JPH0628669B2 - エア駆動式歯科用歯石除去装置 - Google Patents

エア駆動式歯科用歯石除去装置

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JPH0628669B2
JPH0628669B2 JP62234236A JP23423687A JPH0628669B2 JP H0628669 B2 JPH0628669 B2 JP H0628669B2 JP 62234236 A JP62234236 A JP 62234236A JP 23423687 A JP23423687 A JP 23423687A JP H0628669 B2 JPH0628669 B2 JP H0628669B2
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scaler
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    • A61C17/20—Power-driven cleaning or polishing devices using ultrasonics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/027—Driving main working members reciprocating members

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、動力式の歯科用治療装置に係り、特に、エア
駆動式の歯科用歯石除去装置に関する。
［従来技術と問題点］ 今日市販されている歯科用歯石除去装置（以下、スケー
ラーともいう）は、超音波帯域の振動数で作動する電気
機械式の超音波スケーラーと、可聴音帯域の振動数で作
動するエア駆動式の亜音波スケーラーとに大別すること
ができる。前者の超音波スケーラーは、さらに、電歪式
発振器を有するものと、圧電式発振器を有するものとに
分類できる。
特開昭59-25738号，特開昭60-55941号、および実開昭53
-71992号は電歪式発振器を備えた従来の超音波スケーラ
ーの代表例を開示している。この種の電歪式発振器は、
コイル巻線内に配置された電歪式変換器を備えている。
２０〜４０ｋHzの振動数をもった高周波電流を制御ユニ
ットからコイル巻線に通じて、高周波交番磁場を発生さ
せると、電歪式変換器には超音波音響振動が生じる。こ
の超音波振動は音響カップリングを介してスケーラーの
チップに伝わり、チップを超音波振動数で振動させる。
他方、圧電式発振器は圧電式変換器を備えてなり、制御
ユニットから高周波電流を印加することによりこの圧電
式変換器が振動を発生する。
前記２種のいづれの発振器においても、変換器に発生す
る振動は音響的な性質のものであるので、変換器に発生
した音波ないし弾性波は変換器および音響カップリング
を介して軸方向に伝播してスケーラーのチップに伝わ
り、チップを超音波振動数で振動させる。従って、電歪
式発振器または圧電式発振器を備えた電気機械式超音波
スケーラーの利点は、タービン・ハンドピースの作動中
に発生するような、被術者にとって極めて不愉快な、鋭
い可聴音帯域の騒音を発生することが無いということで
ある。しかしながら、この種の電気機械式スケーラーの
難点は、歯科用ユニットまたはその近傍に制御ユニット
を装備しなければならないということである。また、斯
る制御ユニットは高価であり、歯科医の経済的負担を増
す。
後者のカテゴリーのエア駆動式スケーラーは、一般に、
殆ど総ての歯科診療所が標準設備として備えている既存
の歯科用ユニットの圧搾空気源（通常、エアコンプレッ
サ）によって作動するように設計されているので、単に
歯科用ユニットからの可撓性ホースに接続するだけで、
タービン駆動式の歯科用装置と互換的に使用できるとい
う利点がある。従って、特別な制御ユニットを必要とし
ない。この種のエア駆動式スケーラーは種々の型式の振
動発生装置を備えている。例えば、米国再発行特許29,6
87号に開示されたスケーラーは、両端付近でケーシング
に弾性的に支持されたシャフトを備えている。このシャ
フトの中央においてシャフトの周りにはスリーブ状のロ
ータが回転可能に遊嵌してあり、接線方向に噴出するエ
アジェットによりロータが回転してシャフトに亜音波の
振動を発生させるようになっている。特開昭56-83341号
に開示されたスケーラーも、同じくスリーブ状のロータ
を有する振動発生装置を用いている。特開昭56-166842
号に開示されたエア駆動式のスケーラーは他の型式の振
動発生装置を備えている。即ち、この振動発生装置はエ
アタービンを備えてなり、タービンの回転は偏心機構に
よってシャフトの周期運動に変換される。シャフトには
チップが連結される。
この種のエア駆動式スケーラーにおいては、チップが連
結されたシャフトの振動モードは、電気機械式スケーラ
ーの振動モードとは全く異なるものである。即ち、電気
機械式スケーラーにおいては、超音波周波数の弾性波が
電歪式変換器または圧電式変換器内に発生し、この弾性
波がスケーラーのチップに軸方向に伝わる。これに対
し、例えば米国再発行特許29,687号に記載されたエア駆
動式スケーラーでは、チップが連結された振動発生装置
シャフトはその両端近傍でスケーラーのケーシングに弾
性支持されており、回転するスリーブ状のロータによっ
てシャフトのほぼ中間でシャフトに加振力が作用するよ
うになっているので、振動発生装置のシャフトは強制曲
げ振動（電気機械式スケーラーにおける弾性振動に対す
る）を受けるのであり、この曲げ振動の節（振動の節）
はケーシングに対するシャフトの支点のところに位置す
る。このように、エア駆動式スケーラーではシャフトの
振動モードは曲げ振動であるので、歯石を除去するに必
要な充分な振幅でチップを振動させるためには、振動発
生装置のシャフトを充分に長く設計する必要があり、こ
れがエア駆動式亜音波振動スケーラーの振動数を増加さ
せて超音波帯域（その下限は、通常、15〜20kHz）に近
づける障害となっていた。事実、前述した従来のエア駆
動式スケーラーでは、約6000kHzの周波数の耳障りな鋭
い騒音がしばしば発生するのである。このため、エア駆
動式スケーラーの業界では、エア駆動式スケーラーにお
いては、本来、可聴帯域の騒音が不可避的に発生するも
のであり、亜音波帯域の振動によるこの騒音を除去する
のは不可能であると考えられていた。明らかに、従来技
術においては、前述した型式のエア駆動式亜音波振動ス
ケーラーを改良して、その振動周波数を超音波帯域に近
づけようとする試みは全くなされていない。
本出願人に譲渡された米国特許4,453,919号には、さら
に他の型式のエア駆動式スケーラーが開示されている。
このスケーラーはユニークな構成のエア駆動式の振動発
生装置を備えている。即ち、振動発生装置の本体には円
板形のロータ室が形成してあり、このロータ室の中に円
板形のロータ（振動子）が収蔵してある。歯科用ユニッ
トの圧縮空気源からの圧縮空気はノズルを介して前記室
内に噴射され、室内に旋回流を発生し、ロータを回転さ
せる。この振動発生装置において何故にロータの回転に
伴い振動が発生するのかその振動発生メカニズムは必ず
しも明らかではないが、テーブル上でコインをスピンさ
せた時に、スピン運動の勢力が弱まるにつれてコインが
グラグラと回転しながらテーブルの表面を叩くことによ
り振動が発生する状態に類似したものと推測されてい
る。このスケーラーの好ましい実施態様では、振動発生
装置の本体には細長いシャフトの一端が連結してあり、
このシャフトの他端はスケーラーのチップに連結されて
いて、振動発生装置の本体に発生した振動をチップに伝
達するようになっている。このシャフトは曲げ振動の節
のところでＯリングを介してスケーラーのケーシングに
弾性支持されている。この振動発生装置は振動伝達シャ
フトおよびチップと共に１つの振動系を構成するもの
で、この振動系は振動発生装置に発生した振動に応じて
亜音波帯域の振動数で振動する。
前記米国特許4,453,919号のエア駆動式スケーラーは極
めて効率良く歯石を除去することができ、タービンハン
ドピースと互換的に、歯科用ユニットからのホースに極
く簡単に接続出来るという利点を有するものである。し
かしながら、このスケーラーの問題点は、最初に述べた
エア駆動式スケーラーに共通するもので、やはり可聴帯
域の騒音を発生するということであり、さらに改良の余
地がある。
［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、米国特許4,453,919号のエア駆
動式スケーラーを更に改良し、振動周波数を増加させて
超音波帯域に近づけることにより、騒音すなわち可聴帯
域の音を実質的に除去し又は少なくとも低減することに
ある。
一般に、歯科用ユニットに装備されたエアコンプレッサ
の吐出圧はリリーフ弁によって調節される。殆どの歯科
用ユニットにおいては、最も頻繁に使用するタービンハ
ンドピースに適合するようにエアコンプレッサ吐出圧を
予め調節しておくのが普通であり、このため、手元圧力
（タービンハンドピースのエア入口における圧力）が約
２kg/cm2になるように設定するのが一般的である。この
場合、エアコンプレッサ吐出圧は約５kg/cm2に設定され
る。歯科医にとって、歯科用ユニットのホースからター
ビンハンドピースを外してスケーラーを接続する度にエ
アコンプレッサの吐出圧を調節するのは極めて面倒な事
である。
そこで、本発明の他の目的は、標準的な歯科用ユニット
の定格エア圧力で作動し、しかも、実質的に騒音を発生
することの無い、エア駆動式スケーラーを提供すること
である。
本発明の更に他の目的は、優れた歯石除去性能を有する
エア駆動式スケーラーを提供することである。
本発明の他の目的は、タービンハンドピースと互換的に
使用可能で騒音発生の無いエア駆動式歯科用治療装置を
提供することである。
［発明の開示］ 本発明の歯科用歯石除去装置（スケーラー）は筒状のケ
ーシングを備え、このケーシングの先端付近にはスケー
ラー・チップが配置され、ケーシング内にはエア駆動式
の振動発生装置が収蔵される。この振動発生装置は前掲
の米国特許4、453、919号に記載された振動発生装置と実
質的に同じもので、剛性の本体を備えてなり、この本体
には略円板状のロータ室が形成されている。このロータ
室の中には、それより僅かに小さな寸法の略円板状のロ
ータ（振動子）が運動自在に収容してある。この振動発
生装置は前記ロータ室の軸線に対しオフセット方向に圧
縮空気を噴射するエア噴射手段を有し、エア噴射手段か
らロータ室内に噴射される旋回するエアジェット流によ
ってロータが回転するようになっている。
本発明の主たる特徴は、振動発生装置をケーシングの先
端の近傍に配置し、スケーラー・チップを、シャフトそ
の他の部材を介在すること無く、直接に振動発生装置の
本体に連結したことである。スケーラー・チップはケー
シングに支持されておらず、ケーシングから振動的に絶
縁されているので、ケーシングに干渉すること無く振動
することができる。
このような構成にすれば、歯石除去能力を損なうこと無
く、スケーラーの可聴騒音を大幅に低減できることが確
認された。これは、振動発生装置とスケーラー・チップ
とで構成される振動系が、曲げ振動モードで振動するよ
りも、弾性振動モードで振動する割合が多くなることに
因るものと推測される。さらに重量な事は、曲げ振動の
周波数自体が著しく増加することである。
より詳しく述べるに、本発明の発明者の知見によれば、
米国再発行特許29,687号等に記載されたスリーブ状ロー
タを有する他の従来型のエア駆動式のスケーラーと異な
り、米国特許4,453,919号のエア駆動式振動発生装置を
内蔵する本発明のスケーラーにおいて、僅かな捩り振動
を別にすれば、主として２種類の異なる振動モードの振
動が存在するものと思われる。即ち、ロータがロータ室
の壁を叩くことにより振動発生装置の本体に生ずる弾性
振動ないし音響振動と、振動発生装置とスケーラー・チ
ップからなる振動系に生ずる曲げ振動とである。
弾性振動の周波数（これは、ロータの回転速度に比例す
るものと思われる）は、振動発生装置の構成要素（特に
ロータ）の寸法を小さくするか、歯科用ユニットから供
給する圧縮空気の圧力を上げるか、或はそれらを組み合
わせることにより、増加させることができる。しかしな
がら、振動発生装置の寸法を小さくすれば、必然的に振
動発生装置の出力、即ち、振動エネルギが低下するの
で、スケーラーの歯石除去能力（切削能力）が低下する
という好ましくない結果を招く。ところが、本発明の構
成では、スケーラー・チップは直接に振動発生装置の本
体に装着されており、本体とチップとの間に中間的なシ
ャフトが介在していないので、発生した弾性振動エネル
ギは損失を受けること無く有効にチップに伝達される。
もし、中間的なシャフトが介在するならば、振動系の全
長が不必要に長くなり、振動系に過剰な曲げ振動が生じ
るので、発生した振動エネルギを吸収してしまうであろ
う。このように、本発明の構成によれば、弾性振動の周
波数を増加させて超音波帯域に近づける目的で振動発生
装置を小型化しても、スケーラーの歯石除去能力を高く
保持することができる。
他方、振動系の曲げ振動の周波数も騒音を低減する上で
重要な要因であると考えられる。即ち、本発明に従いス
ケーラー・チップを直接に振動発生装置本体に連結すれ
ば、チップと本体とからなる振動系の曲げ剛性が増加す
ると共に、振動系の有効長が大幅に短縮するので、曲げ
振動の周波数が高くなる。従って、音響（弾性）振動モ
ードの振動の周波数と曲げ振動モードの振動の周波数と
の双方を超音波帯域に近づけることが出来、その結果、
患者にとって耳障りな可聴騒音を抑制することができ
る。
言うまでもなく、騒音低減に必要な程度まで２種の振動
モードの振動周波数を増加させる目的で、振動発生装置
を小型化し、かつ、振動系の有効長を減少させれば、振
動発生装置の出力ないし振動エネルギが低下するという
不利と、スケーラー・チップの振幅が減少するという不
利とを招き、全体としてスケーラーの歯石除去能力を低
下させる。このように、騒音低減と歯石除去能力の維持
とは相反する要請であり、本発明のスケーラーを実施す
る上でいすれの要請も満たされなければならない。十分
な歯石除去能力を提供するためには、振動発生装置とチ
ップからなる振動系は、チップが最大限の振幅で振動す
るように構成しなければならない。更に、前述した理由
により、スケーラーは既存の歯科用ユニットの定格エア
圧力で作動するものであることが望ましい。
そこで、本発明の発明者は、常設の歯科用ユニットの定
格エア圧力で、耳障りな騒音を発生すること無く作動
し、しかも十分満足すべき歯石除去能力を備えたスケー
ラーを開発するべく、精力的に試験を行った。その結
果、本発明者は、振動系全体の共振周波数を振動発生装
置の加振周波数に適合させてチップを最大振幅で振動さ
せるに必要な、振動発生装置ならびにスケーラー・チッ
プの最適な寸法数値を実験則により見い出した。これに
よれば、本発明の好適な実施例においては、スケーラー
・チップの有効長さ（伸長状態における長さで、ねじ部
を除く長さ）は、３０〜５０mm，好ましくは４０mmであ
る。振動発生装置の本体のロータ室中心から本体前端ま
での軸方向長さは、５〜３０mm、好ましくは１０〜２０
mmである。本体内に形成されるロータ室の内径は５．５
〜８．５mm、好ましくは約７mmであり、軸方向厚さは
０．８〜１．４mm、好ましくは約１．１mmである。振動
発生装置のロータの外径は５．０〜８．０mm、好ましく
は約６．５mmであり、軸方向厚さは０．４〜０．８mm、
好ましくは約０．６５mmである。
［実施例］ 図面を参照して実施例を説明するに、第１図は本発明を
エア駆動式歯科用歯石除去装置（スケーラー）に適用し
た実施例を示す。このスケーラー１０は筒状のケーシン
グ１２を備えてなる。ケーシング１２は前部１４と後部
１６とに分かれており、それらはねじ継手１８により連
結される。ケーシング１２の後端部（手前側端部）２０
は従来型のホース継手（図示せず）を介して歯科用ユニ
ットからの多重通路型の可撓性ホースに着脱自在に接続
されるようになっている。周知のように、この可撓性ホ
ースの空気通路は歯科用ユニットの圧縮空気源（例え
ば、エアコンプレッサ）に接続され、水通路は圧力水源
（例えば、ウォータポンプ）に接続される。
ケーシング１２の前端部２４に近接して、ケーシング１
２内にはエア駆動式の振動発生装置２２が収容してあ
る。この実施例では、振動発生装置２２は交換可能なカ
ートリッジの形に構成してある。この振動発生装置２２
の作動原理および作動態様は米国特許4、453、919号に記
載されたところと基本的に同じものである。振動発生装
置２２は本体２６を備えてなる。この本体２６はＯリン
グ（後述）を介してケーシング１２の弾性支持されてお
り、ケーシング１２に対して振動運動を行い得るように
なっている。第２図はこの本体をケーシングから取り出
したところを切り欠いて示すもので、第２図から良く分
かるように、本体２６は、円柱形の切り欠きを備えた略
円柱形のハウジング２８と、ハウジング２８の切り欠き
内に収蔵された１対の円板状の側板３０および３２と、
これら側板間に挟持されたスペーサリングの形のエア噴
射リング３４と、バックアップリング３６とで構成され
る。バックアップリング３６をハウジング２８に螺合す
ることにより、側板３０および３２とエア噴射リング３
４とは一体的に気密に締結される。前側板３０とエア噴
射リング３４と後側板３２とにより円板状のロータ室３
８が形成される。ロータ室３８内には、それより僅かに
小さな寸法の穴開き円板状のロータ４０が装入される。
ロータ４０のエッジには米国特許4,453,919号に記載し
てあるように微少な面取りを施すことが望ましい。図示
した実施例では、部材２８、３０、３２、３６、４０に
は本体２６の軸線に沿って整線した開口が形成してあ
り、送水パイプ４２（第１図）を挿通できるようになっ
ている。後側板３２およびバックアップリング３４の開
口は、ロータ室３８から排気される空気の排気ポートの
役割も兼ねている。また、円板状ロータ４０の中央開口
は排気効率を高める作用も持もっている。
噴射リング３４には複数のエア噴射ノズル４４が形成し
てある。理解を容易にするため第１図および第２図には
これらのノズル４４に半径方向に延長するものとして示
したが、実際には、第３図に示すように、各噴射ノズル
４４の軸線はロータ室３８の軸線４６（第２図）に対し
てオフセットしてあり、噴射ノズル４４からロータ室３
８内にほぼ接線方向に圧縮空気を噴射することによりロ
ータ室内に空気の旋回流が発生するようになっている。
歯科用ユニットからの圧縮空気は、エアパイプ４８（第
１図）、ねじ継手１８内のエア通路５０、ケーシング前
部１４と本体２６との間に画定された環状の空気充満室
５２、ハウジング２８の半径方向通路５４（第２図）、
および、ハウジング２８の内周に形成されノズル４４と
連通した環状溝５６を介して、エア噴射ノズル４４に供
給される。圧縮空気の供給は歯科用ユニットに付属する
フットスイッチによりON/OFF制御することができる。排
気は、後側板３２およびバックアップリング３６の開
口、継手１８の排気通路５８、ケーシング後部１６の内
部空洞６０、ケーシング後部１６に螺合したねじ継手６
４の半径方向通路６２、および継手６４とリング６８と
の間の環状通路６８を経て排出される（第１図）。
ロータ室３８内に噴射されたエアジェットの旋回流はロ
ータ室３８の軸線を中心としてロータ４０を回転させ
る。回転と同時に、ロータ４０は、恰も卓上でグラグラ
と廻るコインのような運動をしながら、側板３０および
３２を叩いて、振動発生装置２２の本体２６に振動を誘
起する。本体２６はその外周に嵌着したＯリング７２、
７４、７６のような弾性支持手段を介してケーシング１
２に対して弾性支持されているので、本体２６に誘起さ
れた振動からケーシング１２は振動的に絶縁されるとと
もに、本体２６はケーシング１２に対して振動運動を行
うことができる。
振動発生装置の本体２６に発生した振動は、本体２６に
直接に装着されたスケーラー・チップ７８に伝わる。ス
ケーラー・チップ７８は雄ねじ部８０を有し、このねじ
部８０はハウジング２８のねじ継手部８２の雌ねじに螺
合される。チップ７８をハウジング２８に螺着する際に
ハウジング２８が回転するのを防止するため、１対の平
行なピン８４、８６が設けてある。これらのピン８４、
８６の前端はケーシング前部１４の軸方向孔に夫々圧入
してあり、後端は振動絶縁用のＯリングまたはエラスト
マー・ブッシュを介してハウジング２８の孔８８、９０
（第２図）内に夫々係合している。ケーシング前部１４
には端キャップ９２が螺着してあり、ピン８４および８
６を隠蔽するとともに、施術者が指でグリップし易くな
っている。
図示した実施例では、スケーラー・チップ７８は、真直
ぐなシャンク部９４と、シャンク部９４に対して傾斜し
た刃部９６、とを備えている。圧縮空気の供給により振
動発生装置２２が作動して振動が発生し、この振動がス
ケーラー・チップ７８に伝達されると、刃部９６は振動
し、刃部９６上の任意の点は円形または楕円形の軌道を
描いて運動する。このように振動する刃部９６を被術者
の歯牙に接触させると、歯牙に蓄積した歯石に衝撃が与
えられ、歯石は歯牙表面から直ちに剥離除去される。ス
ケーラー・チップ７８には水通路９８が形成してあり、
水パイプ４２から圧力水の供給を受けるようになってい
る。水通路９８から流出した水は、刃部９６の振動によ
り霧化され、刃部９６および歯牙を冷却するとともに、
歯石破砕片を洗い流す。
実施例１ 第１図および第２図に示すようなスケーラーを製作し
た。ロータ室３８の内径は７．０mm、軸方向厚さは１．
１mmとした。ロータ４０の外径は６．５mm、軸方向厚さ
は０．６５mm、中央開口の内径は３．０mmとした。ロー
タ室３８の中心からハウジング２８の前端までのハウジ
ング２８の軸方向長さＬ（第２図）は１７．２mmとし
た。振動発生装置２２の本体２６の総ての構成要素はス
テンレス鋼(JIS SUS303)で製作した。ロータ４０は高速
度鋼で製作し、適当に熱処理した。スケーラー・チップ
７８の有効長さ（真直ぐに伸ばした状態の長さで、ねじ
部８０を除く長さ）は３７mmであった。
このスケーラーのエア入口をエアコンプレッサに接続
し、エア圧力を変えながらスケーラーを作動させた。エ
ア圧力はエア入口のところで計測した。スケーラー・チ
ップを予め磁化しておき、磁気ピックアップを用いてス
ケーラー・チップの振動周波数を測定した。
測定結果を第４図のグラフに示す。このグラフにおい
て、縦軸は検出した振動周波数を示し、横軸はスケーラ
ーのエア入口におけるエア圧力（手元圧力）を示す。
第４図のグラフから判るように、手元圧力を２kg/cm2以
上にすれば、スケーラー・チップは１４ｋHzまたはそれ
以上の振動数で振動した。なお、手元圧力について付言
するに、この手元圧力はエアコンプレッサの吐出圧（圧
力リリーフ弁で調節されたもの）と同じではないことに
留意されたい。最初に述べたように、標準的な歯科用ユ
ニットにおいては、タービンハンドピースを駆動するに
適合したコンプレッサ定格吐出圧は約５kg/cm2である。
このように定格吐出圧が設定された歯科用ユニットに本
発明のスケーラーを接続した場合には、スケーラーの手
元圧力は約３．５kg/cm2になることが実測された（これ
は、本発明のスケーラーの振動発生装置２２に固有の圧
損に因る）。従って、スケーラーの手元圧力（スケーラ
ーのエア入口におけるエア圧力）３．５kg/cm2は、歯科
用ユニットのエアコンプレッサの定格吐出圧５kg/cm2に
相当するものである。第４図のグラフから判るように、
手元圧力３．５kg/cm2で作動させた時に得られた振動数
は約１４ｋHzであった。これは、本発明のスケーラーを
標準的な歯科用ユニットの定格圧力で作動させる時に
は、超音波帯域の下限である１５ｋHzに極めて近い高い
振動数の振動を発生できることを意味している。事実、
本発明のスケーラーを定格吐出圧で作動させた時には、
スケーラーから発する可聴音は排気の流れる音だけであ
ることが確認された。被術者に不安を与えるような耳障
りな騒音は全く聞こえなかった。
他方、スケーラーの歯石除去能力（切削力）はスケーラ
ー・チップの振幅に比例するものと考えられる。この実
験では、チップの刃部９６の高周波振動により水が霧化
されるか否かを観測することにより、チップの振幅、ひ
いては歯石序除去能力を評価した。即ち、水通路９８か
ら供給され刃部９６を伝って流れる水は、チップが充分
な振幅で振動するときは、キャビテーションによって霧
化されるであろう。この実験例のスケーラーを手元圧力
３．５kg/cm2で作動させた時には、良好に、霧が形成さ
れるのが確認された。これは、本発明のスケーラーが満
足すべき歯石除去能力を備えていることを表すものであ
る。
次に、米国特許4,453,919号明細書の第３図に示された
スケーラーを用いて比較試験を行った。このスケーラー
の振動発生装置のロータ室の内径は７mm、軸方向厚さは
１．８mmであった。ロータの外径は６．５mm、軸方向厚
さは１．１mmであった。スケーラー・チップは同じもの
を使用した。磁気ピックアップを用いて同様の方法で振
動数を測定した。その結果を第６図のグラフに示す。こ
のグラフから明らかなように、このスケーラーの振動数
は最大約７ｋHzである。この値は超音波帯域の下限より
遥かに低いもので、かなりの可聴騒音が発生することを
意味する。
実験例２ 長さの異なる複数の真直ぐなスケーラー・チップを準備
した。スケーラー・チップの有効長さ（ねじ部を除く長
さ）は約３０〜５４mmとした。これらのチップを実験例
１のスケーラーに順次装着し、手元圧力３．５kg/cm2で
スケーラーを作動させた。実験例１と同様の方法で夫々
のチップについで振動数を測定した。その結果を第６図
のグラフに示す。このグラフから判るように、チップの
有効長さが３３〜４０mmの場合は、振動数は１６ｋHz以
上であった。有効長さを３３mm以下にした場合には、振
幅が小さくなりすぎ、磁気ピックアップで検出すること
が出来なかった。
実験例３ 第７図に示す外形を有するハウジングを製作し、これを
用いて別の振動発生装置を組立てた。第７図のハウジン
グ１２８が第２図のハウジング２８と異なる点は、スケ
ーラー・チップ装着用のねじ継手部を太くかつ短くした
こと、および、ロータ室中心からハウジング前端までの
軸方向長さＬを１１．０mmにしたことである。振動発生
装置の他の構成要素は実験例１に用いたものと同じであ
る。従って、ロータ室およびロータの寸法は実験例１と
同一である。このように組立てた振動発生装置を第１図
のケーシングと同様のケーシングに挿入し、実験例２で
用いた複数のスケーラー・チップを順次に取付けた。こ
のスケーラーを実験例２と同じ方法で作動させ、振動数
を測定した。その結果を第８図のグラフに示す。このグ
ラフから判るように、有効長さ３４〜４６mmのチップを
取付けた時には、発生した振動の周波数は約１５ｋHzで
あった。有効長さ３４mm以下のチップの場合には、チッ
プの振幅が小さくなり、振動数を検出できなかった。
以上には、本発明を歯科用歯石除去装置（スケーラー）
に適用した場合について説明した。しかし、本発明は斯
る適用例に限定されるものではなく、アマルガムを充填
したり、歯牙からクラウンやインプラントを剥離した
り、歯科技工の分野において石膏歯型を加工したりする
ための歯科用振動装置に本発明を適用できることは言う
までもない。その場合には、スケーラー・チップ７８を
クラウン・リムーバやアマルガム・コンデンサや切削工
具のような適当な工具に置換すれば良い。
［発明の効果］ 「本発明の効果については以上に随所に説明した。ここ
に要約して示せば次のとおりである。
（イ）可聴騒音の低減と歯石除去能力の保持 振動発生装置２２をスケーラーの前端近傍に配置し、ス
ケーラー・チップを直接に振動発生装置本体２６に接続
する構成としたので、振動発生装置に発生した振動のう
ち、曲げ振動モードの振動よりも弾性（音響）振動モー
ドの振動をより多く利用することができる。その結果、
発生した振動を損失無くチップに伝達できるので、超音
波帯域の振動数で作動させるべく振動発生装置を小型化
することを可能としながらも、小型化による振動エネル
ギの低下を補償することができる。よって、可聴騒音低
減という要請と歯石除去能力の保持という要請とを両立
させることが可能となり、鋭い騒音を発すること無く効
率良く歯石を除去可能なスケーラーを提供することがで
きる。
（ロ）タービン・ハンドピースとの互換性 また、標準的な歯科用ユニットの定格吐出圧で作動させ
ても充分な歯石除去能力を発揮するので、スケーラーの
使用に当たって吐出圧を調整する必要が無く、極めて簡
単にタービン・ハンドピースと互換的に使用することが
でき、迅速な歯科処置を可能にする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のスケーラーの軸方向拡大断面図で、ス
ケーラー・チップを振動発生装置から取り外したところ
を示し； 第２図は第１図のスケーラーの振動発生装置の拡大断面
図； 第３図は振動発生装置のエア噴射リングの拡大断面図； 第４図は本発明のスケーラーの試験結果を示すグラフ
で、縦軸はチップの振動数を、横軸は手元エア圧力を示
し； 第５図は米国特許4、453、919号のスケーラーを用いて行
った比較試験の結果を示すグラフ； 第６図は第２図の振動発生装置に異なる長さのチップを
装着した場合の振動数の変化を示すグラフ； 第７図は本発明のスケーラーの振動発生装置の他のハウ
ジングの拡大図； 第８図は第７図のハウジングに異なる長さのチップを装
着した場合の振動数の変化を示すグラフである。 １０：歯石除去装置（スケーラー）、 １２：ケーシング、 ２２：振動発生装置、 ２６：振動発生装置の本体、 ３８：ロータ室、 ４０：ロータ、 ７８：スケーラー・チップ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前端部（２４）と手前側端部（２０）とを
    有する筒状のケーシング（１２）と、前端部（２４）近
    傍に配置されたスケーラー・チップ（７８）と、ケーシ
    ング（１２）内に収蔵され振動伝達関係でチップ（７
    ８）に作動的に連結されたエア駆動式振動発生装置（２
    ２）、とを備えてなるエア駆動式歯科用歯石除去装置で
    あって、 前記振動発生装置（２２）は、略円板状のロータ室（３
    ８）を画定しケーシング（１２）に対して振動自在にケ
    ーシング内に弾性支持された剛性の本体（２６）と、ロ
    ータ室（３８）より小さな寸法を有しロータ室（３８）
    内に運動自在に収蔵された略円板状のロータ（４０）
    と、ロータをロータ室内で回転させるべくロータ室内に
    その軸線（４６）を中心として旋回するジェット流が形
    成される方向に圧縮空気をロータ室（３８）内に噴射す
    る噴射手段と、ロータ室からの排気を排出する手段、と
    を備えてなり、 前記振動発生装置（２２）はケーシング（１２）の前端
    部（２４）に近接して配置され、前記スケーラー・チッ
    プ（７８）は振動発生装置本体（２６）に直接に装着さ
    れ、スケーラー・チップ（７８）は、ケーシング（１
    ２）に支持されておらず、かつ、ケーシング（１２）か
    ら振動的に絶縁されていることを特徴とする、エア駆動
    式歯科用歯石除去装置。
  2. 【請求項２】ロータ（４０）の外径は５．０〜８．０mm
    であり、その軸方向厚さは０．４〜０．８mmである特許
    請求の範囲第１項記載の歯石除去装置。
  3. 【請求項３】ロータ室（３８）の内径は５．５〜８．５
    mmであり、軸方向厚さは０．８〜１．４mmである特許請
    求の範囲第１項又は第２項記載の歯石除去装置。
  4. 【請求項４】ロータ室（３８）の中心から本体（２６）
    の先端までの本体（２６）の軸方向長さＬは５〜３０mm
    である特許請求の範囲第１項から第３項までのいづれか
    に記載の歯石除去装置。
  5. 【請求項５】本体（２６）の前記軸方向長さＬは１０〜
    ２０mmである特許請求の範囲第４項記載の歯石除去装
    置。
  6. 【請求項６】伸長状態におけるスケーラー・チップ（７
    ８）の有効長さは３０〜５０mmである特許請求の範囲第
    １項から第５項までのいづれかに記載の歯石除去装置。
  7. 【請求項７】前端部（２４）と手前側端部（２０）とを
    有する筒状のケーシング（１２）と、前端部（２４）近
    傍に配置され歯牙その他のワークピースに係合可能な歯
    科用工具と、ケーシング（１２）内に収蔵され振動伝達
    関係で前記工具に作動的に連結されたエア駆動式振動発
    生装置（２２）、とを備えてなるエア駆動式歯科用装置
    であって、 前記振動発生装置（２２）は、略円板状のロータ室（３
    ８）を画定しケーシング（１２）に対して振動自在にケ
    ーシング内に弾性支持された剛性の本体（２６）と、ロ
    ータ室（３８）より小さな寸法を有しロータ室（３８）
    内に運動自在に収蔵された略円板状のロータ（４０）
    と、ロータをロータ室内で回転させるべくロータ室内に
    その軸線（４６）を中心として旋回するジェット流が形
    成される方向に圧縮空気をロータ室（３８）内に噴射す
    る噴射手段と、ロータ室からの排気を排出する手段、と
    を備えてなり、 前記振動発生装置（２２）はケーシング（１２）の前端
    部（２４）に近接して配置され、前記歯科用工具は振動
    発生装置本体（２６）に直接に装着され、前記歯科用工
    具は、ケーシング（１２）に支持されておらず、かつ、
    ケーシング（１２）から振動的に絶縁されていることを
    特徴とする、エア駆動式歯科用装置。
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