特開 2024-119706 歯科用ハンドピース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024119706

(43)【公開日】2024-09-03

(54)【発明の名称】歯科用ハンドピース

(51)【国際特許分類】

   A61C 1/05 20060101AFI20240827BHJP

【ＦＩ】

A61C1/05 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2023039100

(22)【出願日】2023-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】504230246

【氏名又は名称】鈴木 計芳

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 計芳

【テーマコード（参考）】

4C052

【Ｆターム（参考）】

4C052AA11

4C052BB03

4C052CC12

(57)【要約】

【課題】 歯科医師がエアタービン式の歯科用ハンドピースを用いて、チェアユニットのペダルを操作して虫歯の切削を行う際の、耳障りな騒音を低減させる。
【解決手段】 歯科用ハンドピースの筐体３０内に於いて、タービン１のタービン翼１０をトロイダル式に成るものとした。圧搾空気によって回転されるこのトロイダル式のタービン翼１０の回転出力が、切削用刃具２を回転させる。タービン翼１０をトロイダル式のものにした点に特長を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯の切削用刃具を回転させるためのエアタービンを備えた筐体と、この筐体に取り付けた前記エアタービンのための給気通路や排気通路を内蔵するハンドル側筐体とから成り、前記エアタービンのタービン翼がトロイダル式に成る、歯科用ハンドピース。

【請求項2】

前記切削用刃具が前記タービン翼の回転軸に着脱自在に設けられている、請求項１に記載の歯科用ハンドピース。

【請求項3】

前記タービン翼がアルミニウム合金製に成るものである、請求項１または請求項２に記載の歯科用ハンドピース。

【請求項4】

前記タービン翼がセラミックス製に成るものである、請求項１または請求項２に記載の歯科用ハンドピース。

【請求項5】

前記タービン翼が重金属製に成るものである、請求項１または請求項２に記載の歯科用ハンドピース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はエアタービンの回転音が低減された歯科用ハンドピースに関する。

【背景技術】

【0002】

エアタービン式の歯科用ハンドピースは、コンプレッサからの圧搾空気によりエアタービン内部の羽車を高速回転させて、この羽車に一般的には同軸で取り付けられている切削用刃具によって、虫歯の切削や除去を行う器具である。より詳しくは、筐体と、該筐体に内蔵された、歯の切削用刃具が設けられたエアタービンと、この筐体に取り付けた、エアタービンのための給気通路や排気通路などを内蔵するハンドル側筐体と、から成るものが一般的である。さらに洗浄水の噴霧口への洗浄水路や噴霧気路が設けられているものもある。なお噴霧気路に排気通路が接続される構成とする場合もある。

【0003】

上記給気通路の給気口には、コンプレッサからの圧搾空気が、チェアユニットのペダル等を含んで給気量を制御するための給気回路の、供給口に接続された給気チューブを介して供給される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような歯科用ハンドピースでは、コンプレッサからの圧搾空気がエアタービン内部の羽車を高速回転させるために、エアタービンからは耳障りな高音を発生するが、これは歯科医師や患者にとっての騒音であると共に、患者には恐怖心を感じさせるものとなっている。患者には歯科治療に安心感を持ってもらいたいのにも拘らず、なのである。

【0005】

従ってこの発明の課題は、エアタービン式の歯科用ハンドピースから出る音をより低減させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

こに課題の解決に当たって当発明者は、航空機にトロイダルプロペラと言う技術があることを想起した。プロペラの先端部に発生する大きな渦を翼端渦と言って推力にとってはその効率を下げる原因となっている。これがトロイダルプロペラになると、ある意味翼端が存在しないのであるから、翼端渦のような大きな渦が抑えられる上、静音効果が得られるのである。

【0007】

このように回転動力に接続されて回転して、空気や水を後方へ送り出すトロイダルプロペラの作用を応用して、歯科用ハンドピースの筐体内に納めたエアタービンのタービン翼をトロイダル式に成るものとする。そしてこのタービン翼にエアーを供給して、タービン翼の回転出力で、筐体外に突出させた歯の切削用刃具を回転させるように構成すれば良いことに想到した。以下では主として空気流に係るトロイダル式のタービン翼を備えた歯科用ハンドピースに付いて説明するが、水流式の歯科用ハンドピースに付いても同じようにして構成することが出来るため、これもまたこの発明の権利範囲内のものであるとする。

【0008】

そこでこの発明は、歯の切削用刃具を回転させるためのエアタービンを備えた筐体と、この筐体に取り付けた前記エアタービンのための給気通路や排気通路を内蔵するハンドル側筐体とから成り、前記エアタービンのタービン翼がトロイダル式に成る、歯科用ハンドピースとすることによって、上記の課題を首尾よく解決することに成功した。

【0009】

筐体内に於いてトロイダル式のタービン翼は、歯科医師の操作によりコンプレッサから供給される圧搾空気のよって回転される。このタービン翼の回転軸に切削用刃具を接続することで、回転出力を切削用刃具に取り出すのである。この際には上述した大きな渦流の発生が抑制されており、不快な騒音が少なくなると言う効果を奏する。なお翼端渦と言う推力にとってその効率を下げる原因となっているものであるが、この発明の歯科用ハンドピースでは、その翼端渦を抑制することが切削用刃具の回転効率を上げることにも寄与するものと考えられる。

【0010】

次に、前記切削用刃具が前記タービン翼の回転軸に着脱自在に設けられているものとすることが出来る。この構成によって、歯科医師は好みや状況に応じて、切削用刃具を着脱して使い分けることが可能になる。

【0011】

さて、前記タービン翼をアルミニウム合金製に成るものとすることが出来る。一般的にエアタービン式の歯科用ハンドピースは、歯科医師の繊細にして絶妙な手業の妨げとならないように、より軽量であることが求められている。このためエアタービン内部の羽車には、例えば比重が２．６～２．８のアルミニウム合金などの軽金属製のものが使用されている。この発明の歯科用ハンドピースでもこれに倣うと良い。

【0012】

しかしながら現実に治療に当る歯科医師が、チェアユニットのペダルを操作して虫歯の切削を行っている内に、切削用刃具の回転がもっとパワフルだったら良いのにと思うような限界に至ることもある。そこで前記タービン翼がセラミックス製に成るものとすることが出来る。すなわちエアタービン式の歯科用ハンドピースに備えられた、従来より用いられて来た軽金属製のタービンの羽車、例えば純粋アルミニウム製（比重２．７）やジュラルミン製（比重２．８）などの各種アルミニウム合金製（比重２．６～２．８）の羽車を取り外して、この発明のセラミックス製（比重３．０～６．０）のタービン翼に、新しく付け替えるのである。この発明のトロイダル式のタービン翼に利用が可能なセラミックスには、例えば比重３．０のフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、比重３．１６の炭化ケイ素（ＳｉＣ）、比重３．３の窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、また比重３．４の窒化アルミ（ＡｌＮ）、比重３．８のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、比重４．９のイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、また比重６．０のジルコニア（ＺｒＯ_２）、金属複合材料である比重６．０のサーメット（ＴｉＣ・ＴｉＮ）を上げる。セラミックをトロイダル式のタービン翼にする複雑形状成形技術が存在している。

【0013】

またさらに大きな慣性力を得たいのであれば、上記同様に前記タービン翼が重金属製に成るものとすることが出来る。すなわちエアタービン式の歯科用ハンドピースに備えられた、従来より用いられて来た軽金属製のタービンの羽車を取り外して、この発明の重金属製のタービン翼に新しく付け替えると良い。重金属には比重４以上の鉄（比重７．９）、ニッケル（比重８．８）、銅（比重８．９）などを適宜選択して良い。またこれ等の合金を用いることも可能である。クロム製や鉛製のものであれば、全体に銀やニッケルなどと言った無害な金属による鍍金を施すことが望まれる。あるいはエアタービンのタービン翼部分を重金属製にして、それ以外の部位をセラミックス製にした構成とすることが可能である。

【0014】

このようにして、歯科用ハンドピース側のエアタービンの回転軸に別途弾み車を付加するスペースを確保するなどの大幅な改良を施す必要がなく、チェアユニットの大幅な改良によってチェアユニット側で空気圧を高めるようにする必要もなく、多大なコストを掛けずに課題を解決することに成功している。エアタービンのタービン翼をセラミックス製のものや重金属製のものにして、弾み車の役目を担わせた点が重要である。

【0015】

セラミックス製のタービン翼や重金属製のタービン翼は、上述したアルミニウム合金製のタービン翼に比して回転当初こそ幾分回転が重いものの、間もなく力強く頼もしい回転トルクが得られるようになる。従って、セラミックス製や重金属製のタービン翼に設けた切削用刃具の回転が従来よりもパワフルなものになるのである。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、歯科用ハンドピースのエアタービンに、この発明のトロイダル式のタービン翼を適用することによって、大きな渦流の発生が抑制されており、不快な騒音が少なくなると言う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１のエアタービン式の歯科用ハンドピースの説明図である。

【図2】実施例１のトロイダル式のタービン翼の説明図である。

【図3】実施例２のエアタービン式の歯科用ハンドピースの説明図である。

【図4】実施例３のトロイダル式のタービン翼の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下ではこの発明の実施例を図面に基づいて説明するが、この発明はこれ等に限定されるものではない。

【実施例0019】

図２に表したエアタービン１のタービン翼１０は、ジュラルミン（比重２．８）を材料として成るものである。３Ｄプリンタにより所望のタービン翼１０を得る。このタービン翼１０は回転軸２１を回転中心として形成され、下部には同軸の切削用刃具２が一体的に設けられている。この切削用刃具２の先端部はやすり部２０と為されている。

【0020】

タービン翼１０はトロイダル式に成るものである。すなわち同じ傾斜方向の２枚の回転翼１０Ａ、１０Ｂの各々の先端部を接続してブリッジ部１０Ｃを設けることにより、捻りが加わった環状となり、実質的に先端部を無くしている。回転翼１０Ａ、１０Ｂに添って発生する空気の渦は小さいのに対して、上記先端部で発生する空気の渦は大きいのであるが、先端部が存在せずにブリッジ部１０Ｃとなっているため、ブリッジ部１０Ｃには回転翼１０Ａ、１０Ｂと同様の小さい空気の渦が発生する。このような渦の発生状況が騒音が低減する理由となる。

【0021】

なおこの実施例のタービン翼１０は４回対称に４枚設けられているが、３回対称に３枚としたり２回対称に２枚とするなど、任意に設計することが出来る。

【0022】

図１に表した歯科用ハンドピース３は、切削用刃具２を回転させるためのエアタービン１を備えた筐体３０と、この筐体に取り付けた、エアタービン１のための給気通路３４や排気通路３５を内蔵するハンドル側筐体３１とから成る。切削用刃具２が一体的に設けられた回転軸２１に取り付けられているジュラルミン製のタービン翼１０は、筐体３０内でボールベアリング３２によって回転自在である。切削用刃具２は筐体３０の底部の開口部３３から筐体３０外に突出している。

【0023】

歯科医師が把持する所のハンドル側筐体３１では、給気パイプ４が接続された給気通路３４が、エアタービン１のタービン翼１０の上方に向けて設けられている。エアタービン１のタービン翼１０の下方には、排気のための排気パイプ４０が接続された排気通路３５が設けられている。給気パイプ４も排気パイプ４０もチェアユニットに接続される。

【実施例0024】

この実施例はその殆どの構成を上述の実施例１の構成に倣うものであるが、図３に表したように、エアタービン５のタービン翼５０がセラミックスを材料として成るものである点で異なる。また以下の点でも異なる。

【0025】

歯科医師が把持する所のハンドル側筐体３１では、給気パイプ４が接続された給気通路３４が、エアタービン５のタービン翼５０の上方に向けて設けられている。またエアタービン５はタービン翼５０の下方に於いて、排気のために噴霧口３７に通じているが、この噴霧口３７には、歯の冷却のための水を通す給水通路３６が接続され、またこの給水通路３６には給水パイプ４１が接続されている。すなわちエアタービン１からの排気が給水通路３６からの水に合流して、噴霧口３７からは霧状の冷却水が放出されるように構成されている。

【0026】

エアタービン５ではセラミックス製のタービン翼５０それ自体が弾み車の役割を担っており、給気通路３４からの圧搾空気により高速回転を行って、パワフルな駆動力を発揮する。なおエアタービン５の排気のための排気専用通路をハンドル側筐体３１の給気パイプ４に添設するような構成も可能である。

【0027】

この実施例のジルコニア（ＺｒＯ_２）製のタービン翼５０は、これまでと同じエアタービン５のスペースに納めることが出来、それ自体が弾み車の役割を担い得るものであるために、他に弾み車を必要としない。すなわちこれだけで力強く頼もしい回転トルクが得られる効果がある。従ってタービン翼５０に設けた切削用刃具２の回転も、従来よりもよりパワフルなものになるのである。またタービン翼５０の回転により発生する音は、従来の不快な騒音のようではなくなっている。