JPH04104813U - 歯科用スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スラスト磁気軸受け部分を改良し、モ−タの
耐久性や取扱性を向上させる。 【構成】 本考案のモ−タはケ−シング１と、そのケ−
シング内に回転可能に配置されるロ−タＲと、ロ−タの
両端近傍に配設され、ロ−タのスラスト方向の移動を規
制する磁気軸受けとを備える。そして、その磁気軸受け
はロ−タＲ側及びケ−シング１側に空隙を隔てて対向配
置された２組の磁性部材１７（１７ａ，１７ｂ）からな
り、２組の磁性部材１７の空隙の内、少なくともロ−タ
Ｒに対する衝撃を受ける側の空隙に、クッション材２４
を配置した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は歯科用の小型スピンドルモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、歯の研磨を行うために使用される歯科医療器具として、先端部にドリ ルを備えたハンドピ−スが知られている。このハンドピ−スのドリルを回転させ るための従来のスピンドルモ−タにおいては、ケ−シング内に配置したロ−タを 、ラジアル用及びスラスト用の軸受けを介してケーシングに回転可能に支持して 、ロ−タの回転をドリルに伝達するようになっている。従来、このようなモ−タ には、主としてベアリングからなる軸受けが用いられてきたが、近年においては 、このような軸受けに代わるものとして、スラスト用に磁性部材による反発力を 利用した磁気軸受けが提案されている。即ち、このような磁気軸受けによると、 ２組の磁性部材がロ−タ側及びケ−シング側に空隙を隔てて対向配置されるため 、軸受の磨耗や劣化が極力回避されるという利点を有する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような軸受けを用いた場合、時としてマグネットの反発力を上 回る荷重を受けることがある。例えば、収納用ホルダにドリル側を上に向けた状 態で収納される。その際、ハンドピ−スがホルダに無造作に投げ込まれることが ある。この時、特にドリルと反対側のスラスト軸受けにはマグネットの反発力を 上回る衝撃が加わり易く、衝撃に弱い焼結体であると共に僅かな空隙を隔てて対 向するマグネット同士が、互いに当接して破損する虞があった。このことはハン ドピ−スのモ−タの寿命が短くなる一つの原因であったため、取扱を慎重に行う 必要があった。

【０００４】 本考案は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、スラスト磁 気軸受け部分を改良することにより、耐久性や取扱性に優れた歯科用スピンドル モータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、ケ−シングと、そのケ−シング内に回転 可能に配置されるロ−タと、ロ−タの両端近傍に配設され、ロ−タのスラスト方 向の移動を規制する磁気軸受けとを備え、その磁気軸受けはロ−タ側及びケ−シ ング側に空隙を隔てて対向配置された２組の磁性部材からなり、２組の磁性部材 の空隙の内、少なくともロ−タに対する衝撃を受ける側の空隙に、クッション材 を配置している。

【０００６】

【作用】

従って、対向するマグネットの空隙に介在されるクッション材の存在により、 スラスト方向にマグネットの反発力を上回る衝撃が加わるような場合であっても 、マグネット同士が互いに当接して破損することが未然に防止される。その結果 、モ−タの耐久性及び取扱性が向上する。

【０００７】 前記クッション材としては耐熱性ゴム又は耐熱性樹脂が使用されることが望ま しい。その理由は、ハンドピースは衛生面で使用される毎に殺菌処理が施される が、上述の如き耐熱性ゴム又は耐熱性樹脂を使用することによって、加熱殺菌処 理を施すことができるからである。また、そのようなクッション材として、フッ 素樹脂例えば、ポリテトラフルオルエチレンが使用されることが好適である。か かる材料は適度な耐熱性及び硬度を有するものであるため、薄く形成しても充分 に衝撃を緩和することができる。

【０００８】

【実施例】

以下に、本発明をブラシレスタイプのスピンドルモータに具体化した一実施例 を図面に従って詳述する。 図１に示すように、略円筒状のケ−シング１の内側一端部（右端部）には、中 央部に挿通孔２ａが透設されたプレ−ト２が固定され、このプレ−ト２の外周と ケ−シング１の内周面との間にはＯリング３が介され、これらの部材１，２，３ によってにケ−シング１の右端部が閉塞されている。一方、前記ケ−シング１の 内側他端部（左端部）には、ケ−シング１の内周面全体に延びる取付け環条４が 形成されている。また、その左側外方には、中央部に挿通孔５ａが透設されたア タッチメント５が、環状のパッキング６を介して固定されている。これら部材５ ，６によってケ−シング１の左端部が閉塞されている。そして、ケ−シング１内 においてプレ−ト２とアタッチメント５にて閉塞された領域にモータ室７が形成 されている。

【０００９】 また、図１に示されるように、前記アタッチメント５の外周面には、先端部分 が細く形成された円筒状のハンドピ−スＨが嵌装され、アタッチメント５とハン ドピ−スＨとの接合部分に設けられた係止部材Ｐによってハンドピ−スＨがケ− シング１に着脱可能に係止されている。前記ハンドピ−スＨの先端部分には切削 用ドリル（図示略）が設けられており、そのドリルはアタッチメント５の挿通孔 ５ａ内に回転可能に支持されるハンドピ−ス側シャフト（図示略）によって回転 される。前記ドリルの近傍には、図示しない空気噴出口、水噴出口及び光照射口 が設けられている。

【００１０】 アタッチメント５及びハンドピ−スＨの内部には、互いに連通する水用の配管 と空気の配管とが設けられ、その配管を介して先端部分の水噴出口には水が空気 噴出口には空気がそれぞれ供給されるようになっている。また、同様に両者５， Ｈの内部には、照明用としての光ファイバ−９ｂが設けられ、その光ファイバ− ９ｂにより前記照射口に光が伝送される。一方、ハンドピ−スＨには、前記挿通 孔５ａに連通する通路５ｂが形成され、その通路５ｂを介してモ−タ室７側から 吐出される空気が先端部分の空気噴出口に供給されるようになっている。

【００１１】 図２に示されるように、前記プレ−ト２には複数のモータ配線用のコネクター ピン２８と空気流入孔８とが同心円状に透設され、これらに接続した外部のブロ ア（図示略）から図１に示すケ−シング１のモ−タ室７に空気が送り込まれる。 また、前記プレ−ト２及び取付け環条４には、それぞれ互いに対向する透孔９が 形成されている。歯科治療用の水を送るための配管９ａと照明用の光ファイバ− ９ｂとは、プレ−ト側透孔９を介しモ−タ室７の空間部１０に挿通された後、環 条側透孔９に挿通されて、図３に示すようにアタッチメント５側に接続されてい る。

【００１２】 図１に示すように、モータ室７内にはその長さ方向に延びる動力伝達用シャフ ト１１が収容され、その一端はプレ−ト２の挿通孔２ａに遊挿されると共に、他 端はアタッチメント５の挿通孔５ａに遊貫されている。そして、このシャフト１ １は、その外周面が各々の挿通孔２ａ，５ａの内周面と空間Ｓ3 を隔てて回転可 能に配置されている。

【００１３】 前記モ−タ室７内において、動力伝達用シャフト１１にはロ−タＲが装着され ている。このロ−タＲについて説明すると、動力伝達用シャフト１１の両端部に はそれぞれ環状をなすブッシュ１２が固定され、これらの間には界磁マグネット １３が保持されている。図４に示すように、界磁マグネット１３は前記シャフト １１の周囲において、４個の永久磁石片１４を互いに隣接する磁極が異極となる ように交互に配置して円筒状に構成されている。また、図１に示すように、前記 各ブッシュ１２の対向部外周にはそれぞれ嵌着段部１５が環状に切欠き形成され ており、両ブッシュ１２間には炭化珪素焼結材料によって形成された筒状カバー １６が嵌め込まれ、これにより前記界磁マグネット１３の外周面が包囲されてい る。

【００１４】 前記両ブッシュ１２の両外面側には、磁性部材としての環状マグネット１７ａ ，１７ｂがそれぞれ固着されている。そして、プレ−ト２の嵌着段部１８の内周 面には、環状マグネット１７ａに対向して同じく磁性部材としての環状マグネッ ト１９ａが嵌装されている。また同様に、アタッチメント５に突設された取付け 環条２０の内周面には、環状マグネット１７ｂに対向して同じく磁性部材として の環状マグネット１９ｂが嵌装されている。これらの２組の対向する環状マグネ ット１７ａ，１９ａ及び１７ｂ，１９ｂは、同じ磁極が互いに向き合うように配 置され、両マグネットの反発力によってそれぞれ空間Ｓ1 を隔てて離間される。 これにより、動力伝達用シャフト１１のスラスト方向の移動が規制される。

【００１５】 このように、動力伝達用シャフト１１に対し、ブッシュ１２、界磁マグネット １３、筒状カバー１６及び環状マグネット１７ａ，１７ｂを一体的に固定するこ とによりロ−タＲが構成され、前記両環状マグネット１９ａ，１９ｂによりスラ スト磁気軸受けが構成されている。 一方、図１に示すように、前記筒状カバー１６の外側には、炭化珪素焼結材料 によって筒状に形成された固定周面セラミックス部材としての包囲部材２１が配 置されている。前記筒状カバー１６の外周面と対向配置される包囲部材２１の内 周面は、接触摺動性に優れた周面に加工されている。この包囲部材２１の一端部 はプレ−ト２の嵌着段部２２によって支持されると共に、他端部はケ−シング１ の取付け環条４に形成された嵌着段部２３によって支持されている。

【００１６】 図５に示されるように、この包囲部材２１の一端部と前記プレ−ト２の嵌着段 部２２との間には、段部２２側に位置する環状のクッション材２４と、包囲部材 ２１側に位置する環状のパッキング２５とが密接して配置され、クッション材２ ４が前記環状マグネット１７ａ，１９ａ間の空隙に配置されている。このクッシ ョン材２４の厚さは０．２mmで、耐熱性のポリテトラフルオルエチレンからなる 。このクッション材２４により対向する環状マグネット１７ａ，１９ａの受ける 衝撃が緩和される。

【００１７】 また、前記包囲部材２１には、外周面の長さ方向中央部に円周方向に並ぶホ− ル素子ｈが設けられると共に、複数個の通気孔２６が透設されている。各通気孔 ２６は前記ケ−シング１の内周面に設けたヨ−クＹと包囲部材２１の外周面との 間の空間部１０に対し空間Ｓ3 を連通させている。そして、プレ−ト２の空気流 入孔８→包囲部材２１の外周面との間の空間部１０→通気孔２６を介してアタッ チメント５の空間Ｓ2 に圧送される空気の圧力により、ロ−タＲが包囲部材２１ の内周面から空間Ｓ2 を隔てた位置に保持される。従って、動力伝達用シャフト １１の各端部も外周面が挿通孔２ａ，５ａの内周面からそれぞれ空間Ｓ3 を隔て た位置に保持される。更に、アタッチメント５の空間Ｓ3 に圧送された空気は、 挿通孔５ａとシャフト１１とによって形成される通路５ｂに流入し、ハンドピ− スＨの空気噴出口から吐出される。

【００１８】 尚、前記微小空間Ｓ2 は図面においては空気導入路を強調するために実寸〔数 μｍから数十μｍ（本実施例においてはＳ2 ＝約２０μｍ）〕より広く表したが 、実際には、前記筒状カバー１６及び包囲部材２１は空気膜を介して摺接するも のであり、微小空間Ｓ2 は空気が漏洩する程度の極めて狭いものである。そして 、この筒状カバー１６及び包囲部材２１によってラジアル空気軸受が構成される 。

【００１９】 また、図１及び図４に示すように、前記包囲部材２１の外周面上にはその円周 方向に沿って、３個の電磁コイル２７が配設されている。そして、包囲部材２１ 上に複数個設けられた各ホール素子ｈが永久磁石片１４の磁極を検出し、それに 基づいて各電磁コイル２７に流される電流が制御され、前記界磁マグネット１３ との相互作用に基づき、ロ−タＲが正逆何れかの方向に回転される。

【００２０】 上述のように構成されたスピンドルモータにおいて、各ホール素子ｈによる永 久磁石片１４の磁極の検出に基づき、各電磁コイル２７への通電制御が開始され ると、ロ−タＲが所定方向へ回転される。この時、モ−タ室７の左右にそれぞれ 配置した環状マグネット１７ａ，１９ａ及び１７ｂ，１９ｂの反発力によって微 小空間Ｓ1 が確保され、スラスト方向への荷重が受承される。また、空気流入孔 ８及び通気孔２６等を介して筒状カバ−１６と包囲部材２１との間に空気が導入 され、その空気の圧力によって微小空間Ｓ2 が確保されると共に、ラジアル方向 の荷重が受承される。こうして、ロ−タＲはモータ内の各部材と非接触状態を保 持しながら安定回転される。

【００２１】 さて、本実施例のハンドピ−スを使用しない場合には、通常モ−タ及びハンド ピ−スが一体化され、かつ、ドリルを上に向けた状態で格納用ホルダに収納され る。この場合、時としてホルダに無造作に投げ込まれることがある。この時、特 にドリルと反対側のスラスト軸受けにマグネットの反発力（本実施例では約０． ８kgf ）を上回る衝撃（本実施例では約１kgf ）が加わって、対向するマグネッ トの空隙に介在されるクッション材によりその衝撃が緩和される。その結果、マ グネット同士が互いに接触し破損することが未然に防止され、モ−タの耐久性及 び取扱性が向上する。また、クッション材には耐熱性樹脂としてポリテトラフル オルエチレンが用いられている。従って、ロ−タがクッション材に摺接するよう なことがあっても、その耐磨耗性が高いため、スピンドルモータの寿命を縮める ことがない。更に、前記の材料をクッション材に用いたことで、薄く形成するこ とができる。

【００２２】 尚、本考案は前記実施例のみに限定されることなく、考案の趣旨を逸脱しない 範囲内で構成を以下のように変更することが可能である。例えば、シリコンパッ キングを設ける代わりに、クッション材の表面に対してシリコン樹脂をコ−ティ ングしても良い。また、磁気軸受けに衝撃が加わる方向に応じてロ−タのドリル 側磁気軸受け部分にもクッション材を配置しても良い。

【００２３】

【考案の効果】

本考案の歯科用スピンドルモ−タによれば、スラスト磁気軸受け部分の強度を 改良することにより、耐久性や取扱性が向上するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を具体化した歯科用スピンドルモ−タ
の一実施例を示す正断面図である。

【図２】 図１の歯科用スピンドルモ−タの側面図であ
る。

【図３】 図１の歯科用スピンドルモ−タに装着される
アタッチメントの側面図である。

【図４】 図１の歯科用スピンドルモ−タのＡ−Ａ線に
おける断面図である。

【図５】 図１の歯科用スピンドルモ−タにおけるスラ
スト軸受け部分の断面拡大図である。

【符号の説明】

１ ケ−シング、１７ 磁性部材（１７ａ，１７ｂ環状
マグネット）、１９ 磁性部材（１９ａ，１９ｂ環状マ
グネット）、２４ クッション材、Ｒ ロ−タ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケ−シング（１）と、そのケ−シング
   （１）内に回転可能に配置されるロ−タ（Ｒ）と、ロ−
   タ（Ｒ）の両端近傍に配設され、ロ−タ（Ｒ）のスラス
   ト方向の移動を規制する磁気軸受けとを備え、その磁気
   軸受けはロ−タ（Ｒ）側及びケ−シング（１）側に空隙
   を隔てて対向配置された２組の磁性部材（１７ａ，１７
   ｂ，１９ａ，１９ｂ）からなり、２組の磁性部材（１７
   ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ）の空隙の内、少なくとも
   ロ−タ（Ｒ）に対する衝撃を受ける側の空隙に、クッシ
   ョン材（２４）を配置したことを特徴とする歯科用スピ
   ンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記クッション材（２４）は耐熱性ゴム
   又は耐熱性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の
   歯科用スピンドルモータ。
3. 【請求項３】 前記クッション材（２４）はフッ素樹脂
   であることを特徴とする請求項１記載の歯科用スピンド
   ルモータ。