Brevet FR2687060A1 — publié le 19930813

La présente invention concerne un instrument manuel à corps tubulaire formant poignée de préhension, comportant un outil amovible monté à une extrémité du corps et un dispositif d'éclairage de la zone de travail de l'outil, utilisable notamment en tant que pièce à main en dentisterie. On connaît déjà, dans divers secteurs techniques, des instruments manuels du type précité dont l'outil amovible peut être fixé dans une position angulaire quelconque autour de l'axe du corps tubulaire de l'instrument. Tel est, par exemple, le cas, en dentisterie, d'un insert de détartrage, constitué par une pièce à partie extrême recourbée, qui est fixée, avec une orientation angulaire quelconque, à l'extrémité du corps d'un instrument appelé détartreur. Lorsqu'un tel instrument est pourvu d'un dispositif d'éclairage de la zone de travail de l'outil, c'est-à-dire de l'endroit où se trouve la pointe de l'insert, il est nécessaire de prévoir des moyens qui assurent qu'une fois l'outil bloqué sur le corps de l'instrument, l'extrémité de l'outil se trouve bien dans la zone éclairée par le faisceau de lumière produit par le dispositif d'éclairage. Un appareil de détartrage de ce type est décrit, par exemple, dans le brevet FR-A-2 563 992. Un instrument comportant des moyens n'autorisant le blocage de l'outil que dans une seule position angulaire autour de l'axe de l'instrument, pour permettre un éclairage correct de son extrémité de travail, présente plusieurs inconvénients. En premier lieu cette solution impose une position prédéterminée de l'outil amovible autour de l'axe du corps de l'instrument, ce qui peut être une gêne dans le cas de certaines applications. Par ailleurs les moyens prévus pour immobiliser l'outil amovible dans sa position angulaire prédéterminée entraînent une augmentation notable de la complexité de l'ensemble de l'instrument et par conséquent de son prix de revient. La présente invention vise à remédier à ces divers inconvénients en procurant un instrument pourvu d'un dispositif d'éclairage particulièrement simple, économique à fabriquer, facile à mettre en oeuvre et permettant d'éclairer efficacement la zone extrême de l'outil amovible quelle que soit sa position angulaire autour de l'axe du corps de l'instrument. A cet effet cet instrument manuel à corps tubulaire formant poignée de préhension, comportant un outil amovible monté à une extrémité du corps, dans une position angulaire quelconque autour de l'axe du corps, et un dispositif d'éclairage de la zone de travail de l'outil, utilisable notamment en tant que pièce à main en dentisterie, le dispositif d'éclairage comportant une source de lumière ponctuelle située à une distance d de l'axe du corps, dans le plan de la face frontale de ce corps qui se trouve du côté de l'outil, est caractérisé en ce que le dispositif d'éclairage comprend, entre la source de lumière ponctuelle et la zone de travail de l'outil, un coupleur optique formant également concentrateur de lumière, ce coupleur optique étant monté à rotation autour de l'axe du corps et ayant une face frontale amont située en regard de la face frontale du corps où se trouve la source de lumière ponctuelle et perméable, au moins en n'importe quel point d'une zone annulaire d'entrée de rayon moyen d de cette face frontale amont se trouvant en regard de la source de lumière ponctuelle, à la lumière émise par cette source, ce coupleur canalisant et concentrant la lumière vers une extrémité aval de sortie de la lumière, de petite dimension, qui est décalée latéralement à distance de l'axe du corps de l'instrument et qui est prolongée, par un guide de lumière, en direction de la zone de travail. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique de la partie extrême d'un instrument manuel suivant l'invention où est fixé l'outil amovible. La figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue en perspective du coupleur optique intermédiaire de l'instrument de la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe axiale partielle d'un détartreur suivant l'invention. La figure 6 est une vue en coupe axiale partielle d'une variante d'exécution. L'instrument manuel suivant l'invention qui est représenté sur la figure 1 et qui peut être constitué, par exemple, par une pièce à main utilisée en dentisterie, comprend un corps tubulaire 1, d'axe xy, qui est relié, à l'une de ses extrémités non représentée, à des conducteurs d'alimentation en énergie électrique, à des canalisations d'alimentation en fluide etc..., suivant le travail effectué par l'instrument. Ce corps 1 porte, à son autre extrémité, un outil amovible 2 qui est fixé au corps 1, dans une position angulaire quelconque autour de l'axe xy du corps 1, par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 3 de tout type approprié. L'outil 2 peut être constitué, par exemple, par un grattoir animé d'un mouvement de vibration ultrasonore et accouplé à cet effet à une sonotrode elle-même excitée par un transducteur contenu dans le corps 1. L'instrument suivant l'invention est équipé d'un dispositif d'éclairage permettant de projeter sur la zone de travail de l'outil 2, c'est-à-dire vers l'endroit où se trouve sa pointe 2a, un faisceau de lumière. Le dispositif d'éclairage comporte une source de lumière ponctuelle 4, située à une distance d de l'axe xy du corps 1, dans le plan de la face frontale 5 de ce corps 1 qui se trouve du côté de l'outil 2. La source de lumière ponctuelle 4 peut être constituée par n'importe quel moyen émettant un faisceau de lumière, tel qu'une petite lampe à incandescence ou encore l'extrémité de sortie d'une fibre optique s'détendant à travers le corps 1 et couplée à une source de lumière située en amont. La face frontale circulaire 5 du corps 1 est située en regard d'une face frontale circulaire adjacente 6 d'un coupleur optique 7 intervenant également comme concentrateur de lumière.Le matériau constitutif du coupleur optique 7 et sa forme sont choisis de manière à capter, par sa face frontale amont 6, le maximum de lumière émise par la source ponctuelle 4, à transmettre cette lumière à l'intérieur du coupleur optique 7 et à la concentrer au maximum vers une extrémité de sortie aval 8, de petite dimension, décalée latéralement à une distance a de l'axe xy du corps 1. Le coupleur optique 7 peut ainsi avoir, comme il est représenté sur les figures 1 à 4, la forme d'un tronc de cône et plus particulièrement d'un tronc de cône droit dont la grande base est constituée par la face d'entrée amont 6 et la petite base par l'extrémité de sortie aval 8. Le coupleur optique tronconique 7 est monté à rotation autour d'une tige creuse 9, d'axe xy, prolongeant le corps 1 jusqu'au dispositif 3 d'accouplement de l'outil 2. A cet effet le coupleur optique 7 est percé d'un trou cylindrique 11, de même diamètre que celui de la tige creuse 9, débouchant au centre de la face d'entrée amont 6 et dans la surface latérale conique 12 du coupleur 7. Le coupleur optique 7 peut être aussi monté mobile en translation suivant l'axe xy, sur la tige 9. La face frontale 5 du corps 1 est avantageusement traitée pour améliorer la réflexion de la lumière en direction de la face d'entrée amont 6 du coupleur optique 7. Cette face frontale 5 peut porter par exemple, comme il est représenté sur la figure 2, une bande 13 de matière réfléchissante, formant un anneau de rayon moyen d, de largeur correspondant sensiblement à la largeur de la source lumineuse ponctuelle 4 et passant par cette source. Le coupleur optique 7 peut être plein ou creux. Dans le premier cas il peut être constitué d'une matière plastique translucide ou d'une matière à base de silice, mise en forme par moulage ou usinage. Dans ce cas la surface de la matière translucide est avantageusement recouverte d'une couche mate, sauf à l'endroit de la zone annulaire d'entrée, de rayon moyen d, de la face frontale amont se trouvant en regard de la source de lumière ponctuelle 4. Le coupleur optique plein 7 peut être également formé d'un faisceau de fibres optiques étalé dans la face d'entrée amont et convergeant et se resserrant vers l'extrémité de sortie aval 8. Dans le cas où le coupleur optique 7 est creux, il peut être constitué par un corps creux contenant de l'air et dont les faces internes sont traitées de manière à réfléchir au mieux la lumière et à la canaliser vers l'extrémité de sortie aval 8. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'outil 2 est monté dans un bloc support 14 relié, par le dispositif d'accouplement 3, à la tige creuse 9. Ce bloc support 14 comporte également un guide de lumière 15 qui assure la transmission de la lumière, sortant de la face aval 8 du coupleur optique 7, vers la zone de travail de l'outil 2, c'est-à-dire vers sa pointe 2a. Ce guide de lumière 15 peut être constitué, par exemple, par une fibre optique ayant une face d'entrée amont 16 et une face de sortie aval 17. La face d'entrée amont 16 de la fibre optique 15 est située à la même distance a de l'axe xy que l'extrémité de sortie aval 8 du coupleur optique 7. Par ailleurs la face de sortie aval 17 de la fibre optique 15 est située à une distance b de l'axe xy qui peut être supérieure à la distance a comme il est représenté sur la figure 1 ou inférieure à celle-ci.Pour augmenter au maximum l'éclairage de la zone de travail, la face de sortie aval 17 de la fibre optique 15 doit être située le plus près possible de la pointe 2a de l'outil 2. D'après la description qui précède, on voit que l'instrument suivant l'invention permet d'obtenir un éclairage approprié de la zone de travail, c'est-à-dire de l'extrémité de la pointe 2a de l'outil 2, quelle que soit la position angulaire de cet outil 2 autour de l'axe xy. La mise en position active du dispositif d'éclairage s'effectue très aisément puisqu'une fois l'outil 2 fixé, au moyen du dispositif d'accouplement 13, dans n'importe quelle position angulaire désirée, l'opérateur n'a qu'à faire tourner le coupleur optique 7 autour de l'axe xy de manière à amener son extrémité de sortie aval 8 juste en regard de la face d'entrée amont 16 de la fibre optique 15.Une fois le coupleur optique 7 placé dans cette position, il est possible de le bloquer, par tout moyen approprié, et la lumière émise par la source ponctuelle 4, qui pénètre dans le coupleur optique 7 à travers sa face frontale amont 6, se réfléchit successivement à l'intérieur de ce coupleur 7 et est concentrée sur la face de sortie aval 8 pour être transmise, à travers la fibre optique 15, vers la zone de travail éclairée 2a. Naturellement l'instrument peut être pourvu d'une ou plusieurs canalisations pour transmettre un ou plusieurs fluides vers la zone de travail 2a. L'une de ces canalisations est indiquée en 18 et elle passe à travers le corps 1, la tige creuse 9 et l'outil 2, pour amener dans la zone de travail, c'est-à-dire à l'endroit de la pointe 2a de l'outil 2, un fluide approprié tel que par exemple de l'air ou de l'eau. La figure 5 illustre une application particulière de l'invention à un appareil de détartrage dentaire, dans lequel le bloc support 14 porte un outil 2 qui constitue un grattoir ou un racloir courbe. Le bloc support 14 est accouplé, par l'intermédiaire du dispositif 3, à la partie extrême de la tige creuse 9 qui, dans ce cas, constitue une sonotrode mise en vibration ultrasonore par un transducteur 19. Bien que dans la description précédente il ait été indiqué que le coupleur optique intermédiaire 7 est constitué par une pièce indépendante du bloc support 14 solidaire de l'outil 2, il serait également possible, suivant une variante d'exécution de l'invention, de faire en sorte que le coupleur optique 7 soit solidaire du bloc support 14, comme il est représenté schématiquement sur la figure 6. Dans une telle forme d'exécution l'outil 2 est solidaire d'un seul et même bloc composite comprenant le coupleur et concentrateur de lumière 7, le guide de lumière 15 s'étendant à partir de la face de sortie aval 8 du coupleur 7, les moyens d'accouplement 13 constitués, par exemple, par une douille filetée en prise avec un filetage de la tige 9, et le bloc 14 enveloppant tous les éléments précédents. REVENDICATIONS 1- Instrument manuel à corps tubulaire (1) formant poignée de préhension, comportant un outil amovible (2) monté à une extrémité du corps (1), dans une position angulaire quelconque autour de l'axe (xy) du corps (1), et un dispositif d'éclairage de la zone de travail (2a) de l'outil (2), utilisable notamment en tant que pièce à main en dentisterie, le dispositif d'éclairage comportant une source de lumière ponctuelle (4) située à une distance (d) de l'axe (xy) du corps (1), dans le plan de la face frontale (5) de ce corps (1) qui se trouve du côté de l'outil (2), caractérisé en ce que le dispositif d'éclairage comprend, entre la source de lumière ponctuelle (4) et la zone de travail (2a) de l'outil (2), un coupleur optique (7) formant également concentrateur de lumière, ce coupleur optique étant monté à rotation autour de l'axe (xy) du corps et ayant une face frontale amont (6) située en regard de la face frontale (5) du corps (1) où se trouve la source de lumière ponctuelle (4) et perméable, au moins en n'importe quel point d'une zone annulaire d'entrée de rayon moyen (d) de cette face frontale amont (6) se trouvant en regard de la source de lumière ponctuelle (4), à la lumière émise par cette source, ce coupleur canalisant et concentrant la lumière vers une extrémité aval (8) de sortie de la lumière, de petite dimension, qui est décalée latéralement à distance de l'axe (xy) du corps (1) de l'instrument et qui est prolongée, par un guide de lumière (15), en direction de la zone de travail (2a). 2- Instrument suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le coupleur optique (7) est constitué d'une matière plastique translucide ou d'une matière à base de silice, mise en forme par moulage ou usinage, la surface de la matière étant recouverte d'une couche mate sauf à l'endroit de la zone annulaire d'entrée, de rayon moyen d, de la face frontale d'entrée amont (6) du coupleur optique (7) se trouvant en regard de la source de lumière ponctuelle (4). 3- Instrument suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le coupleur optique (7) est constitué par un corps creux contenant de l'air et dont les faces internes sont traitées de manière à réfléchir au mieux la lumière et à la canaliser vers l'extrémité de sortie aval (8). 4- Instrument suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le coupleur optique est formé d'un faisceau de fibres optiques étalé dans la face d'entrée amont (6) et convergeant et se resserrant vers l'extrémité de sortie aval (8). 5- Instrument suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la face frontale (5) du corps (1) porte une bande annulaire (13) de matière réfléchissante, de rayon moyen d, de largeur correspondant sensiblement à la largeur de la source lumineuse ponctuelle (4) et passant par cette source. 6- Instrument suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le coupleur optique (7) a notamment la forme d'un tronc de cône dont la grande base est constituée par la face d'entrée amont (6) et la petite base par l'extrémité de sortie aval (8). 7- Instrument suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le coupleur optique tronconique (7) est monté à rotation autour d'une tige creuse (9) d'axe xy, prolongeant le corps (1) jusqu'à un dispositif (3) d'accouplement de l'outil (2), le coupleur optique (7) étant percé à cet effet d'un trou cylindrique (11), de même diamètre que celui de la tige creuse (9), débouchant au centre de la face d'entrée amont (6) et dans la surface latérale conique (12) du coupleur optique (7). 8- Instrument suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le coupleur optique (7) est constitué par une pièce indépendante d'un bloc support (14) solidaire de l'outil (2) et dans lequel est logé le guide de lumière (15), constitué, par exemple, par une fibre optique ayant une face d'entrée amont (16) et une face de sortie aval (17), la face d'entrée amont (16) de la fibre optique (15) étant située à la même distance a de l'axe xy que l'extrémité de sortie aval (8) du coupleur optique (7). 9- Instrument suivant la revendication 8 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour bloquer le coupleur optique (7) dans la position dans laquelle son extrémité de sortie aval (8) se trouve en regard de la face d'entrée amont (16) de la fibre optique (15). 10- Instrument suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le coupleur optique (7) est solidaire d'un bloc support (14) portant l'outil (2) et le guide de lumière (15).