[发明专利]具有可更换振动器模块的气动牙科振动器具

说明书

技术领域

本发明涉及诸如气动刮牙器之类的手持式气动牙科振动器具的改进。

背景技术

传统上是使用动力式牙科振动器具来进行某些牙科治疗，诸如刮牙和牙根管扩铰。

通常，动力式牙科振动器具包括一适于由手握持的细长外壳、一设置在该外壳内而用作振动源的振动装置、以及一可拆卸地连接于振动装置的牙科振动工具(诸如刮牙头和牙根管扩铰器)，该牙科工具响应于振动装置中所产生的振动而发生振动，从而进行诸如刮牙和牙根管扩铰之类的牙科治疗。

动力式牙科振动器具中所使用的振动器按工作原理可以分为两类：电动振动器，它是利用电能来产生振动；气动振动器，它是使用压缩空气作为动力源。

第一类电动振动器例如揭示于JP-A-59-25738和JP-A-60-55941中。电动振动器包括电致伸缩或压电变换器，该变换器在施加有交流电压时产生振动。电动振动器的优点在于，由于它们可以在超过20000赫兹的超声频下工作，因而基本上不会发出噪声。

然而，电动振动器的问题在于，会有电致伸缩或压电变换器所发出的电磁波会造成医疗电子元件以及电气装置和仪器(诸如心脏起搏器)发生故障的危险。

相反，另一类的气动振动器设计成响应于一转子或一振动元件的振动运动而产生振动，所述振动运动由一牙科治疗装置所提供的压缩气流所造成。因此，装有气动振动器的牙科器具的优点在于，它们没有与发出电磁波有关的问题。

不过，在配有气动振动器的牙科器具的设计当中必须克服两个基本的问题。

第一个问题是，诸如转子和振动元件之类的活动部件在工作的同时不可避免地会发生磨损。这就需要在转子或振动元件使用寿命到期时对其进行更换。为此，必须在个人牙科诊所由牙医或在指定的维修中心由专业机械师进行维修。

第二个问题是，由于气动振动器的转子或振动元件通常可能仅在亚声波或可听声波范围内的频率振动，因而会产生非常烦人的可听声响或噪音，往往使病人感到不舒服。

为了对现有技术进行讨论，US-E-29,687(Sertich)揭示了一种装有气动振动器的刮牙器。该振动器包括一弹性支承于一外壳内的管轴以及一松弛而可转动地安装于该管轴上的套筒状转子。在通过横穿管轴壁所形成的空气喷嘴将压缩空气沿切向朝转子的内周面喷射时，转子绕管轴转动并对其施加振动。

Sertich的刮牙器具有气动振动器的上述优点，即没有因发出电磁波而造成的问题。

而且，由于转子自由安装在管轴上，并在轴向上由一对装配于管轴上的隔开的O形环限位，因而无论转子何时磨损掉或损坏，只需将管轴取出外壳并拆下O形环便可很方便地对转子进行更换。由于对转子的更换可以通过这种方式很容易地由用户来完成，因而没有维修问题。

然而，该刮牙器的问题在于，其中的气动振动器只能产生频率低达3000-6000赫兹范围内的振动。这是因为，振动是以所谓的弯曲或挠曲振动模式发生的，其中，细长的管轴受旋转转子的作用而通过管轴的弯曲或挠曲运动来振动。因此，该刮牙器不能解决气动振动器的上述问题，也就是会产生令病人不舒服的烦人噪声。

US-A-4,453,919(Takeshita)描述了可以装于刮牙器中用作振动源的不同类型的气动振动器的一种结构和工作原理。该振动器包括一具有一盘状工作室(或转子室)的外壳、一可活动地容纳于工作室中的盘状振动元件(或转子)、以及将压缩空气切向注入工作室的喷嘴。

由于压缩空气通过喷嘴注入工作室，振动元件在其转动的同时振动，从而冲击工作室壁而产生振动。振动器所产生的振动通过一根轴传递至一刮牙头。可以认为，振动通过该轴向刮牙头的传递是挠曲模式振动与声音或弹性波模式振动的组合。

US-A-5,190,456(Hasegawa)旨在改进US-A-4,453,919(Takeshita)中所描述的刮牙器，提出将振动器的振动频率尽可能地增加至接近超声波范围，以降低传统气动振动器中所固有的烦人噪声。

为此，该轴被缩短，以将按比例大于挠曲模式振动的声音或弹性模式振动传递至刮牙头，并且，该轴以这样的方式支承，即避免有振动节点存在，该振动节点会引起挠曲模式振动。

按照US-A-5,190,456(Hasegawa)的构思，通过尽可能地减小振动元件(转子)的尺寸，可使振动频率提高至接近超声波范围，从而避免发出烦人噪声。例如，利用直径小至5毫米的振动元件，振动频率将增至约15000赫兹，因而可显著减小可听到的噪声。