CH672586A5

CH672586A5 -

Info

Publication number: CH672586A5
Application number: CH1853/87A
Authority: CH
Inventors: Ikuo Kyotani
Original assignee: G C Dental Ind Corp
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1989-12-15
Also published as: GB2191126A; DE3716580C2; DE3716580A1; GB8711647D0; GB2191126B; US4834655A; DE8707113U1

Description

DESCRIPTION

L'invention se rapporte à un outil de coupe et, en particulier, à un instrument dentaire rotatif pour l'utilisation dans la coupe de dents ou de restaurations dentaires et pouvant également être employé pour couper d'autres matériaux.

Les instruments dentaires rotatifs sont généralement obtenus en fixant, par revêtement électrolytique ou brasage, des grains abrasifs de substances, telles que le diamant naturel ou artificiel, l'oxyde d'aluminium ou le carborundum, à un corps moulé ou autrement façonné dans des formes variées comme sphérique, cylindrique, conique, en forme de roue ou autre. Pour l'utilisation, les instruments dentaires rotatifs sont montés sur une turbine ou un moteur dentaire et on les fait tourner à haute vitesse, en les refroidissant simultanément au moyen de jets d'eau.

L'efficacité d'opération de ces instruments rotatifs est tout aussi importante pour le dentiste que pour le patient. A cet effet, les instruments doivent satisfaire aux exigences suivantes :

1) une excellente efficacité de coupe des outils employés;

2) l'enlèvement, de façon satisfaisante, des débris résultant de l'opération de coupe;

3) la suppression, de façon satisfaisante, de la chaleur engendrée dans les dents et la tête de l'outil, lors de l'opération de coupe.

Pour satisfaire à ces exigences, plusieurs instruments dentaires rotatifs ont été proposés.

Selon un exemple typique, on fait trois rainures spiroïdales sur la surface extérieure de la tête d'une tige, ces rainures étant faites dans un sens légèrement dextrorsum par rapport à l'axe de la tête. Selon un autre exemple, décrit dans la demande de brevet japonais publiée N° 56-31744, on cannèle une gerbe de grains symétriques de soroban du Japon, chaque grain présentant une section droite de forme hexagonale. Selon encore un autre exemple, divulgué dans la demande de brevet japonais publiée N° 58-500280, on fournit une rainure présentant un filetage gauche.

Chacun des outils susmentionnés présente des inconvénients.

Dans le premier exemple, l'efficacité de coupe de l'outil est excellente lorsque le diamètre extérieur de la tête de l'outil est grand. Par contre, lorsque la tête présente un petit diamètre extérieur et étant donné la présence des trois rainures usinées dans cette tête, la partie de celle-ci incrustée de grains abrasifs présente une surface tellement réduite que l'efficacité de l'opération de coupe d'une dent, par contact avec ladite surface, se trouve diminuée. Cette tendance s'accentue encore lorsqu'on applique une charge faible.

En se référant au deuxième exemple susmentionné, la surface de la partie de l'outil recouverte de grains abrasifs et destinée à entrer en contact avec des dents plates ou des restaurations dentaires est tellement réduite que l'efficacité de coupe se trouve diminuée. De plus, étant donné que ladite partie de la tête est façonnée en forme d'une cannelure, il est nécessaire de rectifier la partie de la dent ainsi cannelée à l'aide d'un outil de coupe ordinaire non rainé.

Le désavantage de l'outil du troisième exemple mentionné réside dans le fait que, comme la largeur de la rainure est pratiquement égale à la largeur de la région portant les grains abrasifs, la surface de contact de cette région avec la dent ou la restauration dentaire se trouve réduite à sensiblement la moitié de la surface de la tête, d'où une réduction de l'efficacité de coupe pour un même nombre de rotations par minute.

Le but de la présente invention est de fournir un instrument dentaire rotatif permettant une excellente efficacité dans l'opération de coupe et, en même temps, une suppression satisfaisante des débris et de la chaleur. Selon l'invention, ce but est atteint par la réalisation d'un outil de coupe comprenant un corps portant une tête, la surface extérieure de cette tête présentant au moins une rainure façonnée en forme de spirale de sens uniquement dextrorsum, le restant de ladite surface constituant une zone revêtue de grains abrasifs, caractérisé en ce que, à l'exclusion de la partie terminale de la tête opposée audit corps, la largeur de ladite rainure, ou la somme totale des largeurs desdites rainures dans une section perpendiculaire à l'axe de la tête, est comprise dans une gamme de (Vso à Vs) x tc D, D étant le diamètre de ladite section perpendiculaire à Taxe de la tête.

Selon l'invention, étant donné que la rainure alterne continuellement avec la partie recouverte de grains abrasifs et que la somme totale de la largeur de la rainure, qui ne comporte pas de grains abrasifs, dans la section perpendiculaire à l'axe de la tête, est dans une gamme de (Vso à Vso) x n D, à l'exclusion de la partie terminale de la tête, D ayant la signification susmentionnée, l'efficacité de coupe est assurée dans les sections respectives, tandis que les débris et la chaleur sont enlevés de façon satisfaisante. Par ailleurs, comme il est très improbable que la partie de la dent ou de la restauration dentaire à être coupée par l'outil soit usinée en forme de rainure, il n'est pas nécessaire de rectifier cette partie de la dent avec un outil de coupe ordinaire non rainé.

Les avantages et buts de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en référence aux figures qui sont présentées à titre d'exemple non restrictif.

La figure 1 est une vue latérale d'une forme d'exécution de l'outil de coupe selon l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe élargie, prise selon la ligne A-A de la figure 1.

La figure 3 est une vue latérale d'une seconde forme d'execution de l'outil selon l'invention.

La figure 4 est une vue en coupe élargie, prise selon la ligne B-B de la figure 3.

La figure 5 est une vue latérale d'une troisième forme d'exécution de l'outil selon l'invention.

La figure 6 est une vue en coupe élargie, prise selon la ligne C-C de la figure 5.

Un corps 1 de forme généralement cylindrique est constitué en acier de bonne usinabilité et ayant une résistance adéquate pour la coupe à haute vitesse. A cet effet, on préfère utiliser un acier inoxydable de bonne résistance à la corrosion. Le corps 1 comporte une tête 2, de forme générale conique, cylindrique ou sphérique. Il y a lieu de remarquer que la tête 2 peut également présenter une forme qui est une combinaison de celles susmentionnées. La tête 2 du corps 1 présente une, deux ou plusieurs rainures 3, en forme de spirale de sens dextrorsum, usinées sur sa surface extérieure, les sections droites de ces rainures pouvant présenter des formes variées telles qu'en demi-cercle, en V ou en U, pour autant que l'efficacité de coupe et d'enlèvement des débris et de la chaleur soit assurée. La surface extérieure de la tête 2, à l'exclusion de la (les) rainure(s) 3, est revêtue de grains abrasifs 4, qui lui sont attachés, de substances

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

672586

telles que le diamant naturel ou artificiel, l'oxyde d'aluminium, le carborundum, le nitrure de boron cubique, les céramiques de TiC, de Zn02 et de Si3N4 et similaires. Généralement, la fixation des grains abrasifs peut être réalisée par nickelage ou chromage, comme illustré dans les formes d'exécution de l'outil représentées aux figures 1, 2, 5 et 6. Alternativement, les grains peuvent être attachés par brasage, comme dans le cas de la forme d'exécution représentée aux figures 3 et 4, ce brasage pouvant être combiné avec un dépôt élec-trolytique ou appliqué seul. Un col 5 sépare la tête 2 du corps 1. L

L'outil selon l'invention peut être manufacturé par plusieurs méthodes.

La meilleure méthode est la suivante. Chaque rainure spirale 3 est mécaniquement taillée avant la fixation des grains abrasifs à la tête 2 du corps 1. Une fois que chacune des rainures 3 a été protégée, des grains abrasifs sont déposés sur la surface extérieure de la tête 2, à l'exclusion desdites rainures, par revêtement électrolytique. Une deuxième méthode est la suivante: on protège une partie de la surface de la tête 2 et on effectue le dépôt électrolytique des grains abrasifs sur le restant de ladite surface de façon que, lors de l'enlèvement de la protection, ladite partie de surface constitue une dépression en forme de rainure spiroïdale de sens dextrorsum. Une troisième méthode consiste à déposer électrolytiquement ou par brasage les grains abrasifs sur la surface de la tête 2, après quoi on usine la spirale, dans le sens dextrorsum, dans ladite surface pour former chaque rainure 3.

Essentiellement, chaque rainure devrait présenter, de préférence, la même largeur w sur toute sa longueur. Cependant, l'invention n'est pas exclusivement limitée à un tel arrangement. Par exemple, lorsque la tête 2 présente une forme conique, il est nécessaire de réduire graduellement la largeur w de chaque rainure 3 vers l'extrémité de la tête, en vertu des difficultés d'usinage de la rainure dans cette extrémité et afin d'éviter une réduction dans l'efficacité de coupe et d'enlèvement des débris. De même, lorsque la tête présente une forme sphérique, on préfère diminuer graduellement la largeur w de la (les) rainure(s) 3, car la vitesse périphérique de la tête diminue tellement dans le voisinage de sa partie terminale que cette partie n'a pratiquement aucun effet de coupe.

En ce qui concerne la largeur w de la (ou de chaque) rainure 3, exempte de grains abrasifs, la somme totale W de la largeur w, dans la section perpendiculaire à l'axe de la tête 2, devrait être comprise dans une gamme de (Vso à 2/s) x u D, qui est égale ou inférieure à la moitié du périmètre de la circonférence extérieure de la section droite de la tête 2, à l'exclusion de la partie terminale de celle-ci, D étant le diamètre extérieur de la section perpendiculaire à l'axe de la tête 2. Lorsque la somme totale W est inférieure à (Vso) x itD, l'alternance continuelle entre la (les) rainure(s) et la zone revêtue de grains abrasifs ne produit pas son effet propre, le résultat étant une diminution dans l'efficacité de coupe et une plus grande difficulté dans l'enlèvement des débris et de la chaleur engendrée. Quand la somme totale W de la largeur w de la rainure 3 dépasse (2/s) x k D, la zone de la surface de la tête revêtue de grains abrasifs devient très réduite et, bien que l'enlèvement des débris et de la chaleur soit aisément effectué, il y a une diminution dans l'efficacité de coupe.

Un facteur ayant une influence particulière sur l'efficacité de coupe est l'angle d'inclinaison 0 de la rainure par rapport à l'axe de la tête. On obtient une excellente efficacité lorsque cet angle 0 est égal à 0° ou presque. Cependant, comme dans ces conditions les dents ou restaurations dentaires sont soumises à des chocs très forts, cela a tendance à provoquer des douleurs chez le patient. Cette tendance diminue avec une augmentation dans l'angle d'inclinaison de 0° à 5°. D'autre part, si l'angle d'inclinaison est dans un intervalle de 5° à 60°, on a la garantie d'une coupe très efficace, tandis que l'intensité des chocs appliqués aux dents est ainsi réduite. Par contre, un angle 0 allant au-delà de 60° entraîne une opération de coupe moins efficace. Par conséquent, on préfère que l'angle d'inclinaison 0 de la spirale par rapport à l'axe de la tête soit compris dans la gamme de 5° à 60°. Il va de soi que l'angle 0 doit, de préférence, rester constant tout au long de la tête 2. Cependant, dans les cas où le col 5 ne peut pas être rallongé à cause d'une tête 2 longue, comme dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, l'angle 0 peut être augmenté jusqu'à 60° dans la zone de la tête proche du corps 1, c'est-à-dire aux endroits où un prolongement de la rainure spiroïdale 3 dans le corps 1, lors de l'usinage mécanique de celle-ci sur la surface extérieure de la tête, deviendrait autrement probable.

Le nombre des rainures 3 exemptes de grains abrasifs est aussi un facteur ayant une influence primordiale sur l'efficacité de coupe et d'enlèvement des débris et de la chaleur. Dans le cas de l'outil représenté à la figure 1, la tête est pourvue de deux rainures 3. Une tête dotée de trois rainures ou plus permet une meilleure élimination des débris et de la chaleur. Cependant, lorsque la tête présente un diamètre et une circonférence courts, l'augmentation du nombre de rainures implique une trop grande réduction de la surface recouverte de grains abrasifs, avec une réduction correspondante de l'efficacité de coupe. Cette tendance se trouve accentuée lors de l'usage d'une charge faible. Ainsi, le nombre de rainures 3 désirable est fondamentalement égal à deux. Dans les cas des formes d'exécutions de l'outil de coupe représentées aux figures 3 et 5, dans lesquelles la tête est plus longue que celle représentée à la figure 1 et a une forme essentiellement conique, on préfère que le nombre de rainures faites dans la région comprise entre le milieu de la tête et son extrémité éloignée du corps 1 soit égal à un. Les raisons de cette préférence sont semblables à celles susmentionnées, c'est-à-dire éviter une réduction trop grande de la surface abrasive de la tête qui doit entrer en contact avec la dent ou la restauration dentaire, réduction qui aurait pour conséquence une coupe moins efficace.

L'instrument dentaire rotatif faisant l'objet de l'invention est destiné à la coupe de dents ou restaurations dentaires. Ainsi, il n'y a pas de limitations imposées concernant la nature des grains abrasifs appliqués, pour autant qu'ils aient la résistance nécessaire pour la coupe d'émail ayant une dureté de Knoop autour de 340 et la coupe de restaurations dentaires dont la dureté de Knoop se situe entre 30 et 150. On préfère cependant l'usage de diamant naturel ou artificiel, en raison de sa durabilité et efficacité de coupe.

En référence à l'outil montré à la figure 1, le corps 1 porte une tête 2, deux rainures spiroïdales de sens dextrorsum et de section droite en forme de demi-cercle étant taillées sur la surface extérieure de la tête, chaque rainure présentant un angle d'inclinaison 0 de 30° par rapport à l'axe du corps 1, une largeur w de 0,35 mm dans la section perpendiculaire audit axe et une largeur totale de Mio à Vs du périmètre circonférentiel (la somme totale W de la largeur w des rainures 3 = Ys à 2/s x jt D) de la tête 2, en excluant sa partie terminale. A l'exception des rainures 3, la surface extérieure de la tête 2 est revêtue de grains de diamant naturel, déposés sur cette surface par revêtement électrolytique pour former la zone abrasive 4 de la tête 2.

En référence à l'outil de coupe montré à la figure 3, le corps 1 présente, sur la surface extérieure de la tête 2, deux rainures spiroïdales 3 de sens dextrorsum dont la section droite est en forme de V, chaque rainure ayant un angle d'inclinaison 0 de 10° par rapport à l'axe du corps 1, une largeur w de 0,25 mm dans la section perpendiculaire à cet axe et une largeur totale de ¥so à Yso du périmètre de la circonférence de la tête 2, à l'exclusion de sa partie terminale éloignée du corps (la somme totale W = (Yso à 15Ao) x n D). Une des rainures 3 s'étend du milieu de la tête à ladite partie terminale,

tandis que la seconde rainure 3 s'étend du milieu de la tête à son extrémité proche du corps. La surface extérieure de la tête, à l'exclusion des rainures 3, est revêtue de grains de diamant artificiel fixés à ladite surface par brasage pour former la zone abrasive 4.

En se référant à l'outil représenté à la figure 5, le corps 1 présente, sur la surface extérieure de la tête 2, deux rainures spiroïdales de sens dextrorsum, l'angle d'inclinaison de ces rainures, par rapport à l'axe du corps 1, étant de 30° dans la partie de la tête comprise entre sa région distante de 1 mm du col 5 et sa région terminale opposée à celui-ci et de 50° dans la partie proche de moins de 1 mm du col 5, une largeur w de 0,45 mm dans la section perpendiculaire audit axe et une largeur totale de Yso à %o du périmètre circonféren-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

672 586

4

tiel de la tête 2, à l'exclusion de ladite extrémité éloignée du col (la somme totale W de la largeur w = (Vso à le/so) x k D). Une des rainures 3 s'étend de ladite partie terminale de la tête 2 à une région voisine de celle-ci et l'autre rainure s'étend de ladite région à la partie de la tête proche du corps 1. La surface abrasive 4 de la tête, excluant les rainures, est constituée par des grains de diamant artificiel fixés à la surface de la tête par dépôt électrolytique.

Les instruments dentaires rotatifs décrits ci-dessus sont montés sur une turbine ou un moteur dentaire pour leur utilisation.

Ainsi, les instruments dentaires rotatifs selon l'invention comprennent le corps 1 portant la tête 2, la (les) rainure(s) 3 étant faite(s) en forme de spirale de sens uniquement dextrorsum dans la surface extérieure de la tête, des grains abrasifs étant fixés sur le restant de ladite surface pour former la zone abrasive 4 de la tête. Grâce à sa structure spiroïdale, l'action de coupe de l'outil ressemble plus à celle d'une fraise dentaire qu'à l'action d'une meule.

Le sens dextrorsum de la spirale de l'outil est extrêmement important pour les dentistes familiarisés avec les méthodes conventionnelles, en particulier lors de l'emploi d'une turbine dentaire qui ne permet pas le réglage du sens de rotation de l'outil. Le sens dextrorsum de la spirale est ainsi le même que pour une fraise conventionnelle, en particulier une fraise en carbure. Avec l'outil selon l'invention, il n'y a pas de danger d'abîmer la dent par une coupe trop profonde de celle-ci, due à un désaccord dans le sens de la spirale. Il n'est pas nécessaire non plus que le dentiste apprenne différents procédés.

Ainsi, l'instrument dentaire rotatif faisant l'objet de l'invention peut être utilisé de la même façon que les instruments connus jusqu'à présent. Il empêche une réduction dans l'efficacité de l'opération de coupe, ce qui était un des désavantages des outils de coupe 5 connus dans l'état de la technique et décrits dans le préambule de la description. Notamment, lors de l'emploi d'outils dont la tête présente un diamètre extérieur réduit et même sous une charge faible, il n'y a pratiquement pas de réduction dans l'efficacité de coupe.

D'ailleurs, celle-ci s'améliore dès que la charge est augmentée, io Avec l'instrument dentaire rotatif selon l'invention, l'usinage d'une dent ou restauration dentaire en forme de rainure lors de sa coupe est impossible.

Par ailleurs, il n'est plus nécessaire de rectifier la surface coupée avec un outil de coupe ordinaire non rainé, étant donné que la 15 surface usinée présente une bonne finition.

Les débris et la chaleur sont automatiquement éliminés en raison de l'alternance continue des zones rainées et abrasives de la tête et du choix d'une somme totale de la largeur de la ou des rainures déterminée et destinée à empêcher une réduction de l'efficacité de 2o coupe, en dépit de l'alternance continue susmentionnée. En plus, les impacts sur les dents ou restaurations dentaires sont réglés à un niveau plus bas, de façon que l'opération de coupe ne soit pas douloureuse pour le patient.

Il est donc clair que l'instrument dentaire rotatif faisant l'objet 25 de la présente invention apporte une contribution majeure au perfectionnement de l'art dentaire.

R

1 feuille dessins

Claims

672 586 REVENDICATIONS

1. Outil de coupe comprenant un corps portant une tête, la surface extérieure de cette tête présentant au moins une rainure façonnée en forme de spirale de sens uniquement dextrorsum, le restant de ladite surface constituant une zone revêtue de grains abrasifs, caractérisé en ce que, à l'exclusion de la partie terminale de la tête opposée audit corps, la largeur de ladite rainure ou la somme totale des largeurs desdites rainures, dans une section perpendiculaire à l'axe de la tête, est comprise dans une gamme de (Vso à 2/s x Jt D, D étant le diamètre de ladite section perpendiculaire à l'axe de la tête.

2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une rainure.

3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu de deux rainures.

4. Outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les grains abrasifs sont à base de diamant naturel. (

5. Outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les grains abrasifs sont à base de diamant artificiel.

6. Outil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque rainure présente un angle d'inclinaison de 5° à 60° par rapport à l'axe de la tête dudit corps.