Portable power source for the handpiece

【発明の詳細な説明】 ハンドピース用ポータブル動力源 発明の背景 本発明は歯科、外科、および産業用ハンドピース等の電源供給システム分野に関し、特に、ポータブルで殺菌可能な独立電源を含む動力源に関する。 歯科医、外科医、技師等のさまざまな専門家によりハンドピースやハンドツールが使用されている。 それらは電気または空気圧エネルギを利用してツールを駆動または力を与えることができる“動力源”により作動する。 通常のオフィスの外の場所でハンドツールを使用する必要がある場合には、ポータブル動力源を使用することができる。 このような外の場所としては患者の家庭、看護施設、遠隔診療所、および災害現場や戦場等の野外場所が含まれる。 このように、医師や技師等が通常のオフィス装置へアクセスすることができないような状況ではハンドピース用ポータブル動力源を使用するのが望ましい。 いくつかのポータブル動力源が存在すると同時に多くの空気式動力源が存在し、電気式動力源も空気式動力源のいずれも大型で、うるさく、しかも高画である。 ポータブル空気式動力源の一例がホルト，ジュニアの米国特許第４，２８６， ９４９号に開示されている。 電気式動力源は部品が封止されていないために典型的には殺菌不可能であり、現地の電線路に依存するため電力不足や停電の影響を受け易い。 空気式動力源は殺菌可能であるが、空気圧縮機を給電するのにやはり現地の電線路に依存するために利用できないことがある。 さらに、空気式動力源は圧縮機モータアセンブリを構成する潤滑部品があるために費用のかかる保守を必要とする。 感染性環境でハンドピースを使用することがあるために殺菌は極めて望まれることである。 この種のポータブル動力源にはノイズ抑制ボックスを使用することができるが、扱いにくさが増して携帯性を減少するだけである。 このように、従来技術の装置に付随する問題点を克服する改良型ハンドピース用ポータブル動力源が必要とされている。 発明の要約 本発明のポータブル動力源は、（ｉ）封止されて殺菌可能であり、さまざまな標準化されたハンドピースやハンドヘルドツールに取り付け可能なモータ、および、（ii）ＡＣ／ＤＣアダプタや充電式バッテリに適応可能な電圧可変フットコントローラへ着脱接続するモータアセンブリを含むことによりこれらの問題点を克服するものである。 このように、本発明の電源システムは容易に消毒することができ、遠隔地における電源の利用可能性には左右されず、コンパクトで経済的であり、任意の国際標準（ＩＳＯ）３９５４−１９８２Ｅ型ハンドピースや共通実験具に使用できるモータアセンブリを有している。 電圧可変コントローラは、ＡＣ／ＤＣアダプタもしくはバッテリとの接続を有する、ミシンに使用されるような標準的なフットコントローラにより構成される。 小型軽量本体内に収納されるモータへフットコントローラの国際標準規格の雄型の結合部からＤＣ電圧出力を送るのに一般的な同軸ケーブルが使用される。 本体は完全に封止されており、したがって保守の必要性は実質的になく使用の合間にモータを消毒、すなわち、殺菌することができる。 本発明の動力源システムは既存のシステムよりも小型で静かであり、モータアセンブリの要求が低電圧であることから経済性が付加される。 空気式システムに必要な潤滑部品の清掃および交換が不要となるため、ユーザのコストが低減できるだけでなく生態学的にも有利である。 モータアセンブリが単純でコンパクトな構造なため、製造コストが低減され、また従来の接続および市販されているフットコントローラを使用するためさらに低廉なシステムとなる。 当業者であれば以下の詳細説明および参照図面から他の利点や応用が明白であろう。 図面の簡単な説明 第１図は従来技術の空気式動力源システムの斜視図である。 第２図は電気アダプタが使用される、本発明のポータブル動力源システムの実施例の斜視図である。 第２ａ図は、充電式バッテリユニットが使用される、ポータブル動力源システムの別の実施例の斜視図である。 第３図は第２図に示す本発明のポータブル動力源のモータアセンブリの部分断面図である。 第４図は本発明のポータブル電源のモータアセンブリの別の実施例の部分断面図である。 実施例の詳細な説明 第１図に示す従来技術のポータブル動力源システムは、比較的大型で重く、典型的にうるさい。 第１図に示す空気動力源１０はさらにその可動、作動部分により相当な保守の手間および費用を必要とする。 これに対して、第２図に参照番号２０で概要が示される本発明のポータブル電源システムは、コンパクトで、軽量で、静かで、実質的にメンテナンスフリーである。 本システムの基本的な部品として電気電源へのアクセス手段および電圧可変コントローラが含まれている。 電圧可変フントローラは高電圧電源からハンドピースの近端に取り付けられた低圧直流（ＤＣ）モータアセンブリへの電流を制御する。 第２図の実施例では、電源は典型的な交流（ＡＣ）出力（図示せず）であり、 当業者には周知の従来の任意のＡＣ／ＤＣアダプタ２２によりアクセスがとられる。 世界各地で標準電圧は異なるため、各地の供給電力に適切なＡＣ／ＤＣアダプタを使用することができる。 第２ａ図に示すように、本発明のシステム２０の電源として充電式バッテリユニット８４を使用すれば世界各地の作動電気に関する地域依存性を解消することができる。 さらに、第１図の従来技術のシステム１０に示すように、数種のハンドピースにポータブル動力源を使用することができる。 したがって、第２図に示す本発明のポータブルシステム２０用のハンドピース２４は、単に収容することができるハンドピースとして示される。 次に、第２図に示す本発明のシステム２０を詳細に参照すると、ハンドピース２４はその近い端部がモータアセンブリ２６の遠端部に収容されることが判る。 次に、コンパクトなモータアセンブリ２６はその近い端部が一般的な同軸ケーブル３０を介してフットコントローラ２８に接続される。 フットコントローラ２８ は標準型であり、電源からの電圧を変換した電圧をモータアセンブリ２６へ送ることができる。 レバー３２へ加わる足の圧力によりコントローラ２８を介した電流の送出が開始され、足による圧力が増加すると電流や電圧が増加する。 したがって、医師やオペレータは足でモータアセンブリ２６を作動させている間、一方の手だけでハンドピース２４を操作することができ、他方の手で他の仕事を行うことができる。 ＡＣ／ＤＣアダプタ２２とフットコントローラ２８間の接続ケーブル３４は、フットコントローラ２８を出力部から離れた、患者の近くへ配置できるようにする長さが適切であり、同軸ケーブル３０は患者に隣接して立っている時に医師がハンドピース２４を保持できるようにする長さが適切であることが第２図から判るであろう。 第２図に示すように、レバー３２は接続部に最も近い端部がヒンジ止めされている。 レバー３２は矩形であり、コントローラ２８の本体８２の頂部全体を実質的に被覆している。 フットコントローラ２８の構造および動作は当業者には周知である。 フットコントローラ２８は本発明の動力源システム２０内に２つの接続部を有している。 一方のコネクタ７４は雄型であり、モータアセンブリ２６に取り付けられる同軸ケーブル３０の近い端部で雌型コネクタ７６内へ挿入される。 他方のコネクタ７８は雌型でありＡＣ／ＤＣアダプタ２２に取り付けられたケーブル３ ４の雄型コネクタ８０を受け止める。 また、第２ａ図に示すように、バッテリユニット８４はＡＣ／ＤＣアダプタ２ ２の代わりにフットコントローラ２８と噛み合うコネクタ８０'を有している。 バッテリ８４を使用すれば電気のアクセスが取れない、もしくは、供給電力が頼りにならない遠隔地で動力源システムを使用することができる。 バッテリユニット８４は充電式であれば経済的で好ましいが、適切なコネクタ８０'およびケーブル３４'を有する適切な電圧の任意の種類のバッテリを使用することができる。 次に、第３図を参照して（右から左へ）、リテーナ３６、ハウジング３８、およびエンドキャップ４０を有するモータアセンブリ２６の断面を示す。 アセンブリ２６の遠端は雄型の国際標準Ｅカップリングとして知られる種類の雄コネクタ部４２とされている。 このコネクタ４２により、近端に対応する雌コネクタ部（ 図示せず）を有する多様なハンドピースのどれでも収容する万能性が得られる。 モータアセンブリ２６の近端は同軸ケーブル３０の雄コネクタ（図示せず）を受け入れる雌コネクタ４４とされている。 第３図に関して後記するようにハウジング３８は良く封止されているため、ハンドピース２４および同軸ケーブル３０を外すと、ハウジング３８内に収容されたＤＣモータ４６に損害を与えることなくモータアセンブリ２６を殺菌することができる。 ハンドピース２４がモータアセンブリ２６の標準ＩＳＯ雄コネクタ４２へ挿入されると、ハンドピース２４の近端内に位置する円筒部（図示せず）がコネクタ４２の通路４８内へ受け入れられる。 リテーナ３６の近くに配置されたスプリング５０によりハンドピース２４をモータアセンブリ２６上へ固着させるのに必要な締まりばめが行われる。 モータ４６の駆動ピン５２が通路４８内へ押し出されてハンドピース２４を駆動するのに必要な回転エネルギが与えられる。 第３図に示すように、ピン５２はモータ４６の遠端面５４の中心に配置されている。 ピン５２およびモータ４６を収納するハウジング３８は本体５６を有し、 内径は実質的にモータ４６の直径に等しいため、締まり封止ばめが確実となる。 高温性シーラント、好ましくは、高温性シリコーンシーラントがモータ４６の遠端面５４上で使用され、ハウジング３８の封止が補足される。 スプリングワッシャー５８もハウジング３８内に嵌合してモータ４６の近端と係合するようにされている。 スプリングワッシャー５８はモータ４６を遠方へ付勢し、その遠端面５ ４がさらに確実に封止されるようにする。 コネクタ６０はモータ４６の近端からワッシャー５８の開口（図示せず）を通って突出し、エンドキャップ４０の遠端に形成された空洞６２内へ受け入れられる。 エンドキャップ４０の遠端は、その中へ係合されるハウジングの本体５６の内径と実質的に同じ外径を有している。 エンドキャップ４０の遠端から半分までの外部は溝削りされており、遠端はコネクタ４４の最も広幅の遠端部を受け入れるのに適切なように外径が縮小されている。 コネクタ４４はエンドキャップ４０内に密封されている。 ハウジング３８の近端近くにＯ−リング６４が配置されていてモータアセンブリ２６はさらに封止される。 このように、遠端面５４へ塗布したシーラント、スプリングワッシャー５８、およびＯ−リング６４部品は、他の部品や公差とによりハウジング３８内のモータ４６を密封する。 エンドキャップ４０のハウジング３８の近端への係合はケーブルコネクタ４４ を空洞６２へ連絡する通路６８を取り巻くスプリング６６を介して行われる。 スプリング６６はハウジング３８の近端周辺に位置する孔７２を貫通するピン７０ へ外向きの圧力を加える。 したがって、修理や保守で必要な場合、ピン７０を手で押下することによりエンドキャップ４０を外すことができる。 コネクタ６０とコネクタ４４間を電気的に接続する電線（図示せず）が空洞６ ２から通路６８を通って延在している。 したがって、コネクタ４４はケーブル３ ０の遠端の雄コネクタのプローブを受け入れる“ジャック型”の電気コネクタを備えている。 コネクタ４４は、一方の電極を備えた縮小遠端部および反対電荷の他方の電極を備えた大きな径の近端部を有している。 これらの電荷はコネクタ６ ０へ半田付けされた電線により供給される。 このようにして、ケーブル３０とコネクタ６０間の電気的接続が達成される。 本発明のシステム２０のモータアセンブリは、ハンドピースの拡張部として作動できるだけでなく、試験所で使用されるような小型ツールのハンドルおよび動力源として使用することができる。 すなわち、第４図に示される雄型のＥカップリングの代わりに、チャックおよびコレット構成を使用してＩＳＯＥ型ハンドピース以外のさまざまなツールやビットを取り付けることができる。 したがって、 試験所の技師等はモータアセンブリの別の実施例を使用してツール８６を直接モータアセンブリ８８の遠端へ取り付け、アセンブリ８８のハウジング９０にツール８６を把持して操作するためのハンドルを備えることができる。 第４図に示すように、ＤＣモータ４６は実質的に第３図のモータアセンブリ２ ６と同じケーシング内に収納されている。 ここで、同じ番号は同じ部品を表す。 ハウジング９０はハウジング３８よりも幾分大きな外径を有する本体９２を含んでいる。 この大きな外径により、ピン７０は本体９２の内周に形成された凹み９ ３内に収納することができる。 したがって、ピン７０はハウジング９０の外部へ突出することがない。 第４図のモータアセンブリでは、遠端はツール８６を取り付けるための軸９４ およびナット９６を含むようにされている。 ナット９６は軸９４の遠端に配置され、ツール８６を単純に挿入してナットが解除可能に締め付けられる。 したがって、ツールの交換は簡単かつ迅速に行われる。 軸９４は通路４８と実質的に同じ外径を有し、駆動ピン５２の台座近くまで延在している。 ナット９８により他方のモータアセンブリ２６のリテーナ３６が交換され、軸９４がハウジング９０の遠端に取り付けられる。 他方のアセンブリ２ ６の雄コネクタ４２の辺りを滑らかな輪郭のスペーサ１００が取り囲み、エンドキャップ４０のテーパ付き外面と共に技師が取り扱う際に、より滑らかで良好な感触の外面を提供する。 したがって、本発明のポータブル動力源２０により医師等に必要なコンパクトで多機能の動力源が提供される。 一実施例におけるモータアセンブリ２６のＩＳ Ｏに適合する雄コネクタ４２は多様なハンドピースを収納することができ、同様に別の実施例におけるモータアセンブリ８８の軸９４およびナット９６は多様なハンドヘルドツールを収納することができる。 地方の電気に適切なＡＣ／ＤＣアダプタ２２を使用することができ、遠隔地やより好ましくない地域であってもではバッテリユニット８４の代わりとすることができる。 最後に、モータアセンブリ２６，８８の封止されたケーシングにより電源２０の保守義務は著しく低減され、さらに必要に応じてモータアセンブリ２６もしくは８８をハンドピースやツールと共に殺菌することができる。 したがって、本発明の電気電源システム２０により従来は無かった万能性、可搬性、および信頼性が提供される。 当業者ならば、添付された請求の範囲に明記されている、本発明の精神および範囲内でここに示す実施例に他の変更および修正を加えられるであろう。