JP4048264B2 - 交換容易なバイブレータを備えた空気動式歯科用振動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気動式歯科用スケーラー（歯石除去装置）のような手持式の空気動式振動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯石除去や根管リーミングのような歯科処置に当たり、動力式の歯科用振動器具が使用されている。
典型的には、動力式の歯科用振動器具は、手で把持可能な細長い外ケースと、外ケースの内部に収納された振動源（バイブレータ）と、バイブレータに装着された振動工具（歯石除去用のチップや根管リーミング用のリーマー）で構成され、振動源で発生した振動によって工具を振動させることにより歯石除去や根管リーミングのような歯科処置を行うようになっている。
【０００３】
歯科用の動力式振動器具の振動源は、電歪変換器若しくは圧電変換器を用いて振動を発生させる電動式バイブレータと、圧縮空気を動力源とする空気動式バイブレータとに大別することができる。
【０００４】
前者の電動式バイブレータは、例えば、特開昭59-25738号および特開昭60-55941号に開示されている。この種の電動式バイブレータは、超音波帯域の振動数（約20,000Hz以上）で作動させることができるので、可聴帯域の騒音が発生しないという利点がある。
しかしながら、この電動式バイブレータの問題点は、電歪変換器などから放射された電磁波によって心臓ペースメーカーその他の医療用電子電気機器が誤動作するおそれがあるということである。
【０００５】
後者の空気動式のバイブレータは、歯科用ユニットから供給された圧縮空気によりロータや振動子を運動させることにより振動を発生させるようになっている。従って、電磁波に起因する障害がないという利点がある。
しかしながら、空気動式バイブレータには、２つの問題が伴う。
第１の問題は、ロータや振動子のような可動部品が作動に伴い摩耗するので、寿命が尽きると交換しなければならず、メンテナンス（ユーザ自身が行う場合もあるし、専門の修理センターなどで行われる場合もある）を要するということである。
第２の問題は、一般に、ロータや振動子のような可動部品は亜音波帯域の振動数でしか作動させることができないので、患者に恐怖感や不安を与えるキーンという耳障りな騒音が発生するということである。
【０００６】
米国再発行特許29,687号（Sertich）には、空気動式バイブレータを内蔵した歯科用スケーラーが開示されている。このバイブレータは、外ケース内に弾性支持されたシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に嵌合されたスリーブ状のロータを備え、シャフトの噴射ノズルからロータの内側に圧縮空気を接線方向に吹き付けることによりロータを回転させてシャフトに振動を発生させるようになっている。
この空気動式スケーラーは、電磁波に起因する障害がないという前述した空気動式バイブレータの利点を享受するものである。
また、ロータはただ単にシャフトの周りに遊嵌した上で左右一対のＯリングで規制してあるだけなので、作動に伴いロータが摩耗したり破損した時には、外ケースからシャフトを取り外し、ロータを位置決めしているＯリングを取り外すことにより、ロータを容易に交換することができる。このようにロータ交換作業はユーザー自身でさえも簡単に行うことができるので、メンテナンス上も問題がない。
【０００７】
しかしながら、この空気動式スケーラーにおいては、シャフトに発生する振動は、回転するロータによって細長いシャフトを加振することにより起こる撓み振動モードの振動であるので、3,000〜6,000Hzのオーダーの低い振動数の振動しか発生させることができない。その結果、患者に不安や恐怖感を与える耳障りな騒音を回避することができないという難点がある。
【０００８】
米国特許4,453,919号には、歯科用スケーラーに振動源として内蔵された異なる形式の空気動式バイブレータの構造と作動原理が開示されている。この空気動式バイブレータは、円盤状の作用室を有する本体と、この作用室内に運動可能に収容された円盤状の振動子（ロータ）と、作用室内に圧縮空気を接線方向に噴射する噴射ノズルとを備えている。
噴射ノズルから圧縮空気を噴射すると、振動子は揺動しながら回転し、作用室の側壁を叩いて振動を発生させる。バイブレータの振動はシャフトを介して歯石除去用チップに伝達される。シャフトから歯石除去用チップに伝えられる振動は、撓み振動モードの振動と音響振動（弾性振動）モードの振動とを合成したものであると考えられる。
【０００９】
特公平6-28669号（米国特許5,190,456号）には、前掲米国特許4,453,919号に記載された歯科用スケーラーを改良し、空気動式バイブレータに本来固有の耳障りな可聴騒音を低減するためバイブレータの振動数を超音波帯域に近づけることが提案されている。
このため、撓み振動モードの振動よりも音響振動（弾性振動）モードの振動の方がより多く歯石除去用チップに伝達するべくシャフトを短縮してあると共に、シャフトは撓み振動モードの振動の原因となる振動の節が発生しないようなやり方で支持してある。
特公平6-28669号の技術を利用すれば、振動子（ロータ）を小型化することにより、振動数を超音波帯域に近づけ、耳障りな騒音を低減することができる。例えば、振動子の直径を５ｍｍ程度まで小さくすれば、振動数を約15,000Hz以上に高め、可聴騒音を大幅に低減することができる。
【００１０】
しかしながら、振動数の増加は振動子の摩耗を促進する。また、振動数が超音波帯域に近づく程度に振動子を小型化すれば、微小な振動子は摩耗の影響を受けやすくなり、これも振動子の寿命を短縮する。その結果、振動子をより頻繁に交換することが必要となるであろう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述したように米国再発行特許29,687号（Sertich）に開示された歯科用スケーラーにおいてバイブレータのロータを容易に交換出来るのと異なり、特公平6-28669号に記載された歯科用スケーラーにおいては、ユーザ自身が振動子（ロータ）を首尾良く交換するのはかなり困難である。
【００１２】
その理由は、第１に、バイブレータが細長い外ケース内の奥まったところに収納されているので、バイブレータ自体を外ケースから取り出すのが困難であることにある。
第２の理由は、バイブレータは多数の部品を組み立てることにより構成されているので、首尾良くバイブレータを外ケースから取り出したとしても、振動子を交換するには、更に、バイブレータを分解しなければならないからである。
第３の理由は、特公平6-28669号の原理に基づくバイブレータにおいては、有効な振動を発生させるには振動子の振動とバイブレータ本体の振動とがマッチングしなければならないので、振動子だけを交換しても所望のレベルの振動エネルギを発生させることが出来ないことがあるからである。
【００１３】
このような理由により、特公平6-28669号に記載された歯科用スケーラーのバイブレータの振動子を交換するためには、ユーザは歯科用スケーラーをそのまゝ修理センターや製造工場に送って専門家による交換を受けなければならなかった。このため、振動子の交換が終わってスケーラーがユーザの手元に送り返されて来るまでユーザはスケーラーの使用を中断することを余儀なくされていた。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、バイブレータの振動子の交換が必要な時に歯科医などのユーザがバイブレータごと振動子を交換するのを容易ならしめるような“ユーザフレンドリー”の空気動式歯科用スケーラー（歯石除去装置）および振動装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、可聴騒音が大幅に低減する超音波帯域に近い高い振動数で作動させることが可能で、摩耗などのためにバイブレータの振動子の交換を要する時に、歯科医などのユーザが自ら外ケースを分解してバイブレータごと振動子を交換するのを勇気付けられるような、自己メンテナンス指向の構成を有する空気動式歯科用スケーラーおよび振動装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気動式歯石除去装置および空気動式振動装置は、長手方向に延長する収納部が内部に形成された細長い外ケースと、この収納部に収容された交換可能な空気動式バイブレータ（モジュール型バイブレータ）と、バイブレータを外ケース内に弾力的に支持する支持手段と、高周波振動を発生させるべくバイブレータに作用流体を供給する作用流体供給手段と、バイブレータの前端に歯石除去工具を螺着するためのねじ式連結手段と、この連結手段に歯石除去工具を螺着したり取り外したりする際に外ケースに対してバイブレータを回り止めするための回り止め手段とを備えている。
【００１６】
外ケースは互いに分離自在に螺合された細長いケース本体と短い前キャップとに分割してある。
バイブレータ収納部の少なくとも一部はケース本体に形成されていると共に少なくとも一部は前キャップに形成されており、もって、バイブレータの交換にあたりケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータの一部がケース本体又は前キャップから露出し、バイブレータを指で掴んでケース本体又は前キャップから引き抜くのを容易にするようになっている。
【００１７】
このような構成であるから、振動子の摩耗などによる出力低下を感じた時に、ユーザがケース本体と前キャップとの螺合を弛めてケース本体と前キャップとを分離すると、バイブレータはケース本体および前キャップのいづれか一方に残留付着し、その一部はケース本体又は前キャップから露出するであろう。これにより、ユーザはバイブレータを交換できることを視覚的に示唆され、かつ、自分で交換することを試みることを勇気付けられるであろう。
【００１８】
このようにバイブレータを交換できることを認識しかつ勇気付けられたユーザは、ケース本体又は前キャップから一部露出したバイブレータを手で掴んでケース本体又は前キャップから容易に引き抜くことができる。予め準備された新たなバイブレータをケース本体又は前キャップに装着し、ケース本体と前キャップとを再び螺合するだけで、この空気動式歯石除去装置および空気動式振動装置は再使用可能な状態となる。取り外した古いバイブレータは、修理に送るか、場合によっては使い捨てすることができる。
【００１９】
このようにねじを弛めてケース本体と前キャップを分離し、古いバイブレータを掴んで取り外し、新たなバイブレータをケース本体又は前キャップに装着し、再びケース本体と前キャップとを互いに螺合するだけでバイブレータがそっくりと交換されるので、工具を使用することなく、必要なすべての作業を手だけで極めて容易に行うことができる。
従って、振動子の摩耗などによりバイブレータの出力が低下した時には何時でも即座にバイブレータを交換することができ、修理の待ち時間を無くすることができる。
交換される新たなバイブレータとしては、予め工場で組み立てた後に性能を検査し所定の性能基準を満たしたもののみがユーザに提供されるので、所望の高レベルの振動エネルギを発揮する。
【００２０】
好ましい実施態様においては、収納部は外ケースの前端に隣接して配置してあり、前キャップの軸方向長さはバイブレータの軸方向長さの約半分であり、もって、ケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータの長さの約半分が指による掴持を可能にするべくケース本体又は前キャップから露出する。
このように、ケース本体と前キャップとを分離した時にバイブレータの長さの約半分がケース本体又は前キャップから露出するように長さを設定すれば、ケース本体と前キャップのいづれにバイブレータが残留してもバイブレータを容易に掴持することができる。
【００２１】
或る実施態様においては、回り止め手段はバイブレータを前キャップに対して回り止めするようになっており、バイブレータの交換にあたりケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータが前キャップに残留するようになっている。
【００２２】
好ましい実施態様においては、回り止め手段はバイブレータをケース本体に対して回り止めするようになっており、連結手段に歯石除去工具を螺着したり取り外したりする際に前キャップが回転トルクから免除されるようになっている。
このようにバイブレータをケース本体に対して回り止めした場合には、歯石除去工具の交換にあたりレンチを用いて歯石除去工具を弛めるときには、レンチから作用する回転トルクはケース本体によって受け止められるので、トルクが前キャップに作用することがないであろう。従って、レンチで歯石除去工具を弛めたときに前キャップが不本意に弛むことがない。他方、細長いケース本体は手でしっかりと掴持することができるので、レンチによるトルクに良く対抗することができる。
同様に、歯石除去工具をバイブレータに螺着するにあたりレンチを用いて歯石除去工具を締め付けると、レンチによる締め付けトルクはケース本体に受けとめられ、締め付けトルクが前キャップに作用しないので、前キャップがレンチによって不本意に増し締めされることがない。
【００２３】
或る実施態様においては、回り止め手段は、ケース本体の内周に形成された少なくとも１つの係止用ノッチと、前記係止用ノッチと協働するべくバイブレータの外周に形成された少なくとも１つの係止用突起とを有する。
このような回り止め構造は、バイブレータに回り止めピンを打ち込むのに比して、機械加工が容易であり、部品点数が少ないという利点がある。
【００２４】
好ましい実施態様においては、回り止め手段は、バイブレータの外周に形成された多角形断面（好ましくは六角形断面）の係止面を有する。
このような係止面の多角形断面形状は、ケース本体とバイブレータとを僅かな角度だけ相対回転させるだけでケース本体にバイブレータを装着することを可能にするので、バイブレータの交換が容易になる。
【００２５】
好ましい他の実施態様においては、回り止め手段はバイブレータモジュール（即ち、モジュール型バイブレータ）をケース本体に対して回り止めするように構成されていて、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時にバイブレータモジュールがケース本体に残留するようになっており、前キャップの軸方向長さはバイブレータモジュールの軸方向長さより小さく設定してあり、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時に、ケース本体に残留したバイブレータモジュールの前部がケース本体から前方に露出し、使用者がバイブレータモジュールを掴んで交換するのを容易ならしめるようになっている。
【００２６】
他の好適な実施態様においては、空気動式振動装置は、バイブレータモジュールを前キャップに対して軸方向に位置決めする位置決めスリーブを備え、回り止め手段はバイブレータモジュールをこの位置決めスリーブに対して回り止めするように構成されていて、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時にバイブレータモジュールが位置決めスリーブに残留するようになっており、ケース本体と前キャップとの継ぎ目は位置決めスリーブの前端よりも後方に位置しており、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時に、位置決めスリーブに残留したバイブレータモジュールの前部が位置決めスリーブから前方に露出し、使用者がバイブレータモジュールを掴んで交換するのを容易ならしめるようになっている。
【００２７】
本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い更に明らかにする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１から図６は本発明の第１実施例に係る手持式歯科用スケーラー（歯石除去装置）を示す。
これらの図を参照するに、歯科用スケーラー１０は、歯科用ホース１２を介して歯科用ユニット（図示せず）に接続することにより歯科用ユニットから圧縮空気と水の供給を受ける歯科用ハンドピースとして構成されている。
歯科用スケーラー１０は、手で把持可能な細長い中空筒状の外ケース１４を備え、この外ケース１４内には交換可能な空気動式バイブレータアッセンブリ又はバイブレータモジュール１６が交換自在に装着されている。このハンドピースを歯科用スケーラー１０として使用する場合には、バイブレータアッセンブリ（バイブレータモジュール）１６の先端には従来型のスケーリングチップ（歯石除去工具）１８が着脱自在に螺着される。このハンドピースを根管リーミングに使用する場合には、バイブレータアッセンブリ１６にはスケーリングチップ１８に代えて根管リーマーを装着することができる。
【００２９】
外ケース１４は、外ねじ２０（図３および図６）付きの短い前キャップ２２と内ねじ２４（図３）付きの細長いケース本体２６とに分かれており、キャップ２２とケース本体２６とを分離自在に互いに螺合することにより外ケース１４が構成される。
【００３０】
前キャップ２２は軸方向段付け孔２７を備え、バイブレータアッセンブリ１６はキャップ２２のこの軸方向段付け孔２７内にクリアランスをもって部分的に嵌合可能な外形を有する。
図２および図６から良く分かるように、キャップ２２の軸方向長さはバイブレータアッセンブリ１６の軸方向長さの約半分にしてある。従って、図６（Ｂ）に示したように、キャップ２２にバイブレータアッセンブリ１６を装着した時には、キャップ２２内にはバイブレータアッセンブリ１６の前半しか収容されず、後半はキャップ２２から露出するであろう。
【００３１】
バイブレータアッセンブリ１６は、基本的には前掲の米国特許4,453,919号の原理に基づくもので、かつ、特公平6-28669号（米国特許5,190,456号）のバイブレータと同様の構造を有する。従って、バイブレータアッセンブリ１６の作動原理と構造の詳細についてはこれらの特許の記載を援用し、簡単に説明するに留める。
図３の拡大断面図から分かるように、バイブレータアッセンブリ１６は段付け円柱形の金属ケーシング２８を有し、このケーシング２８には軸方向孔３０が形成してある。孔３０内には円盤状の第１の端板３２と空気噴射リング３４と円盤状の第２の端板３６とがこの順で嵌合してあり、これらはケーシング２８に螺合したリテーニングねじ３８によって互いに一体的に強固に締結されている。
【００３２】
端板３２、３６の内側面と空気噴射リング３４の内周面によって円盤状のロータ（振動子）室４０が画定されており、このロータ室４０には穴開き円盤状のロータ（振動子）４２が運動可能に収容してある。ロータ４２の外径および軸方向厚さは、夫々、ロータ室４０の内径および軸方向寸法よりも僅かに小さくしてあり、ロータ４２がロータ室４０内で振動運動し得るようになっている。
耐摩耗性を高めるため、端板３２、３６とロータ４２は高速度鋼のような超硬合金で形成し、適当な表面処理を施すのが好ましい。
バイブレータを超音波帯域に近い15,000Hz以上の高い振動数で振動させるためには、ロータ４２は出来るだけ小さくすることが望ましい。ロータ４２の好ましい軸方向厚さは約0.4〜0.8mmであり、外径は好ましくは約5〜8mmである。
バイブレータアッセンブリ１６はユーザがロータ交換のためにリテーニングねじ３８を弛めて分解することが不要な使い捨て型のモジュール若しくはカートリッジとしてユーザに提供することができる。
【００３３】
空気噴射リング３４には円周方向に離間された例えば３つの噴射ノズル４４が形成してある。図３には概念的にしか示してないが、噴射ノズル４４は米国特許4,453,919号および特公平6-28669号に記載されているようにロータ室４０に対して接線方向に開口しており、噴射ノズル４４からロータ室４０内に吹き込まれた空気が強い旋回流を形成するようになっている。
噴射ノズル４４に圧縮空気を供給するため、バイブレータケーシング２８の内周には噴射ノズル４４に面する位置において内周溝４６が形成してあり、この内周溝４６は円周方向に離間した複数の半径方向入口ポート４８（図６参照）に連通している。入口ポート４８への圧縮空気の供給については後述する。
【００３４】
歯石除去中に歯牙やスケーリングチップ１８を冷却し洗浄するための水をスケーリングチップに供給するため、ケーシング２８と端板３２、３６とリテーニングねじ３８には中央貫通孔が形成してあり、そこに水パイプ５０が延長させてある。水パイプ５０に干渉することなくロータ４２が運動するのを可能にするため、ロータ４２にも中央貫通孔が形成してある。
水パイプ５０の先端はスケーリングチップ１８の雄ねじ部５３（図１）を螺合するためにケーシング２８の小径のシャンク部５２に設けた雌ねじ孔５４（図３）に開口させてある。水パイプ５０とケーシング２８とは１つ以上のＯリング５６（図３）によってシールされている。
【００３５】
バイブレータの非作動時にロータ４２が端板３２、３６の内側面に密着するのを防止するため、端板３２、３６の貫通孔には端板の軸方向厚さよりも僅かに長いブシュ５８、６０が圧入してある。これらのブシュの詳細は特開平10-314673号に開示されており、その記載はここに援用する。
ロータ室４０内の使用済みの空気は、ブシュ６０の内側とリテーニングねじ３８の中央孔６２（これは排気ポートとして作用する）を介して排気される。
【００３６】
図３から良く分かるように、キャップ２２の軸方向段付け孔２７は後方に面した位置決め用肩部６４を備え、バイブレータケーシング２８もこの肩部６４に相対峙する位置決め用肩部６６を有する。ケーシング２８の外周溝６８にＯリング７０を装着し、肩部６４と肩部６６との間でＯリング７０が適当な圧力で圧縮されるように位置決めスリーブ（後述）によりバイブレータアッセンブリ１６をキャップ２２に向かって押し付けることにより、バイブレータアッセンブリ１６はキャップ２２に対して軸方向に位置決めされる。
Ｏリング７０はバイブレータアッセンブリ１６の振動からキャップ２２を絶縁すると共に、キャップ２２とバイブレータケーシング２８との間を気密にシールする役割をも有する。
更に他のＯリング７２を用いてケーシング２８のシャンク部５２をキャップ２２に対して防振支持することもできる。
【００３７】
ケーシング２８のシャンク部５２に設けたねじ孔５４にスケーリングチップ１８をねじ込んだり弛めたりする際にバイブレータケーシング２８が外ケース１４内で回転しないようにケーシング２８を回り止めしなければならない。図示した第１実施例では、ケーシング２８はキャップ２２に対して回り止めされている。このため、図３および図５に示したように、ケーシング２８の大径部７４とシャンク部５２との間には長円形断面の区間７６が形成してあると共に、キャップ２２の内周面７７も相補的な長円形断面に加工してあり、長円形断面区間７６の側面がキャップ２２の長円形内周面７７に係合することによりキャップ２２に対するケーシング２８の回転が規制されるようになっている。バイブレータアッセンブリ１６の振動が区間７６を介してキャップ２２に伝わるのを防止するため、区間７６の外周溝７８に防振用Ｏリング８０を装着することができる。
【００３８】
図１および図２を参照するに、歯科用スケーラー１０には歯科用ユニットから延長する歯科用ホース１２を従来の態様で接続できるようになっている。このため、歯科用ホース１２の先端には従来型のホース継手の一方の部材（例えば、雄部材）８２を取付けると共に、ケース本体２６の手前側端部にはホース継手の他方の部材（例えば、雌部材）８４を取付ける。図１および図２に示した実施例では、ホース側の継手部材は従来型のボールロック機構８５を備えたプラグ部８２からなり、ケース側の継手部材はこのプラグ部８２を挿入可能な段付き孔８６を備えたソケット部８４からなる。ソケット部８４はケース本体２６の内側に挿入してあり、ケース本体２６に螺合したねじ８８によってケース本体２６に固定されている。
【００３９】
図示した実施例では、ソケット部８４にはケース本体２６と同心的な位置決めスリーブ９０が一体形成してある。位置決めスリーブ９０はバイブレータアッセンブリ１６をキャップ２２に対して軸方向に位置決めする役割を有する。バイブレータアッセンブリ１６のリテーニングねじ３８の外周溝にＯリング９４を装着し、バイブレータアッセンブリ１６をキャップ２２に押し込んだ上で、ねじ２０と２４を噛み合わせることによりキャップ２２とケース本体２６とを互いに螺合すると、図２および図３に示したように、位置決めスリーブ９０は肩部６４と肩部６６との間でＯリング７０を圧縮しながらバイブレータアッセンブリ１６をキャップ２２に対して位置決めする。
【００４０】
位置決めスリーブ９０の前端はケース本体２６の前端よりも後方に引っ込めてある。従って、ケース本体２６の内側には、ケース本体２６の前端と位置決めスリーブ９０の前端との間において、バイブレータアッセンブリ１６の後部を収納するための前方に開口した空洞９１が形成される。この空洞９１は、キャップ２２の軸方向段付け孔２７と協働して、バイブレータアッセンブリ１６を収納するための収納部９２を形成する。
【００４１】
位置決めスリーブ９０とケース本体２６との間の環状隙間９３は圧縮空気通路として作用する。この構造は歯科用スケーラー１０の構造を簡素化するのに寄与する。
この環状隙間９３は、一方において、ホース継手のソケット部８４に設けた空気通路９６（図２）を介してソケット部８４のプラグ挿入孔８６に連通しており、ホース継手のソケット部８４にプラグ部８２を差し込んだ時にはプラグ部８２の空気供給ポート９８（図１）と連通するに至る。環状隙間９３は、他方において、バイブレータケーシング２８の入口ポート４８に連通しており、入口ポート４８とケーシング２８の内周溝４６を介して噴射リング３４の噴射ノズル４４に圧縮空気を供給するようになっている。
ロータ室４０内の使用済みの空気は、リテーニングねじ３８の中央孔６２（図２）と、位置決めスリーブ９０と水パイプ５０との間の環状隙間１００と、ホース継手のソケット部８４に設けた排気通路１０２を介して歯科用ホース１２に送り返される。
洗浄冷却水は、従来同様、ホース継手のプラグ部８２の中央水通路（図示せず）から水パイプ５０を介してスケーリングチップ１８の水供給通路１０４（図１）に供給される。水パイプ５０の後端はソケット部８４に強固に取り付けてある。
【００４２】
この歯科用スケーラー１０の使用に際しては、レンチを用いてバイブレータアッセンブリ１６のねじ孔５４にスケーリングチップ１８を螺着し、外ケース１４のホース継手のソケット部８４に歯科用ホース１２のプラグ部８２を差し込み、バイブレータに圧縮空気を供給する。噴射ノズル４４からロータ室４０内に接線方向に噴射された圧縮空気によりロータ室４０内には旋回流が発生し、米国特許4,453,919号に記載された原理によりロータ４２が運動し、振動を発生させる。バイブレータ１６に発生した振動は特公平6-28669号に記載された原理に基づいてスケーリングチップ１８に伝達され、スケーリングチップ１８を超音波帯域に近い高い振動数で振動させる。
【００４３】
歯科用スケーラー１０の使用に伴いロータ４２および／又は端板３２、３６が摩耗すると、バイブレータ１６の出力が低下するであろう。その時には、ユーザは、以下のようにしてバイブレータアッセンブリ１６を交換することができる。
先ず、適当なレンチを用いてスケーリングチップ１８をバイブレータアッセンブリ１６から取り外す。次に、図６（Ａ）に示したように、キャップ２２のねじ２０とケース本体２６のねじ２４を手で弛めることにより外ケース１４をキャップ２２とケース本体２６とに分解し、キャップ２２からケース本体２６を分離する。
【００４４】
バイブレータアッセンブリ１６は回り止め手段７６／７７によりキャップ２２に対して回り止めされているので、キャップ２２とケース本体２６とを互いに弛める時には、水パイプ５０はＯリング５６内で回転しながら抜け、水パイプ５０とＯリング５６との間の接触部の摩擦はすべり摩擦となる。これに対して、キャップ２２とＯリング７０、７２との間の接触部の摩擦は静止摩擦となる。
従って、キャップ２２とケース本体２６とを分離した時には、バイブレータアッセンブリ１６はＯリング７０、７２の摩擦により専らキャップ２２に付着しているであろう。この状態ではバイブレータアッセンブリ１６の約半分はキャップ２２から露出しており、容易に指で掴持することができる。
そこで、図６（Ｂ）に示したように、片方の手の指でキャップ２２を掴み、他方の手の指でバイブレータアッセンブリ１６を掴んで引っぱることにより、図６（Ｃ）に示したようにキャップ２２からバイブレータアッセンブリ１６を容易に分離することができる。
【００４５】
新たなバイブレータアッセンブリをキャップ２２に装着し、キャップ２２とケース本体２６とを螺合し、スケーリングチップ１８を取付けるだけで、歯科用スケーラー１０は再び使用可能な状態となる。
このように、本発明によれば、ロータの摩耗などによりバイブレータの出力が低下した時には何時でも、誰でも極めて簡単に、かつ、何等特殊な工具を使用することなく、バイブレータアッセンブリを交換することができる。
出力の低下した使用済みのバイブレータアッセンブリは修理センターへ送るか、使い捨てにすることができる。
【００４６】
図７および図８は本発明の第２実施例に係る歯科用スケーラーを示す。前述した第１実施例ではボールロック型のホース継手が用いてあるのに対して、この第２実施例に係る歯科用スケーラーは従来型のねじ式のホース継手を用いたことを特徴としている。第１実施例の構成要素と共通する構成要素は共通の参照番号で示し、説明は省略する。
相違点のみ説明するに、外ケース１４のケース本体２６に嵌合したホース継手雄部材８４Ａには外ねじ１０６が設けてあり、ホース継手雌部材８２Ａの内ねじ（図示せず）を螺合するようになっている。雌部材８２Ａは規格化された従来型の例えば４穴型のものであり得る。
ホース継手雄部材８４Ａには、空気通路９６に連通した圧縮空気入口１０８と、排気通路１０２に連通した排気出口１１０と、水パイプ５０に連通した水通路１１２と、水通路１１２に連通した水入口（図面では空気入口１０８の背後に隠れている）が設けてある。
この第２実施例に係る歯科用スケーラーの作動とバイブレータアッセンブリの交換の態様は第１実施例について前述したところと相違ない。
【００４７】
図９から図１１は本発明の第３実施例に係る歯科用スケーラーを示す。この第３実施例はバイブレータアッセンブリ１６をケース本体２６に対して回り止めしたことを特徴としている。これらの図においては第１実施例の構成要素と共通する構成要素は共通の参照番号で示し、説明は省略する。
相違点のみ説明するに、この実施例では、前キャップ２２とケース本体２６とを互いに螺合するための雌雄ねじ部は、ケース本体２６の前部外周に形成された外ねじ１２０と前キャップ２２の後部内周に形成された内ねじ１２２からなる。
このように、ケース本体２６に外ねじ１２０を形成したので、ケース本体２６の前部空洞９１はねじ山のない円柱形の内周面１２４を呈する。
この前部空洞９１の内周面１２４には、円周方向等間隔に離間された例えば６つのノッチ１２６が形成してある。夫々のノッチ１２６は空洞９１の内周面１２４を軸方向にドリル加工若しくはフライス加工することにより容易に形成することができる。
【００４８】
ケース本体２６の内周面１２４のノッチ１２６に対応して、バイブレータアッセンブリ１６のケーシング２８とシャンク部５２との間には六角形断面の係止部１２８が形成してある。この係止部１２８の断面寸法は、その六角形断面の夫々の角部が夫々のノッチ１２６にルーズに係合するように設定されている。
シャンク部５２は図示したように前方に向かってテーパ状になっており、超音波帯域に近い高い振動数の弾性波振動を効果的にスケーリングチップ１８に伝達するようになっている。
【００４９】
バイブレータアッセンブリ１６の交換に際しては、先ず、ケース本体２６を手でしっかりと掴持しながら、レンチを用いてスケーリングチップ１８を弛めてバイブレータアッセンブリ１６から取り外す。第１実施例とは異なり、この第３実施例ではバイブレータアッセンブリ１６は回り止め手段１２６／１２８によりケース本体２６に対して回り止めされており、前キャップ２２はレンチのトルクから免責されるので、レンチを用いてスケーリングチップ１８を弛めるときに前キャップ２２が不本意に弛むことがない。
【００５０】
次に、図１１に示したように、前キャップ２２のねじ１２２とケース本体２６のねじ１２０を手で弛めることにより前キャップ２２とケース本体２６を分離する。
前述したようにこの第３実施例ではバイブレータアッセンブリ１６はケース本体２６に対して回り止めされているので、キャップ２２とケース本体２６とを回して弛める時には、水パイプ５０とＯリング５６との間の接触部の摩擦は静止摩擦となり、前キャップ２２とＯリング７０、７２との間の接触部の摩擦はすべり摩擦となる。
従って、前キャップ２２とケース本体２６とを分離した時には、バイブレータアッセンブリ１６はＯリング５６の摩擦により図１１に示したように専らケース本体２６に付着しているであろう。
そこで、ユーザは、片方の手でケース本体２６を掴み、他方の手の指でバイブレータアッセンブリ１６を掴んで引っぱることにより、図１０に示したようにケース本体２６からバイブレータアッセンブリ１６を分離することができる。
【００５１】
新たなバイブレータアッセンブリをスケーラー１０に装着するにあたっては、図１０から理解できるように、バイブレータアッセンブリ１６の係止部１２８の六角形断面の夫々の角部がケース本体２６の内周面１２４の夫々のノッチ１２６に嵌合するように回転角度方向に位置決めしながらバイブレータアッセンブリ１６をケース本体２６に装着する。係止部１２８は六角形断面を有するので、前キャップ２２とケース本体２６とを最大６０°相対回転させるだけで容易にバイブレータアッセンブリ１６をケース本体２６に装着することができる。
【００５２】
次に、前キャップ２２をケース本体２６に螺合し、レンチを用いてスケーリングチップ１８をバイブレータアッセンブリ１６に螺着する。レンチによる締め付けトルクはケース本体２６に受けとめられ、締め付けトルクが前キャップ２２に作用しないので、前キャップ２２がレンチによって不本意に増し締めされることがない。従って、前キャップ２２は必要に応じて容易に手で弛めることができる。
【００５３】
図１２から図１５は本発明の第４実施例に係る歯科用スケーラーを示す。これらの図においては前記実施例の構成要素と共通する構成要素は共通の参照番号で示し、説明は省略する。この実施例に用いたバイブレータアッセンブリ（モジュール）１６は図９から図１１に示した第３実施例のものと同じである。
この第４実施例は、第３実施例に較べて前キャップをかなり長くすると共に多少細くしたことを特徴としている。このため、バイブレータアッセンブリ１６は位置決めスリーブに対して回り止めする構成となっている。
【００５４】
より詳しくは、図１２から図１５を参照するに、前キャップ２２Ａはハンドピース１０の全長の半分よりも長くしてある。これに対応して外ケース１４のケース本体２６Ａは短くしてある。従って、前キャップ２２Ａと外ケース１４のケース本体２６Ａとの間の継目は位置決めスリーブ９０Ａの前端よりもかなり後方に位置している。
【００５５】
ハンドピース１０の後部には、バイブレータアッセンブリ１６に供給する圧縮空気およびスケーリングチップ１８に供給する洗浄冷却水の流量を夫々制御するための従来型の弁ユニット１３０および１３２を備えている。これらの弁ユニット１３０および１３２を設けたのは、ユーザが必要に応じてバイブレータの出力および洗浄冷却水の流量を調節するのを可能にするためである。したがって、これらの弁ユニットを設けることは不可欠ではない。圧縮空気制御用の弁ユニット１３０には例えば特公平7-16497に記載された制御弁を使用することができ、洗浄冷却水制御用弁ユニット１３２には従来型のピンチバルブを使用することができる。
【００５６】
位置決めスリーブ９０Ａからは前方に向かって筒状のハウジング１３４が延長させてあり、このハウジング１３４にはバイブレータアッセンブリ１６を収納するための収納部９２の一部を構成する空洞９１が画成してある。図示したように、ハウジング１３４には円周方向に離間した複数の軸方向切欠き１３６が形成してある。これらの切欠き１３６は、図１３に示したようにバイブレータアッセンブリ１６の六角形断面の係止部１２８の夫々の角部を係合させることにより、バイブレータアッセンブリ１６を位置決めスリーブ９０Ａに対して回り止めするようになっている。
【００５７】
位置決めスリーブ９０Ａを利用してバイブレータアッセンブリ１６の回り止めするようにしたので、第３実施例に比して前キャップ２２Ａを長くすることができる。これにより、第３実施例においてはキャップとケース本体とを連結するためにバイブレータモジュール１６の半径方向外側の領域に配置してあった継手１２０／１２２を後方に変位させることができる。その結果、前キャップ２２Ａのうちバイブレータモジュール１６の半径方向外側の領域にねじを加工する必要がなくなるので、その分だけ同領域の前キャップ２２Ａの肉厚を薄くすることができ、歯科処置の際にユーザが指で掴持する領域における前キャップ２２Ａの外径を可及的に縮小することが可能になる。
前キャップ２２Ａの外径を縮小できるのは僅か約１ｍｍにすぎないが、可能な外径縮小がこのように僅かであっても、術者が前キャップを指でシッカリと掴持できる操作性が大幅に向上するので、スケーリングチップを歯牙に対して正確に位置決めすることが可能になる。
【００５８】
前述した第３実施例では前キャップとケース本体とはねじ継手１２０／１２２によって連結されているが、この第４実施例では前キャップ２２Ａとケース本体２６Ａとはワンタッチ継手によって連結されている。即ち、図１５に示したように、ケース本体２６Ａに嵌合した連結用中子１４２には半径方向孔１４０が設けてあり、そこには押しボタン（ロックピン）１３８が摺動可能に嵌合してある。この押しボタン１３８はコイルばね１４４によって半径方向外側に付勢されており、前キャップ２２Ａに設けた貫通孔１４６（図１３）に係合するようになっている。
【００５９】
使用時には、前キャップ２２Ａとケース本体２６Ａとは孔１４６に押しボタン１３８を嵌合させることによって互いに連結されている。バイブレータモジュール１６は回り止め機構１２８／１３４／１３６によって位置決めスリーブ９０Ａに対して回り止めされているので、スケーリングチップ１８をバイブレータモジュール１６に螺合により着脱する際にレンチから加えられるトルクは、先ず位置決めスリーブ９０Ａに伝わり、そこから押しボタン１３８を介して前キャップ２２Ａに伝えられる。前キャップ２２Ａは充分に長くしてあり、従って手で把握しやすいので、前キャップ２２Ａを手でシッカリと握持すればレンチから加えられるトルクに対して良好に対抗することができる。
【００６０】
バイブレータモジュール１６を交換するには、先ずバイブレータモジュール１６からスケーリングチップ１８を取り外し、押しボタン１３８を押し込んで孔１４６から離脱させる。前キャップ２２Ａをケース本体２６Ａから分離した時には、バイブレータアッセンブリ１６は図１３に示したようにハウジング１３４に付着しているであろう。そこで、指で掴んで図１４に示したように新たなバイブレータモジュールと容易に交換することができる。
【００６１】
ハンドピースの日常の使用時には、前キャップ２２Ａをハンドピースから取り外して、前キャップ２２Ａだけをオートクレーブ滅菌や超音波洗浄に付すのが好ましい。前キャップ２２Ａはハンドピースの全長の大半をカバーしているので、前キャップのみを滅菌し洗浄するだけでハンドピース全体を実質的に衛生的かつ清浄に維持することができる。前キャップだけを滅菌すればよく、内部部品を加熱滅菌する必要がないので、内部部品の寿命を延長させることができる。
【００６２】
図１６および図１７は他の実施例を示すもので、前記実施例と共通する構成要素は共通の参照番号で示す。
図１６の実施例では、前キャップ２２Ａと外ケースの本体２６Ｂとはねじ継手１４８で連結されており、止めねじ１５０によって互いにロックされている。止めねじ１５０は、前キャップ２２Ａを手で持った状態でスケーリングチップをバイブレータモジュール１６に螺合する際に前キャップ２２Ａからケース本体２６Ｂが不本意に弛むのを防止する役割を果たす。
【００６３】
図１７の実施例では、キャップ２２Ｂはハンドピースのほぼ全長をカバーするような長さにしてあり、滅菌と把持を一層容易にするようになっている。キャップ２２Ｂは、また、圧縮空気と洗浄冷却水の流量を制御するために本体２６Ｂ内に組み込んである流量制御弁の調節ねじ１５２および１５４を外部から隠蔽する役割も有する。調節ねじ１５２および１５４を操作することにより一旦流量を設定したならば、キャップ２２Ｂをロックピン１３８によって本体２６Ｂに連結すれば調節ねじ１５２および１５４に触れることが出来ないので、設定流量が不本意に変わることがない。
【００６４】
以上には本発明の特定の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の設計変更を施すことができる。例えば、回り止め用のノッチ１２６／１３６の数は、１、２、３又はそれ以上にし、係止部１２８はノッチの数に対応する数の突起又はピンで構成することができる。
また、スケーリングチップの代わりに根管リーマーを取り付ければ、この振動器具は根管リーミングに使用することができる。また、バイブレータアッセンブリの構成要素の数や形状は適宜変更することができる。特に、図示した実施例では水パイプを通すためロータと端板には中央開口が設けてあるが、スケーリングチップに洗浄冷却水を供給しない場合には中央開口は省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る歯科用スケーラーの側面図で、スケーリングチップを取り外したところを示す。
【図２】図１に示した歯科用スケーラーの長手方向断面図である。
【図３】図２の一部の拡大断面図で、空気噴射リングの噴射ノズルは概念的に示してある。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】図１および図２に示した歯科用スケーラーのバイブレータモジュールを交換する手順を示す。
【図７】本発明の第２実施例に係る歯科用スケーラーの側面図で、スケーリングチップを取り外したところを示す。
【図８】図７に示した歯科用スケーラーの長手方向断面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る歯科用スケーラーの一部切欠き側面図である。
【図１０】図９に示した歯科用スケーラーのバイブレータモジュールをケース本体に着脱するところを示す拡大斜視図である。
【図１１】図９に示した歯科用スケーラーの前キャップをケース本体に着脱するところを示す側面図である。
【図１２】図９と同様の図であるが、本発明の第４実施例に係る歯科用スケーラーを示す。
【図１３】図１２に示した歯科用スケーラーの斜視図で、キャップを本体から外したところを示す。
【図１４】図１０と同様の図で、図１３に示したスケーラーのバイブレータモジュールをハウジングに着脱するところを示す。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿った拡大断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例に係るスケーラーの一部切欠き側面図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係るスケーラーの一部切欠き側面図である。
【符号の説明】
１０： 歯科用振動器具（歯科用スケーラー）
１４： 外ケース
１６： バイブレータモジュール
１８： 振動工具（スケーリングチップ）
２２： 前キャップ
２６： ケース本体
２８： バイブレータケーシング
３８： リテーニングねじ
４０： ロータ室
４２： ロータ（振動子）
４４： 噴射ノズル
５０： 洗浄冷却水供給パイプ
５４： ねじ式連結手段
６４、６６： 位置決め用肩部
７０、９４： 弾力支持手段
76／77、126／128、128／134／136： 回り止め手段
８６、９３： 作用流体供給手段
９０： 位置決めスリーブ
９２： バイブレータ収納部

Claims (15)

1. 長手方向に延長する収納部が内部に形成された細長い外ケースと、
   前記収納部に収容された交換可能な空気動式バイブレータと、
   前記バイブレータを前記外ケース内に弾力的に支持する支持手段と、
   高周波振動を発生させるべく前記バイブレータに作用流体を供給する作用流体供給手段と、
   前記バイブレータの前端に振動工具を螺着するためのねじ式連結手段と、
   前記連結手段に振動工具を螺着したり取り外したりする際に外ケースに対してバイブレータを回り止めするための回り止め手段とを備え、
   前記外ケースは互いに分離自在に螺合された前キャップとケース本体とに分割してあり、
   前記収納部の少なくとも一部は前記ケース本体に形成されていると共に少なくとも一部は前記前キャップに形成されており、もって、バイブレータの交換にあたり前記ケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータの一部が前記ケース本体又は前キャップから露出することによりバイブレータを指で掴んでケース本体又は前キャップから引き抜くのを容易にするようになっていることを特徴とする空気動式振動装置。
2. 前記収納部は外ケースの前端に隣接して配置してあり、前記前キャップの軸方向長さはバイブレータの軸方向長さの約半分であり、もって、前記ケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータの長さの約半分が指による掴持を可能にするべくケース本体又は前キャップから露出することを特徴とする請求項１に基づく空気動式振動装置。
3. 前記回り止め手段はバイブレータを前記前キャップに対して回り止めするようになっており、バイブレータの交換にあたり前記ケース本体と前キャップとを分離したときにバイブレータが前キャップに残留することを特徴とする請求項１又は２に基づく空気動式振動装置。
4. 前記回り止め手段はバイブレータを前記ケース本体に対して回り止めするようになっており、もって、前記連結手段に振動工具を螺着したり取り外したりする際に前記前キャップが回転トルクから免除されることを特徴とする請求項１又は２に基づく空気動式振動装置。
5. 前記回り止め手段は、前記ケース本体の内周に形成された少なくとも１つの係止用ノッチと、前記係止用ノッチと協働するべくバイブレータの外周に形成された少なくとも１つの係止用突起とを有することを特徴とする請求項４に基づく空気動式振動装置。
6. 長手方向に延長する収納部が前端に隣接して形成され、互いに分離自在に連結されたケース本体と前キャップとに分れた細長い外ケースと、
   前記収納部に交換可能に収容され振動発生用振動子を備えた空気動式バイブレータモジュールであって、振動工具を着脱自在に螺着するためのねじ式連結手段を前部に備えたものと、
   前記バイブレータモジュールを前記外ケース内に弾力支持する支持手段と、
   前記バイブレータモジュールを前記前キャップに対して軸方向に位置決めするための軸方向位置決め手段と、
   前記バイブレータモジュールに圧縮空気を供給して前記振動子を励起する圧縮空気供給手段と、
   前記バイブレータモジュールに振動工具を螺合により着脱する際に外ケースに対してバイブレータモジュールを回り止めするための回り止め手段、
   とを備えた空気動式振動装置において：
   前記回り止め手段はバイブレータモジュールを前記ケース本体に対して回り止めするように構成されていて、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時にバイブレータモジュールがケース本体に残留するようになっており、
   前記前キャップの軸方向長さはバイブレータモジュールの軸方向長さより小さく設定してあり、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時に、ケース本体に残留したバイブレータモジュールの前部がケース本体から前方に露出し、使用者がバイブレータモジュールを掴んで交換するのを容易ならしめるようになっていることを特徴とする空気動式振動装置。
7. 長手方向に延長する収納部が前端に隣接して形成され、互いに分離自在に連結されたケース本体と前キャップとに分れた細長い外ケースと、
   前記収納部に交換可能に収容され振動発生用振動子を備えた空気動式バイブレータモジュールであって、振動工具を着脱自在に螺着するためのねじ式連結手段を前部に備えたものと、
   前記バイブレータモジュールを前記外ケース内に弾力支持する支持手段と、
   前記バイブレータモジュールを前記前キャップに対して軸方向に位置決めするための軸方向位置決め手段と、
   前記バイブレータモジュールに圧縮空気を供給して前記振動子を励起する圧縮空気供給手段と、
   前記バイブレータモジュールに振動工具を螺合により着脱する際に外ケースに対してバイブレータモジュールを回り止めするための回り止め手段、
   とを備えた空気動式振動装置において：
   前記軸方向位置決め手段は前記外ケース内を延長し前記ケース本体に固定された位置決めスリーブを備え、
   前記回り止め手段はバイブレータモジュールを前記位置決めスリーブに対して回り止めするように構成されていて、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時にバイブレータモジュールが位置決めスリーブに残留するようになっており、
   前記ケース本体と前キャップとの継ぎ目は前記位置決めスリーブの前端よりも後方に位置しており、もって、ケース本体と前キャップとを分離した時に、位置決めスリーブに残留したバイブレータモジュールの前部が位置決めスリーブから前方に露出し、使用者がバイブレータモジュールを掴んで交換するのを容易ならしめるようになっていることを特徴とする空気動式振動装置。
8. 前記回り止め手段は、位置決めスリーブから前方に延長する筒状ハウジングと、前記ハウジングに形成された少なくとも１つの切欠きと、前記切欠きと協働するべくバイブレータモジュールの外周に形成された少なくとも１つの係止用突起とを有することを特徴とする請求項７に基づく空気動式振動装置。
9. 前記前キャップの長さは装置の全長の二分の一よりも大きく、前キャップは装置の大部分をカバーしていることを特徴とする請求項７又は８に基づく空気動式振動装置。
10. 前記係止用突起はバイブレータの外周に形成された多角形断面の係止部によって画成されていることを特徴とする請求項５又は８に基づく空気動式振動装置。
11. バイブレータの外周に形成された前記係止部は六角形断面を有することを特徴とする請求項１０に基づく空気動式振動装置。
12. 前記ケース本体と前キャップとはワンタッチ継手によって連結されていることを特徴とする請求項１から１１のいづれかに基づく空気動式振動装置。
13. 前記ケース本体と前キャップとはねじ継手によって連結されており、止めねじによって互いにロックされていることを特徴とする請求項１から１１のいづれかに基づく空気動式振動装置。
14. 前記振動工具は歯石除去工具であり、前記振動装置は空気動式歯科用歯石除去装置である請求項１から１３のいづれかに基づく装置。
15. 前記ねじ式連結手段は前方に向かってテーパ状になっていることを特徴とする請求項１から１４のいづれかに基づく装置。

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