(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用ツールを受け入れるための第１セクション＜１＞と、該第１セクション＜１＞に着脱可能に連結できる第２セクション（２）とを有し、該第２セクション（２）には、歯科用ツールの作動のための駆動モータ駆動用の電気の供給媒体を供給する媒体供給ライン（４）が連接され、歯科用ツールを駆動するための駆動モータ（３）としての電動モータを更に有し、該駆動モータ（３）は、ロータのような回転部（５）と、ステータのような静止部（９）とからなり、第１セクション（１）および第２セクション（２）が一体連結されると、両セクション（１、２）により形成される中空空間内に配置されるように構成され、該第１セクション（１）と第２セクション（２）とが分離された状態において、駆動モータ（３）の回転部（５）が第１セクション（１）に、静止部（９）が第２セクション（２）に夫々配置され、または逆に、回転部（５）が第２セクション（２）に、静止部（９）が第１セクション（１）に夫々配置されている歯科用ハンドピースにおいて、
前記駆動モータの回転部および静止部は、第１セクションと第２セクションとを一体連結すると、駆動モータの静止部が駆動モータの回転部の周りに押し込まれるように構成され、
前記第１セクション（１）と第２セクション（２）とが組み立てられた状態において、駆動モータ（３）の回転部（５）の、第２セクション（２）に対面する端部は、第２セクション（２）に支持されていることを特徴とする歯科用ハンドピース。
【請求項２】
前記駆動モータ（３）は集電器を使用しない電動モータであることを特徴とする請求項１に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項３】
前記駆動モータ（３）は同期モータまたはブラシレス直流モータであることを特徴とする請求項２に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項４】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）は、第１セクション（１）内に交換可能に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項５】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）は、交換可能な永久磁石（６）からなることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項６】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）の、第１セクション（１）に対面する端部には、回転するモータ軸（７）が設けられており、該モータ軸（７）は自己支持態様で第１セクション（１）に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項７】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）の、第１セクションに対面する端部には、回転するモータ軸（７）が設けられており、該モータ軸（７）はベアリング（１２）により第１セクション（１）に支持されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項８】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）の、第２セクション（２）に対面する端部は、ロータベアリング（１３）により支持されていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項９】
前記ロータベアリング（１３）は駆動モータ（３）の回転部（５）に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１０】
前記ロータベアリング（１３）は第２セクション（２）に配置されていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１１】
前記ロータベアリング（１３）はボールベアリングであることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１０項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１２】
前記ロータベアリング（１３）は空気ベアリングまたは滑りベアリングであることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１０項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１３】
前記ロータベアリング（１３）は磁気ベアリングであり、該磁気ベアリングの回転部分（１４）は駆動モータ（３）の回転部（５）に取り付けられ、該磁気ベアリングの静止部分（１２）は第２セクション（２）に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１４】
前記駆動モータ（３）の静止部（９）は、第２セクション（２）内に交換可能に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１３項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１５】
前記第１セクション（１）は供給媒体のための供給ライン（１６）を有し、該供給ライン（１６）は、第１セクション（１）と第２セクション（２）とを組み立てると媒体供給ラインに直接連結され、供給媒体を、第２セクション（２）に連接された媒体供給ライン（４）から第１セクション（１）に直接供給できることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１６】
前記第１セクション（１）および第２セクション（２）は、供給媒体のための適当に形成された供給ライン（１６）を有し、該供給ライン（１６）は、第１セクション（１）と第２セクション（２）とを組み立てると互いに連接され、第２セクション（２）に関係する供給ラインは更に媒体供給ライン（４）に連結され、これにより、供給媒体は、第２セクション（２）および第１セクション（１）に関係する供給ライン（１６）を介して、第２セクション（２）に連接された媒体供給ライン（４）から歯科用ツールに供給されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１７】
前記供給ライン（１６）は、電流および／またはスプレー空気および／またはスプレー水および／または冷却空気により構成される供給媒体のためのものであることを特徴とする請求の範囲第１５項または第１６項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１８】
前記媒体供給ライン（４）は第２セクション（２）に直接取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１７項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１９】
前記駆動モータ（３）の静止部（９）は、駆動モータ（３）の回転部（５）の異なる回転速度を得るべく制御できることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１８項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項２０】
前記駆動モータ（３）の静止部（９）は、互いに別々に連結できる幾つかの巻線（１１）を有していることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項２１】
前記駆動モータ（３）の回転部（５）は器具セクション（１）の伝達段に直接連結されており、該伝達段は、回転部（５）のトルクを歯科用ツールに伝達する機能を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第２０項のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求の範囲第１項の前提部に記載の医療または技術的目的の歯科用ハンドピースに関する。より詳しくは、本発明は、歯科用ハンドピースの駆動装置であって、歯科用ハンドピースに取り付けられて作動する歯科用ツールを駆動する駆動モータを備えた駆動装置の構造に関する。
一般に、歯科用ハンドピースは、歯科用ツールを受け入れるための器具セクションと、ターボドリル（例えば、回転する歯科用ツールを駆動するための駆動モータ）と、歯科用ツールの作動のための或る供給媒体（例えば、電流、スプレー空気すなわち冷却空気、スプレー等）を供給するための媒体供給ホースを備えたホースセクションとを有している。歯科用ハンドピースの構造に関し、２つの異なった構造形式の間には本質的な相違がある。
第５図に示すように、器具セクション１、駆動モータ３、および媒体供給ホース４を備えたホースセクション２は、互いに嵌合させることで直列に直接連結される個々の構成部品の形態をなしていてもよい。従って、この構造は、器具セクション１とホースセクション２との間、および駆動モータ３と各セクション１、２との間の３つの連結箇所を有する。この形式の構造は、例えば、ドイツ国特許（DE 28 34 099 C2）または欧州特許（EP 0 012 871 Bl）から知られている。
歯科用ハンドピースの第２の構造形式が第６図に示されている。この場合、駆動モータ３は、器具セクション１とホースセクション２とにより形成される中空空間内に保持されるモータカートリッジである。この目的のため、器具セクションは、媒体供給ホースから供給される供給媒体を受け入れるための一体形供給ラインを備えた、駆動モータ３にオーバーラップするケーシングを有し、該ケーシングおよび器具セクション１の供給ラインは、ホースセクション２まで案内される。
しかしながら、既知の構造形式は、多くの点で問題がある。例えば、設計形式による大きな全長の結果として、および歯科用ハンドピースの比較的大きい重量の結果として、ハンドピースの重心がホースの方に移動しているため、ハンドピースの操作が困難である。しかしながら、歯科治療を正確に行なうには、歯科用ハンドピースの敏感かつ容易な操作性が要求される。歯科用ハンドピース内の多くの連結箇所または分離箇所は、衛生的条件に関して厳格である。また、これらの分離箇所には僅かな漏洩が生じる箇所が存在するので、これらの分離箇所は、供給媒体の確実な通過を困難にする。また、回転は必ず駆動モータの連結箇所を介して行なわなくてはならないため、患者の口内での作業に必要なハンドピースの回転能力が制限される。歯科用ツールを作動させるには、駆動モータのモータ軸を、必然的に器具セクション内に存在する軸に機械的に連結しなければならず、この結果、最大回転速度が制限され、ハンドピースが振動しかつノイズを発生する傾向がある。また、既知の構造形式によれば、必要とされる異なる回転速度範囲および出力範囲（すなわち、高トルク条件での低回転速度範囲および低トルク条件での高回転速度範囲）は、適当な伝達段をもつ複数の交換可能な異なる器具セクションを用いることにより達成されるが、この結果、装置全体のコストはかなり増大してしまう。最後に、既知の構造形式によれば、各駆動部品はそれ自体のベアリング装置を有している。しかしながら、この結果として、歯科用ハンドピースの摩耗可能性が相応して増大しかつベアリングの摩擦の結果としてハンドピースの部品の付加的発熱が生じる。
従って本発明の目的は、上記欠点をほぼ解消できる歯科用ハンドピースを創出することにある。
より詳しくは、本発明の目的は、分離箇所の数を減少させることにより、衛生および洗浄能力を改善でき、全重量が低減されかつ操作の容易性を改善でき、かつ同時に、全体として歯科用ハンドピースの製造コストを低減できる歯科用ハンドピースを創出することにある。
また、作動させるべき歯科用ツールの異なる回転速度範囲および出力範囲は、使用者の出費を軽減させるため１つの同一器具セクションで達成すべきである。
すなわち、複数の異なる伝達変数（transmission variants）および伝達比を最小に削減すべきである。
本発明によれば、この目的は、請求の範囲第１項に記載の歯科用ハンドピースにより達成される。
本発明によれば、駆動モータは、歯科用ハンドピースの器具セクション内に一部が一体化される。駆動モータの回転部従って出力伝達部（すなわちロータ）は器具セクション内に配置され、一方、静止部（すなわち、ステータ巻線を備えたステータ）は、ロータから分離してホースセクション内に配置される。ロータの後端部は、例えば適当に設けられるベアリング構造により、ホースセクション内に支持される。
また、この逆の構成も可能であり、すなわち、ステータを器具セクション内に配置し、ロータをホースセクション内に配置することもできる。この後者の構成は、集電器を用いるモータの場合に優れた用途を見出すことができる。簡単化のため、本発明は、前者の構造のみに基づいて説明する。
歯科用ハンドピースの２つのセクションを一体に結合すなわち差し込むことにより、ホースセクションのステータは器具セクションのロータ上に押し込まれ、これにより、事実上一体化された駆動モータを備えた歯科用ハンドピースが得られる。
本発明による歯科用ハンドピースの構造は、多くの点で長所を有する。
ステータをホースセクション内に配置することにより、駆動モータの実際上のコスト集中部分がホースセクション内に一体化されかつ異なる増速比または減速比をもつ器具セクションの最も多様な設計に等しく適用できるため、これらの部分は１つ確保するだけでよい。本発明の構造により、器具セクションとホースセクションとの分離箇所は１箇所となり、従って、供給ラインのカップリングおよびシーリングが改善されかつハンドピースの洗浄も軽減される。また、ハンドピースの殺菌に関して重要なステータ部品が、器具セクション内ではなくホースセクション内に配置されるため、ホースセクションを殺菌する必要がなくなる。従って、全体的な衛生が改善されることは明白である。最後に、本発明による歯科用ハンドピースに存在する分離箇所が１つであることにより、回転能力がかなり改善されかつ全長および全重量が低減される。
本発明の他の長所は、駆動モータのロータを器具セクションの第１伝達段に固定して座合させることにより得られる。なぜならば、分離形モータと比較して、２つのボールベアリングを省略できるからである。器具セクションの第１伝達段への駆動モータのロータのカップリングはもはや不要になるので、カップリングノイズおよび製造コストが低減される。このカップリングの省略および支持箇所の減少により、明らかに高い駆動速度が得られ、この結果、より小さい伝達比でツールの同じ回転速度を得ることができ、従って作動信頼性が高くなる。回転速度範囲の拡大により、従来必要であった多数の異なる器具伝達段も同様に減少され得る。本発明によれば、駆動モータのロータが器具セクション内に配置されるので、歯科用ハンドピースの全長が短縮されかつ重量が軽減されるので、操作の容易性も改善される。
本発明の優れた実施形態によれば、ロータおよび／またはステータを、歯科用ハンドピースの器具セクションまたはホースセクションからそれぞれ取り出して、それぞれ、例えば異なるロータマグネットをもつ他のロータまたは異なるステータ巻線をもつ他のステータ巻線と交換でき、これにより、歯科用ハンドピースの残余の構造を変えることなく、同じ器具を使用して異なる回転速度範囲および出力範囲を得ることができる。同様に、ロータマグネットのみを、異なる透磁性をもつ他の磁石と交換することも考えられる。
最後に、本発明によれば、ステータ巻線に供給される電力に関して異なる回転速度を得るため、駆動モータのステータ巻線を制御できるように設計することもできる。この目的のため、ステータ巻線を、オン・オフが別々に切換えられる、並列に接続された幾つかの個々のコイルで形成し、これにより、個々のステータコイルを任意に接続することによって駆動モータの回転速度を制御できる。
本発明の他の優れた実施形態は、請求の範囲の実施態様項に記載されている。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
第１図は、器具セクションがホースセクションから分離された状態にある本発明の第１実施形態を示す図面である。
第２図は、器具セクションがホースセクションから分離された状態にある本発明の第２実施形態を示す図面である。
第３図は、器具セクションがホースセクションから分離された状態にある本発明の第３実施形態を示す図面である。
第４図は、組み立てられた状態にある本発明の第１実施形態を示す図面である。
第５図は、既知の歯科用ハンドピースを示す図面である。
第６図は、既知の他の歯科用ハンドピースを示す図面である。
第１図は、本発明による歯科用ハンドピースの構造を概略的に示す図面である。本発明による歯科用ハンドピースは、基本的に２つのケーシングセクション、すなわち、回転する歯科用ツール（例えばターボドリル）を例えば嵌着により受け入れる機能を有する器具セクション１と、ホースセクション２とからなり、該ホースセクション２は、これに直接取り付けられるか、ホースセクション２に連結（例えば、螺着）できる媒体供給ホース４の延長ピースを備えている。媒体供給ライン４は、歯科用ツールを作動させるための種々の供給媒体、例えば、電流（照明装置および電気駆動モータ３用の電流）、冷却空気、スプレー空気またはスプレー水を供給する機能を有する。
回転領域（ロータ）５および静止部（ステータ）９からなる駆動モータ３は、歯科用ツールを駆動する機能を有しており、電気モータを使用できる。駆動モータ３は、集電器をもたない形式、すなわち同期モータまたは例えばブラシレス直流モータが好ましい。ロータ５は、永久磁石６およびモータ軸７からなる。ステータは、ステータシートパケット１０およびステータ巻線１１からなる。本発明によれば、モータ軸７は、モータ軸７のトルクを作動すべき歯科用ツールに伝達すべく機能する、器具セクション１の第１伝達段８に直接座合している。ロータ５は、自己支持態様で、器具セクション１内に一体化されている。ステータ９はロータ５から分離でき、ホースセクション２内に配置されている。ロータ５およびステータ９は両方とも、永久的または交換可能に、それぞれのセクション１または２内に配置すなわち一体化することができる。より詳しくは、ステータ９は、プラグ接点を介してホースセクション２内に取り付けることができる。ロータ５および／またはステータ９を、取り出すことができるように器具セクション１またはホースセクション２内に配置すれば、ロータ５またはステータ９を、それぞれ、例えば、異なるロータマグネットをもつ別のロータまたは異なるステータ巻線をもつ別のステータと都合良く交換でき、これにより、歯科用ハンドピースの構造を変える必要なく、同じ器具を用いて異なる回転速度範囲および出力範囲を得ることができる。同様に、ロータ５は、ロータマグネット６のみを、異なる透磁率をもつロータマグネットに交換できるように構成できる。
また、１つの同じハンドピース、すなわち同一器具セクションおよびホースセクションを用いて異なる回転速度範囲が得られるようにするため、ステータ９のステータ巻線１１への電力の供給を制御することもできる。また、ステータ巻線１１は、別々にかつ互いに独立して付勢される幾つかの個々のコイルに分割しても、個々の或るコイルのスイッチをオン・オフすることにより、ステータ巻線１１に供給される電力を制御することができる。この方法により、１つの同じ歯科用ハンドピースを、異なる回転速度範囲に切り換えることができる。
両セクション１、２の組立て後、ロータ５は、その後端部もホースセクション２内に支持される。第１図によれば、この目的のため、ホースセクション２内にボールベアリング１３が設けられている。両セクション１、２を一体に押し込むと、一方でステータ９がロータ５上に押し込まれ、他方でロータ５の後端部がボールベアリング１３内に押し込まれる。両セクション１、２が組み立てられておらず従ってロータ５がホースセクション２内に支持されないときでもロータ５を支持できるようにするため、モータ軸７を支持する別のボールベアリング１２を器具セクション１内に任意に設けることができる。
器具セクション１は、媒体供給ライン４から供給される供給媒体を、作動すべき歯科用ツールに供給するための幾つかの供給ライン１６を有している。器具セクション１の下面は、供給ライン１６用の付加自由空間のため、非対称的に設計されたケーシング形状を呈している。器具セクション１内に一体化された供給ライン１６は、組み立てられた状態においてホースセクション２まで延び、このため、両セクション１、２が一体に押し込まれると、器具セクション１の供給ライン１６が媒体供給ライン４に直接連結される。別の構成として、一方では媒体供給ライン４にリンクされかつ他方では両セクション１、２の一体押込みの結果として器具セクション１の対応する供給ライン１６に連結される供給ライン（図示せず）を、ホースセクション２に対応して形成し、供給媒体の直接かつ確実な伝達が行なえるように構成することもできる。
第２図は本発明による歯科用ハンドピースの第２実施形態を示し、この第２実施形態は、ロータ５の後部をホースセクション２内に支持するためのボールベアリング１３がロータ５に取り付けられている点においてのみ、第１図の実施形態とは異なっている。
優れた態様として、ホースセクション２内でロータ５の後端部を支持するのに、空気ベアリングまたは滑りベアリングを使用することもできる。より詳しくは、第３図に示す磁気ベアリングを使用できる。磁気ベアリングからなる静止部分１５がホースセクション２に連結されており、同じく磁気ベアリングからなる回転部分１４が駆動モータのロータ５に連結されている。
第４図は、組み立てられた状態にある本発明の歯科用ハンドピースを示す。本発明によれば、器具セクション１とホースセクション２とを一体に差し込むことにより駆動モータ３が一体化される構成のコンパクトなハンドピースを得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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