Brevet FR2466978A1 — publié le 19810417

La présente invention concerne des perfectionnements apportés à une pièce à main sans cordon d'alimentation pour traitement dentaire qui comporte des piles ou accu- mulateurs comme source d'énergie et à laquelle est incor- poré un moteur électrique. Ces perfectionnements résident en ce que les performances de coupe de l'outil de coupe ou fraise sont accrues et en ce que le remplacement d'une fraise à contre-angle par une fraise droite et vice-versa est facilité. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est également prévu une structure de porte-fraise qui permet d'utiliser une queue de fraise à contre-angle également comme queue de fraise droite et qui permet ainsi l'obtention de cet avantage de l'inven- tion suivant lequel la structure de porte-fraise supprime l'emploi d'une queue de fraise droite. Les pièces à main sans cordon d'alimentation qui renferment des piles ou accumulateurs et un moteur élec- trique sont bien connues par les modèles d'utilité japonais N0 27836/72, 27837/72, 34557/72 et 24701/73 mais il existe un écart important entre ce qu'on aurait pu compter de ces inventions et le développement des produits actuellement sur le marché. En énonçant tout d'abord une conclusion, on indiquera que la présente situation est telle que l'on n'a pas encore fabriqué industriellement des produits qui pos- sèdent une finesse de coupe propre convenable et dont les fraises à contre-angle et droite sont facilement interchan- geables. En ce qui concerne les causes de cette situation, l'inventeur de la présente demande peut signaler deux points qui posent des problèmes. L'un de ces points est un problème de caractéristique de rotation d'un moteur élec- trique à savoir un problème lié à la vitesse de rotation et au couple développé et l'autre est un problème de cons- truction qui se pose pour rendre très facile le montage de manière démontable d'une fraise à contre-angle e d'une fraise droite sur la Dièce à main. Les difficultés qui se posent pour résoudre le premier problème résident en ce que la pratique courante, qui consiste à utiliser un mo- teur avec fer(cored), a pour effet qu'il se produit une réluctance magnétique dans l'entrefer, entre le stator et le rotor, la réluctance agissant sur l'enroulement de chaque encoche et produisant un couple antagoniste par réluctance ce qui provoque une diminution du couple et que les irrégularités de rotation du type pulsatoire ajoutées à ce coule produit par la réluctance donnent un couple en créneaux relativement grand (couple en créneaux + les pulsations de courant) ce qui rend difficile l'obten- tion d'une caractéristique de rotation telle qu'une vitesse de rotation de l'ordre de 15.000 tr/mn et un couple de l'ordre de 130 à 150 g.cm qui sont désirables pour le traitement des dents. Lorsqu'on accroit les dimensions (diamètre) des accumulateurs pour pallier la difficulté du type ci-dessus décrit, le poids de la poignée d'une pièce à main de plus grand diamètre la rend d'un emploi mal commode pour l'exécution à la main d'opérations précises et délicates. Le second problème réside en ce qu'il est nécessaire d'interchanger très souvent les fraises droite et à contreangle. Du fait que la facilité du remplacement de la fraise à contre-angle par une fraise droite et vice- versa n'a pas été prise en considération dans la pièce à main classique, les changements fréquents des fraises ont contrebalancé d'une manière importante les caractéristiques avantageuses essentielles d'une pièce à main sans cordon d'alimentation. Conformément à la présente invention, le premier problème a été résolu en obtenant lKa caractéristique de rotation décrite sans couple produit par la réluctance et avec un couple en créneaux réduit grâce à l'emploi d'un moteur sans (fer coreless) ce qui permet d'obtenir une caractéristique de rotation à plus faible inertie et adaptée pour permettre la répétition de démarrages et arrêts à grande vitesse qui sont nécessaires pour les traitements dentaires Quant au second problème, on l'a résolu en mettant au point un raccord de montage qui rend très facile d'adapter de manière amovible soit une fraise à contre-angle soit une fraise droite en laissant le raccord de montage attaché au corps de la pièce à main. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple, en regard des dessins annexés sur lesquels la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré de la pièce à main selon l'in- vention sur laquelle une fraise à contre-angle est utilisée; la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle d'un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel une fraise droite est utilisée; la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle qui représente l'intérieur de la fraise à contre-angle montée a l'extrémité de la pièce à main de la Fig. 1; les Fig. 4(a) et 4(b) représentent une vue de côté et une vue d'extrémité d'une queue de fraise utilisable aussi bien dans la fraise droite que dans la fraise à contre-angle. Sur la Fig. 1, la référence 1 désigne un corps de pièce à main qui est muni à sa partie d'extrémité avant d'un manchon creux 7 adapté autour de la périphérie du boîtier C2 d'une fraise C à contre-angle. Un raccord de montage 2 est disposé à l'extrémité du corps 1 de la pièce a main de façon à permettre de remplacer facilement la fraise C à contre-angle par une fraise droite S et vice-versa. D'une manière plus précise, on indiquera que le raccord de mon- tage 2 comporte un manchon de serrage 8 monté à rotation sur le manchon 7, une rainure 81 de réception de bille formée à une extrémité du manchon 7, cette rainure traver- sant toute l'épaisseur du manchon et s'étendant circonfé- rentiellement, une bille de verrouillage 9 logée dans la rainure 81 et venant en butée à son extrémité inférieure contre le bottier S3 de la fraise droite S ou contre le boîtier C2 de la fraise à contre-angle Cr une rainure ex- centrique 10 disposée en correspondance avec la bille de verrouillage 9 et formée dans la circonférence du manchon de serrage 8 et une vis de blocage 11 qui traverse l'épaisseur du manchon 8 et pénètre dans l'épaisseur du manchon 7. Par rainure excentrique 10, on entend une rainure dont la pro- fondeur diminue progressivement autour de la circonférence du manchon de serrage 8. La rainure 81 de réception de bille a un diamètre circonférentiellement uniforme. La bille de verrouillage 2 est, en général, en acier. Une rainure 12 de réception de vis est formée sur une longueur qui s'étend sur environ 180 de la circonférence extérieure du manchon 7 afin de recevoir la vis de blocage dans l'é- paisseur du manchon 7y et la vis de blocage 11 est vissée dans la rainure 12 de façon à être immobilisée en rotation à l'intérieur de la longueur de la rainure 12, en d'autres termes, de façon à permettre, après déblocage de la vis 11, de détacher la fraise C à contre-angle ou la fraise droite S par une simple rotation du manchon 8 sur une distance angulaire maximale d'environ 1800. La référence 3 désigne un moteur sans eer(coreless) logé dans le corps 1 de la pièce a main et raccordé par l'intermédiaire d'un engrenage de transmission 13 à-un arbre de transmission S1 de la fraise droite S ou à un arbre de transmission C1 de la fraise C à contre-angle et la référence 4 désigne des accumulateurs qui constituent la source du courant du moteur 3, les ac- cumulateurs étant, dans l'exemple représenté, au nombre de trois. Les accumulateurs 4 sont logés dans le corps 1 de la pièce à main. Le moteur sans fer 3 est un moteur qui n'a pas de rotor proprement dit mais comporte un conduc- teur formant rotor et une partie isolante non magnétique qui transmet la rotation, et dans lequel lorsqu'un courant continu (I en ampères) s'écoule dans les conducteurs for- mant l'enroulement de stator qui a une longueur (1 en m) disposé dans un champ magnétique ayant une densité de flux LB en 12b/m2) engendré par un aimant de champ d'un stator, le conducteur formant rotor et le conducteur formant l'en- roulement produisent une force égale à B.1.I (N).. Comme accumulateurs, on utilise trois accumulateurs au Ni-Cd ayant chacun une tension de sortie de 1,2 V et, une tension de sortie globale de 3,6 V. Les caractéristiques du moteur 3 qui est alimenté par ces accumulateurs sont une vitesse de rotation d'environ 15.000 tr/mn et un couple de l'ordre de 130 à 150 g.cm et les performances de coupe normales nécessaires pour le traitement des dents sont obtenues l'intérieur de cette gamine de caractéristiques de rotation. Un interrupteur 6 est utilisé, cet interrupteur étant un interrupteur classique à glissement qui ouvre ou ferme le circuit entre la borne négative 34 du moteur et la borne négative des accumulateurs 4 lorsqu on fait glisser une pièce coulissante 6IO, Etant donne que la durée de fonc- tionnement en continu des accumulateurs 4 est d'environ une heure et demi en conservant les caractéristiques de rotation ci-dessus, le corps 1 de la pièce à main est muni à l'intérieur de son extrémité proximale d'une prise de charge 5 représentée sur la Fig. 1 de façon à permettre de recharger les accumulateurs en raccordant le corps lorsqu'il n'est pas utilisé, à un chargeur, non représenté. En d'autres termes, la prise de charge 5 est constituée par une broche positive saillante 42 et par une pièce né- gative 43 disposées à l'intérieur de l'extrémité arrière du corps 1 de la pièce à main et par une paroi isolante 44 qui retient en place à la fois la broche 42 et la pièce négative 43; des pièces conductrices 46,47 relient la broche 42 à la borne positive 45 des accumulateurs 4 et une pièce conductrice 49 relie la pièce négative 43 au res- sort hélicoïdal 48 en appui contre la borne négative des accumulateurs 4. On comprendra que, lorsque la pièce à main est construite de la manière- décrite ci-dessus, lin- sertion de l'extrémité proximale du corps 1 de la pièce à main dans un chargeur, non représenté, charge à la fois les poles négatif et positif des accumulateurs. La prise de charge 5 a été représentée à titre d'exemple et l'in- vention n'est pas limitée au mode de réalisation repré- senté. La fraise droite S et la fraise C à contre-angle représentées peuvent utiliser une seule et unique queue de fraise. Dans ce cas, il est prévu, dans la fraise droite S, une structure porte-fraise dans laquelle la queue C3 de fraise destinée à être utilisée dans la fraise C à contreangle et représentée sur les Fig. 4 (a) et 4(b) peut être également utilisée en tant que queue de fraise dans la fraise droite S. On décrira ces queues de fraise en se référant aux Fig. 2,3 et 4 (a),4 (b). Dans la fraise droite S représentée sur la Fig.2, la queue de fraise S2 utilisée--'st une queue de fraise classique conçue pour être montée dans une fraise à contre-angle, c'est-à-dire que, comme représenté sur les Fig. 4(a) et 4(b), elle comporte dans sa région terminale arrière une partie fe- melle 59 formée par une découpe et la structure porte- fraise servant à retenir la queue de fraise S2 est cons- truite de la manière suivante. Comme représenté sur les Fig. 2 et 3, il est formé sur la circonférence extérieure de l'extrémité avant d'un cylindre 51 porte-queue de fraise, extrémité qui est rendue élastique grâce à la présence de fentes 50 formées dans le cylindre dans le sens de sa longueur, une partie étagée 52 et une surface inclinée 53 est formée dans la partie de plus petit diamètre de la région arrière de la partie étagée 52, Un arbre rotatif tu- bulaire 54 est adapté sur le cylindre 51 porte-queue de fraise,une surface inclinée 55 constamment en contact avec la surface inclinée 53 étant formée sur la circonférence intérieure de l'arbre 54, à l'extrémité avant de ce dernier. Une tige d'accouplement 56 est introduite dans la partie arrière du cylindre 51, une partie 57formant logement étant découpée dans l'extrémité avant de la tige d'accouplement 56 et une languette 58 faisant saillie au-delà de l'extré- mité avant du logement 57 constitue une partie mâle qui vient en prise avec la partie femelle 59 formée sur un côté de la région arrière de la queue C3 conque pour être exclu- sivement utilisée dans la fraise à contre-angle et qui est introduite dans le cylindre 51, Le cylindre. 51 est assem- blé avec l'arbre. tubulaire rotatif 54 et avec la tige d'accouplement par une goupille 60 et un roulement à billes 61 et un ressort de compression 62 sont montés sur la cir- conférence extérieure de l'arbre tubulaire 54 de manière à entourer l'arbre 54 tandis qu'un capuchon amovible 63 coiffe le roulement à billes 61 de façon à positionner la partie étagée 64 formée sur la circonférence du capuchon 63, à son extrémité avant, face à la partie étagée 52, la sur- face inclinée 55 étant élastiquement pressée contre la sur- face inclinée 53 sous l'action du roulement à billes 61 et du ressort 62. Etant donné que la structure de porte-fraise du mode de réalisation de la Fig.2 est construite de la manière décrite ci-dessus, l'introduction de la queue de fraise S2, c'est-à-dire de la queue C3 prévue pour être utilisée exclusivement dans une fraise à contre-angle, dans le cy- lindre 51 porte-queue de fraise rend possible le maintien de la queue C3 du fait que le cylindre 51 est muni, à son extrémité, de plusieurs fentes 50 qui lui donnent une cer- taine élasticité, que le cylindre 51 comporte sur la cir- conférence extérieure de son extrémité avant la partie étagée 52 et la surface inclinée 53, et que la surface in- clinée 55 formée sur la circonférence intérieure de l'ex- trémité avant de l'arbre tubulaire 54 est pressée contre la surface 53 par le roulement à billes 61 et par la force élastique du ressort de compression 62 monté sur l'arbre 54 de façon à provoquer par convergence la contrac- tion de l'extrémité avant du cylindre 51, pour retenir la queue C3. Ainsi, la structure porte-îraise. du type décrit offre l'avantage que, grâce à la contraction de l'extré- mité du cylindre 51 et à l'emploi de la tige d'accouplement 56 à l'intérieur du cylindre 51 qui est disposée de façon que le cylindre 51 reçoive environ les deux cinquièmes de la longueur de la queue C3, la queue de fraise C3 prévue pour être exclusivement utilisée dans la fraise à contre- angle peut être introduite et retenue dans le, cylindre 51 porte-queue de fraise pour une pièce à main à fraise droite, ce qui permet de rendre superflu l'emploi d'une queue de fraise pour les pièces à main à fraise droite. Lorsqu'on désire retirer la -queue C3 du cylindre 51 porte- queue de fraise, il suffit de déplacer le capuchon 53 vers la gauche, ce qui amène la partie étagée 64 en appui contre la partie étagée 52, déplace le cylindre 51 porte- queue de fraise vers la gauche, écarte la surface inclinée 1o 53 de la surface inclinée 55 et desserre l'emprise du cy- lindre 51 sur la queue C3 puis de retirer la queue. A ce propos, on indiquera que l'essence de l'inven- tion décrite ci-dessus a été décrite en détail dans la demande de brevet japonais N0 075655/1978 déposée par la Société K.K. Morita Tkyo Seasakusho. Par ailleurs, étant donné que la structure porte-fraise utilisée à l'intérieur de la fraise à contre-angle C est identique- à la structure classique, on n'en donnera pas ici une description détaillée et on notera simplement, en se référant très brièvement à la Fig. 3, quela partie femelle découpée 59 de la queue C3 est en prise avec une partie étagée 67 faisant saillie vers l'intérieur formée à l'extrémité proximale d'un rotor 66 de façon à solidariser la queue en rotation avec le rotor et qu'une barrette 69 de verrouillage de la queue est adaptée dans la rainure circonférentielle 68 de la queue C3 pour empêcher que la queue puisse être retirée par un déplace- ment axial. Comme précédemment décrit, l'emploi de la queue C3 également en tant que queue S2 de fraise droite évite à l'opérateur l'inconvénient d'avoir a. choisir des fraises à. queue différente lorsqu'il change de fraise. Etant donné que l'appareil de la présente invention est construit de la manière décrite, la fourniture de cou- rant électrique par les accumulateurs 4 au moteur 3 à rotor sans fer par l'actionnement de l'interrupteur 6 per- met non seulement d'imprimer une rotation qui présente les caractéristiques décrites appropriées pour le traitement dentaire, à un arbre de transmission S. de fraise droite S ou à un arbre de transmission C1 de fraise C à contre- angle et d'exécuter une opération de fraisage mais égale- ment d'éviter l'emploi d'accumulateurs qui nécessiteraient d'accroître le diamètre de la poignée de la pièce a main. En outre, l'invention facilite considérablement le monta- ge et le démontage de la fraise droite S et de la fraise C à contre-angle sur la pièce à main. En d'autres termes, lorsqu'on desserre la vis de blocage 11 tout en la laissant en place dans la rainure à vis 12 et que l'on fait tourner le manchon de serrage dans le sens dans lequel la rainure excentrigue 10 s'approfondit la bille de verrouillage 9 est libérée, par exemple en s'écartant diamétralement de la circonférence extérieure du boîtier C2 de la fraise C à contre-angle t ensuite, en tirant le boîtier axialement, on détache fa- cilement la fraise C à contre-angle, on procède de la même manière pour la fraise droite S. Ensuite, par exemple, lors- qu'on a introduit le boîtier S3 de la fraise droite S dans le raccord de montage 2, on fait tourner en sens inverse le manchon de serrage 8 pour presser la bille de verrouil- lage 9 contre la circonférence du bottier S3, puis on visse à fond la vis de blocage 11 et le boîtier est alors fermement maintenu en place par le raccord 2. L'invention permet ainsi, de la manière décrite, de monter et démonter la fraise droite S ou la fraise C à con- tre-angle avec le raccord de montage 2 laissé en place sur le corps 1 de la pièce à main et, par conséquent, l'inven- tion accroît considérablement le rendement du travail de l'opérateur et a un effet avantageux sur les opérations de traitement par rapport aux résultats obtenus avec le corps de pièce à main classique dont la fraise droite ou la fraise à contre-angle devait être chaque fois détachée et auquel elle devait être ensuite rattachée. Bien qu'elle ait de petites dimensions, la pièce à main de l'invention assure l'obtention du type de carac- téristiques de rotation nécessaires pour le fraisage gra- ce à l'emploi du moteur 3 sans fer. La grande efficacité 2466978. de la pièce à main de l'invention est, en outre, accrue par l'emploi combiné d'une fraise droite ayant une struc- ture de porte-fraise capable de recevoir la queue de fraise à contre-angle également dans une fraise droite. 2466978; R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS - 1. Pièce à main sans cordon d'alimentation pour traitement dentaire caractérisée en ce qu'elle comporte un raccorde de montage (2) monté sur la partie d'extré- mité du corps (1) de la pièce à main de façon à permettre de monter de manière amovible et interchangeable une fraise droite (S) ou une fraise (C) à contre-angle sur la partie d'extrémité du corps, un moteur (3) sans fer (coreless) logé dans le corps (1) de la pièce à.main et accouplé directement à un arbre (S1) d'entraînement de la fraise droite (S) ou à un arbre d'entraînement (C1) de la fraise à contre-angle, des accumulateurs (4) logés dans le corps (1) de la pièce à main pour alimenter le moteur (3) sans fer, une prise de courant (5) disposée également à l'intérieur de l'extrémité proximale du corps (1) de la pièce à main afin de permettre de charger les accumulateurs (4), et un interrupteur (6) pour com- mander la mise sous tension et hors tension du moteur (3), en ce que le moteur (3), les accumulateurs (4) et la prise de courant (5) sont disposés sur le même axe, et en ce que le raccord de montage (2) comporte un manchon de serrage (8) monté à rotation sur un manchon (7) fixé à la partie d'extrémité du corps (1) de la pièce à main, une rainure à bille circonférentielle formée dans un emplacement du manchon fixe (7) qu'elle traverse complètement, une bille de verrouillage (9) logée dans la rainure (81) et adaptée pour que son extrémité infé- rieure vienne en appui contre le bottier (S2) de la fraise droite (S) ou contre le bottier (C2) de la fraise (C) à contre-angle, une rainure excentrique (10) disposée en correspondance avec la bille de verrouillage (9) et formée dans la paroi circonférentielle intérieure du manchon de serrage (8) et une vis de blocage (11) traversant l'épaisseur du manchon de serrage (8) et bloquée dans l'épaisseur du manchon fixe(7)o 2. Pièce à main selon la revendication 1. caracté- risée en ce que la fraise droite ($) comporte une partie d'appui étagée (52) formée sur la circonférence extérieure d'un cylindre (51) portequeue de fraise, à. l'extrémité avant du cylindre qui est muni de fentes (50) s'étendant en direction longitudinale, de façon à donner au cylindre une certaine élasticité, une surface inclinée (53) formée dans la partie de plus petit diamètre située à l'arrière de la partie étagée (52), un arbre tubulaire rotatif (54) monté sur-le cylindre (51) porte-queue de fraise, une surface inclinée (55) constamment en contact avec la sur- face inclinée (53) formée sur la circonférence intérieure de l'arbre tubulaire rotatif (54) l'extrémité avant dudit arbre, une tige d'accouplement (56) introduite dans la partie arrière du cylindre (:51) porte-queue de fraise, une partie (57) formant logement constituée par une découpe formée dans l'extrémité avant de la tige d'ac- çouplement (56), une languette (58) faisant saillie vers l'avant formée sur le dessus-du logement (57) cette languette constituant une partie mâle adaptée pour venir en prise avec-une partie femelle (59) formée sur un côté de la partie arrière de la queue de fraise conçue pour être utilisée exclusivement dans une fraise à. contre-angle et qui est insérée dans le cylindre (51) porte-queue de fraise, une goupille (60) au moyen de laquelle l'arbre tubulaire rotatif (34) et la tige d'ac- coupiement (56) sont rendus solidaires en rotation du cylindre, un roulement à billes (61) et un ressort de compression (62) montés sur la circonférence extérieure de l'arbre tubulaire (54) et un capuchon (63) monté à l'exté- rieur du roulement à billes (61) de façon à pouvoir être déplacé librement vers l'arrière et vers l'avant et placer une partie étagée (64) formée sur la circonférence inté- rieure du capuchon (63), à l'extrémité avant de ce dernier, face à la partie d'appui étagée (52), la surface inclinée (55) étant en appui élastique contre la surface inclinée (53) sous l'action du roulement à billes (61) et du ressort de compression (62).