专利名称：内装发光器的牙科用手持件的制作方法
技术领域：
本发明涉及内装发光器的牙科用手持件，是可用来照亮手术、操作部位的。
为了牙科工作用，各种手持件已被使用了很长时间，诸如，空气透平手持件，微型马达手持件，去垢器，三通洗涤器，真空洗涤器，它们是用来切削牙齿，除去牙科班点，清洗作业区域，去除切屑和口水唾液等。当用这种手持件在口腔内执行牙科作业时，无影灯安装在牙科台上或者类似物上，打开无影灯来照亮口腔以便方便于牙科作业。
病人姿态改变时，操作区域或牙科医生的工作方向产生了暗淡朦胧，这就会妨碍牙科医生的观察，并且往往必需改变无影灯的位置，因此就降低了工作效率。
一种打算克服这缺点的企图是近年来已被发展的手持器，其中应用包容在其体内的光导件，以使之适合于发射光线通过手持件的尖端以便照亮作业区域(日本专利，公开号为SHO60—58139和日本专利颁布号为HEI5—56975)。
用传统的手持件，因为光线从光导件发射是直方向的，这就存在一种麻烦，即为了在手持件尖端中心轴线处形成照亮区域，在光导轴线的位置处从光导件的光导轴线径向向外的相当距离内产生暗淡朦胧区域，这个问题以下参考
图10予以详述。
图10示出了组合在去垢器中发光器照亮的状态，其中图10A是显示去垢器使用中的状态的视图，图10B显示牙科工具4的尖端位置处的照亮区域，图10C是图示从去垢器的照亮光的辐射状态。首先，在图10A中，牙科工具4装接在去垢器3上，使其轻微地接触酒石(酸氢钾)，酒石是粘附在牙齿1上或者嵌入在牙齿1和胶接物2之间围着的空穴中，或者是邻接牙齿的，去垢器的作用产生超声波，该超声波高速振动工具4，因此插入牙齿1的牙科色班，酒石等被除去。如图10C所示，在这种操作过程中，通过去垢器3的尖端发射的照亮光线5是相对轴线P回转对称的，并且以给定的角度以光线行进方向发散。工具4的形状是从接近端到尖端倾斜的而成弧形，通常工具4的尖端4a相对去垢器3的轴线9是偏心的。
如图10B所示，这是由照亮光线5提供的照亮区域5a形成为围着轴线p的圆，所以在工具4的尖端4a附近产生暗淡朦胧区域，这是因为工具的尖端4a位于照亮区域5a的外周，而工具尖端是牙科作业观察的最重要的点，因此，照亮区域最好是如图10B中由5b指示的粗糙的圆环。
然而，大面积的照亮区域要求采用具有大面积的手持件，因此，手持件的尺寸增大了。此外，在光源和光导件之间或者在光导件的发射光端设置透镜系统就要附加额外成本。
另一种建议是照亮区域5a在工具4的弯曲方向被位移，例如使照亮区域5a的中心适应尖端4a。然而，实现这种适应的照亮区域方向是困难的，因为一般的工具4的装接机构是这样的，即在去垢器3的振动器部分中形成有螺纹部分使之与形成在工具4接近端中螺纹部分啮接，正因为此原故，以这种方式紧固的工具4在各种振动相关方向被偏移。因此，如图10B所示，照亮光线5的照亮区域5a最好具有对于轴线p的回转对称的形状。
另一方面，在以多条光纤维的束形成的光导件的情况下，尽管光纤维线股是精细的，由于光纤维线股弯折成小的弧形半径是困难的，线股在组装到手持件的历程中趋向于会破裂。此外，选择的方案是以网状物包覆和防护光纤维束，然而，这种技术不能应用于不同的或者变复杂的断面的纤维以及用在封密的空间内。此外，由于各条光纤维不是紧固的，在振动或水流束，空气流束或类似物的影响下，有时线股会破裂。
在另一种可能选择的方案中，以热装套管包覆光纤维束，但是这种方案对于不同断面或者变复杂的断面的纤维也是失败的。此外，光纤维束可用粘接剂紧固地固定，但是这就部分地或者整体地损害了柔性，因此，将束组装到具有小的弧形半径的管形壳体内也是失败的。
本发明的目的是提出一种内装发光器的牙科用手持器，其结构简单而能放大照亮区域，并且不增加附加额外成本。
本发明的另一目的是提出一种内装发光器的牙科用手持器，它提供增大的光导件的强度，因此可防止破损。
本发明涉及一种内装发光器的牙科用手持件，它包含为了对手持件体供给光线的光源；光导件，该光导件具有环形发射光端面并且是用于围着轴线穿过手持件尖端部分发射亮光线而从光源导引光线的，其特征是，光导件的发射光端面具有从周面向中心倾斜的倾斜面。
本发明还涉及内装发光器的牙科用手持器，它包含为了对手持件体供给光线的光源；光导件，该光导件是用于穿过手持件尖端部分发射光线而从光源引导光线的，其特征是，光导件是以多条光纤维的束形成的，并且被用弹性包覆材料浸渍或包覆。
由于根据本发明的光导件的发射光端面具有从周面向中心倾斜的倾斜表面，根据斯涅耳定律(snell’s law)，当发射光端面反射并发射时，由全反射而已行进穿过光纤维的光线在相对于倾斜表面的倾斜方向而偏离。其结果是相对手持件轴线的照亮角变大了，并因此用简单的结构而使照亮区域变大了。
此外，由于根据本发明的光导件由多条光纤维束形成，并用弹性包覆材料浸渍或包覆，施加到光纤维线股上的力全部沿光导件分散。另一注意之点是，光纤维的柔性允许光导件变形成任何要求的形状，此外，由于用弹性包覆材料，柔性可被保证，光导件组合到复杂或封闭的空间内是方便的。
如上解释，本发明用简单的结构而可增大围着手持件轴线的照亮角度和增大照亮区域。
牙科用工具可以装设在发射光端面的中心。
本发明的其它和进一步的目的，特征以及优点将结合附图从以下的描述中更详细地阐明。其中图1是块图，显示根据本发明的光导件10的光具组(即光学系统)；图2是断面图，显示构成光导件10的光学纤14的内部结构；其中2A显示发射光端面是相对轴线竖直的，图2B显示发射光端面与轴线倾斜成α角；图3是视图，显示根据本发明的光导件10另一实施例，其中图3A是环状棱镜的主体视图，图3B是显示光具组的部分的剖示图；图4是显示根据本发明的光导件10再一个实施例的部分的剖示图；图5是本发明实施例的去垢器20的剖示图；图6显示了示于图5中的光导件10的形状，其图6A平面视图，图6B是前视图，图6C是左视图，图6D是右视图，图6E是沿图6A中A1—A1线取的断面示图；图6F是沿图6B中A2—A2线取的断面示图，图6G是沿图6B中A3—A3线取的断面示图；图7是三通洗涤器的剖示图，是本发明的另一实施例；图8包含的图8A显示了示于图7中的喷嘴47的端视图；图8B显示沿图7中B1—B1线的断面图，图8C显示沿图7中B2—B2线取的断面图；图9包含的视图显示了图7中所示的光导件的形状，其中图9A是平面视图，图9B是前视图，图9C是底视图；图10包含的图10A是显示使用中内装发光器的去垢器的视图，图10B是一视图，显示了牙科工具尖端位置处照亮的区域，图10C图示从去垢器照亮辐射的状态；图11是部分剖示图，显示根据本发明的空气平透手持件的实施例。
现请参考附图，下面详述本发明的推荐实施例。
图1是块图，显示根据本发明的光导件10实施例的光具组(光学系统)。光导件10是一多条光纤维的束，束的一端被用保持件11而捆缚成一束，以形成例如为圆形的射入光端面11a，来的另一端用一大、一小的一对圆筒形保持件12将其扎捆成例如为环形的发射光端面12a，发射光端面12a包含从周面向中心倾斜的倾斜面，位于射入光端面11a附近的是光源13，诸如是一个灯；从光源13辐射的光穿透射入光端面11a，通过各个光纤维而被以回转对称的照亮光在发射光端面12a被发射。
图2是显示构成光导件10的光纤维14的内部结构的剖面视图，其中2A示出的发射光端面是相对轴线竖直的，图2B示出的发射光端面与轴线倾斜α角。光纤维14由芯和包层组成，该芯具有的折射率为n2，该色层具有的折射率低于折射率n2。当光到达包层内表面时，因为传输通过芯的光被全反射，具有低传输损失的光导可被理解。
在示于图2A中的第一种情况下，已传输穿过芯的光以与光纤维14的轴线成θ2的角到达发射光端面，并且经历折射以θ1角发射，斯涅耳定律(Snell”s Law)支持的公式是n1×Sinθ1＝n2×Sinθ2，其中，n1是芯外侧的折射率，这里，θ1＞θ2适合于n1＜n2，这意味着光被以大致入射角的角度在发射光端面被辐射。
在示于图2B的第二种情况下，发射光端面处是以α角倾斜的，斯涅耳定律支持的公式是n1×Sin(θ3＋α)＝n2×Sin(θ2＋α)，这里，发射角θ3的计算是由倾斜角0°，5°，10°，15°，20°以及25°推算的，是假设环境为空气(n1＝1)的，芯由玻璃(n2＝1.515)制成并且射入角θ2是15°，结果列表如下表1
观察表列结果，很容易理解到，即使发射光端的射入角θ2为常数定值，发射光端面较大的倾斜角α产生与光纤维14轴线之间的较大的发射角θ3。因此，发射光端面12a从周面向中心倾斜提供了增大的与手持件轴线之间的照亮角度。既使如图1A所示它为直线的，或者图1B和图1C所示为弧线的，倾斜的发射光端面的功能均保持不变。虽然前述给出的解释是对于光导件10是光纤维束的情况，相似的偏光移位作用可由倾斜的发射端面来保证，既使光导件10由单纯单一材料制成的光导引件。
图3是一视图，显示根据本发明的光导件10的另一实施例，其中图3A是环形棱镜15的立体图，图3B是显示光具组的部分的剖示图。光导件10以多条光纤维的束形成，并且，例如可相对光导件10轴线竖直地形成环形的发射光端面，此外，三角形断面的形状与前述端面匹配的环形棱镜15安装在发射光端面上。
已行进穿过光导件10的光行进穿过发射光端面，碰到并穿过棱镜15的底，然后通过棱镜的倾斜面在外侧发射。前述偏光位移也可以这种方式提供，即，以附加的光学镜片安装到光导件10的发射光端面上，只要发射光端面包含倾斜面即可。
图4是部分的剖示图，显示根据本发明的光导件10的另一实施例。光导件10是多条光纤维的束，它的环形的发射光端面12a是以从外表面向内侧倾斜的外倾斜面和从内表面向外侧往上延伸而倾斜的内倾斜面所形成的，两个倾斜面在光导件10的横向中心处或在该中心的附近处相交。
当穿过外倾斜面发射时，已行进穿过光导件10的光提供了向外偏光位移的照亮光线，相反，已行进穿过光导件10的光在穿过内倾斜面发射的情况下，就提供了向内偏光位移的照亮光线。
如上所述，由于设置的发射光端面具有外倾斜面和内倾斜面，这就提供了向内和向外偏光位移的作用。
图5是去垢器20的剖面视图，去垢器是本发明的一个实施例。超声振动的振动器22被结合在去垢器20的手持件体21内，而牙科用工具4被可拆卸也能更换的方式而装接到振动器22的驱动部分上。由振动器22产生的振动有效地传输到工具3的尖端，当在工具4与牙科班点，酒石等接触时，该工具的尖端又立即去除色班、酒石等，这些色班、酒石等是粘附在牙齿上的。
手持件体21相对接合部31是可拆卸的，接合部31又与管28连接，并且，消毒处理，杀菌处理等可只由以手持件体21而被完成。通外导线23，装在手持件体21上的接触销24，接触电极25以及包封在接合部31端上的连接器27，驱动振动器22所必需的动力从外部设备供给。
此外，为了通过工具4的外周在操作区域上喷射诸如水的流体，并冷却振动器22，在管28中形成有流体通路30，在管中的一些中间点处设有连接机构，管是允许与手持件体21配合或拆除配合的。
接合部31内具有内装光源13，诸如白炽灯，囟素灯，或者发光二极管，它是通过管28内的导线接受能量的，并且是用外部设备的操作而开或关开关的。另一方面，手持件体21由多条光纤维组成的光导件10的组合是以这种方式，即，使其护套着振动件22，而光导件10的射入光端面11a位于几乎邻近接触光源13处。相反，发射光端面12a围着工具4以环形而形成，相对于手持件体21的轴线以回转对称的照亮光线而发射。
图6图示了图5中所示的光导件10的形状，其中图6A是平面视图，图6B是前视图，图6C是左侧视图，图6D是右侧视图，图6E是沿图6A中A1—A1线取的剖示图，图6F是沿图6B中A2—A2线取的断面图，图6G是沿图6B中A3—A3线取的断面图。
光导件10是多条光纤维的束，其一端用保持件11扎捆成一束以形成圆的射入光端面11a。其另一端用一大、一小的一对圆筒形保持件12捆持以形成环形的发射光端面12a，如图6E所示。形成的发射光端面12a具有从周面向中心倾斜的倾斜面，而孔径角β设成小于180°，例如β大约为150°。如图6A和图6F所示，光导件10的中间部分具有与图5中的振动器22的轮廓匹配的分叉的构形。
光导件用热阻材料，弹性包覆材料等浸渍或包覆，该等材料例如是硅橡胶、丁基橡胶、尿脘人造橡胶，或者环氧树脂或者丙烯酸树脂，这是用来改善光纤维的密集度而又保持它们的柔性。特别是，因为振动器22安装在去垢器20中，光纤维最后用弹性包覆材料来加强以使其能承受振动。
此外，在光纤维以玻璃纤维或类似物组成的情况下，采用上述类型的包覆材料是具有阻热(热阻温度为150°或更高)和防湿两者的，带有嵌装在其中的光导件10的手持件体20可以承受蒸压消毒。
除此之外，弹性包覆材料的硬度最好是JIS A5—100，硬度水准较低时，包覆材料容易被空气或水顶开，而硬度水准较高时，柔性又受到削弱，并且还有组装入封密空间效率低的趋向，而且损伤纤维。
现在返回来参考图5，从光源13来的辐射光碰到并穿过射入光端面11a，行进穿过光导件10并在发射光端面12a处以回转对称的照亮光线发射。特别是，形成的发射光端面12a具有形成倾斜面的孔角β大约为150°，这就与β＝180°的情况相比较提供了扩大的照亮区域。
图7是三通洗涤器40的剖示图，是根据本发明的另一实施例。三通洗涤器40设置有两个杆43，该杆是可被操作而允许选择三种状态的一种，这就是，水、空气和湿气(水和空气的混合物)，它们以喷射流束而喷射到牙科操作区域上。手持件体41可拆卸地被嵌装到与管48连接的接合部42中，消毒、杀菌处理或类似处理只在手持件体41上完成即可。
管48容纳用于水或空气流体的通路，以及电线、它们与外部供给器相连接。杆43可被操作以使之偏压带有阀杆44的球阀45，以便使流体通路46进入连接状态，于是允许供应的流体供向喷嘴47。在流体通路46的一些中间点处，设置有连接机构，以允许手持件体41配合或拆除配合。
另一方面，手持件41具有内装光源13，诸如白炽灯，囟素灯，或发光二极管，它们接受通过电线50，接触电极51，接触销52，接触销53以及接触电极54等输送的能量，用外部设备开或关开关。喷嘴47包容由多条光纤维组成的光导件10，光导件10的射入光端面11a位于几乎邻接光源13处。另一方面，光导件10的发射光端面12a被成形为围着包含水通道70，空气通道71等的流体通路的环形，并辐射相对喷嘴47的轴线的回转对称的照亮光线。
图8A是示于图7中的喷嘴47的端视图，图8B是沿图7A中B1—B1线取的断面图；图8C是沿图7中B2—B2线取的断面图。在图8A中，通过喷嘴47端面中心延伸形成的是水通道70，围着水通道形成同心的筒形空气通道71，空气通道的一端又以同心的环形的光导件10的环形发射光端在围着。另外，在图8B中，延伸通过端面中心的水通道70被三段扇形弧断面的空气通道71围着，围着空气通道71设置环形光导件10。另一方面，在图8C中，在端面中心设置圆形断面的光导件10，它抵靠着水通道70和空气通道71的每个环形断面。这种构型的目的在于减小喷嘴47的尺寸。
图9是示出了示于图7中的光导件10的形状的视图，其中图9A是平面视图，图9B是前视图，图9C是底视图，光导件10是多条光纤维的束，其一端用保持件11捆缚成一束以形成圆的射入光端面11a，另一端以筒形保持件12捆扎成一束以形成环形的发射光端面12a，发射光端面12a形成为具有从周面向中心倾斜的倾斜面，如图1A所示。
光导件10用上述类型的弹性材料或热阻包覆材料浸渍或包覆，它是用来改善光纤维的强度而又保持它们的柔性。特别是在三通涤涤器40中，因为空气通路71形成在光导件10和喷嘴47之间的间隙中，并且空气是以高压流过该处，压力在大约4kg/cm2，光纤维最好用弹性包覆材料予以加强，以便它们能承受住这流速。此外，光纤维最好包含用热阻，防湿包覆材料处理的玻璃纤维或类似物，于是可允许带有嵌装在其中的光导件10的手持件41可蒸压消毒。
回过来参考图7，从光源13辐射的光碰到并穿过射入光端面11a，行进穿过光导件10并在发射光端面12a处以回转对称的照亮光线发射，特别是，形成的发射光端面12a具有倾斜面，就提供了较大的照亮角，这就使得照亮区域扩大了。
虽然在本实施例中光源是位于手持件中或者管和手持件之间的接合部中，光源也可以位于管部分中而光导件则铺设在管内，这对上述实施例是没有限制的。这些不同位置同样可用于空气透平手持件，微型马达手持件以及真空洗涤器。
图11所示的实施例，其中本发明被采用在空气透平手持件中，如同其它上述实施例，光导件10包含多条光纤维的束，以筒形保持件12以使之形成环形发射光端面12a。而且在发射光端面形成有从周面向中心倾斜的倾斜面。
本发明可以其它特别的形式实施，但没有超出本发明的精神和本质特征。这些实施例被考虑的所有方面如图示但不被约束于此，本发明的范畴由权利要求指示，而不是前述的描述，所有改变都在权利要求等同的范围和含意之中都是打算包含在权利要求之中的。
权利要求
1.一种内装发光器的牙科用手持件(20、40)包含用于对手持件体(21、41)供给光线的光源(13)；光导件(10)，该光导件具有环形发射光端面(12a)并且从光源(13)引导光线使之围着手持件(20、40)的轴线穿过手持件(20、40)尖端部分发射照亮光线；其特征在于，光导件(10)的发射光端面(12a)具有从周面向中心倾斜的倾斜面。
2.一种内装发光器的牙科用手持件(20、40)包含用于对手持件体(21、41)供给光线的光源(13)；光导件(13)，该光导件从光源(13)引导光线使之穿过手持件(20、40)的尖端部分发射照亮光；其特征是，光导件(16)由弹性包覆材料浸渍或包覆的多条光纤维的束所形成。
3.如权利要求1或2所述牙科用手持件，其特征是，用于手持件的工具(4)装设在环形发射光端面(12a)的中心。
全文摘要
一种内装发光器的牙科用手持件，手持件体内包容由多条光纤维束组成的光导件，光导件的射入光端面几乎与光源邻近接触，而它的发射光端面围着牙科用工具而形成并且具有从周面向中心倾斜的倾斜面，光纤维束以弹性包覆材料浸渍或包覆，牙科用工具装设于发射光端面的中心。
文档编号A61C17/00GK1117379SQ9510389
公开日1996年2月28日 申请日期1995年4月10日 优先权日1994年4月11日
发明者今里实 申请人:株式会社森田制作所