(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削用工具を回転駆動するための工具用エアタービンを有するヘッドと、前記ヘッドに前記工具用エアタービンを駆動するエアを供給するためのエア供給路、前記エア供給路上に配設される発電機用エアタービン、及び前記発電機用エアタービンの回転により起動される発電機、前記エア供給路に供給されるエアの一部を前記発電機内部に送給するためのエア送給通路を有するグリップとを備え、共通のエアで前記工具用エアタービンとともに前記発電機用エアタービンを回転駆動して、前記切削用工具を回転し、前記発電機を起動するエア駆動式の歯科用ハンドピースにおいて、
前記発電機用エアタービン及び前記発電機はそれぞれ、前記グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設され、
前記エア送給通路は、前記グリップ内部に、エアが前記発電機内部を通過可能に、かつ当該エアで前記発電機用エアタービンを前記ボールベアリング方向に押圧して前記回転軸を前記ボールベアリング方向に付勢可能に形成される、
ことを特徴とするエア駆動式の歯科用ハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削用工具をエアの圧力で回転駆動するエア駆動式の歯科用ハンドピースに関し、特に、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して発電する小型の発電機を内蔵するエア駆動式の歯科用ハンドピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエア駆動式の歯科用ハンドピースは例えば特許文献１、２、３などにより提案されている。図４を用いて、その概要について説明する。
図４に示すように、このエア駆動式の歯科用ハンドピースはコントラアングル型のハンドピースで、切削用工具４１を回転駆動するための工具用エアタービン４２を有するヘッド４３と、ヘッド４３に工具用エアタービン４２を駆動するエアを供給するためのエア供給路４４、エア供給路４４上に配設される発電機用エアタービン４５、及び発電機用エアタービン４５の回転により起動される発電機４６を有するグリップ４７とを備えて構成される。
この場合、発電機用エアタービン４５及び発電機４６はそれぞれ、グリップ４７の後段ハウジング４７２内に、先端部及び後端部が軸受４７３を介して支持される回転軸４７４に同芯的に配設される。エア供給路４４は、グリップ４７の後段ハウジング４７２の後端部に設けられ、外部のエア供給源にエアホースを介して接続される給気管４４１と、グリップ４７の後段ハウジング４７２の内周面と発電機４６の外周面との間に形成され、給気管４４１から供給されたエアを発電機用エアタービン４５に向けて導入するエア通路４４２と、グリップ４７の前段ハウジング４７１内に配設され、発電機用エアタービン４５を通過したエアをヘッド４３の工具用エアタービン４２に送給するノズル４４３とにより構成される。
また、この場合、発電機４６は回転軸４７４の外周面に設けられる永久磁石４６１と、永久磁石４６１の外周にエアギャップを介して配置され、外周面に円筒型コイル４６２を有するコイル装着部材４６３と、コイル装着部材４６３の外周に設けられ、内周面にヨーク４６４を有する外装部材４６５とにより構成され、コイル装着部材４６３の後端部に円筒型コイル４６２に電気的に接続される端子ピン４６６が取り付けられて、この端子ピン４６６と前段ハウジング４７１の内部にヘッド４３の切削用工具取付口に近接して配設されるＬＥＤ４８が電線４８１により結線される。
このようにして図示されない共通のエア供給源から供給されるエアにより工具用エアタービン４２とともに発電機用エアタービン４５を回転駆動して、切削用工具４１を回転し、併せて発電機４６を起動して、発電された電力でＬＥＤ４８を点灯するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許ＵＳ２００８／０２６１１７２Ａ１
【特許文献２】特開２０１１−１０１５８０公報
【特許文献３】特開２０１１−１７２３６１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種のエア駆動式のハンドピースでは、エア駆動の発電機を内蔵したことにより、次のような問題がある。
（１）この種のハンドピースは一般に、メンテナンスの一環として、洗浄や注油を施されるが、このときに、水や油が発電機用エアタービンへのエアの導入経路を通じて発電機内部、この場合、永久磁石とコイル装着部材との間に浸入することがあり、この発電機内部に水や油が入ってしまうと、ハンドピース本体を振って水や油を切ろうとしても、発電機内部に入った水や油は排出されにくく、発電機内部に溜まりやすい。この状態で発電機を回転させると、この水や油が発電機の回転の抵抗になったり水分の撹拌熱が発生したり、また、発電機内部で腐食が生じたりして、その結果、発電機の回転が上がらないことによるＬＥＤの照度不足や発電機の回転ムラによるＬＥＤの光のちらつきが生じるなど発電機の性能を低下させ、また、発電機それ自体の耐久性を損なうおそれがある。
（２）グリップ内部にエア駆動式の発電機を組み込むために、発電機用エアタービン及び発電機がそれぞれ、後段ハウジング内に、先端部及び後端部を軸受を介して支持される回転軸に配設され、エアの導入によりエアタービンを回転し、回転軸を回転して発電機を駆動する構造が採用されるため、グリップ内部で回転軸の回転振動及びこれに伴う騒音が発生し、歯科医療機器としての品質を低下させるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種のエア駆動式の歯科用ハンドピースにおいて、ハンドピースにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、水や油などが発電機内部に浸入した場合でも、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出し、発電機の性能や耐久性の維持向上を図ること、併せて、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機を回転させる回転軸を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転し、歯科医療機器としての品質の向上を図ること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、切削用工具を回転駆動するための工具用エアタービンを有するヘッドと、前記ヘッドに前記工具用エアタービンを駆動するエアを供給するためのエア供給路、前記エア供給路上に配設される発電機用エアタービン、及び前記発電機用エアタービンの回転により起動される発電機、前記エア供給路に供給されるエアの一部を前記発電機内部に送給するためのエア送給通路を有するグリップとを備え、共通のエアで前記工具用エアタービンとともに前記発電機用エアタービンを回転駆動して、前記切削用工具を回転し、前記発電機を起動するエア駆動式の歯科用ハンドピースにおいて、前記発電機用エアタービン及び前記発電機はそれぞれ、前記グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設され、前記エア送給通路は、前記グリップ内部に、エアが前記発電機内部を通過可能に、かつ当該エアで前記発電機用エアタービンを前記ボールベアリング方向に押圧して前記回転軸を前記ボールベアリング方向に付勢可能に形成される、ことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のエア駆動式の歯科用ハンドピースによれば、発電機用エアタービン及び発電機をそれぞれ、グリップ内部に、先端部がボールベアリングを介して、後端部がメタルを介してかつ後端面にボールを点接触して支持される回転軸に同芯的に配設し、エア送給通路を、グリップ内部に、エアを発電機内部に通し、かつ当該エアで発電機用エアタービンをボールベアリング方向に押圧して回転軸をボールベアリング方向に付勢するように形成したので、このハンドピースにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、水や油などが発電機内部に浸入しても、切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、発電機内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出することができ、これにより発電機の性能や耐久性の維持向上を図ることができ、さらに、この切削用工具を回転駆動するためのエアを利用して、先端側のボールベアリングに与圧を加え、発電機を回転させる回転軸を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転させることができ、これにより歯科医療機器としての品質の向上を図ることができる、という本発明固有の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるエア駆動式の歯科用ハンドピースの構成を示す図
【図２】同ハンドピースの要部を拡大して示す図
【図３】同ハンドピースの要部をさらに拡大して示す図
【図４】従来のエア駆動式の歯科用ハンドピースの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の一実施の形態について図を用いて説明する。図１に歯科用ハンドピースの全体構成を示し、図２にこのハンドピースの要部を拡大して示し、図３にその要部をさらに拡大して示している。図１に示すように、このエア駆動式の歯科用ハンドピースＨは、従来と同様に、コントラアングル型のハンドピースで、切削用工具１０１が取り付けられるヘッド１と、ヘッド１から延びるグリップ２とを備えて構成される。
【００１０】
ヘッド１は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０内に装着される工具用エアタービン１１とを有する。この場合、工具用エアタービン１１はチャック機構１１０付きのロータ１１１の外周にタービン羽根１１２が形成されてなる。
【００１１】
グリップ２は、前段ハウジング２０１及び後段ハウジング２０２からなるグリップハウジング２０と、ヘッド１に工具用エアタービン１１を駆動するエアを供給するためのエア供給路２１、エア供給路２１上に配設される発電機用エアタービン２２、及び発電機用エアタービン２２の回転により起動される小型の発電機２３を有し、さらに、エア供給路２１に供給されるエアの一部を発電機２３内部に送給するためのエア送給通路２４を併せて備える。
【００１２】
エア供給路２１は、図２及び図３に示すように、後段ハウジング２０２の後端部に設けられ、図示されない外部のエア供給源にエアホースを介して接続される給気管２１１と、後段ハウジング２０２の内周面と発電機２３の外周面との間に形成され、給気管２１１を通じて供給されたエアを発電機用エアタービン２２に向けて導入するエア通路２１２と、前段ハウジング２０１内に配設され、発電機用エアタービン２２に導入され、通過したエアをヘッド１の工具用エアタービン１１に送給するノズル２１３とにより構成される。
この場合、後段ハウジング２０２内部には、ノズル連結部２０ａと、隔壁２０ｂと、内筒２０ｃとにより仕切られて、発電機用エアタービン２２及び発電機２３のための設置スペース２０Ｓが形成される。ノズル連結部２０ａは略円筒形状に形成され、中央に略円筒状の軸受保持部材２０３が併せて形成される。このノズル連結部２０ａは前段ハウジング２０１の後端部に固定される。隔壁２０ｂは略円板形状に形成され、この隔壁２０ｂには、中央に略円筒状の軸受保持部材２０４が形成されて、その底面中心に球状の凹形状からなるボール保持部２０５が形成され、また、この軸受保持部材２０４の周囲に円形の溝形に発電機取付部２０６が形成されて、その一部に端子ピン挿着部２０７が併せて設けられ、さらに、この発電機取付部２０６の外側に給気管接続部２０８が形成される。この隔壁２０ｂは後段ハウジング２０２の中間部に固定される。内筒２０ｃはノズル連結部２０ａの外周と隔壁２０ｂとの間に後段ハウジング２０２の内周面に沿って略円筒形状に形成される。
このようにして給気管２１１は隔壁２０ｂの給気管接続部２０８に接続される。エア通路２１２は内筒２０ｃの内周面と後述する発電機２３の外周面との間に形成されて、後述する発電機用エアタービン２２を経て、ノズル連結部２０ａに連通される。ノズル２１３はノズル連結部２０ａに連結されてヘッド１まで延ばされる。
【００１３】
発電機用エアタービン２２及び発電機２３はそれぞれ、図２及び図３に示すように、後段ハウジング２０２内に、先端部がボールベアリング２１４を介して、後端部がメタル２１５を介してかつ後端面にボール２１６を点接触して支持される回転軸２１７に同芯的に配設される。
この場合、ボールベアリング２１４はノズル連結部２０ａ中央の軸受保持部材２０３に取り付けられ、メタル２１５は隔壁２０ｂ中央の軸受保持部材２０４に取り付けられ、ボール２１６が隔壁２０ｂ中心のボール保持部２０５に回転可能に保持されて、これらボールベアリング２１５、メタル２１５間に回転軸２１７が回転可能にかつ回転軸２１７の後端面にボール２１６が点接触可能に支持される。発電機用エアタービン２２はタービン軸２２１とタービン羽根２２２とからなり、回転軸２１７の軸方向前部側に固定される。発電機２３は、回転軸２１７の外周面に設けられる永久磁石２３１と、永久磁石２３１の外周にエアギャップを介して配置され、外周面に円筒型コイル２３２を有するコイル装着部材２３４と、コイル装着部材２３４の外周に設けられ、内周面にヨーク２３５を有する外装部材２３６とにより構成され、永久磁石２３１が回転軸２１７の軸方向後部側に発電機用エアタービン２２に連接して固定され、その周囲に所定の隙間（エアギャップ）２３０を介してコイル装着部材２３４及び外装部材２３６が一体的に隔壁２０ｂの発電機取付部２０６に取り付けられて配置される。そして、隔壁２０ｂの端子ピン挿着部２０７に端子ピン２３７が取り付けられて、円筒型コイル２３２に電気的に接続され、この端子ピン２３７と前段ハウジング２０１内部に配設されたＬＥＤ３０が電線３１により結線される。なお、ヘッド１の切削工具取付口の近傍に発光部３が形成されており、前段ハウジング２０１内部には発光部３とＬＥＤ３０との間に光ファイバ３２が配置される（図１参照）。
【００１４】
エア送給通路２４は、図２及び図３に示すように、グリップ２内部に、エア（エア供給路２１に供給されるエアの一部）が発電機２３内部を通過可能に、かつこのエアで発電機用エアタービン２２をボールベアリング２１４方向に押圧して回転軸２１７をボールベアリング２１４方向に付勢可能に形成される。
この場合、エア送給通路２４は一端が隔壁２０ｂの給気管接続部２０８に開口され、この開口から隔壁２０ｂ内部を回転軸２１７の軸芯に向けて軸受保持部材２０４周囲近傍まで通され、この軸受保持部材２０４の周囲を回転軸２１７の軸芯と略平行に通されて、発電機２３内部で永久磁石２３１の外周部付近に対向して開口される。これにより、給気管２１１からエア送給通路２４により導入されるエアは永久磁石２３１とコイル装着部材２３４との間の隙間２３０を通り抜けてクリーニング用エアとして作用し、また、この隙間２３０を通り抜けたエアは発電機用エアタービン２２のタービン羽根２２２に吹き付けて発電機用エアタービン２２をボールベアリング２１４方向に押圧する押圧力として作用する。
【００１５】
かかる構成を有するこのハンドピースＨでは、従来と同様に、共通のエアで工具用エアタービン１１とともに発電機用エアタービン２２を回転駆動して、切削用工具１０１を回転し、発電機２３を起動するようになっている。
すなわち、図１及び図２に示すように、ハンドピースＨ外部の共通のエア供給源からエアが供給されて、エアが給気管２１１を通してエア通路２１２に供給されると、このエアは、発電機用エアタービン２２に導入されて、発電機用エアタービン２２を回転する。この発電機用エアタービン２２を回転することにより、回転軸２１７が回転し、この回転軸２１７と一体に永久磁石２３１が回転して、円筒型コイル２３２に誘起電圧を発生させ、発電された電力でＬＥＤ３０を点灯する。なお、このＬＥＤ３０から発した光はヘッド１近傍の発光部３から照射される。そして、発電機用エアタービン２２に導入され、このエアタービン２２を通過したエアは、ノズル２１３を通して、ヘッド１に送給され、工具用エアタービン１１を回転する。この工具用エアタービン１１の回転により、切削用工具１０１を回転駆動する。
【００１６】
また、このハンドピースＨでは、図２及び図３に示すように、グリップ２内部にエア送給通路２４を併せて備え、エア供給路２１に供給されるエアの一部が永久磁石２３１とコイル装着部材２３４との間の隙間２３０に通されるようになっているので、このエアをクリーニング用エアとして作用させ、永久磁石２３１とコイル装着部材２３４との間の隙間２３０をクリーニングすることができる。したがって、このハンドピースＨにメンテナンスとして洗浄や注油などを施したために、水や油などが発電機内部に浸入した場合でも、このクリーニング用エアにより、発電機２３内部の水や油などをハンドピースＨの外部に容易にかつ確実に排出することができる。また、このエア送給通路２４は、エアを永久磁石２３１とコイル装着部材２３４との間の隙間２３０を通して発電機用エアタービン２２に向けて送り出し、タービン羽根２２２に吹き付けて、発電機用エアタービン２２をボールベアリング２１４方向に押圧する押圧力として作用させるようにしているので、回転軸２１７がボールベアリング２１４方向に付勢されて、ボールベアリング２１４に与圧が加えられるため、回転軸２１７は円滑に回転し、回転軸２１７に発生する回転振動及びこれに伴う騒音が著しく低減される。さらに、この回転軸２１７がボールベアリング２１４方向に付勢されることで、回転軸２１７とこの回転軸２１７の後端面に接触するボール２１６との接触が低減されるので、ボール２１６それ自体の摩耗が減り、回転軸２１７の良好な回転が長く維持される。
【００１７】
以上説明したように、このハンドピースＨによれば、グリップ２内部にエア供給路２１に供給されるエアの一部を発電機２３内部に送給するためのエア送給通路２４を併せて設けたので、このハンドピースＨにメンテナンスとして洗浄や注油などが施されたときに、発電機２３内部に水や油などが浸入しても、このエアの一部を利用して、発電機２３内部に浸入した水や油などを外部に容易にかつ確実に排出することができ、発電機２３の性能や耐久性の維持向上を図ることができる。
また、このハンドピースＨでは、発電機用エアタービン２２及び発電機２３をそれぞれ、グリップ２内部において、先端部をボールベアリング２１４を介して、後端部をメタル２１５を介してかつ後端面にボール２１６を点接触して支持される回転軸２１７に同芯的に配設する構造を採っており、エア送給通路２４を、グリップ２内部において、エアの一部を発電機２３内部に通しかつ当該エアで発電機用エアタービン２２をボールベアリング２１４方向に押圧して回転軸２１７をボールベアリング２１４方向に付勢可能に位置及び向きを設定して形成したので、このエアの一部を利用して、先端側のボールベアリング２１４に与圧を加え、回転軸２１７を回転振動やこれに伴う騒音を低減して円滑に回転させることができ、さらに回転軸２１７とこの回転軸２１７後端面に接触するボール２１６との接触を低減させて、ボール２１６の摩耗を減らし、回転軸２１７の良好な回転を長く維持することができるなど、歯科医療機器としての品質の向上を図ることができる。
【００１８】
なお、この実施の形態では、グリップ内部において、エア送給通路をエアを発電機内部に通し、かつ当該エアで発電機用エアタービンをボールベアリング方向に押圧して回転軸をボールベアリング方向に付勢可能に位置及び向きを設定して形成したが、グリップ内部に発電機と発電機用エアタービンが離れて設置される場合には、このエア送給通路を、エアを発電機内部に通す経路と、エアを発電機用エアタービンに向けて送る経路とを各別にして設けてもよい。また、このエア送給通路を、エアを発電機内部に通すことなく、発電機用エアタービンに向けてのみ送るものとして形成し、専ら回転軸を押圧付勢するだけのものとすることもできる。
【符号の説明】
【００１９】
Ｈ  歯科用ハンドピース
１  ヘッド
１０  ヘッドハウジング
１０１  切削用工具
１１  工具用エアタービン
１１０  チャック機構
１１１  ロータ
１１２  タービン羽根
２  グリップ
２０  グリップハウジング
２０１  前段ハウジング
２０２  後段ハウジング
２０Ｓ  設置スペース
２０ａ  ノズル連結部
２０３  軸受保持部材
２０ｂ  隔壁
２０４  軸受保持部材
２０５  ボール保持部
２０６  発電機取付部
２０７  端子ピン挿着部
２０８  給気管接続部
２０ｃ  内筒
２１  エア供給路
２１１  給気管
２１２  エア通路
２１３  ノズル
２１４  ボールベアリング
２１５  メタル
２１６  ボール
２１７  回転軸
２２  発電機用エアタービン
２２１  タービン軸
２２２  タービン羽根
２３  発電機
２３０  隙間（エアギャップ）
２３１  永久磁石
２３２  円筒型コイル
２３４  コイル装着部材
２３５  ヨーク
２３６  外装部材
２３７  端子ピン
２４  エア送給通路
３  発光部
３０  ＬＥＤ
３１  電線
３２  光ファイバ
【図１】
0005815420.tif 000002
【図２】
0005815420.tif 000003
【図３】
0005815420.tif 000004
【図４】
0005815420.tif 000005