(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）下顎を固定する下顎治具と、
（ｂ）該下顎治具に連結される歯固定治具と、
（ｃ）前記下顎治具に外部から顎摂動を与える顎摂動機構とを具備することを特徴とする顎摂動装置。
【請求項２】
請求項１記載の顎摂動装置において、前記顎摂動機構は、前記下顎治具に線材によりシャフトを二方向から連結し、下顎運動中、あるいは静止中に下顎開閉両方向に外力を与えることを特徴とする顎摂動装置。
【請求項３】
請求項１記載の顎摂動装置において、前記顎摂動機構は、前記下顎治具に外部から顎摂動を与えるシャフトを任意の方向に回転可能なベアリングにより連結し、外部シャフトを３次元空間のある範囲を自在に動かせるマニピュレータによって駆動し、下顎運動中、あるいは静止中に下顎開閉両方向に外力を与えることを特徴とする顎摂動装置。
【請求項４】
請求項１記載の顎摂動装置において、前記下顎治具と歯固定治具との間に螺合するナットを設け、前記下顎治具の固定力を調整可能に構成することを特徴とする顎摂動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顎運動を伴う発声、咀嚼等の運動を調べる装置や顎運動の訓練装置などに利用可能な顎摂動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人間の発声運動や咀嚼運動を調べるために、下顎に機械的摂動を与える装置が用いられている。この従来の装置には、歯を固定する治具からバーを唇の端より前面に出し、それをワイヤで引く構造や、そのバーからさらに下方に伸ばした棒の上昇を強制的に制止させる構造が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの構造を持つ装置では、顎の閉鎖運動を阻害する、あるいは顎の開放運動を促進するような（下向き）摂動のみしか与えられないという制限や、歯の前面に出したレバーを鉛直下方に引き下ろすため、歯を中心とした回転モーメントにより歯固定部に不要な応力がかかり、被験者に苦痛を与えるなどの欠点があった。
【０００４】
また、歯の治具に設けたワイヤをモータ等で引き、開方向に動かすものでは、ワイヤが外れやすいこと、開方向のみしか摂動を与えられないなどの問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を除去し、顎の閉鎖方向（上向き）への摂動も可能とし、且つ歯固定治具にかかるモーメント荷重や顎部拘束力を軽減することにより、被験者の負担を軽減し得る顎摂動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕顎摂動装置において、下顎を固定する下顎治具と、この下顎治具に連結される歯固定治具と、前記下顎治具に外部から顎摂動を与える顎摂動機構とを具備することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の顎摂動装置において、前記顎摂動機構は、前記下顎治具に線材によりシャフトを二方向から連結し、下顎運動中、あるいは静止中に下顎開閉両方向に外力を与えることを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載の顎摂動装置において、前記顎摂動機構は、前記下顎治具に外部から顎摂動を与えるシャフトを任意の方向に回転可能なベアリングにより連結し、外部シャフトを３次元空間のある範囲を自在に動かせるマニピュレータによって駆動し、下顎運動中、あるいは静止中に下顎開閉両方向に外力を与えることを特徴とする。
【０００９】
〔４〕上記〔１〕記載の顎摂動装置において、前記下顎治具と歯固定治具との間に螺合するナットを設け、前記下顎治具の固定力を調整可能に構成することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図、図２はその顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図、図３はその顎摂動装置の歯固定治具の構成図である。
【００１２】
これらの図において、１は歯を固定する歯固定治具であり、被験者の歯型に合わせて製作するものである。その歯固定治具１は歯把持部材１Ａとその歯把持部材１Ａの中央から水平に伸びる連結板１Ｂと、この連結板１Ｂに固定され、下方に伸びる雄ねじ１Ｃが形成された連結棒１Ｄからなる。
【００１３】
２は下顎を下から保持する下顎治具であり、下顎当接板２Ａと、その下顎当接板２Ａから上方へ伸びる第１連結板２Ｂと、この第１連結板２Ｂに固定され水平方向に伸びる第２連結板２Ｃと、ワイヤ５及びシャフト４を保持するＬ字形状保持板２Ｄとからなる。その第２連結板２Ｃには歯固定治具１の連結棒１Ｄが嵌まる穴が設けられている。
【００１４】
なお、歯固定治具１に関しては、図３（ａ）に示すように、丸みを有する歯把持部材１Ａを有する第１の歯固定治具としたり、図３（ｂ）に示すように、ホーク状の第２の歯固定治具とすることができる。いずれも、被験者の歯に適合する寸法のものを選定して用いる。
【００１５】
そこで、歯固定治具１の連結棒１Ｄを、下顎治具２の第２連結板２Ｃの穴に嵌めて、さらに、前記連結棒１Ｄの雄ねじ１Ｃに螺合されるナット３により、歯固定治具１と下顎治具２が強固に連結される。
【００１６】
また、そのナット３の調整により、被験者の顎の高さに合わせ、下顎と下顎治具２の位置が固定される。
【００１７】
このように、歯固定治具１と、下顎治具２と、ナット３により下顎固定部が構成される。
【００１８】
次に、顎摂動機構８について説明する。下顎治具２はワイヤ５によりシャフト４に連結され、モータ７の回転力をリンク６を介して伝達する。ワイヤ５を張る方向は、できるだけモータ回転接線方向と一致させ、かつシャフト４とワイヤ５は小さな面積で固定する機構により、モータ７の力をロスなく伝え、かつ他の方向への微小な動きには大きな拘束力が生じるのを防ぐことができる。
【００１９】
このように、外部から顎摂動を与える顎摂動機構８として、シャフト４を、顎開閉方向と一致した対抗する二方向からワイヤ５などの線材により下顎固定部と連結することにより、シャフト４から下顎を固定する下顎治具２にかかる力が主にワイヤ５の張力方向のみになるような機構とし、かつ外力を顎下部から顎回転方向に沿って与える構造にすることによって、顎開閉方向以外の外力を軽減し、歯部へのモーメント荷重を軽減する。また、このような簡単な構造を用いることにより、顎固定部の軽量化を図り、顎運動部への負担を軽減する。
【００２０】
図４は本発明の第２実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図、図５はその顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図である。
【００２１】
この実施例は、顎摂動機構を２自由度マニピュレータで構成したものであり、歯固定治具１と、下顎治具２とナット３からなる下顎固定部及びワイヤ５によるシャフト４との連結は、第１実施例の場合と同様である。
【００２２】
そこで、第２実施例の顎摂動機構１７について説明する。
【００２３】
シャフト４はリンク１２，１３，１４と回転、並進を許容する並進ベアリング１０を介してリンク１１に結合し、そのリンク１１は、２つのモータ１５、１６の回転によりリンク１２，１３，１４を介して正中面二次元平面内を動ける構成とする。ワイヤ機構、並進ベアリング機構により、下顎部、頭部の開閉方向以外の微小な動きを逃し、過大な拘束力の発生を抑える。頭部前後方向への微小移動はマニピュレータリンクの動きにより逃す。顎に与える摂動は、モータ１５、１６のトルクを制御することにより、リンク１１〜１４を介して下顎開閉方向への摂動を可能とする。
【００２４】
図６は本発明の第３実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図、図７はその顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図である。
【００２５】
この実施例において、歯固定治具１と下顎治具２とナット３からなる下顎固定部は上記した実施例と同様である。
【００２６】
この実施例では、顎摂動機構２２は、下顎固定部とリンク１１とはボールベアリング１８で結合し、ボールベアリング１８の位置にて任意の回転を許容する。３次元空間の並進方向の頭部・顎部の微小移動は、第１のモータ１９、第２のモータ２０、それらのモータ１９と２０が搭載された状態で、それらの位置を回転させることができる第３のモータ２１を設ける。これらの３つのモータ１９，２０，２１によって駆動されるマニピュレータが、限定された３次元空間の任意の位置に移動できることを利用して逃し、下顎開閉方向にのみ力が加わるよう、マニピュレータリンクの先端を制御する。
【００２７】
このように、第３実施例によれば、顎摂動機構２２として、ボールベアリング１８などにより顎下部において任意の回転を許す機構を設け、下顎固定部と外力を与えるリンクとの連結点で外部から下顎部へ回転モーメント力が掛からない機構とし、また下顎を固定した治具に対して下顎下部から外力を与える構造とすることにより、下顎開閉方向へ外力を与えた場合に起こる歯固定治具１への回転モーメント荷重を軽減することができる。
【００２８】
更に、顎部は螺子で上下から固定し、その固定状態をナットで調整可能にしたので、被験者に適合させるように装着することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（Ａ）従来の装置では実現されていない下顎の閉鎖方向（上向き）への顎摂動も可能となし、歯固定治具にかかるモーメント荷重や下顎部拘束力を軽減することにより被験者の負担を少なくすることができる。
（Ｂ）一自由度モータとジンバル（ｇｉｍｂａｌ）構造を組み合わせ、顎開閉方向以外の動きを逃すことにより、頭部拘束を少なくし、更に力作用点を顎の下にすることにより、顎運動の開閉動作中に無理なく顎摂動を与えることができる。
（Ｃ）更に、顎部は螺子で上下から固定し、その固定状態をナットで調整可能にしたので、被験者に適合させるように装着することができる。
（Ｄ）また、本発明の顎摂動装置は、人間の発声メカニズムを明らかにしていく上で、有効な手段であるとともに、将来的には顎疾患に対する医療、リハビリの面での応用にも期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図である。
【図２】  本発明の第１実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図である。
【図３】  本発明の第１実施例を示す顎摂動装置の歯固定治具の構成図である。
【図４】  本発明の第２実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図である。
【図５】  本発明の第２実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図である。
【図６】  本発明の第３実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態を示す正面図である。
【図７】  本発明の第３実施例を示す顎摂動装置の被験者への装着状態の側面図である。
【符号の説明】
１    歯固定治具
１Ａ    歯把持部材
１Ｂ    連結板
１Ｃ    雄ねじ
１Ｄ    連結棒
２    下顎治具
２Ａ    下顎当接板
２Ｂ    第１連結板
２Ｃ    第２連結板
２Ｄ    Ｌ字形状保持板
３    ナット
４    シャフト
５    ワイヤ
６    リンク
７    モータ
８，１７，２２    顎摂動装置
１０    回転、並進を許容する並進ベアリング
１１，１２，１３，１４    リンク
１５，１６    ２つのモータ
１８    ボールベアリング
１９    第１のモータ
２０    第２のモータ
２１    第３のモータ
【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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