牙科器械的製作方法
2023-09-21 22:57:15
專利名稱：牙科器械的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種牙科器械，尤其涉及一種有源牙科器械。
背景技術：
口腔中營養物、唾液、空氣和細菌的存在使牙齒表面上形成色斑和牙石膜。通過有規律地刷牙和用牙線清潔牙齒可以抑制這些膜的發展。但是，普遍認可的是，口腔衛生的有效程序包括通過牙科專業人員進行定期牙齒清潔。這種定期清潔有效減少和去除即使進行了認真的個人口腔衛生仍然易於堆積在牙齒表面的色斑和牙石。
去除色斑和牙石的器械分為兩類；手動無源器械和外部動力有源器械。無源器械通常由堅固和基本剛性的材料例如不鏽鋼製成。圖1示出一種示例性的無源器械。所述器械包括適合用作手柄的主體10和剔除部分12，其具有例如構造成點狀或刀片的末端14。在使用中，無源器械握持在牙科專業人員的手中，末端14在牙齒表面上刮擦。無源器械提供自由性避免電源線的約束，但是需要大量時間和有效使用的技巧。
通常使用外部動力有源牙科振動器械來執行某些牙科治療例如去除牙垢。典型的動力牙科振動器具包括用於由手握持的加長外殼、設置在外殼內部用作振動源的振動器單元、和牙科振動器具例如可拆卸地連接到振動器單元的剝離端頭部。牙科器具執行預定的牙科治療例如去除牙垢和牙根管擴孔。
用在動力牙科振動器具中的一些振動器根據工作原理分為兩種典型類別電動振動器和使用壓縮空氣作為動力源的氣動振動器。
電動振動器包括響應施加的交流電壓而產生振動的電致伸縮或壓電換能器。它們可以在超聲波範圍內工作，由此它們基本不會發出可聽見的噪音。但是，電動振動器會發射電磁波。以大約20,000赫茲頻率發射的這種電磁能會引起一些問題，例如與其它電子設備互相干擾。
氣動振動器沒有與電動振動器相關的電磁幹擾問題。但是，所使用的頻率通常在可聽頻譜內。使用這種振動器的器具還必須與壓縮空氣源相連。
因此，仍然需要具有小振動器的手持、電動牙科器具，其要能夠前後和/或左右振動以實現牙齒清潔並且沒有任何噪音或超聲能。
發明內容
考慮到上述問題，期望獲得一種同時具有手動和外部動力牙科器械的優點的牙科器械。本發明克服現有技術中存在的問題，提供一種用於從牙齒上去除色斑和牙石的方法和設備。
本發明涉及一種牙科手工工具，其包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形的外殼；牙科端頭從至少一個所述端部開始延伸並且與該端部可拆卸地連接。一部分外殼作為用於由牙科專業人員抓握的手柄。至少一個振動器模塊朝向主體的一端地位於並且可以彈性地被支撐在外殼內部。所述模塊包括適合於旋轉一偏心重量從而引起所述端頭中的振動的小電機。電池位於外殼內部以驅動振動器模塊，從而致動振動構件。電池可以是一次性的或可充電的。
本發明還涉及一種手持牙科器械，其包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形的外殼，圓錐形部分以寬的一端與所述外殼永久性或可拆卸地接合，牙科端頭從其窄的一端開始延伸。至少一部分外殼作為用於由牙科專業人員握持的手柄。牙科端頭可以永久性或可拆卸地與圓錐部分的窄端接合。圓錐部分具有至少部分中空體，並且振動器模塊位於並被支撐在部分中空體的中空部分中。所述模塊包括用於旋轉一偏心重量從而在端頭內產生振動的小電機。電池位於外殼內部以驅動振動器模塊，從而致動振動構件。電池可以是一次性的或可充電的。
本發明還提供多套振動牙科器械，每一個器械包括具有中空內部的伸長形的外殼，伸長形主體具有近端和遠端，牙科端頭從至少一個端部開始延伸並且可拆卸地與其連接。每個器械的部分外殼作為用於由牙科專業人員抓握的手柄，多套器械的手柄具有設計成用於可以在一整天中更換使用的變化的直徑。
牙科器械也可以包括以寬端永久性或可拆卸地與其接合的圓錐形部分，牙科端頭從其窄端開始延伸。牙科端頭可以與圓錐形部分的窄端永久性接合或可拆卸地接合。圓錐形部分具有至少部分中空體，並且振動器模塊位於並被支撐在所述部分中空體的中空部分內。所述模塊包括適用於旋轉偏心重量從而在所述端頭內產生振動的小電機。電池位於外殼內以驅動振動器模塊，從而致動所述振動構件。電池可以是一次性的或可拆卸的。
在本發明的一個方面中，牙科端頭可以與外殼的遠端螺紋連接。
在本發明的另一個方面中，具有用於將所述振動器模塊靠在外殼的遠端上定位的軸向定位裝置。
此外，在一個方面中，相對於相應的外部動力器械，根據本發明的牙科器械是輕質和易於操作的。
在另一方面中，根據本發明的牙科器械能夠將大的動力連接到牙齒表面，而不需要通過動力導線與動力源連接。
在本發明的另一個方面中，外殼在近端封閉，振動器模塊適合於被支撐為朝向遠端。
在本發明的再另一個方面中，端頭從外殼的每一端開始延伸，在使用期間，兩個端頭都適合于振動。
在本發明的又另一個方面中，圓錐形部分可旋轉，其中所述旋轉還使牙科端頭旋轉，由此端頭不需要從病人口腔中取出就可以易於改變位置。
在本發明的再另外一個方面中，外殼包括適合於釋放牙科專業人員承受的壓力的人機工程學設計。具有人機工程學設計的多套牙科器械也可以製造成具有變化的手柄直徑。
此外，再每一個器械中可以也使用套環，作為使端頭可拆卸的另一種形式。該套環或上述的圓錐形部分也可以是製造成可旋轉的旋轉頭，其中所述旋轉也使牙科端頭旋轉，由此端頭可以不需要從病人口腔中取出而方便地改變位置。
此外，上述每一個器械也可以製造成具有防旋轉裝置，其用於在使用所述振動器具時，防止所述振動器模塊相對於外殼旋轉。
此外還公開了端頭可以用塗敷在其上的撓性和耐久性塗層進行塗敷，由此有塗層的端頭能彎曲成預定結構。塗層包括類金剛石(DLC)塗層，其包括至少約5原子百分數的氫。
在一個方面中，在塗敷後，端頭可以彎曲成任何預定結構，該彎曲行為不會對塗層的整體性產生不利影響。
結合參照附圖提供的本發明的以下詳細說明，本發明的這些和其它優點和特點將會更易於理解。
圖1示出現有技術的無源牙科器械；圖2示出根據本發明一個實施方案的有源牙科器械；
圖3示出根據本發明一個實施方案的有源牙科器械；圖3a示出圖解根據本發明一個實施方案的牙科器械的多個功能部件的方框圖；圖4a示出根據本發明一個實施方案的有源牙科器械的剖視圖；圖4b-4d示出根據本發明各實施方案的有源牙科器械的各種橢圓負載；圖5示出根據本發明另一個實施方案的有源牙科器械的剖視圖；圖6示出根據本發明另一個實施方案包括線性振動裝置的有源牙科器械的剖視圖；圖7示出具有不同手柄直徑的一套有源牙科器械的透視圖；圖8示出具有不同直徑的一套人機工程學設計的有源牙科器械；圖9示出具有可旋轉端頭的有源牙科器械；圖10示出具有旋轉頭部的有源器械的分解視圖；和圖11示出適合裝配在有源器械上的手柄。
具體實施例方式
以下結合附圖進行的詳細說明意味著根據本發明牙科器械或器具的即將舉例的實施方案的說明，而不意味著表示可以構建或實現本發明的唯一形態。結合圖解的實施方案對用於構建和使用本發明的牙科器具或器械的特徵和步驟進行說明。但是，可以理解的是，可以通過同樣意味著包含在本發明主旨和範圍內的不同實施方案來實現相同或等效的功能和結構。
圖2示出根據本發明第一實施方案的牙科器械例如牙科刮治器100。如圖所示，所述器械包括手柄部102和齒接觸部104。在圖解的實施方案中，齒接觸部104是刮治器端頭。根據本發明的一個方面，振動機構包含在手柄部102中。振動機構適合於引起刮治器端頭104相對於手柄102或其一部分運動。刮治器端頭104的運動可以包括各種振蕩模式，包括撓性和彈性的線性模式和扭轉模式。根據本發明的一個實施方案，本發明包括由手柄部102支撐的切換裝置106。切換裝置106使用戶可以啟動和關閉設置在手柄部102內的振動機構。
根據本發明的一個實施方案，例如插座的能源口108也可以由手柄部102支撐。例如電源的能源可以通過能源口接受並且儲存在牙科器械的手柄部102內。在所示的實施方案中，能源口是適合於容納常規電插頭的電插座。
圖3a示出根據本發明一個實施方案的牙科器械的系統方框圖200。如圖3所示，牙科器械包括例如電池202的電力存儲器。電池202與電源控制裝置204電連接。在示例性實施方案中，電源控制裝置204是例如單極-單擲開關的電開關。在其它不同的實施方案中，電源控制裝置204可以包括開啟裝置，例如適合響應操作者信號或反饋信號205而提供變化輸出電壓的電晶體。電源控制裝置204的輸出與振動換能器206的輸入電連接。根據本發明的一個實施方案，振動換能器206包括旋轉電機208，例如永久磁體DC電機或步進電機。旋轉電機208在其輸出軸上與例如偏心飛輪動態不平衡負載212機械連接。由電機產生的動態不平衡負載212的旋轉用於產生電機208的軸上的周期性振蕩力。周期性振蕩力從電機208的軸通過電機軸承傳遞到電機外殼。振蕩力從電機外殼傳遞到所述器械的外殼102(如圖2中所示)。
根據本發明的一個實施方案，振動換能器206可以產生在從約10Hz到約10KHz範圍內的振動。根據具體的系統特性可以獲得包括諧波的其它頻率。
根據本發明的另一個實施方案，振動換能器206包括例如螺線管、壓電換能器的線性電機或線性步進電機。
在本發明的另一個方面中，振動換能器206與連接構件214的第一端機械連接。連接構件214可以是分離的機械構件，或可以是具有殼體部分102的整體(如圖2中所示)。
連接構件214在第二端部與齒接觸部104連接。齒接觸部104可以是例如刮治器端頭(如圖2中所示)。
牙科端頭104可以是刮治器，如圖所示，或者適合於裝配在本發明手持器械中的其它任何裝置，例如擴孔鑽、牙根管銼、牙銼或牙鑽。
如上所述，牙科端頭可以位於所述器械的遠端和近端兩端(未示出)或者它可以僅位於一端。
如圖2、4a和9所示，錐形部114可以作為手柄的一部分整體形成，或者它可以單獨形成並且然後通過模製、銅焊、螺紋連接或其它任何類型的接合方式將其接合到手柄的其餘部分上。所述端頭也可以是永久地或可拆卸地連接到手柄遠端或近端的錐形部上。錐形部進一步可以是圓錐形部分，例如具有中空內部、或至少部分錐形部可以具有套環，如圖9所示。所述套環可以是作為手柄的一部分整體形成的，或者它可以是單獨形成，通過模製、銅焊、螺紋連接或其它任何類型的連接方式在手柄遠端或近端上與端頭104接合。
圖4a是根據本發明一個實施方案的牙科器械300的剖視圖。如圖4a中所示，牙科器械300包括外殼102和例如刮治器端頭104的齒接觸部。根據本發明一個實施方案，外殼102包括其中設置有電池306的內部空腔302和電動機308。電池306通過電導線310、312、314和開關316與電機308電連接。根據本發明的一個實施方案，電機308可以包括外殼317和第一軸承318和第二軸承320。電機308還包括由第一軸承318和第二軸承320可旋轉支撐的軸322。軸322在一端與偏心負載324連接。
圖4b示出根據本發明一個實施方案的偏心負載400。偏心負載包括設置在第一406和第二408基本平行側面之間的具有弧形圓周面402的質量塊。基本圓柱形的內表面410設置在第一和笫二基本平行面之間以限定具有縱向軸線的孔。所述縱向軸線相對於穿過偏心負載400的重心的旋轉軸線基本平行地隔開設置。
在另一個實施方案中，如圖4c中所示，偏心負載420包括設置在第一和第二基本平行側面424、426之間的截頂的部分圓錐面422。基本圓柱形內表面428設置在第一和第二基本平行表面之間以限定具有縱向軸線的孔。所述縱向軸線相對於穿過偏心負載重心的旋轉軸線基本平行地隔開設置。最終的圖4c圓錐形狀的偏心負載420是這樣的偏心負載，即其質量作為沿著電機軸到電機的距離的函數而線性減小。
在又另一個實施方案中，如圖4d所示，偏心負載430包括設置在第一和第二基本平行側面之間的截頂的橢圓表面432。最終的圖4d橢圓形的偏心負載430形成這樣的偏心負載，即其質量作為沿著電機軸到電機的距離的函數而非線性減小。
在再另一個實施方案中，橢圓負載包括基本空間對稱的輪子。但是，在基本空間對稱的體積中的質量分布不對稱從而產生動態非平衡負載。根據一個實施方案，如圖4e所示，通過形成第一材料442的輪子440和在第一材料內空間不均勻分布的第二材料444的嵌入顆粒，產生質量的不對稱分布。
圖5示出本發明另一實施方案的剖視圖。如圖所示，圖5的器械500包括外殼102和刮治器端頭104。在圖5的實施方案中，橢圓負載502的旋轉軸線相對於外殼102的縱向軸線504橫向定位。因此橢圓負載502的旋轉軸50s垂直於紙面定位。
通過例如將旋轉電動機508的輸出軸與齒輪箱510的機械輸入連接，實現旋轉軸506的這種定位。在示例性實施方案中，齒輪箱510包括以彼此垂直的角度定位的兩個斜齒輪。兩個斜齒輪中的第一個與電動機的輸出軸連接，兩個斜齒輪中的第二個與齒輪箱的輸出軸連接，並且由此與偏心負載502連接。兩個斜齒輪包括在旋轉中嚙合從而將機械動力從電機508傳遞到偏心負載502的各個齒。斜齒輪可以由任何適合的材料製成，所述材料例如金屬成分，包括例如不鏽鋼、鈦、鈦合金(例如鎳鈦合金和鈦鋁釩合金)、鋁、鋁合金、碳化鎢合金及其組合物。斜齒輪的可選擇材料包括強化或非強化聚合物，例如聚醯胺(尼龍)、超高分子量聚乙烯(UHMWP)；polyacetyl(迭爾林)；polyaramid(凱夫拉爾)；ULTEM，即一種無定形的熱塑性聚醚醯亞胺、Xenoy樹脂，即一種聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物、Lexan塑料，即一種聚碳酸酯和間苯二甲酸酯對苯二甲酸酯間苯二酚(isophthalate terephthalate resorcinol)樹脂的共聚物(它們都由GE Plastics公司提供)；液晶聚合物例如含氨基的芳族聚合物或芳族聚酯，其中，選自以下物質組成的組中的至少一種化合物作為組分，所述物質是芳族羥基羧酸(例如羥基苯甲酸(剛性單體)、羥基萘甲酸酯(撓性單體)、芳族羥胺和芳香二胺、(在美國專利號6,242,063、6,274,242、6,643,552和6,797,198中列舉的，其內容在此引作參考)、具有末端酐基團或側面酐基團的聚酯醯亞胺酐(例如在美國專利號6,730,377中列舉的，其內容在此引作參考)或其組合。
此外，可以使用任何聚合合成物例如工程預浸坯料或合成物，它們是填充有色素、碳粒子、矽石、玻璃纖維、例如金屬粒子的傳導性粒子的聚合物或傳導性聚合物或它們的混合物。
通常具抗高溫性能的聚合材料或化合物是適合的。
在工作中，與由圖2器械100的配置引起的振動相比，偏心負載502的旋轉引起刮治器端頭104沿著器械500的縱向軸線504的增強的振蕩。
在本發明的另一個方面中，這些振動可以通過連接構件512從減速箱510的外殼傳遞到刮治器端頭104。連接構件512的性能，包括其質量、形狀和剛性，可以進行選擇以優化作為一個整體的系統的共振特性。連接構件512可以由支撐構件514支撐在外殼102內。支撐構件514可以是例如具有孔的基本剛性的軸套，連接構件512適合穿過所述孔滑動。在一個作為選擇的實施方案中，支撐構件514可以包括適合撓性支撐連接構件512的彈性構件。
圖6示出有源牙科器械600的剖視圖。根據本發明的另一個實施方案，有源牙科器械600包括線性振動裝置602。線性振動裝置602適合於相應從電控制迴路606發出的周期性變化的電信號而線性地使連接構件604運動。電控制迴路606與線性振動裝置602電連接並且與例如電池608的電源連接。線性振動裝置602可以包括壓電裝置和電磁螺線管裝置、電容換能器裝置或例如線性步進電機的線性電機裝置。
在其它的方面中，有源器械600可以包括可拆卸的牙籤104。其可以允許單個外殼並且可以滿足向具有不同結構的多種端頭提供振動。可拆卸的牙籤可以通過例如螺紋連接或卡口固定件與有源器械600固定。
在另一個方面中，能源儲存器可以包括可拆卸的電池，例如碳鋅電池或鹼性電池。也可以使用不能拆卸的可充電電池。可以根據具體有源器械繫統的特性和需要選擇適合的電池，例如鎳金屬氫電池或鎳鎘電池。
在本發明的另一個方面中，所述器械可以包括適合於從外部電能源吸收電能的電池充電迴路。因此，有源器械可以根據需要與家用電源連接，然後電池充電迴路給有源器械的可充電電池提供適合的充電電流。
根據另一個實施方案，本發明包括電燃料電池和燃料儲存器。燃料電池的技術是超前的，並且期望適合於容納在本發明的有源器械中的燃料電池可以在不久的將來實現。
在本發明的另一個方面中，已經出乎意料地發現，振動機構的振動(例如，圖3中的206所示)為使用有源器械的專業人員手部提供舒適效果。因此，本發明包括人機工程學上有優勢的牙科器械。通過在本發明的不同實施方案中包含附加特徵例如不同手柄直徑和外殼中的三角形握柄(如圖8中的102)，可以擴展這些人機工程學的優點。
目前使用的牙科器械都具有幾乎相同直徑的手柄或握持部。這的確不僅對於同一種類型的器械，而且不同的器械也一樣。一天中反覆使用器械導致對手、手腕和肘部的反覆壓力。這會在牙科保健人員、牙醫和其它牙科專業人員中引起腕管綜合症(CTS)和積累性損傷障礙(CTD)。
如圖7a-e和8中所示，本發明還包括多套相同或不同的器械，它們具有用於握持的製成不同直徑的手柄，設計成在一整天中可以互換使用，由此通過更換握持部減少重複的握持動作。因此，即使牙科專業人員在一整天使用相同類型的器械，手、手腕和肘部可以體驗變化的而不是重複的動作，因為在一整天中手、手腕和肘部的位置變化。
如圖8所示，牙科器械包括具有實心、中空或部分實心內部的加長的外殼102。加長外殼102具有遠端和近端。外殼102的一部分可以作為用於由牙科專業人員握持的手柄。遠端具有由此延伸的遠端端頭104，其永久性或可拆卸地連接到外殼102的遠端。
手柄可以進一步進行人機工程學設計，如圖8示例性表示的。具有變化直徑的器械的細節在在先申請「Dental Instruments With StressRelief」、申請號60/624,840和即將同時提交的共同待審美國專利申請序列號11/XXX,XXX中進行了說明，它們的內容都在此引作參考。
此外，如圖2、4a、6和9所示的錐形部分114可以是可旋轉的，其中所述旋轉同樣旋轉牙科端頭，從而所述端頭可以不需要從病人口腔中取出而容易改變位置。
用於旋轉的機構與在專利申請美國序列號10/735,050中描述的類似，其在此引作參考。
在一個實施方案中，錐形部分可以作為手柄的一部分整體形成，或者它可以單獨形成，通過模製、銅焊、螺紋連接和其它任何接合方式，在手柄的遠端或近端上與端頭104接合。
圖7a-7d示出根據本發明一個實施方案的一套牙科器械，例如牙科刮治器700。如圖所示，每個牙科器械包括手柄部702和齒接觸部704。在圖示的實施方案中，齒接觸部704是刮治器端頭。
手柄部702是圓柱形的並且可以是實心或空心的，其具有遠端和近端。作為示例，手柄的直徑從圖7a至7d變化。在其它實施方案中，設計了一系列具有不同數量的有變化直徑的手柄或不同器械。如上所述，多套製成變化握持直徑的牙科器械可以減少重複動作。
如示例所示，手柄可以是朝遠端或近端或兩端的錐形，並且從錐形末端開始延伸的是適合於用在病人的一顆或多顆牙齒上的牙科端頭。
牙科端頭可以是刮治器704，如圖所示，或適合於裝配在本發明的手持器械中的其它裝置，例如，擴孔鑽、牙根管銼、牙銼或牙鑽。
如上所述，牙科端頭可以位於器械的遠端和近端兩端上，如圖所示(未圖示)，或者它可以僅位於一端而不同的器具位於另一端上，如圖7a-7d中示例性表示的。
如圖9所示，錐形部114可以作為手柄的一部分整體形成，或者它可以單獨形成，通過模製、銅焊、螺紋連接或其它任何類型的接合方式，在手柄的遠端和近端上與端頭104接合。
錐形部114進一步可以是具有中空內部的圓錐形部，如圖9所示。
手柄可以由金屬或塑料製成。圓錐形部和錐形部可以由與手柄其餘部分相同或不同的材料製成。適合的金屬可以包括例如上述在述及齒輪時提到的那些材料。再例如，所述材料時不鏽鋼和鈦合金。這些材料例如也具有良好的撓性。
適合的非金屬材料可以包括聚合材料例如高溫塑料，包括上述在述及齒輪時提到的那些材料。
例如，可以在手柄的握持部分上形成凸塊和/或條紋(例如在圖8或9中的1040所示)和/或其它裝置以便更好地不打滑地握持。
在一些實施方案中，用於替代凸塊和條紋，手柄也可以製成具有手握把1040a，如圖8a中示例性表示的，其可以是套在手柄上的套筒結構從而便於在使用期間握持所述器械，同樣如圖8a所示。在圖3中所示的實施方案中，手握把103位於手柄102的大部分上，所述手握把通常有彈性並且具有可以適合用於高壓或加熱消毒過程的高溫樹脂，其包括上述適合用於聚合物端頭結構的那些聚合物和合成物。實際上，能承受高壓的任何高溫樹脂都可以使用。
如上所述，圖7a-7d中所示的一套器械除了手柄直徑外都是相同的。如圖8a-8d所示，其中手柄具有人機工程學設計。具有變化直徑的手柄的相同器械可以在一整天中互換使用。通過在更人機工程學設計的手柄中結合變化的直徑，手柄能順利消除牙科專業人員的手、手腕和肘部壓力。
如圖8a所示，手柄可以是三角形的，其中，當端頭從兩端都延伸時，手柄具有比握持區域周長更小的中間部分。中間部分也可以是圓形的。這些結構都可以在握持區域周圍形成有凸塊或條紋從而便於握持，如圖9中1040所示。
根據本發明的另一個方面，如圖3和8a中所示，振動機構可以包含在手柄部分102和802中。振動機構適合於包含手柄102或其一部分802的外殼101的振蕩振動。振蕩振動可以包括包含撓性和彈性線性模式和旋轉模式的許多振蕩模式。如上所述，根據本發明的一個實施方案，所述器械包括設置在手柄102的外表面101上用作手握把的彈性材料103(或者在圖8a中，在外表面801上的803)。彈性材料103或803用於在使用器械期間緩衝牙科專業人員的握持。根據一個方面，本發明包括由手柄部102和802分別支撐的開關裝置106或806。開關裝置106或806使用戶可以開啟和停止設置在手柄部102或802中的振動機構。
如上所述，手握把103或1040a可以用例如由Monsanto Company公司提供的SANTOPRENE的熱塑性彈性體或用於一些端頭結構的材料或任何適合的材料製造。在一些實施方案中，手握把103或1040a可以通過注模形成。在其它實施方案中，手握把103或1040a可以是一體結構。在又另一些實施方案中，可以使用多部分的手握把。根據一個示例，兩部分的手握把可以在手柄102或802上超聲焊接在一起。手握把103或1040a可以具有基本圓柱形，如圖3中所示，或者可以是像手槍形的手握把，如圖11中的1120所示。
手握把或彈性材料也可以是天然或合成橡膠。合成橡膠可以是例如彈性材料，並且可以包括但是不限於，由Kraton Polymers提供的各種共聚物或嵌段共聚物(Kratons)例如苯乙烯-丁二烯橡膠或苯乙烯異戊二烯橡膠、EPDM(三元乙丙橡膠)橡膠、膠乳橡膠和類似物。發泡材料可以是閉孔發泡材料或開孔發泡材料，並且可以包括但是不限於，聚烯烴發泡材料例如聚乙烯發泡材料、聚丙烯發泡材料和聚丁烯發泡材料、聚苯乙烯發泡材料、聚亞安酯發泡材料、由上述任何彈性或橡膠材料製成的任何彈性發泡材料。
圖9示出具有可旋轉端頭902的有源器械。所述可旋轉端頭902也可以用在上面示出的各器械中。端頭902固定地或可拆卸地與錐形部114的套環或旋轉頭904連接。套環或旋轉頭904的旋轉也使牙科端頭902旋轉，從而端頭可以不需要從病人口腔中取出而容易地改變位置。在不期望所述旋轉時，制動機構防止套環和端部的旋轉。通過例如按壓釋放按鈕906，可以釋放制動機構從而允許旋轉。用於旋轉的機構與專利申請美國序列號10/735,050中所述的類似，所述專利申請在此引作參考。
如果圓錐部或錐形部114是可拆卸的，則它是由例如塑料材料製成，然而手柄的其餘部分是由金屬或金屬合金製成。
如圖9和10所示，位於手柄件900遠端的旋轉頭904與手柄件900的其餘部分可旋轉地連接。旋轉頭904可以具有基本圓柱形狀、中空內部和在內腔每個端部的開口，其用於在一端容納主體102的遠端和在另一端容納牙科端頭。例如，在其遠端，旋轉頭904上形成有用於容納端頭902的開口911。
旋轉頭904可以具有圍繞其外周表面周圍形成的多個凹痕910。每個凹痕910可以具有加長的橢圓形，所述橢圓形的長軸在平行於手柄件900的中心軸的方向。凹痕910便於牙科從業者握持旋轉頭904以便相對於例如主體102旋轉它(例如僅用一隻手)。在其它實施方案中，旋轉頭904可以具有形成在其上的替代所述凹痕的許多凸起。
主體102具有形成在其上的一對凹槽1030，其到端頭等距離並且基本穿過主體102的整個長度。凹槽1030可以用於將手握把1120安裝在手柄件900上，如圖11中所示。主體102也可以具有形成在其上的位於其底部、靠近主體102遠端的多個基本等間隔的切口1080，其可以用於防止手握把1120在手柄件900的軸線方向上運動。主體102也可以具有形成在其上的位於其底部、靠近近端的與所述切口1080共線的凹槽(未示出)。所述凹槽可以將手握把1120與凹槽1030裝配在一起以防止手握把1120繞手柄件900的中心軸線旋轉。
手握把1120具有基本為圓柱形和內部中空的配合部分1140如圖11中示例性表示的。配合部分1140適合於滑動到主體102上，類似於套筒，並且與主體102配合，由此配合部分包封部分主體102。配合部分可以具有形成在其上的彈性懸臂部分(未示出)，其可以用於將一個切口1080配合在主體102上。配合部分1140可以具有與其底部表面接合的手柄1160，在牙科處理期間牙科從業者可以抓握所述手柄1160以便握持手柄件900。手柄1160也可以有利於用一隻手旋轉所述旋轉頭904。手柄1160可以具有形成在其背面的許多凹痕或凸起1200，其用於方便牙科從業者抓握。
現在參照圖9和10，手柄件900進一步包括擋圈1300，其可以由例如上述提及的金屬製成。擋圈1300的形狀可以基本是圓形，但是不完全形成一個整圓。擋圈1300可以是撓性的(彈性)並且用作彈簧，因為沒有連接在一起的端部可以由於施加的壓力而更加靠近在一起，在壓力消除時分開。
旋轉頭904可以具有形成在內表面上的靠近其近端的圓形凹槽1310，如圖10中示例性表示的，其可以用於裝配擋圈1300。擋圈1300可以安裝在圓形凹槽1310中，例如通過在擋圈1300上施加壓力從而壓縮它並且一單擋圈1300與凹槽1310對準就釋放它。一旦安裝後，擋圈1300就相對於旋轉頭904鎖定和固定。
在將擋圈1300與凹槽1310鎖定時，通過將主體102遠端容納在旋轉頭近端的開口中，將旋轉頭904與主體102連接。主體102可以具有形成在其遠端的配合部1090，其具有小於主體102其餘部分的直徑的直徑。在配合部1090和主體102其餘部分之間的連接處在配合部1030外表面上可以形成圓形凹槽1500。當配合部1090插入到旋轉頭904中時，擋圈可旋轉地配合凹槽1500，由此旋轉頭904可旋轉地連接到主體102上。在其它實施方案中，擋圈可以固定地連接到主體1020上並且可旋轉地連接到旋轉頭904上。
手握把也可以製成具有用於變化的抓握直徑，設計成用在一整天中可更換使用，與更人機工程化設計的手柄連接。「變化的直徑」的細節在美國在先臨時申請號為60/624,840、名稱為「Dental InstrumentsWith Stress Relief」、在2004年11月3日提交的美國在先臨時申請和名稱為「Dental Instruments With Stress Relief」、申請號11/XXX,XXX、即將在同一天提交的共同待審美國專利申請中進行了說明，它們的內容在此引作參考。
端頭可以具有塗敷在其上的撓性和耐久性塗層1010a，由此有塗層的端頭可以彎曲成預定結構。這種彎曲也可以在塗敷塗層之前引入，並且可以在塗敷有DLC塗層的位置處。塗層也可以位於手柄的其它部分上。
在使用期間，由於摩擦力，容易在端頭周圍產生熱量。因此，具有高潤滑形的塗層通常能減小摩擦力以及所產生的熱量，在牙科處理期間使病人不適感減少。具有高潤滑形的適合塗層包括包含至少約5原子百分數的氫的類金剛石(DLC)塗層。耐久性塗層的細節在美國在先專利申請序列號60/612,283、名稱「Dental Tool Having A DurableCoating」、在2004年9月21日提交的美國臨時在先申請和美國專利申請序列號11/XXX,XXX、名稱「Dental Tool Having A DurableCoating」、即將同時提交的美國專利申請中進行了說明，它們的內容在此引作參考。
適合的塗層可以包括DLC塗層，其具有例如在約5原子百分數的氫至約45原子百分數、再例如從約10至約30原子百分數的氫。通常，較高的氫的百分數可以用於更高撓性的端頭，較低的氫百分數用於具有較小撓性的端頭。具有較高氫百分數的塗層具有較低密度並且比具有更少量氫的塗層柔軟。此外，也可以具有較小含量的其它組分。例如DLC可以包括達到約5原子百分數的氧或氮以及少量的其它材料。
如上所述，DLC塗層雖然堅硬，但是可以是撓性的，從而端頭基體的撓性性能不會因為塗層而明顯改變。綜合效果能夠是更長久耐磨的表面。
通常，因為DLC塗層是撓性和光滑的，即使例如約20nm的薄塗層也能獲得基本均勻的厚度。DLC塗層能基本均勻地塗敷在基體預定部分上。再例如，能塗敷均勻塗層，其中厚度在沿著基體的所有點例如相對於平均塗層厚度以小於50％和再例如少於10％進行變化。
作為選擇，DLC塗層也可以是非均勻地塗敷，由此如果需要，在工作表面的不同區域，塗層的厚度能變化。在一些實施方案中，具有最大塗層厚度的區域能不大於具有最小塗層厚度的約兩倍厚度。非均勻塗層厚度能實現均勻塗層不能完成的許多目標，例如簡化沉積和/或對摩擦表面或端頭的應力點增加機械穩定性。通常，由於DLC塗層是撓性和光滑的，即使例如20nm的薄塗層也能獲得均勻的厚度。
DLC塗層也可以在端頭的可能預期受到高應力或磨損的一些部分上更厚，以便提供增強的耐磨性。例如，在彎曲處的延展部分可以具有比壓縮部分更厚的塗層，以保持彎曲形狀。此外，所選擇的沉積方法可以自然產生厚度不均勻的DLC塗層，除非做出顯著努力減少非均勻性。
DLC塗層的成分也可以是均勻的或者在不同的塗層區域不同。例如，承受更多應力的區域可以具有一種特殊成分，而塗層的其它部分能夠由其它攙雜劑形成，例如用於改變撓性。類似地，DLC塗層可以具有包含不同成分的類金剛石的多個層。
在一個示例中，器械可以由端頭和在用DLC塗層塗敷端頭之前已經預先組裝的手握把構成。這種工序是可行的，因為塗層工序的低塗層溫度近似高壓滅菌的溫度。這給器械組裝提供靈活性。
根據本發明的一個方面，提供了一種牙科器具，包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形的外殼；從所述外殼的一端延伸並且連接到所述外殼的該一端的至少一個牙科端頭；和位於並被支撐在所述外殼內部的至少一個振動器模塊。
根據本發明的另一個方面，提供了一種牙科器具，包括作為伸長形外殼一部分的至少一個手柄，所述外殼包括遠端和近端和至少部分中空的內部，至少手柄的用於握持的部分具有三角形橫截面；從所述外殼一端延伸並且與所述外殼該一端連接的至少一個牙科端頭；至少一個振動器模塊朝著主體的一端定位和支撐在所述外殼內部。
根據本發明的另一個方面，提供了一種牙科器具，包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形外殼；從所述外殼的一端延伸並且連接到所述外殼的一端的至少一個牙科端頭；位於和支撐在所述外殼內部的至少一個振動器模塊；和至少一個適合於旋轉所述端頭的旋轉頭。
優選地，所述牙科端頭可拆卸地連接所述外殼。優選地，所述振動模塊包括用於旋轉一偏心重量從而引起所述器械中的振動的小電機。優選地，所述振動模塊由電源提供動力，所述電源選自由電池、燃料電池、太陽能電池及其組合組成的組。優選地，所述的牙科器具進一步包括用於在使用所述振動器具時防止所述振動器模塊相對於所述外殼旋轉的防旋轉裝置。優選地，所述牙科端頭選自由牙科刮治器端頭、牙根管銼、牙銼、擴孔鑽和牙鑽組成的組。優選地，所述手柄具有人機工程學設計。優選地，所述端頭包括塗層，所述塗層包括包含至少約5原子百分數的氫的類金剛石塗層。優選地，所述手柄的至少一部分包括凸起、條紋、手握把或它們的組合。優選地，被設計成不用於由使用者握持的所述手柄的至少一部分具有比用於握持的部分小的直徑。優選地，所述外殼朝至少一個端部形成錐形。優選地，所述錐形端部包括這樣的結構，所述結構選自由圓錐形部分、套環和它們的組合組成的組。優選地，所述結構作為所述外殼的部分整體形成。優選地，所述結構與所述外殼接合。優選地，所述振動模塊位於所述結構內部。優選地，所述外殼包括金屬或非金屬。優選地，所述牙科器具包括一套相同的牙科器具，它們包括具有變化的用於握持的直徑的手柄。優選地，所述電池是一次性的或可充電的。優選地，所述結構包括旋轉頭。
雖然以上對本發明的示例性實施方案進行了說明和圖解，可以理解的是，這些是本發明的示例而不被認為是限制。因此本發明不被認為是限制於上述說明，而僅由其所附的權利要求的範圍進行限定。
權利要求
1.一種牙科器具，包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形的外殼；從所述外殼的一端延伸並且連接到所述外殼的該一端的至少一個牙科端頭；和位於並被支撐在所述外殼內部的至少一個振動器模塊。
2.一種牙科器具，包括作為伸長形外殼一部分的至少一個手柄，所述外殼包括遠端和近端和至少部分中空的內部，至少手柄的用於握持的部分具有三角形橫截面；從所述外殼一端延伸並且與所述外殼該一端連接的至少一個牙科端頭；至少一個振動器模塊朝著主體的一端定位和支撐在所述外殼內部。
3.一種牙科器具，包括具有至少部分中空內部、遠端和近端的伸長形外殼；從所述外殼的一端延伸並且連接到所述外殼的一端的至少一個牙科端頭；位於並被支撐在所述外殼內部的至少一個振動器模塊；和至少一個適合於旋轉所述端頭的旋轉頭。
4.如權利要求1、2或3所述的牙科器具，其中所述牙科端頭可拆卸地連接所述外殼。
5.如權利要求1、2或3所述的牙科器具，其中所述振動模塊包括用於旋轉一偏心重量從而引起所述器械的振動的小電機。
6.如權利要求1、3、4或5所述的牙科器具，其中所述振動模塊由電源提供動力，所述電源選自由電池、燃料電池、太陽能電池及其組合組成的組。
7.如權利要求1-6中任一項所述的牙科器具，其進一步包括用於在使用所述振動器具時防止所述振動器模塊相對於所述外殼旋轉的防旋轉裝置。
8.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其中所述牙科端頭選自由牙科端頭、牙根管銼、牙銼、擴孔鑽和牙鑽組成的組。
9.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其中所述手柄具有人機工程學設計。
10.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其中所述端頭包括塗層，所述塗層包括包含至少約5原子百分數的氫的類金剛石塗層。
11.如上述權利要求中任一項所述的牙科器具，其中所述手柄的至少一部分包括凸起、條紋、手握把或它們的組合。
12.如權利要求9所述的牙科器具，其中被設計成不用於由使用者握持的所述手柄的所述至少一部分具有比用於握持的部分小的直徑。
13.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其中所述外殼朝至少一個端部形成錐形。
14.如權利要求13所述的牙科器具，其中所述錐形端部包括這樣的結構，所述結構選自由圓錐形部分、套環和它們的組合組成的組。
15.如權利要求13或14所述的牙科器具，其中所述結構作為所述外殼的部分整體形成。
14.如權利要求13或14所述的牙科器具，其中所述結構與所述外殼接合。
15.如權利要求14所述的牙科器具，其中所述振動模塊位於所述結構內部。
16.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其中所述外殼包括金屬或非金屬。
17.如上述任一項權利要求所述的牙科器具，其包括一套相同的牙科器具，它們包括具有變化的用於握持的直徑的手柄。
18.如權利要求6所述的牙科器具，其中所述電池是一次性的或可充電的。
19.如權利要求3所述的牙科器具，其中所述結構包括旋轉頭。
全文摘要
一種有源牙科器具，其包括振動機構和動力存儲器。振動機構包括電動機和橢圓負載。橢圓負載適合於由電動機進行旋轉，由此適合於向牙科器具的齒接觸部分施加振蕩運動。
文檔編號A61C3/02GK101031251SQ200580031825
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月19日 優先權日2004年9月21日
發明者R·海曼, K·羅森布拉德 申請人:底斯柯斯牙齒印模公司