JPH08252267A

JPH08252267A - 歯科用超音波加工装置

Info

Publication number: JPH08252267A
Application number: JP8633995A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ito; 充雄伊藤; Atsushi Horiuchi; 敦司堀内; Motoki Hirano; 元基平野
Original assignee: Suzuki Motor Corp; Matsumoto Dental University
Current assignee: Suzuki Motor Corp; Matsumoto Dental University
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】技工分野および診療分野のいずれにも超音波
エネルギを有効に利用し、作業環境の改善，歯形の鋳造
品の変形防止，技工分野および診療分野における作業能
率の向上等を図った歯科用超音波加工装置を提供するこ
と。【構成】所定周波数の超音波を出力する超音波振動子
部２と，この超音波振動子部２に連結されたホーン部３
とを収納したハンドピース組立体１を有すると共に、こ
のハンドピース組立体１に着脱自在に装着され用途に応
じて選択使用される複数種類の超音波工具（ツール）
５，・・を設け、この複数の各超音波工具５，・・のホ
ーン部３に対する連結部６をそれぞれ同一の構成とし
た。更に超音波振動子部２を駆動するドライブ回路に、
励振信号の出力レベルを可変設定する出力可変設定手段
を装備したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯科用超音波加工装置
に係り、特に所定周波数の超音波を出力するホーン部を
収納したハンドピース組立体と，該ハンドピース組立体
に装着されて使用される所定長さの歯科用の超音波工具
とを備えた歯科用超音波加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯科治療の分野では、従来より技工技術
者による技工分野と，歯科医による診療分野とに分類さ
れ、両者の協同作業によって、より適切な歯科治療が実
行されるようになっている。

【０００３】技工分野としては、(1) 義歯製作工程での
ワックス成形、(2) 鋳造品の砂落とし、(3) 鋳物の洗
浄、がそれに該当する。又、診療分野では、(4) ワック
スモデルの調整、(5) 粘着性成形材（レジン）の歯への
充填、(6) 粉体成形材（アパタイト）の歯への充填、
(7) 充填材の硬化後の研磨、(8) 矯正用ブラケットの除
去等、がそれに該当する。

【０００４】この内、上記(1) の「義歯製作工程でのワ
ックス成形」では、歯科診療における補綴物（クラウ
ン，ブリッジ，金属床，クラスク等）や保存修復物（イ
ンレー等）の作製に際し、各種ワックスを用いて模型上
でワックスパターンを形成するワックス成形、がこれに
相当する。この場合、ワックスの溶解温度は通常３５
〔℃〕〜９０〔℃〕のものが使用されており、その溶解
に際しては、ガスバーナで加熱したワックスアップ用イ
ンスルメントを用いたり、電気ゴテを用いる、という手
法が採用されている。

【０００５】又、上記(2) の「鋳造品の砂落とし」で
は、砂および石膏を用いる金属の鋳造工程での鋳造後の
砂落とし、がこれに相当する。この場合、通常は木槌で
鋳型を叩いて壊したり、又カンシで鋳型を割って取り出
す等の手法が採られていた。

【０００６】上記(3) の「鋳物の洗浄」にあっては、洗
浄の対象物が小物であり且つ設置場所等の制約もあっ
て、一般に汎用の卓上型超音波洗浄器が使用されてい
た。

【０００７】上記(4) の「ワックスモデルの調整」で
は、技工士の製作したワックスモデルを適当にカットす
る等の作業が常に伴っており、かかる作業については患
者に対する最適な治療を図るためのワックスモデルの調
整が適宜行われている。

【０００８】上記(5) 〜(6) の「粘着性成形材（レジ
ン），粉体成形材（アパタイト）の歯への充填」では、
例えば特開昭６３−１８３０５１号公報に開示されてい
るように、超音波を利用して工具へのレジンやアパタイ
トの付着を排除し、これによって歯の所定箇所にレジン
やアパタイトを円滑に充填し得るようになっている。

【０００９】上記(7) の「充填材の硬化後の研磨」で
は、通常は、回転式の駆動工具の先端部にヤスリ等の研
磨具を付したものが使用されている。

【００１０】上記(8) の「矯正用ブラケットの除去等」
にあっては、歯に固定した矯正用ブラケットを、カンシ
やインスルメント，ペンチ等の工具を用いて引っ張った
り或いはテコの原理等を用いて引き剥がすようにして取
り外していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、以下のような不都合が生じていた。ま
ず、従来例における上記(1) の「義歯製作時のワックス
成形」および(4) の「ワックスモデルの調整」では、ガ
スバーナによる加熱で作業室内の換気が悪くなり、狭い
部屋では長時間の継続作業が出来ないという不都合が生
じていた。また長期にわたっては、室内の各所に微細な
汚染物質が堆積するという不都合があった。

【００１２】上記(2) の「鋳造品の砂落とし」では、木
槌で鋳造品を叩いたり壊したりすると当該鋳造品が変形
したり，或いはレジン床が割れたりするという不都合が
あった。また、カンシ等の工具で割ると、その作業に時
間が掛かり、また、エアーチゼル（振動工具）による場
合も時にはあるが、このエアーチゼルでは振動の振幅が
大きいため鋳物表面に傷をつけてしまうという不都合が
あった。

【００１３】上記(3) の「鋳物の洗浄」にあっては、汎
用の卓上型超音波洗浄器が使用されていることから、出
力が小さく、このため付着した砂が落ち難いという不都
合が生じていた。

【００１４】上記(5) 〜(6) の「粘着性成形材（レジ
ン），粉体成形材（アパタイト）の歯への充填」では、
まず、二種類の液又はペースト，粉末を、パレット上で
練り合わせることにより硬化させるようになっている
が、混ぜ合わせに使用するヘラに混合液がへばり付くと
いう不都合があり、同時に早く混ぜ合わせようとすると
充填物内に有害な気泡が含まれてしまうという不都合が
生じていた。

【００１５】上記(7) の「充填材の硬化後の研磨」で
は、回転式の駆動工具の先端部にヤスリ等の研磨具を付
したものが使用されることから、実際の治療に際しては
駆動工具の回転音が必要以上に患者に不快感をいだかせ
るという事態が生じ、迅速な治療に支障をきたすという
という不都合があった。

【００１６】又、上記(8) の「矯正用ブラケットの除去
等」にあっては、歯に固定した矯正用ブラケットを、カ
ンシやインスルメント或いはペンチ等の工具を用いて引
っ張ったり，テコの原理等を用いて引き剥がす等の手法
をもって取り外していたことから、患者の歯のエナメル
質を損傷しやすいという不都合があった。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に技工分野および診療分野のいずれにも超
音波エネルギを有効に利用し、これによって作業環境の
改善，歯形の鋳造品の変形防止，技工分野および診療分
野における作業能率の向上等を図り、且つ患者に不快感
をおこさせることなく歯科治療を円滑に行い得る歯科用
超音波加工装置を提供することを、その目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、所定周波数の超音波を出力する超音波振動子部と，
この超音波振動子部に連結されたホーン部とを収納した
ハンドピース組立体を有すると共に、このハンドピース
組立体に着脱自在に装着され用途に応じて選択使用され
る複数種類の超音波工具を設け、ホーン部に、当該ホー
ン部に印加する所定周波数の励振信号を出力するドライ
ブ回路を併設する。

【００１９】そして、複数の各超音波工具の前記ホーン
部に対する連結部をそれぞれ同一の構造とすると共に、
前述したドライブ回路に、当該ドライブ回路から出力さ
れる励振信号の出力レベルを可変設定する出力可変設定
手段を装備する、という構成を採っている。

【００２０】請求項２記載の発明では、前述した請求項
１記載の超音波加工装置において、超音波工具を、一端
部に加工部を備えた工具部と，この工具部の他端部に装
備された連結部とにより構成し、この連結部を、ホーン
部に螺合されるネジ部と該ネジ部に一体化されたストッ
パ部とにより構成する、という手法を採っている。

【００２１】請求項３記載の発明では、前述した請求項
２記載の超音波加工装置において、工具部の一端部の加
工部を面状に形成すると共に、この面状に形成された加
工部に、硬質研磨材若しくは硬質切削材等の工具刃用硬
質粒子が一様に付されたペーパー状切削研磨部材を固着
装備する、という構成を採っている。

【００２２】請求項４記載の発明では、前述した請求項
２記載の超音波加工装置において、前述した工具部の加
工面に、硬質研磨材若しくは硬質切削材等の工具刃用硬
質粒子を一様にコーティングする、という構成を採って
いる。

【００２３】請求項５記載の発明では、前述した請求項
２記載の超音波加工装置において、前述した工具部を、
棒状で且つ先端部が尖った形状とする、という構成を採
っている。

【００２４】請求項６記載の発明では、前述した請求項
３記載の超音波加工装置において、前述した工具部を、
棒状で且つ先端部が幾分曲折された形状とする、という
構成を採っている。これによって前述した目的を達成し
ようとするものである。

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明では、所定周波数の超音
波を出力する超音波振動子部と，この超音波振動子部に
連結されたホーン部とを収納したハンドピース組立体を
設ける。このハンドピース組立体に着脱自在に装着され
用途に応じて選択使用される複数種類の超音波工具（ツ
ール）を設けたことから、歯科分野での種々の技工およ
び種々の診療に対応することができ、また、この複数の
各超音波工具（ツール）の前述したホーン部に対する連
結部が同一形状であることから、一のホーン部に対して
種々のツールを取替え装備することができるという装置
の汎用化が可能となり、同時に、超音波振動子部を駆動
するドライブ回路に、当該ドライブ回路から出力される
励振信号の出力レベルを可変設定する出力可変設定手段
を併設したので、各ツールに適合した周波数の超音波を
当該ツールに出力することができ、ツールの性能を最大
限に発揮することができる。

【００２６】請求項２記載の発明では、前述した請求項
１記載の超音波加工装置において、超音波工具（ツー
ル）を、一端部に加工部を備えた工具部と，この工具部
の他端部に装備された連結部とにより構成し、この連結
部を、前述したホーン部に螺合されるネジ部と該ネジ部
に一体化されたストッパ部とにより構成したので、ホー
ン部にたいする着脱が容易となり且つ連結部の部品の量
産化および規格化が可能となり、従って原価逓減を図る
ことができ、同一のハンドピース組立体に対して異なっ
たツールの装着若しくは交換装備を，迅速且つ確実に成
し得るようになっている。

【００２７】請求項３乃至４記載の発明では、前述した
請求項２記載の超音波加工装置において、工具部の一端
部の加工部を面状に形成すると共に、この面状に形成さ
れた加工部に、硬質研磨材若しくは硬質切削材等の工具
刃用硬質粒子が一様に付されたペーパー状切削研磨材を
固着装備する、等の構成を採っているので、歯の噛み合
う部分の平坦加工が容易となり、超微小振動による切削
等の治療であるため、切削面を高精度に設定することが
できる。

【００２８】請求項５記載の発明では、前述した請求項
２記載の超音波加工装置において、工具部を、棒状で且
つ先端部を尖った形状に設定としたので、治療部の部分
的な切削等に効果的に機能し、これによって治療作業の
円滑化が促進される。

【００２９】請求項６記載の発明では、前述した請求項
２記載の超音波加工装置において、工具部を、棒状で且
つ先端部が幾分曲折された形状とするようにしたので、
鋳造品成形後の砂落とし，とくに鋳造品の内面の砂落と
し等に効果的に機能し、これによって砂落とし作業の迅
速化及び円滑化が促進される。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００３１】最初に装置全体について説明し、続いて、
前述した技工におけるワックス成形から鋳造上げ迄の工
程，および診療時における装置の使用方法等について順
次説明する。

【００３２】〔装置全体について〕まず、図１におい
て、符号１は所定周波数の超音波を出力するハンドピー
ス組立体を示す。このハンドピース組立体１は、超音波
振動子部２と、この超音波振動子部２から出力される超
音波振動を収束して出力するホーン部３と、これら各部
を収納するケース部４とを備えている。超音波振動子部
としては、本実施例では縦波超音波を出力する超音波振
動子部２が使用されている。

【００３３】ホーン部３は、図２に示すように円柱状の
ものが使用され、中心軸上で、前述した超音波振動子部
２に両ねじ２ａをもって螺合され一体化されている（図
１参照）。符号３Ａはホーン部３に形成されたフランジ
部を示す。このフランジ部３Ａを介してホーン部３が前
述したケース部４に装着されている。

【００３４】このホーン部３の図１に示す右端部に、所
定長さの歯科用の超音波工具（ツール）５が着脱自在に
装着されている。このツール５は、図１では棒状のもの
を使用しているが、本実施例では、使用目的に応じて種
々のものが取替えて組み込まれるようになっている。

【００３５】図３に、上記ツール５の他の例を示す。こ
こで、図３（Ａ）では棒状で先端が曲がっている先端曲
折タイプのツール５Ａを、図３（Ｂ）では全体的に緩や
かに湾曲した棒状湾曲タイプのツール５Ｂを、図３
（Ｃ）ではカップ状のツール５Ｃを、図３（Ｄ）ではナ
イフ状のツール５Ｄを、図３（Ｅ）では先端が切削刃を
構成する棒状切削タイプのツール５Ｅを、図３（Ｆ）で
は短冊状で先端部に切削刃が形成された平タイプのツー
ル５Ｆを、図３（Ｇ）では先端部に洗浄用振動板５Ｇａ
が付された洗浄用ツール５Ｇを、更に図３（Ｈ）では柱
状に形成された振動印加用の加振ツール５Ｈを、図３
（Ｉ）では所定厚さの短冊状で先端部が曲折され且つ該
曲折された外面に面状加工部を有する曲折面状ツール５
Ｉを示す。

【００３６】この図３（Ｉ）における曲折面状ツール５
Ｉは、実際には同図に示すように、その面状加工部５Ｉ
ａに硬質研磨材若しくは硬質切削材等の工具刃用硬質粒
子５Ｉｂを一様に付したペーパー状切削研磨材５Ｉｃが
固着装備されている。一方、その曲折面状ツール５Ｉに
ついては、図３（Ｊ）に示すように、前述したペーパー
状切削研磨材５Ｉｃに代えて，加工面５Ｊａに硬質研磨
材，硬質切削材等の工具刃用硬質粒子５Ｊｂを一様に直
接コーティングして成る曲折面状ツール５Ｊとしてもよ
い。

【００３７】これらのツール５Ａ〜５Ｊは、何れも前述
したホーン部３に対してネジ部５ｅにて同軸上に着脱自
在に螺合され一体化されるようになっている。図４に、
ツール５をホーン部３に取り付ける直前の状態を示す。
符号５ａはストッパ部を示し、符号５ｂは工具部を示
し、符号５ｅは前述した取付ねじ部を示す。このストッ
パ部５ａと取付ねじ部５ｅとにより、連結部６が構成さ
れている。

【００３８】また、このツール５は、例えば図５に示す
ように、その連結部６と工具部５ｂとが、ロー付け，ネ
ジ止め，圧入又はカシメ等によって一体化されたものが
使用されている。図５（Ａ）は連結部６と工具部５ｂと
が一体化された状態のツール５を示し、図５（Ｂ）は一
体化される前のツール５を示す。この連結部５ａと工具
部５ｂとの関係は、他のツール５Ａ〜５Ｊ，１５の各々
についても全く同一となっている。

【００３９】ここで、ツール５の振動モードおよび超音
波発振機２０について説明する。超音波工具（ツール）
内では、一般には、印加される超音波が縦振動であって
も、縦振動と横振動とが同時に発生する。通常の超音波
加工では縦振動が使用されることから、横振動は極力発
生しないようにツール形状が決定される。この縦振動と
横振動の発生については、一般にツールの断面積が小さ
いほど（ツールが細くて長い程）横振動が顕著に現れ
る。前述した図１に開示したツール５は、この横振動の
発生を抑制した形状のものが使用されている。

【００４０】次に、上述した超音波振動子部２を励振す
る発振機２０の例を、図６乃至図７に示す。この内、図
６に外観図を示し、また図７に当該発振機２０の回路ブ
ロック図を示す。

【００４１】この図６乃至図７において、発振機２０
は、図７の回路ブロック図からなる電気系を収納した発
振機本体２１と、この発振機本体２１の出力のオン／オ
フを設定するフートスイッチ２２とを備えている。発振
機本体２１の一方の面２１Ａには、出力コネクタ２１
ａ，電源スイッチ２１ｂ，出力可変ボリューム２１ｃ，
動作中を表示する動作表示ランプ２１ｄ等が装備されて
いる。

【００４２】この発振機２０は、図７に示すように、電
源回路として整流平滑回路３０と、この整流平滑回路３
０の出力を電源とする定電圧可変出力回路３１と、この
定電圧可変出力回路３１に付勢されて作動するドライブ
回路３２と、このドライブ回路３２によって交互にオン
／オフ駆動される出力トランジスタ（第３のトランジス
タＴｒ₃と第４のトランジスタＴｒ₄）と、この出力ト
ランジスタＴｒ₃およびＴｒ₄により形成される所定周
波数の励振信号を前述した超音波振動子２に印加する出
力トランスＴ₁およびチョークトランスＴ₂とを備えて
いる。また、符号３３は周波数自動追尾回路を示し、符
号３４はフィードバック回路を示す。

【００４３】この発振機２０の動作を説明すると、ま
ず、フートスイッチ２２をオンとすると、ホトモスリレ
ー２４の発光ダイオード２４Ａに電流が流れて当該ホト
モスリレー２４がオンする。このホトモスリレー２４の
オンにより、第１のトランジスタＴｒ₁がオンする。同
時に第２のトランジスタＴｒ₂のコレクタ電圧が印加さ
れた状態で抵抗Ｒ₄を介してベース電流が入る。これに
より、第２のトランジスタＴｒ₂がオンし、第１のトラ
ンジスタＴｒ₁のベース電流をコントロールし、第３の
トランジスタＴｒ₃のコレクタ電圧が設定値に保持され
る。

【００４４】ここで、抵抗Ｒ₄については可変抵抗が使
用されている。この可変抵抗Ｒ₄は、駆動信号を出力す
る機能を備えたドライブ回路３２から出力される励振信
号の出力レベルが可変設定するもので、出力可変設定手
段として機能する。

【００４５】続いて、抵抗Ｒ₅を介して前述したドライ
ブ回路３２が作動し、第３のトランジスタＴｒ₃と第４
のトランジスタＴｒ₄を交互にオン／オフする。この結
果、出力トランスＴ₁およびチョークトランスＴ₂を介
して前述した超音波振動子部２に対して該超音波振動子
部２の共振周波数に一致した周波数が印加される。

【００４６】一方、超音波振動子部２の共振周波数が変
化すると、周波数自動追尾回路３３およびフィードバッ
ク回路３４を介して，前述したドライブ回路３２にその
情報がフィードバックし共振周波数が追尾され、負荷の
変動に対して常に共振状態を設定されるようになってい
る。

【００４７】このホーン部３の図１に示す右端部に、所
定長さのワックス加工用の超音波工具（ツール）５が着
脱自在に装着されている。このツール５は、その先端部
以外の露出部に少なくとも一つの節部が設定されるよう
に、当該ツール５の長さが特定されている。

【００４８】次に、前述した各ツール５，５Ａ〜５Ｊの
歯科部門における使用方法について説明する。

【００４９】〔技工での成形から仕上げ迄（その１）〕
図８（Ａ）〜（Ｄ）に、その一連の流れを示す。ここ
で、図８（Ａ）は患者の歯をコピーして作成した石膏モ
デル４１を示し、図８（Ｂ）はワックスを石膏モデル４
１の周囲に盛り付けたワックスＷの成形状態を示す。ま
た、図８（Ｃ）は鋳造に必要な湯口を付けて更にワック
スＷの周囲を石膏（又は砂）で覆った状態（鋳型の形
成）を示し、図８（Ｄ）は鋳込み完了後に周囲および内
側の石膏（又は砂）を落として形成された鋳造品（歯に
被せる金属片）４２を示す。そして、図８（Ｂ）のワッ
クス成形および図８（Ｄ）の砂落としの各工程における
作業に、前述した超音波加工機が関与し、その作業能率
の向上が図られている。

【００５０】以下、これを説明する。まず、図８（Ｂ）
のワックス成形工程では、前述した各ツール５，５Ａ〜
５Ｇの内、ツール５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが、図９（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）に示すように使用される。

【００５１】即ち、図９（Ａ）ではカップ状のツール５
Ｃを使用し、溶融ワックスを石膏モデル４１上にたらし
て盛り上げる。また、図９（Ｂ）ではナイフ状のツール
５Ｄを使用し、盛り上げたワックスの不要な部分をカッ
トする。更に図９（Ｃ）では、棒状湾曲タイプのツール
５Ｂを使用してカット後の細かい部分の切削仕上げが行
われる。

【００５２】続いて、上記図８（Ｃ）の型によって形成
される鋳造品４２の砂（又は石膏）落とし工程では、先
端曲折タイプのツール５Ａ又は棒状湾曲タイプのツール
５Ｂが使用される。図１０（Ａ）（Ｂ）にこれを示す。
この場合、先端曲折タイプのツール５Ａは、図１０
（Ｃ）のように開口部に突出部を備えた形状の鋳造品４
２に対しては特に効果的に機能する。

【００５３】更に、この砂おとし工程後に鋳造品４２の
仕上げ工程が行われるが、この仕上げ工程では、図１１
に示すようにツール５Ｇ等による超音波洗浄が行われ
る。この場合、超音波洗浄は固定式のものでないことか
ら、ツール５Ｇの水中での位置を任意に変えることによ
り鋳造品４２の全面（内面も含めて）が均一に且つ有効
に洗浄される。

【００５４】〔技工での成形から仕上げ迄（その２）〕
次に、前述した図９（Ａ）では、溶融ワックスを石膏モ
デル４１上にたらして盛り上げる工程でカップ状のツー
ル５Ｃを使用した場合を例示したが、ここでは、この溶
融ワックスの形成および保持等についての他のツールに
よる例を図１２〜図１５に基づいて説明する。

【００５５】この場合、ツールとしては図１に示すツー
ル５が使用される。また、このツール５は、縦波超音波
で励振される場合を示す。図１２（Ｂ）に、超音波振動
によってツール５上に生じる応力分布および振動変位の
状態を例示する。この図１２では、縦波超音波をツール
５に出力すると共に、このツール５として縦振動に強い
共振点を有するように形成されたものが使用されてい
る。

【００５６】このツール５は、振動周波数の波長をλに
対して、その長さが「λ／２」に設定された場合を示
す。かかる場合、中央部の節ａ部分に応力が集中し、こ
の部分の温度が応力に対応して高くなる。

【００５７】そして、図１３に、前述した図１２の場合
のツール５の断面積と該ツール５のａ部分での発熱量と
の関係を定性的に示す。断面積が小さい程応力の集中が
高くなり、これに対応してａ部分での発熱量も増大する
ことが確認されている。又この場合の外部（被加圧物）
に対する振幅と発熱量との関係を図１４に示す。

【００５８】このツール５内の応力値は、ツール５の断
面積又は直径に逆比例し、また、ツール５の材質や硬度
によって異なる。例えば、ステンレス，工具鋼などで焼
き入れ処理等により硬度が高い材質（ＨＲＣ４０〜６０
以上）では、直径１〔ｍｍ〕〜４〔ｍｍ〕程度で、ワッ
クスが溶ける温度までツール５が発熱する。そして、こ
の場合の振動振幅の大きさは、超音波周波数６０〔ｋＨ
ｚ〕の場合，ホーン部３の先端のツール取り付け部で５
〜１０〔μｍ〕が確認された。

【００５９】そして、この場合のツール５の図１２
（Ａ）におけるａ部分の温度は、印加する超音波の出力
によって相違するが、前述したワックスの溶解温度に設
定するのは極く容易となっている。

【００６０】図１５（Ａ）に、ツール５でワックスを溶
解する場合の状態を示す。そして、このツール５の中央
部で溶解されたワックスは、図１５（Ｂ）に示すよう
に、両端部に形成される振動モードの腹部の振動変位に
押し戻されて振動の節部分に相当する温度の高い中央部
に、そこを定位置としてそのまま溜まるようになってい
る。この場合、ツール５の先端部を固形ワックスに当接
し、その振動エネルギにて当該固形ワックスを加熱して
溶解するようにしてもよい。

【００６１】そして、この溶融ワックスの使用に際して
は、ツール５の先端を目的物に近づけた後、前述したフ
ートスイッチ２２をオフ操作する。これによって、溶融
ワックスはツール５の先端が下がった方向に移動するこ
ととなる。

【００６２】〔技工での成形から仕上げ迄（その３）〕
次に、溶融ワックスの形成および保持等についてのその
他の例を図１６乃至図１８に基づいて説明する。

【００６３】この場合、ツールとしては図１６（Ａ）に
示すツール１５が使用される。また、このツール１５
は、横波超音波で励振される場合を示す。

【００６４】ここで、ツール１５としては、図１７
（Ａ）に示すように棒状のものを使用しているが、図１
７（Ｂ）に示すように短冊状のものであってもよい。こ
の場合、実験的には、６０〔ｋＨZ 〕の超音波を使用
し、ツール１５の直径ｄが１〜３〔ｍｍ〕，或いは厚さ
Ｔが０．２〜２．０〔ｍｍ〕の場合に、比較的効率よい
横波振動を得ることができた。図１６（Ａ）にその振動
の態様を示す。その他の構成は、前述した図１２（Ａ）
の場合と同様となっている。

【００６５】そして、この場合も、前述した図１５
（Ａ）の場合と同様に、固形ワックスＷに対してツール
１５を軽く押しつけると、ツール１５の横振動によって
固形ワックスＷの接触面がたたかれ、これによって固形
ワックスＷの接触部が溶融してツール１５に付着する。
この場合の溶融したワックスの付着状態を図１６
（Ｃ），図１８（Ａ）に示す。

【００６６】即ち、溶融したワックスは、横振動の複数
の節部分に集まり、当該ツール１５上の複数の節部分で
保持される。この場合、前述した図１５の場合と同様
に、ツール１５の先端部を下向きにしてもツール１５上
の溶融ワックスは落下せず、当該ツール１５上に保持さ
れる。

【００６７】また、この場合、ツール１５の振動が横振
動であることから、縦波による場合よりもその波長が短
くなり、従って、縦波の場合と同一の大きさのツール１
５を使用した場合には溶融したワックスのの留まる箇所
を縦波の場合より多くすることができ、このため、より
多くの溶融ワックスをツール１５上に留めることができ
るという利点がある。

【００６８】そして、ツール１５上での横振動が解除さ
れると、その時点で溶融ワックスは落下する。実際に
は、かかる性質を利用して、はんだゴテでは不可能なほ
どの多量の溶融ワックスを、図１８（Ａ）に示すように
ツール１５上保持しておき、使用箇所にツール１５の先
端部を下向きにして近づけると共に、図１８（Ｂ）
（Ｃ）に示すようにフートスイッチ２２（図６参照）を
適当に操作することにより、その適当量を滴下するよう
に使用することが可能となる。図１８（Ｄ）は溶融ワッ
クスを一部残した場合を示す。

【００６９】このように、上記各実施例によると、ツー
ル５，１５が棒状の部材であっても、このツール５，１
５上に、比較的多くの溶融ワックスをツール５，１５の
傾きにかかわりなく載せることができ、必要に応じてい
つでも確実に滴下することができるという利点を得るこ
とができる。

【００７０】〔診療での使用（その１）〕図１９乃至図
２１にこれを示す。この内、図１９ではワックスモデル
４４の配列調整を示し、図２０では歯４６の患部穴４６
ａへのレジン４５の充填動作を示す。また、図２１では
歯４６への粉体４７の充填動作を示す。

【００７１】この場合、図１９ではワックスモデルの一
部を例えばツール５Ｄを用いてカットし、矢印Ａの如く
移動して再び溶融ワックスにて連結するという工程が実
行される。また、図２０では光硬化性セメント（レジ
ン）４５を歯４６の患部穴４６ａに充填し、同図中の歯
４６Ａの如く仕上げられる。

【００７２】更に、図２１では親水性のアパタイト粉４
７を歯４６の患部穴４６ａに充填し、その後、ツール５
Ｈを用いて歯４６を加振させる。これによって、歯４６
の患部穴４６ａにアパタイト粉４７を高密度に充填する
ことができる。

【００７３】〔診療での使用（その２）〕図２２乃至図
２４にこれを示す。この内、図２２ではツール５Ｉを用
いて歯４８の噛み合い面を切削（若しくは研磨）する場
合を示す。この歯４８の噛み合い面の切削に際しては、
ツール５Ｉを軽く押し当てることにより、切削が継続さ
れる。この切削時にあっては、例えば５〜２０μｍ程度
の縦振動が出力される。

【００７４】また、噛み合い調整材の切削と研磨につい
ても同様に使用される。例えば、クラウン，ブリッジ，
義歯，レジン歯，陶歯，陶材，そして保存修復材として
インレ，コンポジットレジン等を所定箇所にセットして
噛み合い調整を行うとき、高い部分の切削と研磨をツー
ル５Ｉで行うと、精度のよい平坦度を得ることができ
る。

【００７５】更に、図２３ではツール５Ｅを用いて歯４
８の側面をポイント切削する場合を示し、図２４は同じ
くツール５Ｅを用いて歯４８の噛み合い面の中央内部を
切削する場合を示す。何れも切削（若しくは研磨）に際
しては何ら音が生じないことから、患者の恐怖心を有効
に和らげることができる。

【００７６】〔診療での使用（その３）〕また、図２５
では歯の矯正に使用されたブラケットの撤去作業に、ツ
ール５Ｄを用いた場合を示す。ここで、図２５（Ａ）で
は、ブラケット５０Ａを介して複数の歯４９をワイヤ５
０Ｂにて連結した場合を示す。また、図２５（Ｂ）では
ワイヤ５０Ｂを取り外した場合を示し、図５０（Ｃ）で
は、ツール５Ｄを用いてブラケット５０Ａを歯４９から
撤去する場合を示す。

【００７７】このようにすると、ブラケット５０Ａと歯
４９との接合面にツール５Ｄを当接するだけで、とくに
歯４９のエナメル質を傷つけることなく円滑に撤去する
ことができる。

【００７８】〔診療での使用（その４）〕ここでは、充
填材の前処理として成される充填材の練合および脱気へ
の応用について説明する。図２６乃至図２７にこれを示
す。ここでは、ツール５，ツール５Ｂ又はツール５Ｉ等
が使用される。

【００７９】具体的には、ペレット上に二種類の液Ａ，
Ｂ，或いはペースト，粉末等を入れ、ツール５Ｂを超音
波振動させて混ぜ合わせる（図２６参照）。この場合、
超音波振動が液中を伝わり、混合がより促進され、水と
油の乳化作用に類似した作用が働く。また、この液Ａ，
液Ｂの練り合わせ作業が促進されると、超音波振動によ
る液中の脱泡作用も同時に働く。

【００８０】このように、超音波振動させて混ぜ合わさ
れた充填材を使用すると、液Ａ，液Ｂ等がより均一に練
り合わされ且つ脱気が促進されていることから、硬化し
た後のセメントやよび充填物が緻密をなりその強度が著
しく増大する。

【００８１】また、練り合わされた充填材は、通常はツ
ール５Ｂの先に付着しやすい。しかしながら、練り合わ
せ作業完了後にツール５Ｂを超音波振動させた状態で充
填材から引き抜くを、ツール５Ｂには充填材が付くこと
なく円滑に引き抜くことができ、かかる点において充填
材の無駄を省くことができ、作業の円滑化を図ることが
できる。

【００８２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、予め複数の超音波工具（ツール）
を備えておくことにより、歯科関係の技工および診療の
多くの工程に当該装置を使用することができ、治療音が
全く無いことから従来受けていた患者の不快感を幾分緩
和することが可能となり、このため、技工分野および診
療分野のいずれにも超音波エネルギを有効に利用し、こ
れによって作業環境の改善，歯形の鋳造品の変形防止が
可能となり、技工分野および診療分野の全体にわたって
作業能率の向上を図ることができ、煙等が一切で出ない
ことから，作業環境を大幅に改善することができるとい
う従来にない優れた歯科用超音波加工装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる装置の一実施例を示すハンドピ
ース組立体部分の一部断面した正面図である。

【図２】図１内に開示したホーン部を示す図で、図２
（Ａ）はその正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の右側面
図である。

【図３】図１内に開示した超音波工具（ツール）の他の
例を示す図で、図３（Ａ）は棒状で先端が曲がっている
先端曲折タイプのツールを示し、図３（Ｂ）は全体的に
緩やかに湾曲した棒状湾曲タイプのツールを示す正面
図、図３（Ｃ）はカップ状ツールを示す斜視図、図３
（Ｄ）はナイフ状ツールを示す正面図、図３（Ｅ）は棒
状で先端が切削刃を構成する棒状切削タイプのツールを
示す正面図、図３（Ｆ）は短冊状で先端部に切削刃が形
成された平タイプツールを示す正面図、図３（Ｇ）は先
端部に洗浄用振動板が付された洗浄用ツールを示す正面
図、更に図３（Ｈ）では柱状に形成された振動印加用の
加振ツールを示す正面図、図３（Ｉ）は所定厚さの短冊
状で先端部が曲折され且つ当該曲折された外面に面状加
工部を有する曲折面状ツールを示す斜視図、図３（Ｊ）
は曲折面状ツールの他の例を示す斜視図である。

【図４】図１内に開示したホーン部とツールとの関係を
示す説明図である。

【図５】図４内に開示したツールの分解した状態を示す
説明図でり、図５（Ａ）は一体化されたツールを示す図
であり、図５（Ｂ）は一体化される前の状態を示す図で
ある。

【図６】本発明にかかる装置の発振機部分を示す外観図
である。

【図７】図６に示す発振機の動作部門を示す回路図であ
る。

【図８】歯科分野における技工でのワックス成形から鋳
造仕上げまでの工程を示す説明図で、図８（Ａ）は歯の
石膏モデルを示す図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の石膏モ
デルの周囲にワックスを盛った状態を示すワックス成形
状態図、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）の周囲を砂又は石膏で
覆った状態（鋳型が形成された状態）を示す図、図８
（Ｄ）は鋳込み完了後に周囲の砂又は石膏を除去してな
る鋳造品を示す説明図である。

【図９】図８（Ｂ）のワックス成形状態のものを得る工
程を示す説明図で、図９（Ａ）は歯の石膏モデル上に溶
融ワックスをたらして盛り上げる工程を示す説明図、図
９（Ｂ）は不要な部分を切除する工程を示す説明図、図
９（Ｃ）は細かい部分を削る工程を示す説明図である。

【図１０】図８（Ｃ）のワックス成形状態のものから図
８（Ｄ）の鋳造品を得る工程を示す説明図で、図１０
（Ａ）は曲折ツールを用いて歯の石膏モデル部分を切除
する場合の状態を示す説明図、図１０（Ｂ）は曲折ツー
ルを用いて他の石膏モデル部分を切除する場合の状態を
示す説明図、図１０（Ｃ）は棒状湾曲ツールを用いて石
膏モデル部分を切除する場合の状態を示す説明図であ
る。

【図１１】図８（Ｄ）の鋳造品を洗浄する工程を示す説
明図である。

【図１２】図１内に開示したハンドピース組立体の超音
波工具（ツール）内に生じる縦振動による応力分布を示
す図で、図１２（Ａ）はそのモデル化した超音波工具
（ツール）部分を示す正面図、図１２（Ｂ）はそのツー
ル内に生じる縦振動による応力，発熱温度および振幅の
分布の例を示す線図である。

【図１３】図１２（Ａ）におけるツール内の発熱量を示
す図で、ツール断面積と発熱量との関係を示す線図であ
る。

【図１４】図１２（Ａ）におけるツールの振幅と当該ツ
ールが当接される被当接物の発熱量との関係を示す線図
である。

【図１５】図１２におけるツールの使用例を示す図で、
図１５（Ａ）は固形ワックスにツールを接触させる場合
の例を示す動作説明図、図１５（Ｂ）はツール上に溶融
ワックスが留まっている状態の例を示す説明図である。

【図１６】図１内に開示したハンドピース組立体のツー
ルを横波振動用のツールとした場合に当該ツールの振動
変位と溶融ワックスの保持との関係を示す図で、図１６
（Ａ）はそのモデル化したツール部分が横波振動する状
態を示す説明図、図１６（Ｂ）はツールの振動変位をモ
デル化した場合を示す説明図、図１６（Ｃ）はそのツー
ル上に溶融ワックスが留まっている状態の例を示す説明
図、図１６（Ｄ）は溶融ワックスの量に分布例を示す線
図、図１６（Ｅ）は図１６（Ｂ）はツールの横波振動の
振動変位を更にモデル化した場合を示す線図である。

【図１７】図１６内に開示したツール部分の形状を示す
図で、図１７（Ａ）は丸棒状の場合を示す図、図１７
（Ｂ）は短冊状の場合を示す図である。

【図１８】図１６（Ａ）に開示したツールで形状を幾分
変化させた場合の例を示す図で、図１８（Ａ）はツール
上に溶融ワックスを留めた状態を示す説明図、図１８
（Ｂ）はツールの先端を目的物に近づけた状態を示す説
明図、図１８（Ｃ）は目的物にツールの溶融ワックスの
一部を滴下している状態を示す説明図、図１８（Ｄ）は
目的物に溶融ワックスの一部を滴下した後の状態を示す
説明図である。

【図１９】歯科技工でのワックスモデルの並びを調整す
る場合の例を示す場合を示す説明図である。

【図２０】歯科診療時に歯の患部穴にレジンを充填する
場合の例を示す説明図である。

【図２１】歯科診療時に歯の患部穴に親水性のアパタイ
ト粉を充填する場合の例を示す説明図である。

【図２２】歯科診療時に歯の噛み合い面を切削する場合
の例を示す説明図である。

【図２３】歯科診療時に歯の側面をポイント研磨する場
合を示す説明図である。

【図２４】歯の上面中央部の患部穴の治療状態を示す説
明図である。

【図２５】歯の矯正用ブラケットの撤去作業を示す説明
図で、図２５（Ａ）は歯の矯正中の状態を示す図、図２
５（Ｂ）は矯正用のワイヤを除去した場合の状態を示す
図、図２５（Ｃ）は矯正用ブラケットの撤去直前の状態
を示す説明図である。

【図２６】充填材の練和の状態を示す説明図である。

【図２７】充填材の練和中に生じる気泡の脱泡状況を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ハンドピース組立体２超音波振動子３ホーン部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ，５
Ｈ，５Ｉ，５Ｊ，５Ｋ，１５超音波工具としてのツー
ル５Ｉａ，５Ｊａ面状加工部５Ｉｂ，５Ｊｂ工具刃用硬質粒子５Ｉｃペーパー状切削研磨材５ａストッパ部５ｂ工具部５ｅ取付けねじ部６連結部３２ドライブ回路Ｒ₄ 出力可変設定手段（可変抵抗）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平野元基静岡県浜松市高塚町300番地スズキ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定周波数の超音波を出力する超音波振
動子部と，この超音波振動子部に連結されたホーン部と
を収納したハンドピース組立体を有すると共に、このハ
ンドピース組立体に着脱自在に装着され用途に応じて選
択使用される複数種類の超音波工具を設け、前記ホーン
部に、当該ホーン部に印加する所定周波数の励振信号を
出力するドライブ回路を併設し、前記複数の各超音波工具の前記ホーン部に対する連結部
をそれぞれ同一の構造とすると共に、前記ドライブ回路
に、当該ドライブ回路から出力される励振信号の出力レ
ベルを可変設定する出力可変設定手段を装備したことを
特徴とする歯科用超音波加工装置。
【請求項２】前記超音波工具を、一端部に加工部を備
えた工具部と、この工具部の他端部に装備された連結部
とにより構成し、この連結部を、前記ホーン部に螺合さ
れるネジ部と該ネジ部に一体化されたストッパ部とによ
り構成したことを特徴とする請求項１記載の歯科用超音
波加工装置。
【請求項３】前記工具部の一端部に設けられた加工部
を面状に形成すると共に、この面状に形成された加工部
に、硬質研磨材若しくは硬質切削材等の工具刃用硬質粒
子が一様に付されたペーパー状切削研磨部材が固着装備
されていることを特徴とした請求項２記載の歯科用超音
波加工装置。
【請求項４】前記工具部の加工面に、硬質研磨材若し
くは硬質切削材等の工具刃用硬質粒子が一様にコーティ
ングされていることを特徴とした請求項２記載の歯科用
超音波加工装置。
【請求項５】前記工具部を、棒状で且つ先端部を尖っ
た形状としたことを特徴とする請求項２記載の歯科用超
音波加工装置。
【請求項６】前記工具部を、棒状で且つ先端部が幾分
曲折された形状としたことを特徴とする請求項２記載の
歯科用超音波加工装置。