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      空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器的制作方法

      文檔序號(hào):855943閱讀:180來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種利用加壓空氣使切削用工具旋轉(zhuǎn)的醫(yī)療用、牙科用、或者其他切 削加工用的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,更具體地講是涉及一種例如牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)。
      背景技術(shù)
      本申請(qǐng)人的專利文獻(xiàn)1 4中公開(kāi)了一種可作為醫(yī)療用、牙科用、或者其他切削加 工用的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器。這些專利文獻(xiàn)中公開(kāi)的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器作為有效地將加 壓空氣的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力的部件,均包括兩段式(日文2段式)轉(zhuǎn)子。該兩段式轉(zhuǎn)子由 環(huán)狀的輪轂、形成在該輪轂的外周面上的第1渦輪葉片部及第2渦輪葉片部構(gòu)成。而且,第 1渦輪葉片部和第2渦輪葉片部分別包括自輪轂中心以放射狀延伸的多個(gè)第1渦輪葉片和 第2渦輪葉片。專利文獻(xiàn)1 4中公開(kāi)的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器均包括由手術(shù)人員把持的把手部、 及設(shè)置在該把手部的前端部的頭部,其構(gòu)成為手持件形狀。在上述頭部形成有中空部,在該 中空部收容有具有與中空部的內(nèi)表面形狀相對(duì)應(yīng)的外形的筒狀的內(nèi)側(cè)殼體,在該內(nèi)側(cè)殼體 的內(nèi)部收容有上述轉(zhuǎn)子及能夠使該轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)地支承該轉(zhuǎn)子的軸承機(jī)構(gòu)部。轉(zhuǎn)子能夠沿著 其軸心部裝卸自由地安裝各種切削工具。在頭部和內(nèi)側(cè)殼體中還形成有用于向轉(zhuǎn)子的第1 渦輪葉片部噴射加壓空氣的供氣通路、及用于將自第2渦輪葉片部輸送來(lái)的空氣排出的排 氣通路。而且,在內(nèi)側(cè)殼體中形成有將自第1渦輪葉片部輸送來(lái)的加壓空氣引導(dǎo)到第2渦 輪葉片部的中繼通路(導(dǎo)入部)。因而,自供氣通路噴射來(lái)的加壓空氣首先遇到第1渦輪葉 片部的第1渦輪葉片,利用其作用使轉(zhuǎn)子繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。接著,加壓空氣從中繼通路被輸送 到第2渦輪葉片部,遇到第2渦輪葉片,進(jìn)行作用,從而進(jìn)一步推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子繞旋轉(zhuǎn)軸的旋 轉(zhuǎn)。之后,加壓空氣通過(guò)排氣通路被排出到外部。這樣,在采用兩段式轉(zhuǎn)子的牙鉆手機(jī)中,加壓空氣的能量能夠在兩個(gè)渦輪葉片部 有效地利用,因此,與以往的牙鉆手機(jī)相比,具有能夠在更高速旋轉(zhuǎn)的條件下帶有更高轉(zhuǎn)矩 特性地使切削工具旋轉(zhuǎn)這樣的優(yōu)點(diǎn)。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3208345號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利第3672781號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :W02006/101133A1 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本專利第4160319號(hào)公報(bào)牙科用的牙鉆手機(jī)是向患者的口腔內(nèi)插入牙鉆手機(jī)的頭部來(lái)對(duì)牙進(jìn)行切削診療 等的牙鉆手機(jī),為了緩和患者的不適感,或者為了盡量不遮擋手術(shù)人員的視場(chǎng)而改良操作 性,優(yōu)選為小型。為了使頭部小型化,一般考慮減小上述轉(zhuǎn)子的直徑,但在減小轉(zhuǎn)子的直徑 之后欲獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)矩時(shí),需要加快轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。但是,安裝于轉(zhuǎn)子的切削工具的耐用轉(zhuǎn)速 受到限制(通常的牙科用切削工具的情況下,轉(zhuǎn)速為45萬(wàn)rpm以下),而且,過(guò)度提高切削 工具的轉(zhuǎn)速時(shí),有可能導(dǎo)致切削工具折損、自工具保持部飛出等狀況,也會(huì)引起切削時(shí)的噪 音或者發(fā)熱增大等問(wèn)題。因而,不提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速而使頭部小型化是非常困難的。
      在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種牙鉆手機(jī),該牙鉆手機(jī)采用兩段式轉(zhuǎn)子,由單一的構(gòu) 件形成用于向第2渦輪葉片部引導(dǎo)來(lái)自第1渦輪葉片部的空氣的第2空氣通路,并且,使形 成有第2空氣通路的區(qū)域大于形成有供氣通路的區(qū)域,從而,消除加壓空氣的泄漏,能夠在 維持高轉(zhuǎn)矩的同時(shí)、稍稍降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。但是,在此獲得的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速并不足以消除上述 的問(wèn)題點(diǎn),尋求在維持著轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下更有效地降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。另外,在本專利文獻(xiàn)所示 的牙鉆手機(jī)的情況下,在頭部?jī)?nèi),隔著空氣導(dǎo)環(huán)收容支承轉(zhuǎn)子等,該空氣導(dǎo)環(huán)的存在也是難 以使頭部更小型的原因之一。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明即是鑒于上述情況而做成的,其目的在于提供一種在維持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩的同 時(shí)降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、此外也能夠謀求使頭部更加小型化的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器。第1發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器包括由手術(shù)人員把持的把手部、設(shè)置在上述把手 部的前端部的頭部、及借助軸承能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地支承在形成于上述頭部的中空部的轉(zhuǎn) 子,上述轉(zhuǎn)子一體地具有沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第1渦輪葉片的第1渦輪葉片部、 及同樣地沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第2渦輪葉片的第2渦輪葉片部,在上述頭部的 中空部設(shè)有用于自設(shè)置于上述把手部的供氣通路朝向上述轉(zhuǎn)子的第1渦輪葉片部噴出空 氣的供氣口、將來(lái)自上述第1渦輪葉片部的空氣引導(dǎo)到上述第2渦輪葉片部的導(dǎo)入部、及用 于將來(lái)自上述第2渦輪葉片部的空氣排出到設(shè)置于上述把手部的排氣通路的排氣口,自上 述供氣口噴出的空氣從實(shí)質(zhì)上與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向作用于上述第1渦輪葉片 部,使上述轉(zhuǎn)子繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn),該空氣經(jīng)過(guò)在上述各第1渦輪葉片之間形成的 第1空氣通路,自上述第1渦輪葉片沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向被排出,并且,經(jīng)過(guò)在上述導(dǎo)入 部形成的第2空氣通路被引導(dǎo)到第2渦輪葉片,引導(dǎo)到該第2渦輪葉片的空氣在實(shí)質(zhì)上與 上述旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上作用于上述第2渦輪葉片部而推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),經(jīng)過(guò)在上述 各第2渦輪葉片之間形成的第3空氣通路從上述排氣口被排出,其特征在于,上述第1渦輪 葉片的從朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的方向看到的側(cè)面形狀是自上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)朝向下 游側(cè)地凹陷的凹曲形狀,上述第2渦輪葉片的同一側(cè)面形狀是向與該第1渦輪葉片相反的 方向凹陷的凹曲形狀。本發(fā)明優(yōu)選為,上述第2空氣通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹狀空部位由設(shè)置 在形成于上述頭部的中空部的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部、以及形成在該壁部 之間且橫穿與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的面的底壁部形成,上述凹狀空部位由構(gòu)成上述底壁部的表 面的第1面、由自該第1面中的相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸的離心側(cè)部連續(xù)地上升的曲面構(gòu)成的第2 面、以及位于上述底壁部的兩側(cè)的、構(gòu)成上述壁部的底壁部側(cè)內(nèi)表面的第3及第4面形成。在這種情況下,上述底壁部也可以自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心朝向放射方向、或者相對(duì) 于來(lái)自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心的放射方向以朝向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)離心的方式傾斜。 還優(yōu)選為,上述第1及第2面與上述第3及第4面的連接部利用曲面連續(xù)地形成。還優(yōu)選 為,在上述第3及第4面中的、位于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第3面上形成有第5面, 該第5面是通過(guò)切削上述凹狀空部位的開(kāi)口側(cè)部分并朝向上述底壁部?jī)A斜而成的。第2發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器包括由手術(shù)人員把持的把手部、設(shè)置在上述把手 部的前端部的頭部、及借助軸承能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地支承在形成于上述頭部的中空部的轉(zhuǎn)5子,上述轉(zhuǎn)子一體地具有沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第1渦輪葉片的第1渦輪葉片部、 及同樣地沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第2渦輪葉片的第2渦輪葉片部,在上述頭部的 中空部設(shè)有用于自設(shè)置于上述把手部的供氣通路朝向上述轉(zhuǎn)子的第1渦輪葉片部噴出空 氣的供氣口、將來(lái)自上述第1渦輪葉片部的空氣引導(dǎo)到上述第2渦輪葉片部的導(dǎo)入部、及用 于將來(lái)自上述第2渦輪葉片部的空氣排出到設(shè)置于上述把手部的排氣通路的排氣口,自上 述供氣口噴出的空氣從實(shí)質(zhì)上與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向作用于上述第1渦輪葉片 部而使上述轉(zhuǎn)子繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn),該空氣經(jīng)過(guò)在上述各第1渦輪葉片之間形成的 第1空氣通路,自上述第1渦輪葉片沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向被排出,并且,經(jīng)過(guò)在上述導(dǎo)入 部形成的第2空氣通路被引導(dǎo)到第2渦輪葉片,引導(dǎo)到該第2渦輪葉片的空氣在實(shí)質(zhì)上與 上述旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上作用于上述第2渦輪葉片部而推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),經(jīng)過(guò)在上述 各第2渦輪葉片之間形成的第3空氣通路從上述排氣口被排出,其特征在于,上述第2空氣 通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹狀空部位由設(shè)置在形成于上述頭部的中空部的內(nèi)周上且 與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部以及形成在該壁部之間且橫穿與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的面的底 壁部形成,上述凹狀空部位由構(gòu)成上述底壁部的表面的第1面、由自該第1面中的相對(duì)于上 述旋轉(zhuǎn)軸的離心側(cè)部連續(xù)地上升的曲面構(gòu)成的第2面、以及位于上述底壁部的兩側(cè)的構(gòu)成 上述壁部的底壁部側(cè)內(nèi)表面的第3及第4面形成,在上述第3及第4面中的、位于上述轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第3面上形成有第5面,該第5面是通過(guò)切削上述凹狀空部位的開(kāi)口 側(cè)部分并朝向上述底壁部?jī)A斜而成。在上述任一項(xiàng)發(fā)明中,也可以在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上,使形成有上 述第2空氣通路的區(qū)域大于形成有上述供氣口的區(qū)域。在這種情況下,優(yōu)選為形成有上述 第2空氣通路的區(qū)域在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上遍布在除靠近上述排氣口一側(cè) 之外的整周上。另外,也可以是形成有上述第2空氣通路的區(qū)域由多個(gè)區(qū)域構(gòu)成,上述各區(qū)域所 包含的各個(gè)第1面相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸的放射方向具有不同的角度。在這種情況下,優(yōu)選為 對(duì)于在使上述第1面自上述第1面的上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)延長(zhǎng)的線、與通過(guò) 上述第1面的上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部且自上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向延伸的切 線之間形成的切線角,上述各區(qū)域所包含的上述第1面的切線角被設(shè)定為朝向上述轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)變小。在上述任一項(xiàng)發(fā)明中,上述轉(zhuǎn)子具有包含大徑環(huán)部和與該大徑環(huán)部同心的小徑環(huán) 部的環(huán)狀輪轂,上述第1渦輪葉片部形成在上述大徑環(huán)部的外周部,上述第2渦輪葉片部形 成在上述小徑環(huán)部的外周部。采用第1發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,手術(shù)人員通過(guò)把持把手部,能夠使設(shè)置在 上述把手部的前端部的頭部朝向切削對(duì)象部位地進(jìn)行切削作業(yè)。在形成于上述頭部的中空 部,轉(zhuǎn)子借助軸承能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地被支承,該轉(zhuǎn)子由兩段式轉(zhuǎn)子構(gòu)成,自供氣口噴出的 空氣作用于構(gòu)成兩段式轉(zhuǎn)子的第ι渦輪葉片部及第2渦輪葉片部,其能量高效地用于轉(zhuǎn)子 的上述旋轉(zhuǎn)。此時(shí),自供氣口噴出到第1渦輪葉片部的空氣作用于第1渦輪葉片部而使上 述轉(zhuǎn)子繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn)之后,利用形成于頭部的中空部的導(dǎo)入部被引導(dǎo)到達(dá)第2 渦輪葉片部。到達(dá)第2渦輪葉片部的空氣作用于第2渦輪葉片部而進(jìn)一步推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn),之后從上述排氣口被排出。導(dǎo)入到第1渦輪葉片部及第2渦輪葉片部的空氣實(shí)質(zhì)上作用于分別形成在其上的第1渦輪葉片及第2渦輪葉片。在這種情況下,由于第1渦輪葉 片的從朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的方向看到的側(cè)面形狀是自上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)朝向下游 側(cè)地凹陷的凹曲形狀,因此,自供氣口噴出的空氣所保有的能量通過(guò)該第1渦輪葉片被高 效地用作繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。而且,從上述導(dǎo)入部到達(dá)第2渦輪葉片部的空 氣作用于第2渦輪葉片而進(jìn)一步推進(jìn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),但由于該第2渦輪葉片的上述側(cè)面形狀 是向與第1渦輪葉片相反的方向凹陷的凹曲形狀,因此,實(shí)質(zhì)上以沿著第2渦輪葉片的凸曲 面部流動(dòng)的方式進(jìn)行作用。因而,被導(dǎo)入到第2渦輪葉片部的空氣的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)力并沒(méi)有那 么大,轉(zhuǎn)子在此的轉(zhuǎn)速提高程度較小,能夠抑制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。但是,由于自供氣口噴出的空 氣所保有的能量在第1渦輪葉片部被高效地使用,因此,能夠充分確保轉(zhuǎn)子所保有的轉(zhuǎn)矩。只要上述第2空氣通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹狀空部位由設(shè)置在形成于上 述頭部的中空部的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部、以及形成在該壁部之間且橫穿 與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的面的底壁部形成,就不需要構(gòu)成上述專利文獻(xiàn)2所示的空氣引導(dǎo)環(huán)的 構(gòu)件,能夠謀求使頭部小型化。而且,只要該凹狀空部位由第1 第4面形成,就能夠僅通過(guò) 對(duì)頭部的中空部?jī)?nèi)周進(jìn)行切削加工而容易且準(zhǔn)確地加工為期望的形狀。只要使上述底壁部 形成為自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心朝向放射方向,就容易進(jìn)行該加工。另外,只要使該底壁部相對(duì) 于來(lái)自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心的放射方向以朝向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)離心的方式傾斜, 空氣就會(huì)自第1渦輪葉片部的第1空氣通路順暢地流入到第2空氣通路,能夠減小此處的 壓力損失。并且,在上述第1及第2面與上述第3及第4面的連接部利用曲面連續(xù)地形成 的情況下,空氣能夠在第2空氣通路中壓力損失較少地順暢地流通。此外,在位于上述轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第3面上形成有通過(guò)切削上述凹狀空部位的開(kāi)口側(cè)部分并朝向上述 底壁部?jī)A斜的第5面的情況下,空氣自第1空氣通路更順暢地流入到第2空氣通路,該順暢 性與上述第2渦輪葉片的形狀的特性疊加,維持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速抑制效果更加顯著。采用第2發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,除了與上述同樣地將供給空氣的能量有效 地用于轉(zhuǎn)子的上述旋轉(zhuǎn)這樣的兩段式轉(zhuǎn)子特有的效果之外,能夠謀求頭部的小型化,而且, 利用具有上述第5面的第2空氣通路的特有構(gòu)造,能夠在維持所需的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)、獲得降低 了轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子。而且,通用于第1及第2發(fā)明,第2空氣通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹 狀空部位由設(shè)置在形成于上述頭部的中空部的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部、以 及形成在該壁部之間且橫穿與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的面的底壁部形成,因此,導(dǎo)入到第1渦輪 葉片部的空氣隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),在以壓縮的方式被導(dǎo)入到該凹狀空部位內(nèi)的同時(shí)、被導(dǎo)入 到第2渦輪葉片部,由此,頭部?jī)?nèi)始終是正壓狀態(tài)。因而,像上述專利文獻(xiàn)3或4中公開(kāi)的 那樣,也能獲得阻斷供給空氣而使轉(zhuǎn)子停止旋轉(zhuǎn)時(shí)的回吸防止功能。在第1及第2發(fā)明中,在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上,使形成有上述第2空 氣通路的區(qū)域大于形成有上述供氣口的區(qū)域的情況下,自供氣口噴出的空氣能夠可靠地經(jīng) 過(guò)第1空氣通路流入到第2空氣通路。在這種情況下,只要形成有上述第2空氣通路的區(qū) 域在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上遍布在除靠近上述排氣口一側(cè)之外的整周上,流入 到第2空氣通路的空氣就不會(huì)立即朝向排氣口而會(huì)臨時(shí)滯留在第2空氣通路中,因此,上述 回吸防止效果進(jìn)一步提高,并且,由于能夠?qū)⒆缘?渦輪葉片部導(dǎo)入的空氣從第2空氣通路 順暢地導(dǎo)入到第2渦輪葉片,因此,能夠在維持著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下抑制轉(zhuǎn)速。另外,在第1及第2發(fā)明中,在形成有上述第2空氣通路的區(qū)域由多個(gè)區(qū)域構(gòu)成,上述各區(qū)域所包含的各個(gè)第1面相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸的放射方向具有不同的角度的情況下, 在各區(qū)域中流入到第2空氣通路的空氣的作用不同。因而,通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各區(qū)域的每個(gè) 角度來(lái)協(xié)調(diào)空氣向第3空氣通路的導(dǎo)入功能和空氣在第2空氣通路中的臨時(shí)滯留功能,能 夠高效地進(jìn)行轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低及回吸防止功能這兩者。特別是,只要對(duì)于在使上述第1面 自上述第1面的上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)延長(zhǎng)而成的線、與通過(guò)上述第1面的上 述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部且自上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向延伸而成的切線之間形成 的切線角,上述各區(qū)域所包含的上述第1面的切線角被設(shè)定為朝向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下 游側(cè)變小,就能夠謀求在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)空氣臨時(shí)滯留在第2空氣通路中,謀求在 下游側(cè)能夠迅速地流入到第3空氣通路中。并且,在第1及第2發(fā)明中,只要上述轉(zhuǎn)子具有包含大徑環(huán)部和與該大徑環(huán)部同心 的小徑環(huán)部的環(huán)狀輪轂,上述第1渦輪葉片部形成在上述大徑環(huán)部的外周部,上述第2渦輪 葉片部形成在上述小徑環(huán)部的外周部,就能夠容易地加工兩段式轉(zhuǎn)子。


      圖1是作為本發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器的一個(gè)實(shí)施方式的牙科用氣渦輪牙鉆 手機(jī)的側(cè)視圖。圖2是該牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)的主要部分的縱剖視圖。圖3是該牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)的主要部分的局部斷裂、局部縱剖及局部立體 圖。圖4是圖2中的IV-IV向視剖視圖。圖5是表示組裝于該牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)例子的立體圖。圖6是該牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)的頭部的俯視圖。圖7是圖6中的VII-VII向視剖視圖。圖8是圖6中的VIII部的放大圖。圖9是圖7中的IX部的放大圖。圖10是圖6中的X-X向視剖視圖。圖11是將該牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)中的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系和比較例一同 表示曲線圖。圖12是表示頭部的另一實(shí)施方式的概略俯視圖。
      具體實(shí)施例方式下面,根據(jù)

      本發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器的實(shí)施方式。圖1是表示作為 本發(fā)明的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器的一個(gè)實(shí)施方式的牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的側(cè) 視圖。在圖1中,牙鉆手機(jī)1具有供手術(shù)人員在治療時(shí)手持的部分、即把手部2,在該把手部 2的基端部,與以往的牙鉆手機(jī)同樣地設(shè)有用于與空氣、水等作用介質(zhì)的供給管3相連接的 連接部2a,在把手部2的前端部,通過(guò)頸部2b連結(jié)有頭部4。在該頭部4能夠裝卸自由地 安裝切削工具5。圖2 圖4是將圖1的頭部4及其附近部放大后的圖。如這些附圖所示, 頭部4 一體地包括連結(jié)在把手部2的前端的軸部40、及收容上述切削工具5和驅(qū)動(dòng)該切削 工具5的驅(qū)動(dòng)部6的筒狀殼體部41,筒狀殼體部41的中心軸線(相當(dāng)于后述的切削工具的旋轉(zhuǎn)中心軸線,之后稱作旋轉(zhuǎn)軸線)41a如圖2所示地相對(duì)于軸部40的軸心40a垂直或大 致垂直地定向。如圖2 圖4所示,頭部4的軸部40具有被加工為能夠插入固定于筒狀把手部2 的前端的尺寸和形狀的截面縮小部40b。在軸部40還形成有使把手部2側(cè)的后端面40c (圖 3及圖4所示的附圖上右側(cè)的端面)與筒狀殼體部41的內(nèi)壁面流體連通的多個(gè)通孔。在這 多個(gè)通孔中包含用于向切削工具驅(qū)動(dòng)部6供給加壓空氣的供氣通路71 73、及用于將來(lái)自 切削工具驅(qū)動(dòng)部6的加壓空氣排出的排氣通路81、82。供氣通路71 73連接于供氣管7,該供氣管7自與圖1所示的作用介質(zhì)供給管3 的連接部加沿著把手部2的長(zhǎng)軸方向配設(shè)在該把手部2的內(nèi)部。如圖4所示,各供氣通路 71 73通過(guò)將軸部40自其把手部2側(cè)的后端面40c和截面縮小部40b的外周面朝向筒狀 殼體部41的內(nèi)壁面地加工出規(guī)定長(zhǎng)度的孔而形成。供氣通路71與打孔加工于上述軸部40 中的供氣管7的連接部70相通,供氣通路72、73通過(guò)打孔加工于軸部40中的連結(jié)通路72a、 73a與上述連接部70相通。因而,自供氣管7供給的加壓空氣經(jīng)過(guò)各供氣通路71 73被 導(dǎo)入到筒狀殼體部41內(nèi)。上述供氣通路72、73的基部側(cè)在截面縮小部40b的外周面開(kāi)口, 因此,在該供氣通路72、73的該開(kāi)口側(cè)的中途壓入密閉有球形密封構(gòu)件(例如鋼球)72b、 73b。在圖示例子中,連結(jié)通路73a形成為橫穿供氣通路72地與供氣通路72相通,并且也與 供氣通路73相通。各供氣通路71 73在其前側(cè)具有小徑的噴嘴部710、720、730,該噴嘴 部710、720、730的前端在上述筒狀殼體部41的內(nèi)壁面開(kāi)口而成為供氣口 711、721、731 (也 參照?qǐng)D10)。噴嘴部710、720、730優(yōu)選配置為,利用自噴嘴部710、720、730噴射的加壓空 氣,使配置在筒狀殼體部41的內(nèi)側(cè)的切削工具5受到以旋轉(zhuǎn)軸線41a為中心地向箭頭42方 向(圖4中的順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)的力。具體地講,優(yōu)選將供氣口 711、721、731配置成沿著 圓周方向排列在筒狀殼體部41的圓筒內(nèi)表面上,并且,如圖4所示,將噴嘴部710、720、730 的中心軸線與通過(guò)筒狀殼體部41的圓筒內(nèi)表面上的點(diǎn)且與該中心軸線交叉的點(diǎn)的切線的 交角(噴嘴切線角α )設(shè)定為約10 50°。另外,各噴嘴部710、720、730分別通過(guò)錐形部連接于供氣通路71 73,該供氣通 路71 73的通過(guò)錐形部的連接部分的總橫截面積形成得大于各噴嘴部710、720、730在 上述筒狀殼體部41的內(nèi)壁面開(kāi)口的部分的總橫截面積。各錐形部的角度(錐角)優(yōu)選約 15 45°。還優(yōu)選為,為了使自各噴嘴部710、720、730噴射的空氣的流速大于自上述連接 部70供給的空氣的流速,總計(jì)噴嘴部710、720、730的橫截面積而成的有效截面積小于供氣 管7的有效截面積。如圖10所示,供氣口 711、721、731的形狀通常為橢圓形,但并不限定于此,也可以 是方形(未圖示)。另外,如上所述,上述連接部70與軸部40的軸心40a平行地形成,加壓 空氣的供氣管7通過(guò)連接構(gòu)件連接于該連接部70。因此,例如與連接部70相對(duì)于軸部40 的軸心40a傾斜地形成的情況相比,能夠有效地利用與軸部后端面40c相鄰的空間。如圖 2所示,排氣通路81、82形成在供氣通路71 73的下方,其由自軸部后端面40c貫穿于筒 狀殼體部41的內(nèi)壁面的孔構(gòu)成。排氣通路81、82的前端部在筒狀殼體部41的內(nèi)壁面開(kāi)口 而成為排氣口 811、821(參照?qǐng)D10),而且,排氣通路81、82的基端部在上述軸部后端面40c 開(kāi)口,其將把手部2的內(nèi)筒部作為排氣通路,通過(guò)圖1所示的上述連接部加和供給管3與 未圖示的排氣部件相通。并且,在上述軸部40配設(shè)有用于照明上述切削工具5的前端部的9導(dǎo)光體9,還設(shè)有用于朝向切削工具5的前側(cè)注水的芯部空氣管路10。另外,與芯部空氣管 路10相通的供水管路及供水管路的圖示省略。如圖2及圖3所示,頭部4的筒狀殼體部41具有與驅(qū)動(dòng)部6的外側(cè)形狀相對(duì)應(yīng)的 形狀和尺寸的圓筒狀中空部410,該驅(qū)動(dòng)部6用于將自上述供氣通路71 73噴出的加壓 空氣轉(zhuǎn)換為切削工具5的旋轉(zhuǎn)力。該中空部410在其上部和下部的開(kāi)口部411、412處開(kāi)放 (也參照?qǐng)D10)。而且,上述驅(qū)動(dòng)部6可從上部開(kāi)口部411插入到中空部410中,切削工具 5能夠相對(duì)于在插入到中空部410的驅(qū)動(dòng)部6設(shè)置的后述的工具支承部50裝卸自由地通 過(guò)下部開(kāi)口部412安裝在該工具支承部50上。另外,為了將配置在中空部410中的驅(qū)動(dòng)部 6保持在該中空部410的規(guī)定位置,在上部開(kāi)口部411裝卸自由地設(shè)有環(huán)狀副殼體413。該 副殼體413在其外周部形成有陽(yáng)螺紋,與形成在開(kāi)口部411的內(nèi)周部的陰螺紋部螺紋接合, 利用安裝于頭部4的小螺釘414鎖定該螺紋接合狀態(tài)(也參照?qǐng)D1)。在該副殼體413的 上表面還設(shè)有蓋支承環(huán)415,蓋11利用該蓋支承環(huán)415裝卸自由地安裝在開(kāi)口部411。該 蓋支承環(huán)415卡定蓋11的周緣部,從而不容許蓋11在沿著旋轉(zhuǎn)軸線41a的方向上下運(yùn)動(dòng), 能夠阻止蓋11向上方脫出。在本實(shí)施方式中,如圖2所示,在蓋11的內(nèi)側(cè)與驅(qū)動(dòng)部6之間 彈性安裝有彈簧構(gòu)件(圖示例子中是防松墊圈)111,利用該彈簧構(gòu)件111的施力,蓋11穩(wěn) 定地保持在圖示的位置。該彈簧構(gòu)件111在上述彈性安裝狀態(tài)下發(fā)揮功能,從而對(duì)以橫跨 (日文跨3 )后述的上部軸承部12的外側(cè)環(huán)122和上述蓋支承環(huán)415的方式設(shè)置的按壓 環(huán)112施力,將驅(qū)動(dòng)部6保持在規(guī)定位置。通過(guò)克服彈簧構(gòu)件111的彈力地按壓上述蓋11, 能夠解除工具支承部(例如卡盤)50對(duì)切削工具5的把持來(lái)更換切削工具5。如圖2所示,切削工具5驅(qū)動(dòng)部6具有沿著中空部410的旋轉(zhuǎn)軸線41a支承切削工 具5的工具支承部50。在工具支承部50中形成有距其一端部(圖2及圖3中的下端部) 規(guī)定深度的孔(工具支承孔)51。工具支承部50還包括用于保持插入到工具支承孔51中 的切削工具5的卡盤機(jī)構(gòu)(未圖示)。該卡盤機(jī)構(gòu)是公知的機(jī)構(gòu),能夠在按壓蓋11時(shí)解除 保持來(lái)更換切削工具5,在離開(kāi)開(kāi)蓋11的狀態(tài)下鎖定切削工具5,解除鎖定而能夠在按壓蓋 11的狀態(tài)下更換切削工具5。工具支承部50并不限定于卡盤方式,也可以包括利用橡膠等 彈性構(gòu)件的摩擦力作用能夠裝卸地保持切削工具5的方式。上述工具支承部50被分別設(shè)置在其上部和下部的上部軸承部12和下部軸承部13 以旋轉(zhuǎn)軸線41a為中心旋轉(zhuǎn)自由地支承。上部軸承部12和下部軸承部13基本上具有相同 的結(jié)構(gòu),在本實(shí)施方式中采用公知的球軸承。但是,軸承的構(gòu)造并不限定于球軸承,也可以 采用其他的軸承構(gòu)造(例如滑動(dòng)軸承、空氣軸承等)。具體地講,上部軸承部(球軸承)12 具有內(nèi)側(cè)環(huán)121、同心地配置于該內(nèi)側(cè)環(huán)121的外側(cè)環(huán)122、及配置在這些內(nèi)側(cè)環(huán)121與外 側(cè)環(huán)122之間的多個(gè)滾珠123。而且,內(nèi)側(cè)環(huán)121外嵌固定于工具支承部50。另一方面,外 側(cè)環(huán)122隔著0型密封圈124以壓入狀態(tài)固定在上述副殼體413上。在副殼體413的內(nèi)周 部形成有收容該0型密封圈IM的周槽413a。利用該0型密封圈IM防止噴射到后述的轉(zhuǎn) 子14上的加壓空氣向上方泄漏。下部軸承部13與上部軸承部12同樣地由球軸承構(gòu)成,該下部軸承部(球軸承)13 與上部軸承部12同樣地由內(nèi)側(cè)環(huán)131、外側(cè)環(huán)132和配置在它們之間的多個(gè)滾珠133構(gòu)成。 而且,內(nèi)側(cè)環(huán)131外嵌固定于工具支承部50。另一方面,外側(cè)環(huán)132隔著0型密封圈134以 壓入狀態(tài)固定在筒狀殼體部41的中空部410上。利用該0型密封圈134防止加壓空氣向下方泄漏。筒狀殼體部41的中空部410形成為與配置有上述上部軸承部12、下部軸承部 13和后述的轉(zhuǎn)子14的部位相對(duì)應(yīng)的尺寸形狀,其概略地由內(nèi)徑較大的上部大徑筒部416、 內(nèi)徑較小的下部小徑筒部417、及配置在兩筒部416、417之間的臺(tái)階部418構(gòu)成(也參照?qǐng)D 10)。設(shè)置于上述下部軸承部13的0型密封圈134收容在形成于下部小徑筒部417的內(nèi)周 的周槽417a中。接著,也參照?qǐng)D5說(shuō)明轉(zhuǎn)子14的結(jié)構(gòu)。在上述工具支承部50中的位于上述上部 軸承部12與下部軸承部13之間的部分一體設(shè)有兩段式轉(zhuǎn)子14,該兩段式轉(zhuǎn)子14用于利用 自上述供氣通路71 73噴射的加壓空氣使工具支承部50、進(jìn)而通過(guò)該工具支承部50使切 削工具5繞上述旋轉(zhuǎn)軸線41a旋轉(zhuǎn)。如圖5中的轉(zhuǎn)子部的立體圖詳細(xì)所示,轉(zhuǎn)子14由環(huán)狀 的輪轂140構(gòu)成,該環(huán)狀輪轂140同心地包括中央的通孔141、上端的大徑環(huán)部142、及下段 的小徑環(huán)部143。通孔141的內(nèi)徑與支承轉(zhuǎn)子14的工具支承部50中的大致中途部分的外 徑大致相等,通過(guò)向該通孔141中按壓工具支承部50的該中途部分,使轉(zhuǎn)子14和工具支承 部50 —體化。作為該一體化,也可采用熱裝、鉚接、或者鍵結(jié)合等方法。上述大徑環(huán)部142 及小徑環(huán)部143上下兩段地一體化,在上段的大徑環(huán)部142的外周部設(shè)有第1渦輪葉片部 15,在下段的小徑環(huán)部143的外周部設(shè)有第2渦輪葉片部16。第1渦輪葉片部15由形成在輪轂140的上端部的圓形的上部頂壁144、以及自該 上部頂壁144的底部(下表面)沿著上述大徑環(huán)部142的外周部向下方延伸且向半徑方向 外側(cè)突出的許多個(gè)(本實(shí)施方式中為18個(gè))突出壁(第1渦輪葉片151)構(gòu)成。第1渦輪 葉片151沿著大徑環(huán)部142的圓周方向等間隔地設(shè)置。在各第1渦輪葉片151中還包括第 1渦輪葉片151的一個(gè)面(在轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42上位于上游側(cè)的作用面152)和另一個(gè) 面(在轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42上位于下游側(cè)的引導(dǎo)面153),在相鄰的各第1渦輪葉片151 之間,由該作用面152及引導(dǎo)面153、上部頂壁144的下表面、大徑環(huán)部142的外周部形成第 1空氣通路154。第1空氣通路154的高度位置(沿著上述旋轉(zhuǎn)軸線41a的高度位置)設(shè) 定為在將轉(zhuǎn)子14設(shè)置于上述中空部410的狀態(tài)下,自上述供氣噴嘴部710、720、730噴射來(lái) 的加壓空氣可吹入到第1空氣通路154的上部這樣的位置。另外,各第1空氣通路154中 的從上述上部頂壁144的下表面到大徑環(huán)部142的外周部的形狀形成為朝向半徑方向內(nèi)側(cè) 彎曲的曲面(曲面形狀在圖2中表示得最明顯)155,從轉(zhuǎn)子14的半徑方向外側(cè)吹入到第1 空氣通路154中的空氣沿著上述曲面155帶有最小的空氣阻力地順暢地向下方變換方向。 另外,各第1渦輪葉片151的從朝向上述旋轉(zhuǎn)軸線41a的方向看到的側(cè)面形狀為從上述轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)方向42的上游側(cè)朝向下游側(cè)凹陷的凹曲形狀。第2渦輪葉片部16由利用上述第1空氣通路154的下端和內(nèi)側(cè)的緣部將外周切 邊而成的下部頂壁145、以及自該下部頂壁145的底部沿著小徑環(huán)部143的外周部向下方延 伸且向半徑方向外側(cè)突出的許多個(gè)(本實(shí)施方式中為18個(gè))突出壁(第2渦輪葉片161) 構(gòu)成。第2渦輪葉片161沿著圓周方向等間隔地設(shè)置。在各第2渦輪葉片161中還包括第 2渦輪葉片161的一個(gè)面(在轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42上位于上游側(cè)的作用面162)和另一個(gè) 面(在轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42上位于下游側(cè)的引導(dǎo)面163),在相鄰的各第2渦輪葉片161 之間,由該作用面162及引導(dǎo)面163、下部頂壁145的下表面、小徑環(huán)部143的外周部形成第 3空氣通路164。特別是,各第3空氣通路164中的從上述下部頂壁145的下表面到小徑環(huán) 部143的外周部的形狀形成為朝向半徑方向內(nèi)側(cè)彎曲的曲面(曲面形狀在圖2中表示得最明顯)165,從轉(zhuǎn)子14的半徑方向外側(cè)吹入到第3空氣通路164中的空氣沿著上述曲面165 帶有最小的空氣阻力地順暢地向下方變換方向。另外,第3空氣通路164的高度位置(沿 著上述旋轉(zhuǎn)軸線41a的高度位置)設(shè)定為在將轉(zhuǎn)子14設(shè)置于上述中空部410的狀態(tài)下,第 3空氣通路164的底部處于與上述排氣通路81、82大致相同的位置。而且,各第2渦輪葉片 161的從朝向上述旋轉(zhuǎn)軸線41a的方向看到的側(cè)面形狀為向與上述第1渦輪葉片151相反 的方向凹陷的凹曲形狀。第2渦輪葉片161的下片朝向上述旋轉(zhuǎn)方向42側(cè)地彎曲,相對(duì)于 與上述旋轉(zhuǎn)軸線41a平行的方向的彎曲角度β被設(shè)定為大于0°且小于等于70°。如圖2所示,用于將來(lái)自上述第1渦輪葉片部15的空氣引導(dǎo)到第2渦輪葉片部16 的空氣的導(dǎo)入部17設(shè)置在上述頭部4中的上述中空部410的內(nèi)周、詳細(xì)地講是上述臺(tái)階部 418。也參照?qǐng)D6 圖10說(shuō)明該導(dǎo)入部17。自上述供氣通路71 73噴出到中空部410 的加壓空氣自第1空氣通路巧4的半徑方向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)地被引導(dǎo),而且,從第1空氣通路 154的下端部排出的加壓空氣自第3空氣通路164的半徑方向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)地被引導(dǎo)。上 述導(dǎo)入部17由用于自第1空氣通路IM的下端部向第3空氣通路164引導(dǎo)空氣的多個(gè)(圖 示例子中為7個(gè))的第2空氣通路170構(gòu)成,該多個(gè)第2空氣通路170沿著以上述旋轉(zhuǎn)軸 線41a為中心的圓周方向并列設(shè)置,其形成的區(qū)域171在該圓周方向上遍布在除靠近上述 排氣口 811、821—側(cè)之外的整周上(參照?qǐng)D6)。另外,該多個(gè)第2空氣通路170所形成的 區(qū)域171不包含上述供氣通路71 73的供氣口 711、721、731所形成的區(qū)域74,且形成得 大于供氣口 711、721、731所形成的區(qū)域74(參照?qǐng)D4及圖6)。上述多個(gè)第2空氣通路170自上述中空部410中的臺(tái)階部418形成到小徑筒部417 的內(nèi)周。形成為在將上述驅(qū)動(dòng)部6收容于中空部410時(shí),轉(zhuǎn)子14的第1渦輪葉片部15帶 有些許間隙地嵌入到大徑筒部416的內(nèi)周部,第2渦輪葉片部16帶有些許間隙地嵌入到小 徑筒部417的內(nèi)周部。而且,上述供氣口 711、721、731以在大徑筒部416的內(nèi)表面上開(kāi)口 地與上述第1空氣通路巧4相對(duì)的方式定位,排氣口 811、821在小徑筒部417的內(nèi)表面上 開(kāi)口地定位在上述第3空氣通路164的下端部位。并且,在上述臺(tái)階部418的與上述排氣 通路81、82相對(duì)應(yīng)的部位,與該排氣通路81、82相通的輔助排氣口 83以長(zhǎng)孔狀開(kāi)口,導(dǎo)入 到第1空氣通路1 中的空氣的一部分不朝向第2及第3空氣通路170、164,而直接自排氣 通路81、82排氣。上述第2空氣通路170由多個(gè)凹狀空部位18構(gòu)成,該凹狀空部位18由設(shè)置在形 成于上述頭部4的中空部410的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸線41a平行的多個(gè)壁部181、以及形 成在該壁部181之間且橫穿與上述旋轉(zhuǎn)軸線41a平行的面的底壁部182形成。上述凹狀空 部位18由構(gòu)成上述底壁部182的表面的第1面18a、由自該第1面18a中的相對(duì)于上述旋 轉(zhuǎn)軸線41a的離心側(cè)部連續(xù)地上升的曲面構(gòu)成的第2面18b、以及位于上述底壁部182的兩 側(cè)的、構(gòu)成上述壁部181的底壁部側(cè)內(nèi)表面的第3及第4面18c、18d形成。而且,在上述第 3及第4面18c、18d中的、位于上述轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42的上游側(cè)的第3面18c上形成 有第5面18e,該第5面18e是通過(guò)切削上述凹狀空部位18的朝上開(kāi)口側(cè)部分并朝向上述 底壁部182傾斜而形成的。這樣,通過(guò)形成第5面18e,自第1空氣通路154向第2空氣通 路170的空氣流入性升高,由此,能夠有效地抑制轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)速、并防止回吸(日文寸夂 ”” ”。并且,上述底壁部182、即第1面18a以自上述旋轉(zhuǎn)軸線41a的軸心朝向放射 方向、且相對(duì)于該放射方向朝向上述轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42的下游側(cè)離心的方式傾斜。通過(guò)這樣地將第1面18a以朝向轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42的下游側(cè)離心的方式傾斜地形成,使 流入的空氣易于暫時(shí)滯留在凹狀空部位18中,能夠使上述回吸防止功能更加顯著。如圖8 所示,第1面18a的中心線與該中心線同上述小徑筒部417內(nèi)周交叉的部分的切線所成的 角度(切線角)Y被設(shè)定為45° 60°。另外,上述第1及第2面18a、18b與上述第3及 第4面18c、18d的連接部利用曲面連續(xù)地形成,由此,第2空氣通路170中的空氣流通壓力 損失較少,非常順暢。該連接部的曲面的曲率半徑優(yōu)選為0. Imm以上。在使用如上所述地構(gòu)成的牙鉆手機(jī)1切削牙齒的情況下,如圖1所示,選擇適合目 標(biāo)作業(yè)的切削工具5,將其從下方安裝在工具支承部50上。接著,從未圖示的加壓空氣供給 源供給來(lái)的加壓空氣通過(guò)供給用管3被輸送到各供氣通路71 73。接著,加壓空氣從各 供氣通路71 73被供給到噴嘴部710、720、730。在噴嘴部710、720、730中通過(guò)的加壓空 氣加速,朝向與轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)軸線41a正交的方向(轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42上的下游側(cè)) 自供氣口 711、721、731噴出。于是,通過(guò)向上述第1空氣通路154中吹入加壓空氣,對(duì)圖5 所示的第1渦輪葉片部15中的第1渦輪葉片151的上述作用面152作用以加壓空氣的能 量,使轉(zhuǎn)子14繞旋轉(zhuǎn)軸線41a的軸心向箭頭42方向旋轉(zhuǎn)。隨著該旋轉(zhuǎn),向通過(guò)供氣口 711、 721,731的對(duì)置部的第1空氣通路154中依次吹入加壓空氣,轉(zhuǎn)子14繼續(xù)上述旋轉(zhuǎn)。由于 第1渦輪葉片151的上述側(cè)面形狀做成向旋轉(zhuǎn)方向42凹陷的凹曲形狀,因此,吹入到第1 空氣通路154中的加壓空氣的能量作用于該作用面152,作為轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力被高效地 消耗。因而,在該階段中,轉(zhuǎn)子14會(huì)在高轉(zhuǎn)速且保有較大轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。然后,供給到第1空氣通路154的加壓空氣在各第1渦輪葉片151之間的第1空 氣通路154中向下方流動(dòng)。然后,在轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)的同時(shí)第1空氣通路IM移動(dòng)到形成于頭 部4的筒狀殼體部41的第2空氣通路170的對(duì)置位置時(shí),空氣從第1空氣通路154的底部 開(kāi)口部流入到第2空氣通路170。此時(shí),由于第5面18e形成在凹狀空部位18的上游側(cè)且 朝向第1面18a(底壁部182)傾斜,因此,空氣會(huì)順暢地流入到第2空氣通路170。進(jìn)入到 第2空氣通路170的空氣沿著形成該第2空氣通路170的凹狀空部位18的第1 第5面 18a 18e,朝向轉(zhuǎn)子14的半徑方向內(nèi)側(cè)被輸送到轉(zhuǎn)子14的第3空氣通路164。由于凹狀 空部位18以其第1面18a如圖8所示地以角度、向離心方向傾斜的狀態(tài)形成,因此,流入 到凹狀空部位18的空氣易于臨時(shí)滯留,在提高了其內(nèi)壓的狀態(tài)下被輸送到第3空氣通路 164。流入到第3空氣通路164的加壓空氣被在形成該第3空氣通路164的各第2渦輪葉 片161之間以及在這之間夾著的內(nèi)側(cè)的曲面165引導(dǎo)而向下方移動(dòng),通過(guò)排氣口 811、821 被輸送到排氣通路81、82。輸送到排氣通路81、82的空氣經(jīng)過(guò)把手部2的內(nèi)筒部,通過(guò)連接 于牙鉆手機(jī)1的作用介質(zhì)供給管3被放出到外部。流入到第3空氣通路164的加壓空氣作用于構(gòu)成第2渦輪葉片部16的第2渦輪葉 片161的上述作用面162,進(jìn)一步推進(jìn)轉(zhuǎn)子14的上述旋轉(zhuǎn)。但是,由于第2渦輪葉片161的 側(cè)面形狀做成向與第1渦輪葉片151相反的方向凹陷的凹曲形狀,因此,第2渦輪葉片161 的作用面162成為與作用的空氣流相對(duì)的凸曲面,流入到第3空氣通路164的空氣以沿著 該凸曲面流動(dòng)的方式進(jìn)行作用。因而,導(dǎo)入到第2渦輪葉片部16的空氣的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)力并沒(méi) 有那么大,轉(zhuǎn)子14在此的轉(zhuǎn)速提高的程度較小,能夠抑制轉(zhuǎn)子14整體的轉(zhuǎn)速。但是,利用加 壓空氣對(duì)第1渦輪葉片部15的作用,轉(zhuǎn)子14充分地保有轉(zhuǎn)矩,因此,能夠維持用于切削牙 齒所要求的切削能力。而且,通過(guò)抑制轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)速,能夠使其小于等于切削工具5的耐用轉(zhuǎn)速,也不存在切削工具5折損、自工具保持部50飛出等隱患,并且,切削時(shí)的噪音或者 發(fā)熱變小,也不會(huì)使患者產(chǎn)生不適感。在停止噴出加壓空氣時(shí),轉(zhuǎn)子14停止旋轉(zhuǎn),但在轉(zhuǎn)子 14的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,在上述凹狀空部位18始終充滿空氣,該部分的內(nèi)壓為較高的狀態(tài),因此, 即使停止噴出加壓空氣,也不會(huì)進(jìn)行回吸,不會(huì)將切削屑、治療液從牙齒的切削部位吸引到 頭部4的機(jī)械部?jī)?nèi)。參照?qǐng)D11對(duì)上述那樣通過(guò)大致維持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩并降低轉(zhuǎn)速而獲得的牙科用氣渦 輪牙鉆手機(jī)的功能特性進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示在使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使切削工具作用于牙 齒的情況下的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與此時(shí)牙齒所負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的曲線圖。由該曲線圖可知,自 無(wú)負(fù)荷狀態(tài)使切削工具作用于牙齒,隨著加強(qiáng)該作用力,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低,但牙齒所承受的 負(fù)荷、即轉(zhuǎn)矩變大。在轉(zhuǎn)速為零時(shí),轉(zhuǎn)矩最大,將此時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱作鎖定轉(zhuǎn)矩(日文口 7夕卜 ^夂),是在臨床現(xiàn)場(chǎng)受到重視的轉(zhuǎn)矩。該鎖定轉(zhuǎn)矩越高,越能夠以較強(qiáng)的力切削牙齒,通常 說(shuō)氣渦輪牙鉆手機(jī)的轉(zhuǎn)矩較高。圖11中的曲線a表示以往的氣渦輪牙鉆手機(jī)的例示,在這種情況下,在欲使鎖定 轉(zhuǎn)矩為等級(jí)A時(shí),需要為轉(zhuǎn)子無(wú)負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)數(shù),下同)60萬(wàn)rpm左右。這樣,由于 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于切削工具的臨界轉(zhuǎn)速45rpm,因此產(chǎn)生上述隱患。因此,如曲線b所示,降低噴到轉(zhuǎn) 子上的加壓空氣的壓力而使其為轉(zhuǎn)速40萬(wàn)rpm時(shí),鎖定轉(zhuǎn)矩也降低到等級(jí)B左右,牙齒的 切削能力降低,作為氣渦輪牙鉆手機(jī)的實(shí)用性降低。像上述專利文獻(xiàn)2中提出的那樣,曲線 c通過(guò)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子等的構(gòu)造,不降低鎖定轉(zhuǎn)矩而降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,不會(huì)導(dǎo)致牙齒的切削能力降 低。但是,無(wú)法使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為切削工具的臨界轉(zhuǎn)速以下,無(wú)法消除切削工具產(chǎn)生不良的隱 患。曲線d表示具有上述結(jié)構(gòu)的氣渦輪牙鉆手機(jī)1的情況下的同樣的關(guān)系,表示能夠在將 鎖定轉(zhuǎn)矩維持在對(duì)等級(jí)A的狀態(tài)下將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低到40萬(wàn)rpm。在圖11中,將曲線a、c 與曲線d進(jìn)行比較,例如在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為20萬(wàn)rpm時(shí),曲線d情況下的轉(zhuǎn)矩值低于曲線a、 c情況下的轉(zhuǎn)矩值。但是,由于鎖定轉(zhuǎn)矩在等級(jí)A處相同,因此,實(shí)質(zhì)上的切削能力沒(méi)有變 化,手術(shù)人員的切削感也不變。這樣,構(gòu)成轉(zhuǎn)子14的第1及第2渦輪葉片151、161與第2空氣通路170各自特有 的結(jié)構(gòu)疊加,能夠在維持著轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)速。由此,能夠使轉(zhuǎn)子14為 小徑,能夠使頭部4小型化,牙科用氣渦輪牙鉆手機(jī)1的各種適應(yīng)性顯著提高。而且,由于 在頭部4的中空部410中直接形成第2空氣通路170,因此,能有效地利用中空部410的空 間,更加有助于小型化。圖12是表示頭部4的另一實(shí)施方式的俯視圖,作為與圖6相對(duì)應(yīng)的概略圖來(lái)表 示。在本實(shí)施方式中,形成有多個(gè)(圖示例子中為6個(gè))第2空氣通路170的區(qū)域由多個(gè)區(qū) 域構(gòu)成,上述各區(qū)域所包含的各個(gè)第1面相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸的放射方向具有不同的角度。 即,該角度與圖8所示的角度(切線角)Y相對(duì)應(yīng),在圖12中,6個(gè)第2空氣通路170自上 述旋轉(zhuǎn)方向42的上游側(cè)朝向下游側(cè)地每?jī)蓚€(gè)(170-1、170-2、170-;3)成一對(duì),各對(duì)構(gòu)成上述 區(qū)域,各個(gè)區(qū)域中的上述角度Y像Y-1、Y _2、Y-3那樣被設(shè)定為朝向轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向 42的下游側(cè)變小。這樣,通過(guò)將角度Y設(shè)定為朝向轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向42的下游側(cè)變小, 在轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè),謀求使空氣臨時(shí)滯留在第2空氣通路170中,在下游側(cè),能夠 謀求迅速地流入到第3空氣通路164中。由此,能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)速抑制與上述 回吸防止功能的平衡。14
      在圖12中,將6個(gè)第2空氣通路170分為每?jī)蓚€(gè)一組,將其做成多個(gè)區(qū)域,使這些 各區(qū)域的上述切線角、朝向下游側(cè)地依次不同,但區(qū)域的構(gòu)成方式并不限定于此。例如, 也能夠由一個(gè)第2空氣通路170構(gòu)成各區(qū)域,而且,也能夠使各區(qū)域所包含的第2空氣通路 170的數(shù)量不同。圖12所示的各第2空氣通路170-1、170-2、170-3省略添加附圖標(biāo)記,但其均由與 上述相同的具有第1 第5面18a 18e的凹狀空部位18構(gòu)成。另外,由于其他結(jié)構(gòu)也與 圖6相同,因此,省略添加各個(gè)附圖標(biāo)記及其說(shuō)明。另外,在上述實(shí)施方式中,舉例說(shuō)明了牙科用的氣渦輪牙鉆手機(jī),但也能夠?qū)⒈景l(fā) 明應(yīng)用于由手術(shù)人員使用的其他的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器。另外,構(gòu)成第1及第2渦輪葉片 部15、16的第1及第2渦輪葉片151、161的數(shù)量、以及構(gòu)成導(dǎo)入部17的第2空氣通路170 的數(shù)量并不限定于例示的數(shù)量。
      權(quán)利要求
      1.一種空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,該空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器包括由手術(shù)人員把持的把手部、 設(shè)置在上述把手部的前端部的頭部及借助軸承能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地支承在形成于上述頭 部的中空部的轉(zhuǎn)子;上述轉(zhuǎn)子一體地具有沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第1渦輪葉片的第1渦輪葉片部 及同樣地沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第2渦輪葉片的第2渦輪葉片部;在上述頭部的中空部設(shè)有用于自設(shè)置于上述把手部的供氣通路朝向上述轉(zhuǎn)子的第1 渦輪葉片部噴出空氣的供氣口、將來(lái)自上述第1渦輪葉片部的空氣引導(dǎo)到上述第2渦輪葉 片部的導(dǎo)入部、及用于將來(lái)自上述第2渦輪葉片部的空氣排出到設(shè)置于上述把手部的排氣 通路的排氣口;自上述供氣口噴出的空氣從實(shí)質(zhì)上與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向作用于上述第1 渦輪葉片部而使上述轉(zhuǎn)子繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn),該空氣經(jīng)過(guò)在上述各第1渦輪葉片之 間形成的第1空氣通路,自上述第1渦輪葉片沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向被排出,并且,經(jīng)過(guò)在 上述導(dǎo)入部形成的第2空氣通路被引導(dǎo)到第2渦輪葉片,引導(dǎo)到該第2渦輪葉片的空氣在 實(shí)質(zhì)上與上述旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上作用于上述第2渦輪葉片部而推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),經(jīng) 過(guò)在上述各第2渦輪葉片之間形成的第3空氣通路從上述排氣口被排出,其特征在于,上述第1渦輪葉片的從朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的方向看到的側(cè)面形狀是自上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 方向上游側(cè)朝向下游側(cè)地凹陷的凹曲形狀,上述第2渦輪葉片的同一側(cè)面形狀是向與該第 1渦輪葉片相反的方向凹陷的凹曲形狀。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,上述第2空氣通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹狀空部位由設(shè)置在形成于上述頭部的 中空部的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部、以及形成在該壁部之間且橫穿與上述旋 轉(zhuǎn)軸平行的面的底壁部形成;上述凹狀空部位由構(gòu)成上述底壁部的表面的第1面、由自該第1面中的相對(duì)于上述旋 轉(zhuǎn)軸的離心側(cè)部連續(xù)地上升的曲面構(gòu)成的第2面、以及位于上述底壁部的兩側(cè)的構(gòu)成上述 壁部的底壁部側(cè)內(nèi)表面的第3及第4面形成。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,上述底壁部自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心朝向放射方向。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,上述底壁部相對(duì)于自上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心的放射方向以朝向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下游 側(cè)離心的方式傾斜。
      5.根據(jù)權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,上述第1及第2面與上述第3及第4面的連接部利用曲面連續(xù)地形成。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,在上述第3及第4面中的、位于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第3面上形成有第5面, 該第5面是通過(guò)切削上述凹狀空部位的開(kāi)口側(cè)部分并朝向上述底壁部?jī)A斜而成的。
      7.一種空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,該空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器包括由手術(shù)人員把持的把手部、 設(shè)置在上述把手部的前端部的頭部、及借助軸承能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地支承在形成于上述頭 部的中空部的轉(zhuǎn)子;上述轉(zhuǎn)子一體地具有沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第1渦輪葉片的第1渦輪葉片部、及同樣地沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍配置多個(gè)第2渦輪葉片的第2渦輪葉片部;在上述頭部的中空部設(shè)有用于自設(shè)置于上述把手部的供氣通路朝向上述轉(zhuǎn)子的第1 渦輪葉片部噴出空氣的供氣口、將來(lái)自上述第1渦輪葉片部的空氣引導(dǎo)到上述第2渦輪葉 片部的導(dǎo)入部、及用于將來(lái)自上述第2渦輪葉片部的空氣排出到設(shè)置于上述把手部的排氣 通路的排氣口;自上述供氣口噴出的空氣從實(shí)質(zhì)上與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向作用于上述第1 渦輪葉片部而使上述轉(zhuǎn)子繞上述旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn),該空氣經(jīng)過(guò)在上述各第1渦輪葉片之 間形成的第1空氣通路,自上述第1渦輪葉片沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向被排出,并且,經(jīng)過(guò)在 上述導(dǎo)入部形成的第2空氣通路被引導(dǎo)到第2渦輪葉片,引導(dǎo)到該第2渦輪葉片的空氣在 實(shí)質(zhì)上與上述旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上作用于上述第2渦輪葉片部而推進(jìn)上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),經(jīng) 過(guò)在上述各第2渦輪葉片之間形成的第3空氣通路從上述排氣口被排出,其特征在于,上述第2空氣通路由多個(gè)凹狀空部位構(gòu)成,該凹狀空部位由設(shè)置在形成于上述頭部的 中空部的內(nèi)周上且與上述旋轉(zhuǎn)軸平行的多個(gè)壁部、以及形成在該壁部之間且橫穿與上述旋 轉(zhuǎn)軸平行的面的底壁部形成;上述凹狀空部位由構(gòu)成上述底壁部的表面的第1面、由自該第1面中的相對(duì)于上述旋 轉(zhuǎn)軸的離心側(cè)部連續(xù)地上升的曲面構(gòu)成的第2面、以及位于上述底壁部的兩側(cè)的構(gòu)成上述 壁部的底壁部側(cè)內(nèi)表面的第3及第4面形成;在上述第3及第4面中的、位于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第3面上形成有第5面, 該第5面是通過(guò)切削上述凹狀空部位的開(kāi)口側(cè)部分并朝向上述底壁部?jī)A斜而成的。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上,使形成有上述第2空氣通路的區(qū)域大于形成有 上述供氣口的區(qū)域。
      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,形成有上述第2空氣通路的區(qū)域在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周方向上遍布在除靠近 上述排氣口 一側(cè)之外的整周上。
      10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,形成有上述第2空氣通路的區(qū)域由多個(gè)區(qū)域構(gòu)成;上述各區(qū)域所包含的各個(gè)第1面相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸的放射方向具有不同的角度。
      11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,對(duì)于在使上述第1面自上述第1面的上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)延長(zhǎng)的線、與 通過(guò)上述第1面的上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部且自上述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)端部向上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向延伸 的切線之間形成的切線角而言,上述各區(qū)域所包含的上述第1面的切線角被設(shè)定為朝向上 述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)變小。
      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器,其特征在于,上述轉(zhuǎn)子具有包含大徑環(huán)部和與該大徑環(huán)部同心的小徑環(huán)部的環(huán)狀輪轂;上述第1渦輪葉片部形成在上述大徑環(huán)部的外周部,上述第2渦輪葉片部形成在上述 小徑環(huán)部的外周部。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器。該空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器在維持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)、降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,此外,也能夠謀求使頭部更加小型化。該空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切削器包括兩段式轉(zhuǎn)子(14),其特征在于,從朝向轉(zhuǎn)子(14)的旋轉(zhuǎn)軸線(41a)的方向看構(gòu)成轉(zhuǎn)子(14)的第1渦輪葉片部(15)中的第1渦輪葉片(151)的側(cè)面形狀是自上述轉(zhuǎn)子(14)的旋轉(zhuǎn)方向(42)的上游側(cè)朝向下游側(cè)凹陷的凹曲形狀,構(gòu)成轉(zhuǎn)子(14)的第2渦輪葉片部(16)中的第2渦輪葉片(161)的同一側(cè)面形狀是向與該第1渦輪葉片(151)相反的方向凹陷的凹曲形狀。
      文檔編號(hào)A61C1/05GK102048588SQ20101052623
      公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
      發(fā)明者中山照三, 高志哲也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社莫利嗒制作所
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