説明

歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置

本発明は、外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置であり、該ツールが内部に固定されているヘッド、該ヘッドが固定されているハンドルで構成された装置において、モータから前記ツールまでの運動の伝達手段も含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸(2)と第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸(17)とを含み、前記第一の周波数が前記第二の周波数と異なっていることを特徴とする、外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。また、第一の周波数と第二の周波数との比が、20〜120であること、また、第一の運動が交番並進運動であり、第二の運動が回転運動であることも提案する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置に関するものであり、該装置は、ツールが内部に固定されているヘッド、ヘッドが固定されているハンドル、およびモータからツールまでの運動の伝達手段から構成されるタイプのものである。このような器具は、その全般的な外部形状に応じて、一般にストレートまたはコントラアングルハンドピースと呼ばれている。
【背景技術】
【0002】
このような装置は、特に歯科外科的治療において、詳細には歯内治療用において、使用される。歯管を清掃してリーマ通しをするために、歯科医は、一般に根管用器具と呼ばれる歯内治療用ツールまたは器具を使用する。歯内治療歯学の草創期においては、これらの器具は手動式に用いられ、器具の運動、つまり回転運動、および/または、往復運動は歯科医の手先によって行なわれていた。
【0003】
次第に、歯科用ハンドピース技術の発達により、運動に対してさまざまな解決法を提案することで、この面倒な手仕事を機械化することが可能になった。
【0004】
まず最初に、交番回転のコントラアングルが現れ、次に軸方向往復運動に交番回転運動を組合わせた根管用器具の運動が現れたのであり、これら二つの運動は共に同じ周波数を有するものである。
【0005】
これと並行して、同じく振動式ハンドピースならびに根管用器具に軸方向往復運動を伝えるハンドピースも現われた。
【0006】
より近年になると、根管用器具の製造にニッケル−チタンを使用することによって、より優れた疲労強度を有する器具を得ることが可能となり、また、このことによって、疲労による破壊のおそれを制限しながらも、これらを回転駆動することが可能になった。
【0007】
一部の新しい根管用器具は、同じくニッケル−チタン製であるために疲労強度が非常に高く、約0.4mmのストロークについて毎分約3000〜5000回の高速軸方向往復運動で機能するように構想されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、これらの先行技術の各器具の効率をより一層改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
このため、本発明は、新規の装置を提案するものであり、別の面では上述の装置と合致し、そして、モータからツールまでの運動の伝達手段を含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸と、第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸を含み、第一の周波数が第二の周波数と異なっていることを特徴とする装置を提案するものである。
【0010】
第一の運動は例えば、交番並進運動であり、第二の運動は例えば回転運動である。
【0011】
さまざまな試験により、これら二つの運動の周波数が異なる場合にツールの効率が改善されることが示された。それら二つの周波数の間の比が大きく、例えばその比が20〜120である場合、この改善はきわめて有意である。一つの周期的運動の周波数というのは、一つの時間単位あたりにその周期的現象が発生する回数の尺度である点を喚起しておく。したがって、一例として、毎分約3000〜6000回の往復周波数が、毎分約50〜150回転の緩慢な回転周波数に結びつけられた場合に、優れた結果がもたらされる。
【0012】
本発明の実施にあたっては、伝達手段は、部分的または全体的に同軸である、第一の運動の第一の運動伝達軸と第二の運動の第二の運動伝達軸を含むことができる。こうして得られた装置はよりコンパクトなものである。
【0013】
一つの変形形態によると、本発明に係る装置は、標準的なツールに適応されている。このためには、スリーブが器具のヘッド内でツールを維持し、該ツールの動作を駆動する。そして、第一の駆動軸は、器具のヘッド側の片端に、スリーブの溝と協働するように適応された偏心クランクピンを含み、こうして第一の駆動軸の回転運動がスリーブの交番往復運動を生成するようになっている。こうして装置は、ISO規格1791−1に準じたあらゆるツールと共に使用可能である。クランクピンは例えば0.05〜0.4mm偏心しており、こうして歯根管の治療に充分適した0.1〜0.8mmの振幅のツールの往復運動を得ることが可能となる。
【0014】
別の変形形態によると、本発明に係る装置は、歯車装置と溝が備わったハンドルを含むツールを回転駆動するように適応されている。このような器具は例えば、特許文献1中に記載されている。装置内で、第一の駆動軸は片端に、ツールのハンドルの溝と協働するように適応された偏心クランクピンを含む。この場合、装置はスリーブを有していない。運動させるべき合計質量およびこの質量が生み出す慣性はより小さいものであり、このために運動、特に交番並進運動は容易になる。
【0015】
異なる周波数で二本の運動伝達軸を回転駆動するためには、駆動手段は減速装置とすることができ、その減速装置の第一のシャフトは、第一の運動伝達軸を回転駆動し、そしてこれに伴い第一の運動を生成するために使用され、また、その減速装置の第二のシャフトは、第二の運動伝達軸を回転駆動し、そしてこれに伴い第二の運動を生成するために使用される。減速装置は例えば、一段またはそれより多くの減速段を含む外転サイクロイド歯車装置タイプのものである。
【0016】
本発明に係る装置の実施例についての以下の説明に照らして、本発明をより良く理解でき、本発明の他の特徴および利点が明らかとなるものである。これらの実施例は、非限定的に示されるものである。説明は、添付図面と関連づけて読むべきものである。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る装置の断面図である。
【図2】本発明の第二の実施形態に係る装置の部分断面図である。
【図3】本発明に係る装置の動力学的図である。
【図4】図1の装置のヘッドの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1に表されている装置は、コントラアングルタイプのものである。これは、内部にツールが維持され回転駆動されるヘッドと、そのヘッドに固定されたハンドルを含んでいる。ハンドルの内部には、以下のとおりに創造実現される伝達手段の各要素が位置づけされている。
【0019】
入力軸1は、図示していないモータにより回転駆動され、このモータの速度は従来どおり、例えば毎分1000〜40000回転の間で調整可能である。
【0020】
第一の運動というものは、以下のように得られる。すなわち入力軸1はピニオン3とピニオン4との組を通って第一の運動伝達軸2を駆動する。運動伝達軸2は、コントラアングルのヘッド側のその端部において、運動伝達軸2の回転軸との関係において偏心したクランクピンを備えている。示された実施例において、このクランクピンは0.2mmだけ偏心しており、このため、0.4mmの振幅の、ツールの往復運動を得ることができる。クランクピン5は根管用器具の締結および保持用システムを収納するスリーブ7の外部に設けた溝6と協働する。このスリーブ7は、ブシュ8a、8bにより並進運動の方向および回転の方向に案内される。
【0021】
こうして、モータの回転ひいては入力軸1の回転そして次に運動伝達軸2の回転は、スリーブ7ならびにそのスリーブが収納している締結システムおよび根管用器具の往復運動をひきおこす。
【0022】
第二の運動というものは、以下のようにして得られる。すなわち、入力軸1は、歯車装置10を通して三段式の遊星減速装置9(または外転サイクロイド歯車装置)も駆動する。減速装置内では、三つの衛星歯車連結リンク11、12、13が中心の入力軸1のまわりに案内され回転し、出力13の衛星歯車連結リンクはさらに、例えば玉軸受二つで構成される軸受14の中を案内される。出力13の衛星歯車連結リンクの端部に対してピニオン15が一体として固定されており、運動伝達軸2と同心的に位置づけされた第二の運動伝達軸17と一体化したピニオン16と噛み合わさる。運動伝達軸17のもう一方の端部には、スリーブ7に対して一体として固定されたピニオン19と噛み合うピニオン18が一体として固定されている。
【0023】
こうして、モータの回転ひいては運動伝達軸2の回転、次に運動伝達軸17の回転は、スリーブ7ならびにそのスリーブが収納している締結システムおよび根管用器具の減速された回転運動をひきおこすことになる。
【0024】
図示された実施例において、減速装置9は、39枚歯の内部歯面を有する歯車装置を備えた固定されたクラウンギアCと、十五枚の歯を有する入力ピニオンAおよび十二枚の歯を有する衛星ピニオンBをもつ三段の減速段で構成されている。入力軸1と、運動伝達軸2との間の結合は、同枚数の歯を有する二つのピニオン3、4で構成されている。出力13の衛星歯車連結リンクと運動伝達軸17との間の結合は、同枚数の歯を有する二つのピニオン15、16で構成されている。根管用器具とその締結システムを収納しているスリーブ7と運動伝達軸17との間の結合は、十枚の歯の駆動ピニオン18と十四枚の歯の被動ピニオン19で構成されている。これらの条件下で、入力軸1とスリーブ7との間の減速比は、以下のものに等しい。
【0025】
R=[(15+39)/15](14/10)
【0026】
こうして、入力軸1の回転速度(モータの回転速度)を毎分5000回転に調整した場合、コントラアングルのヘッド内に固定された根管用器具は、0.4mmのストロークについて毎分5000往復の軸方向往復運動を有しながら、毎分5000/R=76回転で回転することになる。
【0027】
図1の実施形態は、単に一例として示されており、数多くの変形形態を企図することができるということは明白である。
【0028】
例えば、減速比は、さまざまな態様で調節可能である。例えば、減速装置9は、より多いまたはより少ない遊星減速段を伴って他の減速比を有することができる。また、ピニオンA、B、Cの歯の枚数は、遊星歯車減速装置の段の各々について異なっていて良い。あるいは、ピニオン対3、4、または/および、ピニオン対15、16は異なる歯の枚数、ひいては1と異なる減速比を有することができる。
【0029】
本発明に係る装置の目的は、一つの入力回転速度から出発して二種類の運動を得ることにあり、その一つは回転運動であり、もう一つは交番線形運動であり、双方の周波数範囲が互いに異なり、好ましくは非常に異なる周波数範囲を有するものである。
【0030】
また、ピニオン対3、4、または/および、ピニオン対15、16は、装置がL字形のハンドルを伴うコントラアングルタイプのものであるかぎりにおいて、図示された実施例では不可欠のものである。しかしながら、これらのピニオン対は、入力軸1、衛星歯車連結リンク13の出力軸、駆動の運動伝達軸2、17がともに同じ回転軸を有するストレートハンドピースの場合には、削除することができる。
【0031】
歯科用モータの大部分が、毎分1000〜40000回転の間で調整可能である点に留意すべきである。したがって、上述の条件下で記述されたコントラアングルを使用するためには、歯科医は使用しているモータの速度を毎分5000回転に調整しなければならず、このことは、歯科医が一般にそのモータを毎分40000回転に調整されたままにし、その後ツールの速度を正しい値に調節するにあたっては、使用しているさまざまなコントラアングルの減速比または増速比に頼っていることを理由として、一つの制約条件となる。
【0032】
また、本発明のきわめて有利な特徴は、毎分40000回転の速度をもつモータを使用することにあり、こうして歯科医は、使用しているモータの速度調整を修正しなくてすむことになる。器具の回転速度および往復運動周波数は、減速装置の各要素およびさまざまなピニオンの歯の枚数を適応させることにより、上記の実施例のものと同様のものとすることができる。
【0033】
そのためには、例えば以下のものを使用することが可能である。
・以下のものを伴う4段減速の減速装置:
−最初の二段については39枚歯、そして最後の二段については41枚歯を含む固定されたクラウンギアC、
−最初の二段については19枚歯、そして最後の二段については9枚歯を含む入力ピニオンA、
−最初の二段については10枚歯、そして最後の二段については16枚歯を含む衛星ピニオンB、
・14枚歯のピニオン3および12枚歯のピニオン4、
・20枚歯のピニオン15および24枚歯のピニオン16、および
・9枚歯のピニオン18および14枚歯のピニオン19。
【0034】
入力軸1の速度が毎分40000回転であり、運動伝達軸2が第二段の出力の衛星歯車連結リンクにより駆動されている場合、運動伝達軸2の回転速度すなわち根管用器具に加えられる往復数は、40000×(19/(19+39))×14/12=5007.93に等しい。
【0035】
入力軸1の速度が40000回転/分であり、かつ運動伝達軸17が第四段の出力の衛星歯車連結リンクにより駆動されている場合、スリーブ7および根管用器具の回転速度は、次のものに等しい。
40000×(19/(19+39))×(9/(9+41))×20/24×9/14=74.51回転/分
【0036】
したがって、本発明は、一つの入力回転速度から出発して二種類の運動を得るための様々な可能性を提供するものであることがわかるものであり、その一つは軸方向の往復運動であり、もう一つは回転運動であり、互いに非常に異なるものとすることができる速度または周波数の範囲を有するものである。
【0037】
以上に記載した実施例において、軸方向の往復運動は回転運動よりも高速であるが、同じ原理によって回転運動よりも遅い往復運動を得ることも、また、可能であるということを指摘することができる。そのためには、減速装置9の出力で運動取込みに介入するだけで充分である。
【0038】
同じ構想によって、二つより多くの同時運動を得ることができ、同じ減速装置の他の遊星減速装置の段に他の伝達軸を連結するだけでよい。例えば一つの追加運動を用いて、装置のヘッドの部位かまたはツールの作業ゾーンの部位で流体の供給ポンプを駆動することができると考えられる。
【0039】
図1は、従来のクランプ式締結システムによって維持される、規格化されたハンドル式ツールの駆動に特に適応された本発明の一実施形態を示す。
【0040】
図2は、独自の歯車装置19aと独自の溝6aを備えた固有のハンドル式ツールの駆動に特に適応された本発明の実施形態を示す。図1の装置と比べると、図2の装置は、スリーブもツール締結システムも含んでいない。ピニオン18はツールのピニオン19aを直接駆動し、クランクピン5は、ツールのハンドル上にこのために設けられた溝6aと直接協働する。こうして、駆動すべき移動中の質量はツールの質量に限定される。したがって、この質量は、特に固有のハンドルがプラスチックで製造されている場合、規格化されたハンドル式システムのものよりもはるかに軽い。
【符号の説明】
【0041】
1 入力軸
2 運動伝達軸
3 ピニオン
4 ピニオン
5 クランクピン
6 溝
7 スリーブ
8 ブッシュ
9 減速装置
10 歯車装置
11 衛星歯車連結リンク
12 衛星歯車連結リンク
13 衛星歯車連結リンク
14 軸受
15 ピニオン
16 ピニオン
17 運動伝達軸
18 ピニオン
19 ピニオン
【先行技術文献】
【特許文献】
【0042】
【特許文献1】仏国特許出願公開第2849767号明細書

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外科的治療、特に歯科外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置であり、該ツールが内部に固定されているヘッド、該ヘッドが固定されているハンドルで構成された装置において、モータから前記ツールまでの運動の伝達手段も含んでおり、該運動の伝達手段が第一の周波数によって第一の運動を伝達するための第一の運動伝達軸と、第二の周波数によって第二の運動を伝達するための第二の運動伝達軸とを含み、前記第一の周波数が20〜120の比で前記第二の周波数と異なっていることを特徴とする、外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項2】
前記第一の運動が交番並進運動であり、前記第二の運動が回転運動である、請求項1に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項3】
前記第一の運動伝達軸と前記第二の運動伝達軸とが、部分的または全体的に同軸である、請求項1または請求項2に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項4】
・スリーブ(7)がツールを装置のヘッド内に維持し、そして該ツールの動作を駆動し、
・第一の駆動軸(2)が、該スリーブ(7)の溝(6)と協働するように適応された偏心クランクピン(5)を片端に含み、第一の駆動軸の回転運動が、スリーブの交番往復運動を生成するようになっている、請求項2または3に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項5】
歯車(19a)と溝(6a)が備わったハンドルを含むツールを回転駆動するように適応され、第一の駆動軸(2)が、ツールのハンドルの溝と協働するように適応された偏心クランクピン(5)を片端に含んでいる、請求項2または3に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項6】
駆動手段が減速装置も含んでおり、減速装置の第一のシャフトは、第一の伝達軸を回転駆動し、そして第一の運動を生成するために使用され、減速装置の第二のシャフトは、第二の伝達軸を回転駆動し、そして第二の運動を生成するために使用されている、請求項1〜5のいずれか一つに記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項7】
減速装置が、一段またはそれより多くの減速段を含む外転サイクロイド歯車装置である、請求項6に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項8】
・前記減速装置の第一のシャフトが減速装置の入力シャフトまたは中間シャフトであり、かつ/または、
・前記減速装置の第二のシャフトが減速装置の中間シャフトまたは出力シャフトである、
請求項7に記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。
【請求項9】
前記運動の伝達手段が、二つより多くの運動を生成するようにも適応されている、請求項1〜8のいずれか一つに記載の外科的治療で使用されるツールの運動を駆動するための装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2013−517079(P2013−517079A)
【公表日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−549398(P2012−549398)
【出願日】平成23年1月18日(2011.1.18)
【国際出願番号】PCT/FR2011/050080
【国際公開番号】WO2011/089348
【国際公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(505456126)ミクロ メガ アンテルナショナル マニュファクチュール (15)
【氏名又は名称原語表記】MICRO MEGA INTERNATIONAL MANUFACTURES
【Fターム(参考)】