牙科器械的制作方法

专利名称：牙科器械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种牙科器械，尤其涉及一种有源牙科器械。
背景技术：
口腔中营养物、唾液、空气和细菌的存在使牙齿表面上形成色斑和牙石膜。通过有规律地刷牙和用牙线清洁牙齿可以抑制这些膜的发展。但是，普遍认可的是，口腔卫生的有效程序包括通过牙科专业人员进行定期牙齿清洁。这种定期清洁有效减少和去除即使进行了认真的个人口腔卫生仍然易于堆积在牙齿表面的色斑和牙石。
去除色斑和牙石的器械分为两类；手动无源器械和外部动力有源器械。无源器械通常由坚固和基本刚性的材料例如不锈钢制成。图1示出一种示例性的无源器械。所述器械包括适合用作手柄的主体10和剔除部分12，其具有例如构造成点状或刀片的末端14。在使用中，无源器械握持在牙科专业人员的手中，末端14在牙齿表面上刮擦。无源器械提供自由性避免电源线的约束，但是需要大量时间和有效使用的技巧。
通常使用外部动力有源牙科振动器械来执行某些牙科治疗例如去除牙垢。典型的动力牙科振动器具包括用于由手握持的加长外壳、设置在外壳内部用作振动源的振动器单元、和牙科振动器具例如可拆卸地连接到振动器单元的剥离端头部。牙科器具执行预定的牙科治疗例如去除牙垢和牙根管扩孔。
用在动力牙科振动器具中的一些振动器根据工作原理分为两种典型类别电动振动器和使用压缩空气作为动力源的气动振动器。
电动振动器包括响应施加的交流电压而产生振动的电致伸缩或压电换能器。它们可以在超声波范围内工作，由此它们基本不会发出可听见的噪音。但是，电动振动器会发射电磁波。以大约20,000赫兹频率发射的这种电磁能会引起一些问题，例如与其它电子设备互相干扰。
气动振动器没有与电动振动器相关的电磁干扰问题。但是，所使用的频率通常在可听频谱内。使用这种振动器的器具还必须与压缩空气源相连。
因此，仍然需要具有小振动器的手持、电动牙科器具，其要能够前后和/或左右振动以实现牙齿清洁并且没有任何噪音或超声能。

发明内容
考虑到上述问题，期望获得一种同时具有手动和外部动力牙科器械的优点的牙科器械。本发明克服现有技术中存在的问题，提供一种用于从牙齿上去除色斑和牙石的方法和设备。
本发明涉及一种牙科手工工具，其包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形的外壳；牙科端头从至少一个所述端部开始延伸并且与该端部可拆卸地连接。一部分外壳作为用于由牙科专业人员抓握的手柄。至少一个振动器模块朝向主体的一端地位于并且可以弹性地被支撑在外壳内部。所述模块包括适合于旋转一偏心重量从而引起所述端头中的振动的小电机。电池位于外壳内部以驱动振动器模块，从而致动振动构件。电池可以是一次性的或可充电的。
本发明还涉及一种手持牙科器械，其包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形的外壳，圆锥形部分以宽的一端与所述外壳永久性或可拆卸地接合，牙科端头从其窄的一端开始延伸。至少一部分外壳作为用于由牙科专业人员握持的手柄。牙科端头可以永久性或可拆卸地与圆锥部分的窄端接合。圆锥部分具有至少部分中空体，并且振动器模块位于并被支撑在部分中空体的中空部分中。所述模块包括用于旋转一偏心重量从而在端头内产生振动的小电机。电池位于外壳内部以驱动振动器模块，从而致动振动构件。电池可以是一次性的或可充电的。
本发明还提供多套振动牙科器械，每一个器械包括具有中空内部的伸长形的外壳，伸长形主体具有近端和远端，牙科端头从至少一个端部开始延伸并且可拆卸地与其连接。每个器械的部分外壳作为用于由牙科专业人员抓握的手柄，多套器械的手柄具有设计成用于可以在一整天中更换使用的变化的直径。
牙科器械也可以包括以宽端永久性或可拆卸地与其接合的圆锥形部分，牙科端头从其窄端开始延伸。牙科端头可以与圆锥形部分的窄端永久性接合或可拆卸地接合。圆锥形部分具有至少部分中空体，并且振动器模块位于并被支撑在所述部分中空体的中空部分内。所述模块包括适用于旋转偏心重量从而在所述端头内产生振动的小电机。电池位于外壳内以驱动振动器模块，从而致动所述振动构件。电池可以是一次性的或可拆卸的。
在本发明的一个方面中，牙科端头可以与外壳的远端螺纹连接。
在本发明的另一个方面中，具有用于将所述振动器模块靠在外壳的远端上定位的轴向定位装置。
此外，在一个方面中，相对于相应的外部动力器械，根据本发明的牙科器械是轻质和易于操作的。
在另一方面中，根据本发明的牙科器械能够将大的动力连接到牙齿表面，而不需要通过动力导线与动力源连接。
在本发明的另一个方面中，外壳在近端封闭，振动器模块适合于被支撑为朝向远端。
在本发明的再另一个方面中，端头从外壳的每一端开始延伸，在使用期间，两个端头都适合于振动。
在本发明的又另一个方面中，圆锥形部分可旋转，其中所述旋转还使牙科端头旋转，由此端头不需要从病人口腔中取出就可以易于改变位置。
在本发明的再另外一个方面中，外壳包括适合于释放牙科专业人员承受的压力的人机工程学设计。具有人机工程学设计的多套牙科器械也可以制造成具有变化的手柄直径。
此外，再每一个器械中可以也使用套环，作为使端头可拆卸的另一种形式。该套环或上述的圆锥形部分也可以是制造成可旋转的旋转头，其中所述旋转也使牙科端头旋转，由此端头可以不需要从病人口腔中取出而方便地改变位置。
此外，上述每一个器械也可以制造成具有防旋转装置，其用于在使用所述振动器具时，防止所述振动器模块相对于外壳旋转。
此外还公开了端头可以用涂敷在其上的挠性和耐久性涂层进行涂敷，由此有涂层的端头能弯曲成预定结构。涂层包括类金刚石(DLC)涂层，其包括至少约5原子百分数的氢。
在一个方面中，在涂敷后，端头可以弯曲成任何预定结构，该弯曲行为不会对涂层的整体性产生不利影响。
结合参照附图提供的本发明的以下详细说明，本发明的这些和其它优点和特点将会更易于理解。


图1示出现有技术的无源牙科器械；图2示出根据本发明一个实施方案的有源牙科器械；
图3示出根据本发明一个实施方案的有源牙科器械；图3a示出图解根据本发明一个实施方案的牙科器械的多个功能部件的方框图；图4a示出根据本发明一个实施方案的有源牙科器械的剖视图；图4b-4d示出根据本发明各实施方案的有源牙科器械的各种椭圆负载；图5示出根据本发明另一个实施方案的有源牙科器械的剖视图；图6示出根据本发明另一个实施方案包括线性振动装置的有源牙科器械的剖视图；图7示出具有不同手柄直径的一套有源牙科器械的透视图；图8示出具有不同直径的一套人机工程学设计的有源牙科器械；图9示出具有可旋转端头的有源牙科器械；图10示出具有旋转头部的有源器械的分解视图；和图11示出适合装配在有源器械上的手柄。
具体实施例方式
以下结合附图进行的详细说明意味着根据本发明牙科器械或器具的即将举例的实施方案的说明，而不意味着表示可以构建或实现本发明的唯一形态。结合图解的实施方案对用于构建和使用本发明的牙科器具或器械的特征和步骤进行说明。但是，可以理解的是，可以通过同样意味着包含在本发明主旨和范围内的不同实施方案来实现相同或等效的功能和结构。
图2示出根据本发明第一实施方案的牙科器械例如牙科刮治器100。如图所示，所述器械包括手柄部102和齿接触部104。在图解的实施方案中，齿接触部104是刮治器端头。根据本发明的一个方面，振动机构包含在手柄部102中。振动机构适合于引起刮治器端头104相对于手柄102或其一部分运动。刮治器端头104的运动可以包括各种振荡模式，包括挠性和弹性的线性模式和扭转模式。根据本发明的一个实施方案，本发明包括由手柄部102支撑的切换装置106。切换装置106使用户可以启动和关闭设置在手柄部102内的振动机构。
根据本发明的一个实施方案，例如插座的能源口108也可以由手柄部102支撑。例如电源的能源可以通过能源口接受并且储存在牙科器械的手柄部102内。在所示的实施方案中，能源口是适合于容纳常规电插头的电插座。
图3a示出根据本发明一个实施方案的牙科器械的系统方框图200。如图3所示，牙科器械包括例如电池202的电力存储器。电池202与电源控制装置204电连接。在示例性实施方案中，电源控制装置204是例如单极-单掷开关的电开关。在其它不同的实施方案中，电源控制装置204可以包括开启装置，例如适合响应操作者信号或反馈信号205而提供变化输出电压的晶体管。电源控制装置204的输出与振动换能器206的输入电连接。根据本发明的一个实施方案，振动换能器206包括旋转电机208，例如永久磁体DC电机或步进电机。旋转电机208在其输出轴上与例如偏心飞轮动态不平衡负载212机械连接。由电机产生的动态不平衡负载212的旋转用于产生电机208的轴上的周期性振荡力。周期性振荡力从电机208的轴通过电机轴承传递到电机外壳。振荡力从电机外壳传递到所述器械的外壳102(如图2中所示)。
根据本发明的一个实施方案，振动换能器206可以产生在从约10Hz到约10KHz范围内的振动。根据具体的系统特性可以获得包括谐波的其它频率。
根据本发明的另一个实施方案，振动换能器206包括例如螺线管、压电换能器的线性电机或线性步进电机。
在本发明的另一个方面中，振动换能器206与连接构件214的第一端机械连接。连接构件214可以是分离的机械构件，或可以是具有壳体部分102的整体(如图2中所示)。
连接构件214在第二端部与齿接触部104连接。齿接触部104可以是例如刮治器端头(如图2中所示)。
牙科端头104可以是刮治器，如图所示，或者适合于装配在本发明手持器械中的其它任何装置，例如扩孔钻、牙根管锉、牙锉或牙钻。
如上所述，牙科端头可以位于所述器械的远端和近端两端(未示出)或者它可以仅位于一端。
如图2、4a和9所示，锥形部114可以作为手柄的一部分整体形成，或者它可以单独形成并且然后通过模制、铜焊、螺纹连接或其它任何类型的接合方式将其接合到手柄的其余部分上。所述端头也可以是永久地或可拆卸地连接到手柄远端或近端的锥形部上。锥形部进一步可以是圆锥形部分，例如具有中空内部、或至少部分锥形部可以具有套环，如图9所示。所述套环可以是作为手柄的一部分整体形成的，或者它可以是单独形成，通过模制、铜焊、螺纹连接或其它任何类型的连接方式在手柄远端或近端上与端头104接合。
图4a是根据本发明一个实施方案的牙科器械300的剖视图。如图4a中所示，牙科器械300包括外壳102和例如刮治器端头104的齿接触部。根据本发明一个实施方案，外壳102包括其中设置有电池306的内部空腔302和电动机308。电池306通过电导线310、312、314和开关316与电机308电连接。根据本发明的一个实施方案，电机308可以包括外壳317和第一轴承318和第二轴承320。电机308还包括由第一轴承318和第二轴承320可旋转支撑的轴322。轴322在一端与偏心负载324连接。
图4b示出根据本发明一个实施方案的偏心负载400。偏心负载包括设置在第一406和第二408基本平行侧面之间的具有弧形圆周面402的质量块。基本圆柱形的内表面410设置在第一和笫二基本平行面之间以限定具有纵向轴线的孔。所述纵向轴线相对于穿过偏心负载400的重心的旋转轴线基本平行地隔开设置。
在另一个实施方案中，如图4c中所示，偏心负载420包括设置在第一和第二基本平行侧面424、426之间的截顶的部分圆锥面422。基本圆柱形内表面428设置在第一和第二基本平行表面之间以限定具有纵向轴线的孔。所述纵向轴线相对于穿过偏心负载重心的旋转轴线基本平行地隔开设置。最终的图4c圆锥形状的偏心负载420是这样的偏心负载，即其质量作为沿着电机轴到电机的距离的函数而线性减小。
在又另一个实施方案中，如图4d所示，偏心负载430包括设置在第一和第二基本平行侧面之间的截顶的椭圆表面432。最终的图4d椭圆形的偏心负载430形成这样的偏心负载，即其质量作为沿着电机轴到电机的距离的函数而非线性减小。
在再另一个实施方案中，椭圆负载包括基本空间对称的轮子。但是，在基本空间对称的体积中的质量分布不对称从而产生动态非平衡负载。根据一个实施方案，如图4e所示，通过形成第一材料442的轮子440和在第一材料内空间不均匀分布的第二材料444的嵌入颗粒，产生质量的不对称分布。
图5示出本发明另一实施方案的剖视图。如图所示，图5的器械500包括外壳102和刮治器端头104。在图5的实施方案中，椭圆负载502的旋转轴线相对于外壳102的纵向轴线504横向定位。因此椭圆负载502的旋转轴50s垂直于纸面定位。
通过例如将旋转电动机508的输出轴与齿轮箱510的机械输入连接，实现旋转轴506的这种定位。在示例性实施方案中，齿轮箱510包括以彼此垂直的角度定位的两个斜齿轮。两个斜齿轮中的第一个与电动机的输出轴连接，两个斜齿轮中的第二个与齿轮箱的输出轴连接，并且由此与偏心负载502连接。两个斜齿轮包括在旋转中啮合从而将机械动力从电机508传递到偏心负载502的各个齿。斜齿轮可以由任何适合的材料制成，所述材料例如金属成分，包括例如不锈钢、钛、钛合金(例如镍钛合金和钛铝钒合金)、铝、铝合金、碳化钨合金及其组合物。斜齿轮的可选择材料包括强化或非强化聚合物，例如聚酰胺(尼龙)、超高分子量聚乙烯(UHMWP)；polyacetyl(迭尔林)；polyaramid(凯夫拉尔)；ULTEM，即一种无定形的热塑性聚醚酰亚胺、Xenoy树脂，即一种聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物、Lexan塑料，即一种聚碳酸酯和间苯二甲酸酯对苯二甲酸酯间苯二酚(isophthalate terephthalate resorcinol)树脂的共聚物(它们都由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，选自以下物质组成的组中的至少一种化合物作为组分，所述物质是芳族羟基羧酸(例如羟基苯甲酸(刚性单体)、羟基萘甲酸酯(挠性单体)、芳族羟胺和芳香二胺、(在美国专利号6,242,063、6,274,242、6,643,552和6,797,198中列举的，其内容在此引作参考)、具有末端酐基团或侧面酐基团的聚酯酰亚胺酐(例如在美国专利号6,730,377中列举的，其内容在此引作参考)或其组合。
此外，可以使用任何聚合合成物例如工程预浸坯料或合成物，它们是填充有色素、碳粒子、硅石、玻璃纤维、例如金属粒子的传导性粒子的聚合物或传导性聚合物或它们的混合物。
通常具抗高温性能的聚合材料或化合物是适合的。
在工作中，与由图2器械100的配置引起的振动相比，偏心负载502的旋转引起刮治器端头104沿着器械500的纵向轴线504的增强的振荡。
在本发明的另一个方面中，这些振动可以通过连接构件512从减速箱510的外壳传递到刮治器端头104。连接构件512的性能，包括其质量、形状和刚性，可以进行选择以优化作为一个整体的系统的共振特性。连接构件512可以由支撑构件514支撑在外壳102内。支撑构件514可以是例如具有孔的基本刚性的轴套，连接构件512适合穿过所述孔滑动。在一个作为选择的实施方案中，支撑构件514可以包括适合挠性支撑连接构件512的弹性构件。
图6示出有源牙科器械600的剖视图。根据本发明的另一个实施方案，有源牙科器械600包括线性振动装置602。线性振动装置602适合于相应从电控制回路606发出的周期性变化的电信号而线性地使连接构件604运动。电控制回路606与线性振动装置602电连接并且与例如电池608的电源连接。线性振动装置602可以包括压电装置和电磁螺线管装置、电容换能器装置或例如线性步进电机的线性电机装置。
在其它的方面中，有源器械600可以包括可拆卸的牙签104。其可以允许单个外壳并且可以满足向具有不同结构的多种端头提供振动。可拆卸的牙签可以通过例如螺纹连接或卡口固定件与有源器械600固定。
在另一个方面中，能源储存器可以包括可拆卸的电池，例如碳锌电池或碱性电池。也可以使用不能拆卸的可充电电池。可以根据具体有源器械系统的特性和需要选择适合的电池，例如镍金属氢电池或镍镉电池。
在本发明的另一个方面中，所述器械可以包括适合于从外部电能源吸收电能的电池充电回路。因此，有源器械可以根据需要与家用电源连接，然后电池充电回路给有源器械的可充电电池提供适合的充电电流。
根据另一个实施方案，本发明包括电燃料电池和燃料储存器。燃料电池的技术是超前的，并且期望适合于容纳在本发明的有源器械中的燃料电池可以在不久的将来实现。
在本发明的另一个方面中，已经出乎意料地发现，振动机构的振动(例如，图3中的206所示)为使用有源器械的专业人员手部提供舒适效果。因此，本发明包括人机工程学上有优势的牙科器械。通过在本发明的不同实施方案中包含附加特征例如不同手柄直径和外壳中的三角形握柄(如图8中的102)，可以扩展这些人机工程学的优点。
目前使用的牙科器械都具有几乎相同直径的手柄或握持部。这的确不仅对于同一种类型的器械，而且不同的器械也一样。一天中反复使用器械导致对手、手腕和肘部的反复压力。这会在牙科保健人员、牙医和其它牙科专业人员中引起腕管综合症(CTS)和积累性损伤障碍(CTD)。
如图7a-e和8中所示，本发明还包括多套相同或不同的器械，它们具有用于握持的制成不同直径的手柄，设计成在一整天中可以互换使用，由此通过更换握持部减少重复的握持动作。因此，即使牙科专业人员在一整天使用相同类型的器械，手、手腕和肘部可以体验变化的而不是重复的动作，因为在一整天中手、手腕和肘部的位置变化。
如图8所示，牙科器械包括具有实心、中空或部分实心内部的加长的外壳102。加长外壳102具有远端和近端。外壳102的一部分可以作为用于由牙科专业人员握持的手柄。远端具有由此延伸的远端端头104，其永久性或可拆卸地连接到外壳102的远端。
手柄可以进一步进行人机工程学设计，如图8示例性表示的。具有变化直径的器械的细节在在先申请“Dental Instruments With StressRelief”、申请号60/624,840和即将同时提交的共同待审美国专利申请序列号11/XXX,XXX中进行了说明，它们的内容都在此引作参考。
此外，如图2、4a、6和9所示的锥形部分114可以是可旋转的，其中所述旋转同样旋转牙科端头，从而所述端头可以不需要从病人口腔中取出而容易改变位置。
用于旋转的机构与在专利申请美国序列号10/735,050中描述的类似，其在此引作参考。
在一个实施方案中，锥形部分可以作为手柄的一部分整体形成，或者它可以单独形成，通过模制、铜焊、螺纹连接和其它任何接合方式，在手柄的远端或近端上与端头104接合。
图7a-7d示出根据本发明一个实施方案的一套牙科器械，例如牙科刮治器700。如图所示，每个牙科器械包括手柄部702和齿接触部704。在图示的实施方案中，齿接触部704是刮治器端头。
手柄部702是圆柱形的并且可以是实心或空心的，其具有远端和近端。作为示例，手柄的直径从图7a至7d变化。在其它实施方案中，设计了一系列具有不同数量的有变化直径的手柄或不同器械。如上所述，多套制成变化握持直径的牙科器械可以减少重复动作。
如示例所示，手柄可以是朝远端或近端或两端的锥形，并且从锥形末端开始延伸的是适合于用在病人的一颗或多颗牙齿上的牙科端头。
牙科端头可以是刮治器704，如图所示，或适合于装配在本发明的手持器械中的其它装置，例如，扩孔钻、牙根管锉、牙锉或牙钻。
如上所述，牙科端头可以位于器械的远端和近端两端上，如图所示(未图示)，或者它可以仅位于一端而不同的器具位于另一端上，如图7a-7d中示例性表示的。
如图9所示，锥形部114可以作为手柄的一部分整体形成，或者它可以单独形成，通过模制、铜焊、螺纹连接或其它任何类型的接合方式，在手柄的远端和近端上与端头104接合。
锥形部114进一步可以是具有中空内部的圆锥形部，如图9所示。
手柄可以由金属或塑料制成。圆锥形部和锥形部可以由与手柄其余部分相同或不同的材料制成。适合的金属可以包括例如上述在述及齿轮时提到的那些材料。再例如，所述材料时不锈钢和钛合金。这些材料例如也具有良好的挠性。
适合的非金属材料可以包括聚合材料例如高温塑料，包括上述在述及齿轮时提到的那些材料。
例如，可以在手柄的握持部分上形成凸块和/或条纹(例如在图8或9中的1040所示)和/或其它装置以便更好地不打滑地握持。
在一些实施方案中，用于替代凸块和条纹，手柄也可以制成具有手握把1040a，如图8a中示例性表示的，其可以是套在手柄上的套筒结构从而便于在使用期间握持所述器械，同样如图8a所示。在图3中所示的实施方案中，手握把103位于手柄102的大部分上，所述手握把通常有弹性并且具有可以适合用于高压或加热消毒过程的高温树脂，其包括上述适合用于聚合物端头结构的那些聚合物和合成物。实际上，能承受高压的任何高温树脂都可以使用。
如上所述，图7a-7d中所示的一套器械除了手柄直径外都是相同的。如图8a-8d所示，其中手柄具有人机工程学设计。具有变化直径的手柄的相同器械可以在一整天中互换使用。通过在更人机工程学设计的手柄中结合变化的直径，手柄能顺利消除牙科专业人员的手、手腕和肘部压力。
如图8a所示，手柄可以是三角形的，其中，当端头从两端都延伸时，手柄具有比握持区域周长更小的中间部分。中间部分也可以是圆形的。这些结构都可以在握持区域周围形成有凸块或条纹从而便于握持，如图9中1040所示。
根据本发明的另一个方面，如图3和8a中所示，振动机构可以包含在手柄部分102和802中。振动机构适合于包含手柄102或其一部分802的外壳101的振荡振动。振荡振动可以包括包含挠性和弹性线性模式和旋转模式的许多振荡模式。如上所述，根据本发明的一个实施方案，所述器械包括设置在手柄102的外表面101上用作手握把的弹性材料103(或者在图8a中，在外表面801上的803)。弹性材料103或803用于在使用器械期间缓冲牙科专业人员的握持。根据一个方面，本发明包括由手柄部102和802分别支撑的开关装置106或806。开关装置106或806使用户可以开启和停止设置在手柄部102或802中的振动机构。
如上所述，手握把103或1040a可以用例如由Monsanto Company公司提供的SANTOPRENE的热塑性弹性体或用于一些端头结构的材料或任何适合的材料制造。在一些实施方案中，手握把103或1040a可以通过注模形成。在其它实施方案中，手握把103或1040a可以是一体结构。在又另一些实施方案中，可以使用多部分的手握把。根据一个示例，两部分的手握把可以在手柄102或802上超声焊接在一起。手握把103或1040a可以具有基本圆柱形，如图3中所示，或者可以是像手枪形的手握把，如图11中的1120所示。
手握把或弹性材料也可以是天然或合成橡胶。合成橡胶可以是例如弹性材料，并且可以包括但是不限于，由Kraton Polymers提供的各种共聚物或嵌段共聚物(Kratons)例如苯乙烯-丁二烯橡胶或苯乙烯异戊二烯橡胶、EPDM(三元乙丙橡胶)橡胶、胶乳橡胶和类似物。发泡材料可以是闭孔发泡材料或开孔发泡材料，并且可以包括但是不限于，聚烯烃发泡材料例如聚乙烯发泡材料、聚丙烯发泡材料和聚丁烯发泡材料、聚苯乙烯发泡材料、聚亚安酯发泡材料、由上述任何弹性或橡胶材料制成的任何弹性发泡材料。
图9示出具有可旋转端头902的有源器械。所述可旋转端头902也可以用在上面示出的各器械中。端头902固定地或可拆卸地与锥形部114的套环或旋转头904连接。套环或旋转头904的旋转也使牙科端头902旋转，从而端头可以不需要从病人口腔中取出而容易地改变位置。在不期望所述旋转时，制动机构防止套环和端部的旋转。通过例如按压释放按钮906，可以释放制动机构从而允许旋转。用于旋转的机构与专利申请美国序列号10/735,050中所述的类似，所述专利申请在此引作参考。
如果圆锥部或锥形部114是可拆卸的，则它是由例如塑料材料制成，然而手柄的其余部分是由金属或金属合金制成。
如图9和10所示，位于手柄件900远端的旋转头904与手柄件900的其余部分可旋转地连接。旋转头904可以具有基本圆柱形状、中空内部和在内腔每个端部的开口，其用于在一端容纳主体102的远端和在另一端容纳牙科端头。例如，在其远端，旋转头904上形成有用于容纳端头902的开口911。
旋转头904可以具有围绕其外周表面周围形成的多个凹痕910。每个凹痕910可以具有加长的椭圆形，所述椭圆形的长轴在平行于手柄件900的中心轴的方向。凹痕910便于牙科从业者握持旋转头904以便相对于例如主体102旋转它(例如仅用一只手)。在其它实施方案中，旋转头904可以具有形成在其上的替代所述凹痕的许多凸起。
主体102具有形成在其上的一对凹槽1030，其到端头等距离并且基本穿过主体102的整个长度。凹槽1030可以用于将手握把1120安装在手柄件900上，如图11中所示。主体102也可以具有形成在其上的位于其底部、靠近主体102远端的多个基本等间隔的切口1080，其可以用于防止手握把1120在手柄件900的轴线方向上运动。主体102也可以具有形成在其上的位于其底部、靠近近端的与所述切口1080共线的凹槽(未示出)。所述凹槽可以将手握把1120与凹槽1030装配在一起以防止手握把1120绕手柄件900的中心轴线旋转。
手握把1120具有基本为圆柱形和内部中空的配合部分1140如图11中示例性表示的。配合部分1140适合于滑动到主体102上，类似于套筒，并且与主体102配合，由此配合部分包封部分主体102。配合部分可以具有形成在其上的弹性悬臂部分(未示出)，其可以用于将一个切口1080配合在主体102上。配合部分1140可以具有与其底部表面接合的手柄1160，在牙科处理期间牙科从业者可以抓握所述手柄1160以便握持手柄件900。手柄1160也可以有利于用一只手旋转所述旋转头904。手柄1160可以具有形成在其背面的许多凹痕或凸起1200，其用于方便牙科从业者抓握。
现在参照图9和10，手柄件900进一步包括挡圈1300，其可以由例如上述提及的金属制成。挡圈1300的形状可以基本是圆形，但是不完全形成一个整圆。挡圈1300可以是挠性的(弹性)并且用作弹簧，因为没有连接在一起的端部可以由于施加的压力而更加靠近在一起，在压力消除时分开。
旋转头904可以具有形成在内表面上的靠近其近端的圆形凹槽1310，如图10中示例性表示的，其可以用于装配挡圈1300。挡圈1300可以安装在圆形凹槽1310中，例如通过在挡圈1300上施加压力从而压缩它并且一单挡圈1300与凹槽1310对准就释放它。一旦安装后，挡圈1300就相对于旋转头904锁定和固定。
在将挡圈1300与凹槽1310锁定时，通过将主体102远端容纳在旋转头近端的开口中，将旋转头904与主体102连接。主体102可以具有形成在其远端的配合部1090，其具有小于主体102其余部分的直径的直径。在配合部1090和主体102其余部分之间的连接处在配合部1030外表面上可以形成圆形凹槽1500。当配合部1090插入到旋转头904中时，挡圈可旋转地配合凹槽1500，由此旋转头904可旋转地连接到主体102上。在其它实施方案中，挡圈可以固定地连接到主体1020上并且可旋转地连接到旋转头904上。
手握把也可以制成具有用于变化的抓握直径，设计成用在一整天中可更换使用，与更人机工程化设计的手柄连接。“变化的直径”的细节在美国在先临时申请号为60/624,840、名称为“Dental InstrumentsWith Stress Relief”、在2004年11月3日提交的美国在先临时申请和名称为“Dental Instruments With Stress Relief”、申请号11/XXX,XXX、即将在同一天提交的共同待审美国专利申请中进行了说明，它们的内容在此引作参考。
端头可以具有涂敷在其上的挠性和耐久性涂层1010a，由此有涂层的端头可以弯曲成预定结构。这种弯曲也可以在涂敷涂层之前引入，并且可以在涂敷有DLC涂层的位置处。涂层也可以位于手柄的其它部分上。
在使用期间，由于摩擦力，容易在端头周围产生热量。因此，具有高润滑形的涂层通常能减小摩擦力以及所产生的热量，在牙科处理期间使病人不适感减少。具有高润滑形的适合涂层包括包含至少约5原子百分数的氢的类金刚石(DLC)涂层。耐久性涂层的细节在美国在先专利申请序列号60/612,283、名称“Dental Tool Having A DurableCoating”、在2004年9月21日提交的美国临时在先申请和美国专利申请序列号11/XXX,XXX、名称“Dental Tool Having A DurableCoating”、即将同时提交的美国专利申请中进行了说明，它们的内容在此引作参考。
适合的涂层可以包括DLC涂层，其具有例如在约5原子百分数的氢至约45原子百分数、再例如从约10至约30原子百分数的氢。通常，较高的氢的百分数可以用于更高挠性的端头，较低的氢百分数用于具有较小挠性的端头。具有较高氢百分数的涂层具有较低密度并且比具有更少量氢的涂层柔软。此外，也可以具有较小含量的其它组分。例如DLC可以包括达到约5原子百分数的氧或氮以及少量的其它材料。
如上所述，DLC涂层虽然坚硬，但是可以是挠性的，从而端头基体的挠性性能不会因为涂层而明显改变。综合效果能够是更长久耐磨的表面。
通常，因为DLC涂层是挠性和光滑的，即使例如约20nm的薄涂层也能获得基本均匀的厚度。DLC涂层能基本均匀地涂敷在基体预定部分上。再例如，能涂敷均匀涂层，其中厚度在沿着基体的所有点例如相对于平均涂层厚度以小于50％和再例如少于10％进行变化。
作为选择，DLC涂层也可以是非均匀地涂敷，由此如果需要，在工作表面的不同区域，涂层的厚度能变化。在一些实施方案中，具有最大涂层厚度的区域能不大于具有最小涂层厚度的约两倍厚度。非均匀涂层厚度能实现均匀涂层不能完成的许多目标，例如简化沉积和/或对摩擦表面或端头的应力点增加机械稳定性。通常，由于DLC涂层是挠性和光滑的，即使例如20nm的薄涂层也能获得均匀的厚度。
DLC涂层也可以在端头的可能预期受到高应力或磨损的一些部分上更厚，以便提供增强的耐磨性。例如，在弯曲处的延展部分可以具有比压缩部分更厚的涂层，以保持弯曲形状。此外，所选择的沉积方法可以自然产生厚度不均匀的DLC涂层，除非做出显著努力减少非均匀性。
DLC涂层的成分也可以是均匀的或者在不同的涂层区域不同。例如，承受更多应力的区域可以具有一种特殊成分，而涂层的其它部分能够由其它搀杂剂形成，例如用于改变挠性。类似地，DLC涂层可以具有包含不同成分的类金刚石的多个层。
在一个示例中，器械可以由端头和在用DLC涂层涂敷端头之前已经预先组装的手握把构成。这种工序是可行的，因为涂层工序的低涂层温度近似高压灭菌的温度。这给器械组装提供灵活性。
根据本发明的一个方面，提供了一种牙科器具，包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形的外壳；从所述外壳的一端延伸并且连接到所述外壳的该一端的至少一个牙科端头；和位于并被支撑在所述外壳内部的至少一个振动器模块。
根据本发明的另一个方面，提供了一种牙科器具，包括作为伸长形外壳一部分的至少一个手柄，所述外壳包括远端和近端和至少部分中空的内部，至少手柄的用于握持的部分具有三角形横截面；从所述外壳一端延伸并且与所述外壳该一端连接的至少一个牙科端头；至少一个振动器模块朝着主体的一端定位和支撑在所述外壳内部。
根据本发明的另一个方面，提供了一种牙科器具，包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形外壳；从所述外壳的一端延伸并且连接到所述外壳的一端的至少一个牙科端头；位于和支撑在所述外壳内部的至少一个振动器模块；和至少一个适合于旋转所述端头的旋转头。
优选地，所述牙科端头可拆卸地连接所述外壳。优选地，所述振动模块包括用于旋转一偏心重量从而引起所述器械中的振动的小电机。优选地，所述振动模块由电源提供动力，所述电源选自由电池、燃料电池、太阳能电池及其组合组成的组。优选地，所述的牙科器具进一步包括用于在使用所述振动器具时防止所述振动器模块相对于所述外壳旋转的防旋转装置。优选地，所述牙科端头选自由牙科刮治器端头、牙根管锉、牙锉、扩孔钻和牙钻组成的组。优选地，所述手柄具有人机工程学设计。优选地，所述端头包括涂层，所述涂层包括包含至少约5原子百分数的氢的类金刚石涂层。优选地，所述手柄的至少一部分包括凸起、条纹、手握把或它们的组合。优选地，被设计成不用于由使用者握持的所述手柄的至少一部分具有比用于握持的部分小的直径。优选地，所述外壳朝至少一个端部形成锥形。优选地，所述锥形端部包括这样的结构，所述结构选自由圆锥形部分、套环和它们的组合组成的组。优选地，所述结构作为所述外壳的部分整体形成。优选地，所述结构与所述外壳接合。优选地，所述振动模块位于所述结构内部。优选地，所述外壳包括金属或非金属。优选地，所述牙科器具包括一套相同的牙科器具，它们包括具有变化的用于握持的直径的手柄。优选地，所述电池是一次性的或可充电的。优选地，所述结构包括旋转头。
虽然以上对本发明的示例性实施方案进行了说明和图解，可以理解的是，这些是本发明的示例而不被认为是限制。因此本发明不被认为是限制于上述说明，而仅由其所附的权利要求的范围进行限定。
权利要求
1.一种牙科器具，包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形的外壳；从所述外壳的一端延伸并且连接到所述外壳的该一端的至少一个牙科端头；和位于并被支撑在所述外壳内部的至少一个振动器模块。
2.一种牙科器具，包括作为伸长形外壳一部分的至少一个手柄，所述外壳包括远端和近端和至少部分中空的内部，至少手柄的用于握持的部分具有三角形横截面；从所述外壳一端延伸并且与所述外壳该一端连接的至少一个牙科端头；至少一个振动器模块朝着主体的一端定位和支撑在所述外壳内部。
3.一种牙科器具，包括具有至少部分中空内部、远端和近端的伸长形外壳；从所述外壳的一端延伸并且连接到所述外壳的一端的至少一个牙科端头；位于并被支撑在所述外壳内部的至少一个振动器模块；和至少一个适合于旋转所述端头的旋转头。
4.如权利要求1、2或3所述的牙科器具，其中所述牙科端头可拆卸地连接所述外壳。
5.如权利要求1、2或3所述的牙科器具，其中所述振动模块包括用于旋转一偏心重量从而引起所述器械的振动的小电机。
6.如权利要求1、3、4或5所述的牙科器具，其中所述振动模块由电源提供动力，所述电源选自由电池、燃料电池、太阳能电池及其组合组成的组。
7.如权利要求1-6中任一项所述的牙科器具，其进一步包括用于在使用所述振动器具时防止所述振动器模块相对于所述外壳旋转的防旋转装置。
8.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其中所述牙科端头选自由牙科端头、牙根管锉、牙锉、扩孔钻和牙钻组成的组。
9.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其中所述手柄具有人机工程学设计。
10.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其中所述端头包括涂层，所述涂层包括包含至少约5原子百分数的氢的类金刚石涂层。
11.如上述权利要求中任一项所述的牙科器具，其中所述手柄的至少一部分包括凸起、条纹、手握把或它们的组合。
12.如权利要求9所述的牙科器具，其中被设计成不用于由使用者握持的所述手柄的所述至少一部分具有比用于握持的部分小的直径。
13.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其中所述外壳朝至少一个端部形成锥形。
14.如权利要求13所述的牙科器具，其中所述锥形端部包括这样的结构，所述结构选自由圆锥形部分、套环和它们的组合组成的组。
15.如权利要求13或14所述的牙科器具，其中所述结构作为所述外壳的部分整体形成。
14.如权利要求13或14所述的牙科器具，其中所述结构与所述外壳接合。
15.如权利要求14所述的牙科器具，其中所述振动模块位于所述结构内部。
16.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其中所述外壳包括金属或非金属。
17.如上述任一项权利要求所述的牙科器具，其包括一套相同的牙科器具，它们包括具有变化的用于握持的直径的手柄。
18.如权利要求6所述的牙科器具，其中所述电池是一次性的或可充电的。
19.如权利要求3所述的牙科器具，其中所述结构包括旋转头。
全文摘要
一种有源牙科器具，其包括振动机构和动力存储器。振动机构包括电动机和椭圆负载。椭圆负载适合于由电动机进行旋转，由此适合于向牙科器具的齿接触部分施加振荡运动。
文档编号A61C3/02GK101031251SQ200580031825
公开日2007年9月5日 申请日期2005年9月19日 优先权日2004年9月21日
发明者R·海曼, K·罗森布拉德 申请人:底斯柯斯牙齿印模公司