[发明专利]可调节工具驱动装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有以下申请的优先权：题为牙科钻头和驱动轴，于2005年6月10日提交的美国专利申请SN60/689052，以及题为可调节工具驱动装置，于2005年11月1日提交的美国专利申请SN11/262959，在此结合上述申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明通常涉及用于旋转工具的手持件。更具体地说，本发明涉及用于可旋转工具的改进的驱动装置和所述工具，所述驱动装置包括驱动轴。

背景技术

现有各种用于旋转工具的手持件。涡轮驱动的手持件广泛应用于世界各地的牙医诊所和医学实验室中。大多数手持件包括手柄和用于支撑旋转工具的驱动头。通常为旋转接头的连接器将手持件与各种空气、水、光和电能供应管路连接起来，这些管路一般组合为所谓的控制电缆。驱动头容纳有工具旋转装置，该工具旋转装置通常包括工具固定座或卡盘以及电机或涡轮机，所述电机或涡轮机可旋转地安装在所述驱动头中，用以驱动卡盘。所述卡盘可释放地夹持工具如牙科钻头，以围绕旋转轴线旋转。

在已知的手持件中，工具由卡盘可释放地夹持，不能在驱动装置中轴向运动。设置有螺纹锁或按钮锁装置，用于手动地将工具锁定在卡盘中或将工具从卡盘中拆开。已知的驱动装置并没有设计为允许对工具的长度进行调节，这意味着工具一旦完全插入驱动装置中，将始终以同样的长度从驱动头伸出。然而，随着牙科操作的进行，牙医可能需要使用不同长度的牙科工具。因此需要反复更换工具，这较为耗时，并且由于必须购买各种不同长度的一套工具，从而增加了成本。

在试图寻找省时且节省成本的方案时，牙医经常试着通过使钻头稍微从驱动头缩回来调节钻头的伸出长度，直至达到所需的长度。然而，在进行调节时，对于钻头是否在驱动机构内仍保持正确配合，并且是否可靠地固定在驱动头中一无所知。由于现有技术的手持件并没有设计为在除了完全插入驱动头中以外的仟何位置上夹紧钻头，因此，这是很危险的操作。在现有技术的手持件中，由于通常包括在卡盘内的摩擦臂的夹持力，工具在缩回后仍可能位于驱动头内。然而，却不能保证工具在驱动头内的同轴支撑，并可靠地将转矩从驱动器传递到工具。

传统的手持件设计提供有在完全插入状态下的工具的同轴支撑。支撑提供于工具后部的插入端，并位于与驱动头内底部轴承相对应的区域内工具的中间位置。然而，即使是工具从完全插入位置有较小的缩回时，所述工具也会与位于该工具后端的同轴支撑脱离。所述工具必须随后通过卡盘的摩擦臂与旋转的驱动器保持轴向对准。然而，在使用过程中当侧向力施加于所述工具的工作端时，所述摩擦臂由于设计为略有弹性，因而通常不能具有足够大的力，以确保所述工具的后端在驱动器中的同轴对准。因此，传统手持件在完全插入深度以外的其他深度时的操作，可能导致同轴度的丧失，钻头在旋转过程中的振动，对驱动组件的过度磨损、损坏，工具夹紧机构和驱动轴部件的永久变形，低效率的转矩传递，增大的钻头打滑(旋转方向和轴向)，甚至更危险地的是，钻头在使用过程中意外地从手持件中脱落。

因此，需要一种允许在不丧失同轴度的情况下调节工具深度的牙科工具及手持件的设计。

牙科手持件的现有卡盘几乎都仅设计为通过摩擦配合来夹紧牙科钻头。这种结构的例子可见于美国专利US3869796，US4595363，US5275558以及US5549474中。在这种结构中，在卡盘和钻头之间只可能传递较小的转矩，更大的转矩将导致钻头打滑。在现代化牙科手持件所具有的高速旋转速度下，钻头在轴向和旋转方向上打滑会成为问题。钻头的快速减速也会导致旋转打滑，例如，当驱动器连续旋转而钻头锁定或卡住时。随着时间的推移，驱动组件和牙科钻头之间在旋转过程中的摩擦导致上述部件的严重磨损。与使用者在操作过程中向按钮施加压力而在按钮锁手持件中产生的摩擦相同，该摩擦也可产生大量的热量。摩擦热会对驱动轴部件造成永久损坏，特别是卡盘的弹性摩擦臂，该摩擦臂通常由热回火材料制成。所述损坏可造成工具的旋转打滑，甚至轴向打滑，可能导致工具从手持件中意外脱落。牙科钻头在高速旋转过程中的意外脱落可能对患者和牙医都产生威胁。操作过程中钻头以及驱动组件的持续磨损需要进行费用昂贵的手持件部件的例行保养和修复。

因此，需要一种驱动轴设计，该驱动轴设计不仅允许调节外露的工具长度，优选地也能防止工具在所有可能的工具缩回位置上的旋转打滑，以避免对驱动轴的摩擦磨损以及由此带来的热损害。

发明内容

本发明的一个目的在于克服或减少现有手持件设计的至少一个缺陷。