JP4143755B2 - 往復ピストン式原動機およびそれを備えた摺動型歯面清掃器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯面を清掃・研磨するための歯面清掃器に係り、特に、歯面清掃具の摺動運動により歯面を清掃・研磨する摺動型の歯面清掃器に関する。本発明は、また、摺動型歯面清掃器その他の機械装置の動力源として使用可能な往復ピストン式原動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
予防医学の見地から、“プロフィー”アングル・ハンドピースと呼ばれる、プロフェッショナル・メカニカル・トゥース・クリーニング（ＰＭＴＣ）用の歯面清掃器が使用されている。
従来の歯面清掃器には回転型とツィスト型があり、“プロフィーカップ”と呼ばれるゴムカップ或いはブラシからなる歯面清掃具にペースト状研磨材を充填し、この歯面清掃具を回転運動又は往復ツィスト運動させながら歯面に押し当てることにより歯面を清掃・研磨するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の歯面清掃器の問題点は、回転運動或いは往復ツィスト運動の遠心力により、プロフィーカップ或いはブラシに充填した研磨材が飛び散るということである。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、プロフィーカップやブラシに充填したペーストが飛散することの少ない歯面清掃器を提供することにある。
本発明の他の目的は、タービンハンドピースなどを駆動するために歯科用ユニットに設けてある既存の歯科用ホースに接続するだけで使用することの可能な圧縮空気駆動の歯面清掃器を提供することにある。
本発明の他の目的は、歯面清掃器その他の機械装置の動力源として使用可能な構造簡素な往復ピストン式原動機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、摺動可能な歯面清掃具取付部を先端に備え歯科用ホースへの接続部を基端に備えたハンドピース本体と、前記歯面清掃具取付部を往復運動させるべく前記ハンドピース本体に設けた圧縮空気駆動の往復ピストン式原動機とを備えた摺動型歯面清掃器を提供する。
この往復ピストン式原動機は：シリンダと；前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと；前記ピストンに連結され、シリンダの前端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と；前記第２可変容積室に開口するべくシリンダに形成された給気ポートを備え、前記歯科用ホースへの接続部へ供給された圧縮空気を第２可変容積室へ供給するための給気回路と；前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路；とを備えている。
【０００６】
このように、本発明の歯面清掃器には往復ピストン式原動機が用いてあり、歯面清掃具を摺動運動させることにより歯面を清掃・研磨するようになっているので、プロフィーカップやブラシのような歯面清掃具に遠心力が作用することがない。従って、従来の回転型およびツィスト型歯面清掃器に較べて、プロフィーカップやブラシに充填した研磨材の飛散が少ない。
【０００７】
好ましい実施態様においては、歯面清掃器には、使用者の操作に応じて前記給気回路を遮断すると共に前記第２可変容積室を大気に開放する手動弁装置を設ける。
このように構成すれば、給気回路を遮断することにより原動機を随時一時的に停止させることができると共に、ピストンが死点にある位置で原動機が停止した時に原動機を簡単に再始動させることができる。
【０００８】
他の実施態様においては、歯面清掃器には、使用者の操作に応じて前記第１可変容積室を大気に開放する手動排気手段を設ける。
この実施態様においても、手動排気手段を作動させることにより、原動機の一時的停止と再始動が可能になる。
【０００９】
簡素な実施態様においては、ピストンと歯面清掃具取付部とは一体に形成されている。
好ましい実施態様においては、ピストンと歯面清掃具取付部とは別体に形成され、歯面清掃具取付部はばねによりピストンに向かって付勢されている。
好ましくは、この歯面清掃器には歯面清掃具に洗浄水を供給する水供給回路を更に設ける。
このように構成すれば、注水のためにシリンジを併用する必要がなくなる。
好適な実施態様においては、歯面清掃具に代えて歯面清掃具取付部に装着可能なクラウンリムーバを備える。
【００１０】
他の観点においては、本発明は往復ピストン式原動機を提供するもので、この往復ピストン式原動機は：シリンダと；前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと；前記ピストンに連結され、シリンダの端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と；前記第２可変容積室に圧縮空気を供給するべくシリンダに形成された給気ポートと；前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路；とを備えている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、歯面清掃器１０は、歯科用ホース１２を介して歯科用ユニット（図示せず）から圧縮空気と洗浄水の供給を受けて作動するハンドピースとして構成されている。
歯面清掃器１０は、手で把持するようになった細長いハンドピース本体１４を備えている。概略的には、このハンドピース本体１４の先端に歯面清掃具１６が着脱自在に装着され、ハンドピース本体１４の中央には歯面清掃具１６を往復摺動運動させるための本発明の圧縮空気駆動の往復ピストン式原動機１８が組み込んであり、本体１４の基端にはこの原動機１８に駆動用圧縮空気を供給するための歯科用ホース１２のホース継手２０を接続できるようになっている。
【００１２】
より詳しくは、図示した実施例では、ハンドピース本体１４は、筒状の外ケース２２と、外ケース２２内に嵌合されたインサート部材２４と、外ケース２２の先端に螺合された先端部材２６とを備え、インサート部材２４は外ケース２２に螺合したねじ付きリング２８によって外ケース２２に固定されている。勿論、ハンドピース本体１４の構成部品はこれに限定されるものではなく、異なる構成にすることができる。
【００１３】
図２の拡大図から良く分かるように、本発明の往復ピストン式原動機１８は外ケース２２内に配置されたシリンダ３０を備え、このシリンダ３０のシリンダ孔にはピストン３２が摺動自在かつ気密に嵌合されている。シリンダ３０に嵌合したピストン３２により、シリンダ３０の内側には第１の可変容積室３４と第２の可変容積室３６が画成されている。シリンダ３０内にピストン３２を装着するのを可能にするため、シリンダ３０は図示したように互いに螺合された前部３０Ａと後部３０Ｂとで構成することができる。
【００１４】
図示した実施例では、ピストン３２はその出力軸３８と一体に形成されており、この出力軸３８はシリンダ３０の前端壁４０に設けた軸孔４２を摺動自在かつ気密に貫通している。出力軸３８は、また、先端部材２６に設けた軸方向貫通孔４４を摺動自在に貫通している。
出力軸３８の先端には歯面清掃具取付部として作用する雌ねじ穴４６が設けてあり、歯面清掃具１６の雄ねじ部４８を螺合することにより歯面清掃具１６を出力軸３８の先端に着脱自在に装着できるようになっている。
【００１５】
ピストン出力軸３８は第２可変容積室３６内のみを延長しており、第２可変容積室３６は環状になっている。従って、ピストン３２の受圧面積は、第２可変容積室３６内における受圧面積の方が、第１可変容積室３４内における受圧面積よりも小さい。
ピストン３２は、第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力と第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力との差により駆動される。
【００１６】
シリンダ３０には、第２可変容積室３６に常時連通する入口ポート５０が形成してあり、歯科用ユニットからホース継手２０を介して供給された圧縮空気が先ず第２可変容積室３６に導入されるようになっている。
圧縮空気供給系統を簡単に説明するに、本体１４のインサート部材２４には従来型のソケット部５２が形成してあり、歯科用ホース１２に取付けたホース継手２０を抜き差しできるようになっている。ホース継手２０は例えばボールロック機構５４を備えた従来型のもので、圧縮空気供給孔５６と水供給孔５８を備えている。
【００１７】
インサート部材２４にはホース継手２０の圧縮空気供給孔５６に連通する給気通路６０が形成してあり、この給気通路６０は、シリンダ３０の後部３０Ｂに設けた半径方向通路６２と、例えば外ケース２２の内周に設けた溝からなる環状通路６４を介して、入口ポート５０に連通している。
給気通路６０の途中には、ばね６５で付勢された押ボタン６６で操作される可動弁体６８と、入口ポート７０および出口ポート７２を備えた手動弁７４が設けてある。後述するように、この手動弁７４は、給気通路６０および入口ポート５０を介して第２可変容積室３６へ送られる圧縮空気を遮断する遮断弁として作用すると共に、第２可変容積室３６内の空気を排出する排気弁として作用する。
【００１８】
次に、第１可変容積室３４の給排気系統について説明する。
ピストン３２およびそれと一体の出力軸３８には、軸方向通路７６と半径方向ポート７８が形成してある。軸方向通路７６は第１可変容積室３４に開口し、半径方向ポート７８は出力軸３８の外周に開口している。
軸方向通路７６と半径方向ポート７８は、ピストン３２の変位に応じて第１可変容積室３４を選択的に第２可変容積室３６又は大気に連通する給排気通路として作用する。
【００１９】
このため、半径方向ポート７８は、ピストン３２が図２（Ｃ）に示した後退位置にある時には第２可変容積室３６に開口するが、ピストン３２が図２（Ａ）に示した前進位置へと変位した時にはシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２から外れてシリンダ３０前部の大気圧室８０に連通するような軸方向位置に配置してある。大気圧室８０は破線で示した通路８２により大気に開放されている。
【００２０】
図示した実施例では、歯面清掃器１０には歯面清掃具１６に洗浄水を供給するための給水回路が設けてある。この給水回路は、ホース継手２０の水供給孔５８に連通する長手方向通路８４と、先端部材２６に設けた半径方向通路８５と、ピストン出力軸３８に設けた半径方向通路８６と、ピストン出力軸３８に設けた長手方向通路８７などからなり、夫々の歯面清掃具１６にも長手方向に延長する給水通路８８が形成してある。ピストン出力軸３８の変位にも拘わらず半径方向通路８５と８６とが互いに連通するのを可能にするため、先端部材２６とピストン出力軸３８との間に隙間を設け、半径方向通路８６の両側でこの隙間を２つのＯリングでシールしてある。
なお、圧縮空気供給通路や給水通路は図示したようにＯリングにより適宜シールされている。
【００２１】
次に、この歯面清掃器１０の使用の態様と作動を説明する。
歯面清掃具１６としては、例えば、図１に示したものを使用することができる。図１では、歯面清掃具は、上から、ブラシ、スポンジ、およびゴムカップを備えている。
歯面清掃に際しては、任意のいづれかの歯面清掃具１６をピストン出力軸３８の先端に装着し、ホース継手２０をソケット部５２に差し込むことにより歯面清掃器１０を歯科用ホース１２に接続し、歯科用ユニットのフットペダル（図示せず）を操作して歯面清掃器１０への圧縮空気の供給を開始する。
【００２２】
歯科用ユニットからの圧縮空気は、給気通路６０、手動弁７４、環状通路６４、入口ポート５０を介してシリンダ３０の第２可変容積室３６へ送られる。
圧縮空気供給開始時にピストン３２が図２（Ａ）に示した前進位置にある場合には、第１可変容積室３４は軸方向通路７６および半径方向ポート７８を介して大気圧室８０に連通しているので、第１可変容積室３４は大気圧下にある。
従って、第２可変容積室３６内の圧縮空気圧力の作用により、ピストン３２は右方に駆動され、図２（Ｂ）に示した中立位置に持ち来される。この位置では、ピストン出力軸３８の半径方向ポート７８はシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２によって閉鎖され、第１可変容積室３４は大気圧から遮断されるが、第２可変容積室３６内の圧縮空気圧力の作用によりピストン３２は右方に後退し続ける。
【００２３】
ピストン３２の後退に伴い、図２（Ｃ）に示したように半径方向ポート７８が前端壁４０の軸孔４２から後方へ外れると、第２可変容積室３６内に導入された圧縮空気圧力は半径方向ポート７８および軸方向通路７６を介して第１可変容積室３４にも印加され、第１可変容積室３４および第２可変容積室３６には等しい圧縮空気圧力が作用する。
前述したように、ピストン３２の受圧面積は第１可変容積室３４内における方が第２可変容積室３６内におけるよりも大きいので、第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力は第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力に打ち勝つ。その結果、ピストン３２は図２（Ｂ）に示した位置へと左方に駆動される。
【００２４】
ピストンが図２（Ｂ）の位置まで前進すると、ピストン出力軸３８の半径方向ポート７８はシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２によって閉鎖されるが、第１可変容積室３４内には圧力をもった空気が閉じ込められているので、ピストン３２はなお前進ストロークを続ける。
【００２５】
ピストン３２が更に前進し、図２（Ａ）に示したように半径方向ポート７８が前端壁４０の軸孔４２から前方へ外れると、第１可変容積室３４は軸方向通路７６および半径方向ポート７８を介して大気圧室８０に連通するので、第１可変容積室３４内の圧縮空気は大気開放され、第１可変容積室３４内の圧力は大気圧になる。
【００２６】
しかし、入口ポート５０は第２可変容積室３６に常時連通しているので、第２可変容積室３６には依然として歯科用ユニットからの供給圧力が印加されている。
従って、第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力は第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力に打ち勝ち、ピストン３２は右方へ駆動される。
以上の繰り返しにより、ピストン３２およびその出力軸３８は往復運動し、歯牙に押し当てた歯面清掃具１６を往復摺動運動させることにより歯面を清掃・研磨する。
【００２７】
本発明の歯面清掃器１０では歯面清掃具１６はこのように往復運動するので、歯面清掃具１６に充填した研磨材が遠心力の作用によって飛散することがない。
【００２８】
歯面の研磨中には、フットペダルの操作により給水回路８４、８６、８８に給水し、歯面を洗浄することができる。
このようにすれば、注水のためにシリンジを併用する必要がなくなる。
【００２９】
歯面研磨中に一時的に作業を中止したい場合には、手動弁７４の押ボタン６６を押し下げることにより、歯面清掃器１０の作動を停止させることができる。
即ち、押ボタン６６を押し下げると、可動弁体６８が下降して手動弁７４の入口ポート７０を閉鎖し、第２可変容積室３６へ送られる圧縮空気を遮断する。また、可動弁体６８の下降により、可動弁体６８の弁軸周りの隙間を介して出口ポート７２は外部に連通するので、第２可変容積室３６内の圧縮空気は大気に開放される。その結果、ピストン３２は停止する。
押ボタン６６を釈放して圧縮空気の供給を再開すると、原動機１８は再始動される。
【００３０】
手動弁７４は、また、ピストン３２が中立位置で停止していた場合に原動機１８を再始動するために使用することができる。
即ち、圧縮空気供給開始時に、第１可変容積室３４内に残圧がある状態でピストン３２が図２（Ｂ）に示した中立位置に停止していた場合には、原動機１８が再始動しないことが起こり得る。
この場合には、先ず押ボタン６６を押し下げることにより第２可変容積室３６内の圧力を大気開放すると、第１可変容積室３４内の残圧の作用によりピストン３２は中立位置から前進せられ、図２（Ａ）に示した位置に持ち来されるので、第２可変容積室３６への圧縮空気の供給が開始され、原動機１８は再始動される。
【００３１】
この歯面清掃器１０は、また、セメントその他の接着剤によって歯牙に仮着又は恒久接着したインレー又はクラウンを取り外すためにも使用することができる。その場合には、出力軸３８の先端の雌ねじ穴４６には、歯面清掃具１６に代えて、図１に示した鉤型のクラウンリムーバー１７を装着する。
クラウンリムーバー１７の先端をインレー又はクラウンに引っかけるか接触させて原動機１８を作動させると、振動と衝撃により接着剤が弛められ又は破壊されるので、インレー又はクラウンを容易に取り外すことができる。
【００３２】
図示しない第２実施例においては、第１実施例の手動弁７４の入口ポート７０を廃止し、給気通路６０を直接に環状通路６４に接続すると共に、手動弁７４のポート７２を直接に第１可変容積室３４に連通させる。
この実施例においても、手動弁７４の押ボタン６６を押し下げて、第１可変容積室３４を大気に開放することにより、歯面清掃器１０の作動を一時的に停止させることができると共に、ピストン３２が中立位置で停止していた場合の原動機１８を再始動を可能にすることができる。
【００３３】
図３には、本発明の第３実施例に係る歯面清掃器１０を示す。図３においては、図１および図２に示した第１実施例の構成要素と共通する構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
相違点のみ説明するに、この第３実施例は、ピストン出力軸３８と歯面清掃具取付部とを別体に形成したことを特徴としている。
【００３４】
より詳しくは、図３を参照するに、先端部材２６の軸方向貫通孔４４には、ピストン出力軸３８と同径の摺動シャフト９０が摺動自在に嵌合してある。摺動シャフト９０の先端には歯面清掃具１６を螺着するための雌ねじ孔４６が設けてあり、シャフト９０の後端にはばね受け用フランジ９２が設けてある。
先端部材２６には軸方向貫通孔４４より大径のばね室９４が形成してあり、そこに配置されたばね９６により摺動シャフト９０は後方に向かって付勢されている。
摺動シャフト９０のストロークはフランジ９２がシリンダ３０の前端に突き当たることによって規制される。
【００３５】
この第３実施例においても、往復ピストン式原動機１８は第１実施例と同様に作動する。
しかし、ピストン３２の後退位置を示す図３（Ａ）と前進位置を示す図３（Ｂ）とを対比すれば分かるように、この実施例では、ピストン出力軸３８が摺動シャフト９０に衝突する前にピストン３２がある程度助走できるようになっている。
この助走区間があるので、より大きな衝撃が歯面清掃具１６に伝えられる。
【００３６】
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、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、ピストン３２とその出力軸３８とは別体に形成し、互いに連結してもよい。また、歯面清掃具の往復摺動運動の周期を可変調節するため、圧縮空気供給回路に流調弁を設けてもよい。また、第２可変容積室３６に開口する入口ポート５０は、シリンダ３０の前端壁４０から軸方向に第２可変容積室３６に開口するように配置してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、歯面清掃具は往復摺動運動せられるので、従来の回転型およびツィスト型歯面清掃器に較べて研磨材の飛散が少ない。
また、本発明の歯面清掃器の往復ピストン式原動機は、簡素かつコンパクトな構造を備え、簡単な構成部品で構成されているので、作動の信頼性に優れ、低コストで製造することができる。
更に、本発明の歯面清掃器は、歯科用ユニットの既存の歯科用ホースに接続するだけで簡便に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る歯面清掃器の長手方向断面図で、歯面清掃具やクラウンリムーバとホース継手を取付けるところが示してある。
【図２】図１に示した歯面清掃器の往復ピストン式原動機の行程を示す拡大断面図で、（Ａ）はピストンが前進位置に、（Ｂ）はピストンが中間位置に、（Ｃ）はピストンが後退位置にあるところを示す。
【図３】本発明の第３実施例に係る歯面清掃器の長手方向断面図で、（Ａ）はピストンが後退位置に、（Ｂ）はピストンが前進位置にあるところを示す。
【符号の説明】
１０： 歯面清掃器
１２： 歯科用ホース
１４： ハンドピース本体
１６： 歯面清掃具
１７： クラウンリムーバ
１８： 往復ピストン式原動機
２０： ホース継手
２２： ハンドピース本体の外ケース
２６： ハンドピース本体の先端部材
３０： シリンダ
３２： ピストン
３４： 第１可変容積室
３６： 第２可変容積室
３８： ピストンの出力軸
４０： シリンダの前端壁
４２： 前端壁の軸孔
４６： 雌ねじ穴（歯面清掃具取付部）
５０： シリンダの給気ポート
６０／６２／６４：給気回路
７４： 手動弁
７６／７８： 給排気通路
８４／８５／８６／８７：給水回路
９０： 摺動シャフト（歯面清掃具取付部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯面を清掃・研磨するための歯面清掃器に係り、特に、歯面清掃具の摺動運動により歯面を清掃・研磨する摺動型の歯面清掃器に関する。本発明は、また、摺動型歯面清掃器その他の機械装置の動力源として使用可能な往復ピストン式原動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
予防医学の見地から、“プロフィー”アングル・ハンドピースと呼ばれる、プロフェッショナル・メカニカル・トゥース・クリーニング（ＰＭＴＣ）用の歯面清掃器が使用されている。
従来の歯面清掃器には回転型とツィスト型があり、“プロフィーカップ”と呼ばれるゴムカップ或いはブラシからなる歯面清掃具にペースト状研磨材を充填し、この歯面清掃具を回転運動又は往復ツィスト運動させながら歯面に押し当てることにより歯面を清掃・研磨するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の歯面清掃器の問題点は、回転運動或いは往復ツィスト運動の遠心力により、プロフィーカップ或いはブラシに充填した研磨材が飛び散るということである。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、プロフィーカップやブラシに充填したペーストが飛散することの少ない歯面清掃器を提供することにある。
本発明の他の目的は、タービンハンドピースなどを駆動するために歯科用ユニットに設けてある既存の歯科用ホースに接続するだけで使用することの可能な圧縮空気駆動の歯面清掃器を提供することにある。
本発明の他の目的は、歯面清掃器その他の機械装置の動力源として使用可能な構造簡素な往復ピストン式原動機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、摺動可能な歯面清掃具取付部を先端に備え歯科用ホースへの接続部を基端に備えたハンドピース本体と、前記歯面清掃具取付部を往復運動させるべく前記ハンドピース本体に設けた圧縮空気駆動の往復ピストン式原動機とを備えた摺動型歯面清掃器を提供する。
この往復ピストン式原動機は：シリンダと；前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと；前記ピストンに連結され、シリンダの前端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と；前記第２可変容積室に開口するべくシリンダに形成された給気ポートを備え、前記歯科用ホースへの接続部へ供給された圧縮空気を第２可変容積室へ供給するための給気回路と；前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路；とを備えている。
【０００６】
このように、本発明の歯面清掃器には往復ピストン式原動機が用いてあり、歯面清掃具を摺動運動させることにより歯面を清掃・研磨するようになっているので、プロフィーカップやブラシのような歯面清掃具に遠心力が作用することがない。従って、従来の回転型およびツィスト型歯面清掃器に較べて、プロフィーカップやブラシに充填した研磨材の飛散が少ない。
【０００７】
好ましい実施態様においては、歯面清掃器には、使用者の操作に応じて前記給気回路を遮断すると共に前記第２可変容積室を大気に開放する手動弁装置を設ける。
このように構成すれば、給気回路を遮断することにより原動機を随時一時的に停止させることができると共に、ピストンが死点にある位置で原動機が停止した時に原動機を簡単に再始動させることができる。
【０００８】
他の実施態様においては、歯面清掃器には、使用者の操作に応じて前記第１可変容積室を大気に開放する手動排気手段を設ける。
この実施態様においても、手動排気手段を作動させることにより、原動機の一時的停止と再始動が可能になる。
【０００９】
簡素な実施態様においては、ピストンと歯面清掃具取付部とは一体に形成されている。
好ましい実施態様においては、ピストンと歯面清掃具取付部とは別体に形成され、歯面清掃具取付部はばねによりピストンに向かって付勢されている。
好ましくは、この歯面清掃器には歯面清掃具に洗浄水を供給する水供給回路を更に設ける。
このように構成すれば、注水のためにシリンジを併用する必要がなくなる。
好適な実施態様においては、歯面清掃具に代えて歯面清掃具取付部に装着可能なクラウンリムーバを備える。
【００１０】
他の観点においては、本発明は往復ピストン式原動機を提供するもので、この往復ピストン式原動機は：シリンダと；前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと；前記ピストンに連結され、シリンダの端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と；前記第２可変容積室に圧縮空気を供給するべくシリンダに形成された給気ポートと；前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路；とを備えている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、歯面清掃器１０は、歯科用ホース１２を介して歯科用ユニット（図示せず）から圧縮空気と洗浄水の供給を受けて作動するハンドピースとして構成されている。
歯面清掃器１０は、手で把持するようになった細長いハンドピース本体１４を備えている。概略的には、このハンドピース本体１４の先端に歯面清掃具１６が着脱自在に装着され、ハンドピース本体１４の中央には歯面清掃具１６を往復摺動運動させるための本発明の圧縮空気駆動の往復ピストン式原動機１８が組み込んであり、本体１４の基端にはこの原動機１８に駆動用圧縮空気を供給するための歯科用ホース１２のホース継手２０を接続できるようになっている。
【００１２】
より詳しくは、図示した実施例では、ハンドピース本体１４は、筒状の外ケース２２と、外ケース２２内に嵌合されたインサート部材２４と、外ケース２２の先端に螺合された先端部材２６とを備え、インサート部材２４は外ケース２２に螺合したねじ付きリング２８によって外ケース２２に固定されている。勿論、ハンドピース本体１４の構成部品はこれに限定されるものではなく、異なる構成にすることができる。
【００１３】
図２の拡大図から良く分かるように、本発明の往復ピストン式原動機１８は外ケース２２内に配置されたシリンダ３０を備え、このシリンダ３０のシリンダ孔にはピストン３２が摺動自在かつ気密に嵌合されている。シリンダ３０に嵌合したピストン３２により、シリンダ３０の内側には第１の可変容積室３４と第２の可変容積室３６が画成されている。シリンダ３０内にピストン３２を装着するのを可能にするため、シリンダ３０は図示したように互いに螺合された前部３０Ａと後部３０Ｂとで構成することができる。
【００１４】
図示した実施例では、ピストン３２はその出力軸３８と一体に形成されており、この出力軸３８はシリンダ３０の前端壁４０に設けた軸孔４２を摺動自在かつ気密に貫通している。出力軸３８は、また、先端部材２６に設けた軸方向貫通孔４４を摺動自在に貫通している。
出力軸３８の先端には歯面清掃具取付部として作用する雌ねじ穴４６が設けてあり、歯面清掃具１６の雄ねじ部４８を螺合することにより歯面清掃具１６を出力軸３８の先端に着脱自在に装着できるようになっている。
【００１５】
ピストン出力軸３８は第２可変容積室３６内のみを延長しており、第２可変容積室３６は環状になっている。従って、ピストン３２の受圧面積は、第２可変容積室３６内における受圧面積の方が、第１可変容積室３４内における受圧面積よりも小さい。
ピストン３２は、第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力と第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力との差により駆動される。
【００１６】
シリンダ３０には、第２可変容積室３６に常時連通する入口ポート５０が形成してあり、歯科用ユニットからホース継手２０を介して供給された圧縮空気が先ず第２可変容積室３６に導入されるようになっている。
圧縮空気供給系統を簡単に説明するに、本体１４のインサート部材２４には従来型のソケット部５２が形成してあり、歯科用ホース１２に取付けたホース継手２０を抜き差しできるようになっている。ホース継手２０は例えばボールロック機構５４を備えた従来型のもので、圧縮空気供給孔５６と水供給孔５８を備えている。
【００１７】
インサート部材２４にはホース継手２０の圧縮空気供給孔５６に連通する給気通路６０が形成してあり、この給気通路６０は、シリンダ３０の後部３０Ｂに設けた半径方向通路６２と、例えば外ケース２２の内周に設けた溝からなる環状通路６４を介して、入口ポート５０に連通している。
給気通路６０の途中には、ばね６５で付勢された押ボタン６６で操作される可動弁体６８と、入口ポート７０および出口ポート７２を備えた手動弁７４が設けてある。後述するように、この手動弁７４は、給気通路６０および入口ポート５０を介して第２可変容積室３６へ送られる圧縮空気を遮断する遮断弁として作用すると共に、第２可変容積室３６内の空気を排出する排気弁として作用する。
【００１８】
次に、第１可変容積室３４の給排気系統について説明する。
ピストン３２およびそれと一体の出力軸３８には、軸方向通路７６と半径方向ポート７８が形成してある。軸方向通路７６は第１可変容積室３４に開口し、半径方向ポート７８は出力軸３８の外周に開口している。
軸方向通路７６と半径方向ポート７８は、ピストン３２の変位に応じて第１可変容積室３４を選択的に第２可変容積室３６又は大気に連通する給排気通路として作用する。
【００１９】
このため、半径方向ポート７８は、ピストン３２が図２（Ｃ）に示した後退位置にある時には第２可変容積室３６に開口するが、ピストン３２が図２（Ａ）に示した前進位置へと変位した時にはシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２から外れてシリンダ３０前部の大気圧室８０に連通するような軸方向位置に配置してある。大気圧室８０は破線で示した通路８２により大気に開放されている。
【００２０】
図示した実施例では、歯面清掃器１０には歯面清掃具１６に洗浄水を供給するための給水回路が設けてある。この給水回路は、ホース継手２０の水供給孔５８に連通する長手方向通路８４と、先端部材２６に設けた半径方向通路８５と、ピストン出力軸３８に設けた半径方向通路８６と、ピストン出力軸３８に設けた長手方向通路８７などからなり、夫々の歯面清掃具１６にも長手方向に延長する給水通路８８が形成してある。ピストン出力軸３８の変位にも拘わらず半径方向通路８５と８６とが互いに連通するのを可能にするため、先端部材２６とピストン出力軸３８との間に隙間を設け、半径方向通路８６の両側でこの隙間を２つのＯリングでシールしてある。
なお、圧縮空気供給通路や給水通路は図示したようにＯリングにより適宜シールされている。
【００２１】
次に、この歯面清掃器１０の使用の態様と作動を説明する。
歯面清掃具１６としては、例えば、図１に示したものを使用することができる。図１では、歯面清掃具は、上から、ブラシ、スポンジ、およびゴムカップを備えている。
歯面清掃に際しては、任意のいづれかの歯面清掃具１６をピストン出力軸３８の先端に装着し、ホース継手２０をソケット部５２に差し込むことにより歯面清掃器１０を歯科用ホース１２に接続し、歯科用ユニットのフットペダル（図示せず）を操作して歯面清掃器１０への圧縮空気の供給を開始する。
【００２２】
歯科用ユニットからの圧縮空気は、給気通路６０、手動弁７４、環状通路６４、入口ポート５０を介してシリンダ３０の第２可変容積室３６へ送られる。
圧縮空気供給開始時にピストン３２が図２（Ａ）に示した前進位置にある場合には、第１可変容積室３４は軸方向通路７６および半径方向ポート７８を介して大気圧室８０に連通しているので、第１可変容積室３４は大気圧下にある。
従って、第２可変容積室３６内の圧縮空気圧力の作用により、ピストン３２は右方に駆動され、図２（Ｂ）に示した中立位置に持ち来される。この位置では、ピストン出力軸３８の半径方向ポート７８はシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２によって閉鎖され、第１可変容積室３４は大気圧から遮断されるが、第２可変容積室３６内の圧縮空気圧力の作用によりピストン３２は右方に後退し続ける。
【００２３】
ピストン３２の後退に伴い、図２（Ｃ）に示したように半径方向ポート７８が前端壁４０の軸孔４２から後方へ外れると、第２可変容積室３６内に導入された圧縮空気圧力は半径方向ポート７８および軸方向通路７６を介して第１可変容積室３４にも印加され、第１可変容積室３４および第２可変容積室３６には等しい圧縮空気圧力が作用する。
前述したように、ピストン３２の受圧面積は第１可変容積室３４内における方が第２可変容積室３６内におけるよりも大きいので、第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力は第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力に打ち勝つ。その結果、ピストン３２は図２（Ｂ）に示した位置へと左方に駆動される。
【００２４】
ピストンが図２（Ｂ）の位置まで前進すると、ピストン出力軸３８の半径方向ポート７８はシリンダ３０の前端壁４０の軸孔４２によって閉鎖されるが、第１可変容積室３４内には圧力をもった空気が閉じ込められているので、ピストン３２はなお前進ストロークを続ける。
【００２５】
ピストン３２が更に前進し、図２（Ａ）に示したように半径方向ポート７８が前端壁４０の軸孔４２から前方へ外れると、第１可変容積室３４は軸方向通路７６および半径方向ポート７８を介して大気圧室８０に連通するので、第１可変容積室３４内の圧縮空気は大気開放され、第１可変容積室３４内の圧力は大気圧になる。
【００２６】
しかし、入口ポート５０は第２可変容積室３６に常時連通しているので、第２可変容積室３６には依然として歯科用ユニットからの供給圧力が印加されている。
従って、第２可変容積室３６内の圧力によりピストン３２が受ける力は第１可変容積室３４内の圧力によりピストン３２が受ける力に打ち勝ち、ピストン３２は右方へ駆動される。
以上の繰り返しにより、ピストン３２およびその出力軸３８は往復運動し、歯牙に押し当てた歯面清掃具１６を往復摺動運動させることにより歯面を清掃・研磨する。
【００２７】
本発明の歯面清掃器１０では歯面清掃具１６はこのように往復運動するので、歯面清掃具１６に充填した研磨材が遠心力の作用によって飛散することがない。
【００２８】
歯面の研磨中には、フットペダルの操作により給水回路８４、８６、８８に給水し、歯面を洗浄することができる。
このようにすれば、注水のためにシリンジを併用する必要がなくなる。
【００２９】
歯面研磨中に一時的に作業を中止したい場合には、手動弁７４の押ボタン６６を押し下げることにより、歯面清掃器１０の作動を停止させることができる。
即ち、押ボタン６６を押し下げると、可動弁体６８が下降して手動弁７４の入口ポート７０を閉鎖し、第２可変容積室３６へ送られる圧縮空気を遮断する。また、可動弁体６８の下降により、可動弁体６８の弁軸周りの隙間を介して出口ポート７２は外部に連通するので、第２可変容積室３６内の圧縮空気は大気に開放される。その結果、ピストン３２は停止する。
押ボタン６６を釈放して圧縮空気の供給を再開すると、原動機１８は再始動される。
【００３０】
手動弁７４は、また、ピストン３２が中立位置で停止していた場合に原動機１８を再始動するために使用することができる。
即ち、圧縮空気供給開始時に、第１可変容積室３４内に残圧がある状態でピストン３２が図２（Ｂ）に示した中立位置に停止していた場合には、原動機１８が再始動しないことが起こり得る。
この場合には、先ず押ボタン６６を押し下げることにより第２可変容積室３６内の圧力を大気開放すると、第１可変容積室３４内の残圧の作用によりピストン３２は中立位置から前進せられ、図２（Ａ）に示した位置に持ち来されるので、第２可変容積室３６への圧縮空気の供給が開始され、原動機１８は再始動される。
【００３１】
この歯面清掃器１０は、また、セメントその他の接着剤によって歯牙に仮着又は恒久接着したインレー又はクラウンを取り外すためにも使用することができる。その場合には、出力軸３８の先端の雌ねじ穴４６には、歯面清掃具１６に代えて、図１に示した鉤型のクラウンリムーバー１７を装着する。
クラウンリムーバー１７の先端をインレー又はクラウンに引っかけるか接触させて原動機１８を作動させると、振動と衝撃により接着剤が弛められ又は破壊されるので、インレー又はクラウンを容易に取り外すことができる。
【００３２】
図示しない第２実施例においては、第１実施例の手動弁７４の入口ポート７０を廃止し、給気通路６０を直接に環状通路６４に接続すると共に、手動弁７４のポート７２を直接に第１可変容積室３４に連通させる。
この実施例においても、手動弁７４の押ボタン６６を押し下げて、第１可変容積室３４を大気に開放することにより、歯面清掃器１０の作動を一時的に停止させることができると共に、ピストン３２が中立位置で停止していた場合の原動機１８を再始動を可能にすることができる。
【００３３】
図３には、本発明の第３実施例に係る歯面清掃器１０を示す。図３においては、図１および図２に示した第１実施例の構成要素と共通する構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
相違点のみ説明するに、この第３実施例は、ピストン出力軸３８と歯面清掃具取付部とを別体に形成したことを特徴としている。
【００３４】
より詳しくは、図３を参照するに、先端部材２６の軸方向貫通孔４４には、ピストン出力軸３８と同径の摺動シャフト９０が摺動自在に嵌合してある。摺動シャフト９０の先端には歯面清掃具１６を螺着するための雌ねじ孔４６が設けてあり、シャフト９０の後端にはばね受け用フランジ９２が設けてある。
先端部材２６には軸方向貫通孔４４より大径のばね室９４が形成してあり、そこに配置されたばね９６により摺動シャフト９０は後方に向かって付勢されている。
摺動シャフト９０のストロークはフランジ９２がシリンダ３０の前端に突き当たることによって規制される。
【００３５】
この第３実施例においても、往復ピストン式原動機１８は第１実施例と同様に作動する。
しかし、ピストン３２の後退位置を示す図３（Ａ）と前進位置を示す図３（Ｂ）とを対比すれば分かるように、この実施例では、ピストン出力軸３８が摺動シャフト９０に衝突する前にピストン３２がある程度助走できるようになっている。
この助走区間があるので、より大きな衝撃が歯面清掃具１６に伝えられる。
【００３６】
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、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、ピストン３２とその出力軸３８とは別体に形成し、互いに連結してもよい。また、歯面清掃具の往復摺動運動の周期を可変調節するため、圧縮空気供給回路に流調弁を設けてもよい。また、第２可変容積室３６に開口する入口ポート５０は、シリンダ３０の前端壁４０から軸方向に第２可変容積室３６に開口するように配置してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、歯面清掃具は往復摺動運動せられるので、従来の回転型およびツィスト型歯面清掃器に較べて研磨材の飛散が少ない。
また、本発明の歯面清掃器の往復ピストン式原動機は、簡素かつコンパクトな構造を備え、簡単な構成部品で構成されているので、作動の信頼性に優れ、低コストで製造することができる。
更に、本発明の歯面清掃器は、歯科用ユニットの既存の歯科用ホースに接続するだけで簡便に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る歯面清掃器の長手方向断面図で、歯面清掃具やクラウンリムーバとホース継手を取付けるところが示してある。
【図２】図１に示した歯面清掃器の往復ピストン式原動機の行程を示す拡大断面図で、（Ａ）はピストンが前進位置に、（Ｂ）はピストンが中間位置に、（Ｃ）はピストンが後退位置にあるところを示す。
【図３】本発明の第３実施例に係る歯面清掃器の長手方向断面図で、（Ａ）はピストンが後退位置に、（Ｂ）はピストンが前進位置にあるところを示す。
【符号の説明】
１０： 歯面清掃器
１２： 歯科用ホース
１４： ハンドピース本体
１６： 歯面清掃具
１７： クラウンリムーバ
１８： 往復ピストン式原動機
２０： ホース継手
２２： ハンドピース本体の外ケース
２６： ハンドピース本体の先端部材
３０： シリンダ
３２： ピストン
３４： 第１可変容積室
３６： 第２可変容積室
３８： ピストンの出力軸
４０： シリンダの前端壁
４２： 前端壁の軸孔
４６： 雌ねじ穴（歯面清掃具取付部）
５０： シリンダの給気ポート
６０／６２／６４：給気回路
７４： 手動弁
７６／７８： 給排気通路
８４／８５／８６／８７：給水回路
９０： 摺動シャフト（歯面清掃具取付部）
Claims (7)
- 摺動可能な歯面清掃具取付部を先端に備え歯科用ホースへの接続部を基端に備えたハンドピース本体と、前記歯面清掃具取付部を往復運動させるべく前記ハンドピース本体に設けた圧縮空気駆動の往復ピストン式原動機とを備え、
前記往復ピストン式原動機は、
シリンダと、
前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと、
前記ピストンに連結され、シリンダの前端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と、
前記第２可変容積室に開口するべくシリンダに形成された給気ポートを備え、前記歯科用ホースへの接続部へ供給された圧縮空気を第２可変容積室へ供給するための給気回路と、
前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路、
とを備えていることを特徴とする摺動型歯面清掃器。 - 使用者の操作に応じて前記給気回路を遮断すると共に前記第２可変容積室を大気に開放する手動弁装置を更に備えていることを特徴とする請求項１に基づく摺動型歯面清掃器。
- 使用者の操作に応じて前記第１可変容積室を大気に開放する手動排気手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に基づく摺動型歯面清掃器。
- 前記ピストン出力軸と歯面清掃具取付部とは別体に形成され、歯面清掃具取付部はばねによりピストン出力軸に向かって付勢されていることを特徴とする請求項１から３のいづれかに基づく摺動型歯面清掃器。
- 歯面清掃具に洗浄水を供給する給水回路を更に備えていることを特徴とする請求項１から４のいづれかに基づく摺動型歯面清掃器。
- 歯面清掃具に代えて前記歯面清掃具取付部に装着可能なクラウンリムーバを更に備えていることを特徴とする請求項１から４のいづれかに基づく摺動型歯面清掃器。
- シリンダと、
前記シリンダに摺動自在かつ気密に嵌合されシリンダ内に第１および第２の可変容積室を画成するピストンと、
前記ピストンに連結され、シリンダの端壁を摺動自在かつ気密に貫通するピストン出力軸と、
前記第２可変容積室に圧縮空気を供給するべくシリンダに形成された給気ポートと、
前記第１可変容積室に開口する一端と、出力軸の外周に開口する他端とを備え、ピストンの変位に応じて前記第１可変容積室を選択的に第２可変容積室又は大気に連通するべくピストンおよび出力軸に形成された給排気通路、
とを備えていることを特徴とする往復ピストン式原動機。
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