JPH10179607A - 歯科用ハンドピースの工具固定装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】妥当なコストで、しかも狭い寸法公差での製造
を可能とする。 【解決手段】平坦に面取りされ、環状溝（１６）を備え
たシャフト（１３）を有する歯科用または外科用ハンド
ピース工具のための工具固定装置（４）であって、工具
固定装置（４）が、一端に工具シャフトの面取り平坦部
分（１５）に対応する平坦部分（５）を有し、上記端部
に、工具シャフトの環状溝（１６）と共働する係止ノー
ズ（６）を有する弾性トング（７）を設けた本質的に中
空円筒形の軸（１）からなる。前記弾性トング（７）
が、中空円筒形軸（１）と一体に構成され、必要に応じ
て両側には、スリットが切ってあり、平坦部分（５）に
対して本質的に直径方向へ対向し、平坦部分（５）が、
工具のシャフトの平坦部分（１５）のショルダ（１９
´）と共働して工具の差込深さを決定する当接面（１
９）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方ではトルク伝
達のためシャフト横断面の弦に沿って平坦に面取りし、
他方では工具ホルダに軸線方向へ固定するための環状溝
を備えたシャフトを有する歯科用ハンドピース工具のた
めの工具固定装置及びその製造方法であって、工具固定
装置（工具ホルダ）が、工具シャフト差込開口とは反対
側の貫通口の端部に、工具シャフトの面取部分に対応す
る平坦部分を有し、工具の環状溝と共働する少なくとも
１つの弾性トングを上記端部に設けた本質的に中空円筒
形の軸からなる形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具シャフトおよび関連の工具
ホルダは以前から知られており、例えば１９３３年に出
願のＤＥ６５９６８０Ａに記載されている。

【０００３】最近の工具ホルダは、例えばＥＰ−００３
７０２１Ａおよびこの公報で引用されている別の公報に
も記載されている。

【０００４】特に、関連するものとして、もちろん同一
ではないＵＳ４０１４０９９Ａを挙げる。この特許の場
合、工具を受容するホルダ軸は、工具出口とは反対側の
上端に、工具シャフトの環状溝に係合する弾性的な係止
ノーズを有し、例えば、自重にもとづく工具の軸線方向
移動を阻止する。工具固定装置およびハンドピース頭部
の構造は、工具を解放する押しボタンを取付けるのに不
適であるので、工具に対する軸線方向の引張力によって
係止ノーズを作動（解放）させなければならず、従っ
て、係止ノーズによる保持力が極めて僅かとなる。

【０００５】また工具に回転トルクを伝達するため、他
の突起が設けてある。しかしながらこの突起は、軸線方
向へ見て、完全に挿入された工具の周面溝の範囲にのみ
構成されており、工具の対応する面に対して、工具挿入
時ではなく、受容軸に対して工具を回転して始めて係合
し、この場合、この回転によって本来の形状結合による
軸線方向についての保持が行われる。

【０００６】従って、工具の取外時には、まず、工具を
軸に対して“ゼロ位置”に回転し、次いで、保持力に対
応する所定の軸線方向力によって外方へ引張しなければ
ならず、この場合、工具および固定スリーブの回転のた
め、軸を固定しなければならない。

【０００７】しかし容易に理解されるように、空転しな
いよう固定スリーブを保持する操作、固定スリーブに対
する工具の正しい角度位置の達成および無回転の以降の
工具の引抜（この場合、回転すると工具が再び形状結合
により固定されることになる）は、面倒で困難な操作で
ある。

【０００８】同じくこのＵＳ公報を引用した上記ＥＰ−
００３７０２１Ａの場合、該ＵＳ公報の上記欠点を有し
ていない押しボタン作動の固定スリーブ機構を設けるこ
とによって、上記問題点を回避している。しかしなが
ら、このＥＰ公報に記載の工具の保持機構は、少なくと
も３つの部材から構成され、これら部材は、すべて、歯
科用機器に要求される通常の精度で作製、統合しなけれ
ばならず、従って、コストが掛かり、この場合、部材数
が多いため占有スペースも大きくなる。

【０００９】さらに別の周知の工具固定装置を図１，２
を参照して詳細に説明する。なお図５の一部に通常の工
具シャフトを示した。この工具シャフト１３は、回転ト
ルク伝達のための面取り平坦部分１５と、軸線方向保持
（抜け止め）のための環状溝１６とを有する。

【００１０】本質的に中空円筒形のホルダ軸１は、玉軸
受（図１）の内レースに挿入され工具ホルダ駆動のため
の歯列３を備えた円筒形スリーブ２に差込まれる。図２
の平面図から明らかな如く、円筒形スリーブ２の上半部
には、縦方向中空スペースが、円筒形ではなく構成さ
れ、内周面の弦に沿ってカットされ、工具シャフト１３
の対応する上記平坦部分１５と共働してトルクを伝達す
る駆動面２０を有する平坦部分５を形成する。

【００１１】工具シャフト１３の軸線方向保持は、弾性
トング７にそれぞれ載る２つの係止ノーズ６’，６’’
によって行われる。上記弾性トング７は、中空円筒形の
軸１の材料から周縁の軸部分を除去することによって構
成され、工具シャフト１３の環状溝１６と共働する。

【００１２】差込端８（図１）とは反対側の弾性トング
７の端部には、図１から明らかな如く、作動押しボタン
１１の下方への突出部１０と共働する突起９が設けてあ
り、上記双方の部材の共働にもとづき、押しボタン１１
を押すと、バネ１２の力に抗して弾性トング７が半径方
向外方へ拡開され、かくして、係止ノーズ６´，６´´
が、半径方向へ見て、工具シャフト１３の環状溝１６か
ら引出し可能となり、かくして、使用者は特に力を加え
ることなく、工具ホルダから工具を引出すことができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
弾性トング７を形成する表面を製作するには、比較的複
雑な一連の加工工程が必要であり、更に、弾性トング７
の反りかえりに必要なスペースを形成するため、上部範
囲に円錐形環状溝（環状空間）１７を有する別の、即
ち、外側の円筒形スリーブ２を対応する公差で作製、設
置する必要がある。所与の寸法の円錐形溝を作製するに
は、放電加工によらなければならず、従って、ワイヤを
“通す”必要があり、かくして、製造が、本質的に複雑
になり高コストを必要とする。

【００１４】また組込んだスリーブが二重壁であるの
で、機械的強度は、同一寸法の一体構造の場合よりも著
しく小さい。

【００１５】本発明の目的は、上記先行技術から出発し
て、周知の工具ホルダの欠点を有しておらず、特に妥当
なコストで、しかも狭い寸法公差で製造できる、冒頭に
述べた種類の工具のための工具固定装置並びにその製造
方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明の第
１の態様においては、中空円筒形軸と一体の弾性トング
を平坦部分に対して本質的に直径方向へ対向させ、平坦
部分に、シャフトの平坦部分と共働して工具の差込深さ
を決定する当接面を設けることによって達成される。

【００１７】また、この目的は、本発明の第２の態様に
おいては、中空円筒形軸と一体に構成された２つの弾性
トングを平坦部分に対して本質的に対称に且つ傾斜させ
て設け、平坦部分に、シャフトの平坦部分と共働して工
具の差込深さを決定する当接面を設けることによって達
成される。この場合、幅広い実質的に剛なトングを軸線
平行スリットによって２つの弾性トングに分割でき、あ
るいは、相互に独立のトングを設けることができる。

【００１８】第１の発明の場合には、下記の製造法を無
修正で適用でき、第２の場合には、製造中、２回、工作
物を回転しなければならない。

【００１９】本発明は、更にこのような工具ホルダの製
造方法に関する。この場合、対応する回転対称の外形を
有する中実円筒形素材に袋穴を設け、弾性トングの面を
決定する２つの軸線平行スリットをノコ挽加工またはフ
ライス加工し、次いで、放電加工によって１工程で、平
坦部分、弾性トングの内表面および外表面の輪郭を作製
するとともに素材の隣接部分を作製し、使用するワイヤ
を、作業工程中、常に素材の軸線に垂直で且つ平坦部分
の駆動面によって決定される面に平行な面内に置く。

【００２０】素材をワイヤに関して対応して回転させる
発明の場合、２つの傾斜した弾性トングを有する本発明
に係る工具ホルダを製造できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２２】図３から明らかなように、弾性トング７
は、平坦部分５またはその駆動面２０に直径方向へ対向
して設けられる。弾性トング７はその形状および寸法に
関しては、本質的に、図２の弾性トング７に対応し、従
って、係止ノーズ６および突起（制御面）９の半径方
向、軸線方向位置は先行技術の構造の対応する部材の位
置に対応する。

【００２３】しかしながら、弾性トング７と平坦部分５
との間の周面方向の位置は、先行技術の場合とは異な
り、従って、以下に述べるように、従来からは予期せざ
る利点が得られる。

【００２４】図３に示した例は、下記の製造法に特に好
適である。即ち、弾性トング７の両側のスリット１４
´，１４´´は、袋穴を備えたホルダ軸１に母線（軸線
と平行な線）に沿ってノコ挽加工される。別の方法とし
て、上記スリットを放電加工によって作製でき、この場
合、スリットと同様に平坦部分５も放電加工でき、しか
も、機能が損なわれることはない。

【００２５】次いで、放電加工機のワイヤを図３の断面
図に投影した面（図６に破線で示す）に沿って案内し
て、弾性トング７の他の表面およびトングを囲む中空円
筒形の軸１の表面を放電加工する。

【００２６】この場合、使用するワイヤは、常に、両端
において緊張でき、何れかの箇所でワイヤを通さなけれ
ばならないので緊張状態に保持でき、かくして先行技術
の製造方法に比して作業速度が著しく増加される。

【００２７】レーザ光を使用すれば、操作実施時、レー
ザ光は放電加工法におけるワイヤの位置を取らなければ
ならない。

【００２８】工作物の取扱時に生ずる問題点を示すた
め、図７に、図４の本発明に係る工具ホルダを実寸で示
した。容易に理解されるように、最新の加工機を使用す
る場合も、製造法を改善すれば、特に、この際、切換操
作またはワイヤ通し操作が不要であれば、大きい経済的
利点が得られる。

【００２９】本発明に係る工具ホルダを製造する素材
は、中実状態から、まず、回転対称の外形に旋削加工、
フライス加工または研削加工する。この場合、上端は、
その後に制御面９を形成するため円錐形または円筒形に
形成する。

【００３０】次いで、軸線方向ストッパを固定する袋穴
を作製し、双方のスリット１４´，１４´´をノコ挽加
工する。最後に、放電加工またはレーザカットによって
最終形状を作製する。

【００３１】図４に、本発明に係る工具ホルダの別の実
施形態を示した。この場合、中空円筒形のホルダ軸１
は、その周囲の、工具を駆動する歯列１８と一体に構成
されている。この一体化によってスペースが節減され、
特殊な製造方策を講じなくても、達成可能な製造精度が
更に向上される。

【００３２】図５に、本発明に係る工具受けを有する歯
科用ハンドピースのヘッド部を示した。図１との比較か
ら明らかな如く、ハンドピースヘッド部の他の部分を変
更する必要なく、本発明に係る工具ホルダを使用でき
る。この両立性は、在庫管理にもユーザにも有利であ
る。

【００３３】同図から明らかな如く、玉軸受の内レース
は、ホルダ軸１に直接にはめ込まれ、弾性トング７の範
囲において内レースが軸に接触しなくても、十分な案内
面が得られる。

【００３４】同じく図５に示した工具シャフト１３は、
差込位置に示してあり、実際、シャフトは簡単に差込ま
れ、工具ホルダ４の瞬間的角度位置に適合する角度位置
を取り、最終的に工具ホルダ４に挿入できるようになる
まで、僅かな圧力で回転される。この場合、ショルダ１
９´は工具固定装置の当接面１９に当接し、かくして工
具の軸線方向位置を決定する。

【００３５】本発明は、図示の実施形態に限定されるも
のではなく、種々の設計変更が可能である。即ち、特に
使用する当該のハンドピースヘッド部に中空軸１の外形
を適合させることができる。重量分布の改善のため、平
坦部分５の外側部分を除去でき、かくして、平坦部分
は、円の割線に沿って延びる一種類の壁のみから構成さ
れる。

【００３６】更に、弾性トング７を１つだけ設けた場
合、重量分布および工作物の固定操作の減少のため弾性
トングを平坦部分５に正確に対向させるのが好ましい
が、絶対的に対向させる必要はない。

【００３７】また、図示はしないが、中空円筒形軸１と
一体に２つの弾性トング７を並列に形成し、これら２つ
の弾性トング７を平坦部分５に対して本質的に対称に且
つ傾斜させて設けることもできる。

【００３８】この場合、その製造は、まず弾性トング７
の面を決定する３つまたは４つの軸線平行スリットを軸
周面にノコ挽加工またはフライス加工により形成し、４
つのスリットの場合は、中央のスリットの間にある周面
材料をその後に除去する。次いで、放電加工またはレー
ザカットによって１工程で、平坦部分５、弾性トング７
の内表面および外表面の輪郭を、放電加工またはレーザ
カットにより作製するとともに素材の隣接部分を作製す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術の工具ホルダを有するハンドピースヘ
ッド部の断面図である。

【図２】図１の工具ホルダを示し、Ａは軸線方向断面
図、Ｂは平面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る工具ホルダを示し、Ａ
は断面図、Ｂは側面図、Ｃは平面図、Ｄは斜視図であ
る。

【図４】歯列を有する本発明の他の実施形態に係る斜視
図である。

【図５】ハンドピースヘッド部および差込んでない工具
を示す断面図である。

【図６】放電加工ワイヤの案内を説明した図３と同様の
部分を示す断面図である。

【図７】工具ホルダ実寸法の斜視図である。

【符号の説明】

４ 工具固定装置 ５ 平坦部分 ６ 係止ノーズ ７ 弾性トング １３ シャフト １５ 面取り平坦部分 １９ 当接面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト横断面の弦に沿って平坦に面取
   りされ、周囲に環状溝（１６）を備えたシャフト（１
   ３）を有する歯科用または外科用ハンドピースの工具の
   ための工具固定装置（４）であって、工具固定装置
   （４）が、工具シャフト（１３）の差込開口とは反対側
   の貫通口端部に、工具シャフトの面取り平坦部分（１
   ５）に対応する平坦部分（５）を有し、工具シャフトの
   環状溝（１６）と共働する係止ノーズ（６）を有する弾
   性トング（７）を上記端部に設けた本質的に中空円筒形
   の軸（１）からなる構造のものにおいて、 前記弾性トング（７）が中空円筒形軸（１）と一体に構
   成され、その両側に必要に応じてスリット（１４’）
   （１４’’）が切ってあり、これが前記平坦部分（５）
   に対して本質的に直径方向へ対向し、平坦部分（５）が
   工具シャフトの平坦部分（１５）のショルダ（１９´）
   と共働して工具の差込深さを決定する当接面（１９）を
   有することを特徴とする工具固定装置。
2. 【請求項２】 シャフト横断面の弦に沿って平坦に面取
   りされ、周囲に環状溝（１６）を備えたシャフト（１
   ３）を有する歯科用または外科用ハンドピースの工具の
   ための工具固定装置（４）であって、工具固定装置
   （４）が、工具シャフト（１３）の差込開口とは反対側
   の貫通口端部に、工具シャフトの面取り平坦部分（１
   ５）に対応する平坦部分（５）を有し、工具シャフトの
   環状溝（１６）と共働する係止ノーズ（６）を有する弾
   性トング（７）を上記端部に設けた本質的に中空円筒形
   の軸（１）からなる形式のものにおいて、中空円筒形軸
   （１）と一体に構成された２つの弾性トング（７）が、
   を平坦部分（５）に対して本質的に対称に且つ傾斜させ
   て設けてあり、平坦部分（５）が、工具シャフト（１
   ３）の平坦部分（１５）と共働して工具の差込深さを決
   定する当接面（１９）を有することを特徴とする工具固
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の工具固定装置（４）の
   製造方法において、下記の工程、即ち、 ａ）対応する回転対称の外形を有する中実円筒形素材に
   袋穴を設ける工程と、 ｂ）弾性トングの面を決定する２つの軸線平行スリット
   および、場合によっては、トングを分割するスリットを
   周面にノコ挽加工またはフライス加工する工程と、 ｃ）次いで、好ましくは、放電加工またはレーザカット
   によって１工程で、平坦部分（５）、弾性トング（７）
   の内表面および外表面の輪郭を作製するとともに素材の
   隣接部分を作製し、放電加工の場合は、使用するワイヤ
   を、レーザカットの場合は、レーザ光を、作業工程中、
   常に、素材の軸線に垂直で且つ平坦部分（５）の駆動面
   （２０）によって決定される面に平行な面内に置く工程
   と、からなることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の工具固定装置（４）の
   製造方法において、下記の工程、即ち、 ａ）対応する回転対称の外形を有する中実円筒形素材に
   袋穴を設ける工程と、 ｂ）弾性トングの面を決定する３つまたは４つの軸線平
   行スリットを周面にノコ挽加工またはフライス加工し、
   ４つのスリットの場合は、中央のスリットの間にある周
   面材料を除去する工程と、 ｃ）次いで、好ましくは、放電加工またはレーザカット
   によって１工程で、平坦部分（５）、弾性トング（７）
   の内表面および外表面の輪郭を作製するとともに素材の
   隣接部分を作製し、上記作業工程中、放電加工の場合
   は、使用するワイヤを、レーザカットの場合は、レーザ
   光を、 ｄ）まず、素材の軸線に垂直で且つ平坦部分（５）の駆
   動面（２０）によって決定される面に平行な面内に置き ｅ）次いで、素材の軸線に垂直で且つトングの角度位置
   によって決定される面に平行な面内に置く工程とからな
   ることを特徴とする方法。