JP6133222B2

JP6133222B2 - 医療用切削装置

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Publication number: JP6133222B2
Application number: JP2014029319A
Authority: JP
Inventors: 田中　剛; 剛田中
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: JP2015150364A

Description

この発明は、例えば、先端に取り付けられた切削工具を歯牙に作用させて診療を行う歯科用ハンドピース装置のような医療用切削装置に関する。

従来より、先端のヘッド部に切削工具などを取り付けるとともに、内部に配置したマイクロモータ等の回転駆動装置により切削工具を回転させて、施術対象箇所を切削するハンドピースなどが多用されている。

特に、口腔内の歯牙における治療対象箇所を切削するコントラアングルハンドピースなどにおいては、切削工具を回転させる回転数を、マイクロモータの回転数から例えば５倍速などに増速回転しており、切削工具を保持する工具保持部を有するヘッド部が切削工具の回転や駆動力伝達機構部の稼働によって加温する場合があるという問題があった。

そこで、ヘッド部の近傍に、部分環状形状の冷却用の送水溝や送風溝を配設した歯科用コントラアングルハンドピースが提案され、冷却用の送水溝に送水するとともに、送風溝に送風することで、加温されたヘッド部近傍を冷却するアイデアはなされていた。
しかしながら、工具保持部で保持した切削工具の回転や駆動力伝達機構部によって加温されたヘッド部を冷却することはできなかった。この理由は、ヘッド部に冷却機構を設けることは、ヘッド部を大きくするか、へッド部に精密且つ冷却に有効な冷却部を設けるための加工が必要であり、これらが両立して満足できなかったということである。

実用新案登録第３１２５８８５号公報

この発明は、上述した問題に鑑み、工具保持部で保持した切削工具の回転や駆動力伝達機構部の稼働によって加温されたヘッド部を冷却することができる医療用切削装置を提供することを目的とする。

この発明は、施術対象箇所を切削する切削工具を保持する工具保持部と、該工具保持部を備えたヘッド部と、前記切削工具に回転を発生させる回転駆動伝達部と、前記回転駆動伝達部へ冷却媒体の導通を許容するハウジング冷却管路、及び前記回転駆動伝達部を内在するハウジングで構成する医療用切削装置であって、前記ヘッド部の肉厚部分の内部に、少なくとも前記ヘッド部の内部における前記工具保持部の周囲を取り囲むとともに、前記切削工具の軸方向に沿って複数並列配置され、供給された冷却媒体の導通を許容するヘッド冷却管路を備え、該ヘッド冷却管路の一方の端部を、前記ハウジング冷却管路に接続するとともに、前記ヘッド冷却管路の他方の端部を、前記施術対象箇所に向けて開口したことを特徴とする。

上記切削工具は、回転して歯牙を切削することができる工具とすることができる。なお、切削工具を回転させる回転駆動伝達部は、マイクロモータなどの電気的に回転させる装置に連結される歯車機構部、あるいは、エアによって回転させる羽根車であってもよい。

上記ヘッド部及びハウジングで構成する医療用切削装置は、ヘッド部及びハウジングの間に小径のネック部を有し、工具軸と把持軸とが所定の角度をなす、いわゆるコントラアングルハンドピースの構成である医療用切削装置や、ヘッド部本体及びネック部が一体化したヘッド部と、ハウジングとで構成し、工具軸と把持軸とが同軸のいわゆるストレートハンドピースの医療用切削装置や、ヘッド部と、ハウジング本体及びネック部が一体化したハウジングとで構成する医療用切削装置、あるいは、ヘッド部及びハウジングとのみで構成する医療用切削装置とすることができる。また、ハウジングの一部でヘッド部を構成する医療用切削装置とすることも含まれる。

また、医療用切削装置は、医療用ハンドピースや医療用レーザハンドピースとすることができる。また、駆動源がマイクロモータであるマイクロモータハンドピースであっても良いし、圧縮エアを駆動源とするエアタービンハンドピースであっても良い。

上述のヘッド冷却管路は、ハウジング冷却管路と直接接続されて、前記ハウジング冷却管路と導通可能に構成してもよいが、例えば、ネック部にネック部冷却管路を介して、ヘッド冷却管路とハウジング冷却管路とが導通可能に構成してもよい。

また、上記ヘッド冷却管路は、ヘッド部を構成する肉厚部分の内部に形成された管路、あるいは、別部品で構成された管路とすることができる。さらにまた、上記ヘッド冷却管路は、導通する冷却媒体を循環させる循環管路の一部であってもよく、冷却媒体を循環させない非循環式の管路であってもよい。
上記冷却媒体は、冷却水などの液体、あるいは粉体やゲル状体とすることができる。

この発明により、工具保持部で保持した切削工具の回転や駆動力伝達機構部の稼働によって加温されたヘッド部を冷却することができる。
詳述すると、少なくとも前記ヘッド部の内部における前記工具保持部の周囲を取り囲んで形成されたヘッド冷却管路に、前記ハウジング冷却管路を導通した前記冷却媒体を導通させることによって、ヘッド冷却管路を導通する冷却媒体と加温されたヘッド部とで熱交換され、切削工具の回転によって加温されたヘッド部を効率よく冷却することができる。

また、前記ヘッド冷却管路の一方の端部を、前記ハウジング冷却管路に接続するとともに、前記ヘッド冷却管路の他方の端部を、前記ヘッド冷却管路の下部において、前記施術対象箇所に注水可能に開口した注水開口とし、前記冷却媒体を、前記注水開口より前記施術対象箇所に注水して、前記施術対象箇所を冷却する冷却水で構成しているため、注水開口より施術対象箇所に冷却水を注水するとともに、ヘッド部を冷却水で冷却しながら、切削工具で施術対象箇所を切削することができる。また、ヘッド部に配設したヘッド冷却管路と、注水用の管路とを別々に設ける場合に比べて、ヘッド冷却管路を導通した冷却水を施術対象箇所に注水することで、簡単構造で医療用切削装置を構成することができる。したがって、部品点数を低減できるとともに、コンパクトな医療用切削装置を構成することができる。

また、前記ヘッド冷却管路を、前記切削工具の軸方向に沿って複数並列配置しているため、冷却媒体による冷却効率を向上することができる。
詳しくは、前記切削工具の軸方向に沿って複数のヘッド冷却管路が並列配置されたことにより、前記ヘッド冷却管路の表面積が増大するため、前記ヘッド冷却管路を導通する冷却媒体による熱交換効率が向上し、ヘッド部の冷却効率を向上することができる。

またこの発明の態様として、前記ヘッド部に、冷却エアの導通を許容する冷却エア管路を備え、前記冷却エア管路を、微細孔を有する多孔質状に形成しているため、冷却水を冷却エアと混合して、注水開口より噴霧させて、施術対象箇所に効率よく、冷却することができる。
また、前記冷却エア管路を、微細孔を有する多孔質状に形成しているため、冷却エア管路を設けたことによるヘッド部の強度低下を防止することができる。
またこの発明の態様として、前記ヘッド冷却管路を、螺旋状に形成してもよい。

またこの発明は、施術対象箇所を切削する切削工具を保持する工具保持部と、
該工具保持部を備えたヘッド部と、前記切削工具に回転を発生させる回転駆動伝達部と、前記回転駆動伝達部へ冷却媒体の導通を許容するハウジング冷却管路、及び前記回転駆動伝達部を内在するヘッドハウジングで構成するとともに、前記ヘッド部の肉厚部分の内部に、少なくとも前記ヘッド部の内部における前記工具保持部の周囲を取り囲むとともに、前記切削工具の軸方向に沿って複数並列配置され、供給された冷却媒体の導通を許容するヘッド冷却管路を備え、該ヘッド冷却管路の一方の端部を、前記ハウジング冷却管路に接続するとともに、前記ヘッド冷却管路の他方の端部を、前記施術対象箇所に向けて開口する医療用切削装置を積層造形によって成形する医療用切削装置の製造方法であることを特徴とする。

なお、上述の積層造形は、光造形複合加工法、光造形法、粉末焼結式積層法、粉末固着式積層法、熱溶解積層法、シート積層法、インクジェット積層法などの方法によって造形されることをいう。

この発明により、上述の効果に加え、複雑な形状である医療用切削装置を、不要な開口などを設けることなく形成することができる。
詳述すると、前記工具保持部の周囲を取り囲んで形成されたヘッド冷却管路を、一般的なドリルなどの穿孔によって形成する場合、直線状に穿孔する必要があるため、複数の直線状の貫通孔を組み合わせて形成することとなり、不要な開口が形成されるが、積層造形により、例えば、前記工具保持部の周囲を取り囲んで形成されたヘッド冷却管路を備えたヘッド部であっても、不要な開口等を設けずとも成形することができる。

また、例えば、ヘッド冷却管路を、コンパクト化が望まれているヘッド部を構成する構成部品とは別の別部品をヘッド部に組み付けて構成する場合、細かい中空の部材を精度よく製造し、冷却媒体が漏出することがないように精度よく組み付ける必要があるが、積層造形によって成形することで、仮に、ヘッド冷却管路を別部品で構成した場合であっても、別部品構成されたヘッド冷却管路をヘッド部に組み付ける工程を要することなく、精度よく組み付けることができる。もちろん、ヘッド部を構成する構成部品自体にヘッド冷却管路を成形する場合においては、別部品で構成する場合に比べて部品点数が低減でき、構成の複雑化を抑制することができる。

さらにまた、例えば、積層造形したヘッド冷却管路は、所望の形状の管路を形成できるため、前記工具保持部の周囲を取り囲むヘッド冷却管路を複数の直線状の貫通孔を組み合わせて形成する場合に比べて、管路抵抗の少ない管路を形成できるため、導通効率の高い冷却管路を形成することができる。そのため、冷却媒体による冷却効率を向上することができる。また、エアタービンハンドピースにおいては、駆動エアの抵抗が少ないエネルギ効率の良いハンドピースを製作できる。

またこの発明の態様として、金属粉体を前記軸方向の所定の厚みでスキージングし、所定形状となるように、所定の厚みでスキージングされた金属粉体に対して、レーザ照射装置から発振したレーザ光を走査してレーザ焼結して、前記軸方向の所定厚みの金属層を構成するとともに、所定層数分繰り返して前記軸方向に積層された所定の層数の金属層によって層組を構成し、所定の形状に形成された層組の表面に対して、切削装置で切削し、前記軸方向に沿って所定層組数分繰り返して、所望の形状の前記ヘッドハウジングを形成してもよい。

この発明により、工具保持部で保持した切削工具の回転や駆動力伝達機構部の稼働によって加温されたヘッド部を冷却できる医療用切削装置を提供することができる。

歯科診療用インスツルメントの正面図。コントラアングルハンドピースの説明図。コントラアングルハンドピースの説明図。ヘッドハウジングの説明図。ヘッドハウジングの積層造形法についての説明図。積層造形法のフローチャート。ヘッドハウジングの積層造形の第１組層についての説明図。第１組層の積層造形法についての説明図。ヘッドハウジングの積層造形の第２組層についての説明図。ヘッドハウジングの積層造形の第３組層についての説明図。ヘッドハウジングの積層造形の第４組層についての説明図。ヘッドハウジングの積層造形の第５組層についての説明図。ヘッドハウジングの積層造形の第６組層についての説明図。別のヘッドハウジングの断面図。

この発明の本実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は歯科診療用インスツルメント１の正面図を示し、図２はコントラアングルハンドピース２０の説明図を示し、図３はコントラアングルハンドピース２０の説明図を示し、図４はヘッドハウジング３１の説明図を示している。

詳しくは、図２（ａ）はコントラアングルハンドピース２０の上面側からの斜視図を示し、図２（ｂ）はコントラアングルハンドピース２０の底面側からの斜視図を示している。なお、図２（ａ）において、コントラアングルハンドピース２０の外装（ヘッドハウジング３１,ネック部カバー２１ａ，把持部カバー２２ａ）を透過状態で図示している。また、冷却管路５０は、透過状態で図示されたヘッドハウジング３１の肉厚部分の内部に形成された空間であるが、図２（ａ）では、冷却管路５０についての理解を容易にするために、冷却管路５０という物体が存在しているように、便宜的に図示している。

また、図３（ａ）はコントラアングルハンドピース２０の平面図を示し、図３（ｂ）はコントラアングルハンドピース２０の正面図を示し、図３（ｃ）はコントラアングルハンドピース２０の縦断面図を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）におけるＡ−Ａ矢視図を示している。なお、図３において、図２（ａ）と同様に、コントラアングルハンドピース２０の外装を透過状態で図示している。また、図３（ｂ）において、図２（ａ）と同様に、透過状態で図示されたヘッドハウジング３１の肉厚部分の内部に形成された空間である冷却管路５０を便宜的に図示している。

図４（ａ）はヘッドハウジング３１の正面図を示し、同様に、図４（ｂ）は左側面図を示し、図４（ｃ）は右側面図を示し、図４（ｄ）は平面図を示し、図４（ｅ）は底面図を示し、図４（ｆ）は縦断面図を示し、図４（ｇ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視図を示している。

本実施形態の歯科診療用インスツルメント１は、図１に示すように、コントラアングルハンドピース２０と、マイクロモータ１１を内蔵したモータユニット１０とを着脱自在に連結して構成している。

モータユニット１０は、ヘッド部３０に着脱自在に装着される切削回転工具５を回転駆動させるためのマイクロモータ１１と、後述するコントラアングルハンドピース２０の第１冷却パイプ２４と、ホース１２の給水管路に接続され、冷却水の導通を許容する第２冷却パイプ１３とを内蔵している。

また、モータユニット１０の後端には、モータユニット１０に内蔵されるマイクロモータ１１への電源供給用リード線、後記する患部照射用光源の電力供給用リード線、冷却空気の供給管路を内装するホース１２が連結されている。

コントラアングルハンドピース２０は、ヘッド部３０、ヘッド部３０に連接される細径のネック部２１、及びネック部２１に連接され手指によって把持される把持部２２が、先端側から順に配置されている。

把持部２２は、合成樹脂の成型体からなる筒状の把持部外装カバー２２ａで覆われるとともに、接続されたモータユニット１０のマイクロモータ１１の出力軸１１ａに連結される第１駆動伝達軸２３と、冷却水の導通を許容する第１冷却パイプ２４とを配置している。
なお、第１駆動伝達軸２３は、把持部２２内部において、連結されるマイクロモータ１１の出力軸１１ａの回転に伴って軸回転可能に構成されている。

ネック部２１は、合成樹脂の成型体からなる筒状のネック部外装カバー２１ａで覆われるとともに、ベベルギヤ２５ａによって屈曲可能に軸回転可能に連設された第２駆動伝達軸２５及び第３駆動伝達軸２６が後方からこの順で配置されている。

なお、第２駆動伝達軸２５はギアボックス２７によって囲まれており、第３駆動伝達軸２６の先端には、フロントベベルギア２６ａが固設されている。また、ネック部２１の内部には、第２駆動伝達軸２５及びギアボックス２７の側方に、把持部２２に配置した第１冷却パイプ２４に接続される第２冷却パイプ２８を配置している。

また、ネック部２１と把持部２２には、モータユニット１０の内部に配置したＬＥＤ（図示省略する）で発光された照明光を、ネック部２１の底面側に設けた投光口２９ａから施術対象箇所に向かって投光する導光路２９，２９を配置している。

ヘッド部３０は、ネック部カバー２１ａと連続するとともに、ヘッド部３０の外側を構成するヘッドハウジング３１と、ヘッドハウジング３１の内側に配置され、切削回転工具５を第３駆動伝達軸２６の軸心に直交する軸心回りに回転自在且つ着脱自在に保持する工具保持部４０とで構成している。

ヘッドハウジング３１は、後端側において、ネック部２１のネック部カバー２１ａと連続する長手方向に貫通する筒状の本体側筒部３２と、本体側筒部３２に対して略直交する方向であり、図３において上下方向に貫通し、底面開口３５を有する略有底円筒状の先端側筒部３３とで、縦断面方向において、横向きの略Ｔ型の内部空間を有する構成である。

工具保持部４０は、先端側筒部３３の内部に装着される略円筒状のカプセル４１と、カプセル４１の内部の上下に配置されたベアリング４２，４２を介して回転自在にされたロータ軸４３と、ロータ軸４３に装着され、切削回転工具５を把持するチャック４４とで構成している。

なお、ロータ軸４３の下端にはロータギヤ４３ａが形成され、第３駆動伝達軸２６の先端に形成されたフロントベベルギア２６ａと噛合して、第３駆動伝達軸２６の回転に伴って、チャック４４及び切削回転工具５が回転する構成である。

先端側筒部３３には、内部に配置した工具保持部４０の外周を取り囲むように形成された冷却管路５０を、先端側筒部３３を構成する肉厚部分の内側に形成している。
なお、冷却管路５０の基端側はネック部２１に配置した第２冷却パイプ２８の先端と連通し、冷却管路５０の中間部分が工具保持部４０の先端側外周を取り囲むように、略螺旋状を構成し、冷却管路５０の先端を先端側筒部３３の底面３３ａに形成した注水口３４としている。

また、ヘッド部３０の内部には、冷却エアを導入する冷却エア管路５１（図４（ｆ）参照）が設けられており、冷却エア管路５１の先端を冷却管路５０の途中に接続して合流部５２を構成し、冷却管路５０を導通する冷却水は、冷却エア管路５１から導入された冷却エアとともに、注水口３４より注水する構成である。

このように、先端側筒部３３の肉厚部分の内側に冷却管路５０を形成したヘッドハウジング３１は、後述する積層造形法によって成形しており、以下において、図５乃至図１３とともに、ヘッドハウジング３１の積層造形について詳しく説明する。

なお、図５はヘッドハウジング３１の積層造形方法についての説明図を示し、図６は積層造形法のフローチャートを示し、図７はヘッドハウジング３１の積層造形の第１組層ＧＬ１についての説明図を示し、図８は第１組層ＧＬ１の積層造形についての説明図を示し、図９は図６と同様にヘッドハウジング３１の積層造形の第２組層ＧＬ２についての説明図を示し、図１０は第３組層ＧＬ３についての説明図を示し、図１１は第４組層ＧＬ４についての説明図を示し、図１２は第５組層ＧＬ５についての説明図を示し、図１３は第６組層ＧＬ６についての説明図を示している。

詳述すると、図５（ａ）は先端側筒部３３の横断面図を示し、図５（ｂ）はヘッドハウジング３１の底面図を示し、図５（ｃ）はヘッドハウジング３１の基端側からみた図、すなわちヘッドハウジング３１の右側図を示し、図５（ｄ）はヘッドハウジング３１を積層造形する造形位置を示す概略図を示している。

詳述すると、図７（ａ）は第１組層が成形された状態の先端側筒部３３の横断面図を示し、図７（ｂ）は同状態のヘッドハウジング３１の底面図を示し、図７（ｃ）は同状態のヘッドハウジング３１の右側図を示し、図７（ｄ）は同状態の成形位置を示している。なお、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）において、成形完了状態を点線で示している。また、図９乃至図１３では、各組層ＧＬにおける状態を図７と同様に図示している。
図８は、第１組層を構成するための各金属層ＭＬにおけるそれぞれの状態の断面図を示している。

なお、以下では、ヘッドハウジング３１を金属光造形複合加工によって成形する場合について説明する。
金属粉体のスキージングと、スキージングされた金属粉体をレーザ光で焼結するレーザ焼結とを所定層数繰り返した後、高速切削を行い、この手順を繰り返して成形する金属光造形複合加工を行うヘッドハウジング３１の成形では、以下の説明において、５層分のスキージングとレーザ焼結とを繰り返した後、高速切削することとする。また、スキージングとレーザ焼結とを繰り返して成形されたものを金属層ＭＬといい、金属層ＭＬを５層分繰り返して積層し、切削装置１１０で高速切削するものを組層ＧＬという。

また、以下の説明では、ヘッドハウジング３１を底面側から積層し、仮に、層組数を１０層組で成形する場合として説明するが、層組ＧＬを構成する層数や、全体の層組数はこれらに限定されず、適宜の層数や層組数で構成すればよい。

まず、ヘッドハウジング３１を金属光造形複合加工によって成形する場合、図６に示すように、金属粉体を所定の厚みでスキージングし（ステップｓ１）、所定形状となるように、所定の厚みでスキージングされた金属粉体に対して、レーザ照射装置１００から発振したレーザ光Ｌｅを走査してレーザ焼結し（図８（ｂ）参照）、金属粉体同士を焼結して、所定厚みの金属層ＭＬを構成する（ステップｓ２）。

このスキージング（ステップｓ１）とレーザ焼結（ステップｓ２）とを、所定層数分（本実施においては５層分）まで繰り返し（ステップｓ３：Ｎｏ）、積層された所定の層数の金属層ＭＬによって層組ＧＬを構成すると（ステップｓ３：Ｙｅｓ）、所定の形状に形成された層組ＧＬの表面に対して、切削装置１１０で切削して、精度のよい層組ＧＬを構成することができる（ステップｓ４）。

このスキージング（ステップｓ１）とレーザ焼結（ステップｓ２）とを、所定層数分まで繰り返し（ステップｓ３：Ｙｅｓ）、切削装置１１０による切削加工（ステップｓ４）するまでの工程を１サイクルとして、所定層組数分（本実施においては１０層組分）上記サイクルを繰り返して（ステップｓ５）、所望の形状のヘッドハウジング３１を形成する。

具体的には、第１層組ＧＬ１を構成する第１層目の第１金属層ＭＬ１はヘッドハウジング３１の底面を構成することとなり、図７（ｂ）に示すように、冷却管路５０の先端側となり、先端側筒部３３の底面３３ａにおいて開口する注水口３４や、工具保持部４０の露出を許容する底面開口３５が形成された先端側筒部３３の底面３３ａや、本体側筒部３２の底部付近が形成される。

第２層組ＧＬ２では、図９に示すように、第１層組ＧＬ１で形成された注水口３４に接続される冷却管路５０と冷却エア管路５１との合流部５２が、底面開口３５の後端側の周りに平面視略Ｕ字状に形成される。

第３層組ＧＬ３では、図１０に示すように、層組ＧＬ２で形成された合流部５２に向かう冷却管路５０の先端付近と冷却エア管路５１の先端付近がそれぞれ交差する方向に形成される。

第４層組ＧＬ４では、図１１に示すように、冷却管路５０の一部と、横向き筒状の本体側筒部３２の底面の一部が形成される。
第５層組ＧＬ５では、図１２に示すように、冷却管路５０が底面開口３５の周囲を取り囲むように形成されるとともに、本体側筒部３２の中空部分と、先端側筒部３３の中空部分とが連通した状態で形成される。

第６層組ＧＬ６では、図１３に示すように、底面開口３５の周囲を取り囲む冷却管路５０の上部が形成されるとともに、本体側筒部３２の中空部分と、先端側筒部３３の中空部分とが連通した状態で形成される。

このように、各層組ＧＬにおいて、中空部分と中実部分とがそれぞれの層組の構成に応じて構成され、これを所定の層組数分繰り返することによって、所定層数の金属層ＭＬを積層して構成した層組ＧＬを所定層組数積層して、肉厚部分の内部に内空部分を有するような形状のヘッドハウジング３１を構成することができる。

このように形成されたヘッドハウジング３１で一部を構成する歯科診療用インスツルメント１は、ヘッドハウジング３１の肉厚部分の内部において、工具保持部４０の周囲を取り囲むように形成された冷却管路５０を、第２冷却パイプ２８、第１冷却パイプ２４及び第２冷却パイプ１３を導通した冷却水が導通するため、工具保持部４０で保持した切削回転工具５の回転や第３駆動伝達軸２６、フロントベベルギア２６ａの稼働によって加温されたヘッド部３０と、冷却管路５０を導通する冷却水とで熱交換され、ヘッド部３０を冷却することができる。

また、冷却管路５０の基端を、第２冷却パイプ２８に接続するとともに、冷却管路５０の先端を、冷却管路５０の下部において、施術対象箇所に注水可能に開口した注水口３４とすることにより、ヘッド部３０を冷却水で冷却するとともに、注水口３４より施術対象箇所に冷却水を注水しながら、切削回転工具５で施術対象箇所を切削することができる。これによって、注水がヘッド部３０で加温されて体温に近い温度の水を施術対象箇所に注水できるので、患部に冷たい刺激や熱過ぎる温度とならない範囲で注水できる。

また、ヘッド部３０に配設した冷却管路５０をヘッドハウジング３１の肉厚部分の内部に形成したため、注水用の管路と冷却水用の管路とを別々に設ける場合に比べて、部品点数を低減できるとともに、コンパクトな歯科診療用インスツルメント１を構成することができる。

また、ヘッド部３０に、冷却エアの導通を許容する冷却エア管路５１を備え、冷却エア管路５１を導通した冷却エアと冷却水とを合流部５２で混合して注水口３４より施術対象箇所に効率よく、注水することができる。

なお、上述したように、ヘッド部３０を構成するヘッドハウジング３１を金属光造形複合加工によって成形することにより、複雑な形状であるヘッドハウジング３１を、不要な開口などを設けることなく形成することができる。
詳述すると、工具保持部４０の周囲のヘッド部３０を取り囲んで形成された冷却管路５０を、一般的なドリルなどの穿孔によって形成する場合、直線状に穿孔する必要があるため、複数の直線状の貫通孔を組み合わせて形成することとなり、不要な開口が形成されるが、金属光造形複合加工により、例えば、工具保持部４０の周囲を取り囲んで形成された冷却管路５０を備えたヘッド部３０であっても、不要な開口等を設けずとも成形することができる。

また、例えば、冷却管路５０を、コンパクト化が望まれているヘッド部３０を構成する構成部品とは別の別部品をヘッド部３０に組み付けて構成する場合、細かい中空の部材を精度よく製造し、冷却水が漏出することがないように精度よく組み付ける必要があるが、金属光造形複合加工によってヘッドハウジング３１に冷却管路５０を成形することで、別部品で構成する場合に比べて部品点数が低減でき、構成の複雑化を抑制することができる。

さらにまた、例えば、金属光造形複合加工により形成したヘッドハウジング３１の冷却管路５０は、所望の形状の管路を形成できるため、工具保持部４０の周囲を取り囲む冷却管路５０を複数の直線状の貫通孔を組み合わせて形成する場合に比べて、導通抵抗の少ない管路を形成できるため、導通効率の高い冷却管路を形成することができる。そのため、冷却水による冷却効率を向上することができる。

なお、上述の説明では、ヘッドハウジング３１の肉厚部分の内側に冷却管路５０を形成したが、冷却管路５０をヘッドハウジング３１とは別部品で構成した場合であっても、金属光造形複合加工により、ヘッドハウジング３１を形成に伴って別部品で構成された冷却管路５０を形成することで、別部品で構成された冷却管路５０をヘッドハウジング３１に組み付ける工程を要することなく、精度よく組み付けることができる。

また、上述の説明では、ヘッドハウジング３１の肉厚部分の内部に、縦長断面の冷却管路５０を構成したが、図１４に示すように、複数の支管を、切削回転工具５の軸方向に複数並列に配置して冷却管路を構成してもよく、このように複数の支管で構成した冷却管路は、表面積が増大するため、冷却管路を導通する冷却水による熱交換効率が向上し、ヘッド部３０の冷却効率を向上することができる。

また、前記支管は、ヘッド部３０の周囲に前記切削工具の軸方向に巻き付ける螺旋状に形成して最終的に前記注水開口から注水するようにしても良い。このような螺旋状の配置も複数並列配置に含まれる。また、図１４では、ヘッド部３０の周壁の上下の一部に冷却管路が形成されているが、上下の全体に渡って形成しても良い。また、図１４では、冷却管路がヘッド部３０の周囲に形成されるものを示したが、ネック部２１にも形成しても良い。また、ストレートハンドピースの場合、ネック部２１に相当する部位がないが、ヘッド部のみならず、把持部に渡って冷却管路が形成されていても良い。

また、冷却エア管路５１を、微細孔を有する多孔質状に形成してもよく、この場合、冷却エア管路５１を設けたことによるヘッド部３０の強度低下を防止することができる。

さらには、ヘッド部３０に対して、工具保持部４０を脱着可能に構成するカートリツジ式としてもよく、この場合、工具保持部４０の外面と、ヘッド部３０における工具保持部４０を挿着する箇所の内面との間に冷却管路５０を設けてもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の切削工具は、切削回転工具５に対応し、
以下同様に、
回転駆動伝達部は、第３駆動伝達軸２６やフロントベベルギア２６ａに対応し、
ハウジング冷却管路は、第２冷却パイプ１３に対応し、
ハウジングは、モータユニット１０に対応し、
医療用切削装置は、歯科診療用インスツルメント１に対応し、
冷却媒体は、冷却水に対応し、
ヘッド冷却管路は、冷却管路５０に対応し、
注水開口は、注水口３４に対応し、
積層造形は、金属光造形複合加工に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、冷却水を、注水口３４から注水せずとも、循環させても冷却にのみ使用するように冷却管路５０を構成してもよい。
また、切削回転工具５が歯科診療用インスツルメント１の長手方向に交差する方向に装着されるコントラアングルタイプのみならず、切削回転工具５が歯科診療用インスツルメント１の長手方向と同軸方向に向けて装着されるストレートハンドピースとしてもよい。

さらにまた、上述の説明では、歯科診療用インスツルメント１を構成するヘッド部３０のヘッドハウジング３１を上述の金属光造形複合加工で形成したが、歯科診療用インスツルメント１を構成する他部品を金属光造形複合加工で形成してもよく、歯科診療用インスツルメント１、モータユニット１０あるいはコントラアングルハンドピース２０全体を金属光造形複合加工で形成してもよい。
また、この例では、金属材料を用いた光造形複合加工の例を示したが、金属材料の代わりにセラミック材料や樹脂材料を使用する光造形複合加工としても良い。

さらには、積層造形として光造形複合加工法以外に、光造形法、粉末焼結式積層法、粉末固着式積層法、熱溶解積層法、シート積層法、インクジェット積層法などの方法によって造形してもよい。

切削工具を回転させる回転駆動伝達部は、マイクロモータなどの電気的に回転させる装置に連結される歯車機構部のみならず、エアによって回転させる羽根車であってもよく、さらに、医療用切削装置は、上述したような駆動源がマイクロモータであるマイクロモータハンドピースのみならず、圧縮エアを駆動源とするエアタービンハンドピースであっても良い。

１…歯科診療用インスツルメント
５…切削回転工具
１０…モータユニット
１３…第２冷却パイプ
２６…第３駆動伝達軸
２６ａ…フロントベベルギア
３０…ヘッド部
３４…注水口
４０…工具保持部
５０…冷却管路
５１…冷却エア管路

Claims

施術対象箇所を切削する切削工具を保持する工具保持部と、
該工具保持部を備えたヘッド部と、
前記切削工具に回転を発生させる回転駆動伝達部と、
前記回転駆動伝達部へ冷却媒体の導通を許容するハウジング冷却管路、及び前記回転駆動伝達部を内在するハウジングで構成する医療用切削装置であって、
前記ヘッド部の肉厚部分の内部に、少なくとも前記ヘッド部の内部における前記工具保持部の周囲を取り囲むとともに、前記切削工具の軸方向に沿って複数並列配置され、供給された冷却媒体の導通を許容するヘッド冷却管路を備え、
該ヘッド冷却管路の一方の端部を、前記ハウジング冷却管路に接続するとともに、
前記ヘッド冷却管路の他方の端部を、前記施術対象箇所に向けて開口した
医療用切削装置。
前記ヘッド部に、冷却エアの導通を許容する冷却エア管路を備え、
前記冷却エア管路を、微細孔を有する多孔質状に形成した
請求項１に記載の医療用切削装置。
前記ヘッド冷却管路を、螺旋状に形成した
請求項１または２に記載の医療用切削装置。
施術対象箇所を切削する切削工具を保持する工具保持部と、
該工具保持部を備えたヘッド部と、
前記切削工具に回転を発生させる回転駆動伝達部と、
前記回転駆動伝達部へ冷却媒体の導通を許容するハウジング冷却管路、及び前記回転駆動伝達部を内在するヘッドハウジングで構成するとともに、
前記ヘッド部の肉厚部分の内部に、少なくとも前記ヘッド部の内部における前記工具保持部の周囲を取り囲むとともに、前記切削工具の軸方向に沿って複数並列配置され、供給された冷却媒体の導通を許容するヘッド冷却管路を備え、
該ヘッド冷却管路の一方の端部を、前記ハウジング冷却管路に接続するとともに、
前記ヘッド冷却管路の他方の端部を、前記施術対象箇所に向けて開口する医療用切削装置を積層造形によって成形する
医療用切削装置の製造方法。
金属粉体を前記軸方向の所定の厚みでスキージングし、所定形状となるように、所定の厚みでスキージングされた金属粉体に対して、レーザ照射装置から発振したレーザ光を走査してレーザ焼結して、前記軸方向の所定厚みの金属層を構成するとともに、所定層数分繰り返して前記軸方向に積層された所定の層数の金属層によって層組を構成し、
所定の形状に形成された層組の表面に対して、切削装置で切削し、
前記軸方向に沿って所定層組数分繰り返して、所望の形状の前記ヘッドハウジングを形成する。
請求項４に記載の医療用切削装置の製造方法。