(57)【要約】【課題】製造費が安価で、消毒薬剤等に対する耐性に優れ、測定信号の安定した伝送を提供する根管治療用、および根管長測定用ハンドピースを提供する。【解決手段】ハンドピース(1,100)の外部ケース2は、好ましくは金属材料でなる非絶縁性材料で構成され、絶縁コーティングを備えていない。ハンドピース内の測定信号の伝送のための構成要素は、接触手段(37A,37B,60A,60B)によって電気が通じており、絶縁手段によって外部ケースから絶縁される。【選択図】図１
2006102497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根管治療用、および根管長測定用ハンドピースであって、
外部ケースと、
前記ハンドピースを、制御／評価ユニット、根管長測定用電源を含む測定回路、および駆動ユニットに連結するための接続手段と、
工具ホルダと、
前記工具ホルダおよびそれに保持された工具が回転、往復或いは揺動運動するように工具ホルダに駆動力を伝達するための手段と、
前記ハンドピース内に設けられ、根管長測定に関する測定信号を伝送するための手段と、
電極として機能する工具と、前記測定信号を伝送するための手段との間に導通接続を提供する接触手段とを含み、
しかるに、前記外部ケースは、好ましくは金属材料でなる非絶縁性材料で形成され、前記接触手段、および前記測定信号を伝送するための手段を構成する導電性要素を前記外部ケースから絶縁する絶縁手段を含むことを特徴とする根管治療用、および根管長測定用ハンドピース。
【請求項２】
上記測定信号を伝送するための手段としての導線と、前記導線に絶縁手段として設けられる非導電性材料製の外皮を含む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】
上記駆動力を伝達するための手段が、測定信号を伝送するための手段を担い、上記絶縁手段はころがり軸受けによって形成され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４】
連結ケースおよび軸受けケースの少なくとも一つ、および／あるいはスペーサ座金でなる追加絶縁手段をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のハンドピース。
【請求項５】
上記測定信号を伝送するための手段に上記工具を接続するための第一接触手段を有し、前記第１接続手段は、導通シャンクを有する工具用であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項６】
上記第１接触手段は、ブラシレス接触の好ましくはバネ座金、上記工具のシャンクが挿入される頭部軸部材と上記導線の間に配置されるブラシもしくは接触ピンを含むことを特徴とする請求項5に記載のハンドピース。
【請求項７】
歯車、保持リング、あるいは軸受保持部材が絶縁手段として形成され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】
ころがり軸受け、スペーサ座金、および上記駆動力を伝達するための手段の少なくとも一部が、追加絶縁手段として形成され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】
上記第１接触手段は、上記工具ホルダに設けられる頭部軸部材および歯車によって形成されることを特徴とする請求項5に記載のハンドピース。
【請求項１０】
上記絶縁手段は、保持リングおよび軸受保持部材によって形成されることを特徴とする請求項9に記載のハンドピース。
【請求項１１】
ころがり軸受けが追加絶縁手段を提供することを特徴とする請求項10に記載のハンドピース。
【請求項１２】
上記測定信号を伝送するための手段に上記工具の導体部を接続するための第２接触手段を有し、前記第２接続手段は、非導通シャンクを有する工具用であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のハンドピース。
【請求項１３】
上記第２接触手段は、絶縁手段として提供され、ハンドピースに接続されるケースを有し、好ましくはクランプ接続により前記ケースに取り外し可能に接続されるU字形弾性ワイヤをさらに含む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】
上記ケースの軸部が、上記導線の端部を収容することを特徴とする請求項13に記載のハンドピース。
【請求項１５】
上記ケースは、ハンドピースの内面に取り付けられるフランジと、前記フランジに接続され、ハンドピースの外部ケースに設けた開口を介して外部に突出する筒状軸部を有することを特徴とする請求項13もしくは14に記載のハンドピース。
【請求項１６】
上記工具ホルダに設けられる頭部軸部材および歯車を介して、上記駆動力を伝達するための手段に、上記工具の導体部を接続する第２接続手段を含むことを特徴とする請求項3あるいは４に記載のハンドピース。
【請求項１７】
絶縁手段として提供され、ハンドピースに接続されるケースと、好ましくはクランプ接続により前記ケースに取り外し可能に接続されるU字形弾性ワイヤとを備えた第２接触手段を含み、導線の第１端がケースの軸部に収容され、導線の第２端が、好ましくはバネ座金、ブラシ、或いは接続ピンでなるすべり接触を介して上記頭部軸部材に接続され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】
保持リング、軸受保持部材、および導線の外皮が、絶縁手段として形成されることを特徴とする請求項１７に記載のハンドピース。
【請求項１９】
ころがり軸受けおよび／あるいはスペーサ座金55が、追加絶縁手段として形成され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】
上記絶縁手段は、好ましくはPEEK(ポリエーテル・エーテル・ケトン)やシリコーンでなるプラスチック材料や、好ましくは窒化珪素、窒化ジルコニウムあるいは炭化珪素でなるセラミック材料で形成される部材、および前記プラスチック材料あるいはセラミック材料を被覆して形成される被覆部材を含むことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか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、根管治療、および根管長測定に使用される歯科用ハンドピースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、根管治療や、根管長(根幹深さ)測定に歯科用ハンドピースが使用されている。この種のハンドピースは、
一般にクリップ式に形成され、患者の口粘膜に固定される第１電極と、第２電極として、例えば、往復運動するやすり、リーマ、或いは回転錐体のようなハンドピースに組み込まれる工具と、両電極に接続される制御分析ユニットとで主として構成される。制御分析ユニットは、測定信号の伝送のために電源に接続され、両方の電極間の測定信号のオームで測った抵抗変化あるいはインピーダンス変化に基づいて根管長ないし工具の位置を決定する測定回路を含む。
【０００３】
例えば、組み立てが比較的容易で、電気的な接触不良を抑制できるハンドピースが提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、このハンドピースにあっては、グリップ部付近に接触子を根管長測定器に電気的に接続するためのコードが着脱可能に接続されるために、根管治療中におけるハンドピースの操作性を低下させる恐れがある。
【０００４】
また、根管長測定回路用のリード線やそれに関連する導体部品をハンドピースの本体内部に収容することで治療時の操作性の向上と、安定した根管長測定を可能にするハンドピースが提案されている（例えば、特許文献２、３）。しかしながら、これらのハンドピースは、患者の口腔あるいは使用者の手とハンドピースとの接触による測定回路への影響を防ぐため、本体ケースの少なくとも一部がプラスチック材料で形成されたり、あるいは本体ケースの表面に絶縁皮膜が設けられたりしている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第1444966号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第19702370号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第19520765号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハンドピースは、衛生上、使用前後に消毒、特に好ましくは蒸気消毒されるので、合成樹脂やプラスチック材料で本体ケースが形成される場合は、消毒に使用される薬剤や、蒸気消毒による材料の劣化のためハンドピースの耐用年数が短くなるという問題がある。また、絶縁材料をコーティングする場合は、前記した材料劣化の問題に加えて、製造コストの上昇を招きやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐用年数が長く、製造コストが比較的安価で、根管長測定に関する信号の伝達を信頼性よく行なえる、根管治療、および根管長測定に使用される歯科用ハンドピースを提供することにある。
【０００７】
すなわち、本発明の根管治療用、および根管長さ測定用ハンドピース1,100は、
外部ケース2と、
ハンドピース1を、制御／評価ユニット、根管長測定用電源を含む測定回路、および駆動ユニットに連結するための接続手段5と、
工具ホルダ25と、
工具ホルダおよびそれに保持された工具が回転、往復或いは揺動運動するように工具ホルダに駆動力を伝達するための手段(6, 7, 8)と、
ハンドピース内に設けられ、根管長測定に関する測定信号を伝送するための手段26と、
電極として機能する工具と、前記測定信号を伝送するための手段との間に導通接続を提供する接触手段とを含み、
しかるに、外部ケース2は、好ましくは金属材料でなる非絶縁性材料で形成され、前記接触手段、および前記測定信号を伝送するための手段を構成する導電性要素を外部ケース2から絶縁する絶縁手段を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ハンドピースの外部ケースが、好ましくは金属材料でなる非絶縁材料で形成されるので、ハンドピースの消毒作業等の外部環境に対する耐久性が向上し、結果的にハンドピースの耐用年数が延長される。また、絶縁コーティングを備えることはないので、ハンドピースのコストパフォーマンスにも優れる。さらに、測定信号の伝送に使用される器具あるいは導通部材が絶縁手段によって外部ケースから絶縁されるので、根管長測定に関する信号伝達の信頼性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明のハンドピースにおいては、ヘッドに着脱可能に取り付けられる工具のシャンク部が導電性を有しない場合、接触器具の一部をハンドピースの外に配置することが好ましい。例えば、工具が、金属材料で形成され、治療に使用されるやすり等の工具領域と、工具領域につながるシャンク部とから構成され、シャンク部が、ハンドピースのヘッド部に挿入される領域においてプラスチック等で覆われているような場合でも、外部に配置した接触器具をハンドピースの外部で工具の導電性部分と接触させることができるので、測定信号の伝送に使用される器具との間の導電性接続を確立することができる。これにより、上記と同様の効果を提供することができる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び技術内容のより具体的な理解を促すため、添付図面を参照しながら、以下の好ましい実施形態に基づいて本発明のハンドピースを詳細に説明する。尚、以下の実施形態は例示であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のハンドピースを好ましい実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。尚、全ての図において、特に言及しない限り、同一の部材は同じ番号によって表示される。
＜第１実施形態＞
図1に示すように、本発明の第１実施形態にかかるハンドピース1は、なめらかに湾曲する形状でなり、主としてヘッド部3およびグリップ部4で構成される中空構造の外部ケース2を有する。本実施形態にかかるハンドピース1の外部ケース2全体は、押しボタン29を含めて絶縁されていない。すなわち、好ましくは金属材料でなる非絶縁性材料によって製造されており、絶縁のコーティングも備えていない。外部ケース2の一端部には、ハンドピースを、制御／分析ユニット、根管長測定のための電源を含む測定回路および駆動ユニットに連結するための接続手段5が設けられている。接続手段5は、当該技術分野における既知の構成を採用でき、例えば、差込-回転連結機構等を使用できるため、ここでのさらなる詳細な説明は省略する。
【００１２】
ヘッド部3に装着した工具を駆動するための動力は、外部ケース2の工具側の配置される駆動軸である第１駆動軸6、一端で第１駆動軸6に連結され、中央駆動軸として機能する第２駆動軸7、および第２駆動軸7の他端に連結される中空の第３駆動軸8を介して伝達される。グリップ部4の内部は、駆動運動の伝達のための幾つかの要素を収納可能に筒状に設計される。第２駆動軸7は、第３駆動軸8に円筒形溝つきピン9により連結される。図中、番号10は第３駆動軸8の前方で第２駆動軸7上に配置され、第２駆動軸7に対して、中空の第３駆動軸8の軸上の遊びを許容するバネである。第３駆動軸8は、伝動歯車11を介して、駆動ユニット、好ましくは電動機のローター軸と着脱可能に接続される。
【００１３】
第１駆動軸7と第２駆動軸6は、二つの歯車13,14から構成されるギア12を介して連結される。また、外部ケース2内には、連結用／軸受け用ケース19,20,21が収容され、第１駆動軸6と第２駆動軸7の各々は、ころがり軸受け15,16,17,18によって回動可能に連結用／軸受け用ケース19,20,21内に保持される。例えば、図2に示すように、軸受け18は波形座金56を使って前につながれ、その際に波形座金56は、スペーサ座金55の輪形の刻み目の中に配置される。
【００１４】
第１駆動軸の先端には歯車22が取り付けられ、内部に工具収納部25を有する中空軸構造の頭部軸部材24上に形成される歯車23と垂直に噛み合わされる。頭部軸部材24の工具収納部25には、既存の手法により着脱可能に工具が収容される。駆動ユニットの回転運動は、第１、第２、第３駆動軸(6,7,8)等の駆動運動の伝達に必要な要素を経て、工具収納部25に取り付けられた工具に伝達される。尚、歯車22、23に代えて、第１駆動軸6と頭部軸部材24の間に偏心ギア等を配置すれば、それによって工具にピストン運動(往復運動)を伝達することができる。
【００１５】
図１および図２において、番号29は、工具収納部25から工具を取り外すための押しボタンであり、押しボタンの蓋30の内部にくさび36が形成されるとともに、バネ31が収容される。工具収納部25の開口31に向かって、止めリング33の肩部32まで押しボタンの蓋30を押すことによって、工具収納部25と同軸に配置され、バネ35を介してつながれた円筒の滑り弁34は、使用者が工具を工具収納部25から取り出すことができるまで、くさび36によって放射状に(図2で右に)位置を変える。
【００１６】
ハンドピース1の内部には、図1に示すように、根管長測定用の測定信号を伝送するための手段26として、導線27が配置される。導線27は、根管長測定の際に電気が通じており、絶縁手段として、好ましくはプラスチックのような絶縁材料でなる外被(被覆物)28によって覆われている。図１において、番号57は、接続手段5付近の導線27の端部に設けられるすべり接触部であり、接続手段５を介してハンドピース1と連結される接続部分、例えば、駆動ユニットあるいは連結用スリップリングに接続される。また、接続手段5が、回転可能な差込連結でなければ、ハンドピースに連結される接続部分の差込ソケットに収納可能な接触ピンに導線27の端部を仕上げてもよい。
【００１７】
導線27の他端は、２つの端部27Aと27Bに分割される。端部27Aおよび端部27Bの各々には、電極として機能する工具と導線27の間の導電性接続を確立するための接触手段37A、37Bが配置される。接触手段37Bは、導電性のない部分を備え、一対の脚部39（図では一方の脚部のみが示されている）を有するU字形弾性ワイヤ38で形成される。脚部39の先端の所定範囲にわたって、両方の脚部39は内側に曲げられる。この曲げられた範囲は、本質的に工具収納部25の開口31の下に位置するので、工具収納部25内に保持された工具は両方の脚部39の間を貫いて走り、脚部39の二つの側で接触する。
【００１８】
U字形弾性ワイヤ38の底部40は、導線27の端部27B収納用ケース41に好ましくはクランプ接続を用いて接続される。ケース41は、一端に、外部ケース2の内側に好ましくは貼り付けることによって固定されるフランジ部42を有する。また、ケース41は、外部ケース2の孔44を介して外部に突出する筒状軸部43を有し、孔44の直径は、フランジ42の直径よりも細い。ケース４１の筒状軸部43の先端部（フランジ部42と対向する側の端部）は、一対の枠縁46、47によって形成され、それらの間に溝45を備える。溝45の直径は、U字形弾性ワイヤ38の底辺40の直径よりもわずかに小さい。溝45を提供する枠縁46、47の側壁は弾性的に設計されているので、使用者が枠縁46、47に対してU字形ワイヤ38の底辺40を押し込むと、側壁が屈服し、その結果底辺40が溝45内に侵入するとともに、枠縁46、47が元の位置に復帰することによって、U字形弾性ワイヤ38がケースによって着脱可能に保持される。U字形弾性ワイヤ38を取り外す場合は、使用者がU字形弾性ワイヤ38を引っ張ることで、枠縁46,47が弾性変形して底辺40と溝45との間の係合が解除される。
【００１９】
ケース41の内部に収容された導線27の端部27Bは、溝45の底辺45Aに挟持されたU字形弾性ワイヤ38の底辺40と接触状態にあるので、電極として機能する工具から、脚部39、Ｕ字形弾性ワイヤ38の底辺40、導線27の端部27Bおよび導線27を介して、滑り接触部57に到る導電性接続が実現される。
【００２０】
測定信号の伝送への影響を防ぐために、ケース41は絶縁手段として設計されなければならない。すなわち、好ましくはプラスチックのような導電性のない材料から製造されるか、あるいは導電性のない材料を用いてコーティングを施して製造される。導線27の端部27Bを使用する代わりに、導電性材料製の独立した部品、例えばバネや、導線27に接触する曲げ要素を使用することも可能である。
【００２１】
導電性材料で構成される工具を使用する場合、使用者は、Ｕ字形弾性ワイヤ38をケース41から分離することができる。したがって、この場合は、導線27の端部27Aに接続される接触器具37Aが機能する。すなわち、端部27Aは、ころがり軸受けの保持部材（ソケット）49に設けられた孔54を介して、波形座金48の外部リング48Aに接触する。波形座金48は、工具収納部25を有する頭部軸部材24およびその中に収納される工具と電気的に接触状態にある。したがって、外部リング48Aを持つ波形座金48と頭部軸部材24の間には、根管長測定の際に電気が通じている。波形座金48は、軸受保持部材49内に配置され、頭部軸部材24に押し当てられる。一方、頭部軸部材24は、開口３１側に配置される第１ころがり軸受け50により回転可能に保持される。また、頭部軸部材24の押しボタン側には第２ころがり軸受け51が配置され、止めリング33のリング溝53内でO-リング52によって保持される。頭部軸部材24と導線27の間の電気的な接触を確保するため、例えば、ブラシや接触ピンのような他の要素を使用しても良い。
【００２２】
根管長測定、および接触手段37Aを介しての信号伝達の信頼性を保証するために、軸受保持部材49、止めリング33、歯車22および23の少なくとも一つが、絶縁手段として機能するために導電性のない材料で製造されなければならない。また、外部ケース2の絶縁性を改善するため、本実施例において、一つ以上のころがり軸受け18,50,51、スペーサ座金55および第１駆動軸6が、導電性のない材料で形成される追加絶縁手段として機能することが好ましい。尚、本実施例の変更例として、第１駆動軸6は、幾つかの軸部材から組み立てられ、その際に少なくとも一つの軸部材が、導電性のない絶縁手段として形成されてもよい。
【００２３】
絶縁手段として機能する部材の構成材料としては、PEEK(ポリエーテル・エーテル・ケトン)あるいはシリコ−ンのようなプラスチック材料、あるいはセラミック材料を使用することができる。例えば、軌道輪やころがり軸受け18,50,51等の転動体は、窒化珪素、窒化ジルコニウムあるいは炭化珪素のようなセラミック材料で形成されることが好ましく、歯車22、止めリング33、軸受保持部材49、第１駆動軸6の少なくとも一部、およびスペーサ座金55等は、プラスチック材料で形成されることが好ましい。また、必要であれば、所定の部品にこれらの材料をコーティングしても、十分な絶縁を得ることができる。
【００２４】
尚、接触器具37Aあるいは37Bのみをハンドピースに装備することも可能であるが、ハンドピース1を、絶縁されたシャンク付き工具、あるいは絶縁無しシャンク付き工具のいずれにも使用可能とするため、ハンドピース1がこれら両方の接触器具37Aと37Bを備えることがより好ましい。
＜第２実施形態＞
図3を参照しながら、本発明の第２実施形態にかかるハンドピースについて以下に説明する。本実施形態のハンドピース100は、基本構造において第１実施形態のハンドピース1と同じであるので、同一の構成についての詳細な記述は省略する。したがって、グリップ部4およびヘッド部3でなる外部ケース２は、押しボタン29を含めて、上記実施形態と同様に、好ましくは金属材料でなる非絶縁性材料で製造され、絶縁コーティングも備えていない点で共通する。
【００２５】
本実施例においては、根管長測定のための信号を伝送するための手段が、ハンドピース100内において、駆動運動を伝達するための要素である第１駆動軸6、第２駆動軸7、第３駆動軸8によって形成される。したがって、これらの要素は、根管長測定の際に電気が通じる必要があり、導電性を有する材料から構成されなければならない。導電性のシャンク部を有する工具の場合、歯車22と歯車23を有する頭部軸部材24は、導電性を有する接触器具60Aとして使用される。一方、非導電性のシャンクを有する工具の場合は、工具の導電性のある部分を、頭部軸部材24および歯車22、23を介して駆動運動を伝達するための要素（第１〜第３駆動軸6,7,8）に結び付けるため、接触器具60Bの使用が不可欠である。
【００２６】
接触器具60Bは、ケース41に好ましくはクランプ接続を用いて接続されるU字形弾性ワイヤ38、および第１端部61Aと第２端部61Bを有する導線61を含む。ケース41の円筒形に形成される筒状軸部43の内部では、溝45の底部45A内に挟持されたU字形弾性ワイヤ38の底辺40が第１端部61Aと接触状態にある。導線61の第２端部61Bは、ころがり軸受け50の保持部材（ソケット）49の孔54を介して、波形座金48の外部リング48Aに接触する(図2)。工具収納部25を有する頭部軸部材24が波形座金48とすべり接触している間は、歯車22、23を介して駆動運動を伝達するための要素（第１〜第３駆動軸6,7,8）への接続が実現される。さらに、第３駆動軸8、伝動歯車11、接続手段5を経て、ハンドピース1に連結される接続部分、例えば駆動ユニットのローター軸あるいは連結軸に測定信号が転送される。
【００２７】
根管長測定、および接触器具60Aを介しての信号伝達の信頼性を保証するために、少なくとも止めリング33および軸受保持部材49が絶縁手段として導電性の無い材料から製造されることが好ましい。また、接触器具60Bを採用する場合は、ケース41が追加絶縁手段として設計されなければならない。この場合、導線61も絶縁性の外被(被覆物)62で覆われる。さらに、外部ケース2のヘッド部3の絶縁性を改善するため、ころがり軸受け50,51の少なくとも一方を導電性のない絶縁手段とすることも好ましい。
【００２８】
さらに、外部ケース2のグリップ部4の絶縁性を確保するため、少なくともころがり軸受け15,16,17,18を絶縁手段として形成することが好ましい。また、連結用／軸受け用ケース19,20,21の少なくとも一つを非導電性材料で作製することも好ましい。尚、これらの絶縁手段には、ハンドピース1内の他の絶縁部材に使用されているのと同じ絶縁材料を使用することができる。
【００２９】
上記した説明は、本発明の一実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、同等の効果および目的を達成するために上記実施例になされる種々の変更や修飾等は、本発明の技術思想の範囲に含まれる。特に、本発明のハンドピースは駆動ユニットの種類に左右されず、空気圧式、圧電式、あるいは磁気ひずみ式の駆動装置を採用してもよい。また、採用される駆動装置の種類に応じて、工具への駆動運動の伝達のために使用される要素は、例えば振動棒やフレキシブルシャフト等を用いて適宜設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるハンドピースの断面図である。
【図２】図1のハンドピースのヘッド部を拡大した部分断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるハンドピースの断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
1,100      ハンドピース
２          外部ケース
３          ヘッド
４          グリップ
５          接続手段
２５        工具ホルダ
６〜８      駆動軸
２６        信号伝送手段
２７        導線
２８        外皮
１５〜１８  ころがり軸受け
５５        スペーサ座金
【図１】
2006102497.tif 000003
【図２】
2006102497.tif 000004
【図３】
2006102497.tif 000005