JP6563252B2 - 歯科用シリンジ - Google Patents

Description

本発明は、例えば歯科治療に用いられる歯科用シリンジに関するものである。

従来、歯科治療では、患者の口腔内に水やエアーなどの流体を噴射する器具であるシリンジが用いられる。例えば、水を噴射することで口腔内を洗浄し、また、薬剤を塗布する前にエアーを噴射することで、歯を絶乾状態にする。このようなシリンジの流路の開閉は、流路に配置されたスプールを移動させることで流路を開閉する弁構造が用いられる。下記特許文献１に記載された照明装置内蔵型歯科用シリンジは、レバーを操作することで、弁棒がボール弁を押し、ボール弁とシール材との間に隙間が生じ、エアーが流体管路を経てノズルから吐出されるが、レバーの操作に比例した流量が吐出される。また、流量を調整するような弁構造は様々な分野で用いられており、例えば、下記特許文献２に記載された電磁スプール弁装置がある。

この電磁スプール弁装置は、流路に複数のポートが形成され、スプールを移動させることで各流路の連通状態を、原位置状態、第１リフト状態および第２リフト状態の三段階に切り換えるものである。すなわち、原位置状態では、第１インレットポートと第１アウトレットポートとが連通して第１アウトレットポートから流体が導出されると共に、第２インレットポートと第３アウトレットポートとが連通して第３アウトレットポートから流体が導出される。第１リフト状態では、第１インレットポートと第２アウトレットポートとが連通して第２アウトレットポートから流体が導出されると共に、第２インレットポートと第３アウトレットポートとが連通して第３アウトレットポートから流体が導出される。第２リフト状態では、第１インレットポートと第１アウトレットポートとが連通して第１アウトレットポートから圧力流体が導出されると共に、第２インレットポートと第４アウトレットポートとが連通して第４アウトレットポートから流体が導出される。

特開平７−２７５２７３号公報 特開２００９−２８７６１３号公報

しかし、特許文献２に記載された電磁スプール弁装置は、上記したとおり、複数の流路に複数のポートが形成され、スプールを移動させることで各流路の連通状態を、原位置状態、第１リフト状態および第２リフト状態の三段階に切り換えるものであるため、構造が複雑であり、また、定まった三つの状態における流量以外の流量に調節することができない。

本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、流量を細かく調節することができる歯科用シリンジの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る歯科用シリンジは、手動式操作部が操作されることで、流路を閉塞する弁部材が、前記流路に配置されたスプールに押され、前記流路が開放されて流体が前記流路の内壁と前記スプールとの空隙を流通する歯科用シリンジにおいて、前記流路の内壁に、前記流路に向けて突出した突出部が形成され、前記スプールに、前記流路の内壁に向けて突状に湾曲した湾曲部が形成され、前記突出部と前記湾曲部とから前記空隙が形成された、ことを特徴とする。

本発明に係る歯科用シリンジは、前記湾曲部に、この湾曲部における直径が最大である流量第一制御部と、この流量第一制御部よりも流体の下流側に向かうにつれて直径が徐々に縮径した流量第二制御部と、が形成された、ことを特徴とする。

本発明に係る歯科用シリンジは、前記スプールに、流体の上流側で前記流量第一制御部と同径の流量第三制御部が前記流量第一制御部に連接された、ことを特徴とする。

本発明に係る歯科用シリンジは上記した構成である。すなわち、手動式操作部が操作されることで、流路においてスプールが移動して流路が開放されると、流体が流路の内壁とスプールとの空隙を流通する。空隙は突出部と湾曲部とで形成されているため、スプールが移動して突出部と対面する湾曲部の位置が変化する毎に、空隙の形状は変化する。すなわち、空隙は、突出部に対する湾曲部の位置に応じて、湾曲部に沿って徐々に広がる。そのため、流量は、スプールの変位に比例せず、スプールの変位に対して非線形の関係で緩やかに増加する。したがって、任意の広さと形状の空隙を手動で形成することで、空隙の広さと形状に応じて流量を細かく調節することができ、スプールの変位と流量との関係を非線形にすることができる。

本発明に係る歯科用シリンジは、湾曲部に、この湾曲部における直径が最大である流量第一制御部と、この流量第一制御部よりも流体の下流側に向かうにつれて直径が徐々に縮径した流量第二制御部とが形成されている。この構成により、空隙は、突出部と流量第一制御部との間で最小となり、また、空隙は、突出部と流量第二制御部との間で、スプールの移動に応じて徐々に広がる。すなわち、空隙が流量第一制御部から流量第二制御部に沿って徐々に広がり、空隙の広さと形状に応じて、流量がスプールの変位に対して非線形の関係で緩やかに増加する。したがって、空隙の広さと形状に応じて流量を細かく調節することができ、スプールの変位と流量との関係を非線形にすることができる。

本発明に係る歯科用シリンジは、スプールに、流体の上流側で流量第一制御部と同径の流量第三制御部が流量第一制御部に連接されたている。この構成により、空隙は、流量第一制御部と同様に、突出部と流量第三制御部との間でも最小となる。すなわち、スプールにおいて、突出部との空隙を最小とする部分が、流量第一制御部のみの場合と比較して増えるため、流量がさらに緩やかに変化する。したがって、空隙の広さに応じて流量を細かく調節することができ、スプールの変位と流量との関係を非線形にすることができる。

本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの外観が示された外観斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジが分解されて示された分解斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの正面および断面が示され、（ａ）が正面図、（ｂ）が上方から視した上方Ａ−Ａ断面図、（ｃ）が側面から視した側面Ｂ−Ｂ断面図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの断面が示され、（ａ）が側面から視した側面Ｃ−Ｃ拡大断面図、（ｂ）が背面から視した背面Ｄ−Ｄ拡大断面図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの流路の内壁が示された拡大断面図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジのスプールが示された拡大図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの動作の過程が示された動作説明断面図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの動作の過程が示された動作説明断面図である。 本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジの動作と流量との関係が示されたグラフである。 本発明の第二実施形態に係る歯科用シリンジの動作の過程が示された動作説明断面図である。 本発明の第二実施形態に係る歯科用シリンジの動作の過程が示された動作説明断面図である。 本発明の第二実施形態に係る歯科用シリンジの動作と流量との関係が示されたグラフである。

以下に、本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジを図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る歯科用シリンジ１０の外観が示されている。なお、以下の説明では、図１において、歯科用シリンジ１０の長手方向を上下方向とし、軸方向と直交する方向を側方とする。また、上下方向は、上方を流体の下流側とし、下方を流体の上流側とする。

第一実施形態に係る歯科用シリンジは、手動式操作部が操作されることで、流路を閉塞する弁部材が、流路に配置されたスプールに押され、流路が開放されて液体や気体などの流体が、流路の内壁とスプールとの空隙を流通するものである。図１に示されているとおり、歯科用シリンジ１０は、長手の筒状に形成された把持部材１の下端にホース２が取り付けられ、上端にヘッド部材３が取り付けられている。ヘッド部材３は、流体が噴射するノズル４と、流体を噴射させる手動式操作部５とが取り付けられている。すなわち、手動式操作部５が操作されることで、ホース２を通って流入した流体が、把持部材１およびヘッド部材３の内側に形成された流路を通ってノズル４から噴射される。

次に、歯科用シリンジ１０を図面に基づいてさらに詳説する。図２は、分解された歯科用シリンジ１０が示され、図３および図４は、歯科用シリンジ１０の側面と断面が示されている。

図２〜図４に示されているとおり、ヘッド部材３は上下と側方がそれぞれ貫通して内側に流路が形成されている。ヘッド部材３の下方は、把持部材１との気密性を保持するＯリング４４が外周に取り付けられている。

ヘッド部材３の側方は、筒状に形成された着脱部レバー６の内側に、着脱部本体７がスプリング８と共に取り付けられている。着脱部本体７は、ヘッド部材３に近い側にＯリング４０，４１が取り付けられ、ヘッド部材３から遠い側にノズル４がＯリング４２，４３と共に取り付けられている。ノズル４は、ボール９によって着脱部本体７に係止されている。

ヘッド部材３の流路は、ヘッド部材３の下方から取り付けられたシリンジフィッティング１１と、ヘッド部材３の上方から取り付けられたバルブ１２と、シリンジフィッティング１１とバルブ１２との間に配置された弁部材１３および弁部スプリング１４と、ヘッド部材３の上方から取り付けられてバルブ１２の上方に配置された手動式操作部５と、この手動式操作部５とバルブ１２との間に配置されたスプール１５およびスプールスプリング１６と、流路と各部材との間をシールするＯリング４５〜４９とが取り付けられている。

シリンジフィッティング１１は、外周にＯリング４５が取り付けられてヘッド部材３の下端に取り付けられている。このシリンジフィッティング１１の上方は、弁部スプリング１４が取り付けられ、この弁部スプリング１４の上方に、球状に形成された弁部材１３が取り付けられている。弁部スプリング１４は、弁部材１３とシリンジフィッティング１１との間で、弾性力に反発して委縮した状態で配置されている。弁部材１３の上方は、バルブ１２が取り付けられている。

ここで、バルブ１２について図面に基づいて説明する。図５は、本実施形態に係る歯科用シリンジ１０のバルブ１２の断面が示されている。

図５に示されているとおり、バルブ１２は、ほぼ筒状であり、外周にＯリング４７が取り付けられて流路に配置され、内側が流路と連通している。この様に流路を形成するバルブ１２の内壁は、内側に向けて流路に突出した突出部１７が形成されている。突出部１７は、バルブの内壁から内側に向けてほぼ垂直に連接されたバルブ下面部１９と、このバルブ下面部１９とほぼ直角に連接されたバルブ平坦部２０と、バルブ下面部１９とバルブ平坦部２０との連接箇所である角部２１と、バルブ平坦部２０とアール状に連接されたバルブ上面部２２とが形成されている。

上記のとおり形成されたバルブ１２は、図２〜図４に示されているとおり、バルブ下面部１９にＯリング４６が取り付けられ、弁部スプリング１４の弾性力によって弁部材１３がＯリング４６に押し付けられている。すなわち、突出部１７において、Ｏリング４６を介して弁部材１３によって流路が閉塞されている。バルブ上面部２２は、スプールスプリング１６が取り付けられ、このスプールスプリング１６の内側にスプール１５が取り付けられている。

ここで、スプール１５について図面に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係る歯科用シリンジ１０のスプール１５の外観が示されている。

スプール１５は、スプールスプリング１６の内側に収まる大きさに形成されている。図６に示されているとおり、スプール１５の下端は、バルブ１２の突出部１７に向けて突状に湾曲した湾曲部１８が形成され、突出部１７のバルブ平坦部２０と対面して空隙を形成している。湾曲部１８は、この湾曲部１８における直径が最大である流量第一制御部２３と、この流量第一制御部２３よりも上方に向かうにつれて直径が徐々に縮径した流量第二制御部２４とが形成されている。スプール１５の中程は、湾曲部１８の上方で湾曲部１８よりも縮径して湾曲部１８に連接された棒状の棒状部２５が形成されている。棒状部２５は、上方に向かうにつれて直径が徐々に拡径している。スプール１５の上端は、スプールスプリング１６に内接される基部２６が形成されている。

図２〜図４に示されているとおり、手動式操作部５は、スプール１５の上方に取り付けられたボタン２８と、このボタン２８の上方に取り付けられたプレート２９と、このプレート２９の上方に取り付けられたシリンジレバー３０とから構成されている。ボタン２８は外周にＯリング４８，４９が取り付けられてヘッド部材３の上方に取り付けられている。ボタン２８の下方は、スプール１５およびスプールスプリング１６が取り付けられている。スプールスプリング１６は、スプール１５の上端に形成された鍔部とバルブ１２のバルブ上面部２２との間に配置され、ボタン２８（スプール１５）とバルブ１２との間で、弾性力に反発して委縮した状態で配置されている。すなわち、スプールスプリング１６によってスプール１５がボタン２８に押さえ付けられてボタン２８と共に付勢され、スプール１５は、ボタン２８から下方に離れないように押さえられている。一方、ボタン２８の上方は、ヘッド部材３の上方から一部が露出している。シリンジレバー３０が操作されることで、プレート２９を介してボタン２８が上下に移動し、スプールスプリング１６が伸縮すると共にスプール１５が上下に移動する。

上記したとおり、歯科用シリンジ１０が形成されている。次に、歯科用シリンジ１０の作用を図面に基づいて説明する。図７および図８は、第一実施形態に係る歯科用シリンジ１０の動作の過程が示され、図９は、スプール１５のストロークと流量との関係がグラフで示されている。

図７（ａ）に示されているとおり、シリンジレバー３０が押されていない状態において、スプール１５は下端の湾曲部１８が、バルブ１２のバルブ平坦部２０に対面している。すなわち、バルブ１２の突出部１７において、Ｏリング４６を介して弁部材１３によって流路が閉塞されている。したがって、流体が流通していない（図９の符号６０参照）。

図７（ｂ）に示されているとおり、シリンジレバー３０がわずかに押された状態において、スプール１５が下方に移動して弁部材１３が押され、弁部材１３がＯリング４６から離れて流路が開放される。その際、スプール１５の下端の湾曲部１８は、流量第一制御部２３がバルブ１２の角部２１に対面する。この状態で、流体が角部２１と流量第一制御部２３との空隙を流通する（図９の符号６１参照）。シリンジレバー３０が徐々に押されると、弁部材１３がＯリング４６からさらに離れ、スプール１５の下端の湾曲部１８は、流量第二制御部２４がバルブの角部２１に対面して空隙が徐々に広がる。スプール１５の移動に応じて、角部２１と対面する流量第二制御部２４の位置が変化し、空隙が流量第二制御部２４に沿って徐々に広がり、流量は、スプール１５の変位に対して非線形の関係で緩やかに増加する（図９の符号６２参照）。

図８に示されているとおり、シリンジレバー３０が最も押された状態において、スプール１５の中程の棒状部２５がバルブ１２の角部２１に対面して空隙が広がる。この状態で、流体が角部２１と棒状部２５との空隙を流通する（図９の符号６３参照）。

ここで、棒状部２５が角部２１に対面した際の流量を１００％とした場合、流量第二制御部２４が角部２１と対面した際の流量は、スプール１５の移動に応じて空隙が流量第一制御部２３から流量第二制御部２４に沿って徐々に広がるにつれて、約１．７％から約９６％まで変化する（図９の符号６２参照）。

上記したとおり、歯科用シリンジ１０が構成されている。次に、第一実施形態の効果を説明する。

上記したとおり、第一実施形態によれば、流路を形成するバルブ１２の内壁は、内側に向けて流路に突出した突出部１７が形成されている。突出部１７は、バルブ下面部１９とバルブ平坦部２０との連接箇所である角部２１が形成されている。一方、スプール１５の下端は、突出部１７に向けて突状に湾曲した湾曲部１８が形成されている。湾曲部１８は、この湾曲部１８における直径が最大である流量第一制御部２３と、この流量第一制御部２３よりも上方に向かうにつれて直径が徐々に縮径した流量第二制御部２４とが形成されている。空隙が、角部２１（バルブ平坦部２０）と湾曲部１８とで形成され、角部２１（バルブ平坦部２０）と流量第一制御部２３との間で最小となり、角部２１（バルブ平坦部２０）と流量第二制御部２４との間で、スプール１５の移動に応じて徐々に広がる。すなわち、シリンジレバー３０が徐々に押されると、弁部材１３がＯリング４６から離れ、湾曲部１８は、流量第二制御部２４がバルブの角部２１に対面して空隙が徐々に広がる。スプール１５の移動に応じて、角部２１と対面する流量第二制御部２４の位置が変化し、空隙が流量第二制御部２４に沿って徐々に広がり、流量は、スプール１５の変位に比例せず、スプール１５の変位に対して非線形の関係で緩やかに増加する。したがって、空隙の広さと形状に応じて流量を細かく調節することができる。また、スプール１５の変位と流量との関係を非線形にすることができる。

第一実施形態によれば、スプール１５を移動させて角部２１と流量第二制御部２４とを対面させて形成した空隙では、スプール１５の移動に応じて空隙が流量第一制御部２３から流量第二制御部２４に沿って徐々に広がるにつれて、流量が約１．７％から約９６％まで変化する。したがって、流量を細かく調節することができる。

次に、本発明に係る第二実施形態について図面に基づいて説明する。図１０および図１１は、第二実施形態に係る歯科用シリンジ１０の動作の過程が示され、図１２は、スプール１５のストロークと流量との関係がグラフで示されている。なお、以下では、第一実施形態と異なる構成のみが説明され、同じ構成については説明が省略されて図面において同一の符号が付されている。

図１０（ａ）に示されているとおり、歯科用シリンジ１０のスプール１５の下端は、ほぼ円柱状に形成され、流量第一制御部２３と同径の流量第三制御部２７が流量第一制御部２３の下方に連接されている。流量第三制御部２７は、バルブ１２のバルブ平坦部２０と対面して平坦に形成されている。シリンジレバー３０が押されていない状態において、流体は流通していない（図１２の符号６４参照）。

図１０（ｂ）に示されているとおり、シリンジレバー３０がわずかに押された状態では、スプール１５の下端は、流量第三制御部２７がバルブ１２の角部２１に対面する。この状態で、流体が角部２１と流量第三制御部２７との空隙を流通する（図１２の符号６５参照）。

図１１（ａ）に示されているとおり、シリンジレバー３０が徐々に押されると、弁部材１３はＯリング４６からさらに離れるが、スプール１５の下端は、流量第三制御部２７がバルブ１２の角部２１に対面し続ける（図１２の符号６６参照）。シリンジレバー３０がさらに押されると、弁部材１３がＯリング４６からさらに離れ、スプール１５の下端は、流量第一制御部２３を通過し、流量第二制御部２４がバルブ１２の角部２１に対面して空隙が徐々に広がる。スプール１５の移動に応じて、角部２１と対面する流量第二制御部２４の位置が変化し、空隙が流量第二制御部２４に沿って徐々に広がり、流量は、スプール１５の変位に対して非線形の関係で緩やかに増加する（図１２の符号６７参照）。

図１１（ｂ）に示されているとおり、シリンジレバー３０が最も押された状態において、スプール１５の中程の棒状部２５がバルブ１２の角部２１に対面して空隙が広がる。この状態で、流体が角部２１と棒状部２５との空隙を流通する（図１２の符号６８参照）。

上記したとおり、歯科用シリンジ１０が構成されている。次に、第二実施形態の効果を説明する。

上記したとおり、第二実施形態によれば、スプール１５の下端は、ほぼ円柱状に形成され、流量第一制御部２３と同径の流量第三制御部２７が流量第一制御部２３の下方に連接されている。この構成により、空隙は、流量第一制御部２３と同様に、角部２１と流量第三制御部２７との間でも最小となる。このことにより、シリンジレバー３０が徐々に押されると、弁部材１３はＯリング４６から離れるが、スプール１５の下端は、流量第三制御部２７がバルブ１２の角部２１に対面し続ける。すなわち、スプール１５において、角部２１との空隙を最小とする部分が、流量第一制御部２３のみの場合と比較して増えるため、流量がさらに緩やかに変化する。したがって、空隙の広さに応じて流量を細かく調節することができる。また、スプール１５の変位と流量との関係を非線形にすることができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

１ 把持部
２ ホース
３ ヘッド部材
４ ノズル
５ 手動式操作部
６ 着脱部レバー
７ 着脱部本体
８ スプリング
９ ボール
１０ 歯科用シリンジ
１１ シリンジフィッティング
１２ バルブ
１３ 弁部材
１４ 弁部スプリング
１５ スプール
１６ スプールスプリング
１７ 突出部
１８ 湾曲部
１９ バルブ下面部
２０ バルブ平坦部
２１ 角部
２２ バルブ上面部
２３ 流量第一制御部
２４ 流量第二制御部
２５ 棒状部
２６ 基部
２７ 流量第三制御部
２８ ボタン
２９ プレート
３０ シリンジレバー
４０〜４９ Ｏリング

Claims (3)

1. 手動式操作部が操作されることで、流路を閉塞する弁部材が、前記流路に配置されたスプールに押され、前記流路が開放されて流体が前記流路の内壁と前記スプールとの空隙を流通する歯科用シリンジにおいて、
   前記流路の内壁に、前記流路に向けて突出した突出部が形成され、
   前記スプールに、前記流路の内壁に向けて突状に湾曲した湾曲部が形成され、
   前記弁部材と前記スプールとが接触した状態において、前記スプールの移動に応じて、前記突出部と前記湾曲部とから形成された前記空隙が変化する、
   ことを特徴とする歯科用シリンジ。
2. 前記湾曲部に、
   この湾曲部における直径が最大である流量第一制御部と、
   この流量第一制御部よりも流体の下流側に向かうにつれて直径が徐々に縮径した流量第二制御部と、が形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載された歯科用シリンジ。
3. 前記スプールが、前記流量第一制御部から流体の上流側に向けて同径かつ平坦に伸びている、
   ことを特徴とする請求項２に記載された歯科用シリンジ。