(57)【要約】本発明は、外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置であり、該ツールが内部に固定されているヘッド、該ヘッドが固定されているハンドルで構成された装置において、モータから前記ツールまでの運動の伝達手段も含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸（２）と第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸（１７）とを含み、前記第一の周波数が前記第二の周波数と異なっていることを特徴とする、外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。また、第一の周波数と第二の周波数との比が、２０〜１２０であること、また、第一の運動が交番並進運動であり、第二の運動が回転運動であることも提案する。【選択図】図１
2013517079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置であり、該ツールが内部に固定されているヘッド、該ヘッドが固定されているハンドルで構成された装置において、モータから前記ツールまでの運動の伝達手段も含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸と、第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸とを含み、前記第一の周波数が２０〜１２０の比で前記第二の周波数と異なっていることを特徴とする、外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項２】
前記第一の運動が交番並進運動であり、前記第二の運動が回転運動である、請求項１に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項３】
前記第一の運動伝達軸と前記第二の運動伝達軸とが、部分的または全体的に同軸である、請求項１または請求項２に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項４】
・スリーブ（７）がツールを装置のヘッド内に維持し、そして該ツールの動作を駆動し、
・第一の駆動軸（２）が、該スリーブ（７）の溝（６）と協働するように適応された偏心クランクピン（５）を片端に含み、第一の駆動軸の回転運動が、スリーブの交番往復運動を生成するようになっている、請求項２または３に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項５】
歯車（１９ａ）と溝（６ａ）が備わったハンドルを含むツールを回転駆動するように適応され、第一の駆動軸（２）が、ツールのハンドルの溝と協働するように適応された偏心クランクピン（５）を片端に含んでいる、請求項２または３に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項６】
駆動手段が減速装置も含んでおり、減速装置の第一のシャフトは、第一の伝達軸を回転駆動し、そして第一の運動を生成するために使用され、減速装置の第二のシャフトは、第二の伝達軸を回転駆動し、そして第二の運動を生成するために使用されている、請求項１〜５のいずれか一つに記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項７】
減速装置が、一段またはそれより多くの減速段を含む外転サイクロイド歯車装置である、請求項６に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項８】
・前記減速装置の第一のシャフトが減速装置の入力シャフトまたは中間シャフトであり、かつ／または、
・前記減速装置の第二のシャフトが減速装置の中間シャフトまたは出力シャフトである、
請求項７に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項９】
前記運動の伝達手段が、二つより多くの運動を生成するようにも適応されている、請求項１〜８のいずれか一つに記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置に関するものであり、該装置は、ツールが内部に固定されているヘッド、ヘッドが固定されているハンドル、およびモータからツールまでの運動の伝達手段から構成されるタイプのものである。このような器具は、その全般的な外部形状に応じて、一般にストレートまたはコントラアングルハンドピースと呼ばれている。
【背景技術】
【０００２】
このような装置は、特に歯科外科的治療において、詳細には歯内治療用において、使用される。歯管を清掃してリーマ通しをするために、歯科医は、一般に根管用器具と呼ばれる歯内治療用ツールまたは器具を使用する。歯内治療歯学の草創期においては、これらの器具は手動式に用いられ、器具の運動、つまり回転運動、および／または、往復運動は歯科医の手先によって行なわれていた。
【０００３】
次第に、歯科用ハンドピース技術の発達により、運動に対してさまざまな解決法を提案することで、この面倒な手仕事を機械化することが可能になった。
【０００４】
まず最初に、交番回転のコントラアングルが現れ、次に軸方向往復運動に交番回転運動を組合わせた根管用器具の運動が現れたのであり、これら二つの運動は共に同じ周波数を有するものである。
【０００５】
これと並行して、同じく振動式ハンドピースならびに根管用器具に軸方向往復運動を伝えるハンドピースも現われた。
【０００６】
より近年になると、根管用器具の製造にニッケル−チタンを使用することによって、より優れた疲労強度を有する器具を得ることが可能となり、また、このことによって、疲労による破壊のおそれを制限しながらも、これらを回転駆動することが可能になった。
【０００７】
一部の新しい根管用器具は、同じくニッケル−チタン製であるために疲労強度が非常に高く、約０．４ｍｍのストロークについて毎分約３０００〜５０００回の高速軸方向往復運動で機能するように構想されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、これらの先行技術の各器具の効率をより一層改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明は、新規の装置を提案するものであり、別の面では上述の装置と合致し、そして、モータからツールまでの運動の伝達手段を含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸と、第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸を含み、第一の周波数が第二の周波数と異なっていることを特徴とする装置を提案するものである。
【００１０】
第一の運動は例えば、交番並進運動であり、第二の運動は例えば回転運動である。
【００１１】
さまざまな試験により、これら二つの運動の周波数が異なる場合にツールの効率が改善されることが示された。それら二つの周波数の間の比が大きく、例えばその比が２０〜１２０である場合、この改善はきわめて有意である。一つの周期的運動の周波数というのは、一つの時間単位あたりにその周期的現象が発生する回数の尺度である点を喚起しておく。したがって、一例として、毎分約３０００〜６０００回の往復周波数が、毎分約５０〜１５０回転の緩慢な回転周波数に結びつけられた場合に、優れた結果がもたらされる。
【００１２】
本発明の実施にあたっては、伝達手段は、部分的または全体的に同軸である、第一の運動の第一の運動伝達軸と第二の運動の第二の運動伝達軸を含むことができる。こうして得られた装置はよりコンパクトなものである。
【００１３】
一つの変形形態によると、本発明に係る装置は、標準的なツールに適応されている。このためには、スリーブが器具のヘッド内でツールを維持し、該ツールの動作を駆動する。そして、第一の駆動軸は、器具のヘッド側の片端に、スリーブの溝と協働するように適応された偏心クランクピンを含み、こうして第一の駆動軸の回転運動がスリーブの交番往復運動を生成するようになっている。こうして装置は、ＩＳＯ規格１７９１−１に準じたあらゆるツールと共に使用可能である。クランクピンは例えば０．０５〜０．４ｍｍ偏心しており、こうして歯根管の治療に充分適した０．１〜０．８ｍｍの振幅のツールの往復運動を得ることが可能となる。
【００１４】
別の変形形態によると、本発明に係る装置は、歯車装置と溝が備わったハンドルを含むツールを回転駆動するように適応されている。このような器具は例えば、特許文献１中に記載されている。装置内で、第一の駆動軸は片端に、ツールのハンドルの溝と協働するように適応された偏心クランクピンを含む。この場合、装置はスリーブを有していない。運動させるべき合計質量およびこの質量が生み出す慣性はより小さいものであり、このために運動、特に交番並進運動は容易になる。
【００１５】
異なる周波数で二本の運動伝達軸を回転駆動するためには、駆動手段は減速装置とすることができ、その減速装置の第一のシャフトは、第一の運動伝達軸を回転駆動し、そしてこれに伴い第一の運動を生成するために使用され、また、その減速装置の第二のシャフトは、第二の運動伝達軸を回転駆動し、そしてこれに伴い第二の運動を生成するために使用される。減速装置は例えば、一段またはそれより多くの減速段を含む外転サイクロイド歯車装置タイプのものである。
【００１６】
本発明に係る装置の実施例についての以下の説明に照らして、本発明をより良く理解でき、本発明の他の特徴および利点が明らかとなるものである。これらの実施例は、非限定的に示されるものである。説明は、添付図面と関連づけて読むべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る装置の断面図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る装置の部分断面図である。
【図３】本発明に係る装置の動力学的図である。
【図４】図１の装置のヘッドの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に表されている装置は、コントラアングルタイプのものである。これは、内部にツールが維持され回転駆動されるヘッドと、そのヘッドに固定されたハンドルを含んでいる。ハンドルの内部には、以下のとおりに創造実現される伝達手段の各要素が位置づけされている。
【００１９】
入力軸１は、図示していないモータにより回転駆動され、このモータの速度は従来どおり、例えば毎分１０００〜４００００回転の間で調整可能である。
【００２０】
第一の運動というものは、以下のように得られる。すなわち入力軸１はピニオン３とピニオン４との組を通って第一の運動伝達軸２を駆動する。運動伝達軸２は、コントラアングルのヘッド側のその端部において、運動伝達軸２の回転軸との関係において偏心したクランクピンを備えている。示された実施例において、このクランクピンは０．２ｍｍだけ偏心しており、このため、０．４ｍｍの振幅の、ツールの往復運動を得ることができる。クランクピン５は根管用器具の締結および保持用システムを収納するスリーブ７の外部に設けた溝６と協働する。このスリーブ７は、ブシュ８ａ、８ｂにより並進運動の方向および回転の方向に案内される。
【００２１】
こうして、モータの回転ひいては入力軸１の回転そして次に運動伝達軸２の回転は、スリーブ７ならびにそのスリーブが収納している締結システムおよび根管用器具の往復運動をひきおこす。
【００２２】
第二の運動というものは、以下のようにして得られる。すなわち、入力軸１は、歯車装置１０を通して三段式の遊星減速装置９（または外転サイクロイド歯車装置）も駆動する。減速装置内では、三つの衛星歯車連結リンク１１、１２、１３が中心の入力軸１のまわりに案内され回転し、出力１３の衛星歯車連結リンクはさらに、例えば玉軸受二つで構成される軸受１４の中を案内される。出力１３の衛星歯車連結リンクの端部に対してピニオン１５が一体として固定されており、運動伝達軸２と同心的に位置づけされた第二の運動伝達軸１７と一体化したピニオン１６と噛み合わさる。運動伝達軸１７のもう一方の端部には、スリーブ７に対して一体として固定されたピニオン１９と噛み合うピニオン１８が一体として固定されている。
【００２３】
こうして、モータの回転ひいては運動伝達軸２の回転、次に運動伝達軸１７の回転は、スリーブ７ならびにそのスリーブが収納している締結システムおよび根管用器具の減速された回転運動をひきおこすことになる。
【００２４】
図示された実施例において、減速装置９は、３９枚歯の内部歯面を有する歯車装置を備えた固定されたクラウンギアＣと、十五枚の歯を有する入力ピニオンＡおよび十二枚の歯を有する衛星ピニオンＢをもつ三段の減速段で構成されている。入力軸１と、運動伝達軸２との間の結合は、同枚数の歯を有する二つのピニオン３、４で構成されている。出力１３の衛星歯車連結リンクと運動伝達軸１７との間の結合は、同枚数の歯を有する二つのピニオン１５、１６で構成されている。根管用器具とその締結システムを収納しているスリーブ７と運動伝達軸１７との間の結合は、十枚の歯の駆動ピニオン１８と十四枚の歯の被動ピニオン１９で構成されている。これらの条件下で、入力軸１とスリーブ７との間の減速比は、以下のものに等しい。
【００２５】
Ｒ＝［（１５＋３９）／１５］∧３＊（１４／１０）
【００２６】
こうして、入力軸１の回転速度（モータの回転速度）を毎分５０００回転に調整した場合、コントラアングルのヘッド内に固定された根管用器具は、０．４ｍｍのストロークについて毎分５０００往復の軸方向往復運動を有しながら、毎分５０００／Ｒ＝７６回転で回転することになる。
【００２７】
図１の実施形態は、単に一例として示されており、数多くの変形形態を企図することができるということは明白である。
【００２８】
例えば、減速比は、さまざまな態様で調節可能である。例えば、減速装置９は、より多いまたはより少ない遊星減速段を伴って他の減速比を有することができる。また、ピニオンＡ、Ｂ、Ｃの歯の枚数は、遊星歯車減速装置の段の各々について異なっていて良い。あるいは、ピニオン対３、４、または／および、ピニオン対１５、１６は異なる歯の枚数、ひいては１と異なる減速比を有することができる。
【００２９】
本発明に係る装置の目的は、一つの入力回転速度から出発して二種類の運動を得ることにあり、その一つは回転運動であり、もう一つは交番線形運動であり、双方の周波数範囲が互いに異なり、好ましくは非常に異なる周波数範囲を有するものである。
【００３０】
また、ピニオン対３、４、または／および、ピニオン対１５、１６は、装置がＬ字形のハンドルを伴うコントラアングルタイプのものであるかぎりにおいて、図示された実施例では不可欠のものである。しかしながら、これらのピニオン対は、入力軸１、衛星歯車連結リンク１３の出力軸、駆動の運動伝達軸２、１７がともに同じ回転軸を有するストレートハンドピースの場合には、削除することができる。
【００３１】
歯科用モータの大部分が、毎分１０００〜４００００回転の間で調整可能である点に留意すべきである。したがって、上述の条件下で記述されたコントラアングルを使用するためには、歯科医は使用しているモータの速度を毎分５０００回転に調整しなければならず、このことは、歯科医が一般にそのモータを毎分４００００回転に調整されたままにし、その後ツールの速度を正しい値に調節するにあたっては、使用しているさまざまなコントラアングルの減速比または増速比に頼っていることを理由として、一つの制約条件となる。
【００３２】
また、本発明のきわめて有利な特徴は、毎分４００００回転の速度をもつモータを使用することにあり、こうして歯科医は、使用しているモータの速度調整を修正しなくてすむことになる。器具の回転速度および往復運動周波数は、減速装置の各要素およびさまざまなピニオンの歯の枚数を適応させることにより、上記の実施例のものと同様のものとすることができる。
【００３３】
そのためには、例えば以下のものを使用することが可能である。
・以下のものを伴う４段減速の減速装置：
−最初の二段については３９枚歯、そして最後の二段については４１枚歯を含む固定されたクラウンギアＣ、
−最初の二段については１９枚歯、そして最後の二段については９枚歯を含む入力ピニオンＡ、
−最初の二段については１０枚歯、そして最後の二段については１６枚歯を含む衛星ピニオンＢ、
・１４枚歯のピニオン３および１２枚歯のピニオン４、
・２０枚歯のピニオン１５および２４枚歯のピニオン１６、および
・９枚歯のピニオン１８および１４枚歯のピニオン１９。
【００３４】
入力軸１の速度が毎分４００００回転であり、運動伝達軸２が第二段の出力の衛星歯車連結リンクにより駆動されている場合、運動伝達軸２の回転速度すなわち根管用器具に加えられる往復数は、４００００×（１９／（１９＋３９））２×１４／１２＝５００７．９３に等しい。
【００３５】
入力軸１の速度が４００００回転／分であり、かつ運動伝達軸１７が第四段の出力の衛星歯車連結リンクにより駆動されている場合、スリーブ７および根管用器具の回転速度は、次のものに等しい。
４００００×（１９／（１９＋３９））２×（９／（９＋４１））２×２０／２４×９／１４＝７４．５１回転／分
【００３６】
したがって、本発明は、一つの入力回転速度から出発して二種類の運動を得るための様々な可能性を提供するものであることがわかるものであり、その一つは軸方向の往復運動であり、もう一つは回転運動であり、互いに非常に異なるものとすることができる速度または周波数の範囲を有するものである。
【００３７】
以上に記載した実施例において、軸方向の往復運動は回転運動よりも高速であるが、同じ原理によって回転運動よりも遅い往復運動を得ることも、また、可能であるということを指摘することができる。そのためには、減速装置９の出力で運動取込みに介入するだけで充分である。
【００３８】
同じ構想によって、二つより多くの同時運動を得ることができ、同じ減速装置の他の遊星減速装置の段に他の伝達軸を連結するだけでよい。例えば一つの追加運動を用いて、装置のヘッドの部位かまたはツールの作業ゾーンの部位で流体の供給ポンプを駆動することができると考えられる。
【００３９】
図１は、従来のクランプ式締結システムによって維持される、規格化されたハンドル式ツールの駆動に特に適応された本発明の一実施形態を示す。
【００４０】
図２は、独自の歯車装置１９ａと独自の溝６ａを備えた固有のハンドル式ツールの駆動に特に適応された本発明の実施形態を示す。図１の装置と比べると、図２の装置は、スリーブもツール締結システムも含んでいない。ピニオン１８はツールのピニオン１９ａを直接駆動し、クランクピン５は、ツールのハンドル上にこのために設けられた溝６ａと直接協働する。こうして、駆動すべき移動中の質量はツールの質量に限定される。したがって、この質量は、特に固有のハンドルがプラスチックで製造されている場合、規格化されたハンドル式システムのものよりもはるかに軽い。
【符号の説明】
【００４１】
１  入力軸
２  運動伝達軸
３  ピニオン
４  ピニオン
５  クランクピン
６  溝
７  スリーブ
８  ブッシュ
９  減速装置
１０  歯車装置
１１  衛星歯車連結リンク
１２  衛星歯車連結リンク
１３  衛星歯車連結リンク
１４  軸受
１５  ピニオン
１６  ピニオン
１７  運動伝達軸
１８  ピニオン
１９  ピニオン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２８４９７６７号明細書
【図１】
2013517079.tif 000003
【図２】
2013517079.tif 000004
【図３】
2013517079.tif 000005
【図４】
2013517079.tif 000006
【国際調査報告】
2013517079.tif 000007
2013517079.tif 000008
2013517079.tif 000009
2013517079.tif 000010