JPS58337B2 - 歯科用ハンドピ−スのチャックアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歯科用ハンドピースのチャックアセンブリに
係る。

歯科用ハンドピースの、開放可能で、バー（ＢＵＲ）を
保持するため使用されるチャックは、主要な２つのグル
ープに一般に分類可能なチャック動作を営む。

第一のグループには、通常レンチで操作されるコレット
・チャックであって、かつレンチを右回り方向または左
回り方向のいずれに回すかによってチャックの末端グリ
ップ・フィンガーを閉じたり開いたりできるようにハン
ドピースの回転部（通常バー・チューブ）内にねじで取
付けられるコレット・チャックが含まれる。

第二のグループには、バーの保持をチャックの弾性また
はばねの特性に依存するはねグリップ・チャックが含ま
れる。

これらの種類のチャックに関連する成る種の欠陥を取除
いた完壁なチャックを開発するための努力が従来よりな
されているが、完全には成功していない。

レンチで操作されるチャックは、締め付は時に押すか引
くかの相違があるにせよ、切削ダイナミックスが苛酷な
、金合金および銀アマルガムのような靭性ある材料の場
合、特に激しい切削条件下では、バーの逃げまたは跳ね
出しが起る傾向がある。

テストの結果、バーが捩れ滑りを起さない場合であって
も、バーが軸方向に逃げることがあることが判明してい
る。

この軸方向の逃げの問題は、従来からの重大な問題であ
るが、この問題が何故起るかについてはまだ正確且つ充
分には知られておらず、また少なくともこれまでの技術
文献では十分な分析報告がなされていない。

押し締付チャックの１つの変形は、両口型チャック、即
ち両端部に別々のナツト用のはねフィンガーが設けられ
ているチャックである。

一般にこの種のチャックでは、バーの逃げをなくし、或
いは少なくするという点での長所は予期されるが、切削
中ナツトがゆるみ、それによってチャック、バーおよび
締付ナツトの全てまたはいずれかがハンドピースの操作
中にはずれる危険性があるという決定的な欠陥がある。

両口チャックを例示する特許は、米国特許第３，６１９
，９０４号および第３．４８８，８５０号である。

はねグリップ型チャックのほうは、バーの逃げが少ない
ことは分っているが、通常、他の厄介な問題がある。

確実なりランプ動作とは異なり、ばねの作用でバーを保
持するわけであるから、はねグリップ・チャックの場合
には、しばしば耐久性。

信頼性、摩耗および疲労の問題がある。

また、バーの取付や取外しについても問題が多い。

はねグリップ・チャックを使用した場合、バーの取外し
は、普通、直径の小さい押し棒を使って行なうが、この
場合、ばねの摩擦力に負けないだけの強い力を加えなけ
ればならない。

これとは逆に、バーを挿入する場合には、一般にバーを
軟らかい黄銅またはプラスチックのスラグに当てて、バ
ーの切削面を損傷せずに挿入できるようにしなければな
らない。

従来、はねグリップ・チャックの主な欠点は、バーまた
はハンドピース或いはその両方に損傷を与えることなく
バーの挿入、取外しができるようにするため、ばねの力
に負けないだけの充分な力を加えることが難しく、また
そうすることが危険であるという点にあった。

ばねグリップ・チャックに係る特許は、米国特許第２，
９８３，５１９号。

第３，０８８，７４５号、第３，２５５，５２７号、第
３．３２１，２０９号、第３，４２６，４２９号、第４
，０２１，９１９号および第４，０１２，８４１号であ
る。

レンチ操作コレット・チャックに係わる他の米国特許に
は、第３，３２５，８９９号、第３，４９６，６３８号
。

第３，８１３，７８２号および第３，８８８，００８号
がある。

本発明は、従来のチャック構造による前記欠点がなく、
ばねグリップ・チャックとレンチ操作チャックの長所を
兼ね備えたチャックアセンブリに係わる。

特に、本発明の目的の一つは、構造が比較的簡単で、確
実なりランプまたはグリップ動作が行なわれるようにレ
ンチ操作し得、バンドピースを使って金合金、アマルガ
ムおよびその他靭性のある材料を切削してもバーの逃げ
等の問題がない改良チャックアセンブリを提供すること
である。

本発明のもう一つの目的は、耐久性があり、摩損や破損
がしにくく、かつ他の多くのレンチ操作チャックとは異
なり、現場で交換可能なチャックアセンブリを提供する
ことである。

このチャックアセンブリは、他の長所のほかに、バーの
開放と保持操作が容易であり、少なくともいくつかの従
来型レンチ操作チャックアセンブリとは著しく異なり、
正常な使用中、バーのシャンク表面に傷その他の損傷を
与えるようなことはない。

本発明に係わるチャックアセンブリは、本質的に、次の
ような２つの主成分で構成されている。

即ち、ボアを有するロータとそのボアに入るチャックと
から成る。

ここで使用されている「ロータ」なる用語は、歯科用バ
ンドピースの、回転自在に取付けられている構成成分を
意味する。

タービン駆動バンドピースの場合は、このロータはター
ビンそのものの形状をとることもできれば、タービンに
取付けられるバー・チューブの形をとることもできるが
、ベルト駆動バンドピースまたはギア駆動バンドピース
の場合は、スピンドルであったり、或いはスピンドル内
バー・チューブとすることができ、スピンドルは、ベル
トまたはギアにより駆動される。

「ロータ」なる用語は、一般にタービン駆動装置または
電動装置と関連して用いられるが、ここではもつと広義
に、使用する動力の種類とは無関係に、歯科用バンドピ
ース内で回転駆動される管状チャック支持用構成成分を
意味するものとする。

チャックは管状であって、歯科バーのシャンクが入るボ
アを規定している。

チャックは好ましい具体例では一体構造であるが、２つ
の分離可能な部材で構成することもできる。

いずれにせよ、チャックにはパークランプ部（これはチ
ャックの残りの部材と分離できるものでも一体のもので
もよい）が含まれており、パークランプ部は、管状で、
ロータのボアの長手方向の中間に配置され、外側ショル
ダ部または支持面を有し、半径方向に内側にたわみ、中
を通る歯科バーのシャンクをクランプし得る。

パークランプ部の外側ショルダ部が、ロータのボア内の
内側ショルダ部と係合して、両ショルダ部が半径方向に
付勢されるとき、チャックのパークランプ部が半径内側
にたわみ、歯科バーのシャンクをクランプまたはグリッ
プするように構成されている。

パークランプ部の下方に、パークランプ部と同軸でボア
の軸方向に伸長する細長いパイロット通路が設けられて
おり、この通路が、歯科バーのシャンクを滑り嵌合状態
で受容すべく構成されている。

このパイロット通路は、ロータに対してバーの同心性を
確保するものであり、パークランプ部が、バーをクラン
プまたは保持するものである。

その結果、歯科用バンドピースとしての動作を良好に確
保し得、使用中バーの逃げやとび出しを確実に防止し得
る。

この好ましい具体例では、チャックのパイロット通路と
パークランプ部は一体構造である。

パークランプ部は、チャックの長手方向中間に配置され
ており、その半径方向変形性は、チャックの円周上に複
数の開口部またはスロットを隔置することによって付与
されている。

この変形可能なパークランプ部には、チャックが入るボ
ア内に形成されている内側ショルダ部と係合したときに
変形可能部分に締付力が加えられ、バーのシャンクをチ
ャックでしつかりクランプまたはグリップし保持するよ
うになっている外側ショルダ部が形成されている。

ロータに対するチャックの軸方向移動は、チャックがロ
ータと反対方向に相対回転したときに、その相対的な回
転方向によってチャックのパークランプ部の締付力が増
矢または減少するように、ロータおよびチャックに夫々
螺合用ねじを設けることによって行なわれる。

本発明の構成およびその作動についての他の特徴および
本発明のその他の長所と目的は、本明細書と図面から明
らかにされるであろう。

第１図および第２図に関し、１０はハウジング１１と上
端がこのハウジングにねじで取付けられているキャップ
１２とを有する歯科用バンドピース全体を指す。

例示したこのバンドピースは、ハウジングで規定されて
いるチャンバ内でロータ１５を回転可能に支持する一対
のボールベアリングアセンブリ１３及び１４を有する空
気駆動式バンドピースである。

ロータは、タービン１５ａおよびバー・チューブ１５ｂ
の形状をした駆動装置を含んでいる。

第１図に示したタービンは、ステータ１６より吐出され
る空気で駆動される軸流タービンで、ステータ１６は、
ドライブ・エア・パッセージ１７から供給される駆動空
気を受ける。

タービンから吐出される空気の大部分は放出パッセージ
１８を通して排出される。

ロータ・チューブまたはバー・チューブ１５ｂには、そ
の軸方向ボア２０の上部に雌ねじ１９が設けられている
。

傾斜内側ショルダ部２１は、ボアの上端と下端の中間に
位置している。

ショルダ部２１は、ボア２０の直径の相異なる２つの部
分の間の境界を規定している。

ボアの下側部分２０ａは、バンドピースのバー受入れ端
に隣接し、上側部分２０ｂより径が小さい。

第３図と第４図に最も明確に示したように、管状チャッ
ク２２はロータ・チューブ１５ｂ内に配置されている。

このチャックには、そのなかをボア２３が通っており、
このボアの下部円筒部２４は、バーのシャンクを受容す
るパイロット通路としてのソケットを規定している。

上部２５は、非円形横断面（好ましくは方形）であって
、適当なレンチ（図示されていない）を受ける非円筒形
横断面ボア部分としてのソケットを規定している。

第１図から第５図までに示したチャックは一体ものとし
て示しているが、複数部分、即ち、下方部２２ａ、上方
部２２ｂ、中間部２２ｃから成るものと考えて差し支え
ない。

中間部２２ｃの周壁は、第３図に示したような部品組立
のときロータ・チューブ１５ｂのボア２０の内側ショル
ダ部２１に係合するようになった外側ショルダ部２７を
有している。

上方部２２ｂは、雄ねじが切ってあり、その部分のねじ
山は、ロータ・チューブの雌ねじ１９と螺合する。

ショルダ部の形状が下方向内側に傾斜しているので、チ
ャック２２を下方にねじ込んでショルダ部２１と２７を
互いに係合させると、チャック２２の中間部２２ｃが軸
方向内側に押される。

バーのシャンクの外径とボア２３の下部円筒部２４の内
径との寸法差は小さく、またバーのシャンクとボア２３
部分は、公差を精密にして製作されるので、中間パーク
ランプ部または中間部２２ｃの周壁が僅かに内側にたわ
むか変形するだけでバーがクランプまたはグリップされ
る。

傾斜ショルダ部が相互に接した後、ロータ・チューブ１
５ｂ内でチャック２２を回転させるのに過大なねじり力
を加えなくとも有効なたわみ性をもたせるようにするた
め、中間パークランプ部２２ｃの周壁に開口部またはス
ロット２８が形成されている。

開口部またはスロット２８は円周上に隔置され、図示し
た具体例では、縦に細長く中間パークランプ部２２ｃの
全長に及んでいる。

図面では４本のスロットが示されているが、スロット本
数はこれより多くすることも少くすることもできる。

また成る場合には、チャックを金属ばね材料でなく可撓
プラスチック材料で造る場合のように、スロットを全て
なくすこともできる。

オートクレーブ滅菌が必要であるか望ましいような場合
には、バンドピースの他の部品は勿論、チャック用の材
料もステンレス鋼が選択されると考えられる。

図示したスロット付きチャック構造は、可撓性、強度お
よび耐久性といった必要な特性を有する他の材料も使用
可能ではあるが、ステンレス鋼による製作を考慮したも
のである。

チャックのパークランプ部２２ｃの上と下にそれぞれ上
方部２２ｂと下方部２２ａがあり、これらは、上部パイ
ロット通路３０と下部パイロット通路２９とを形成して
いる。

図中、これらの通路はボア２３の円筒部２４の部分とし
て示されている。

先にも述べたように、ボアの円筒部２４、特にこの円筒
部２４のパイロット通路２９と３０は、直径がそこに入
るバー・シャンクよりも少し大きいだけである。

この関係を滑り嵌合と呼んできたが、技術的には、この
間隔は製造公差が許す限り小さくすべきであり、０．０
１２７ｍｍ（０，０００５インチ）程度とすることが望
ましい。

バーのシャンクと、チャックのパークランプ部両端の上
下パイロット通路との間は密着滑り嵌めとなっているの
で、バーとロータとの同心性を確保し、維持することが
できる。

特に、チャックのパークランプ部上下のパイロット通路
表面とバーとの間の大きな遊び、即ち軸方向運動を除去
すること、逆に言えば、上下パイピント通路の間の中間
ゾーンでチャックのシャンクをグリップするようにすれ
ば、バンドピース１０の動作中、バーが逃げないように
するのに大いに役立つ。

チャック２２の調整に使用するレンチは図示されていな
いが、それは、レンチが直接本発明の一部を構成してい
るものではなく、またこのようなレンチは広く使用され
ており周知のものだからである。

本発明に係わるチャック・アセンブリへの使用に適合す
るレンチについては、米国特許第３．８８８，００８号
および第３，２３５，８９９号を参照するとよい。

レンチをチャック２２に係合するための方形ソケットと
しての上部２５については既に述べた。

レンチをロータ・チューブ１５ｂに係合するため、同チ
ューブ上端にノツチ３１（第４図）が設けられているが
、チャックをゆるめたり締付けたりする場合には、一方
（チャックまたはロータ・チューブ）を回転させると共
に、他方（ロータ・チューブまたはチャック）を固定し
ておかなければならないことは言うまでもない。

第５図は、チャックアセンブリ動作中のチャックとロー
タ・チューブとの協働関係を拡大し誇張して示したもの
である。

チャック２２が下方にねじ込まれ、外側ショルダ部２７
がロータ・チューブ１５ｂの内側環状ショルダ部２１に
カムの如く当接すると、チャックの変形可能な中間部２
２ｃが半径方向内側にたわむか、または変形して、歯科
バーのシャンク３２をきつくクランプまたはグリップす
る。

中間部の周壁が半径方向にたわんで曲線形状となり、実
質上長手方向に広がるゾーンに沿ってチャックとバーと
の間にクランプ接触が生ずることが判るであろう。

上記ゾーンの長さは、従来のコレット・チャックに特有
な接触作用線、或いはビット作用線と著しく異なってい
る。

変形中間部２２ｃの弓状形状は、単にシャンク３２の表
面の損傷を防止するだけでなく。

バーの逃げや滑りを防止するのに極めて効果的なグリッ
プ作用を生じさせる。

一体ものとなっているチャックは、ロータ・チューブ１
５ｂからチャック２２を相対回転して抜き、バンドピー
スのキャップに設けられている拡大開口部３３から引き
抜くだけで簡単に取外すことができる。

従って、チャックを掃除したい場合、或いはチャック交
換が必要になったときは、歯科医や助手でも、その作業
を容易に行なうことができる。

ロータ・チューブのボア２０の下側部分２０ａは、直径
が上側部分２０ｂよりも小さく、またチャック２２の下
方部２２ａの直径も上方部２２ｂより小さいので、バン
ドピースの作動中チャックがゆるんだり、ロータ・チュ
ーブ下部からはずれたりする恐れは全くない。

第６図および第７図は、本発明の第２具体例を示す。

ロータ・チューブ１１５ｂはロータ・チューブ１５ｂと
同じで、上方部１２０ｂと下方部１２０ａを有するボア
１２０が設けられている。

傾斜内側ショルダ部１２１は、ボアの上方部と下方部の
中間に配置されている。

ボア上方部１２０ｂには、雌ねじ１１９が切ってあり、
直径が下方部１２０ａよりかなり大きい。

バー・チューブまたはロータ・チューブ１１５ｂは、１
３１の箇所にノツチが設けられ、第１具体例で既に述べ
たように、適当なレンチと協働できるようになっている
。

第６図および第７図に示したような構造のチャック１５
０は、第１具体例のチャックとは異なり、ツーピース構
造、つまり部材１５１と部材１５２とで形成されている
。

下部１５２には、傾斜外側ショルダ部としての截頭円錐
外面１５３が設けられ、これは、ロータ・チューブ１１
５ｂの傾斜内側ショルダ部としての截頭円錐内面１２１
と摺動して係合するようになっている。

チャック下部１５２は、ステンレス鋼またはこれと同じ
可撓性および耐久性を有する他の材料で形成するのが好
ましいが、エラストマ材料のような他の材料の使用も可
能であろう。

第７図に示したように、下部１５２は、軸方向下方にロ
ータ・チューブ１１５ｂの傾斜環状ショルダ部１２１に
押しつけられたとき収縮し得るように１５４のところが
切りとられている。

チャック上部１５１は、部分１５５のところで雄ねじが
切ってあり、円筒ボア１５６が設けられている。

この円筒ボア１５６は、チャックの上部パイロット通路
として機能する。

この円筒ボア１５６には、チャック上部１５１の上端に
、第１図から第５図までに示した具体例に関して説明し
たように、レンチの非円筒シャフトを受容する非円筒延
長部１５７が設けられている。

下方パイロット通路は、ボア１２０の下方部１２０ａで
規定されている。

上下パイロット通路は、直径が同じであって、先にも述
べた通り、歯科バー１５８のシャンクがぴったり摺動可
能な状態で受容されなければならず、その寸法差は、製
作公差内でできるだけ小さくなければならない。

かくて、バーとロータ・チューブ１１５ｂ間の同心性は
、上下パイロット通路により確保される。

チャックの下部１５２には開口部１５９が設けられてお
り、これは、下部１５２に張力が加わらない状態のとき
はパイロット通路よりも大きくて差支えない。

従って、ロータ・チューブとチャックが第６図に示した
位置にあるとき、バーの上端をチャック下部１５２にひ
っかけたり、同上端の動きが拘束されたりする危険がな
くバー１５８の取外しまたは挿入を容易に行なうことが
できる。

バーを充分深く差し込んだら（第６図）、レンチ（図示
されていない）を操作するだけでバー・チューブ１１５
ｂ内でチャック上部１５１を回わしチャック下部１５２
を軸方向下方に押し下げ得る。

チャック下部１５２が下方に押し下げられると、ロータ
・チューブの内側ショルダ部１２１が、チャック下部１
５２の外側ショルダ部１５３に摺動嵌合し、チャック下
部１５２は収縮してバー・シャンクの中間部をきつくク
ランプまたはグリップする。

チャック下部１５２が収縮した状態を第６図に破線で示
す。

バーを解放したいときは、上記の手順を逆にするだけで
チャックの下部１５２に加えられている力がゆるめられ
、たわみまたは弾性変形可能な下部１５２が元通り張力
の加わらない拡径状態に戻る。

以上本発明の具体例をかなり詳細に述べて例示したが、
技術熟練者には上記細部の多くが本発明の思想および範
囲から逸脱することなく変更可能なことが理解されるで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるチャックアセンブリを装着した歯
科用ハンドピースのヘッド部の拡大断面図、第２図は第
１図に示したハンドピースの頂部平面図、第３図はチャ
ック・アセンブリの拡大縦断面図、第４図はチャック・
アセンブリの諸構成成分の分解斜視図、第５図はチャッ
ク中央部の変形によるバー保持を説明するための断片拡
大断面図、第６図は本発明の第２具体例のチャックアセ
ンブリの拡大縦断面図、第７図は第６図に示したチャッ
クアセンブリの拡大分解斜視図である。 １０・・・・・・歯科用ハンドピース、１１・・・・・
・ハウジング、１２・・・・・・キャップ、１５ｂ・・
・・・・バー・チュ：−ブ、２０・・・・・・軸方向ボ
ア、２２ｃ・・・・・・パークランプ部、２１・・・・
・・内側ショルダ部、２７・・・・・・外側ショルダ部
。 （７） （８） （９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部にボアを有するロータと、該ボア内に受容され
   る管状チャックと、該チャックに設けられたパークラン
   プ部と、該パークランプ部の下方に設けられており、パ
   ークランプ部と同軸でボアの軸方向に伸長するパイロッ
   ト通路とからなり、ロータがボアに内側ショルダ部を有
   しており、パークランプ部が外側ショルダ部を有してお
   り、チャックがボア内で軸方向に変位して外側ショルダ
   部が内側ショルダ部に係合する時、パークランプ部が歯
   科バーのシャンクをクランプすべく、その内径が縮小さ
   れるように構成されており、パイロット通路は歯科バー
   のシャンクを滑り嵌合状態で受容すべく構成されている
   ことを特徴とする歯科用バンドピースのチャックアセン
   ブリ。 ２ 縮少されない状態では、前記バー・クランプ部の内
   径が前記パイロット通路のそれよりも大きいことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のアセンブリ。 ３ 前記パイロット通路が前記管状チャックに設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載のアセンブリ。 ４ 前記パイロット通路がパークランプ部の両端で夫々
   前記管状チャックに設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載のアセンブリ。 ５ 前記パイロット通路がパークランプ部の両端に隣接
   して夫々設けられており、このパイロット通路の一方が
   前記管状チャックに備えられており、他方が前記ロータ
   に備えられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載のアセンブリ。 ６ 前記バー・クランプ部が前記チャックと一体構造に
   なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第４項のいずれかに記載のアセンブリ。 ７ 前記チャックが別個の２つの部材に分かれ、その一
   方が前記バー・クランプ部を構成していることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載のアセンブリ。 ８ 前記２つの部材のうち他方が前記パイロット通路の
   １つを構成していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載のアセンブＩす。 ９ 前記バー・クランプ部がＣ字形たわみリングからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項又は８項に記
   載のアセンブリ。 １０ 前記ショルダ一部の少なくとも１つが截頭円錐面
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ９項のいずれかに記載のアセンブリ。 １１ 前記内側ショルダ一部および外側ショルダ一部が
   摺動係合可能な相対向する截頭円錐面からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか
   に記載のアセンブリ。 １２ 前記ロータが雌ねじを有し、前記チャックがこの
   雌ねじとかみ合う雄ねじを有し、同チャツりとロータが
   互いに反対方向に相対回転したとき、チャックがボア内
   で軸方向に変位するようになっている特許請求の範囲第
   １項乃至第１１項のいずれかに記載のアセンブリ。 １３ 前記管状チャックが、レンチの入る非円筒形横断
   面ボア部分を有している特許請求の範囲第１２項に記載
   のアセンブリ。 １４ 前記チャックの非円筒形ボア部分が該チャックの
   雄ねじの内周面に配置されている特許請求の範囲第１３
   項に記載のアセンブリ。 １５ 前記ロータがその一方の端部にチャック調整レン
   チ係合用ノツチを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１４項に記載のアセンブリ。 １６ 前記チャックのパークランプ部は、該クランプ部
   の内径が容易に縮小するように複数の開口部を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１５項のい
   ずれかに記載のアセンブリ。 １７ 前記開口部が、長手方向に伸び周方向に隔置され
   た複数のスロット形状であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１６項に記載のアセンブリ。 １８ 前記スロットが前記パークランプ部の全長にわた
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記
   載のアセンブリ。