆動シャフト２との間にＯリングタイプの１つ又は複数のシールを導入することができる。

同様に、スプリングブレードを（駆動シャフト２に事前に機械加工された開口部を通して）駆動シャフト２に導入し（次に、圧入又は溶接又ははんだ付け又は接着）、クランプ４の外面の支台歯に持ち込むことができ、半径方向クランプリング９によって確保されたクランプを保持するのと同じ機能を確保する。

クランプ装置に関する上記のすべての実施例によれば、クランプ４は、摩擦を最小限に抑え、したがって耐用年数を改善することを可能にする自己潤滑コーティングとして機能するＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）で外面をコーティングすることができる。さらに、クランプ４は、その幾何学的特徴を最適化するために、３Ｄ印刷によって、それが可撓性プラスチック材料で作られている場合に有利な方法で製造することができる。

したがって、前述のように、以下を可能にする選択的角度結合機構Ｃｓが説明された。
－ クランプの摩耗を引き起こす機構の減少、
－ 歯科医が作業している間にドリルツール１００が偶発的に出るリスクの低減、
－ 信頼性や耐用年数を低下させることなく、ハンドピースのトルクと出力を向上させることが可能である。

クランプ４とガイドブッシュ３との間の選択的角度結合機構Ｃｓを備えたこの新しい改良されたクランプ装置に関する本発明は、前の図のセットによって示された別個の実施例に関連して説明されてきたが、特に、ガイドブッシュ３又はそれぞれ駆動シャフトとクランプ４との間の結合モードに関連する好ましい実施例において、すなわち磁気的及びそれぞれ機械的の組み合わせが可能であり得、必要に応じて、クランプ装置の統合がタービン又はコントラアングルで交互に達成され得ることが理解される。

Claims (14)

1. 歯科又は外科用途向けのハンドピース（１）用の伝達ロータであって、前記ハンドピース（１）は、入力要素としてベアリング（２３）、タービン（２１）又は駆動ピニオン（１２）、及び出力要素として回転軸（Ｒ）を中心に回転可能な駆動シャフト（２）を含むドリルツール（１００）の駆動機構を含み、前記駆動シャフト（２）は、前記回転軸（Ｒ）を中心に前記ドリルツール（１００）を回転で作動させるように適合され、前記ハンドピース（１）は、ドリルツール（１００）のクランプ装置をさらに含み、
   前記クランプ装置は、前記回転軸（Ｒ）に対して前記ドリルツール（１００）を軸方向に固定するために前記駆動シャフト（２）の内側に配置されたクランプ（４）であって、前記クランプ（４）は前記ドリルツール（１００）を解放するためにプランジャ（５）と協働する、クランプ（４）と、前記駆動シャフト（２）と一体的に回転する、前記ドリルツール（１００）の半径方向ガイドブッシュ（３）と、を含み、
   前記クランプ装置は、前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）及び／又は前記駆動シャフト（２）との間に選択的角度結合機構（Ｃｓ）を含み、前記選択的角度結合機構（Ｃｓ）は、前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）及び／又は前記駆動シャフト（２）との間に角度保持トルク（Ｃ）を加え、その値は、前記クランプ（４）と前記ドリルツール（１００）との間の滑り閾値に対応する値よりも劣っている、伝達ロータ。
2. 前記角度保持トルク（Ｃ）は４ｍＮｍから２０ｍＮｍの間である、請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）及び／又は前記駆動シャフト（２）との間の前記選択的角度結合機構（Ｃｓ）は、前記クランプ（４）と前記駆動シャフト（２）と一体的に回転する前記ガイドブッシュ（３）との間に磁気結合を使用する、請求項１又は２に記載のクランプ装置。
4. 前記クランプ（４）は、受動強磁性材料でできており、前記ガイドブッシュ（３）は、永久磁石で構成する、請求項３に記載のクランプ装置。
5. 前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）との間の前記角度保持トルク（Ｃ）は、前記クランプ（４）の下部軸方向結合面（４１）と、前記ガイドブッシュ（３）の上部軸方向結合面（３１）との間の摩擦から生じる、請求項４に記載のクランプ装置。
6. 前記クランプ（４）は、受動強磁性材料でできており、前記ガイドブッシュ（３）は、磁化された結合リング（３０）によって覆われる、請求項３に記載のクランプ装置。
7. 前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）及び／又は駆動シャフト（２）との間の前記角度保持トルク（Ｃ）は、さらに、前記クランプ（４）の下部軸方向結合面（４１）と、前記磁化結合リング（３０）の上部軸方向結合面（３０１）との間の摩擦からさらに生じる、請求項６に記載のクランプ装置。
8. 前記クランプ（４）と前記ガイドブッシュ（３）及び／又は前記駆動シャフト（２）との間の前記選択的角度結合機構（Ｃｓ）は、前記駆動シャフト（２）に取り付けられた半径方向クランプリング（９）と前記クランプ（４）との間の摩擦結合を使用し、前記クランプリング（９）の下部半径方向結合面（９１）は、前記クランプ（４）の外側半径方向結合面（４２）と接触している、請求項１から７までのいずれか一項に記載のクランプ装置。
9. 前記クランプ（４）は、その基部に、前記半径方向クランプリング（９）の下部軸方向保持面（９２）の下に配置された上部周辺軸方向停止面（４０１）を有する下部カラー（４０）を有する、請求項８に記載のクランプ装置。
10. 前記クランプ（４）は、前記半径方向クランプリング（９）と追加のクランプリング（９’）との間に挿入された周辺半径方向ビード肩部（４４）を有する、請求項８に記載のクランプ装置。
11. 前記プランジャ（５）は、半径方向の周辺肩部（５０）を備え、前記駆動シャフト（２）内で自由に回転するように取り付けられたクランプストップ（５１）によって覆われる、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のクランプ装置。
12. 前記プランジャ（５）は、回転と一体である上部（５２）、前記駆動シャフト（２）、及び前記駆動シャフト（２）内で自由に回転して前記クランプ（４）と協働する下部円錐部分（５３）からさらに構成されている、請求項１から１１までのいずれか一項に記載のクランプ装置。
13. 前記クランプ（４）は、ＤＬＣなどの自己潤滑性コーティングによって外面が覆われている、請求項１から１２までのいずれか一項に記載のクランプ装置。
14. 前記クランプ（４）は、３Ｄ印刷を使用してプラスチック材料でできている、請求項１から１３までのいずれか一項に記載のクランプ装置。

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