(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速装置（５）を介して駆動部（１１）により駆動される治療用具を有する医療又は歯科医療用ハンドピース（１）であって、
変速装置（５）が、次々と連接される少なくとも２つの遊星歯車変速装置（２０、３０）を含み、それぞれが、
駆動軸（２１、３１）に係合する太陽歯車（２２、３２）、
均一に配分される複数の遊星歯車（２４、３４）を有し、太陽歯車（２２、３２）と協同する遊星歯車キャリア（２３、３３）、及び
筐体に固定され、遊星歯車（２４、３４）を囲み内部噛合せ（２６、３６）を有する中空歯車（２５、３５）
を含み、少なくとも１つの変速段階（２０）の遊星歯車キャリア（２３）は、次の変速段階（３０）の駆動軸（３１）及び、太陽歯車（３２）のキャリアとして働き、変速段階（２０、３０）の駆動軸（２１、３１）は、駆動軸に駆動される太陽歯車（２２、３２）を越えて伸長し、太陽歯車（２２、３２）に関係する遊星歯車キャリア（２３、３３）は、伸長部に回転可能に配置され、
２つの遊星歯車キャリア（２３、３３）は、中空軸として構成され、駆動軸（２１、３１）の伸長は、それぞれ遊星歯車キャリア（２３、３３）の軸穴に伸長することを特徴とする医療又は歯科医療用ハンドピース（１）。
【請求項２】
全変速段階（２０、３０）の遊星歯車キャリア（２３、３３）が、中空軸として形成され、第１変速段階（２０）の駆動軸（２１）の伸長は、遊星歯車キャリア（２３、３３）の穴を通り変速装置（５）のほぼ全長にわたって中心に伸長することを特徴とする請求項１に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項３】
遊星歯車キャリア（２３、３３）は、係合する駆動軸（２１、３１）に対して、滑るように嵌合することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項４】
各変速段階（２０、３０）の太陽歯車（２２、３２）及び遊星歯車（２４、３４）は、それぞれ同じ大きさであることを特徴とする前記請求項１から３のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項５】
全変速段階（２０、３０）の中空歯車（２５、３５）が内部噛合せ（４１）を有する単独スリーブ状部品（４０）により形成されることを特徴とする請求項４に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項６】
第１変速段階（２０）の駆動軸（２１）が、ボールベアリング（６）によりハンドピース筐体（２）又は変速装置筐体（９）に嵌合することを特徴とする前記請求項１から５のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項７】
最後の変速段階（３０）の遊星歯車キャリア（３３）が、少なくとも１つのボールベアリング（７、８）によりハンドピース筐体（２）又は変速装置筐体（９）に嵌合することを特徴とする前記請求項１から６のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項８】
変速段階（２０、３０）の遊星歯車キャリア（２３、３３）が、それぞれ３つの遊星歯車（２４、３４）を搭載することを特徴とする前記請求項１から７のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項９】
変速段階（２０、３０）の部品が、少なくとも一部がセラミック材料からなることを特徴とする前記請求項１から８のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１０】
変速段階（２０、３０）の駆動軸（２１、３１）又は遊星歯車キャリア（２３、３３）が、セラミック材料からなることを特徴とする請求項９に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１１】
変速段階（２０、３０）の歯車（２２、２４、３２、３４）が、セラミック材料からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１２】
セラミック材料が、窒化珪素であることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１３】
変速装置（５）が、一方が他方に接続される２つの遊星歯車変速装置からなることを特徴とする前記請求項１から１２のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１４】
変速段階（２０、３０）は、それぞれ速度伝達比が３：１であることを特徴とする前記請求項１から１３のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１５】
変速装置（５）の部品が、スリーブ状に形成される変速装置筐体（９）に配置されることを特徴とする前記請求項１から１４のいずれかに記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１６】
変速装置（５）が、ハンドピース（１）に構造的な装置として取付け、又は取外し可能であることを特徴とする請求項１５に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース。
【請求項１７】
駆動部（１１）と治療用具の間の駆動のつながりを生じさせるための、医療又は歯科医療用ハンドピース（１）の変速装置（５）であって、
変速装置（５）が次々に連接する少なくとも２つの遊星歯車変速装置（２０、３０）を含み、それぞれが、
駆動軸（２１、３１）に係合する太陽歯車（２２、３２）、
均一に配分される３つの遊星歯車（２４、３４）を有し、太陽歯車（２２、３２）と協同する遊星歯車キャリア（２３、３３）、及び
遊星歯車（２４、３４）を囲んで筐体に固定され、内部噛合せ（２６、３６）を有する中空歯車（２５、３５）、
を含み、少なくとも１つの変速段階（２０）の遊星歯車キャリア（２３）は、次の変速段階（３０）の駆動軸（３１）及び太陽歯車（３２）のキャリアとして働き、各変速段階（２０、３０）の駆動軸（２１、３１）が太陽歯車（２２、３２）に関係する遊星歯車キャリア（２３、３３）において、駆動軸に駆動される太陽歯車（２２、３２）を越えて伸長し、伸長部に回転可能に配置され、
２つの遊星歯車キャリア（２３、３３）は、中空軸として構成され、駆動軸（２１、３１）の伸長は、それぞれ遊星歯車キャリア（２３、３３）の軸穴に伸長することを特徴とする医療又は歯科医療用ハンドピース（１）の変速装置（５）。
【請求項１８】
全変速段階（２０、３０）の遊星歯車キャリア（２３、３３）が、中空軸として形成され、第１変速段階（２０）の駆動軸（２１）の伸長は、遊星歯車キャリア（２３、３３）の穴を通り変速装置（５）のほぼ全長にわたって中心に伸長することを特徴とする請求項１７に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース（１）の変速装置（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに連接する少なくとも２つの遊星歯車変速装置を含む多段変速装置を有する医療又は歯科医療用ハンドピース、特に、インプラントを埋込む、及び取除くための口腔外科用のハンドピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、特に歯科治療用具の場合、高速動作、特に、治療用具の高速回転がしばしば望まれる。歯科用ドリルは、例えば、使用の際、概して３０，０００ｒｐｍ以上に達する。この高速回転は、適切な電気又は空気モーター構成により達成される。しかしながら、これと同時に、治療用具として著しくより遅い回転速度が望まれる治療がある。例えば、歯科インプラントがあごに埋め込まれる、又は、取除かれる場合は、最高３０Ｎｃｍまでの高いトルクが必要とされるが、回転速度は４，０００から５，０００ｒｐｍでよい。
【０００３】
このような治療に歯科医療現場で通常使用される電気、又は空気モーターを用いるためには、駆動モーターの回転速度を減速するための変速装置を有するハンドピースが使用される。いわゆる、減速装置は様々な方法で実現可能である。しかしながら、好ましくは、いわゆる、遊星歯車変速装置を用いると動力束が特に良好に伝送可能となる。例えば、遊星歯車変速装置を有する歯科用ハンドピースは独国特許第４２２１４０３Ｃ２明細書に開示されている。
【０００４】
最適な力の伝達を維持しながら、単一遊星歯車変速装置による回転速度の減速は、ある程度までしか可能でない。回転速度をよりいっそう減速させるには、次々に連接する複数の遊星歯車変速装置からなる多段変速装置の形成が開示される米国特許第５５６９０３４号明細書が公知である。この公知の装置は、１段変速の遊星歯車キャリアが次に続く変速段階への駆動軸を形成し、次々に連接する変速段階数により何倍も回転速度の減速が可能である。仏国特許出願公告第２５３０４５４Ａ１号明細書もまた、次々に連接する２つの遊星歯車変速装置を有する歯科用ハンドピースを開示する。
【０００５】
米国特許第５５６９０３４号明細書の装置において、個々の変速段階はそれぞれ同一部品で形成され、１つの部品の出力において、遊星歯車キャリアは突出し、外側に次の変速段階のための太陽歯車を搭載する。変速装置全体を組み立てる際に１つの変速段階が他の変速段階に配置され、１段階の突出する遊星歯車キャリアはそれぞれ次の段階の後端に係合する。
【０００６】
【特許文献１】独国特許第４２２１４０３Ｃ２号明細書
【特許文献２】米国特許第５５６９０３４号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公告第２５３０４５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
米国特許第５５６９０３４号明細書に開示される装置に始まり、本発明の目的は、複数の遊星歯車変速装置を含む変速装置を有する医療又は歯科医療用ハンドピースに関し、変速装置が円滑な作動及び安定性に関し改良された特性を明らかにすることである。更に、特に小型で場所を取らない装置に作ることが可能である。
【０００８】
本発明の目的は、独立項に記載の医療又は歯科医療用ハンドピース、又は変速装置により達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のハンドピースは、まず、少なくとも２つの次々に連接される遊星歯車変速装置を含む変速装置を含み、各遊星歯車変速装置はそれぞれ、駆動軸に係合する太陽歯車、太陽歯車と協同し均一に配分される複数の遊星歯車を有する遊星歯車キャリア、遊星歯車を囲んで筺体に固定され内部噛合せを有する中空歯車を有し、遊星歯車キャリアは、次の変速段階の駆動軸、及び太陽歯車のキャリアとして働く。
【００１０】
本発明の第１の態様は、各変速段階の駆動軸が駆動軸により駆動される太陽歯車を越えて伸長し、太陽歯車に関係する遊星歯車キャリアが伸長部分に回転可能に配置される。遊星歯車キャリアが挟み込まれた配置であるため、変速段階をより小型化した装置にすることが可能であり、また変速装置の軸安定性が向上し、円滑な作動が達成される。
【００１１】
本発明を更に効果的に開発する場合、前記変速段階の遊星歯車キャリアは中空軸として形成され、第１変速段階の駆動軸は、遊星歯車キャリアの穴を通り変速装置のほぼ全長にわたって中心に伸長する。これにより、第１変速段階の伝達軸は、中心キャリア要素を形成し、変速装置全体にわたって軸方向に変速段階のための嵌合を形成しているため、変速装置の軸安定性がより向上される。好ましくは、遊星歯車キャリアは係合する駆動軸に対して、滑るように嵌合される。
【００１２】
本発明の第２の態様は、全変速段階の中空歯車は、構成された内部噛合せに対応して単独のスリーブ状部品により形成される。これにより、少なくとも様々な遊星歯車の位置上に伸長する共通の外部嵌合が形成され、変速装置の改良された軸安定性が次々に可能になる。また、この発明の概念は装置の作動特性の向上をもたらす。この第２の解決策は、特に個別の変速段階の太陽歯車、及び遊星歯車が、それぞれ同じ大きさである場合に考えられる。この場合、一般的な中空歯車は、単純な円柱状部品を介して形成可能である。
【００１３】
本発明の更なる態様は、遊星歯車変速装置の部品は、少なくとも一部がセラミック材料で製造され、好ましくは、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）であることに関する。この材料は、高安定性、及び良好な摩擦特性により、特に効果的で摩耗の無い力の伝達が可能となることが特徴である。特に、変速段階の駆動軸、遊星歯車キャリア、並びに、変速段階の駆動軸及び遊星歯車キャリア内に配置される歯車は、このセラミック材料からなるのがよい。
【００１４】
好ましくは、変速装置は次々に連接する２つの遊星歯車変速装置からなり、各変速段階はそれぞれ速度伝達比が３：１である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ハンドピース１は、図１に示され、細長い把持スリーブ２からなり、ハンドピースの前端には回転可能に嵌合する治療用具が配置される（図示せず）。図示する実施形態の場合、いわゆる角度がついたピースに関する。すなわち、把持スリーブ２は、後方把持スリーブ部分２ａ、及び前方把持スリーブ部分２ｂを有し、前方把持スリーブ部分２ｂは、後方に対していくらか傾斜して配置され、２つの把持スリーブ部分２ａ及び２ｂは、互いに一体に連結される。しかしながら、本発明の変速装置はまた、真直ぐなハンドピースの場合にも同様に使用される。
【００１６】
ヘッドピースに嵌合される治療用具の駆動は、後方把持スリーブ部分２ａに配置される後方駆動軸部分３、及び前方把持スリーブ部分２ｂに配置される前方駆動軸部分４からなる駆動軸列を介して作動する。後方駆動軸部分３と前方駆動軸部分４の間の力の伝達は、後方把持スリーブ部分２ａの前方領域に配置されたスリーブ状の変速装置筐体９に３つのローラベアリング６、７、８により嵌合される変速装置５を介して作動する。
【００１７】
変速装置５は、後方駆動軸部分３の回転速度を減速すると共に、角度をつけた駆動軸部分４へ力の方向を変える。変速装置５の前端に配置される伝達要素１０の補助により方向を変更する力が効果的となり、前方駆動軸部分４の後端と協同し、いわゆる、角度をつけた変速装置を形成する。これは、独国特許第４２２１４０３Ｃ２号明細書に開示されるように、例えば、伝達要素１０、及び前方伝達軸列４の後端において適切に形成された円錐状の噛合せにより達成される。
【００１８】
ハンドピース１の把持スリーブ２は、後端において唯一概略図で示す電気モーター等のモーターを含む駆動部１１と連結可能である。駆動部１１のモーター又はモーター軸と後方駆動軸部分３の間の接続は、把持スリーブ２、及び駆動部１１を接合するとモーター又はモーター軸と駆動連結され、挿入スロット１３の形状であり形状が合うと効果的になる回転要素を後端に有する細長い接続スリーブ１２を介してもたらされる。
【００１９】
変速装置５は、モーター回転速度の減速に関与し、図示するように２つの遊星歯車変速装置２０、及び３０が次々に連接されてなり、構成及び配置は図２及び図３を参照してより詳細に説明される。
【００２０】
各変速段階２０、又は３０は、完全な遊星歯車変速装置を形成し、結果として、駆動軸２１、又は３１に嵌合される、いわゆる太陽歯車２２、又は３２、均一に配分される３つの遊星歯車２４、又は３４を有し、及び太陽歯車２２、又は３２と協同する遊星歯車キャリア２３、又は３３、遊星歯車２４、又は３４を囲み、筐体に固定される中空歯車２５、又は３５からなる。遊星歯車変速装置の機能の基本様式は、公知であるので、下記の第１変速段階２０を参照して簡単に要約のみとする。
【００２１】
入力側駆動軸２１は、第１変速段階２０の場合、後方駆動軸部分３の伸長部分に対応し、太陽歯車２２を搭載し外部噛合せと共に歯車として形成される。太陽歯車２２を、３つの遊星歯車２４が囲み歯車として形成されるように遊星歯車キャリア２３に嵌合される軸、及び太陽歯車２２と協同する。遊星歯車キャリア２３は、太陽歯車２２、又は駆動軸２１に対して回転可能に取り付けられており、駆動軸２１の回転軸と遊星歯車キャリア２３の軸が一致する。
【００２２】
遊星歯車２４は、遊星歯車２４の歯と協同する内部噛合せ２６を有するスリーブ状の中空歯車２５に嵌合する。中空歯車２５自体は、筐体に固定されるため、駆動軸２１、及び太陽歯車２２が回転すると、遊星歯車２４が太陽歯車２２の外周を回転し、結果として、遊星歯車キャリア２３の軸回転となる。
【００２３】
噛合せの適切な選択により、入力側駆動軸２１及び太陽歯車２２の回転速度と比較して、遊星歯車キャリア２３の回転速度の減速を達成する。本発明の場合、噛合せは遊星歯車キャリア２３の回転速度が駆動軸２１の回転速度の１／３、すなわち、この速度伝達比が３：１に減速されるよう選択する。トルク伝達は、太陽歯車２２の歯と遊星歯車２４の歯の間の複数の係合を介して作用するため、他の種類の伝達と比較して、歯車の個々の歯側面への負担が少ない。第１変速段階の様々な部品の相互の配置は、遊星歯車キャリア２３を除いて、図３に図示する。
【００２４】
本発明において、第２変速段階３０は、上記第１変速段階２０の後に連接する。第１変速段階２０の遊星歯車キャリア２３は、この場合、同時に第２変速段階３０の駆動軸３１として働き、結果として第２太陽歯車３２を搭載する。これは、第２遊星歯車キャリア３３に嵌合する、更に３つの遊星歯車３４に、次々に機能的に関係し、遊星歯車が内部噛合せ３６を有する外部中空歯車３５と次々に協同する。次に、第２変速段階３０は、回転速度を１／３に減速し、第２変速段階３０の遊星歯車キャリア３３の最終速度は、入力駆動軸３の回転速度の１／９に対応する。例えば、モーター側の駆動回転速度が、４０、０００ｒｐｍであれば、図示する変速装置の出力側は、回転速度は４、４４４ｒｐｍとなる。
【００２５】
本発明の変速装置は、２つの特別な特徴が顕著であり、以下に説明する。
【００２６】
第１の発明の概要は、各変速段階２０、３０の２つの駆動軸２１、３１、すなわち第１駆動軸２１、及び第１遊星歯車キャリア２３（同時に第２変速段階３０の駆動軸３１を表す）は、駆動される太陽歯車２２、３２を越えて伸長し、それぞれ、太陽歯車２２、３２と関連する遊星歯車キャリア２３、３３は、対応する伸長部に回転可能に配置される。２つの遊星歯車キャリア２３、及び３３は、この場合、穴径が徐々に大きくなる中空軸として構成され、駆動軸２１、及び３１の伸長は、それぞれ遊星歯車キャリア２２、及び３２の軸穴に伸長する。図２から分かるように、２つの遊星歯車キャリア２２、及び３２は、部分的に挟み込まれて配置され、２つの変速段階２０、及び３０の軸接続が良くなり、変速装置５の安定性の向上が可能となる。同時に、全体の配置が非常に小型化可能になる。遊星歯車キャリア２２、及び２３に対し、駆動軸２１、及び３１は回転可能でなければならないため、それぞれ、互いに滑るように嵌合される。
【００２７】
本発明の場合、第１駆動軸２１は、はるか前方まで伸長し、遊星歯車キャリア２３、３３の穴を通り変速装置５の全長にわたって中心を伸長する。第１駆動軸２１は変速装置５全体用前方突出ベアリングピンを形成することで、更に軸安定性の向上が達成される。
【００２８】
更に、本発明の変速装置の特徴は、２つの変速段階２０と３０の速度伝達比が同じであるため、２つの太陽歯車２２、及び３２が同じ大きさであることである。更に、各遊星歯車２４、及び３４は同じ大きさであり、第２の発明の概要により、変速段階２０、及び３０両方に共通の中空歯車を使用可能である。本発明の場合、中空歯車は、対応する内部噛合せ４１を有する共通スリーブ状部品４０により中空歯車が形成される。この共通の中空歯車は、また全体の配置の安定性を向上させ、引き続き結果として、変速装置の円滑な作動が増加する。
【００２９】
変速装置５は、本発明の手段により非常に小型化され、更に、ハンドピースに概して取付け、又は取外し可能な部品ユニットとして形成可能である。これにより、ハンドピースのメンテナンスが著しく容易になる。
【００３０】
２つの変速段階２０、及び３０の部品の材料として、少なくとも一部にセラミック材料、特に、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いる。この材料は、安定性が高く、及び外的影響に敏感でないことが特徴であり、特にその化学的抵抗により他と異なっている。鉄と比較して、更に、滑り摩擦特性に優れており、最適な力の伝達により変速装置の摩耗特性が向上している。
【００３１】
同様に、本発明の装置は小型構造に特徴があり、結果として、同時に装置全体の軸安定性が向上する。これにより、好ましくない振動を避け、同時に変速装置の可使時間が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図１】図１は、本発明による２段階遊星歯車変速装置を有するハンドピースの実施形態の一例を示す図である。
【図２】図２は、変速装置の拡大図である。
【図３】図３は、変速段階の部品配置を示す断面図である。
【図１】
0004398870.tif 000002
【図２】
0004398870.tif 000003
【図３】
0004398870.tif 000004