JPS63283633A

JPS63283633A - 歯科用ハンドピース

Info

Publication number: JPS63283633A
Application number: JP63047658A
Authority: JP
Inventors: ジャン−ジャクーバルタールイス
Original assignee: Micro Mega Suisse SA
Current assignee: Micro Mega Suisse SA
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1988-11-21
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: US4834652A; EP0281847B1; DE3864040D1; JP2574367B2; EP0281847A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は一直線上に並ぶ入力シャフト及び出力シャフト
を有する互換性モジュラユニットの形式の減速機をその
内部に配するスリーブと、該スリーブに接続され伝動軸
及び工具締着手段を有するフロント部とを有し、入力シ
ャフトの後端には駆動ピースが取り付けられるような歯
科用ハンドピースに関し、特に反転角ハンドピースに関
する。

〔従来技術と課題〕

この種のハンドピースは例えば出願人の仏閣特許ＰＲ２
，５７２，６４６号等で公知であり、それによれば減速
装置は、容易にハンドピース内に取り付は得る互換性モ
ジュールの形式を成し、必要に応じてそのモジュールは
異なる減速比、或いは増速比を持つ同一デザインの他の
モジュールと取り換え可能である。

近年、歯科技術の進歩は新しい要求を生み、特に回転装
置の分野、並びにこれら回転装置を支持、駆動する装置
分野においても顕著である。移植学においてその発展は
、ドリル加工やタップ加工等の装置を低速高トルクを以
って駆動し得るハンドピースを必要とした。

現在、市場には４．　ＯＯＯ〜４０．００Ｏｒ、　ｐ、
ｍ、の回転速度を持つ駆動モータがあるが、特に移植等
の特定作業においては６００〜１００ｒ、ｐ、を又は１
０ｒ、ｐ、ｍ、のオーダの工具速度を必要としている。

即ち、かなりの減速が必要となる。第１の結論としては
低速モータユニット、又はギャードモータを開発するこ
とにあるが、これは結果として歯科医が有効な広範囲の
ハンドピースや一連のモータを持たねばならず、明らか
に取扱い上、又コスト上受は入れることはできない、も
う１つの結論は差動減速機の使用である。

ハンドピースの分野においては例えば米国特許第４，３
０６．８６５号により遊星ギヤ付き差動減速機が知られ
ており、その中では入力シャフトは３個の遊星ホイール
と係合する歯付ギヤを支持しており、ホイールは組立体
を囲む固定された冠ギヤと係合し、ｉ！ｌ！ｘキャリア
は出力シャフトに一体形成されている。しかしながらこ
の装置は、回転しなければならない部品の数の多さ故に
比較的複雑であり、結果として減速比は１０：１のオー
ダでしかない。

この種の遊星ギヤを数個、交互に据え付けることで、よ
り大きな減速比を得ることができるが、減速比の大きさ
は使用される遊星ギヤの数に比例するため小さな体積を
以って大きな減速比を得ることは不可能である。

もう１つの仏閣特許第２．５７２．６４６号によればハ
ンドピースの分野において、空間を削減するため減速モ
ジュールが使用されており、モジュールは入力、出力シ
ャフトに対し傾斜した中間シャフトを有し、その両端に
は夫々入力ギヤと出力ギヤとに係合するギヤが設けられ
ている。しかしながらこの装置によって得られる減速比
は協働する異なるギヤの歯の割合に限定され、従って非
常に良好なものとは言い難い。

一般的な機械の分野においては、例えば米国特許第２，
６９９，６９０号に記述されているように大きな減速比
の差動減速機が知られている。この減速機は、入力シャ
フトの傾斜部上で自由に回転できるように据え付けられ
た揺動式歯付きホイールを有し、その各側面には歯が形
式され、−側面は固定された歯と協働し、他方は出力ホ
イールの歯と協働し、協働する歯の内、少なくとも２つ
は異なる歯数を持っている。この減速機は好ましくはブ
ラインド又はローラブラインドの駆動機構に適用すべく
提供され、°歯科医院で使用するにはかなりのスペース
を必要とし、単に寸法を相似的に減少するとかなり小さ
な直径ピッチを１寺つギヤの歯強度に矛盾が生じること
になる。

（課題を解決するための手段〕本発明の目的は固定された速度比率を以って約２０００
：１ぐらい大きな減速を可能にする差動減速機を備えた
歯科用ハンドピースを提供することにあり、その中でこ
の減速機はさらに、異なる減速比を備えるように構成さ
れ、小さなスペースに収まり、かつシンプルな設計を以
って構成されなければならない。

このため本発明によれば、一直線上に並ぶ入力シャフト
及び出力シャフトを有する互換性モジュラユニットの形
式の減速機をその内部に配置する、スリーブと、該スリ
ーブに接続され伝動シャフト及び工具締着手段を有する
フロント部とを有し、入力シャフトの後端には駆動ピー
スが取り付けられるような歯科用ハンドピースであって
、上記モジュラユニットはハウジングを有し、ハウジン
グはその内部に入力シャフトと出力シャツ。

トのための軸受を配置し、ハウジングの入力側には、入
力シャフトと同軸を成すと共にハウジングの内部に向く
放射状の歯を備える固定ホイールが設けられ、さらに出
力シャフトはその後端に、ハウジング内側に向く放射状
の歯を備えた出力ホイールを有し、出力シャフトの外周
上にはハウジング周囲に設けられた肩部と対向して配置
されると共に出力側を向（肩部を有し、両肩部間の環状
空間は、これら肩部と共にスラスト玉軸受を構成するボ
ールに占有され、入力シャフトはこの入力シャフトに対
し傾斜された円筒部によって延長され、円筒部上には中
間ホイールが回転自在に据え付けられ、中間ホイールの
各面には放射状の歯が設けられ、その内の１つの歯は固
定ホイールの歯と係合し、他方は出力ホイールの歯と係
合し、係合し合う少なくとも２つの歯の歯数間比率は１
に等しくなく、他の２つの歯の歯数間比率と異なること
を特徴とする歯科用ハンドピースが提供される。

この有効なハンドピースのモジュラユニットには数多く
の利点がある。その構造はメンテナンス上、又減速モジ
ュール交換によって減速比を切損える上で容易に分解、
組立て可能である。非常に大きなギヤ減速が限られた容
積内で達成され、可動部品数は、アンギュラクリアラン
ス（逃げ角）を減らした従来の減速機と比較して少ない
、中間ホイールの速度は遅く、固定ホイールの歯数と中
間ホイールの係合面の歯数とが等しい場合、０にさえな
る。ねじりモーメントは入力シャフトと出力シャフトと
の間の機械的反作用の連結により制限され、このねじり
モーメントはかなり大きな減速比を持った従来の減速シ
ステムでは過大でかつ問題がある。

本発明による減速機は例えばドリル、ねじタップ装置及
び低速パリ取り機等、特に移植学分野において必要とさ
れるような低速仕様の歯科装置への用途に適する。

好ましくはハウジングの入力側は、固定された歯付ホイ
ールと入力シャフトの軸受とを備えた側板によって封止
され、出力ホイールは出力シャットと一体化される。

傾斜した円筒部は好ましくは入力シャフトと一直線を成
すピボットにより延長され、出力シャフトの後端はハウ
ジング内に位置して中空で、かつ上記ピボットを収納す
る転がり軸受を構成する。

さらに好ましくは傾斜した円筒部は、中間ホイールの内
周と、上記傾斜円筒部の両方の側部に位置する２つの肩
部との間に掬え付けられる針状ころ軸受の中に収納され
る。

以下余白〔実施例〕第１図において反転角の形式であるハンドピースは、既
知様式によりスリーブ３０と、格子縞域で図示された伝
動シャフト３０ａを有するフロント部３１と、工具３２
ａを締着する手段（図示せず）を備えたヘッド３２と、
スリーブ３０に適合されて駆動ピース３５に連結される
内筒部３３とによって構成される。駆動ピース３５の動
きを伝導シャフト３０ａに伝えるために減速機３４が設
けられ、それは互換性モジュラユニットの形式をとり入
力シャフト１と出力シャフト１０゛を有し、入力シャフ
ト１の端部には駆動ピース３５の駆動機構と適合する駆
動機構３６が設けられ、出力シャフト１０には伝動シャ
フト３０ａの歯と係合する放射状の歯１４が設けられて
いる。

第２図によれば、減速機３４の入力シャフト１及び出力
シャフト１０はハウジング１５内に据え付けられ、夫々
ハウジング１５内に収納される玉軸受１６及び１７によ
って各シャフトが支持されているのがわかる。このハウ
ジング１５の入力側は固定されたホイール（以下、固定
ホイールと呼ぶ）７と一体なる側板１８によって封止さ
れ、ホイール７にはハウジング１５の内側を向く放射状
の歯６が設けられ、ホイール７は入力シャフト１と同軸
状に配置される。出力シャフト１を支持する玉軸受１６
は側板１８の内側に据え付けられる。

出力シャフト１０は中空であってその後端にはシャフト
と同軸を成す出力ホイール９を一体化して備えており、
ホイール９はハウジング１５の内側を向く放射状の歯８
を有する。出力ホイール９の外周には出力側を向く肩部
９ａが形成されており、肩部９ａはハウジング１５の内
周に設けられた肩部１５ａに対向するように配置され、
これら肩部間の環状空間は、これら肩部９ａ及び１５ａ
と共にスラスト玉軸受を構成するボールによって占有さ
れる。

入力シャフトｌは、シャフトｌに対し傾斜された円筒部
２により延長され、円筒部２は肩部２ｂを形成するカラ
ー２ａによってシャフト１に対し隔置されている。ハウ
ジング内側を向くこの肩部２ｂの面は、入力シャフト１
に対する円筒部２と同じく、入力シャフト１と垂直を成
す面に対して傾斜される。この傾斜角は非常に小さく５
度〜１５度のオーダである。

傾斜した円筒部２は、入力シャフト１と一直線を成すピ
ボット１１により延長され、カラー１１ａは２部品（ピ
ボット９円筒部）を隔置すると共に肩部１１ｂを形成す
る。ハウジング１５の内側を向く、この肩部１１ｂの面
は肩部２ｂと同じ傾斜角を以って入力シャフトと垂直を
成す面に対し傾斜される。出力シャフト１０の後部は中
空であって、玉軸受を構成する転がり軸受１３を収納し
、軸受１３内には入力シャフト１の芯出しを確実にする
ためピボット１１が配置される。

入力シャフト１の傾斜した円筒部２の上には、中間ホイ
ール３が回転自在に据え付けられ、ホイール３の２つの
面には放射状の歯４，５を形成した環状係合部分が設け
られる。傾斜した円筒部２と、中間ホイール３の内周と
の間に配置された針状ころ軸受１２は２つの肩部２ｂ及
びｌｌｂ間に保持され、傾斜円筒部２上での中間ホイー
ル３の無故障回転を確実にする。中間ホイール３の入力
シャフト１側の面に設けられた放射状の歯４は歯数２２
を有し、一方の面に設けられた放射状の歯５は歯数Ｚ、
を有する。中間ホイール３は放射状の歯４により、入力
シャフト１と同軸状に配置される固定ホイール７の歯数
２１の歯６と係合し、一方他方の面の放射状の歯５は出
力シャフト９の歯数７４の放射状の歯８と係合する。

本発明の好ましい形態によれば、中間ホイール３は２部
品から成り、１部品３ａは２つの放射状の歯４，５を支
持し、針状ころ軸受１２上に据え付けられる部品３ｂに
連結される。放射状の歯を支持する部品３ａは要求され
た減速比を関数として構成され、従っである減速機から
次の減速機へと変換できる。

ホイールを動かすために最初に、中間ホイール３の歯４
が、数枚の歯の限られた部分の上で固定ホイール７の歯
６と係合し、一方中間ホイール３の他の歯５が、同様に
数枚の歯に限られつつ直径方向で対向する部分の上で出
力ホイール９のｉ′＆＋８と係合することが確実になる
。

仮りに入力シャフト１、即ち傾斜部２が完全に１回転す
るならば、傾斜部２は空間内で、頂点が対向する２つの
円錐形を描き、この動きによってこの傾斜部２上に自由
に据え付けられた中間ホイール３を駆動する。この運動
の間、一方において中間ホイール３と固定ホイール７と
の間、並びに他方において中間ホイール３と出力ホイー
ル９との間の接触部分が対応する歯に沿って循環する。

中間ホイール３のこの動きは一種の揺動である。

傾斜部２、即ち、中間ホイール３の５度から１５度まで
の非常に小さな傾斜角は、各係合において最小３枚の歯
に亘る運動を確実にする。

以上のことから入力シャフト１の回転速度ｎ１と出力シ
ャフト２の回転速度ｎ２との比は以下の式によって得ら
れることがわかる。

ｎ　２／　ｎ　１　”　１　　（Ｚｌ　　２３　／　Ｚ
ｚ　Ｚａ）この式より比（分数）は１に等しくなく、又
比Ｚｓ／Ｚａは比Ｚｒ／Ｚｚの逆数でないことがわかる
。何故ならこの場合出力ホイール９は静止しまうからで
ある。この式より各ホイールの回転方向も又、仮りに比
Ｚ、・Ｚｓ　／Ｚｔ−Ｚａが１以下であるならば出力ホ
イール９は入力シャフトｌと同一方向に回転し、又、こ
の比が１より大きい時には出力ホイール９の回転方向は
入カシャフ）１の回転方向と逆になることがわかる。

又、この式より結果として、非常に大きな減速に到達す
るためには、比Ｚ、／Ｚ、は１より僅かに小さく、かつ
比Ｚｓ／Ｚａは１より僅かに大きく　（逆の場合も同様
）、シかも僅かに異なるように選択されなければならな
い。

非常に大きな減速を達成すべく本発明の概念を最適に使
用するためには、歯数を以下のように選ぶことが好まし
い。

ｚｔ＝ｚ、＝ｚ　、ｚ、　　士Ｎ−１．Ｚ、ミＮ＋１式
ｎ　２／ｎ　１　＝　１／Ｎ”によれば、出力シャフト
１０の回転方向が入力シャフト１のそれと等しいことを
示す０例えばＮを３０とするとｎ２／ｎ１の速度比は１
　／９００となる。又Ｎを４０にした場合、同速度比は
１　／１．６００である。

歯の十分な係合を以ってその歯数比率を適切に選ぶこと
により非常に大きな範囲内で減速比を選択することがで
きる０例えば仮りにＺａ＝３１Ｚ３　＝３２．ｚ、＝２
０．Ｚｌ　＝１９ならば減速比は１：５／”／３となる
。

仮りに２３　＝Ｚ、ならば最終的な比率は１−（ｚ。

／ｚｔ）、又、Ｚａ−Ｚｔならば１−（Ｚ３／／ｚ、）
となる単一作動設計を達成することができる。

本装置の゛利点は中間ホイール３が遅く回転し、可動部
品数がこれまで知られてきた減速機の部品数と比べかな
り減少されることにある。さらに傾斜部２は入力シャフ
ト１に対し非常に小さな傾斜角を持つため、中間ホイー
ル３は限られた空間を占有し、固定及び可動ホイール、
夫々によって占有された空間とほとんど整列されること
で、３ボイールを支障なく円筒状空間内に挿入すること
が可能である。入力シャフト、出力シャフト間の機械的
反作用からなる接続の結果、ねじりモーメントはかなり
制限される。

小さな空間しか占めず、又コンパクトなモジュールの形
式のため、記述した減速機は大きな減速を必要とする歯
科機器に有効に使用することができ、円筒状モジュール
を右手用ハンドピースのハンドル部の中に、或いは反転
角の中に、或いはモータ内に暴いてさえも容易に挿入す
ることができる。このような減速機は例えばドリルやね
しタップ機や低速パリ取り機等に特に使用することがで
きる。当然本発明の範囲から逸脱することなぐ他の用途
も予想されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による歯科用ハンドピースの概略的拡大
図、第２図は減速機の長手断面図。１・・・入力シャフト、　２・・・傾斜円筒部、３・・
・中間ホイール、　　４，５，６．８・・・歯、７・・
・固定ホイール、　　９・・・出力ホイール、９ａ、１
５ａ・・・肩部、　　１０・・・出力シャフト、１３　
、１６　、１７・・・軸受、　１５・・・ハウジング、
３０・・・スリーブ、　　　３１・・・フロント部３４
・・・互換性モジュラユニット、３５・・・駆動ピース。

Claims

【特許請求の範囲】１、一直線上に並ぶ入力シャフト（１）及び出力シャフ
ト（１０）を有する互換性モジュラユニット（３４）の
形式の減速機をその内部に配置するスリーブ（３０）と
、該スリーブ（３０）に接続され伝動シャフト（３０ａ
）及び工具（３２ａ）締着手段を有するフロント部（３
１）とを有し、入力シャフト（１）の後端には駆動ピー
ス（３５）が取り付けられるような歯科用ハンドピース
であって、上記モジュラユニット（３４）はハウジング（１５）を
有し、ハウジング（１５）はその内部に入力シャフト（
１）と出力シャフト（１０）のための軸受（１６、１７
）を配置し、ハウジング（１５）の入力側には、入力シ
ャフト（１）と同軸を成すと共にハウジングの内部に向
く放射状の歯（６）を備える固定ホイール（７）が設け
られ、さらに出力シャフト（１０）はその後端に、ハウ
ジング内側に向く放射状の歯（８）を備えた出力ホイー
ル（９）を有し、出力シャフト（１０）の外周上にはハ
ウジング周囲に設けられた肩部（１５ａ）と対向して配
置されると共に出力側を向く肩部（９ａ）を有し、両肩
部（９ａ、１５ａ）間の環状空間は、これら肩部（９ａ
、１５ａ）と共にスラスト玉軸受を構成するボールに占
有され、入力シャフト（１）はこの入力シャフト（１）
に対し傾斜された円筒部（２）によって延長され、円筒
部（２）上には中間ホイール（３）が回転自在に据え付
けられ、中間ホイール（３）の各面には放射状の歯（４
、５）が設けられ、その内の１つの歯は固定ホイール（
７）の歯（６）と係合し、他方は出力ホイール（９）の
歯（８）と係合し、係合し合う少なくとも２つの歯の歯
数間比率は１に等しくなく、他の２つの歯の歯数間比率
と異なることを特徴とする歯科用ハンドピース。２、ハウジング（１５）の入力側は、固定ホイール（７
）と歯（６）を備えた側板（１８）と、入力シャフト（
１）の軸受（１６）とによって封止され、出力ホイール
（９）は出力シャフト（１０）と一体化される請求項１
記載のハンドピース。３、傾斜した円筒部（２）は上記入力シャフト（１）と
一直線上にあるピボット（１１）により延長され、出力
シャフト（１０）の後部はハウジング（１５）内に位置
して中空で、かつ上記ピボット（１１）を収納する転が
り軸受（１３）を有する請求項１又は２のいずれか１項
に記載のハンドピース。４、傾斜した円筒部（２）は、該円筒部の両側部に位置
する２つの肩部（２ｂ、１１ｂ）と、中間ホイール（３
）の内周との間で据え付けられた針状ころ軸受（１２）
内に収納される請求項１から３までのいずれか１項に記
載のハンドピース。５、傾斜した円筒部（２）とピボット（１１）は入力シ
ャフト（１）と共に一体部品であり、上記傾斜円筒部は
２つのカラー（２ａ、１１ａ）間に位置し、カラーの一
側部は入力シャフト（１）に連結し、他端部はピボット
（１１）に連結し、夫々の円筒部に対向する面は、同じ
傾斜角を持って上記肩部（２ｂ、１１ｂ）を形成する請
求項３又は４のいずれか１項に記載のハンドピース。６、中間ホイール（３）は、上記針状ころ軸受（１２）
上に据え付けられた部品（３ｂ）に連結されて２つの放
射状の歯（４、５）を支持する部品（３ａ）を有し、該
部品（３ａ）は要求された減速比を関数として交換され
得る請求項１から５までのいずれか１項に記載のハンド
ピース。７、中間ホイール（３）の傾斜角は５度から１５度まで
の間にあり、少なくとも３枚の歯が常に各係合における
動きを請け負うことが確実にされる請求項１から６まで
のいずれか１項に記載のハンドピース。８、入力シャフト（１）には従来のモータ駆動機構（３
５）と適合する駆動機構（３６）が設けられる請求項１
から７までのいずれか１項に記載のハンドピース。９、出力シャフト（１０）にはハンドピースのヘッド部
（３２）に動力を伝達する手段と係合する放射状の歯が
設けられる請求項１から８までのいずれか１項に記載の
ハンドピース。