JPS60156445A

JPS60156445A - 歯牙用エアー式歯石除去器

Info

Publication number: JPS60156445A
Application number: JP58077238A
Authority: JP
Inventors: 隈部　まさる; 崇介中西
Original assignee: Nakanishi Dental Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nakanishi Inc
Priority date: 1983-04-30
Filing date: 1983-04-30
Publication date: 1985-08-16
Also published as: JPS6220821B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】歯牙の歯石除去器には、超音波発振器および振動子を利
用し７Ｃ％気的方法と圧縮空気を利用しに槻械的方法と
がある。

この哉械的方法には、複雑な超音波発振器および振動子
を庚用しないでよい簡便さがあるが、歯石除去工具先端
な晶い振動数でしかも単一振動数によるひずみのない振
動波形で振動させることができない欠点を有している。

すなわち、電気的方法では、超音波振動子の単一振動数
をもっ℃工具刃先を規則的に振動させうるが、この圧＆
Ｉ空気を利用しｒ、　ＩＩ械的方法には、従来の技術で
の振動軸叉持方法、駆動方法では、電気的方法のように
単一振動数をもっ又工具先端を振動させることは不可能
である。これは、一本の振動軸に、ねじり振動の発生は
防ぎ得ても、異る振動数の曲げ振動と、縦振動とが共存
するためで、その振動数の分布は広範囲忙及びひずんだ
振動波形となるのが一般である。

いま、工具先端を振動数ｆ、振幅ａとし、除去器の送り
速度をＶとすると、工具先端に先割れ現象がないとして
、工具先端での振動１サイクルごとの歯石除去長さ存は
、１丁　＝　ヱで表わされる。このｈが矩いほど、抵抗は小さくなり、
患者に与える苦痛を少（し治療後の歯牙表面あらさも平
滑とする。この式から歯石除去器の送り速［ｖが一定の
とき、振動数ｆが高い程、Ａは減少して、その効果が増
大することがわかる。

しかし、何種類かの低い振動数と高い振動数とが混在し
壬、振動数が一定しない場合には、１丁の長さには長・
短が現われ、その抵抗にも友化が生じ、患者には、好が
長いｎ間に発生する大きな抵抗忙よっ℃苦痛・疼痛感を
与え、歯牙表面も一様な表面あらさにならず、ばらつき
の多い、ざらざらな面形状になって好ましくない。

この機械的方法に対して、工具刃先先端を可能な限り高
い振動数で、しかも電気的方法のよ５に単一振動数をも
って振動波形をひすませないように振動させることがで
きる、理論と周辺技術および具体的装置が氷ら（要望さ
れ又いた。本発明はこの期待に応えることができる画期
的な眞牙用エア一式歯石除去器である。

第１図において、振動軸（１）の先端に取付けた歯石除
去工具（５）を振動させる場合に、機械的方法による振
動駆動方法ではその加振力Ｐは振動軸＋１１の尾部（４
）あるいはその中央部などに対して角度θをなす方向か
ら与えられるのが一般である。

従っ又加振力Ｐは、振動軸＋Ｉ＋の軸方向の加振力Ｐｌ
と、振動軸と直角方向の加振力Ｐｖとに分解される。

そし℃振動軸ｆｉ＋の先端に取付けｙ：ｔｈ石除去用工
具（５）を、Ｐｖは矢印＋７１の方向に曲げ振動、ＰＪ
は矢印＋６１の方向に縦振動させる加振力となる。これ
らの加振力にょっ℃、振動軸＋１１には曲げ振動と縦振
動とが発生する。

しかるに、そのとぎの曲げ振動姿態と縦振動姿態とは異
るため、曲げ振動における振動節の位置と、縦振動にお
ける振動節の位置とは一致しない。

この振動軸（１）は、振動節（２１および（３１によっ
て固定するのであるから、曲げ振動の振動節を利用し℃
固定すると、その点が振動節とＴＬっていない縦振動姿
態を乱すことになり、振動節における振動軸（１）のエ
ネルギの損失は大きく工具刃先（５１の振幅は激減し、
微小あるいはゼロとなる。そして十分な振動歯石除去効
果が得られなくなる。

振動軸（ＩＩの先端工具（５）に、振動軸（１）の尾部
（４）に与えられた振動エネルギを損失少なく伝達し、
ひずみのない振動波形で工具刃先（５）を振動させるた
めには、曲げ振動姿態の振動節位置と縦振動姿態の振動
節位置とを合致させることが必要条件である。本発明は
この必要条件を振動工学的に解析して複合振動軸を創案
したことを特徴とするものである。

第２図において、複合振動軸〔１２〕の尾部に矢印（８
）の方向の縦振動加振力が作用すると、複合振動軸（１
２）は内線（９１で示すよ５な２？′にの縦振動姿態を
もっ１縦振動する。振動節は端面かもＡの＋２１の点お
よび端面から１２の（３１０位随位置生する。

第３図において、複合振動軸（１２）の尾部に矢印（１
０ンの方向の曲げ振動加振力が作用すると、複合振動１
ｔｈ（１２）は曲線（１１）で示すような８次の曲げ振
動姿態をもって曲げ振動する。このときの振動節の位置
を第２図の場合と同様に端面から１．およびノ。の点お
よび点の位置に発生させる。［うにする。

棒の曲げ振動の一般式によっ℃、軸の全長、振動数、次
数、直径、材質間には−だの関係があることがわかって
いる。この式を利用して、繰返し計算して、振動数、全
長、直径が与えられたとき、次数を変化させて、縦振動
姿態から決められた振動節（２＋　、　１３＋の各点の
位置と同じ位置を曲げ振動における振動節の位置として
算出してめることができる。

このとき、曲げ振動の次数な凸めると、当然先端工具（
５）の振幅は減少する。この第２図とあ３図の振動姿態
を合成すると第４図に示ｊような複合振動姿１ぶとなる
。この複合振動軸（１２）の振動節は１２＋の点および
＋３１の点の２点を共有点とし℃いるため縦振動加振力
（８）および曲げ振動加振力（１０）を同時に軸（１２
）の尾部に作用させ又も複合振動軸（１２）は、単一振
動数で振動を持続し、尾部から与えられたエネルギーは
損失することなく軸（１２）先端に伝達され、歯石除去
工具（５１を歯石を除去するに必要な振幅をもって規則
的に振動させることができるようになる。

次に、本発明の具体的実施例の１例を第５図および第６
図にょっ℃説明する。

第５図において、複合振動軸（１２）の振動節の位置（
２１および（３）に鍔１％　（２９）　＋　（３０）を
設け、歯石除去器本体外筒（１３）の内面とはめあわせ
る。そし王、締付金具（１４）を利用して、複合振動軸
（１２）を本体外周内に固定する。この複合振動軸（１
２）の先端部付近にはねじ部を設け、形状がそれぞれ異
る各種の歯石除去用工具（５１が着脱できるようにする
。

本体（１３ンの外周には、スリーブ（２２）を管入し、
さらにその外周に排気管部（２８ンを取り付ける。スリ
ーブ（２２）の内面には、ノズル（１８）をはめあわせ
、固定金具（２１ンを利用して、スリーブ（２２ンに固
定する。ノズル（１８）の鍔部には、多数、の排気孔（
１９）　。

（２０）を設げ、矢印（２６）の方向から供給される高
圧空気は、この多数の排気孔（１９）および（２ｏ）を
通って矢印（２７）の方向にｖｔ気される。ノズル（１
８）と＃ｊ気管部（２８）とはｏリング（２５）を用い
て気密を保つ。

この複合振動軸（１２）の尾部付近にはラビリンスパツ
キン用溝な設は締付金具（１４）　Ｋ半割りして取付け
たラビリンスパツキン本体（１５）に設（すたラビリン
スパツキン（１６）’と対隅させて取１＝ｊげ、高圧空
気に対し℃気密を保ち、排気孔（１９）　、　（２０）
へ向っての排気を円滑にする。さらに、複合振動軸（１
２）の端面には傾斜面（エフ）を設ける。第６図のよう
にその外周とノズルとの間隙ｓ１および８□は０．０１
〜０．０３動程度とする。いま、矢印（２６）の方向か
ら高圧空気を供給すると、端面の傾斜面（１７）におい
℃軸方向力と軸垂直方向の方とが発生する。そし″ｃ複
合振動軸（１２）先端は下方に撓む。このとき、第６図
におい℃、当初のＳｒ　＝　Ｓ２であった状態から揖〉
８□状態に変化する。この部分には、静圧穴（３υ＋　
（３２Ｊて、間隙ε１を維持する位ｆｌｉＫ戻ろうとす
る。この軸（１２）は弾性振動軸で慣性を有する。した
がってその間隙は正しいＳｌの位置では静止せず、８、
よりも小さい位置まで押しあげられる。このとき、軸（
１２）を下方に押し下げる力が、軸（１２）を押し上げ
る力よりも大ぎ（作用する。さらに軸（１２）の端面で
の加振力が附加され℃いるので軸（１２）には規則的な
弾性振動が持続して発生する。この規則的な振動の相−
統には、８□、８２および傾斜面とＭ　（１２）とのな
す角の傾斜角と空気圧が重要な因子となる。

複合振動軸（１２）の具体的寸法の一例を示すと、直径
３絹の鋼九杯として、振動数６１．２ＫＦ堀とすると曲
げ振動姿１ｍが８次の場合、全長が８５．０４朋となり
、縦振動姿態が２次の場合、全長が８４．９７鰭となっ
℃、両者の全長の差を±０．０４ｔｎ次以内とすること
ができる。そして、両振動姿態の振動節の位置を±０．
３ｍｍ以内の２簡の振動節を具備させることができるよ
うになる。この形状寸法を有する複合振動軸（１２）の
先端に歯６除去用工具＋５１をねじ結合し又空気圧を２
　”／ａｌとし工加振させると、工具先端を曲げ振動姿
態の片振幅が５〜６Ａｍ、縦＆ＩｗＩ姿悲の片振幅が２
〜３μｍのいわゆる超音波振動域の６０ＫＨ２とい５高
い振動数でしかも単一振動数をもって振動させることが
できる。そし℃工具刃先は、曲げ振動振幅と縦振動振幅
とが合成されて、その振動方向は、工具刃先の送り方向
に対し℃傾斜した方向となりその振動は楕円振動姿態を
示す。送り方向と同一方向の力に加えて、送り方向と垂
直方向の力が合成されることは、歯石と歯牙との間に工
具刃先を押し込むと同時に歯石を堀９起丁作用が附加さ
れることになり、工具先端に先割れ現象を積極的に発生
させ歯石の除去を容易にし、工具の送り力を激減させる
効果が得られる。超音波域の高い振動数で振動する工具
と光面と接触する歯牙との摩擦係数は、振動数の低い状
態での摩擦係数に比べ℃約１／ｌｏ以下に激減する。こ
れらの効、果が総合され℃、本発明を実施することによ
って術者は極め℃軽いタッチで、歯石を除去することが
できる。この振動数が６０ＫＨ２，という高い振動数で
あるため、工具刃先が振動１サイクルで進む長さＫは、
０．０１．ｕｍ以下という極微細長さとなる。その接触
時間も極めて短いため、２０ＫＨ２以上の聴覚が人間に
ないと同様にその抵抗感覚を患者は全く感知しなくなる
。

従来の電気的方法による歯石除去器では、振動数を高め
ると振動子が小型にな９、術者の操作性も向上するが、
その出力が減少する決定的な欠点がある。そのｋめに歯
牙に圧宕、凝着している歯石を歯牙より制離させるに必
要な力に負げて、工具刃先の振動が停止してその効果が
消滅することが多いため、術者はその出力に応じて送り
速度や切込みをかえ、その負荷抵抗を手加減しながら治
療していた。これらの術者のわずられしさが設備費も低
廉であることを特長とする本発明の実施によって一掃さ
れる。

従来の最高でも５．０００〜３．０００　Ｈｚ程度の空
気式方法による歯石除去器に比べれば、振動数が工桁高
（なっており、しかも単一振動数であるため、抵抗は激
減し、しかもその反動がないので、術者の荷重は軽減し
、治療時間を短縮し、患者の不快感も一掃する効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は合成加振力が振動軸に作用し１こときの振動軸
先端に取付け１こ工具の振動方向を説明する図は本発明
の具体的実施例の１例の歯石除去器の説８Ａ′ｆる図、
第７図は複合振動軸のみの部分斜視図。（２１、（３１−°°・・・・・振ｊ１１１１節、（５
１・・・・・・・・歯石除去用工具、（１２）・・・・
・・・・複合振動軸、（１７）・・・・・・・・・傾ｆ
＋面、（１８）・・・・・・・・・ノズル、（３１）　
＋　（３２）・・・・・・・・静圧穴。特許出願人　隈　部　ま　さる株式会社中西歯科ｎ械製作所 −

Claims

【特許請求の範囲】

歯牙の振動歯石除去器における振動軸の縦置■振動数と
曲げ固有振動数とを同一にして、縦振動姿態における振
動節と曲げ振動姿態における振動節との一致点が２点以
上存在する軸形状とし、該振動節を利用し℃外筒把握部
に固定した振動軸の一端振動腹部に歯石除去用工具を取
付け、他端振動腹部を高圧空気を利用し工加振して該歯
石除去用工具先端を曲げ振動姿態と縦振動姿態とを合成
した波形で規則的に振動させながら歯石を除去する歯牙
用エア一式歯石除去器。