JP5815420B2 - Air-powered dental handpiece - Google Patents
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Description
本発明は、切削用工具をエアの圧力で回転駆動するエア駆動式の歯科用ハンドピースに関し、特に、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して発電する小型の発電機を内蔵するエア駆動式の歯科用ハンドピースに関する。 The present invention relates to an air-driven dental handpiece that rotationally drives a cutting tool with air pressure, and particularly includes a small generator that generates power using air for rotationally driving the cutting tool. The present invention relates to an air-driven dental handpiece.
この種のエア駆動式の歯科用ハンドピースは例えば特許文献1、2、3などにより提案されている。図4を用いて、その概要について説明する。
図4に示すように、このエア駆動式の歯科用ハンドピースはコントラアングル型のハンドピースで、切削用工具41を回転駆動するための工具用エアタービン42を有するヘッド43と、ヘッド43に工具用エアタービン42を駆動するエアを供給するためのエア供給路44、エア供給路44上に配設される発電機用エアタービン45、及び発電機用エアタービン45の回転により起動される発電機46を有するグリップ47とを備えて構成される。
この場合、発電機用エアタービン45及び発電機46はそれぞれ、グリップ47の後段ハウジング472内に、先端部及び後端部が軸受473を介して支持される回転軸474に同芯的に配設される。エア供給路44は、グリップ47の後段ハウジング472の後端部に設けられ、外部のエア供給源にエアホースを介して接続される給気管441と、グリップ47の後段ハウジング472の内周面と発電機46の外周面との間に形成され、給気管441から供給されたエアを発電機用エアタービン45に向けて導入するエア通路442と、グリップ47の前段ハウジング471内に配設され、発電機用エアタービン45を通過したエアをヘッド43の工具用エアタービン42に送給するノズル443とにより構成される。
また、この場合、発電機46は回転軸474の外周面に設けられる永久磁石461と、永久磁石461の外周にエアギャップを介して配置され、外周面に円筒型コイル462を有するコイル装着部材463と、コイル装着部材463の外周に設けられ、内周面にヨーク464を有する外装部材465とにより構成され、コイル装着部材463の後端部に円筒型コイル462に電気的に接続される端子ピン466が取り付けられて、この端子ピン466と前段ハウジング471の内部にヘッド43の切削用工具取付口に近接して配設されるLED48が電線481により結線される。
このようにして図示されない共通のエア供給源から供給されるエアにより工具用エアタービン42とともに発電機用エアタービン45を回転駆動して、切削用工具41を回転し、併せて発電機46を起動して、発電された電力でLED48を点灯するようになっている。
This type of air-driven dental handpiece has been proposed in, for example,
As shown in FIG. 4, this air-driven dental handpiece is a contra-angle type handpiece, which has a
In this case, the
Further, in this case, the
In this way, the air supplied from a common air supply source (not shown) drives the
しかしながら、この種のエア駆動式のハンドピースでは、エア駆動の発電機を内蔵したことにより、次のような問題がある。
(1)この種のハンドピースは一般に、メンテナンスの一環として、洗浄や注油を施されるが、このときに、水や油が発電機用エアタービンへのエアの導入経路を通じて発電機内部、この場合、永久磁石とコイル装着部材との間に浸入することがあり、この発電機内部に水や油が入ってしまうと、ハンドピース本体を振って水や油を切ろうとしても、発電機内部に入った水や油は排出されにくく、発電機内部に溜まりやすい。この状態で発電機を回転させると、この水や油が発電機の回転の抵抗になったり水分の撹拌熱が発生したり、また、発電機内部で腐食が生じたりして、その結果、発電機の回転が上がらないことによるLEDの照度不足や発電機の回転ムラによるLEDの光のちらつきが生じるなど発電機の性能を低下させ、また、発電機それ自体の耐久性を損なうおそれがある。
(2)グリップ内部にエア駆動式の発電機を組み込むために、発電機用エアタービン及び発電機がそれぞれ、後段ハウジング内に、先端部及び後端部を軸受を介して支持される回転軸に配設され、エアの導入によりエアタービンを回転し、回転軸を回転して発電機を駆動する構造が採用されるため、グリップ内部で回転軸の回転振動及びこれに伴う騒音が発生し、歯科医療機器としての品質を低下させるおそれがある。
However, this type of air-driven handpiece has the following problems due to the built-in air-driven generator.
(1) This type of handpiece is generally cleaned and lubricated as part of maintenance. At this time, water and oil are introduced into the generator through the air introduction path to the generator air turbine. In some cases, the permanent magnet may enter between the coil mounting member, and if water or oil enters the generator, the handpiece itself may be shaken to drain the water or oil. Water and oil that enters the tank are not easily discharged and are likely to accumulate inside the generator. If the generator is rotated in this state, this water and oil will cause resistance to rotation of the generator, heat generated by stirring water, and corrosion will occur inside the generator. There is a risk that the performance of the generator may be degraded, such as insufficient illuminance of the LED due to the rotation of the machine not being increased, or LED light flickering due to uneven rotation of the generator, and the durability of the generator itself may be impaired.
(2) In order to incorporate an air-driven generator inside the grip, the generator air turbine and the generator are respectively installed in the rear housing, and the front and rear ends are supported on the rotating shafts via bearings. Since the structure is adopted in which the air turbine is rotated by the introduction of air and the generator is driven by rotating the rotating shaft, rotational vibration of the rotating shaft and the accompanying noise are generated inside the grip. There is a risk of deteriorating the quality of the medical device.
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種のエア駆動式の歯科用ハンドピースにおいて、ハンドピースにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、水や油などが発電機内部に浸入した場合でも、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出し、発電機の性能や耐久性の維持向上を図ること、併せて、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機を回転させる回転軸を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転し、歯科医療機器としての品質の向上を図ること、を目的とする。 The present invention solves such a conventional problem. In this type of air-driven dental handpiece, when the handpiece is cleaned or lubricated as maintenance, water, oil, etc. Even if the gas enters the generator, the air used to rotate the cutting tool is used to easily and reliably discharge water and oil that have entered the generator to the outside. As well as maintaining and improving durability, the rotating shaft that rotates the generator is rotated smoothly by reducing the rotational vibration and noise associated with it by using air to drive the cutting tool. The objective is to improve the quality of dental equipment.
上記目的を達成するために、本発明は、切削用工具を回転駆動するための工具用エアタービンを有するヘッドと、前記ヘッドに前記工具用エアタービンを駆動するエアを供給するためのエア供給路、前記エア供給路上に配設される発電機用エアタービン、及び前記発電機用エアタービンの回転により起動される発電機、前記エア供給路に供給されるエアの一部を前記発電機内部に送給するためのエア送給通路を有するグリップとを備え、共通のエアで前記工具用エアタービンとともに前記発電機用エアタービンを回転駆動して、前記切削用工具を回転し、前記発電機を起動するエア駆動式の歯科用ハンドピースにおいて、前記発電機用エアタービン及び前記発電機はそれぞれ、前記グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設され、前記エア送給通路は、前記グリップ内部に、エアが前記発電機内部を通過可能に、かつ当該エアで前記発電機用エアタービンを前記ボールベアリング方向に押圧して前記回転軸を前記ボールベアリング方向に付勢可能に形成される、ことを要旨とする。 To achieve the above object, the present invention provides a head having a tool air turbine for rotationally driving a cutting tool, and an air supply path for supplying air for driving the tool air turbine to the head. A generator air turbine disposed on the air supply path, a generator activated by rotation of the generator air turbine, and a part of the air supplied to the air supply path inside the generator A grip having an air supply passage for feeding , rotating the generator air turbine together with the tool air turbine with common air, rotating the cutting tool, and in starting to dental handpiece of the air-driven, each of the generator air turbine and the generator is inside the grip, tip through a ball bearing, the rear end Is arranged concentrically with a rotating shaft that is supported by a point contact with the ball on the rear end surface through a metal, and the air supply passage is inside the grip and allows air to pass inside the generator. Furthermore, the gist of the invention is that the generator air turbine is pressed in the ball bearing direction with the air so that the rotating shaft can be biased in the ball bearing direction .
本発明のエア駆動式の歯科用ハンドピースによれば、発電機用エアタービン及び発電機をそれぞれ、グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設し、エア送給通路を、グリップ内部に、エアを発電機内部に通し、かつ当該エアで発電機用エアタービンをボールベアリング方向に押圧して回転軸をボールベアリング方向に付勢するように形成したので、このハンドピースにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、水や油などが発電機内部に浸入しても、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出することができ、これにより発電機の性能や耐久性の維持向上を図ることができ、さらに、この切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、先端側のボールベアリングに与圧を加え、発電機を回転させる回転軸を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転させることができ、これにより歯科医療機器としての品質の向上を図ることができる、という本発明固有の格別な効果を奏する。 According to the dental handpiece of the air-driven present invention, each air turbine and a generator for the generator, inside grip, through tip a ball bearing, and the rear end face rear end portion through the metal Are arranged concentrically on a rotating shaft supported by point contact with the ball, the air supply passage is passed through the grip, air is passed through the generator, and the air turbine for the generator is Since the rotary shaft is pressed in the bearing direction to urge the rotating shaft in the ball bearing direction, when this handpiece is cleaned or lubricated for maintenance, water or oil enters the generator. However, the air for driving the cutting tool can be used to easily and reliably discharge water and oil that have entered the generator to the outside. Maintenance of sex Can be achieved above further by utilizing the air for rotating the cutting tool, in addition to pressurizing the distal end side of the ball bearing involves the rotary shaft that rotates the generator rotational vibration and this It is possible to smoothly rotate while reducing noise, thereby achieving an exceptional effect unique to the present invention in that quality as a dental medical device can be improved.
次に、本発明の一実施の形態について図を用いて説明する。図1に歯科用ハンドピースの全体構成を示し、図2にこのハンドピースの要部を拡大して示し、図3にその要部をさらに拡大して示している。図1に示すように、このエア駆動式の歯科用ハンドピースHは、従来と同様に、コントラアングル型のハンドピースで、切削用工具101が取り付けられるヘッド1と、ヘッド1から延びるグリップ2とを備えて構成される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a dental handpiece, FIG. 2 shows an enlarged main part of the handpiece, and FIG. 3 shows the main part further enlarged. As shown in FIG. 1, the air-driven dental handpiece H is a contra-angle type handpiece as in the prior art, and includes a head 1 to which a
ヘッド1は、ヘッドハウジング10と、ヘッドハウジング10内に装着される工具用エアタービン11とを有する。この場合、工具用エアタービン11はチャック機構110付きのロータ111の外周にタービン羽根112が形成されてなる。
The head 1 includes a
グリップ2は、前段ハウジング201及び後段ハウジング202からなるグリップハウジング20と、ヘッド1に工具用エアタービン11を駆動するエアを供給するためのエア供給路21、エア供給路21上に配設される発電機用エアタービン22、及び発電機用エアタービン22の回転により起動される小型の発電機23を有し、さらに、エア供給路21に供給されるエアの一部を発電機23内部に送給するためのエア送給通路24を併せて備える。
The
エア供給路21は、図2及び図3に示すように、後段ハウジング202の後端部に設けられ、図示されない外部のエア供給源にエアホースを介して接続される給気管211と、後段ハウジング202の内周面と発電機23の外周面との間に形成され、給気管211を通じて供給されたエアを発電機用エアタービン22に向けて導入するエア通路212と、前段ハウジング201内に配設され、発電機用エアタービン22に導入され、通過したエアをヘッド1の工具用エアタービン11に送給するノズル213とにより構成される。
この場合、後段ハウジング202内部には、ノズル連結部20aと、隔壁20bと、内筒20cとにより仕切られて、発電機用エアタービン22及び発電機23のための設置スペース20Sが形成される。ノズル連結部20aは略円筒形状に形成され、中央に略円筒状の軸受保持部材203が併せて形成される。このノズル連結部20aは前段ハウジング201の後端部に固定される。隔壁20bは略円板形状に形成され、この隔壁20bには、中央に略円筒状の軸受保持部材204が形成されて、その底面中心に球状の凹形状からなるボール保持部205が形成され、また、この軸受保持部材204の周囲に円形の溝形に発電機取付部206が形成されて、その一部に端子ピン挿着部207が併せて設けられ、さらに、この発電機取付部206の外側に給気管接続部208が形成される。この隔壁20bは後段ハウジング202の中間部に固定される。内筒20cはノズル連結部20aの外周と隔壁20bとの間に後段ハウジング202の内周面に沿って略円筒形状に形成される。
このようにして給気管211は隔壁20bの給気管接続部208に接続される。エア通路212は内筒20cの内周面と後述する発電機23の外周面との間に形成されて、後述する発電機用エアタービン22を経て、ノズル連結部20aに連通される。ノズル213はノズル連結部20aに連結されてヘッド1まで延ばされる。
2 and 3, the
In this case, an
In this way, the
発電機用エアタービン22及び発電機23はそれぞれ、図2及び図3に示すように、後段ハウジング202内に、先端部がボールベアリング214を介して、後端部がメタル215を介してかつ後端面にボール216を点接触して支持される回転軸217に同芯的に配設される。
この場合、ボールベアリング214はノズル連結部20a中央の軸受保持部材203に取り付けられ、メタル215は隔壁20b中央の軸受保持部材204に取り付けられ、ボール216が隔壁20b中心のボール保持部205に回転可能に保持されて、これらボールベアリング215、メタル215間に回転軸217が回転可能にかつ回転軸217の後端面にボール216が点接触可能に支持される。発電機用エアタービン22はタービン軸221とタービン羽根222とからなり、回転軸217の軸方向前部側に固定される。発電機23は、回転軸217の外周面に設けられる永久磁石231と、永久磁石231の外周にエアギャップを介して配置され、外周面に円筒型コイル232を有するコイル装着部材234と、コイル装着部材234の外周に設けられ、内周面にヨーク235を有する外装部材236とにより構成され、永久磁石231が回転軸217の軸方向後部側に発電機用エアタービン22に連接して固定され、その周囲に所定の隙間(エアギャップ)230を介してコイル装着部材234及び外装部材236が一体的に隔壁20bの発電機取付部206に取り付けられて配置される。そして、隔壁20bの端子ピン挿着部207に端子ピン237が取り付けられて、円筒型コイル232に電気的に接続され、この端子ピン237と前段ハウジング201内部に配設されたLED30が電線31により結線される。なお、ヘッド1の切削工具取付口の近傍に発光部3が形成されており、前段ハウジング201内部には発光部3とLED30との間に光ファイバ32が配置される(図1参照)。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In this case, the
エア送給通路24は、図2及び図3に示すように、グリップ2内部に、エア(エア供給路21に供給されるエアの一部)が発電機23内部を通過可能に、かつこのエアで発電機用エアタービン22をボールベアリング214方向に押圧して回転軸217をボールベアリング214方向に付勢可能に形成される。
この場合、エア送給通路24は一端が隔壁20bの給気管接続部208に開口され、この開口から隔壁20b内部を回転軸217の軸芯に向けて軸受保持部材204周囲近傍まで通され、この軸受保持部材204の周囲を回転軸217の軸芯と略平行に通されて、発電機23内部で永久磁石231の外周部付近に対向して開口される。これにより、給気管211からエア送給通路24により導入されるエアは永久磁石231とコイル装着部材234との間の隙間230を通り抜けてクリーニング用エアとして作用し、また、この隙間230を通り抜けたエアは発電機用エアタービン22のタービン羽根222に吹き付けて発電機用エアタービン22をボールベアリング214方向に押圧する押圧力として作用する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In this case, one end of the
かかる構成を有するこのハンドピースHでは、従来と同様に、共通のエアで工具用エアタービン11とともに発電機用エアタービン22を回転駆動して、切削用工具101を回転し、発電機23を起動するようになっている。
すなわち、図1及び図2に示すように、ハンドピースH外部の共通のエア供給源からエアが供給されて、エアが給気管211を通してエア通路212に供給されると、このエアは、発電機用エアタービン22に導入されて、発電機用エアタービン22を回転する。この発電機用エアタービン22を回転することにより、回転軸217が回転し、この回転軸217と一体に永久磁石231が回転して、円筒型コイル232に誘起電圧を発生させ、発電された電力でLED30を点灯する。なお、このLED30から発した光はヘッド1近傍の発光部3から照射される。そして、発電機用エアタービン22に導入され、このエアタービン22を通過したエアは、ノズル213を通して、ヘッド1に送給され、工具用エアタービン11を回転する。この工具用エアタービン11の回転により、切削用工具101を回転駆動する。
In this handpiece H having such a configuration, the
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, when air is supplied from a common air supply source outside the handpiece H and supplied to the
また、このハンドピースHでは、図2及び図3に示すように、グリップ2内部にエア送給通路24を併せて備え、エア供給路21に供給されるエアの一部が永久磁石231とコイル装着部材234との間の隙間230に通されるようになっているので、このエアをクリーニング用エアとして作用させ、永久磁石231とコイル装着部材234との間の隙間230をクリーニングすることができる。したがって、このハンドピースHにメンテナンスとして洗浄や注油などを施したために、水や油などが発電機内部に浸入した場合でも、このクリーニング用エアにより、発電機23内部の水や油などをハンドピースHの外部に容易にかつ確実に排出することができる。また、このエア送給通路24は、エアを永久磁石231とコイル装着部材234との間の隙間230を通して発電機用エアタービン22に向けて送り出し、タービン羽根222に吹き付けて、発電機用エアタービン22をボールベアリング214方向に押圧する押圧力として作用させるようにしているので、回転軸217がボールベアリング214方向に付勢されて、ボールベアリング214に与圧が加えられるため、回転軸217は円滑に回転し、回転軸217に発生する回転振動及びこれに伴う騒音が著しく低減される。さらに、この回転軸217がボールベアリング214方向に付勢されることで、回転軸217とこの回転軸217の後端面に接触するボール216との接触が低減されるので、ボール216それ自体の摩耗が減り、回転軸217の良好な回転が長く維持される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the handpiece H includes an
以上説明したように、このハンドピースHによれば、グリップ2内部にエア供給路21に供給されるエアの一部を発電機23内部に送給するためのエア送給通路24を併せて設けたので、このハンドピースHにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、発電機23内部に水や油などが浸入しても、このエアの一部を利用して、発電機23内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出することができ、発電機23の性能や耐久性の維持向上を図ることができる。
また、このハンドピースHでは、発電機用エアタービン22及び発電機23をそれぞれ、グリップ2内部において、先端部をボールベアリング214を介して、後端部をメタル215を介してかつ後端面にボール216を点接触して支持される回転軸217に同芯的に配設する構造を採っており、エア送給通路24を、グリップ2内部において、エアの一部を発電機23内部に通しかつ当該エアで発電機用エアタービン22をボールベアリング214方向に押圧して回転軸217をボールベアリング214方向に付勢可能に位置及び向きを設定して形成したので、このエアの一部を利用して、先端側のボールベアリング214に与圧を加え、回転軸217を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転させることができ、さらに回転軸217とこの回転軸217後端面に接触するボール216との接触を低減させて、ボール216の摩耗を減らし、回転軸217の良好な回転を長く維持することができるなど、歯科医療機器としての品質の向上を図ることができる。
As described above, according to the handpiece H, the
Further, in this handpiece H, the
なお、この実施の形態では、グリップ内部において、エア送給通路をエアを発電機内部に通し、かつ当該エアで発電機用エアタービンをボールベアリング方向に押圧して回転軸をボールベアリング方向に付勢可能に位置及び向きを設定して形成したが、グリップ内部に発電機と発電機用エアタービンが離れて設置される場合には、このエア送給通路を、エアを発電機内部に通す経路と、エアを発電機用エアタービンに向けて送る経路とを各別にして設けてもよい。また、このエア送給通路を、エアを発電機内部に通すことなく、発電機用エアタービンに向けてのみ送るものとして形成し、専ら回転軸を押圧付勢するだけのものとすることもできる。 In this embodiment, inside the grip, air is passed through the air supply passage into the generator, and the generator air turbine is pressed in the ball bearing direction by the air to attach the rotating shaft in the ball bearing direction. Although the position and orientation are set so that they can be energized, when the generator and the generator air turbine are installed apart from each other in the grip, this air supply passage is used to pass the air through the generator. And a route for sending air toward the generator air turbine may be provided separately. Further, the air supply passage can be formed so as to send air only to the generator air turbine without passing air through the generator, and only to press and urge the rotary shaft exclusively. .
H 歯科用ハンドピース
1 ヘッド
10 ヘッドハウジング
101 切削用工具
11 工具用エアタービン
110 チャック機構
111 ロータ
112 タービン羽根
2 グリップ
20 グリップハウジング
201 前段ハウジング
202 後段ハウジング
20S 設置スペース
20a ノズル連結部
203 軸受保持部材
20b 隔壁
204 軸受保持部材
205 ボール保持部
206 発電機取付部
207 端子ピン挿着部
208 給気管接続部
20c 内筒
21 エア供給路
211 給気管
212 エア通路
213 ノズル
214 ボールベアリング
215 メタル
216 ボール
217 回転軸
22 発電機用エアタービン
221 タービン軸
222 タービン羽根
23 発電機
230 隙間(エアギャップ)
231 永久磁石
232 円筒型コイル
234 コイル装着部材
235 ヨーク
236 外装部材
237 端子ピン
24 エア送給通路
3 発光部
30 LED
31 電線
32 光ファイバ
H Dental Handpiece 1
231
31
Claims (1)
前記発電機用エアタービン及び前記発電機はそれぞれ、前記グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設され、
前記エア送給通路は、前記グリップ内部に、エアが前記発電機内部を通過可能に、かつ当該エアで前記発電機用エアタービンを前記ボールベアリング方向に押圧して前記回転軸を前記ボールベアリング方向に付勢可能に形成される、
ことを特徴とするエア駆動式の歯科用ハンドピース。 A head having a tool air turbine for rotationally driving a cutting tool, an air supply path for supplying air for driving the tool air turbine to the head, and a generator disposed on the air supply path Air turbine, a generator activated by rotation of the generator air turbine, and a grip having an air supply passage for supplying a part of the air supplied to the air supply path into the generator In the air-driven dental handpiece for rotating the cutting tool and driving the generator by rotating and driving the generator air turbine together with the tool air turbine with a common air,
The generator air turbine and the generator are respectively supported in the grip by rotating the tip end through a ball bearing, the rear end through a metal and the ball in contact with the rear end surface. Arranged concentrically,
The air supply passage is configured so that air can pass through the generator, the air turbine for the generator is pressed in the ball bearing direction with the air, and the rotating shaft is moved in the ball bearing direction. Formed to be energizable,
An air-driven dental handpiece characterized by the above.
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