JPH09201370A - 歯科用エアータービンハンドピース - Google Patents

歯科用エアータービンハンドピース

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JPH09201370A
JPH09201370A JP1384896A JP1384896A JPH09201370A JP H09201370 A JPH09201370 A JP H09201370A JP 1384896 A JP1384896 A JP 1384896A JP 1384896 A JP1384896 A JP 1384896A JP H09201370 A JPH09201370 A JP H09201370A
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air
turbine
air supply
chamber
exhaust port
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Noboru Tsukagoshi
昇 塚越
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Morita Tokyo Manufacturing Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のエアータービンハンドピースでは加圧空
気の一部がチャンバー内で抵抗体として作用し、タービ
ン翼の回転を低下させていた欠点を改善し、タービンの
回転効率を向上させトルクを増大させた歯科用エアーハ
ンドピースを提供する。 【解決手段】ハウジング内に切削工具を保持するための
回転軸に固定されたタービン翼と、タービン翼回転用の
エアーを流す給気路及びタービン翼回転後のエアーを排
出する排気路とを備える歯科用エアータービンハンドピ
ースにおいて、前記給気路先端の給気口の口径に対し、
排気路の入口端の排気口の口径を大きく設定し、かつ、
上記給気口から排気口に至るハウジング内を周回するエ
アー通路を、給気口から排気口側にかけて順次拡大させ
て形成させる。タービン翼とチャンバーの上下内壁面の
間隙は狭くとって配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用の歯科用エ
アータービンハンドピースに係わり、特に切削工具を回
転させるトルクの増大を図った歯科用エアータービンハ
ンドピースに関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来の歯
科用エアータービンハンドピースにおいては、歯科治療
の施術時例えば患者の歯牙に穿孔する際、切削工具の回
転にかなりの負荷がかかった場合トルクが減衰し、回転
速度が低下することがあった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討の
結果、下記の構成により上記課題を解決した。 (1)ハウジング内に切削工具を保持するための回転軸
に固定されたタービン翼と、タービン翼回転用のエアー
を流す給気路及びタービン翼回転後のエアーを排出する
排気路とを備える歯科用エアータービンハンドピースに
おいて、前記給気路先端の給気口の口径に対し、排気路
の入口端の排気口の口径を大きく設定し、かつ、上記給
気口から排気口に至るハウジング内を周回するエアー通
路を、給気口から排気口側にかけて順次拡大させ形成さ
せたことを特徴とする歯科用エアータービンハンドピー
ス。 (2)タービン翼とチャンバーの上下内壁面の間隙を狭
くとって配設したことを特徴とする前記(1)項に記載
の歯科用エアータービンハンドピース。 (3)ヘッド部及びネック部が合成樹脂で形成されてい
ることを特徴とする(1)項又は(2)項に記載の歯科
用エアータービンハンドピース。
【0004】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1は本発明の歯科用エアータ
ービンハンドピースのヘッド部とネック部の縦断面図で
ある。図において、1はヘッド部、2はネック部、3は
ヘッドハウジング、4はキヤップ部、5はネック部本
体、7はチャンバー、8はタービン翼、9は給気路、1
0は排気路、11は軸受部、12は回転軸、13は切削
工具、14は内輪、15は外輪、16はボール、17は
リテーナー、18はOリング、19はウエーブワッシャ
ー、30は上下空隙、31は左右空隙、91は給気口で
ある。図2は図1のA−A’断面図でタービン翼と加圧
空気の流路図である。図において、100はエアー通
路、101は排気口である。図3は本発明の歯科用エア
ータービンハンドピースの外観図である。図において、
6はエアー供給部である。
【0005】図4は従来の歯科用エアータービンハンド
ピースのヘッド部とネック部の縦断面図である。図にお
いて、1’はヘッド部、2’はネック部、3’はヘッド
ハウジング、4’はキヤップ部、7’はチャンバー、
8’はタービン翼、30’は上下空隙、31’は左右空
隙である。図5は図4のA−A’断面図でタービン翼と
加圧空気の流路図である。図において、100’はエア
ー通路、101’は排気口である。図6は従来の歯科用
エアータービンハンドピースの外観図である。図におい
て、6はエアー供給部である。
【0006】先ず従来の歯科用エアータービンハンドピ
ースの構造について説明する。図4に示すようにヘッド
部1’は、チャンバー7’内に周縁部にタービン翼8’
を有する回転軸12を配置し、ヘッド部1’の内部に前
記回転軸12を回転自在に軸受部11を介して支承して
いる。また、前記ヘッド部1’はヘッドハウジング3’
とキヤップ部4’よりなり、そして前記タービン翼8’
を配置するためのチャンバー7’が形成されると共に、
前記回転軸12を回転自在に支承するための軸受部11
が配設されている。さらに回転軸12の軸心部には歯科
用の切削工具13の軸が固定保持される。軸受部12
は、内輪14、外輪15、ボール16及びリテーナー1
7からなるボールベアリングより構成され、また、ボー
ルベアリングの外周側部には、求軸芯のためのOリング
18や、支承用のウエーブワッシャー19が配設されて
いる。そして、タービン翼8’は回転軸12の軸方向に
みて、タービン翼8’とチャンバー7’の上下内壁面の
上下間隙30’は広くとり、左右内壁面31’との左右
間隙31’は狭くとって配設されている。前記ネック部
2’は、ネック部本体5がチャンバー7’内に配設され
たタービン翼8’に加圧空気を供給するための給気路9
と、給気口91及びチャンバー7’内の加圧空気を排気
するための排気路10’と排気口101’によって構成
される。
【0007】次に従来の歯科用エアータービンハンドピ
ースの作用について説明する。図4に示すように、前記
加圧空気をネック部2’のネック部本体5に配設された
給気路9に給気し、該加圧空気を給気口91を通してチ
ャンバー7’内に導きタービン翼8’に噴射させ、回転
軸12に回転駆動力を発生させた後、チャンバー7’内
から加圧空気を排気口101’を通って排気路10に排
気することにより行われている。図5に示すように、上
記の作用における加圧空気の流れは、チャンバー7’内
を回転軸12を中心として、エアー通路100’の実線
矢印と点線矢印の方向に周回しながらUターンして排気
口101’を通って排気路10に排気される。
【0008】上記の構成の歯科用エアータービンハンド
ピースにおいて、回転軸12のトルクを増大するには、
理論的には加圧空気による給気口91での給気速度を速
くするか、加圧空気の単位時間当たりの給気量を増大さ
せればよいが、歯科用エアータービンハンドピースは患
者の口腔内に挿入し施術するため、ヘッドの大きさの制
約と、排気は直接口腔内にはできない制約がある。この
ため、実際には 給気速度を増大させようとして加圧空気圧を増大させ
ても、周知のように給気速度を音速以上に増大すること
ができないので、回転軸12のトルクの増大には限界が
ある。 給気量を増大させようとして加圧空気圧を増大させて
も、 1)給気量の増大により前述した構造のチャンバー7’
内の圧力が上昇し、その結果、給気速度を低下させる。 2)給気された加圧空気は、タービン翼8’に衝突した
後、回転軸12と同方向に主としてタービン翼8’の上
下間隙30’(図4)を通って図5に示す点線矢印のよ
うにチャンバー7’内を周回するが、回転軸12の回転
速度に比較して周回速度は遅いので、チャンバー7’内
で抵抗体として作用し、その量も増加する。 給気量を増大させようとして給気口91の断面積を増
大させても前記と同様にチャンバー7’内で抵抗体と
して作用するが、その傾向は前記よりも大である。こ
れは、給気口91の断面積が大きくなると、給気口91
から噴射された加圧空気は主として前記タービン翼8’
の上下の間隙30’を通過する際にチャンバー7’内に
急速に拡散し速度が低下して、タービン翼8’の回転に
対して抵抗作用を強める。このため、大きな給気口から
噴射される加圧空気のタービン翼8’への給気エネルギ
ーの伝達効率が悪化する。 上記のような問題があるため、制約の中でトルクをより
増大させることは困難な課題であった。
【0009】次に、本発明の歯科用エアータービンハン
ドピースの構造について説明する。図1に示すようにヘ
ッド部1は、チャンバー7内に周縁部にタービン翼8を
有する回転軸12を配置し、ヘッド部1の内部に前記回
転軸12を回転自在に軸受部11を介して支承してい
る。また、前記ヘッド部1はヘッドハウジング3とキヤ
ップ部4よりなり、そして前記タービン翼8を配置する
ためのチャンバー7が形成されると共に、前記回転軸1
2を回転自在に支承するための軸受部11が配設されて
いる。さらに回転軸12の軸心部には歯科用切削等の切
削工具13の軸が固定保持される。軸受部12は、内輪
14、外輪15、ボール16及びリテーナー17からな
るボールベアリングより構成され、また、ボールベアリ
ングの外周側部には、求軸芯のためのOリング18や、
支承用のウエーブワッシャー19が配設されている。
そして、タービン翼8は回転軸12の軸方向からみて、
タービン翼8とチャンバー7の上下内壁面の間隔30を
狭くとり、また、給気路9の給気口91の口径に対し、
ヘッドハウジング3のチャンバー7のエアー通路100
を通って周回しエアーを排気する排気口101の口径を
大きく設定し、上記給気口91から排気口101に至る
エアー通路100を、給気路9の先端の給気口91より
順次拡大させて排気口101において排気路10の口径
と一致するように配設されている。タービン翼8の先端
部とチャンバー内左右の外周内壁面との左右間隙31
は、図2(図1のA−A’断面図)に示すように切削工
具13の軸を中心として、給気口91を起点とし、順次
曲率半径を拡大させて排気口101に至るように設定さ
れている。また、前記ネック部2は、ネック部本体5が
チャンバー7内に配設されたタービン翼8に加圧空気を
供給するための給気路9と、給気口91及びチャンバー
7内の加圧空気を排気するための排気路10と排気口1
01によって構成される。なお、ヘッド部及びネック部
は成型が容易な合成樹脂で形成してもよい。
【0010】次に本発明の歯科用エアータービンハンド
ピースの作用について説明する。図1に示すように、前
記加圧空気をネック部2のネック部本体5に配設された
給気路9に給気し、該加圧空気を給気口91を通してチ
ャンバー7内に導きタービン翼8に噴射させ、回転軸1
2に回転駆動力を発生させた後、チャンバー7内から加
圧空気を排気口101を通して排気路10に排気するこ
とにより行われている。図2に示すように、上記の作用
における加圧空気の流れは、チャンバー7内を回転軸1
2を中心として周回させながらUターンさせて排気口1
01を通って排気路10に排気している。上記において
回転軸12のトルクを増大するには、理論的には加圧空
気による給気口91での給気速度を速くするか、加圧空
気の単位時間当たりの給気量を増大させればよいが、歯
科用エアータービンハンドピースは患者の口腔内に挿入
し施術するため、ヘッドの大きさの制約と、排気は直接
口腔内にはできない制約がある。このため、実際には前
述したように、給気速度を増大させようとして加圧空気
圧を単に増大させても、給気速度を音速以上に増大する
ことができず、回転軸12のトルクの増大トルクには限
界がある。また、給気量を増大させようとして単に給気
口91の断面積を増大させてもチャンバー7内で抵抗体
としての作用によりタービン翼8への給気エネルギーの
伝達効率よくならないことは前述したとおりである。
【0011】従って、本発明では、トルクの増大を図る
ため前述したチャンバー7内の加圧空気の流れがタービ
ン翼の回転に対し、抵抗体として働く作用を削除する方
式を採用した。即ち、 チャンバー7内の圧力を上昇をさせない。 給気された加圧空気は、タービン翼8に衝突した後、
回転軸12と同方向にチャンバー7内を周回するが、回
転軸12の回転速度に比較して周回速度を遅くさせな
い。 上記の2つの観点から下記のような作用を行う構造とし
た。先ず、図2に示すようにタービン翼8は回転軸12
の軸方向からみて、タービン翼8とチャンバー7の上下
内壁面の上下間隔30を狭くとり、タービン翼8に噴射
された加圧空気が上下間隔30の空隙によって急激に拡
散することを防止し、給気速度が低下しないようにし
た。また、給気路9の給気口91の口径に対し、ヘッド
ハウジング3のチャンバー7内を周回しエアーを排気す
る排気口101の口径を大きく設定し、上記給気口91
から排気口101に至るエアー通路100を、給気路9
先端の給気口91より順次拡大(順次断面積を拡大)さ
せて排気口101において排気路10の口径と一致する
ように配設した。即ち、タービン翼8の先端部とチャン
バー内左右の外周内壁面との左右間隙31を、給気口9
1を起点とし、順次曲率半径を拡大させて排気口101
に至るようにした。図2に示したように給気口91から
噴射された加圧空気は、タービン翼8を衝撃により回転
させた後、チャンバー7の内部をエアー通路100の実
線矢印の方向に周回し排気される。このとき、チャンバ
7内のエアー通路100の容積は、給気口91を起点と
して、少しづつ順次拡大(断面積を拡大)してゆくの
で、加圧空気は急激に拡散することはなく、給気速度を
急速に低下させタービン翼8の回転を妨げる抵抗作用を
防止している。さらに、排気口101においては、排気
の容積を排気路と同一にしてあり、給気と排気の過程に
おけるチャンバー7の内部を周回する加圧空気の流れ
は、チャンバー7内のエアー通路100の順次拡大され
た部分を通り排気路と同口径の排気口に至るので、空気
密度が順次低くなりタービン翼8の回転を低下させる抵
抗体として作用することを回避できる。以上の作用によ
り、タービンの効率は大きく向上し、回転する切削工具
のトルクを増大させるのである。
【0012】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の歯科用エ
アータービンハンドピースによれば、従来のエアーター
ビンハンドピースでは加圧空気の一部がチャンバー内で
抵抗体として作用し、タービン翼の回転を低下させてい
た欠点を改善して、タービンの効率を向上させトルクを
増大させ得るものである。よって、歯科治療の施術時に
切削工具の回転に負荷がかかった場合の回転速度の低下
を防止することができ、より円滑、迅速な施療を行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の歯科用エアータービンハンドピースの
ヘッド部とネック部の縦断面図
【図2】図1のA−A’断面図でタービン翼と加圧空気
の流路図
【図3】本発明の歯科用エアータービンハンドピースの
外観図
【図4】従来の歯科用エアータービンハンドピースのヘ
ッド部とネック部の縦断面図
【図5】図4のA−A’断面図でタービン翼と加圧空気
の流路図
【図6】従来の歯科用エアータービンハンドピースの外
観図
【符号の説明】
1,1’:ヘッド部 2,2’:
ネック部 3,3’:ヘッドハウジング 4,4’:
キヤップ部 5:ネック部本体 6:加圧空
気供給 7,7’:チャンバー 8,8’:
タービン翼 9:給気路 10:排気路 11:軸受部 12:回転
軸 13:切削工具 14:内輪 15:外輪 16:ボー
ル 17:リテーナー 18:Oリ
ング 19:ウエーブワッシャー 30,30’:上下
間隙 31,31’:左右間隙 91:
給気口 100,100’:エアー通路 101,10
1’:排気口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジング内に切削工具を保持するための
    回転軸に固定されたタービン翼と、タービン翼回転用の
    エアーを流す給気路及びタービン翼回転後のエアーを排
    出する排気路とを備える歯科用エアータービンハンドピ
    ースにおいて、前記給気路先端の給気口の口径に対し、
    排気路の入口端の排気口の口径を大きく設定し、かつ、
    上記給気口から排気口に至るハウジング内を周回するエ
    アー通路を、給気口から排気口側にかけて順次拡大させ
    て形成させたことを特徴とする歯科用エアータービンハ
    ンドピース。
  2. 【請求項2】タービン翼とチャンバーの上下内壁面の間
    隙を狭くとって配設したことを特徴とする請求項1に記
    載の歯科用エアータービンハンドピース。
  3. 【請求項3】ヘッド部及びネック部が合成樹脂で形成さ
    れていることを特徴とする請求項1又は2に記載の歯科
    用エアータービンハンドピース。
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