JPH0346744Y2

JPH0346744Y2 -

Info

Publication number: JPH0346744Y2
Application number: JP1986037785U
Authority: JP
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1991-10-03
Also published as: JPS62149310U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、医療用、特に歯科治療用ハンドピ
ースに関し、さらに詳しくは該ハンドピース先端
の切削工具駆動用としてブラシレスモータを内蔵
すると共に、歯牙および切削工具の冷却手段を備
えたハンドピースの改良に関する。

（従来の技術）歯科治療用ハンドピースはグリツプの先端側に
歯牙に対する切削工具を備え、該工具を内蔵する
マイクロモータにて駆動するようにしており、さ
らに切削治療時、歯牙および切削工具の冷却のた
め水や空気等の冷却剤を供給するようにしてい
る。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、この冷却のための通路がハンドピー
ス本体の外部に露出して配管されていると、ハン
ドピースの外径が異径かつ大型化し、またハンド
ピースの握り具合が悪く、従つて操作性に劣り、
治療上好ましいものではない。そこで、この冷却
剤通路をハンドピース本体内に通することが提案
されているが、この場合の冷却剤通路は必然的に
マイクロモータ内蔵部分を通過する故にモータの
磁路に大きな影響を与え、モータトルクの低下、
トルクリツプルの発生等の障害を誘起せしめてい
る。

即ち、ブラシレスマイクロモータの概略構成は
第１図に示すようにロータ磁石Ａに対し固定され
たコイルＢとヨークＣとが所要の空間Ｄをおいて
同軸に套嵌配置されたもので、磁路が図中の矢印
の如く形成される。このモータにおいて従来は冷
却剤通路Ｅが第２図の如くヨークＣの外周面を切
削して直線状に、かつモータ軸線に平行して例え
ば２本として形成されている。従つて、ヨークＣ
の断面積は第３図展開図に示すC₁−C₁部分にお
いて大幅に減少し、第４図のようになる。この
C₁−C₁部分のヨーク断面積Ｓは、Ｓ＝（ａ−ｃ）×ｌ但し、ａ：ヨークの肉厚ｃ：冷却剤通路の溝深さｌ：ヨークの長さで表わされ、例えばａ＝1.9ｍ／ｍ、ｃ＝0.8ｍ／
ｍ、ｌ＝49ｍ／ｍとした場合、断面積は約42％減
少する。ためにヨークＣはこの断面積削減部分に
おいて飽和現象を発生し、第１図に示すような平
常な磁路の形成がなされず、トルクの低下を招
く。このトルクの低下はその低下分を補う意味で
使用マイクロモータの大型化を促がし、ひいては
ハンドピースの大径化につながる欠点となつてい
る。

また、上記冷却剤通路を刻設したマイクロモー
タにおいてロータ磁石Ａが第５図のイ→ロ→ハ→
ニとわたり回転する際の磁束分布を見た場合、イ
点、ロ点、ハ点、及びニ点ともに図から明らかな
ように冷却剤通路Ｅに災いされてロータ磁石Ａを
挟む磁束分布が変動し、このような磁束分布の変
動に基づいてトルクリツプルが発生するに至り、
モータ特性が悪化し、直接的に歯科治療上の障害
となる。

出願人は、既に、ヨーク外周面に刻設する冷却
剤通路を、ヨーク軸線に平行させることなく、該
ヨークを巻回する螺旋方向に配設してなる医療用
ハンドピースを提案した（実開昭60−104115号）。
この従来技術においては、第１３図ａに示すよう
に、当該冷却剤通路をヨーク外周に一回巻回する
ので、第１３図ｃに示すように、ヨーク断面に
は、その外周部に当該冷却剤通路が切り欠く小断
面の溝が一個形成されるだけであつて、第１３図
ｂのように、ヨーク外周面の展開図上、何れの外
周面でも、当該冷却剤通路はヨーク軸線と交差す
るから、当該溝がどのヨーク断面でも均一に形成
される。その結果、螺旋状の冷却剤通路の刻設に
よつても、ヨーク断面積の減少は少なく、磁束の
飽和は生ぜず、モータのトルクは殆ど低下せず、
トルクリツプルも生じない。しかしながら、冷却
剤の供給量を増加させるため、２個以上の冷却剤
通路を配設しようとする場合には、ヨーク断面の
外周部に冷却剤通路の個数と同数の切欠き溝が形
成されるので、ヨーク断面の減少をきたし、モー
タのトルクが低下することになる。

この考案は、上記従来の問題点に鑑み案出され
たもので、ハンドピース本体に内蔵されたブラシ
レスマイクロモータのヨーク外周面に改良された
冷却剤通路を複数個配設し、モータトルクの低下
やトルクリツプを発生させないようにした医療用
ハンドピースを提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）この考案の構成を、その原理構成を示す第６図
に基づいて説明すると、この考案は、ハンドピー
ス本体に内蔵したブラシレスモータのヨーク２に
冷却剤通路１を図示のように、ヨーク２外周面の
一端から他端へ該ヨーク２を巻回する螺旋方向に θ＝360°／Ｎ×Ｍ、１≦Ｍ≦Ｎ−１（但し、θ：設定角度、Ｎ：複数の通路数、
Ｍ：正の整数）でなる角度範囲で複数個配設したものである。但
し、設定角度θは、ヨークの一端から他端に螺旋
回転する当該冷却剤通路のヨーク軸線から見た回
転角度を意味するものとする。

（作用）この考案に係る作用を第６図を用いて説明する
と、この考案は、前述のブラシレスマイクロモー
タのヨーク２の外周面に、該ヨーク両端をむすぶ
冷却剤通路１をヨークの一端から他端に向けて該
ヨーク２を巻回して螺旋状に下記角度範囲で複数
個配設する。

設定角度 θ＝360°／Ｎ×Ｍ、１≦Ｍ≦Ｎ−１（但し、Ｎ：複数の通路数、Ｍ：正の整数）このように構成されたマイクロモータの断面積
Ｓを、第７図として示した第６図の展開図におけ
るC₂−C₂部分、すなわち、その断面を示す第８
図及び第７図の要部Ａの拡大図である第９図をも
とに求める。ヨーク長さｌを49ｍ／ｍ、ヨーク外
周長さｌを49ｍ／ｍとした場合、ヨーク展開時の
ヨーク軸線に対する通路の傾き角ψは、 ψ＝tan^-1ｅ／2l＝tan^-149／２×49＝26.6° となる。従つて、上記通路形成部の溝長さｂは冷
却剤通路溝幅ｄを0.8ｍ／ｍとした場合、ｂ＝ｄ／sinψ＝0.8／sin26.6°＝1.8 前述のように、ヨークの肉厚ａを1.9ｍ／ｍ、
冷却剤通路の溝深さｃを0.8ｍ／ｍとした場合、断面積Ｓ＝a.l−b.cからＳ＝1.9×49−1.8×0.8＝91.7 又、次式、すなわち、 S′：溝がない場合のヨーク断面積Ｒ：溝のない場合のヨーク断面積に対する溝の
ある場合のヨーク断面積の比とした場合、 S′＝a.l＝1.9×49＝93.1、Ｒ＝91.7／93.1×100＝98.5 これから、断面積Ｓの減少は約1.5％に抑えら
れる。

従つて、ヨーク２の断面積は、２個の冷却剤通
路１，１の螺旋配置の場合、どの部分においても
約1.5％減少するが、ヨークの飽和現象は発生せ
ず、磁路は正常に形成され、従つて、モータトル
クの低下が発生しない。また、ヨーク全周方向の
断面積が均一に、且つわずかに減少するものであ
るから、ロータ磁路回転時の磁束分布は、ロータ
磁石のどの回転角度位相位置においても対称とな
る。

このため、モータのコギングがなく、トルクリ
ツプルが発生しない。

（実施例）以下、この考案の一実施例を第１０図以下の図
面によつて詳述する。

第１０図はハンドピースのグリツプ部分の断面
を示し、３はフレームであつて、このフレーム３
に内蔵されているマイクロモータ４は円筒形固定
子コイル５、前後一対のベアリング６，６により
フレーム側に回転自由に軸承されたロータシヤフ
ト７、該シヤフト７に同軸に固定されたロータ磁
石８、上記固定子コイル５を保持する円筒形のヨ
ーク２を含み、該ヨークがフレーム３に固定され
る。そして、ヨーク２の外周面に第１１図に示す
ようにヨーク後端２ａからヨーク前端２ｂにかけ
て冷却剤通路１がヨーク２を巻回する螺旋方向に
配設され、この通路１内に冷却剤パイプ９が同じ
くヨーク後端２ａからヨーク前端２ｂにわたつて
嵌装される。なお、刻設された通路１は前述の記
載に照らして明らかなように、該溝の存在にかか
わらずヨーク断面積をヨーク２全周方向のどの部
位においても一定させるため、ヨーク後端２ａか
らヨーク前端２ｂにかけて該ヨーク２を巻回する
ように設定角度 θ＝360°／Ｎ×Ｍ、１≦Ｍ≦Ｎ−１（但し、Ｎ：複数の通路数、Ｍ：正の整数）の
範囲で捻り形成されるものとし、この状態におい
てヨーク２を一回転未満で巻回することになる。
なお、冷却剤パイプ９は一端９ａが図外の冷却剤
供給源に接続されていることは勿論であり、他端
９ｂはハンドピース本体１０の先端側に導出され
る。

又、上述した構成において例えば第６図とて示
ししたように、ヨーク２外周面に配設される冷却
剤通路１を、該ヨーク２を巻回するように設定角度 θ＝360°／Ｎ（但し、Ｎ：複数の通路数）の範囲にわたつて捻り形成すること、さらに
上記冷却剤通路１を、ヨーク外周面において同方
向に等配させ、同一方向に巻回形成させる。又、
１２図ａ，ｂのように該通路１の始端又は終端を
連結させて互いの通路１が逆方向に巻回形成され
るように構成させれば、その複数個の冷却剤通路
１，１の配設にも拘らず、ヨーク断面積の減少を
必要最小限に抑えることができ、且つヨーク全周
方向の各々の部位における断面積が均一になるた
めモータトルクの減少およびトルクリツプルの発
生などの障害を極力なくすことができる。

なお、前記この考案に係る冷却剤通路１の配設
に際して、上記実施例の範囲に限定されるもので
はなく、通路１配設角度、配設方向を各々変異さ
せて形成させることなど、適宜目的により本考案
の主旨の範囲内での変更は可能である。

（考案の効果）以上の記載から明らかなように、医療用ハンド
ピースにおいてその内部にる冷却剤通路を形成す
るにあたり、この考案はブラシマイクロモータの
ヨークに刻設した冷却剤通路をヨーク軸線に平行
させるのではなく、前記特定角度範囲でヨークを
巻回する螺旋方向に複数個配設して該通路の刻設
にかかわらずヨーク断面積をヨーク周方向のいず
れの部位においても略一定化するようにしたか
ら、ヨーク断面積が特定部位で極減して飽和する
ことがなく、従つて従来のマイクロモータにみら
れたトルクの低下およびトルクリツプルの発生等
がおこらないので、これにより小型なマイクロモ
ータを用いることでハンドピースの大型化を防ぐ
ことができる。このため握り具合の良い、かつ安
定した回転トルクを発生するハンドピースを提供
できて治療上有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はブラシマイクロモータの模式図、第２
図は従来構成の冷却剤通路を有するヨークの斜視
図、第３図は第２図の展開図、第４図は第３図
C₁−C₁線矢視切断図、第５図イ〜ニはロータ磁
石の回転に伴う磁束分布の変化を示す図、第６図
はこの考案の原理構成を示すヨークの斜視図、第
７図は第６図の展開図、第８図は第７図C₂−C₂
線矢視切断図、第９図は第７図の要部拡大図、第
１０図はこの考案の一実施例を示すハンドピース
本体要部の断面図、第１１図は同じく冷却剤通路
の存在を示すマイクロモータ内蔵部分の断面図、
第１２図ａ，ｂは同じくヨーク外周面への冷却剤
通路配設における別の構成態様を示す説明図、第
１３図ａは従来のヨークの形状の斜視図、第１３
図ｂは、同図ａの展開図、第１３図ｃは、同図ｂ
のC₂−C₂矢視断面図である。符号の説明、１……冷却剤通路、２……ヨー
ク、３……ハンドピース本体フレーム、４……マ
イクロモータ、９……冷却剤パイプ、１０……ハ
ンドピース本体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１ブラシレスマイクロモータを内蔵する医療用
ハンドピースにおいて、前記ハンドピース本体フレームに固定された
ブラシレスマイクロモータのヨークの外周面に
該ヨークの両端をむすぶ冷却剤通路を、次式で
なる角度範囲でヨークを巻回する螺旋方向に複
数個配設してなる医療用ハンドピース。 θ＝360°／Ｎ×Ｍ、１≦Ｍ≦Ｎ−１（但し、θ：設定角度、Ｎ：複数の通路数、
Ｍ：正の整数）２前記ヨーク外周面に該ヨークの両端をむすぶ
冷却剤通路を、次式でなる角度範囲でヨークを
巻回する螺旋方向に複数個配設してなる実用新
案登録請求の範囲第１項記載の医療用ハンドピ
ース。 θ＝360°／Ｎ（但し、θ：設定角度、Ｎ：複数の通路数）３前記通路がヨーク外周面において、同方向に
等配されて同一方向に巻回形成されてなる実用
新案登録請求の範囲第１項記載の医療用ハンド
ピース。４前記通路がその始端又は終端を連結されて複
数個配設され、且つ、互いに逆方向に巻回形成
されてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載
の医療用ハンドピース。５前記通路がヨーク外周面に刻設されたもので
ある実用新案登録請求の範囲第１項ないし第４
項のいずれかの項に記載の医療用ハンドピー
ス。