Brevet FR2426448A1 — publié le 19791221

La présente invention concerne d'une façon générale les détartreurs ultrasoniques dentaires et plus particulièrement les éléments oscillants que contiennent leurs manches. Les détartreurs ultrasoniques comprennent en général un manche dans lequel un transducteur ultrasonique et une bobine d'excitation sont disposés dans un manchon. Le transducteur est constitué d'une façon classique d'une pile de plaques d'un matériau magnétostrictif qui est excité par la bobine de façon à se dilater et se contracter longitudinalement à une fréquence d'environ 20.000 Hz. La pile du transducteur est reliée par une première extrémité à un transformateur acoustique à impédance qui, à son tour, est relié à un instrument de travail dentaire et qui tous constitrent l'oscillateur électro-mécanique. Le transformateur constitue une ligne de transmission acoustique entre le transducteur et l'instrument. L'oscillateur est monté, par exemple, dans le manchon par une bague torique disposée à un noeud de ltoscillation longitudinale du transformateur lorsque les ondes de compression sont produites à la fréquence de fonctionnement par le transducteur.Pour que les vibrations ou oscillations de I'extrémité de l'instrument atteignent une amplitude maximale et pour que lténergie de travail transmise soit maximale, la longueur globale du transducteur, du transformateur et de l'instrument doit être en corrélation avec la fréquence des oscillations électriques appliquées au transducteur, de façon qu'une boucle de mouvement des ondes de compression se produise à ltextrémité de travail de l'instrument ou à proximité de cette extrémité. En d'autres termes, la longueur globale de l'oscillateur est approximativement égale à un nombre entier de demi-longueurs d'ondes des ondes sonores dans les matériaux particuliers de ces éléments, à la fréquence de travail.La longueur du transducteur est aussi un nombre entier de demilongueurs d'ondes, qui correspond, par exemple, à la réalisation d'un système aussi peu massif que possible. On peut se rendre compte que la taille et la masse sont des considérations importantes dans un domaine où un travail délicat nécessite des instruments de grande maniabilité. Dans un détartreur dentaire classique, la longueur globale de l'oscillateur est approximativement de 152 à 178 mm. Bien qu'il soit souhaitable de réduire cette longueur pour que le manche soit plus petit et plus compact, la fréquence du système dépasse alors 40.000 Hz. Cette plage de fréquences est considérée comme inacceptable dans la pratique dentaire. La présente invention supprime l'inconvénient précité par un manche raccourci dont les éléments fonctionnent cependant dans des plages de fréquences acceptables. Dans ce but, un plan nodal forcé est établi dans le transformateur à un emplacement autre que celui d'un plan nodal naturel. Cet emplacement est tel qu'il provoque une réduction de la fréquence des oscillations de ltoscillateur par rapport à sa fréquence de résonance naturelle. Le transformateur peut être raccourci dtune façon correspondante avec un accroissement correspondant de la fréquence des oscillations. L'ensemble de l'oscillateur raccourci résultant donne alors une fréquence comprise dans une plage acceptable pour les détartreurs ultrasoniques. D'une manière générale, la présente invention concerne un oscillateur électromagnétique qui comprend un transducteur ultrasonique raccourci, un transformateur acoustique et un instrument de travail reliés les uns aux autres. Des éléments tels qu'une bague torique, destinés à supporter élastiquement l'oscillateur au point d'équilibre du transformateur produisent un noeud artificiel dans ledit oscillateur, à une position sur le transformateur qui réduit la fréquence des oscillations du transducteur. On a trouvé que ce décalage forcé du plan nodal entre le plan nodal naturel et le point d'équilibre de l'oscil- lateur donne au système une fréquence d'environ 25 000 Hz. Un autre avantage de l'invention est le fait que ce décalage forcé du plan nodal permet d'utiliser un oscillateur beaucoup plus court. L'invention sera decrite plus en détail en retard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel La figure 1 est une élévation du détartreur de la présente invention; et la figure 2 est une coupe longitudinale du détartreur de la figure 1. Les figures 1 et 2 représentent un détartreur dentaire tenu à la main qui est indiqué d'une façon générale par la flèche 10 et qui comprend une enveloppe cylindrique externe 11 et une enveloppe interne 12. L'enveloppe 11 comprend une partie terminale 13 d'un diamètre relativement petit, ouverte à ses extrémités. L'autre partie terminale 15 de l'enveloppe 11 peut avoir un plus grand diamètre et comprend des ouvertures destinées au passage de deux conducteurs 17 et 19. Les extrémités des conducteurs 17 et 19 sont enrobées dans un isolant approprié et sont reliées par les ouvertures de la partie terminale 15 à une source de courant appropriée. Les conducteurs 17 et 19 sont connectés à une bobine d'excitation 21 disposée autour d'une partie de l'enveloppe interne 12. Un oscillateur electro-mecanique disposé à l'intérieur de l'enveloppe 11 comprend un transducteur à magnétostriction 23, un transformateur acoustique à impédance 25 et un instrument de travail 31. Le transducteur 23 est disposé dans la partie de l'enveloppe 12 qui loge la bobine 21. Le transducteur 23 est constitué d'une série de couches superposées de plaques relativement minces et serrées qui sont empilées et qui sont en nickel ou en un autre matériau magnétostrictif. Une première extrémité de la pile du transducteur 23 est soudée à une extrémité d'un support 25 de l'instrument qui est façonné de façon à constituer un transformateur acoustique à impédance.Le transformateur 25 logé dans la partie intermédiaire de l'enveloppe externe 11 comprend un corps principal cylindrique 27 et une partie effilée 29. L'extrémité de la partie effilée 29 comporte un alésage taraudé 30 destiné à loger I'extrémité filetée d'un instrument de travail 31. Ce dernier peut être classique et comprend d'habi tude une extrémite extérieure oblique 33. Un alésage axial interne 35 du transformateur 25 est destiné à communiquer avec un alésage radial 37 par une première extrémité et avec un alésage axial 39 de l'instrument 31 par son autre extrémité. Ces alésages 35, 37 et 39 permettent à un fluide de refroidissement de passer de l'intérieur de l'enveloppe 11 et d'etre dirigé contre l'extrémité extérieure 33 de l'instrument 31 afin de la refroidir et de la nettoyer.De l'eau est introduite à l'inté- rieur de Itenveloppe externe par un conduit 41 qui passe par une ouverture de la partie terminale 15. Une chambre 50 destinée à supporter une bague torique est constituée par un épaulement 51 du corps principal 27 du transformateur 25 et l'extrémité intérieure d'une douille 52 disposée près de l'extrémité ouverte 13 de l'enveloppe 11. La douille 52 est ajustée a' force dans ltextrémité ouverte de l'enveloppe 12. Elle a pour fonction de retenir un élément 53 qui-peut tourner librement de façon à permettre å une clé introduite par son ouverture 54 de porter contre deux pattes 55 de l'instrument 31 pour le démonter. La chambre 50 se trouve de préférence au point d'équilibre du transformateur. I1 convient de noter que ce point d'équilibre diffère de l'emplacement du plan nodEl naturel de l'ensemble.La chambre 50 est destinée à loger une bague torique 60 disposée à l'i-ntérieur de-lrenve- loppe interne 12. La bague torique 60 fonctionne non seulement comme support unique de l'oscillateur, mais comme joint d'étan cheite qtii empêche l'eau d'entrer dans l'enveloppe 12 par son extr sté ouverte. Des joints secondaires peuvent aussi etre utilises pour assurer une étanchéité auxiliaire à l'eau. Dans un mode de réalisation avantageux, la longueur de la pile du transducteur 23 est de 66,5 mm et la longueur du transformateur 25 est de 24,8 mm. Bien que la longueur des divers instruments de travail puisse varier, l'instrument représenté 31 a une longueur de 31,3rnm. Le plan de la chambre 50 qui supporte la bague torique est disposé à 10,2 mm de l'extrémité avan-t du transformateur 25 tourné vers l'instrument 31 et à 14,4 mm de I'extrémité opposée tournée vers le transducteur 23. La longueur globale de l'oscillateur est de 122,6 mm, c'est-àdire beaucoup plus cotte que les oscillateurs antérieurs constitués des memes matériaux et oscillant à la même fréquence. Le décalage forcé du plan nodal permet à I'oscillateur de l'invention d'osciller dans des plages acceptables pour les détartreurs dentaires. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Manche de détartreur ultrasonique, caractérise en ce qu'il comporte une enveloppe qui en constitue l'enveloppe externe, un oscillateur électromécanique comprenant un transformateur acoustique à impédance, un transducteur ultrasonique et un instrument de travail dentaire, le transducteur étant relié par au moins l'une de ses extrémités audit transformateur et audit instrument, ce dernier sortant par une extrémité de l'enveloppe, un dispositif supportant ledit oscillateur dans un plan situé au point d'équilibre du transformateur. 2. Manche suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de support est une bague torique montée à l'inté- rieur de ladite enveloppe et entourant le transformateur dans le plan d'équilibre. 3. Manche suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le transducteur ultrasonique est constitué d'une série de couches ou de plaques relativement minces et serres qui Qi empilées et qui sont en un matériau magnétostrictif. 4. Manche suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pile du transducteur est reliée à a' une première extrémité dudit transformateur. 5. Manche suivant la revendication 2, caracterisé en ce que la longueur de la pile de couches stratifiées est de 66,5mm. 6. Manche suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le transformateur acoustique à impédance comprend un épaulement qui retient ladite bague torique à l'emplacement voulu. 7. Manche suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur dudit transformateur est de 24,8 mm. 8. Manche suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le plan situé au point d'équilibre de l'oscillateur se trouve à 10,2 mm de l'extrémité avant du transformateur qui est relié à l'instrument de travail. 9. Manche suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur dudit instrument est de 31,3 mm. 10. Détartreur ultrasonique du type comprenant normalement une enveloppe externe, un oscillateur électro-mécanique produisant des oscillations à une fréquence comprise dans une plage admissible pour des détartreurs dentaires comportant un transformateur acoustique à impédance, un dispositif ultrasonique et un instrument de travail dentaire, un organe supportant l'oscillateur à l'intérieur de l'enveloppe, l'instrument sortant par une extrémité de celle-ci, détartreur caractérisé en ce qutil comprend un transducteur d'une longueur inférieure à une demi-longueur d'onde de la fréquence de vibration et un élément qui établit un plan nodal artificiel le long du transformateur à une position telle que le transducteur oscille dans la plage des fréquences acceptables. 11. Détartreur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ltélément qui produit ledit plan nodal est liélément de support élastique de l'oscillateur à ladite position et à l'intérieur de l'enveloppe. 12. Détartreur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ltélément de support est une bague torique. 13. Procédé de réalisation d'un détartreur dentaire ultrasonique compact caractérisé en ce qu'il consiste à établir un plan nodal à une position le long d'un transformateur acoustique qui ne correspond pas à l'emplacement d'un plan nodal naturel et qui réduit la fréquence de vibration par rapport à la fréquence naturelle des oscillations de ltoscillateur et à donner au transducteur des dimensions telles qu'il fait osciller l'oscillateur à une fréquence appropriée. 14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à supporter l'oscillateur uniquement à l'em- placement du plan nodal établi. 15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qutil consiste à supporter l'oscillateur à ltemplacement du plan d'équilibre du transformateur. 16. Procédé suivant la revendication 15, caractérisé en ce que ltensemble de l'oscillateur est supporté par une bague torique.