(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い把持スリーブ（２）を有する歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピース（１）であって、
ａ）前記把持スリーブの後端に前記ハンドピース（１）を歯科供給配置につながっている供給ホース（３１）に接続するための結合要素（４）が配されており、
ｂ）前記把持スリーブの前端に工具を回転させるように搭載するための工具受け部（５）を有する頭部（３）が配されており、
前記ハンドピース（１）はさらに前記工具受け部（５）に支持されている工具を駆動する電動モータ（１０）を有しており、
前記モータ（１０）は前記把持スリーブ（２）と一体となるように前記把持スリーブ（２）内に完全に一体化されており、
前記モータ（１０）が前記ハンドピーススリーブ（２）内で軸方向にスプリング式で設置されており、前記スリーブ（２）内で前部留め部（５１）に対して偏倚しており、
前記モータ（１０）は、
前記ハンドピーススリーブ（２）内に固定した、すなわち回転しないように搭載されたステータ（１２）と、
２つのベアリング（１１a、１１b）を用いて前記ステータ（１２）に対して回転可能にされているロータ（１１）と、
を有するブラシレスモータであり、
前記ベアリング（１１ａ、１１ｂ）が前記ステータ（１２）内に固定して一体化され、
前記ステータ（１２）の薄板積層物（４２）および巻線（４３）は、洗浄可能なあるいは消毒可能なプラスチック製のさや（４５）内に完全に埋め込まれ、
前記さや（４５）の中に、２つの前記ベアリング（１１ａ、１１ｂ）もまた配置され、
前記巻線（４３）の接続４４のみが前記さや（４５）から前記ステータ（１２）の後端から外に伸び、
前記スリーブ（２）に固定された前記結合要素（４）には、前記結合要素（４）の一側を軸方向に圧迫する板状バネ（５３）が配置されており、前記板状バネ（５３）の他側は前記ロータ（１１）の前記後側ボールベアリング（１１ｂ）の外リングを圧迫している
ことを特徴とする歯科用、歯科医療用または歯科技術用の消毒可能なハンドピース。
【請求項２】
前記把持スリーブ（２）が単体に構成されているか互いに不可分に結合された複数の部材から成ることを特徴とする請求項１に記載のハンドピース。
【請求項３】
前記把持スリーブ（２）がある角度に曲げられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハンドピース。
【請求項４】
前記工具受け部（５）が前記把持スリーブ（２）の前部領域（２ｂ）を通って伸びているシャフト（１５）を経て前記モータ（１０）に連結していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項５】
前記シャフト（１５）は膝状伝達具（１７）を経てモータシャフト（１１）に結合していることを特徴とする請求項３および請求項４に記載のハンドピース。
【請求項６】
前記シャフト（１５）は前端において頭部伝達具（１８）を経て前記工具受け部（５）に結合していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のハンドピース。
【請求項７】
前記頭部伝達具（１８）は回転方向を反転させることを特徴とする請求項６に記載のハンドピース。
【請求項８】
前記モータ（１０）は反時計回りに回転するように制御されていることを特徴とする請求項７に記載のハンドピース。
【請求項９】
前記膝状伝達具（１７）および前記頭部伝達具（１８）の少なくとも１つは２：１および１：２の間の範囲で変換することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１０】
前記膝状伝達具（１７）および前記頭部伝達具（１８）は各々前記ハンドピース（１）内に不可分に形成された１対の歯車で形成されていることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１１】
前記シャフト（１５）および前記工具受け部（５）は前記モータシャフト（１１）とともに前記モータ（１０）の回転を工具に伝達するための３つの回転軸を有していることを特徴とする請求項４から請求項１０のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１２】
前記モータ（１０）が１０，０００および３００，０００ｒｐｍの間の範囲の回転速度を有していることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１３】
前記モータ（１０）が最大２５０，０００ｒｐｍの回転速度を有し、７５，０００および２５０，０００ｒｐｍの間の範囲の回転速度を有していることを特徴とする請求項１２に記載のハンドピース。
【請求項１４】
前記モータ（１０）がコレクタレス直流モータで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１５】
前記モータ（１０）の前記ロータ（１１）が腐食から保護するためのコーティング、ニッケルメッキされた１つまたは複数の永久磁石（４０）を有していることを特徴とする請求項１４に記載のハンドピース。
【請求項１６】
前記モータ（１０）の前記ステータ（１２）が軸方向に並べて配列された前記薄板積層物（４２）で形成されたパッケージを有することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のハンドピース。
【請求項１７】
前記薄板積層物（４２）が０．１ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１６に記載のハンドピース。
【請求項１８】
前記モータ（１０）の前記ステータ（１２）がモータハウジング（４６）を同時に形成しているプラスチックの前記さや（４５）で囲まれていることを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１９】
プラスチックの前記さや（４５）がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で作られていることを特徴とする請求項１８に記載のハンドピース。
【請求項２０】
前記モータ（１０）の後端に前記バネ（５３）、板状バネが配置されており、その一端は前記モータ（１０）を、他端は前記把持スリーブ（２）または前記把持スリーブ（２）に固定された要素を支えていることを特徴とする請求項１９に記載のハンドピース。
【請求項２１】
前記頭部（３）が前記ハンドピース（１）の前端に対向して１００°の角度（β）で配置されていることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項２２】
前記ハンドピース（１）が前記結合要素（４）から光出口点（２１）に延びている導光路（２０）を有していることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項２３】
前記導光路（２０）が前記光出口点（２１）に連続的に延びていることを特徴とする請求項２２に記載のハンドピース。
【請求項２４】
ハンドピース（１）内に空気および／または水用の１つまたは複数の媒体線路（２２、２３）が通っていることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項２５】
前記モータ（１０）は前記把持スリーブ内に偏芯して配置されており、前記導光路（２０）および／または前記媒体線路（２２、２３）はモータ（１０）を過ぎて側面に通じていることを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項２６】
プラスチックの前記さや（４５）がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で作られていることを特徴とする請求項１に記載のハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長い把持スリーブを有する請求項１の前段部に関連する歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピースに関し、ハンドピースの工具受け部により保持されている工具、特に歯科用ドリルを駆動する電動モータを有するハンドピースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯科用または歯科医療用ハンドピースは通常回転するたとえばドリルなどの歯科用工具を受容する機器部分、歯科用工具を駆動する駆動モータおよびハンドピースを操作するためにある種の媒体を供給するための媒体供給ホースを有するホース部分を含有している。以下の説明では、媒体として、電動モータを操作するための電流、および／または光源、ならびに空気や水などの冷却媒体を例に説明する。
図１１および図１２は従来技術における異なる態様で構成されたハンドピースを示す。図１１に示すように、機器部分１０１、駆動モータ１０３および媒体供給ホース１０４を有するホース部分１０２は個別の部品で構成されており、それぞれを互いに直接差し込んで結合している。この構成は、機器部分１０１およびホース部分１０２の間に、駆動モータ１０３と２つの部分１０１および１０２の３つの結合点がある。このようなハンドピースの構造は、たとえば、特許文献１および特許文献２により知られている。
歯科用または歯科医療用ハンドピースの他の構成を図１２に示す。駆動モータ２０３はいわゆるモータカートリッジで機器部分２０１とホース部分２０２の内部に形成された空洞内に保持されている。機器部分２０１はこの目的のために、媒体供給ホース２０４により供給される媒体を受けるための供給線路を有する駆動モータ２０３の一部を覆うハウジングを有している。このハウジングと機器部分２０１の供給線路はホース部分２０２につながっている。
特許文献３にはハンドピースとモータの両方を２つの部品に分離する新しい概念が提案されている。すなわち、ハンドピースの第１の部分は歯科用工具を受容するように作用し、工具を走査するためにある種の供給媒体を供給する媒体供給線路が接続されている第２の部分とは開放可能に結合させている。一方、駆動モータは回転領域とステータ巻線を有する固定領域に分離されており、両部品はそれぞれハンドピースの第１の部分および第２の部分の２つの部分に配置されて、ハンドピースの第１の部分および第２の部分の組み立て時に、駆動モータのステータ巻線を有する固定領域を駆動モータの回転領域に押し込むように構成されている。この方法により、図１１および図１２に示された概念に比較して、一方ではハンドピースの構造的長さを、他方ではインタフェースの数を小さくすることができる。
【特許文献１】ドイツ特許公報ＤＥ２８３４００９Ｃ２
【特許文献２】ＥＰ特許公報ＥＰ００１２８７１Ｂ１
【特許文献３】ＥＰ公開公報ＥＰ０８８８０９１Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１および特許文献２における従来の構成は多くの点で問題がある。たとえば、構造的長さが大きく、歯科用ハンドピースとしてかなり重いので、重心がホース部分側によっており、取り扱いが比較的困難である。しかしながら、歯科での作業では繊細で容易な取り扱いがまさに要求されている。さらに、ハンドピースの部品間に多くの結合点や分離点があるということは衛生上でも重大な問題である。
特許文献３に記載の方法は特許文献１および特許文献２における構成の有する課題を解決するもので、ハンドピースとモータの両方を２つの部品に分離する新しい概念が提案されている。しかしながら、ハンドピースが本体とこれとは分離した別のモータの２つの部品に分離しているので、依然として形状が比較的大きく、ハンドピースとモータ間に結合点や分離点が存在しているので、操作性および機械的要素の数の減少には限界がある。
【０００４】
本発明は、歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピースにおいて、従来の構成に比較してさらに小型で一層改善された取り扱いを可能とするような概念を与えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、請求項１に記載した特徴を有する歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピースが提案される。本発明の有用な発展形態は従属請求項の主題によるものである。
本発明による解決手段は従来の構成に比較して非常に小型でありながら効果的な新しいモータの使用に基づくものである。本発明においては、歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピースは把持スリーブを有し、この把持スリーブの後端にはハンドピースを歯科供給配置につなげるための供給ホースに接続する結合要素が配されており、把持スリーブの前端には工具を回転させるように搭載するための工具受け部を有し、さらに工具受け部に支持されている工具を駆動する電動モータを有している。
電動モータは、コレクタレスあるいはブラシレスモータと呼ばれる永久磁石ロータを備えた電気駆動モータを使用し、これをハンドピースの細長い把持スリーブに完全に組み込むことを提案するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の解決手段により得られる利点は非常に様々なものがある。第１に、電気モータをハンドピースの把持スリーブに完全に組み込むことにより形状を短くすることができるので、人間工学的に改善することができる。これはハンドピースの重量が小さくなり、実効的なレバーアームの長さが短くなることで説明することができる。
さらなる利点は、モータ速度が１００００〜３０００００ｒｐｍ、望ましくは７５０００〜２５００００ｒｐｍという非常に広い範囲で使用することができるので、回転動作の伝達のための伝達要素をより少なくより簡単に構成することができる。
全体的には、本発明の解決手段により回転動作の伝達のための機械的要素の数を大幅に減少させることができるので、良好に管理可能な製造、製造コストの低下、メンテナンスの利便性の向上を図ることができる。
また、本発明の解決手段により、従来技術のハンドピースにおけるモータ部とその他のハンドピース部間に使用されあるいは要求されるインタフェースあるいは結合部材を省略できるので、ハンドピースの衛生状態も改善することができる。
最後に、ハンドピースの操作時に動く重量が従来技術におけるハンドピースに比較して非常に少ないので、ハンドピースの操作音が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明によれば、このように提案された細長い把持スリーブを有する歯科用、歯科医療用または歯科技術用のハンドピースを有しており、その後端にはハンドピースを歯科用供給設備に接続された供給ホースに接続するための結合要素が設けられており、前端には回転する工具を設置するための工具受け部を有する頭部が配置されている。ハンドピースはさらに工具受け部に支持されている工具を駆動する電気モータを有しており、電気モータは細長い把持スリーブに一体構成となるように組み込まれている。
把持スリーブは特に好ましい実施例においては一部品で構成され、あるいは、ハンドピースの使用者にとっては分離していない複数の部品から成っている。
本発明の有用な発展形態によれば、把持スリーブがある角度に曲げられており、工具受け部が把持スリーブの前部領域を通って伸びているシャフトを経てモータに連結している。このシャフトは膝状伝達具を経てモータシャフトに結合している。また、シャフトはその前端が頭部伝達具を経てハンドピースの頭部における工具受け部に結合している。この頭部伝達具は望ましくは回転方向を反転させ、そのときモータは反時計回りに回転するように制御される。ここで、膝状伝達具および頭部伝達具の一方は２：１および１：２の間の範囲で変換するように構成される。モータは望ましくは最大２５０，０００ｒｐｍの回転速度を有し、頭部がハンドピースの前端に対向して約１００°の角度で配置されており、これにより操作性が一層向上する。
本発明の他の発展形態は、特にモータの構成およびハンドピース内におけるモータの設置に関するものである。すでに本発明の有用な発展形態で述べたように、少なくとも１つの回転永久磁石を有するコレクタレスまたはブラシレス直流モータ（ＢＬＤＣモータ）が使用される。これはそれ自身の高い性能に特徴がある。
ハンドピースに要求される通常必要な殺菌工程の間にこのモータの傷つきやすい部品を効果的に保護できるようにするために、更なる従属項の主題による特別は手段を備えている。第１に、ロータの永久磁石は腐食から守るために特殊なコーティングが施されている。一方、傷つきやすいステータ巻線およびステータ積層体の保護は、ステータを殺菌可能なプラスチックケースまたはプラスチック被覆で覆うことにより達成される。ステータは特に完全にプラスチック内に入れられ、このプラスチックによりモータハウジングを形成する。結局、これによってモータの全ユニットがさやに入れられた状態になり、それにより殺菌工程において高温および湿気から効果的に保護される。商品名ＰＥＥＫで販売されている高性能プラスチックがプラスチックさやを実現する上で特に好ましい物質である。この物質はその良好な物質特性、特に殺菌時における高温および耐加水分解性において際立っている。
しかしながら、プラスチックハウジングの使用は、プラスチックがハンドピーススリーブを覆う物質と異なる熱膨張係数を有しているという問題を引き起こす。ハンドピーススリーブとプラスチックハウジング間で起きる歪をなくしあるいは減少させるために、本発明の特に有利な発展形態では、モータをハンドピーススリーブ内で特別な方法で設置する。特に、モータをスリーブに固定ねじを使用せずにスプリング式で設置する。これにより、ある種のフレキシビリティが発生し、バネ力によりモータには原理上把持スリーブ内で留め部に対して実質的に一様な力が作用する。このバネはこうして把持スリーブとモータハウジングの対応する異なる膨張を補償する。この特殊な設置方法は一方ではモータの損傷をなくし、他方ではモータを把持スリーブ内で恒久的に同様な方法で配置することを保証するので、そのほかの動力伝達要素との非常に的確な結合を保証するという点で利点がある。
また、歯科用または歯科医療用のハンドピースは通常ハンドピースの使用中に患者の口内の処置領域を照明する照明装置を有している。本発明のハンドピースはそのような手段も設けることができる。この目的のために、望ましくはハンドピースの結合要素から前端領域における光出口点に延びている導光路が用いられる。この導光路は具体的には一部品で形成されてモータを通り越して光出口点に連続的に延びており、望ましくは把持スリーブ内でやや偏芯して配置される。さらに、空気および／または水を供給するための媒体線路がハンドピースを貫通して延びている。また、ハンドピース内に適当なフィルタ設備を配置することができる。
【実施例】
【０００８】
以下本発明の実施例を図面とともに詳細に説明する。
図１は本発明の実施例における歯科用または歯科医療用のハンドピースを示し、参照符号１で示すハンドピースの全体構成は主要素として細長い把持スリーブ２を有している。図示の実施例において、ハンドピース１はいわゆる曲がりハンドピースで構成されている。把持スリーブ２は一部品で構成され、前部領域２ｂおよび後部領域２ａを有しており、それらは互いに約１５５°から１７０°、望ましくは１６２°の角度αを持っている。この構成により、患者の口内におけるハンドピースの操作は簡単になる。
ハンドピース１の頭部３は把持スリーブ２の前端に位置しており、この頭部３は２つのベアリング６ａ、６ｂにより回転可能に搭載された工具受け部５を有している。この工具受け部５は詳細は図示しないが回転して物質を除去する加工に使用される歯科処置工具を選択的に搭載するチャックを有している。頭部３における工具受け部５は具体的には歯科用ドリルのような回転物を搭載するために設けられている。本発明においては、ハンドピース１の人間工学的な特性を一層向上させるために、頭部３は工具受け部５の長手方向の軸Iが把持スリーブ２の前端領域２ｂの軸IIに対して約１００°の角度βを有するように構成されている。この好ましい形状は、ドリルが把持スリーブに対して直角である従来の曲がりハンドピースに比較して一層改善された操作性をもたらすものである。
把持スリーブ２の後端には特に歯科用処置装置の供給設備（図示せず）に通じている供給ホース３１との接続部３０が接続されている。この供給ホース３１を経てハンドピース１に操作に必要な媒体、特に電流が供給される。この電流はモータの駆動と照明に使用される。詳細は後述する。さらに、たとえば空気および／または水などの処置媒体が用意されており、それらは単独で空気／水の混合体でたとえば患者の処置部の表面を清掃するために使用される。図１においては簡略化のために、ハンドピース１を貫通する媒体線路の詳細は図示していない。ハンドピース１のそれらの配列については後述の説明で詳細に説明する。そのような媒体線路がある場合はハンドピース１内にさらに媒体フィルタも配列される。
【０００９】
ハンドピース１は、把持スリーブ２の後端に位置する結合要素４を経てホース接続部３０と接続される。この接続は、たとえば、ハンドピース１が回転自在になるように、望ましくは差し込み式のバヨネット結合によって構成される。以下に詳細に説明するように、図示の実施例における結合はハンドピース１とホース接続部３０間で固定された配向を有するように構成される。
歯科用ハンドピースは原則として駆動部が別に構成される。伝統的にはたとえば、空気またはタービン駆動、あるいは、電動駆動が使用されている。タービン駆動は構成が小型であるのが特徴であるが、一方で動作の信頼性が電動モータに比較して劣っている。また、電動モータに比較して伝達パワーの制御可能性が限定された範囲でしか得られない。
電動モータは今日までそれを使用することによりハンドピースが長くなるという不便さがある。しかしながら、本実施例の場合、電動モータとしてハンドピース１の把持スリーブ２内に完全に埋め込まれたマイクロモータを使用する。一方、参照符号１０で示されるモータはハンドピーススリーブ内に固定した、すなわち回転しないように搭載されたステータ１２を有している。他方、ロータ１１は２つのベアリング１１ａ、１１ｂを用いてこのステータ１２に対して回転可能にされている。モータ１０の詳細な構成は後述する。差し当たっては、モータ１０の外形寸法を非常に小型に保ち、把持スリーブ２内に完全に組み込むことが特別重要なことである。ここで、把持スリーブ２が単体に構成されているか使用者にとって互いに不可分に結合された複数の部材から成っていることを考慮することがとりわけ重要である。また、従来技術における周知の構成に見られるような接続インタフェースがないことも重要である。電動モータ１０はハンドピーススリーブ２内に常設されて一体構成をしており、それによって殺菌可能であるのでハンドピース１の全体の洗浄、殺菌を可能にすることができる。
【００１０】
モータ１０による回転運動は前端の把持スリーブ領域２ｂに延びているシャフト１５により工具受け部５に伝達される。この目的のために、シャフト１５は２つのローラベアリング１６ａ、１６ｂによって回転可能に取り付けられており、後端において膝状伝達具１７を経て電動モータ１０とロータ１１が結合され、前端において頭部伝達具１８によりシャフト１５と工具受け部５とが結合されている。頭部伝達具１８は回転方向の反転をもたらし、それによって電動モータ１０の回転が反時計方向の回転として伝達されるように制御されて、工具受け部５に保持されているドリルを望ましい回転方向になるように制御する。本発明によるハンドピースを全体的に見ると、ハンドピースに供給される電圧によってドリルまたは一般的には工具を回転させるために、このように３つの回転軸またはシャフト（モータロータ１１、中間シャフト１５およびチャック系と一体の回転可能な工具受け部５）を単に有していればよい。これは−必要な限り−中間伝達段階を使用しすぎているのに対し理想的な場合を示している。また、中間伝達段階を使用しすぎていることにより大きな場所を必要とするが図示の実施例はこの点でも好ましい。さらに、理論的には、遊星歯車列も回転速度の伝達に使用することができる（このときはより多くの回転軸を有する）。
この特別な構成の利点はモータ１０から工具受け部５にパワーがまさに直接伝達されることである。運動伝達に必要な機械的部品の数は以前の解決方法に比較して明らかに減少している。言い換えると、これはハンドピース１の製造を簡易化することができ、しかもより経済的に製造することができ、さらに、ハンドピース１を全体的により修繕しやすくすることができる。これに関連して、歯のような硬い物質を加工するための歯科工業分野ではドリルの回転速度は１２００００ｒｐｍから３００００ｒｐｍの間の範囲が必要であることを考慮しなければならない。モータを使用し伝達要素を経て機械的に駆動される角度を持った部品は今日まで主に最終回転速度が２０００００ｒｐｍの領域で加工している。これは従前の約４００００ｒｐｍの回転速度の駆動モータを工具受け部５のような因子に対応するいくつかの伝達要素によって所望の２０００００ｒｐｍに変換することにより可能である。また、頭部３、結合要素４またはベアリング６などに対応する因子による変換もしばしば使用されている。しかし、そのような多くの部品から成っている高い変換に必要な伝達要素は、高い回転速度により発生する表面振動や音響雑音放射を可能な限り小さく保つために最高の精度で製造しなければならない。これに必要な精度や部品数は高いコストをもたらす。
【００１１】
これに対し本発明には、ハンドピース１は直接パワー伝達であり、非常に高速回転のモータを使用しているので、回転速度の変換が０．５から２の領域にある伝達系を使用することができる。それによって、多様な回転速度の範囲およびパワー範囲を使用することができる。具体的には、電動モータ１０は回転速度が１００００から３０００００ｒｐｍの領域、望ましくは、７５０００から２５００００ｒｐｍまたは最高が２５００００ｒｐｍで作動させるように設定する。膝状伝達具１７および／または頭部伝達具１８は１：２および２：１の間の範囲に相当して変換することが望ましい。結局、こうすることによってドリルの最終的な速度を問題なく望ましい範囲である１５００００から２５００００ｒｐｍまたは最大３０００００ｒｐｍまでとすることができ、低いモータ回転領域における使用も考えられる。この場合、モータ１０が十分なトルクを有することが保証される。
また、本発明におけるハンドピース１の直接パワー伝達は複雑な伝達歯車装置がないので運転が非常にスムースである。歯科技術では８００００ｒｐｍを越える回転は通常雑音および振動において多くの問題があるといわれており、特にモータ部と角度を有する部品が分離して設けられている開放型結合で回転速度の伝達が行なわれる場合に著しい。これらの困難は本発明による解決策においては発生しない。これは回転運動の伝達がいずれの場合でも使用者が分離できない歯車の組によって達成されることにより説明できる。頭部３が把持スリーブ２の前端領域２ｂに対して約１００°の角度を有しているという特に望ましい配置はさらなる回転方向の反転機構を必要としない。最後に、種々の結合部材が不要なので、ハンドピース１の衛生状態が改善される。
【００１２】
マイクロモータ１０を把持スリーブ２内に完全に一体化していることにより、ハンドピース１が非常に小型とすることができ、タービンハンドピースと同等の扱いやすさを有するというさらなる利点が得られる。こうして、前部の把持スリーブ領域２ｂをたった１２から１８ｍｍの直径で実現することができる。頭部３の大きさも周知の解決方法に比較してさらに小さくすることができる。これによって、非常に緻密なドリルの案内部が作成され、端部において非常に精密な操作を可能とすることができる。電動モータの使用はモータ１０の回転方向の設定により回転方向の設定を可能とすることができる。特に、歯の交換品または類似の要素を研磨する際に、時計方向または反時計方向の回転を設定できるという利点が得られる。
また、ハンドピース１の使用可能性を向上させるために、照明の使用を備えることができる。この目的のために、導光路２０が把持スリーブ２を貫通して軸方向に延びており、この導光路２０には前端に光出口孔２１が開いている。導光路２０の前端は光がほぼ工具受け部５に保持されている工具の前端領域に向かって導かれるように設けられている。
導光路２０に導入される光はホース接続部３０に搭載されているランプ３２から出射される。それに相応して、ランプ３２の光が導光路２０の端面に向かって効率的に入射するようにハンドピース１とホース接続部３０が一直線に配置されるように固定した配置とすることが望ましい。このようにすれば、処置領域の効果的な照明が可能になる。
【００１３】
本発明の重要なポイントである電動モータ１０をハンドピース１の把持スリーブ２内に一体化することは、特にモータ１０の特別な構成により裏付けられるものである。以下に図２から図４を参照しながら詳細に説明する。この目的を達成するために、図２はモータ１０のロータ１１の外観の拡大図、図３はステータ１２の外観図を示す。図４はロータ１１がステータ１２内に配置されたときのモータ１０の断面図である。
モータ１０は、すでに述べたように、永久磁石製のロータを有するコレクタレスまたはブラシレス直流モータであることが望ましい。そのようないわゆるＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータはステータ巻線に対応する制御によってもたらされる高い性能に特徴がある。ロータ１１の配置または角度位置に適応したステータ巻線による電流供給、いわゆる整流は、ロータ１１の位置を常時検出する当該制御電子機器により確実に行なわれ、適切な位相の電流が巻線に供給される。このようなやり方はＢＬＤＣモータにおいては原理的にすでに知られていることであり、以下においては詳細には説明しない。ここでは、ロータ１１の配置の検出を図示しないセンサの使用またはステータ巻線を流れる電流変化により可能であることを述べておく。モータは１０ワット以上、特に１０から３０ワットの間の範囲のパワーを有している。
【００１４】
本発明においては、モータ１０は常時ハンドピース１の把持スリーブ２内に維持されているので、ハンドピース１の清掃や消毒を行なう特別な手段は不要であり、モータ１０を損傷する部品はない。
この目的のために、第１に、図２に示すロータ１１の磁石４０は通常腐食に非常に敏感であるので、特別にコーティング、望ましくはニッケルメッキされている。そのようなコーティングは、望ましくはいわゆる希土類磁石で形成されている永久磁石４０の表面を消毒工程における高温蒸気から保護し、モータ１０を特別に密閉する必要がない。図２に示したロータ１１の磁石４０は２つの重み付けリング４１の間に配置され、回転運動の伝達のために磁石４０の前端に配置されている歯車１７ａはステータ巻線１２内の２つのボールベアリング１１ａおよび１１ｂにより取り付けられている。
また、ステータ巻線１２もモータ１０の高効率性および所望の消毒性能を可能とするために特別な方法で構成されている。
モータ１０の望ましい高効率性に関しては、第１に、高効率性およびそれによる小さい発熱が所望の高回転速度においてロータ１１の回転磁場により発生する無負荷損失が可能な限り小さく保たれる場合にのみ得られることを考慮すべきである。これらの損失はステータの積層構成における磁気反転損失および渦電流損失に分けられる。これらの損失を可能な限り小さく保つために、ステータ１２が軸方向に並べて配列された複数のニッケル鉄合金製の薄板積層物４２で実現される。この物質は一方では比較的高いいわゆる飽和誘導に、他方では、高い特有の電気抵抗に特徴がある。さらに、薄板積層物４２を使用することにより、望ましくはたった０．１ｍｍの非常に小さい厚さとして渦電流損失を非常に小さく保つことができるという決定的な特徴がある。
【００１５】
この構成を保護するために、図４の断面図で理解できるように、ステータの薄板積層物４２および巻線４３は洗浄可能なあるいは消毒可能なプラスチック製のさや４５内に完全に埋め込まれる。このカプセル封入またはさや４５によれば、その中に２つのベアリング１１ａおよび１１ｂもまた配置されており、巻線の接続４４のみがそこからステータ１２の後端から外に伸びているので、巻線４３への水やごみの浸入を防止することができる。さらに、ステータ１２の戻り積層が特別な方法、たとえば対応する位置のコーティングにより腐食から守られる。特に、敏感なステータ巻線およびステータ薄板積層物４２はこの方法で効果的に保護される。図４の説明図から理解できるように、プラスチックのさや４５はモータ１０のこれらの敏感な部品を完全に覆っている。したがって、このプラスチックのさや４５は、ロータ１１も最大限に取り囲んでいるので、モータハウジング４６の形でモータ１０の全体を保護するように設けられている。
ステータ１２の内部には、ロータ１１の前端および後端における２つのベアリング１１ａ、１１ｂによってのみ高温蒸気およびその他の媒体のわずかの成分が侵入することができる。ロータ１１の磁石４０のコーティングは洗浄または消毒工程の間十分な保護をするので、ハンドピース１の特別な密封のような別個の特殊な保護手段を必要としない。
カプセル封入またはさや４５の物質としては望ましくはプラスチックＰＥＥＫが使用される。このプラスチックはガラスファイバ強化材としてすでに出回っており、高温において良好な物性値をもち耐加水分解性を有しているので、所望の消毒可能性に関して特に好都合であることが判明している。
また、ベアリング１１ａ、１１ｂがステータ１２内に固定して一体化されていることが強調されるべきである。それに呼応してモータ１０は小型の物理的ユニットを形成する。この場合、ロータ１１とステータ１２の間の空隙に完全な冷却空気が通過するので、空気の一部がステータ１２の外側に戻ることができ、それによって更なる冷却効果をもたらす。その他の空気はハンドピース１の前領域を超えて通過し外部に出る。モータベアリング１１ａ、１１ｂの潤滑もロータ１１とステータ１２の間の空隙によってもたらされる。全体的に見て、非常に高効率で非常に小型な状態の電動モータが得られる。
【００１６】
ステータ１２を投入したプラスチック製さや４５によるモータ１０のハウジング４６を実現するアイデアは、しかしながら更なる問題を発生する。以下にその解決方法とともに説明する。
ハンドピース１におけるモータ１０のハウジング４６は、非常に大きな歪の下にさらされるので常時安泰ではなく、特に消毒中における部品のさまざまな熱膨張により損傷してしまう。たとえば、部品のねじ結合などによりモータ１０を強固に取り付けることは、プラスチックハウジング４６が鉄よりも高い熱膨張係数を有しており加熱時に軸方向の歪が増大するので困難である。これに対し、モータハウジング４６またはステータ１１内のモータ軸は結合要素１７の歯結合に要求される高い精度で非常に正確に配置されなければならないので、ハンドピーススリーブ２内のモータ１０には図５から７の説明図から理解されるような特殊な取り付けが提案される。
上記した問題の解決策は、把持スリーブ２の空洞５０内に搭載されたモータハウジング４６は前端４６ａが器具スリーブ２内に固定した留め部５１を圧迫していることにある。一方モータ１０の後端には、後部ベアリング１１ｂのみを拡大して部分的に表示した図６および７により理解することができるように、器具スリーブ２にねじ固定された結合挿入部材４に対する空隙５２がある。結合挿入部材４には結合挿入部材４の一側を軸方向に圧迫する板状バネ５３が配置されており、板状バネ５３の他側はモータ軸１１の後側ボールベアリング１１ｂの外リングを圧迫している。この外リングに働く板状バネ５３のバネ力が接合部５４を経てモータハウジング４６に作用し、器具スリーブ２の前端留め具４６ａに対しても作用する。
例えば消毒時にモータハウジング４６の加温によりハウジング４６の膨張が起きたときは、板状バネ５３は少し圧縮される。しかし、ハウジング４６に作用する軸方向の力は実質的に増大しないので、消毒工程における歪を減少させることができる。空隙５２は結合挿入部材４にあるモータハウジング４６に無関係に膨張発生を吸収できる大きさを有している。上記したモータ１０の構造における大きさと相まって、モータ１０は一方では外部からの影響に対して非常に効果的な方法で保護され、他方ではハンドピーススリーブ２内に常時確実に搭載されている。したがって、モータ軸、特に結合要素１７ｂの前部駆動シャフト１５の歯車に対する正確な配置が常時確保されることが格別重要である。
【００１７】
すでに述べたように、本発明により構成されたモータ１０はそれ自体が特にハンドピーススリーブ２内に小型に配置されていることに特徴がある。これにより、操作中に必要な洗浄媒体や冷却媒体を利用できるようにスリーブ内に更なる線路を通すことが可能になる。図８から１０の説明図のように、モータ１０はスリーブ２内でやや偏芯して配置され、対応する媒体線路２２、２３が第１にはモータハウジング４６の下側を通り過ぎてハンドピース頭部３に通じるように設けられている。これらの媒体線路２２、２３は特に空気および水を供給するために役立ち、それらは両方の媒体を同時にスプレー状に吐出できるように設けられている。２つの媒体線路２２、２３の間にはさらに上記した導光ロッド２０を持っており、この導光ロッド２０は結合部４から前端の光出口２１まで延びて加工領域を照明することができる。上記したモータ１０の偏芯配置はハンドピーススリーブ２内に複数の線路を走らせるのに有利である。しかしながら、光やスプレー媒体の送出を行なわず、ハンドピース内にそれらに付随する線路や導光路が設けられない場合には、モータ１０はもちろんスリーブ２内の中央に配置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように、電動モータを有する従来のハンドピースに比較してその大きさ、その操作性および操作特性において明確な利点を有するハンドピースが提供される。これによってハンドピースの更なる応用の可能性が広がり、高速駆動することができるので、例えば、耳鼻咽喉科（ＥＮＴ）分野における応用、顕微鏡手術、あるいは微小浸潤などの治療に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例における歯科用曲がりハンドピースを示す側面図
【図２】本発明の実施例におけるハンドピースに配置された電動モータのロータを描写した斜視図
【図３】本発明の実施例における電動モータのステータの構造を示す斜視図
【図４】本発明の実施例における電動モータの断面側面図
【図５】本発明の実施例におけるハンドピーススリーブ内の電動モータの実装状態を示す一部断面側面図
【図６】図５の一部を拡大した詳細図
【図７】図５の一部を拡大した詳細図
【図８】本発明の実施例におけるハンドピースの媒体線路の進行経路部分を明確にした側面図
【図９】本発明の実施例におけるハンドピースの導光路の進行経路部分を明確にした斜視図
【図１０】本発明の実施例におけるハンドピースに沿った媒体線路の進行経路部分を明確にした平面図
【図１１】従来技術による歯科用ハンドピースの一例を示す概略図
【図１２】従来技術による歯科用ハンドピースの他の一例を示す概略図
【符号の説明】
【００２０】
１  ハンドピース
２  把持スリーブ
２ａ  後部領域
２ｂ  前部領域
３  頭部
４  結合要素
５  工具受け部
６、６ａ、６ｂ  ベアリング
１０  モータ
１１  ロータ
１１ａ、１１ｂ  ベアリング
１２  ステータ
１５  シャフト
１６ａ、１６ｂ  ローラベアリング
１７  膝状伝達具
１７ａ  結合要素
１８  頭部伝達具
２０  導光路
２１  光出口孔
２２、２３  媒体線路
３０  ホース接続部
３１  供給ホース
３２  ランプ
４０  永久磁石
４１  重み付けリング
４２  薄板積層物
４３  巻線
４５  さや
４６  モータハウジング
４６ａ  前端留め具
５１  留め部
５２  空隙
５３  板状バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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