(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用切削工具をその回転軸方向に進退させるとともに最前進位置付近でのみ正転させる駆動機構を有することを特徴とする歯科用コントラアングルハンドピース。
【請求項２】
前記歯科用切削工具が後退するとき、逆転しないことを特徴とする請求項１に記載の歯科用コントラアングルハンドピース。
【請求項３】
前記駆動機構が、前記歯科用切削工具の前記回転軸と同軸上にあって前記歯科用切削工具に直接的又は間接的に固定され前記歯科用切削工具に回転を与える係合部と、前記回転軸とほぼ直交する駆動軸を有し該駆動軸周りに回転して前記係合部をその回転軸方向に進退させるとともに、前記係合部が最前進位置の前後で前記係合部と係合して歯科用切削工具を正転させ、前記最前進位置の前後以外で前記係合部が後退しているときは係合部との係合を解除する被係合部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の歯科用コントラアングルハンドピース。
【請求項４】
前記係合部が一定の隙間を保って対向配置された２枚の円板と、これらの両外側に配置されたバネ手段と、前記円板の一方の円周に沿って等間隔に形成された複数の係合部とを有し、前記被係合部が上記２枚の円板間の隙間に嵌合され、前記被係合部が前記駆動軸周りに回転して係合部の無い円板と接触することで歯科用切削工具を後退させ、他方の円板の係合部と係合することで切削工具を前進させながら正転させることを特徴とする請求項３記載の歯科用コントラアングルハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、歯科医が歯の根管を切削形成する際に使用するコントラアングルハンドピースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、歯の根管を形成するには、リーマやファイルが使用される。リーマ、ファイルには、手で直接把持して使用するものと、ハンドピースへ接続して使用するものとがある。リーマは比較的ゆるい（リードの大きい）螺旋状の刃を有し、これを根管の中で回転させて周辺の壁面を切削するものである。一方、ファイルはリーマよりリードの小さい螺旋状の刃を有し、根管内で進退させてヤスリのように周辺の壁を削る。ただし、これらは基本的な使い方であり、手で直接把持して使用するものではリーマを回転させつつ進退させたり、ファイルを進退させつつ多少回転させたりすることもよく行われる。
【０００３】
このようなことから、リーマやファイルを取りつけるコントラアングルハンドピースには、リーマやファイルといった歯科用切削工具に回転と進退の双方を与えられるものがある。
【０００４】
一方、根管は、先に向かって細くなり、かつ、湾曲しているので、その先端までを十分に目視しながら切削形成することは困難で、手探り的な作業となり勝ちである。また、切削工具に回転を与えるとはいっても、ハンドピースを用いて湾曲した根管内で一方向の回転を連続的に与えたり、正転・逆転を繰返したりすると、湾曲部では交番荷重を受けることになって、金属疲労を起こし易い。また、切削工具に加わるねじり荷重も増大するなど、これらが原因となって切削工具が折損する心配がある。このような切削工具の折損を防止するため、回動運動に進退運動を付加したものが知られている。
【０００５】
図６は、特開平４−３００５３４号で提案されているコントラアングルハンドピースの要部の断面構造を示す図である。ここに示すコントラアングルハンドピースは、切削工具に上記のような進退運動と回動運動を与えることができるものである。
【０００６】
ハンドピース本体のフレーム３には、切削工具１を着脱自在な工具チャッカー２が回転軸ａを中心として回動自在に、かつ、回転軸ａの方向に進退自在に嵌装されている。切削工具１の図の上端には引掛部があって、キャップホルダー４を半回転したとき、その突起部に係持される。キャップホルダー４は工具チャッカー２の上端に回動できるが抜け出せないようになっていて、切削工具１は工具チャッカー２に把持され、工具チャッカー２と共に回転軸ａの方向に進退し、かつ回転軸ａを中心に回動する。
【０００７】
工具チャッカー２の回りには内スリーブ５が、その外側には外スリーブ６が順次嵌装される。外スリーブ６は工具チャッカー２に圧入又はねじ込み等で固定され、工具チャッカー２と共に進退・回動する。内スリーブ５は、工具チャッカー２と外スリーブ６との間で、単独で進退と回動ができるようになっている。
【０００８】
ハンドピースのフレーム３は、ほぼ直角に曲がっており、切削工具１と直交する方向にクランク軸７が回転自在に取りつけられ、図示しないモータ等で駆動される。クランク軸７は、その先端にその偏心軸部８を形成し、さらにその先端に偏心した球部９を有する。
【０００９】
外スリーブ６には案内溝６ａが形成され、この案内溝６ａにクランク軸７の偏心軸部８が嵌合する。クランク軸７が回転すると、偏心軸部８が回転し、外スリーブ６は回転軸ａ方向に進退するが回転はしない。外スリーブ６の進退とともに工具チャッカー２が進退する。
【００１０】
内スリーブ５の周壁には回転軸ａ方向に長い縦長孔５ａが穿設され、ここにクランク軸７の先端の球部９が嵌合している。クランク軸７が回転すると、球部９も回転し、内スリーブ５を回動（揺動）する。しかし、球部９は内スリーブ５を進退させることはしない。
【００１１】
以上の構成によって、クランク軸７が回転すると、偏心軸部８が回転して工具チャッカー２を回転軸ａ方向に進退させ、球部９により回転軸ａを中心に回動させる。すなわち、切削工具１は、回転軸ａ方向に進退し、同時に回転軸ａを中心に正転と逆転とを繰り返す。
【００１２】
上記の従来例は、切り替え装置を有し、偏心軸部８による進退運動のみの場合と、偏心軸部８と球部９とによる進退と回動運動の双方とに切り替えることができるが、本発明とは直接関係ないので、説明を省略する。
【００１３】
図６のハンドピースを使用すると、切削工具１を進退させるとともに、数分の１回転づつの正転と逆転とを繰り返させることができるので、根管の形成に有効である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、根管の切削形成では、上記のコントラアングルハンドピース等を使用して、リーマやファイルの切削工具に、注意深く進退と回動を与えることが大切である。図７に示すように、湾曲した根管１０の切削形成においては、切削工具１の先端を根管１０の先端の根尖口１０ａのところまで送り込み、回転を与えて点線で示す範囲を切削し、根尖口１０ａに座を形成する。このとき、切削工具１に一方向の早い回転を連続的に与えたり、正転・逆転を繰り返したりすると、切削工具が金属疲労を起こし、折損するおそれがある。さらに、切削した屑を、確実に根管の外部に排出しなければならない。切削屑は、言わば、ばい菌の固まりのようなもので、これが根尖口１０ａから歯肉内に押し出されると、治療後に炎症や化膿を起こす原因となるからである。
【００１５】
通常、手による根管治療では、切削工具を最前進させた位置付近で正転させ、引き抜く作業を繰り返すことが望ましいとされている。最前進位置付近、すなわち、根管の切削すべき箇所に達する位置付近で切削工具を数分の１回転だけ正転させることは、非常に重要なことである。
【００１６】
というのは、第１に、切削工具に加わる力が最小で済むので、切削工具の折損防止、ひいては寿命延長につながるからである。なお、このときの回転角度は、仮に刃物が根管壁に食い込んでも安全な範囲以内とし、１８０゜以内、好ましくは２０゜から４５゜程度とした方がよい。
【００１７】
第２に、切削屑は、切削工具が回転したときに、その螺旋状の刃によって周辺壁が削りとられることで発生するが、螺旋状の刃の正回転によって外部に向かって送り出されるからである。
【００１８】
第３に、根管は湾曲しており、図７で説明したように切削工具は常にこの湾曲に沿って曲げられているが、切削工具の先端は常に根管の湾曲の外側に接触した状態となっている。そのため、図８に示すように、切削工具を引き抜く途中で回転させると、根管の中間を削ってしまい、根管の途中に段１０ｂができたり、必要以上に削ってしまって問題となるからである。
したがって、切削工具が少なくとも最前進した位置付近で切削工具に正転を与えられるようなコントラアングルハンドピースが望ましい。
【００１９】
しかしながら、図６に示す従来のコントラアングルハンドピースでは、切削工具に回動と同時に進退を与えられるものではあるが、前進のとき正転させるような明確な意図、ましてや、最前進位置付近で正転させるという意図を有してはいない。ただし、偏心軸部８と球部９との位置を調整すれば、図６のハンドピースでも、前進のときに正転するようにはなる。しかし、そのようにしても、後退するとき逆転するので、切削工具を徒に疲労させてしまったり、外部へと移動しかけていた切削屑を再び根管の奥に戻してしまったりする。また、最前進位置付近で正転させるという意図も有さないので、根管内に段を作ったりしてしまう。
【００２０】
本発明はこのような事実から考えられたもので、歯科用切削工具の少なくとも最前進位置付近で正転を与え、より好ましくは、後退したときに逆転をせずに、工具の折損を防止して、切削屑の排除が促進できる歯科用コントラアングルハンドピースを提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のコントラアングルハンドピースは、歯科用切削工具をその回転軸方向に進退させるとともに最前進位置付近でのみ正転させる駆動機構を有することを特徴としている。前記歯科用切削工具が後退するとき、逆転しない構成としてもよい。
【００２２】
前記駆動機構が、前記歯科用切削工具の前記回転軸と同軸上にあって前記歯科用切削工具に直接的又は間接的に固定され前記歯科用切削工具に回転を与える係合部と、前記回転軸とほぼ直交する駆動軸を有し該駆動軸周りに回転して前記係合部をその回転軸方向に進退させるとともに、前記係合部が最前進位置の前後で前記係合部と係合して歯科用切削工具を正転させ、前記最前進位置の前後以外で前記係合部が後退しているときは係合部との係合を解除する被係合部と、を有する構成とすることができる。
【００２３】
また、上記係合部が一定の隙間を保って対向配置された２枚の円板と、これらの両外側に配置されたバネ手段と、該円板の一方の円周に沿って等間隔に形成された複数の係合部とを有し、上記被係合部が上記２枚の円板間の隙間に嵌合され、被係合部が駆動軸周りに回転して係合部の無い円板と接触することで切削工具を後退させ、他方の円板の係合部と係合することで切削工具を前進させながら正転させる構成としてもよい。ただし、この場合、バネ手段は省略可能である。
【００２４】
別の構成として、上記複数の係合部を有する円板が大傘歯車であり、上記被係合部が上記駆動軸に対して偏心して取り付けられた小傘歯車である構成を採用することも可能である。
【００２５】
また、駆動機構の一部にラチェット、一方向クラッチ等の逆転防止部材を用いることもできる。
さらに別の構成として大傘歯車と駆動軸の小傘歯車が常に噛み合っていて、小傘歯車を回転させて大傘歯車を正転させ、駆動軸に取り付けられた偏心カムによって切削工具を軸方向に前進・後退させる構成とすることとしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の歯科用コントラアングルハンドピースのヘッド部の要部を示す断面図である。従来例と共通する部分については、同じ符号を付している。
【００２７】
ファイル或いはリーマといった歯科用切削工具１は、工具チャッカー２によって把持される。工具チャッカー２は、従来例で説明したものと同じで、コントラアングルハンドピースのフレーム３に支持され、工具１の回転軸ａを中心とした回転と、回転軸ａの方向への進退とが可能な状態となっている。切削工具１は工具チャッカー２と一体的に結合され、工具チャッカー２とともに回転、進退をする。
【００２８】
フレーム３は図の右方向にほぼ直角に曲がって延びており、その中心に回転可能に支持された駆動軸１１を有する。駆動軸１１の先端の同軸上には太径部１２があり、この太径部１２に丸棒からなる被係合部１３が駆動軸１１から偏心した状態に立設される。
【００２９】
工具チャッカー２の中間には、２枚の円板１４，１５が固定され、それらの間に上記の被係合部１３がゆるく挟まれる。円板１４は、平らな板であるが、円板１５には、図２に示すように、円周に沿って放射状に配置された多数の凹溝からなる係合部１６が設けられている。さらに、円板１４の上方にはバネ手段１４ａがあり、円板１５の下方にはバネ手段１５ａがある。上のバネ手段１４ａは円板１４に圧接しているが、下のバネ手段１５ａは円板１５から若干離れるように設けられる。
【００３０】
工具チャッカー２の先端とフレーム３との嵌合部には、スプライン孔を有する保持部材２ａが取り付けられ、この保持部材２ａとフレーム３との間に逆転防止部材としての一方向クラッチ１７が嵌合されている。一方向クラッチは、工具チャッカー２の正転は許容するが、逆転は阻止する構造である。また、保持部材２ａは、工具チャッカー２と一緒に軸ａを中心に回動するが、スプライン構造なので、工具チャッカー２が軸ａ方向に進退しても移動しない。ただし、この逆転防止構造は、場合によっては省略可能である。
【００３１】
駆動軸１１が図示しないモータなどの動力により一方向に回転すると、駆動軸１１の先端の被係合部１３が駆動軸１１を中心に回転する。被係合部１３は、その先端側から見ると、図２（ｂ）の１点鎖線に示す円１８上を１方向に動く。
【００３２】
この回転方向を、例えば、図２（ｂ）で右回りとし、図３と図４とにより円板１４，１５の動きを説明する。図４において、曲線Ａは円板１４，１５の前進・後退を示し、曲線Ｂは円板１４，１５の回転速度を示し、縦軸は円板１４，１５の上下方向の位置及び回転速度、横軸は駆動軸１１の回転角度を示す。まず、図３（ａ）は、図４▲１▼の位置に被係合部１３がある状態で、ここから被係合部１３が右回りに回転を開始するとする。まず、被係合部１３は円板１４から離れる方向に進むが、バネ手段１４ａに押されて円板１４が被係合部１３に接触した状態のまま降下する。やがて、円板１４，１５は、図３（ｂ）に示すように、上下のバネ手段１４ａ，１５ａのバランスした位置に停止し、被係合部１３は円板１４，１５のいずれにも接触しない状態となる。図４では、▲２▼の位置である。さらに回転すると、図３（ｃ）に示すように、被係合部１３は円板１５の１つの係合部１６ａ内に嵌入する。この位置は、図４の▲３▼の位置である。そして、被係合部１３は、円板１５と係合した状態で円１８上を移動する。したがって、まず、円板１５がバネ手段１５ａに抗して図２（ｂ）の下方に押し下げられ、２点鎖線で示す１５’の位置まで下がる。これによって切削工具１は前進する。そして、切削工具１のこの前進とともに、被係合部１３により円板１５は図２（ｂ）の矢印ｃ方向に回転させられ、係合部１６ａは１６ａ’の位置に移動する。
【００３３】
図４では、▲３▼の位置から円板１５が前進し、回転が開始するので、スピードが曲線Ｂに示すように垂直に上昇し、中央のスピードが最も早くなるので、山形にスピードが変化する。
【００３４】
被係合部１３は、円１８上の約１／２〜１／４回転を移動する間、図２（ｂ）のほぼ下側では円板１５をｂ方向に押し、同時にｃ方向に回転させる。そして、円の上側の約１／２〜１／４では被係合部１３は係合部１６から外れ、上側の円板１４と接触して円板１４をｄ方向に押し戻す。
【００３５】
被係合部１３は、駆動軸により回転させられ上方に移動するときこの円板１４と接触することで、円板をｄ方向に移動（切削工具は後退することになる）はさせるが、円板１４には係合部が無いので、円板１４をｃと逆方向に回転させることはない。したがって、切削工具１は、最先進位置付近、すなわち、最前進位置を中心とした駆動軸の回転の前後の位置では正転し、この位置を過ぎてからの後退位置では全く回転しないことになる。このとき、一方向クラッチが働くので、円板１４，１５の逆転を確実に阻止できる。
【００３６】
なお、円板１４，１５のｂ方向の移動量とｄ方向の戻り量とは一致しており、切削工具１は同じ位置で進退を繰り返すことになる。そして、バネ手段１４ａ，１５ａは、円板１４，１５の移動を強制し、進退移動量を一定のものに保つ役割を果たしている。ただし、設定条件によっては、このバネ手段１４ａ，１５ａは省略可能である。
【００３７】
図５は本発明の第２実施例を示す。この実施例は、係合部と被係合部とに傘歯歯車を使用した例である。図１の実施例との相違点を中心に説明すると、この実施例では、太径部１２には被係合部１３の代わりに小傘歯歯車２１があり、工具チャッカー２には円板１５の代わりに、大傘歯歯車２２を有する。これら大小の傘歯歯車は、工具チャッカー２や駆動軸１１と一体的に結合されている。
【００３８】
駆動軸１１が回転し始め、小傘歯歯車２１が駆動軸周りの回転を開始すると、やがて、小傘歯歯車２１は大傘歯歯車２２と噛み合い、大傘歯歯車２２を回転軸ａ方向に押し下げ切削工具１を前進させて、同時に回転軸ａを中心に回転させる。このときの切削工具の回転が正転になるように駆動軸１１を回転させることになる。
【００３９】
また、大傘歯歯車２２の下方にバネ手段を配置し、大傘歯歯車２２と小傘歯歯車２１が常にかみ合うようにするとともに工具チャッカー２にスプライン孔を形成し、大傘歯歯車を上下可能に構成することによって、常に回転しながら進退する構成にすることも可能である。
【００４０】
さらに、二本の駆動軸を用いて、一方の駆動軸からは、進退のための動力のみを得るようにし、他の駆動軸は別個のモータで駆動して小傘歯歯車を回転させる構成にしても良い。また、切削工具が最も前進した位置付近にきたとき、小傘歯車を回転させる構成とすれば、切削工具１を前進位置付近で正転させ、他の位置では正転させるか停止させるか選択することが可能となる。
【００４１】
この実施例でも、図１の実施例と同様にバネ手段１４ａ，１５ａを設けることができる。また、その場合、バネ手段の設定の仕方によっては、小傘歯歯車２１がつねに大傘歯歯車２２に噛み合っているようにすることもできる。そして、小傘歯歯車２１を独立した駆動源で常時回転させ、大傘歯歯車を常時ゆっくりと回転させつづけるようにしておく構成としてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
歯科用切削工具をその回転軸方向に進退させるとともに最前進位置付近でのみ正転するようにしたので、回転角度を小さくして切削工具に加わる力を小さくして折損を防止し、切削工具の寿命を延ばすことができると同時に、段などのないきれいな根管を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコントラアングルハンドピースの要部構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａから見た円板１５の図、（ｂ）は係合部と被係合部の作用を説明する図である。
【図３】２枚の円板の進退・回転運動と被係合部の円運動との関係を説明する図である。
【図４】２枚の円板の進退と、回転のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明のコントラアングルハンドピースの他の実施例の要部構成を示す断面図である。
【図６】従来のコントラアングルハンドピースの要部構成を示す断面図である。
【図７】根管の形成状態を示す断面図である。
【図８】根幹に段ができる状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
ａ  回転軸
１  歯科用切削工具
２  工具把持機構
１０  根管
１１  駆動軸
１３  被係合部
１４，１５  円板
１６  係合部
１７  逆転防止部材
２１  小傘歯歯車
２２  大傘歯歯車
【図１】
0004224745.tif 000002
【図２】
0004224745.tif 000003
【図３】
0004224745.tif 000004
【図４】
0004224745.tif 000005
【図５】
0004224745.tif 000006
【図６】
0004224745.tif 000007
【図７】
0004224745.tif 000008
【図８】
0004224745.tif 000009