(57)【要約】  本発明はツールを駆動するための歯車装置を備える歯科用器具に関し、歯車装置と接触可能な少なくとも１つのトルク制限装置が設けられており、このことにより、歯車装置内の最大有効トルクを制限することが可能である。
2018502621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールを駆動するための歯車装置（１、２１、４３、５３；１０１）を備え、前記歯車装置（１、２１、４３、５３）は歯車装置ハウジング（４、２３；１０４）の中に配置されており、前記歯車装置（１、２１、４３、５３；１０１）は少なくとも１つの歯車ステージ（１０、１１、２４、２５）を有している歯科用器具（２）であって、
前記いずれかの歯車ステージ（１０、１１、２４、１５）は少なくとも１つのリングギヤ（７、２８）を含み、前記歯車装置ハウジング（４）の内部には少なくとも１つのトルク制限装置（１７、１７’、３１、３１’；１１７）が配置されており、少なくとも１つの前記リングギヤ（７、２８；１０７）は、前記ハウンジングに向かい合って回転方向に緩く支持されており、前記少なくとも１つのトルク制限装置（１７、１７’、３１、３１’；１１７）は、予荷重のかかったばねエレメント（１８、１８’、３２、３２’；１１８）を有し、前記ばねエレメント（１８、１８’、３２、３２’；１１８）は少なくとも部分的に前記リングギヤ（７、２８；１０７）と接触しており、前記リングギヤ（７、２８；１０７）を、前記歯車装置ハウジング（４、２３；１０４）に直接又は間接的に当て、前記リングギヤ（７、２８；１０７）は、トルクを制限するために、前記歯車装置ハウジング（４、２３；１０４）に対して前記予荷重に逆らってスリップするように形成されていることを特徴とする、歯科用器具。
【請求項２】
前記歯車装置（１０１）が唯一の歯車ステージを有しており、前記歯車装置（１０１）は偏心歯車装置であり、前記リングギヤ（１０７）はこの偏心歯車装置の一部であることを特徴とする、請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項３】
前記歯車装置（１、２１、４３、５３）は２つ以上の歯車ステージを有しており、遊星歯車装置（１、２１、４３、５３）であり、前記遊星歯車装置（１、２１、４３、５３）は少なくとも１つの前記スリップするリングギヤ（７、２８）を有し、少なくとも２つの前記歯車ステージ（１０、１１、２４、２５）のそれぞれは少なくとも１つの遊星歯車（８、１２、２７、３０）を有しており、前記遊星歯車（８、１２、２７、３０）はサンギヤ（３、１３、２６、２９）と前記リングギヤ（７、２８）との間に配置されており、前記リングギヤ（７、２８）は少なくとも１つの前記トルク制限装置（１７、１７’、３１、３１’）と接触していることを特徴とする、請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項４】
さらなるリングギヤが設けられており、前記さらなるリングギヤ内にはそれぞれ少なくとも１つの別の歯車ステージが設けられており、前記さらなるリングギヤは前記歯車装置ハウジング（４、２３；１０４）内にトルク耐性に又は緩く取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項５】
個々の歯車ステージ（１０、１１、２４、２５）はモジュールを有しており、前記モジュールは０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にあり、偏心歯車装置については好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項６】
第２のトルク制限装置（１７’）が設けられており、前記装置（１７’）は前記歯車装置ハウジング（４）の内部に配置され、前記ばねエレメント（１８’）は、前記リングギヤ（７）の前記第１の端部（１６）の反対側にある端部（１６’）に少なくとも部分的に接触可能であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項７】
前記歯車装置ハウジング（４）内に固定されているカウンターホルダー（２０；２０５）が設けられており、前記トルク制限装置（１７；１１７）の前記ばねエレメント（１８；１１８）は前記リングギヤ（７；１０７）の前記端部（１６）と前記カウンターホルダー（２０；２０５）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項８】
カウンターホルダー（５７、６４）が設けられており、前記カウンターホルダー（５７、６４）には前記トルク制限装置（１７）の前記ばねエレメント（１８）が取り付けられており、前記ばねエレメント（１８）は前記リングギヤ（７）の前記端部（１６）と前記カウンターホルダー（５７、６４）との間に配置され、前記カウンターホルダー（５７、６４）は前記歯車装置（４）の中に配置され、調整要素（４４、５４）の一部であり、前記調整要素（４４、５４）によって前記ばねエレメント（１８）の予荷重及びばね力を変化させることにより、トルクが変更可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項９】
前記調整要素（４４、５４）はレバー（４５、５５）を有しており、前記レバー（４５、５５）は、前記歯車装置ハウジング（４）の外部に配置され、接続手段（４６、５６）によって前記カウンターホルダー（５７、６４）に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の歯科用器具。
【請求項１０】
前記歯車装置ハウジング（４）は穴（４７、６１）を有しており、前記穴（４７、６１）の中に前記接続手段（４６、５６）が収納されていることを特徴とする、請求項９に記載の歯科用器具。
【請求項１１】
前記調整要素（４４、５４）は、調整用ねじ山（４９、５９）と接続しているねじ山（４８、５８）を有しており、前記調整用ねじ山（４９、５９）は前記歯車装置ハウジング（４）内に配置されている溝（４９、６０）の中にあることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記トルク制限装置（３１、３１’）は前記ばねエレメント（３２、３２’）によって調整要素（３５、３５’）に接続されており、前記調整要素（３５、３５’）は少なくとも部分的に環状の溝（４１、４１’）の中にあり、前記溝（４１、４１’）は前記歯車装置ハウジング（２３）の外側に取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項１３】
前記溝（４１、４１’）に半径方向に伸びる穴（６６、６６’）が続いており、前記穴（６６、６６’）の中には、前記ばねエレメント（３２、３２’）と前記リングギヤ（２８）の外面（３４）とが接触するように、前記ばねエレメント（３２、３２’）が配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の歯科用器具。
【請求項１４】
前記調整要素（３５、３５’）は調整ボルトであることを特徴とする、請求項１２に記載の歯科用器具。
【請求項１５】
前記ばねエレメント（１８、１８’、３２、３２’；１１８）にディスク（１９；１１９）が取り付けられており、前記ディスク（１９；１１９）は前記ばねエレメント（１８、１８’、３２、３２’；１１８）と前記リングギヤ（７；１０７）との間に配置されているため、前記ディスク（１９；１１９）は前記リングギヤ（７、２８；１０７）と接触していることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【請求項１６】
前記リングギヤ（７、２８）の前記外面（３４）に接触している少なくとも１つのトルク制限装置（３１、３１’）が設けられ、前記リングギヤ（７、２８）の端部（１６、１６’）に接触している少なくとも１つの別のトルク制限装置（１７、１７’）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の歯科用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールを駆動するための歯車装置を備える歯科用器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車ステージを備える歯科用器具の場合、歯車装置の構成部品、駆動系のシャフト、ボールベアリング並びにツールの保護、例えばエンドファイルの保護にはトルクの制限が非常に役立つ。さらに、歯内治療の例では、特定のトルクを超過すると、エンドファイルが壊れ、根管内に残ってしまうこともある。これらのファイルの除去には、極めて多くの時間を要する。ハンドピース及びコントラアングルの場合、例えばドリル又はフライスが挟まったことにより、ドリル又はフライスが急に制動される場合にも問題の生じるおそれがある。なぜなら、このケースでは、慣性モーメント及び短い制動時間により、高いトルク負荷が生じるからである。その結果として歯車装置内の歯車及びクランプシステムに高い応力が生じ、過負荷破損による早期の故障につながるおそれがある。
【０００３】
欧州特許第１６９８２９７（Ａ１）号明細書から、第１のドライブと第２のアウトプットを備えた歯科用器具が公知であり、第１のドライブと第２のアウトプットとの間には第１のドライブから第２のアウトプットへトルクを伝達するための連結部が設けられ、また第２のアウトプットには治療用ツールが設けられている。この場合、第１のドライブから第２のアウトプットへトルクを伝達するための連結部は、レオロジー的連結部として形成されており、これによりトルクの正確な制御が可能である。
【０００４】
さらに欧州特許第０７２９２２１（Ａ１）号から、歯科用ツールを駆動するためのＤＣマイクロモーターのトルク制御用回路装置が公知であり、この回路装置では、モーター電流を短時間中断し、モーターのターミナル電圧を切り替えるための手段がモーターの電気回路内に設けられている。この回路装置は、さらに、規定値と実測値比較を行うレギュレーターが含まれるマイクロコントローラーを備え、この比較では、規定回転数に該当する規定値が実測値と比較され、さらに、電流測定及び起電力測定の測定値が入力及び処理され、このときレギュレーターは、急速な負荷増加によって引き起こされるモーターの回転数低下に反応し、モーターが停止する前にモーターのトルクを遮断するように形成されており、その場合には、短いパルスを加えることによって、ツールの停止が阻止される。
【０００５】
さらに、独国特許第１００３０１１４（Ａ１）号には、ハンドピースの前端部にツールホルダーを配置した医療用ハンドピースが説明されている。このハンドピースは、ツールホルダー内にツールを取り外し可能に固定する保持連結部と、ハンドツールを通って縦方向に延びる、ツールホルダーの回転駆動及び／又は上昇駆動用の駆動接続部とを有しており、ツールホルダーに伝達可能な最大トルク値をより低いトルク値に制限するための装置が設けられており、この装置は、調整装置によってスイッチを選択的にオン及びオフにすることができる。
【０００６】
国際公開第２０１３／０７６１０２（Ａ２）号にも、ツールホルダーに伝達可能な最大トルク値を、より低いトルク値に制限するための装置を有する医療用治療装置が説明されている。
【０００７】
最後に、独国特許第１００６１９００（Ａ１）号から、駆動式ツールを備える歯科用器具が公知であり、少なくとも１つの磁気的及び／又は磁化可能な連結エレメントを備える伝達装置が設けられており、磁気的及び／又は磁化可能な連結エレメントの伝達トルクを制御するための手段が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、歯車装置のトルクが非常に簡単に調整可能である、又は少なくとも制限可能である器具を提供することである。
【０００９】
前述の課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項の対象である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づく歯科用器具は、ツールを駆動するための歯車装置を有しており、この歯車装置は、歯車装置ハウジングの中に配置されている。この歯車装置は、少なくとも１つのリングギヤを含む少なくとも１つの歯車ステージを含んでおり、歯車装置ハウジングの内部には少なくとも１つのトルク制限装置が配置されている。このトルク制限装置を使って、歯車装置のトルクを調整することが可能であり、また歯車装置内の最大有効トルクを制限することが可能である。
【００１１】
少なくとも１つのリングギヤは、ハウンジングに対して回転方向に緩く支持されており、トルク制限装置は、予荷重のかかったばねエレメントを有し、少なくとも部分的にはリングギヤと接触しており、このリングギヤを歯車装置ハウジングに当てることによってトルクを変更するか、又は少なくとも制限し、リングギヤは、トルクを制限するために、歯車装置ハウジングに抗して予荷重に逆らってスリップするように形成されている。
【００１２】
このトルク制限装置の利点は、この装置が単純かつコンパクトな構造になっており、非常に丈夫なことである。従って、このトルク制限装置は、非常に高いトルクでも使用可能である。トルク制限装置は歯車装置ハウジング内にあるので、故障が少ない。トルク制限装置は非常に単純かつコンパクトな構造になっているので、必要に応じて簡単に取り外し、新しいトルク制限装置と交換することができる。そのようなばねエレメントは低価格であり、調達しやすい。さらに、作業範囲は非常に正確に調整することができる。また、使用可能なばねエレメントの数が多いことも有利である。例えば、ウェーブスプリング、プレッシャースプリング又はリーフスプリングの他に、ガススプリングも使用できる。
【００１３】
好ましい実施形態では、歯車装置は唯一の歯車ステージを有しており、この歯車装置は偏心歯車装置であり、リングギヤはこの偏心歯車装置の一部である。この歯車装置は、１つの歯車ステージだけを有しているため、非常に単純で丈夫な構造であることが有利である。
【００１４】
もう１つの好ましい実施形態では、歯車装置は２つ以上の歯車ステージを含んでおり、遊星歯車装置として形成されている。この遊星歯車装置は、少なくとも１つのスリップするリングギヤを有している。それぞれの歯車ステージは少なくとも１つの遊星歯車を有しており、この遊星歯車はサンギヤとリングギヤとの間に配置されており、リングギヤはトルク制限装置と接触可能である。トルク制限装置がリングギヤと接触している場合、トルクが制限される。好ましくは、歯車装置の各歯車ステージが３つの遊星歯車を有している。好ましくは、この遊星歯車装置が１つ〜３つの歯車ステージを有しており、とくに好ましくは、この遊星歯車装置が２つの歯車ステージを備えている。これにより、遊星歯車装置は非常にコンパクトな構造になる。
【００１５】
もう１つの有利な実施形態では、遊星歯車装置の中にさらなるリングギヤが設けられており、それらのリングギヤ内には、それぞれ少なくとも１つの歯車ステージが設けられており、これらのさらなるリングギヤは歯車装置ハウジング内に固定されている。好ましくは、これらのさらなる固定されたリングギヤ内に２つ以上の歯車ステージが設けられている。複数のリングギヤを準備することによって、比較的多数のギヤ比を実現することができる。
【００１６】
特殊な実施形態では、各歯車ステージが同一のモジュールを有している。この場合、このモジュールは、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍから０．３ｍｍの間にあり、偏心歯車では、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの間にある。歯車ステージが同一のモジュールを有している場合、コスト面で有利な実施形態になる。
【００１７】
もう１つの有利な実施形態では、第２のトルク制限装置が設けられており、この装置も同様に歯車装置ハウジングの内部に配置されており、ばねエレメントは、リングギヤの第１の端部の反対側ある端部に少なくとも部分的には接触可能である。第２のトルク制限装置を用いることによって、トルクをさらに精密に調整することができる。第２のトルク制限装置を用いることによって、利用可能なばねのたわみが２倍になるので、第２のトルク制限装置を備えるこのバリエーションは、ほとんど故障することがない。
【００１８】
別の好ましい実施形態ではカウンターホルダーが設けられており、このカウンターホルダーには、トルク制限装置のばねエレメントが取り付けられており、ばねエレメントはリングギヤの端部とカウンターホルダーとの間に配置されている。このカウンターホルダーは歯車装置ハウジング内に固定されている。しかしながら、カウンターホルダーが歯車装置ハウジング内への取付けの際にスライド可能になっている場合は有利である。なぜなら、それによって歯車装置ハウジング内にカウンターホルダーを最適に配置することができ、器具の使用開始前にばねエレメントのバネ力を希望どおりの値に設定できるからである。その後で、カウンターホルダーがねじれたりずれたりしないようにカウンターホルダーを歯車装置ハウジングに接続するので、カウンターホルダーは、それ以上動かなくなる。カウンターホルダーが歯車装置ハウジング内に固定されている場合は、トルクが始めから固定的に設定されているという利点がある。従って、例えば歯科用器具の作動中にトルク制限装置のトルクを調整するような、外部からの操作は不可能である。
【００１９】
さらに、もう１つの好ましい実施形態では、カウンターホルダーが設けられており、このカウンターホルダーにはトルク制限装置のばねエレメントが取り付けられている。この場合、ばねエレメントはリングギヤの端部とカウンターホルダーとの間に配置されており、このカウンターホルダーは歯車装置ハウジング内に配置されている。このカウンターホルダーは調整要素の一部であり、この調整要素によって、ばねエレメントのばね力とトルクを変更することができる。このバリエーションの場合、有利なことには、必要に応じて調整要素を使ってトルク制限装置を調整することができ、それによってトルクを変化させることができる。この場合、作動中もトルクを新たに調整又は調節できることは有利である。
【００２０】
とくに有利な実施形態では、調整要素は、歯車装置ハウジングの外部に配置されているレバーを有している。このレバーは、好ましくはピンとして形成されている接続手段によってカウンターホルダーに接続されている。このレバーは歯車装置ハウジングの外部に配置されているため、ユーザーがアクセスできるようになっているので、ユーザーはトルク制限装置をいつでも調整することができ、それによって、器具の作動中もトルクの変更が可能である。この場合、ユーザーは調整要素のレバーを容易に操作でき、トルク制限装置を調整するために歯車装置ハウジングを開く必要はない。
【００２１】
好ましくは、歯車装置ハウジングは穴を有しており、この穴の中には、レバーとカウンターホルダーとを接続する接続手段が収納されている。そのような穴は、非常に簡単に歯車装置ハウジングの中に設けられるので、この構造は、コスト面で有利である。
【００２２】
別の好ましい実施形態では、調整要素が、調整用ねじ山に接続しているねじ山を有しており、この調整用ねじ山は、歯車装置ハウジング内に配置されている溝の中にある。このようなねじ山は、非常に簡単に作成できるので、トルク制限装置を調整できるバリエーションは、コスト面で比較的有利である。さらに、このようなねじ山を用いて、トルクを非常に正確に調整することもできる。
【００２３】
もう１つの好ましい実施形態では、この歯科用器具の場合に、少なくとも１つのトルク制限装置がばねエレメントによって調整要素に接続されており、この調整要素は少なくとも部分的には環状の溝の中にある。この溝は歯車装置ハウジングの外側に設けられている。調整要素は少なくとも部分的にはこの溝の中に配置されているので、調整要素は歯車装置ハウジングに十分に固定されており、調整要素が器具の作動中に生じる振動の影響を受けて意図に反して移動することはない。これにより、ユーザーが調整要素を調整してトルクを変化させた場合に限って、トルクの変更が可能になる。
【００２４】
歯科用器具のもう１つの好ましい実施形態では、調整要素を少なくとも部分的には収納している溝が、半径方向に伸びている穴に通じている。この穴の中には、ばねエレメントが配置されており、このばねエレメントはリングギヤの外面と接触可能になっている。この実施形態は、トルク制限装置によってトルクが簡単に制限できる、もう１つのバリエーションである。
【００２５】
好ましくは、調整要素は調整ボルトである。なぜなら、調整ボルトは簡単かつ非常に安価な構成部品だからである。
【００２６】
とくに好ましい実施形態では、ばねエレメントにディスクが取り付けられており、このディスクは、ばねエレメントとリングギヤとの間に配置されている。これにより、リングギヤはディスクに接触し、ばねエレメントには接触しない。このことから、ばねエレメントがリングギヤを損傷したり、あるいはリングギヤがばねエレメントを損傷したりすることが防止される。もしも、リングギヤとばねエレメントが互いに直接接触するとしたら、そのような損傷が生じることも考えられる。
【００２７】
もう１つのとくに好ましい実施形態では、リングギヤの外面に接触可能な少なくとも１つのトルク制限装置が設けられており、さらに、リングギヤの端部に接触可能な少なくとも１つの別のトルク制限装置が設けられている。これらのような少なくとも２つのトルク制限装置を準備することによって、トルクをさらに精密に調整することが可能となる。なぜなら、リングギヤの端部にも、リングギヤの外面にも、トルク制限装置が設けられているからである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の実施例を図に示し、以下に詳しく説明する。
【図１】歯車装置の部分的な内部構造図である。
【図２】図１に示されている歯車装置部分の概要図である。
【図３】図２に示されている歯車装置部分の第１のバリエーションの概要図である。
【図４】図２に示されている歯車装置部分の第２のバリエーションの概要図である。
【図５】図４に示されている歯車装置部分の第３のバリエーションの概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は器具２の歯車装置１の部分的な内部構造を示し、この歯車装置は、好ましくは、潤滑されている歯車装置１である。この歯車装置１を使って、器具２に取り付けたツール（図示されていない）を動かすことができる。この器具は歯科用器具であり、このツールは、例えばエンドファイル、ドリル又はフライスであってよい。
【００３０】
歯車装置１は、遊星歯車装置として形成されている。この遊星歯車装置１は、歯車装置ハウジング４の中に収納されており、シャフト５に固定されている第１のサンギヤ３を有しており、有利には、このサンギヤ３はシャフト５と一体形成されている。シャフト５は、外から歯車装置ハウジング４の中に挿入されており、保持装置６、６’によって歯車装置ハウジング４内に保持される。この保持装置は、好ましくはボール軸受である。リングギヤ７は、好ましくはスリップするリングギヤ７として歯車装置ハウジング４の中に配置されている。このリングギヤ７は歯車装置ハウジング４の中に緩く収まっており、隙間ばめを有している。
【００３１】
第１のサンギヤ３に隣接して、第１の遊星歯車８が配置されている。この第１の遊星歯車８は、第１のジャーナル３９に回転可能に配置されている。このジャーナル３９は、第１のウェブ９にトルク耐性に取り付けられており、ジャーナル３９はウェブ９の中に押し込むことができ、遊星歯車装置１の１つ以上の遊星歯車が第１のジャーナル３９に回転可能に支持されている。この場合、ウェブ９とジャーナル３９は一体形成であってもよい。第１のサンギヤ３及び第１の遊星歯車８は、両方とも歯車として形成されており、内部かみ合い部を備えるリングギヤ７とかみ合っている。従って、サンギヤ３と、ウェブ９に取り付けられている遊星歯車８とは、リングギヤ７によって取り囲まれており、遊星歯車装置１の第１のステージ１０を形成している。この第１のステージ１０は、さらに別の遊星歯車も有しているが、図１の歯車装置１の図には示されていない。好ましくは、第１のステージ１０は全部で３つの遊星歯車を有しているが、遊星歯車を１つのみ、あるいは２つ又は３つ設けることも考えられる。これらのさらなる遊星歯車も、同様にリングギヤ７とサンギヤ３の間にそれぞれ配置されている。歯車装置１の個々の構成部品の材料としては、セラミック、スチールの他に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのプラスチックも適している。遊星歯車装置の構造自体は公知であるため、さらに詳細な説明は省略する。
【００３２】
第１のステージ１０には、第２のステージ１１が続いている。この第２のステージ１１も、同様にリングギヤ７の中にあり、さらなる遊星歯車を含んでいるが、この図では、第２のサンギヤ１３とリングギヤ７との間に配置されている遊星歯車１２しか示されていない。サンギヤ１３はウェブ９にトルク耐性に取り付けられており、遊星歯車１２は第２のジャーナル４０に回転可能に取り付けられている。この場合、第２のジャーナル４０は第２のウェブ１４にトルク耐性に取り付けられている。第２のウェブ１４には、もう１つのシャフト１５が配置されており、このシャフトによって、図１には示されていないツールを駆動することができる。第２のステージ１１も３つの遊星歯車を含んでいるが、これらの遊星歯車は３つより多くても少なくてもよい。この歯車装置１の場合、２つのステージを用いると、高い増速比又は減速比を得られ、有利である。
【００３３】
リングギヤ７の端部１６には、トルク制限装置１７が設けられている。このトルク制限装置１７は、ばねエレメント１８及びディスク１９を含んでおり、ばねエレメント１８は、カウンターホルダー２０に固定されている。
【００３４】
ディスク１９は省略可能であるけれども、このディスク１９があることによって、リングギヤ７はディスク１９と接触し、ばねエレメント１８とは接触しないという利点がある。これにより、ばねエレメント１８によるリングギヤ７の損傷又はリングギヤ７によるばねエレメント１８の損傷が防止される。
【００３５】
リングギヤ７の端部１６の反対側にある端部１６’には、第２のトルク制限装置１７’が配置されており、この第２のトルク制限装置１７’は、さらに、ばねエレメント１８’及びディスク１９’を有しており、従って、第１のトルク制限装置１７と第２のトルク制限装置１７’は同一構造である。
【００３６】
従って、歯車装置ハウジング４の中に緩く配置されているリングギヤ７は、両方のトルク制限装置１７及び１７’によって保持される。トルク制限装置１７、１７’は、ばねエレメント１８、１８’を有しているので、リングギヤ７は軸方向に作用するばね力によって保持される。両方のトルク制限装置１７、１７’のばね力は、トルク制限装置１７、１７’を取り付ける際に、カウンターホルダー２０の構成部品であることのできるねじ付きリングを使って調整される。この場合、もしも、このカウンターホルダー２０が調整要素として形成されている場合には、ユーザーは、必要に応じて、トルク制限装置１７のばねエレメント１８のばね力をカウンターホルダー２０によって変更することができる。ねじ付きリングは、概略図のため図示されていない。しかし、このバリエーションでは、カウンターホルダー２０が最初に、すなわち器具２の使用開始前に一回調整されるように形成されている。その後、カウンターホルダー２０がねじれたりずれたりしないように、カウンターホルダーを歯車装置ハウジング４に接続するので、カウンターホルダーがそれ以上動くことはない。
【００３７】
トルク制限装置１７の場合と同様に、トルク制限装置１７’でもディスク１９’を省略することができるであろう。
【００３８】
トルク制限装置を１つだけ設けることも可能である。この場合は、例えばトルク制限装置１７’を省略できると考えられるため、スリップするように形成されているリングギヤ７は、トルク制限装置１７のみで保持される。しかし、このことは図１には図示されていない。
【００３９】
遊星歯車装置１は２ステージの歯車装置であり、両方の歯車ステージ１０、１１は同一のリングギヤ７を有している。
【００４０】
もちろん、遊星歯車装置１は１ステージのみを有していてもよい。この場合は、歯車装置ハウジング４の中にステージ１０だけを収納することになるだろう。好ましくは、１ステージの歯車装置の場合、歯車装置は偏心歯車装置として形成されているが、図１には図示されていない。
【００４１】
従って、一般的に遊星歯車装置１はｎステージの遊星歯車装置として形成することができ、このときｎはステージの数であり、ｎ＝１、２、３、４、．．．である。ｎ個の各ステージは、この場合、サンギヤ及び少なくとも１つの遊星歯車を有しており、ｎ個の全ステージが同一のリングギヤに配置されている。少なくとも１つの遊星歯車は、それぞれサンギヤとリングギヤの間に配置されている。もちろん、各ステージが１つ以上の遊星歯車を有していてもよく、好ましくは１つのステージに３つの遊星歯車が設けられている。
【００４２】
２つ以上のステージを備える歯車装置では、この歯車装置がコスト面で有利なバリエーションになるだけでなく、高い増速比及び減速比を備える歯車装置が提供される点でも有利である。
【００４３】
遊星歯車装置１のトルクをコントロール又は制限するためには、トルク制限装置１７がリングギヤ７の端部１６に取り付けられている。この場合、トルク制限装置１７は、固定式の又は移動可能なトルク制限装置である。図１によるバリエーションのように、トルク制限装置１７が固定式トルク制限装置である場合、ばねエレメント１８は規定の予荷重を有している。この規定の予荷重を備えて、トルク制限装置１７はリングギヤ７と接触している。このばね力により、通常の作動で生じる力よりも静止摩擦が高いため、リングギヤ７は静止したままになっている。従って、この固定式トルク制限装置１７を用いて、希望するトルクを調整することができる。
【００４４】
これに対して、トルク制限装置１７が移動可能な場合、このことは、例えばリングギヤ７の方向に動いたり、リングギヤ７から離れたりできる（図示されていない）カウンターホルダー２０によって行われる。
【００４５】
この場合は、ばねエレメント１８のばね力を、好ましくは調整要素によって調整することにより、トルクも変化する。
【００４６】
このとき、ばねエレメント１８及び１８’はウェーブスプリングとして形成されていてよい。しかし、ウェーブスプリングの代わりに、例えばリーフスプリング、プレッシャースプリング又はガススプリングなど、別の種類のばねも使用できる。
【００４７】
調整可能なカウンターホルダー２０によってトルク制限装置１７がリングギヤ７の方へどれだけ強く押されるかに応じて、トルクも変化する。
【００４８】
従って、当業者には、リングギヤ７がトルクに応じて歯車装置ハウジング４の中に固定されていることは明らかである。
【００４９】
２つのトルク制限装置１７、１７’の代わりに、それぞれ１つの調整可能な留め具（図示されていない）をトルク制限装置として使用することも考えられる。この場合、第１の留め具は端部１６を留め、第２の留め具はリングギヤ７の端部１６’を留めるため、リングギヤ７は歯車装置４の中に両方の留め具によって保持される。これらの留め具は調整可能なので、歯車装置内の最大有効トルクを留め具によって制限することが可能である。
【００５０】
図２は、遊星歯車装置として形成されている歯科用器具２の歯車装置１の図１で示した部分の概要図である。歯車装置ハウジング４には、歯車装置１の第１及び第２のステージ１０、１１が収納されている。第１のステージ１０は、サンギヤ３、遊星歯車８及びリングギヤ７から形成され、第２のステージ１１は、サンギヤ１３、遊星歯車１２及びリングギヤ７から形成される。
【００５１】
リングギヤ７の第１の端部１６にはトルク制限装置１７が配置されている。このトルク制限装置１７は、ばねエレメント１８及びディスク１９を含み、ばねエレメント１８はカウンターホルダー２０に固定されている。トルク制限装置１７は、リングギヤ７の端部１６でディスク１９に接触している。トルク制限装置１７がリングギヤ７の方へどれだけ強く押されるかに応じて、トルクも変化する。トルク制限装置１７がリングギヤ７から離れると、リングギヤ７の回転運動は制動されず、トルクは伝達されない。すなわちシャフト１５は停止したままである。
【００５２】
第１の端部１６の反対側にある、リングギヤ７の第２の端部１６’には、ばねエレメント１８’及びディスク１９’を備える第２のトルク制限装置１７’が配置されており、従って第１のトルク制限装置１７の構造は第２のトルク制限装置１７’の構造と一致している。
【００５３】
トルク制限装置を１つだけ設けることも可能である。この場合、第２のトルク制限装置１７’及びばねエレメント１８’を省略できると考えられるため、スリップするように形成されているリングギヤ７はトルク制限装置１７のみで保持される。しかし、このことは図２には図示されていない。
【００５４】
リングギヤ７の中では、さまざまなステージ１０、１１が同じモジュールを有している。これらのモジュール（ＤＩＮ７８０に準拠）は、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲に、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にあってよい。この場合、もちろん歯車ステージ１０及び１１は異なるモジュールを有することも可能である。歯車装置が１ステージしか有さない場合、この歯車装置は、好ましくは偏心歯車装置として形成され、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にあるモジュール（ＤＩＮ７８０に準拠）を有している。この偏心歯車装置も同様に、リングギヤを有している。遊星歯車装置のリングギヤの場合と同様に、偏心歯車装置のリングギヤにもトルク制限装置を設けることができ、これらはリングギヤの少なくとも１つの端部に配置されている。
【００５５】
図３は、図１に示されている遊星歯車装置部分の第１のバリエーション２１の概要図である。この遊星歯車装置２１も歯科用器具２２の部品であり、この遊星歯車装置２１を使って、器具２２に取り付けられているツール（図示されていない）を動かすことができる。ツールは、例えばエンドファイル、ドリル又はフライスであってよい。図３では、同様に歯車装置２１が１つ以上のステージを備えている。この歯車装置は、もちろん１ステージだけを有することもでき、その場合、歯車装置は遊星歯車装置としてではなく、好ましくは偏心歯車装置として形成されている。
【００５６】
遊星歯車装置２１は歯車装置ハウジング２３内にあり、第１のステージ２４と第２のステージ２５を備えている。第２のステージ２４は、シャフト６５に配置されているサンギヤ２６、遊星歯車２７及びリングギヤ２８から形成される。第２のステージ２５は、サンギヤ２９、遊星歯車３０、リングギヤ２８、ウェブ３７及びシャフト３８から形成される。この遊星歯車装置２１は、その他の遊星歯車を有しているが、それらは図３には示されていない。好ましくは、遊星歯車装置２１が２つのさらなる遊星歯車を備え、従ってこの遊星歯車装置２１には全部で３つの遊星歯車が含まれている。しかしまた、遊星歯車装置２１が遊星歯車を１つだけ、あるいは２つ、又は３つより多く有することも考えられる。この場合、遊星歯車装置２１は、好ましくは過負荷の際にスリップするリングギヤ２８を有している。この点で、遊星歯車装置２１は、図２に示されている遊星歯車装置とは異なっている。
【００５７】
歯車装置２１でも、異なる歯車ステージ２４、２５が同一のモジュール（ＤＩＮ７８０に準拠）を有しているが、これらの歯車ステージは、異なるモジュールを有することももちろん可能である。このとき、モジュールは、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍの値を取ることができる。歯車装置２１が１ステージしか有さない場合、この歯車装置は、好ましくは偏心歯車装置として形成され、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にあるモジュール（ＤＩＮ７８０に準拠）を有している。
【００５８】
図３のリングギヤ２８は、その外面３４がスライドするように歯車装置ハウジング２３内に支持されており、遊びを有している。
【００５９】
第１のトルク制限装置３１及びその反対側には第２のトルク制限装置３１’も設けられており、それらによって遊星歯車装置２１のトルクをコントロールすることができる。そのために、トルク制限装置３１、３１’は調整可能な装置として形成されており、少なくとも部分的に歯車装置ハウジング２３の中に配置されている。第１のトルク制限装置３１は、ばねエレメント３２及びディスク３３を有し、ディスク３３はリングギヤ２８の外面３４と接触することができる。このために、トルク制限装置３１は調整要素３５を有しており、この調整要素によってトルク制限装置３１をリングギヤ２８の外面３４の方向へ動かしたり、ここから離したりすることができ、そのことは双方向矢印３６によって示されている。調整要素３５は、少なくとも部分的に環状の溝４１の中にあり、この溝は歯車装置ハウジング２３の外側に設けられている。この溝４１には、ばねエレメント３２を収納するための半径方向に伸びる穴６６が続いている。
【００６０】
これに対応して、第２のトルク制限装置３１’も構成されている。これもまた、少なくとも部分的に環状の溝４１’の中にある調整要素３５’を有しており、溝４１’は歯車装置ハウジング２３の外側に配置されている。この溝４１’には、ばねエレメント３２’が収納されている半径方向に伸びる穴６６’が続いている。ばねエレメント３２’には、ディスク３３’が配置されており、このディスク３３’はリングギヤ２８の外面３４に接触することができる（双方向矢印３６’）。ばねエレメント３２’は少なくとも部分的に穴６６’の中にある。
【００６１】
好ましくは調整要素３５、３５’は調整ボルトである。なぜなら、調整ボルトは簡単で非常に低価格な構成部品だからである。
【００６２】
トルク制限装置３１は調整要素３５によってリングギヤ２８の外面３４の方向へ移動するため、ディスク３３がリングギヤ２８と接触し、リングギヤ２８の回転運動が中断される。より強く送られるほど、リングギヤ２８の作動トルクは高くなる。従って、このバリエーションの場合、星歯車装置２１のトルクを調整要素３５、３５’によって非常に正確に調整できることが有利である。
【００６３】
このトルク制限装置３１、３１’では、もちろん該当するディスク３３、３３’を省略することもできる。しかしながら、ディスク３３、３３’は、ばねエレメント３２又はばねエレメント３２’とリングギヤ２８が互いに接触する際に、ばねエレメント３２又はばねエレメント３２’がリングギヤ２８を損傷したり、リングギヤ２８がばねエレメント３２又はばねエレメント３２’を損傷したりするのを防いでいる。
【００６４】
好ましくは、両方の調整要素３５、３５’が偏心面４２、４２’を有しており、この偏心面によって該当するばねエレメント３２、３２’が接続されている。調整要素３５、３５’が調整される場合、例えばこの調整要素３５、３５’が回転することにより、ばねエレメント３２、３２’の予荷重が変化し、それによって伝達されるトルクも変動する。このとき、調整要素３５、３５’も、好ましくは同時に調整可能であるため、両方の調整要素３５、３５’は同一のばね力をリングギヤ２８に作用させる。図３に見られるように、調整要素３５、３５’は外部からアクセスできるため、ユーザーはトルクを外部から調整又は変更することができる。２つのトルク制限装置３１、３１’が設けられており、さらに、これらのトルク制限装置３１、３１’のばねエレメント３２、３２’は左右対称に配置されているので、リングギヤ２８は、かなりの遊びを有することができる。
【００６５】
もちろん、当業者は、調整要素３５、３５’が外部からアクセスできないようにこれらを歯車装置ハウジング２３内に配置することもできる。しかしながら、調整要素３５、３５’が外部からアクセス可能であり、ユーザーが簡単に調整できるバリエーションが好ましい。
【００６６】
歯車装置が偏心歯車装置である場合、トルク制限装置も同様に偏心歯車装置のリングギヤの外面に配置されていてよい。しかし、このバリエーションは図３には図示されていない。
【００６７】
図４は、図２に示されている歯車装置部分の第１のバリエーションの概要図を示しているが、歯車装置の一部しか示していない。図４の歯車装置４３も同様に歯科用器具１の中に取り付けられており、その構造の大部分は図２の歯車装置と一致するため、歯車装置１の個々の構成部品の符号がそのまま用いられている。歯車装置４３も歯車装置ハウジング４の中に収納されており、第１及び第２の歯車ステージ１０、１１を備えている。第１のステージ１０は、サンギヤ３、遊星歯車８及びリングイヤ７から形成され、第２のステージ１１は、サンギヤ１３、遊星歯車１２及びリングギヤ７から形成される。
【００６８】
リングギヤ７の端部１６にはトルク制限装置１７が配置され、その反対側の端部１６’にはトルク制限装置１７’が配置されている。トルク制限装置１７、１７’は、それぞれ両方にばねエレメント１８又は１８’及びディスク１９又は１９’を有している。従って、第１のトルク制限装置１７の構造は、トルク制限装置１７’の構造と一致している。ばねエレメント１８及び１８’は、例えばウェーブスプリング、リーフスプリング、ガススプリング又はプレッシャースプリングであってよい。
【００６９】
ばねエレメント１８は調整要素４４に固定されている。調整要素４４は一体形成されており、外部からアクセス可能なレバー４５を有し、このレバーには接続手段４６、好ましくはピン４６が配置されている。この接続手段４６は、歯車装置ハウジング４内に取り付けられている穴４７の中に収納されている。接続手段４６にはカウンターホルダー６４が設けられており、ここにトルク制限装置１７のばねエレメント１８が配置されている。この調整要素４４は、ねじ山４８を有しており、このねじ山は、溝５０の中に配置されている調整用ねじ山４９にかみ合い、溝５０は歯車装置ハウジング４の内面にある。図４では、ねじ山４８がカウンターホルダー６４に設けられている。調整要素４４をリングギヤ７の方向、すなわち矢印５１の方向に動かすと、トルク制限装置１７もリングギヤ７方向、すなわち軸方向に移動する。反対に、調整要素４４を矢印５２の方向に動かすと、トルク制限装置１７はリングギヤ７から離れる。従って、調整要素４４を移動することにより、該当するばねエレメント１８、１８’のばね力が変化し、それによってトルクも変動する。
【００７０】
すなわち、この歯車装置４３は、固定式カウンターホルダーの代わりに、トルク制限装置１７を動かすことによってトルクを変更できる調整要素４４が設けられている点が、図１による歯車装置とは異なっている。
【００７１】
図５は、図４に示されている歯車装置部分の第２のバリエーションの概要図を示している。この歯車装置５３は、調整要素の構造だけが図４に示されている歯車装置と異なっている。つまり、歯車装置５３は複数の部分から構成されている調整要素５４を有している。調整要素５４はレバー５５を備えており、このレバーは、好ましくはピンとして形成されている接続手段５６によってカウンターホルダー５７に接続されている。この接続手段５６は、歯車装置ハウンジング４の中に設けられている穴６１を通っている。レバー５５には、ばねエレメント１８とディスク１９から成るトルク制限装置１７が配置されている。調整要素５４は、ねじ山５８を有しており、このねじ山は、溝６０の中に配置されている調整用ねじ山５９にかみ合い、溝は歯車装置ハウジング４の外面にある。調整要素５４のねじ山４８、レバー５５に配置されている。
【００７２】
調整要素５４を移動することにより、トルクを変更できる。
【００７３】
調整要素５４をリングギヤ７の方向、すなわち矢印６２の方向に軸方向へ動かすと、これによりトルク制限装置１７も同様にリングギヤ７の方向に動く。反対に、調整要素５４を矢印６３の方向に動かすと、トルク制限装置１７はリングギヤ７から離れる。
【００７４】
歯車装置ハウジング１０４に配置されている、トルク制限装置を内蔵した偏心歯車装置の作用を図６で説明する。
【００７５】
駆動シャフト１１５上には、中心軸２０８を備えるジャーナル２０３が配置されており、この中心軸２０８が中央軸２０７に対して距離２０６を有していることにより、ジャーナル２０３は中央軸２０７に対して偏心して配置されている。ジャーナル２０３上には、２つの遊星歯車２０１及び２０２がいわゆる二重歯車２００として配置され、互いにねじれ耐性に配置されている。外側が歯切りされた第１の遊星歯車２０１は、内側が歯切りされた第１のリングギヤ１０７とかみ合っている。外側が歯切りされた第２の遊星歯車２０２は、内側が歯切りされた第２のリングギヤ２０４とかみ合っている。
【００７６】
周知の従来技術によれば、内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７はハウジング１０４と接続され、内側を歯切りされた第２のリングギヤ２０４はアウトプットシャフト１０５と接続されているだろう。駆動シャフト１１５が回転すると、ジャーナル２０３が中央軸２０７を中心に回転運動を実施し、このとき二重歯車２００も連動する。第１の遊星歯車２０１は内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７とかみ合うので、二重歯車２００は、軸２０７を中心とする回転運動の他に自軸２０８を中心とする回転運動も行う。このとき、第１の遊星歯車２０１が内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７を圧迫して、内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７に応力が発生する。第１の遊星歯車２０１の二重の周回−回転運動は、第２の遊星歯車２０２に伝達される。第２の遊星歯車２０２は、その周回−回転運動の間、この第２の遊星歯車２０２が常に内側を歯切りされた第２のリングギヤ２０４とかみ合い、内側を歯切りされた第２のリングギヤ２０４を回転させるように形成されている。リングギヤ１０７、２０４と遊星歯車２０１、２０２との間の歯数差が小さい場合、コンパクトな形で大きな総ギヤ比を実現することができる。内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７に加わる応力は、従来技術ではハウジング１０４によって吸収される。
【００７７】
内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７が、ハウジング１０４と相互作用するカウンターホルダーとしての形状エレメント２０５に対してトルク制限装置１１７によって予荷重をかけられると、内側を歯切りされた第１のリングギヤ１０７は、規定のトルクを超えるとハウジング１０４に対してスライドするため、トルク制限として働くことができる。トルク制限装置１１７は、ハウジング１０４に接続されている、好ましくは調整可能なストッパー１２０に対して支持されているばねエレメント１１８を備えており、このばねエレメントはストッパーディスク１１９を介して間接的に第１のリングギヤ１０７に接触している。最大トルクを下回っている場合、ハウジング１０４内の第１のリングギヤ１０７は接触によってストッパーディスク１１９及び形状エレメント２０５に保持され、例えばアウトプットシャフト１０５及び第２のリングギヤ２０４がロックされているなどの理由で最大トルクを超過すると、第１のリングギヤはストッパーディスク１１９及び形状エレメント２０５に対してスリップし、このとき中心軸２０７を中心に回転する。第１のリングギヤ１０７の回転運動は、駆動シャフト１１５が回転し、それによってジャーナル２０３も偏心的に回転し、この回転の際、ロックされている第２のリングギヤ２０４内の第２の遊星歯車２０２も回転することによって行われる。二重歯車２００の回転方向は、駆動シャフト１０５の回転方向と逆になっている。第１のリングギヤ１０７がスリップしている場合、力の伝達は制限され、第１のリングギヤ１０７は回転数の違いを補正しながら回転し、第１の遊星歯車２０１によって駆動される。
【００７８】
当業者は、もちろん、１つの歯車装置に図２〜６によるトルク制限装置を相互に組み合わせることができる。例えば、少なくとも１つのトルク制限装置を設け、これをリングギヤの外面に接触させることも、また歯車装置ハウジング内にトルク制限装置を配置し、これを該当するリングギヤの端部に接触させることも可能である。これにより、トルクをさらに精密に調整することが可能となる。なぜなら、リングギヤの端部にも、リングギヤの外面にもトルク制限装置が設けられているからである。
【００７９】
図の中には示されていないが、遊星歯車装置のｎ個の各ステージが独自のリングギヤを有していてもよい。このとき、これらのリングギヤのいずれかに、少なくとも１つのトルク制限装置が割り当てられているため、このリングギヤのトルクは、少なくとも１つの対応するトルク制限装置によってコントロール可能である。この場合、その他のリングギヤは、歯車装置ハウジングの中に押し込まれることにより、トルク耐性にハウジング内にある。しかしまた、その他のリングギヤを歯車装置内に緩く配置することも可能である。同様に、歯車装置ハウジングの中に緩く配置されているリングギヤとトルク耐性に配置されたリングギヤとの組合せも考えられる。歯車装置内にトルク耐性に又は緩く配置されているこれらのさらなるリングギヤは、器具の作動中は一緒に回転しない。これにより、このトルクを非常に精密に調整することができる。また、これにより、多数のギヤ比を設定することが可能である。
【００８０】
この場合、個々の歯車ステージのモジュール（ＤＩＮ７８０に準拠）は、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にあり、偏心歯車装置については好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にある。もちろん、個々のリングギヤのステージのモジュールは異なる大きさであってよい。
【図１】
2018502621.tif 000003
【図２】
2018502621.tif 000004
【図３】
2018502621.tif 000005
【図４】
2018502621.tif 000006
【図５】
2018502621.tif 000007
【図６】
2018502621.tif 000008
【国際調査報告】
2018502621.tif 000009
2018502621.tif 000010
2018502621.tif 000011
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