JP5639923B2

JP5639923B2 - 歯科用切削装置

Info

Publication number: JP5639923B2
Application number: JP2011037111A
Authority: JP
Inventors: 哲也高志
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: JP2012170730A

Description

本発明は、歯科用切削装置に関する。本発明は、特に抜歯等の歯科又はインプラント手術に用いられる歯科用切削装置に関する。

歯科用切削装置の一つとして、歯科用エアータービンハンドピースが知られている。一般に、歯科用エアータービンハンドピースは、術者が把持するグリップ部と、グリップ部の先端に設けられたヘッド部を有する。ヘッド部は、軸受によって回転自在に支持された筒状ロータと、該ロータの周囲に固定されたブレード（羽根）を有し、筒状ロータに切削工具が着脱可能に装着できるようになっている。

また、空圧式の切削装置は、ロータを回転するために圧縮空気を利用しており、グリップ部及びヘッド部に形成された給気路を介して供給された圧縮空気がブレードに当たり、ロータと切削工具に回転力を付与する。ブレードに当たった圧縮空気は、そのほとんどがヘッド部とグリップ部に形成した排気路を通じて大気に放出される。しかし、一部の圧縮空気は、軸受内の隙間、また切削工具の外周面とそれを囲むヘッド部下面に形成された開口縁との隙間を通り、切削工具の先端部（治療部位）に向けて噴出させていた。この口腔内に噴出された排気は、治療部位によっては、不快感や疼痛を起こすおそれがあった。

歯科用ハンドピースのヘッドハウジングの側方から空気を排出する歯科用ハンドピースとして、例えば、特許文献１〜３に記載のものがある。これら特許文献に開示された歯科用ハンドピースは、切削工具が挿入されるヘッド部のハウジング下面に設けた開口縁から歯科用ハンドピースに吸引される歯牙等の切削屑又は血液等の異物をブレードの遠心力を用いて、歯科用ハンドピースのヘッドハウジングの側方に設けられた孔より外部に排出するものである。

特開２００４−０８１３９７号公報特開平１１−２２６０３２号公報実公平０６−０２８０８６号公報

そこで、本発明は、翼車に供給された後に、ロータに沿って切削工具の先端方向に排出される圧縮空気を歯科用エアータービンハンドピースのヘッドハウジングの側方から排出する歯科用切削装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る歯科用切削装置は、術者によって把持されるグリップ部と、前記グリップ部の先端部に所定角度を配して設けられたヘッド部と、回転軸の回りを回転自在に支持されたロータと、前記ロータに固定され、前記ヘッド部内の内空部に回転自在に収容された翼車と、前記ヘッド部に形成されており、前記翼車に向けて圧縮空気を供給するための給気口及び前記翼車に供給された圧縮空気を排出するための排気口とを備えた歯科用ハンドピースにおいて、前記ロータに固定され、前記翼車に供給された後に、前記ロータに沿って、切削工具先端方向に流れる圧縮空気を径方向外側に偏向する偏向部材と、前記偏向部材によって径方向外側に偏向された圧縮空気をヘッド部外に排出する第１の放出孔をヘッド部の周方向に少なくとも１つ設け、前記第１の放出孔が切削工具の先端側と反対側に斜め上方に向けて排気流路を形成させていることを特徴とする。

本発明に係る歯科用切削装置は、前記第１の放出孔から排出されなかった圧縮空気の一部を前記ロータに沿って案内した後、前記ロータから径方向外側に向って排出する第２の放出孔を設けるようにしてもよい。

本発明に係る歯科用切削装置は、前記偏向部材を、上底の径よりも下底の径を大とする円錐台状に形成し、偏向面となる円錐台状の側周面を凹状曲面とするようにしてもよい。また、前記翼車は、前記ロータの軸方向に沿って圧縮空気が移動するように形成される２段翼車で構成するようにしてもよい。

本発明に係る歯科用切削装置は、前記グリップ部は、前記ヘッド部から離れたボディ部と、前記ヘッド部に近いネック部を有し、前記ボディ部と前記ネック部の中心軸を一致させ、前記グリップ部の中心軸と前記ロータの軸とのなす角度が４５度としてもよい。更に、前記ヘッド部下面に設けられた前記切削工具に向けて水を噴射させる複数の注水孔のうち、少なくとも１つの注水孔はロータの軸に対する角度が異なるようにしてもよい。

本発明の歯科用切削装置によれば、翼車に当たった後にハウジング開口に向けて移動する圧縮空気は、その一部をヘッド部に設けたハウジングの下部開口から放出しながら、そのほとんどを放出孔から径方向外側に向けて放出できる。したがって、不快感や疼痛の発生を防止できる。

本発明において、偏向部材を円錐台状に形成し、更に、その偏向面を凹状曲面にすることで圧縮空気を効率よく側方から偏向して排出することができる。

本発明において、グリップ部のボディ部とネック部を同一の中心軸線上で一致させて配置し、更に、グリップ部とヘッド部とのなす角度を４５度とすることで、親不知の治療の際に切削工具を容易に治療部位にアクセスすることができる。

本発明において、ヘッド部に設けられた複数の注水孔のうち、少なくとも１つの注水孔は回転軸に対する角度が異なるように構成することで、長さの異なる切削工具を使用しても、効率よく切削部位（治療部位）を冷却することができる。更に、２段翼車とすることで、圧縮空気のエネルギーを効率よく切削工具に伝達することができ、高出力（ハイトルク）を得ることができる。

本発明に係る歯科用切削装置の側面図。図１に示す歯科用切削装置の底面図。図２のIII-III線に沿った拡大断面図。図２のIII-IV線に沿った拡大断面図。図３の部分拡大図。

図１，２は、本発明に係る歯科用切削装置である歯科用エアータービンハンドピース（以下、「ハンドピース」という）１０を示す。なお、本件特許出願の明細書及び特許請求の範囲を通じて、「歯科用」とは「口腔外科用」及び「外科用」を含む広い概念を意味するものと理解すべきである。

ハンドピース１０は、術者が手にとって握るグリップ１２と、このグリップ１２の先端に取り付けたヘッド部１４を有する。図示するように、グリップ１２は筒状部材からなる。ヘッド部１４は、筒状部材（グリップ１２）の先端開口部に挿入されて固定される軸部１６（図３参照）と、以下に説明する切削機構を収容するハウジング１８とを有する。

図１に示すように、本実施形態のハンドピース１０は、特に親不知等の治療に適したものである。したがって、通常の歯科用ハンドピースでは、グリップ１２における先端側（ネック部１２ｂ）が基端側（ボディ部１２ａ）に対して２０〜３０度の角度をもって屈曲しているが、本実施形態のハンドピース１０ではボディ部１２ａとネック部１２ｂはそれらの中心軸を一つの中心軸２０に一致させて一直線に配置されている。ただし、グリップ部中心軸２０とヘッド部中心軸２２（後に説明する切削工具の回転中心軸）は、中心軸２０、２２の交点から中心軸２０に沿ってグリップ部１２の基端側に向かう方向と、ヘッド部１４の中心軸２２に沿ってその上部（図１の上方）に向かう方向が４５度の角度をもって交差するように設計されている。この交差角度は、望ましくは４５度であるが、３０度から６０度であればこの種のハンドピースとして使用できる。

図３，４に示すように、ハウジング１８は、軸部１６と一体的に構成された椀型のアウターハウジング２４を有する。実施形態では、ハウジング１８はまた、アウターハウジング２４の内側に着脱可能に装着された椀型のインナーハウジング２６を有する。アウターハウジング２４は上部開口８５と下部開口８７を有する。上部開口８５は、この上部開口８５を通じてアウターハウジング２４の内部にインナーハウジング２６が装入できる大きさとしてある。下部開口８７は、アウターハウジング２４内に装着されたインナーハウジング２６の下部が、この下部開口８７を通じて外部（下方）に突出できる大きさとしてある。

インナーハウジング２６の外面形状はアウターハウジング２４の内面形状にほぼ対応しており、インナーハウジング２６をアウターハウジング２４に装入した状態で、インナーハウジング２６とアウターハウジング２４との間に出来る隙間ができるだけ小さくなるようにしてある。また、アウターハウジング２４の内面に対向するインナーハウジング２６の外面には周方向に伸びる複数の環状溝（Ｏリング収容溝）２９、３１、３３が形成されており、これらの環状溝２９、３１、３３に収容されたＯリング２８、３０、３２によって、アウターハウジング２４とインナーハウジング２６との間がシールされている。さらに、アウターハウジング２４の底部には３つの注水孔３４（図２を参照）が形成されており、これら注水孔３４は、アウターハウジング２４とインナーハウジング２６の間に形成され、ヘッド部中心軸２２を中心として環状に伸びる環状水路３６を介して、グリップ部１２の内部に配置された注水管（図示せず）に接続されている。実施形態では、図１，２に示すように、グリップ部中心軸２０とヘッド部中心軸２２を含む対称面３８上に配置された注水孔３４（３４ａ）と、この対称面３８に関して対称（ヘッド部中心軸２２を中心として対称面３８から左右に６０度離れた場所）に配置された２つの注水孔３４（３４ｂ）を有する。

インナーハウジング２６は、アウターハウジング２４の下部開口８７を貫通して該下部開口８７の下方に突出する環状部４０を一体的に備えている。環状部４０は、その下端部に、ヘッド部中心軸２２に向かって径方向外側から内側に伸びる環状フランジ（カバー部）４２を備えており、このフランジ４２の内側に円形の切削工具挿入口４４が形成されており、切削工具挿入口４４に挿入された切削工具４６の外周面との間に環状の隙間（第７の空気流路）４８が形成されるようにしてある。また、図５に示すように、環状部４０は、ヘッド部中心軸２２から径方向外側に向かって伸びる複数の第２の放出孔（第６の空気流路）５０が形成されている。実施形態では、第２の放出孔（第６の空気流路）５０は、対称面３８に関して左右対称に形成されている。さらに、環状部４０、特に、アウターハウジング２４の下部開口８７に挿入されているインナーハウジング２６先端に設けられた環状部４０の内径は、その内側に配置されるロータ軸６６の外径よりも僅かに大きくしてあり、これら環状部４０とロータ軸６６との間に環状流路（第５の空気流路）５２が形成されている。

インナーハウジング２６の内側には上部軸受５４と下部軸受５６が配置されており、上部軸受５４はインナーハウジング２６の上部開口部８５に固定された環状のトップハウジング５８に保持され、下部軸受５６はインナーハウジング２６に保持されている。図示するように、上部軸受５４とトップハウジング５８との間、また下部軸受５６とインナーハウジング２６との間には、両者の間をシールするＯリング６０，６２を設けるのが好ましい。通常、上部軸受５４と下部軸受５６はそれぞれ、内輪と、外輪と、それら内輪と外輪の間に配置された多数の玉（転動体）及び保持器からなる玉軸受で構成される。

上部軸受５４と下部軸受５６は、ヘッド部中心軸２２と同軸に配置されたロータ６４のロータ軸６６を回転自在に保持している。このロータ軸６６は、上部軸受５４と下部軸受５６の間に配置された環状の翼車（タービン）６８を保持しており、この翼車６８と共に回転するようにしてある。また、ロータ軸６６はその内面に切削工具保持機構であるチャックを備えており、インナーハウジング２６のフランジ４２に形成されている切削工具挿入口４４を介して挿入された円柱状の切削工具４６を保持するようにしてある。ロータ部は、ロータ６４、ロータ軸６６、チャック及びロータ軸６６に固定された翼車６８から構成される。

本実施の形態において、図３に示すように翼車６８は、外周上部に形成された上段ブレード部７２と、外周下部に形成された下段ブレード部７４を有する。本明細書では翼車６８の構成は詳細に説明しないが、この翼車６８には特開２００１−１６２４１６号公報に開示されているロータ軸６６に沿って圧縮空気を導く二段式の翼車が好適に利用できる。一方、上段ブレード部７２に対向するインナーハウジング２６と軸部１６には給気路７６，７８が形成されている。また、下段ブレード部７４に対向するインナーハウジング２６と軸部１６の部分には排気路８０，８２が形成されている。また、グリップ部１２の下方内部には、グリップ部中心軸２０に沿ってライトガイド１３が内蔵されており、先端照射面１４から切削工具４６の治療箇所に向けて照明用の光が照射される。

アウターハウジング２４の上部開口部８５には、環状の外側固定リング８４と内側固定リング８６が取り付けてある。これら外側固定リング８４と内側固定リング８６は、外側固定リング８４の内側に内側固定リング８６を組み合わせ、ハウジング１８に対してトップハウジング５８を固定している。これら外側固定リング８４と内側固定リング８６の組み合わせ体（リング）は、キャップ８８を上下動可能に保持する。キャップ８８は内面（底面）中央部にチャック解除部９０として機能するボス部を備えており、通常、該キャップ８８の内側に収容されているばね９２によって図示する位置に付勢されて上方に保持されており、ばね９２の付勢力に対抗してキャップ８８を押圧し、下方に移動すると、公知の機構でチャック解除部９０がチャック７０を解除して切削工具４６を取り外すことができるようにしてある。

図５に示すように、インナーハウジング２６は、スプリング座金９５を介して下部軸受５６を支持し、内径側に伸びる環状の上段部９４を有する。上段部９４はロータ６４の外周面から離れており、ロータ６４の周囲に十分な大きさの第１の環状隙間（第１の空気流路）９６を形成している。また、インナーハウジング２６は、インナーハウジング２６をアウターハウジング２４に装着した状態でアウターハウジング２４の底部に当接してインナーハウジング２６をアウターハウジング２４に対して位置決めする、下段部９８を有する。そして、上段部９４と下段部９８の間に、第２の環状隙間（第２の空気流路）１００が形成されている。また、第２の環状隙間（第２の空気流路）１００に対応して、アウターハウジング２４には、第２の環状隙間（第２の空気流路）１００に連通した３つの外側放出孔（第３の空気流路、第１の放出孔）１０２（図１，２参照）が形成されている。第２の環状隙間（第２の空気流路）１００と外側放出孔（第３の空気流路）１０２は、図２に示すように、左右対称面３８と、該左右対称面３８から左右に１００度離れた場所に形成されている。実施形態では、図示するように、第１の環状隙間（第１の空気流路）９６と第２の環状隙間（第２の空気流路）１００と第１の放出孔（第３の空気流路）１０２に導かれた圧縮空気は、ロータ軸６６の軸方向２２に案内された後、偏向部材１０４によって径方向外側に向かって流れの方向を偏向させ、かつ、斜め上方（切削工具４６の軸２２の先端と反対の方向）に向けられている。

上段部９４と下段部９８の間、すなわち、上段部９４で囲まれた第１の環状空間（第１の空気流路）９６には、偏向部材１０４が配置されている。偏向部材１０４は、上底の径よりも下底の径を大とする円錐台状に形成された略Ｌ字断面の環状部材で、円錐台状の側周面を凹状曲面として形成することで偏向面１０８としており、ロータ６４の周囲に固定されており、下部軸受５６内の隙間１０６、第１の環状空間（第１の空気流路）９６を通じてロータ軸６６の軸方向２２の下方に移動する圧縮空気を第２の環状隙間（第２の空気流路）１００から第１の放出孔（第３の空気流路）１０２に向けるようにしてある。実施形態では、第１の環状隙間（第１の空気流路）９６に侵入した圧縮空気を滑らかに径方向外側に向けるために、上述したとおり偏向部材１０４の偏向面１０８は凹状曲面としてある。また、偏向部材１０４は、その下方に位置するインナーハウジング２６の下段部９８との間に隙間（第４の空気流路）１１０を形成しており、圧縮空気の一部を隙間（第４の空気流路）１１０から下段部内周とロータ軸６６の間に形成された環状流路（第５の空気流路）５２、インナーハウジング２６の下方に形成された環状部４０から径方向外側に向けて形成された第２の放出孔（第６の空気流路）５０に導くようにしてある。

以上の構成を備えたハンドピース１０によれば、グリップ部１２に収容されている給水管（図示せず）を介して供給された水は、軸部１６の給水路とハウジング１８の環状水路３６を介して複数の注水孔３４から切削工具４６の先端に向けて噴射される。なお、図示しないが、ヘッド部中心軸２２に対する、図２に示す対称面３８上にある注水孔３４ａの角度と左右の注水孔３４ｂの角度を異なる値に設定し、注水孔３４ａから噴射された水が中心軸２２と交差する位置（切削工具に当たる位置）を注水孔３４ｂから噴射される水が中心軸２２と交差する位置（切削工具に当たる位置）と違えてもよい。

また、グリップ部１２に収容されている給気管（図示せず）を介して供給された圧縮空気は、軸部１６とインナーハウジング２６の給気路７６，７８を介して、翼車６８の上段ブレード部７２に当てられる。上段ブレード部７２に当たった圧縮空気は続いて下段ブレード部７４に当てられる。その結果、翼車６８に回転が与えられる共に、この翼車６８を備えたロータ６４が回転する。また、ロータ６４に保持された切削工具４６が回転する。

上段ブレード部７２と下段ブレード部７４に当たった圧縮空気のほとんどは、インナーハウジング２６と軸部１６に形成された排気路８０，８２と、これに連通するグリップ部１２の内部空間を介して、グリップ部１２に形成された排気孔（図示せず）から大気中に放出される。また、下段ブレード部７４に当たった圧縮空気の一部は、図５に点線で示すように、下部軸受５６内の隙間１０６から、第１の環状隙間９６（第１の空気流路）に入り、そこで偏向部材１０４によって周方向外側に向けられ、第２の環状隙間（第２の空気流路）１００、第１の放出孔（第３の空気流路）１０２を介して、ヘッド部中心軸２２から径方向外側に向かって排出される。なお、第１の放出孔（第３の空気流路）１０２は、径方向外側に向かって、切削工具４６の先端から離れる斜め上方に向けられているので、圧縮空気は確実に治療部位から遠ざけられる。

次に、第２の環状隙間（第２の空気流路）１００に供給された圧縮空気の一部は、偏向部材１０４の下に形成された隙間（第４の空気流路）１１０と、ロータ６４の周囲に形成された環状流路（第５の空気流路）５２を通り、放出孔（第６の空気流路）５０から、ヘッド部中心軸２２から径方向外側に向かって排出される。さらに、環状流路（第５の空気流路）５２から下方に移動した圧縮空気の一部は、切削工具４６の周囲に形成された隙間（第７の空気流路）４８を介して大気中に排出される。このとき、切削工具の先端方向に圧縮空気の一部が排出されるが、第１の放出孔１０２及び第２の放出孔５０から殆どの圧縮空気が径方向外側に向って排出されているため、切削工具の先端方向から排出される圧縮空気は僅かである。

このように、各空気流路の大きさは、第１の放出孔（第３の空気流路）１０２、第２の放出孔（第６の空気流路）５０、および隙間（第７の空気流路）４８のすべてから圧縮空気が排出されるとともに、隙間（第７の空気流路）４８から排出される圧縮空気の量が出来るだけ少なくなるように調整される。したがって、切削工具４６で切削された歯牙の切削粉や血液等の異物がハンドピース１０の内に一切侵入することはない。また、圧縮空気の一部が治療部位に当たって不快感や疼痛を生じるおそれもない。さらに、切削工具４６に向けて注水される冷却水を吹き飛ばして冷却効率を低下させることもない。

なお、上述の説明では、偏向部材１０４は独立した部材として形成してロータ６４に固定したが、インナーハウジング２６に一体的に形成することも可能である。また、第１の放出孔（第３の空気流路）１０２は、上記の実施形態では３個としたが、１個でもよいし、４個以上で構成してもよい。また、第２の放出孔（第６の空気流路）も第１の放出孔（第３の空気流路）と同様に１個でも、４個以上でもよい。更に、第１の放出孔（第３の空気流路）１０２は、斜め上方に向けて排出流路を形成していたが、真横に排出するようにしてもよいし、第２の放出孔（第６の空気流路）を設けない構成であってもよい。

更に、上述の偏向部材１０４の偏向面１０８は凹状曲面としていたが、これに限らず直線状であってもよい。また、本発明の実施形態では、圧縮空気をロータ軸の軸方向に導く２段翼車の構成を採用したが、１段翼車を使用する構成であってもよいし、インナーハウジングとアウターハウジングを一体で構成したヘッドハウジングとしてもよい。

１０：ハンドピース（歯科用切削装置）
１２：グリップ部
１４：ヘッド部
１６：軸部
１８：ハウジング
２０：グリップ部中心軸
２２：ヘッド部中心軸
２４：アウターハウジング
２６：インナーハウジング
２８，３０，３２：Ｏリング
３４：注水孔
３６：水路
３８：面（左右対称面）
４０：環状部
４２：フランジ（カバー部）
４４：切削工具挿入口
４６：切削工具
４８：隙間（第７の空気流路）
５０：第２の放出孔（第６の空気流路）
５２：環状流路（第５の空気流路）
５４：上部軸受
５６：下部軸受
５８：トップハウジング
６０，６２：Ｏリング
６４：ロータ
６５：ロータ部
６６：ロータ軸
６８：翼車
７２：上段ブレード部
７４：下段ブレード部
７６、７８：給気路
８０，８２：排気路
８４：外側固定リング
８６：内側固定リング
８８：キャップ
９０：チャック解除部
９２：ばね
９４：上段部
９６：第１の環状隙間（第１の空気流路）
９８：下段部
１００：第２の環状隙間（第２の空気流路）
１０２：第１の放出孔（第３の空気流路）
１０４：偏向部材
１０６：下軸受内の隙間
１０８：偏向面
１１０：隙間（第４の空気流路）

Claims

術者によって把持されるグリップ部と、
前記グリップ部の先端部に所定角度を配して設けられたヘッド部と、
回転軸の回りを回転自在に支持されたロータと、
前記ロータに固定され、前記ヘッド部内の内空部に回転自在に収容された翼車と、
前記ヘッド部に形成されており、前記翼車に向けて圧縮空気を供給するための給気口及び前記翼車に供給された圧縮空気を排出するための排気口とを備えた歯科用ハンドピースにおいて、
前記ロータに固定され、前記翼車に供給された後に、前記ロータに沿って、切削工具先端方向に流れる圧縮空気を径方向外側に偏向する偏向部材と、前記偏向部材によって径方向外側に偏向された圧縮空気をヘッド部外に排出する第１の放出孔をヘッド部の周方向に少なくとも１つ設け、
前記第１の放出孔が前記切削工具の先端側と反対側に斜め上方に向けて排気流路を形成させていることを特徴とする歯科用切削装置。
請求項１に記載の歯科用切削装置において、
前記偏向部材は、上底の径よりも下底の径を大とする円錐台状に形成され、偏向面となる円錐台状の側周面を凹状曲面とすることを特徴とする歯科用切削装置。
請求項１又は２のいずれかに記載の歯科用切削装置において、
前記第１の放出孔から排出されなかった圧縮空気の一部を前記ロータに沿って案内した後、前記ロータから径方向外側に向って排出する第２の放出孔を設けていることを特徴とする歯科用切削装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の歯科用切削装置において、
前記翼車は、前記ロータの軸方向に沿って圧縮空気が移動するように形成される２段翼車で構成されていることを特徴とする歯科用切削装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の歯科用切削装置において、
前記グリップ部は、前記ヘッド部から離れたボディ部と、前記ヘッド部に近いネック部を有し、
前記ボディ部と前記ネック部の中心軸を一致させ、前記グリップ部の中心軸と前記ロータの軸とのなす角度が４５度であることを特徴とする歯科用切削装置。
請求項１乃至５のいずれかに記載の歯科用切削装置において、
前記ヘッド部下面に設けられた前記切削工具に向けて水を噴射させる複数の注水孔のうち、少なくとも１つの注水孔はロータの軸に対する角度が異なることを特徴とする歯科用切削装置。