專利名稱：牙科手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)工具的手機(jī)，具體地說(shuō)涉及一種渦輪驅(qū)動(dòng)的醫(yī) 學(xué)或牙科手機(jī)。
背景技術(shù)：
存在多種用于旋轉(zhuǎn)工具的手機(jī)。渦輪驅(qū)動(dòng)的手機(jī)廣泛應(yīng)用于全球范圍內(nèi) 的牙醫(yī)診所和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。大多數(shù)手機(jī)包括手柄部分、在手柄部分一端的連 接器以及在另一端的攜帶驅(qū)動(dòng)頭的工具。連接器提供手機(jī)與各種空氣、水、 光和電供應(yīng)管路的連接，這些管路通常組合在所謂的操縱纜(umbilical cord) 中。驅(qū)動(dòng)頭容納工具旋轉(zhuǎn)部件，該工具旋轉(zhuǎn)部件通常由工具底座或卡盤以及 電機(jī)或渦輪機(jī)組成，該電機(jī)或渦輪機(jī)可旋轉(zhuǎn)地安裝在頭中用于驅(qū)動(dòng)卡盤。
可以使用各種不同類型的渦輪結(jié)構(gòu)，所有這些渦輪結(jié)構(gòu)都包括渦輪殼中 的渦輪、供到殼內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)渦輪的加壓空氣以及一組用于將渦輪和頭可旋轉(zhuǎn) 地支撐在殼內(nèi)的軸承。由于傳統(tǒng)的牙科手機(jī)制造成能以達(dá)到500，000rpm的 速度旋轉(zhuǎn)牙鉆或磨錐，所以軸承要承受較大的應(yīng)力。這一應(yīng)力又被在操作期 間必須另外支撐卡盤的軸承和抵抗施加到工具上的橫向力的工具而增大。此 外，由驅(qū)動(dòng)空氣沿切向沖擊渦輪所產(chǎn)生的不對(duì)稱推力會(huì)在軸承上產(chǎn)生附加的 應(yīng)力。
在現(xiàn)有的手機(jī)中，主要使用球軸承，球軸承通常具有最長(zhǎng)3個(gè)月的使用 壽命，且每次經(jīng)過(guò)消毒后必須潤(rùn)滑。更加耐用和不需要維護(hù)的陶瓷軸承目前 已經(jīng)推向市場(chǎng)，這種軸承在每次消毒后不需要潤(rùn)滑。然而，其使用壽命仍不 能令人滿意。
美國(guó)專利US 3,906,635涉及一種使用空氣軸承的牙科手機(jī)。在該手機(jī)中，支撐著渦輪并具有軸向磨錐容納孔的中心桿通過(guò)一對(duì)圓筒形軸承套支撐 在手機(jī)的驅(qū)動(dòng)頭中，這對(duì)圓筒形軸承套接近桿并與桿間隔開，從而在其間形 成很窄的空氣通道或空氣間隙。軸承套分別安裝在壓力腔中，向壓力腔中供 給加壓驅(qū)動(dòng)空氣。每個(gè)軸承套都包括多個(gè)空氣通道，該空氣通道允許加壓空 氣從壓力腔流入到桿與軸承套之間的空氣間隙內(nèi)。驅(qū)動(dòng)空氣同時(shí)供給渦輪和 空氣軸承。支撐著桿的加壓驅(qū)動(dòng)空氣進(jìn)入到軸承腔，穿過(guò)軸承套而進(jìn)入空氣 通道，并從此排出到周圍環(huán)境或進(jìn)入渦輪腔。很明顯，利用同樣的驅(qū)動(dòng)空氣 操作空氣軸承和渦輪會(huì)產(chǎn)生一個(gè)主要缺點(diǎn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)空氣關(guān)閉時(shí)，渦輪仍然旋 轉(zhuǎn)，而空氣壓力則不再充足以完全支撐軸承套中的桿。這樣會(huì)造成對(duì)軸承的 嚴(yán)重?fù)p壞，繼而限制了渦輪驅(qū)動(dòng)單元的使用壽命。此外，雖然圓筒形空氣墊 可以在徑向適當(dāng)?shù)刂螚U，但在軸向只提供很少的支撐。在這種現(xiàn)有的結(jié)構(gòu) 中提供了軸向止推墊圈，用于在軸向支撐桿。雖然在止推墊圈周圍設(shè)置了環(huán) 形空氣墊，但是考慮到在磨錐與牙齒接觸時(shí)，作用到桿上的潛在軸向推力很 大，所以這些空氣墊的整個(gè)表面顯的太小。此外，從圓筒形空氣墊到環(huán)形空 氣墊過(guò)渡的銳角阻止了氣墊空氣的流動(dòng)。因此，需要改進(jìn)軸承的設(shè)計(jì)。
現(xiàn)有多種不同的空氣渦輪設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，但在通常的渦輪設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)空 氣都沿切向吹到渦輪葉輪上以及葉輪的周圍。這種切向空氣供送會(huì)產(chǎn)生不對(duì) 稱的推力并使軸承承受不對(duì)稱的載荷從而增加應(yīng)力和磨損。此外，由于只提 供了局部的驅(qū)動(dòng)空氣，所以，渦輪產(chǎn)生的扭矩很低。此外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)空氣在渦
輪的周圍沿切向提供時(shí)，寄生氣流(拖拉)(parasitic airflow (drag))很高。
在現(xiàn)有技術(shù)中己知有多種空氣渦輪設(shè)計(jì)，其中槳輪式渦輪轉(zhuǎn)子通過(guò)驅(qū)動(dòng) 空氣沿著與渦輪圓周相切的方向沖擊渦輪葉片的外端而被驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)設(shè) 計(jì)的代表為美國(guó)專利US 6,120,291和美國(guó)專利申請(qǐng)US 2001/0002975。雖然 美國(guó)專利US 4,470,813公開了其中驅(qū)動(dòng)空氣在沖擊渦輪之前稍微徑向改變方 向的空氣驅(qū)動(dòng)渦輪結(jié)構(gòu)，但驅(qū)動(dòng)空氣仍然是在一個(gè)位置且基本上沿著切向方向沖擊渦輪葉片。因此，需要改進(jìn)渦輪結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生較高的扭矩輸出和較少 的軸承應(yīng)力。
現(xiàn)有技術(shù)中牙科手機(jī)的卡盤大多數(shù)都設(shè)計(jì)為只通過(guò)摩擦配合固定牙齒
磨錐。此結(jié)構(gòu)的實(shí)施例出現(xiàn)在美國(guó)專利US 4,595,363、 US 5,549,474以及US 5,275,558中。在此結(jié)構(gòu)中在卡盤和磨錐之間只有較低的扭矩傳遞時(shí)才可以， 較高的扭矩將導(dǎo)致磨錐的滑動(dòng)。在美國(guó)專利6,065,966中，使用彈簧加載銷 接合在牙齒工具的凹槽內(nèi)。然而，沒(méi)有公開此裝置在空氣渦輪手機(jī)中的使用。 事實(shí)上，由于銷和卡盤之間的接合是為非旋轉(zhuǎn)工具而設(shè)計(jì)的，本身不容易用 于旋轉(zhuǎn)工具，所以，公開的結(jié)構(gòu)根本不能用于固定牙齒磨錐。
從美國(guó)專利US4，370，132中獲知一種鎖鍵式連接，講授了帶有柄且在柄 的上柄端具有平端部分的磨錐的使用。與磨錐容納套剛性連接的夾爪用于與 磨錐柄的平端接合。磨錐不能完全插進(jìn)卡盤直到磨錐端配合進(jìn)夾爪內(nèi)為止， 因此磨錐必須相對(duì)卡盤旋轉(zhuǎn)，直到這些互鎖的部分對(duì)齊。此現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu) 缺點(diǎn)在于磨錐必須在卡盤中旋轉(zhuǎn)，直到鎖鍵結(jié)構(gòu)配合到一起為止。由于卡盤 還設(shè)置了與磨錐的摩擦配合，所以，旋轉(zhuǎn)幾乎完全插進(jìn)卡盤內(nèi)的磨錐將必須 具有某種阻止卡盤在驅(qū)動(dòng)頭中旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，或者必須反復(fù)地取出磨錐并在稍 微不同的角度位置再次插入磨錐。將互鎖機(jī)構(gòu)定位在手機(jī)驅(qū)動(dòng)頭內(nèi)的較深位 置對(duì)于使用者在插入磨錐之前通過(guò)視覺預(yù)對(duì)準(zhǔn)鎖鍵結(jié)構(gòu)是不可能的。因此， 磨錐的插入要經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)練習(xí)。
牙科手機(jī)空氣渦輪通過(guò)停止加壓驅(qū)動(dòng)空氣的供給而正常關(guān)閉。然而，由 于渦輪以高速旋轉(zhuǎn)，所以其需要一些時(shí)間逐漸減速并停止。由于安全的原因， 在從病人口腔中移出手機(jī)之前，牙醫(yī)必須等待直到渦輪已經(jīng)完全停止，這非 常不理想。此外，在所謂的停機(jī)期間，渦輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)在渦輪腔中產(chǎn)生真空， 這可能導(dǎo)致污染物吸進(jìn)腔中。
美國(guó)專利US 5,507,642公開了一種用于牙科手機(jī)渦輪單元的排出空氣切斷裝置，該裝置在渦輪停機(jī)期間能夠自動(dòng)防止空氣通過(guò)下軸承排出以防止
產(chǎn)生真空。這可以通過(guò)使用柔性的貝氏墊圈(Belleville washer)實(shí)現(xiàn)，該墊
圈通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣保持平面結(jié)構(gòu)并當(dāng)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)空氣時(shí)，自動(dòng)向上彎曲，從而關(guān) 閉空氣排出通道。美國(guó)專利US 5,782,634公開了一種自動(dòng)停止裝置，該裝置 包括在排出空氣導(dǎo)管中的閥，該閥通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣壓力操作并當(dāng)空氣壓力降到 一定水平以下時(shí)關(guān)閉排出空氣導(dǎo)管。然而，這兩篇專利的閥結(jié)構(gòu)只關(guān)閉了排 出空氣導(dǎo)管，沒(méi)有關(guān)閉驅(qū)動(dòng)空氣和微量空氣/水的導(dǎo)管。因此，可能仍然產(chǎn)生 真空并可能出現(xiàn)污染。結(jié)果，要求提供一種機(jī)構(gòu)能可靠、快速地停止渦輪并 盡可能地防止渦輪腔污染。
牙齒渦輪手機(jī)通常包括直頸或彎頸，后者易于方便地進(jìn)入到病人牙齒的 后面。然而，此結(jié)構(gòu)可達(dá)到的牙齒間隙受到磨錐長(zhǎng)度的限制。在某些情況下， 需要較好的牙齒間隙。此外，在使用時(shí)，處理區(qū)域通常受到驅(qū)動(dòng)頭和頸部的 局部阻礙。美國(guó)專利1,984,663和4,820,154分別公開了具有可調(diào)頸角的牙科 手機(jī)以及具有包括兩個(gè)彎曲的頸部的牙齒器具(調(diào)節(jié)器(scaler))。因此， 需要一種手機(jī)頸部設(shè)計(jì)來(lái)提供附加的牙齒間隙以及改進(jìn)的處理區(qū)域的可視 性。
如上所述，液體和電力通過(guò)操縱纜供給牙科手機(jī)，操縱纜通常在后端可 拆卸地連接到牙科手機(jī)。這種連接通常通過(guò)防止電纜纏繞的操縱纜旋轉(zhuǎn)連接 來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，此連接通常在手機(jī)的展開范圍內(nèi)直著延伸，由于組合有操縱 纜固有剛性的直旋轉(zhuǎn)連接起到一種杠桿的作用，其增加了電纜重量產(chǎn)生的實(shí) 際向下力，所以，其在使用者的手腕上產(chǎn)生相當(dāng)高的扭轉(zhuǎn)張力。此問(wèn)題己經(jīng) 困擾牙醫(yī)很多年，沒(méi)有適用于牙科手機(jī)的解決方案。在技術(shù)領(lǐng)域中己經(jīng)知道 有包括工作液體供給和光纖導(dǎo)管的牙科手機(jī)到操縱纜可松開連接的各種旋 轉(zhuǎn)連接器。在美國(guó)專利US 5,057,015、 US 6,033,220以及US 6，319，003中顯 示了旋轉(zhuǎn)連接器的實(shí)施例。然而，所有這些連接器只提供了操縱纜和手機(jī)之間的直連接。因此需要一種能減少手腕張力的連接器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除或減輕現(xiàn)有手機(jī)設(shè)計(jì)中的至少一個(gè)缺點(diǎn)。 在第一方面，本發(fā)明提供一種渦輪設(shè)計(jì)和操作方法，其中在空氣被大致 從徑向引向渦輪葉片之前，驅(qū)動(dòng)空氣在沿著渦輪腔周圍延伸的環(huán)形腔中均勻 分布。以得到高扭矩和自定中心的渦輪，后者對(duì)于使用軸承的較長(zhǎng)壽命特別重要。
在另一方面，本發(fā)明提供了用于渦輪和卡盤的空氣軸承，該軸承分別包 括基本為半球形狀的軸承定子和用于配合進(jìn)軸承定子內(nèi)的具有互補(bǔ)形狀的 軸承轉(zhuǎn)子，軸承轉(zhuǎn)子的形狀和結(jié)構(gòu)使其能配合到軸承定子內(nèi)且具有用于軸承 空氣的中間空氣間隙。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種空氣軸承裝置，該裝置包括無(wú)論是否提 供充足的空氣以使空氣軸承懸浮在所需的空氣墊上，在軸承部分中都具有的 用于在所有時(shí)間懸浮軸承的磁鐵部分。這就提供了即使在低旋轉(zhuǎn)速度下以及 當(dāng)手機(jī)停機(jī)時(shí)都能夠基本防止軸承部分接觸的優(yōu)點(diǎn)，從而減少了軸承的磨 損。由于總體上減少了在各個(gè)接觸軸承部分之間存在進(jìn)入污染物的可能性， 因此，在消毒期間手機(jī)停止或停機(jī)的條件下，懸浮軸承也具有優(yōu)點(diǎn)。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種解決在高扭矩情況下卡盤中磨錐滑動(dòng)問(wèn) 題的方法。根據(jù)本發(fā)明的磨錐/卡盤(磨錐/桿)的組合提供了具有非圓形橫 截面形狀的軸部分，而卡盤或桿具有與該軸部分接合以防止卡盤/桿中的磨錐 旋轉(zhuǎn)的凸出部分。
在本發(fā)明的另一方面，提供了磨錐鎖止結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明，該鎖止結(jié)構(gòu) 包括具有用于容納標(biāo)準(zhǔn)磨錐的中心孔的卡盤，以及位于孔外端的用于容納磨 錐上的鎖止部分的插座部分。插座和鎖止部分為非圓形橫截面且為互補(bǔ)的形狀以防止鎖止部分在插座中旋轉(zhuǎn)。這就防止了卡盤相對(duì)磨錐旋轉(zhuǎn)并允許可靠 的扭矩傳遞。卡盤優(yōu)選構(gòu)成為允許在磨錐插入期間插座和鎖止部分的互補(bǔ)形 狀可以視覺對(duì)準(zhǔn)。
在本發(fā)明的另一方面，提供了磨錐鎖止結(jié)構(gòu)，其包括具有用于插進(jìn)卡盤 /桿內(nèi)的非圓形軸端部分的磨錐，所述桿具有用于與軸端部分接合以防止磨錐 相對(duì)卡盤旋轉(zhuǎn)的沿徑向向內(nèi)延伸的凸出部分。凸出部分優(yōu)選為在磨錐插入時(shí) 使磨錐自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)該凸出部分的形狀。
在本發(fā)明的另一方面，提供了手機(jī)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)提供一種傾斜的旋 轉(zhuǎn)連接器解決了過(guò)大的手腕張力的問(wèn)題，并使通過(guò)操縱纜的重力產(chǎn)生的向下 力的沖擊點(diǎn)靠近使用者的手腕，以便使用者手腕上的扭轉(zhuǎn)張力(使用者手腕 張力)顯著減小。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該渦輪手 機(jī)包括使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用 于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有用于容納插進(jìn)手機(jī)中的旋轉(zhuǎn)工具的軸的軸向工具 孔的渦輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸 承，其特征在于手機(jī)還包括用于將渦輪產(chǎn)生的扭矩傳遞到具有非圓形橫截面 軸部分的工具上的扭矩傳遞裝置，該扭矩傳遞裝置包括用于容納軸部分并具 有互補(bǔ)橫截面的鎖止插座，用于使軸部分抵抗旋轉(zhuǎn)鎖止在該插座中，同時(shí)允 許軸部分軸向插進(jìn)到該鎖止插座中，鎖止插座連接到渦輪而與渦輪一起旋 轉(zhuǎn)。
鎖止插座可以與渦輪分離并以具有比工具的軸直徑大的直徑的徑向擴(kuò) 展鎖止頭的形式，作為用于容納具有軸部分的工具的工具孔的擴(kuò)展部分而固 定或結(jié)合進(jìn)渦輪。
鎖止插座還可以構(gòu)成為能容納三角形橫截面的軸部分，由此使鎖止插座 具有與軸部分互補(bǔ)的截面。當(dāng)鎖止插座與渦輪部分分離時(shí)，鎖止插座優(yōu)選為容納并固定在工具孔中 的中空桿，桿具有用于容納工具的軸部分的圓筒孔，并具有用于使軸部分抵 抗旋轉(zhuǎn)鎖止在桿中的扭矩傳遞，同時(shí)允許軸部分軸向插進(jìn)鎖止插座中。扭矩 傳遞件優(yōu)選為沿徑向向內(nèi)伸入到圓筒孔內(nèi)的凸出部分，更優(yōu)選地， 一部分桿 沿徑向向內(nèi)彎曲以伸入到孔內(nèi)，最優(yōu)選地， 一部分桿壁沿徑向向內(nèi)錘壓以伸
入孔內(nèi)。在將工具插進(jìn)桿的過(guò)程中，與軸部分接合的凸出部分優(yōu)選具有圓弧 形狀，用于自動(dòng)引導(dǎo)軸部分穿過(guò)凸出部分，以實(shí)現(xiàn)在工具插入期間軸部分在 鎖止插座中的自調(diào)整。
優(yōu)選地，手機(jī)還包括工具保持裝置，其用于當(dāng)工具完全插進(jìn)孔中后，可 釋放地將工具保持在工具孔中抵抗軸向運(yùn)動(dòng)，磨錐保持裝置包括分別裝進(jìn)桿 和工具軸中的一對(duì)互補(bǔ)的、相互接合的元件。保持裝置優(yōu)選包括裝進(jìn)桿中的 彈性舌形的第一相互接合元件和工具軸中的圓槽，從而彈性舌和槽定位在桿 和工具軸上，以便當(dāng)工具完全插進(jìn)工具孔后彈性舌與槽接合。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于具有繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磨 錐的渦輪的牙科手機(jī)的扭矩傳遞裝置，磨錐具有非圓形軸部分的磨錐軸，而 渦輪具有用于容納磨錐軸的軸向工具孔，而所述扭矩傳遞裝置包括具有用于 容納磨錐軸的軸部分的軸向孔的鎖止插座，鎖止插座可以與渦輪連接而與渦 輪一起旋轉(zhuǎn)，而扭矩傳遞件與鎖止插座連接用于鎖止軸部分抵抗相對(duì)鎖緊插 座的旋轉(zhuǎn)。
在一種變化的方式中，鎖止插座優(yōu)選可插進(jìn)工具孔內(nèi)。優(yōu)選地，鎖止插 座是可以插入到工具孔中而與渦輪連接的中空桿，而扭矩傳遞件為沿徑向向 內(nèi)延伸進(jìn)軸向孔中的桿的壁部分。在最優(yōu)選方式中，磨錐軸的鎖止部分為磨 錐軸的端部，而鎖止插座為具有用于容納磨錐軸的圓筒孔的中空桿，扭矩傳 遞件為沿徑向向內(nèi)延伸進(jìn)圓筒孔的凸出部分，用于防止磨錐軸的鎖止部分相 對(duì)于桿旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許磨錐軸軸向插進(jìn)桿中。為了實(shí)現(xiàn)在磨錐插入過(guò)程中相對(duì)凸出部分的端部的自調(diào)整，在磨錐軸插進(jìn)桿的過(guò)程中相互接觸的凸出部分 和端部的端面優(yōu)選為圓形，用于對(duì)準(zhǔn)穿過(guò)凸出部分的端部的端表面。為了釋 放保持在工具孔中的磨錐，優(yōu)選地，桿還包括延伸進(jìn)圓筒孔內(nèi)的磨錐保持件， 用于可釋放地將互補(bǔ)保持件接合在磨錐軸上以可釋放地鎖止圓筒孔中的磨 錐軸抵抗軸向運(yùn)動(dòng)。
在另一種變化的方式中，鎖止插座裝進(jìn)渦輪中并且是用于容納軸部分的 工具孔的擴(kuò)展部分，其中軸部分是磨錐軸上直徑大于磨錐直徑的鎖止凸臺(tái)。 在此變例中，鎖止插座優(yōu)選具有與軸部分的三角形橫截面互補(bǔ)的橫截面。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪 手機(jī)，其具有使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng) 頭、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有用于容納工具軸的軸向工具孔 的渦輪殼中的渦輪、 一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承、以 及用于將加壓渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪的加壓驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管，而所述軸承為 空氣軸承，而手機(jī)包括用于將獨(dú)立于渦輪驅(qū)動(dòng)空氣的加壓軸承空氣供給到空 氣軸承的軸承空氣導(dǎo)管。手機(jī)還優(yōu)選包括用于控制與通過(guò)軸承空氣導(dǎo)管的軸 承空氣流分開且獨(dú)立的通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管的加壓驅(qū)動(dòng)空氣的控制器。
在另一優(yōu)選方式中，本發(fā)明提供了一種操作牙科手機(jī)的方法，該手機(jī)包 括由加壓驅(qū)動(dòng)空氣驅(qū)動(dòng)的空氣渦輪，以及一對(duì)用于支撐手機(jī)中的空氣渦輪并 由加壓軸承空氣操控的空氣軸承。所述方法優(yōu)選包括以下步驟將加壓軸承 空氣供給到空氣軸承，以及將獨(dú)立于軸承空氣的加壓驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪。 供給軸承空氣的步驟優(yōu)選的在供給驅(qū)動(dòng)空氣之前開始并且一直連續(xù)到至少 與供給驅(qū)動(dòng)空氣的步驟一樣長(zhǎng)的時(shí)間。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪 手機(jī)，其具有使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng) 頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有用于容納工具的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、以及加壓渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管，而所述驅(qū)動(dòng)頭包括連接到驅(qū) 動(dòng)空氣供給導(dǎo)管用于容納驅(qū)動(dòng)空氣的渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給腔，且該供給腔在圍 繞回轉(zhuǎn)軸線分布的至少兩個(gè)間隔位置圍繞渦輪腔延伸以將渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供 給到渦輪。渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給腔優(yōu)選為繞回轉(zhuǎn)軸線同心延伸的環(huán)形腔。在更 優(yōu)選的方式中，供給腔在繞回轉(zhuǎn)軸線均勻分布的多個(gè)位置將驅(qū)動(dòng)空氣供給到 渦輪。手機(jī)還可以包括將驅(qū)動(dòng)空氣供給腔連接到渦輪腔的驅(qū)動(dòng)頭中的文丘里
管(Venturi)通道，用于在撞擊到渦輪之前加速驅(qū)動(dòng)空氣。文丘里管通道優(yōu) 選包括用于通常在徑向向內(nèi)到旋轉(zhuǎn)軸的方向引導(dǎo)渦輪驅(qū)動(dòng)空氣到渦輪的多 個(gè)空氣導(dǎo)向葉片。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪 手機(jī)，其具有使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng) 頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有用于容納工具軸的軸向工具孔的渦 輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪腔中的渦輪繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的軸 向間隔軸承，而所述軸承為空氣軸承。每個(gè)空氣軸承優(yōu)選包括具有球形截面 形狀的軸承定子，以及互補(bǔ)形狀的軸承轉(zhuǎn)子。在更優(yōu)選方式中，軸承定子和 轉(zhuǎn)子成形為形成整個(gè)寬度均勻的中間軸承間隙。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，其具有使 用者握緊的手柄部分、連接到手柄并形成渦輪腔的驅(qū)動(dòng)頭、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工 具的渦輪腔中的空氣驅(qū)動(dòng)渦輪且所述渦輪通過(guò)渦輪驅(qū)動(dòng)空氣操控、以及用于 將手柄旋轉(zhuǎn)連接到包括至少一個(gè)用于渦輪驅(qū)動(dòng)空氣的供給導(dǎo)管的操縱纜的 旋轉(zhuǎn)連接器，而所述旋轉(zhuǎn)連接器具有用于以少于180度的角度連接手柄和操 縱纜以減少使用者手腕張力的傾斜連接器主體。手柄和操縱纜優(yōu)選以90至 180度的角度連接。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于帶有軸的旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或 牙科渦輪手機(jī)，其包括用于旋轉(zhuǎn)支撐工具并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具的渦輪殼中的渦輪、 一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪腔中的渦輪 的軸向間隔軸承，連接到渦輪殼用于將加壓渦輪驅(qū)動(dòng)空氣提供到渦輪的加壓 驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管、以及連接到渦輪殼用于從渦輪殼中排除用過(guò)的渦輪驅(qū)動(dòng)空氣 的排出導(dǎo)管，手機(jī)還包括當(dāng)停止渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給時(shí)用于減少渦輪停機(jī)時(shí)間 的關(guān)閉閥，關(guān)閉閥連接到驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出空氣導(dǎo)管，且關(guān)閉閥包括通常 偏置在關(guān)閉位置的關(guān)閉件，其中關(guān)閉件關(guān)閉驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出導(dǎo)管，并通 過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣壓力移動(dòng)到開啟位置，其中關(guān)閉件允許驅(qū)動(dòng)空氣和排出空氣的通 道分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣和排出空氣導(dǎo)管。軸承優(yōu)選為空氣軸承，而手機(jī)優(yōu)選還 包括連接到驅(qū)動(dòng)頭用于將加壓軸承空氣供送到空氣軸承的軸承空氣供給導(dǎo) 管，其中供給導(dǎo)管供給與關(guān)閉閥的關(guān)閉件的位置無(wú)關(guān)的軸承空氣。關(guān)閉閥優(yōu) 選裝進(jìn)手柄部分，而關(guān)閉件優(yōu)選為在開啟和關(guān)閉位置之間沿手柄部分軸向移 動(dòng)的套管。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于具有工作尖端的旋轉(zhuǎn)工具的 醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，手機(jī)包括使用者握緊的手柄部分、通過(guò)中間頸部分與 手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有 用于容納工具軸的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦 輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承，柄部分具有縱向中心第一軸線，而頸部分具 有縱向中心第二軸線，驅(qū)動(dòng)頭、頸部分和手柄部分以此方式相互連接以使工 具回轉(zhuǎn)軸線與第一軸線圍成的角度大于90度，而與第二軸線圍成的角度小
于90度，而第二軸線與第一軸線成一角度以使工具尖端與第一軸線一致。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪 手機(jī)，其包括使用者握緊的手柄部分、形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、連接驅(qū)動(dòng)頭與 手柄部分的中間頸部分、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有用于容納工具 軸的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪 的軸向間隔軸承，其中手機(jī)還包括用于可釋放地將頸部分連接到手柄部分的頸連接裝置，頸連接裝置包括位于頸部分和手柄部分之一上的插座部分以及 位于頸部分和手柄部分中另一個(gè)上的插頭部分，插頭和插座部分為用于非旋 轉(zhuǎn)連接頸和手柄部分的互補(bǔ)形狀。在優(yōu)選方式中，頸連接裝置還包括用于可 釋放地將插頭部分鎖止在插座部分中的彈簧鎖。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于牙科渦輪手機(jī)的牙齒磨錐， 該磨錐具有工作尖端和用于插進(jìn)手機(jī)的軸，其特征在于軸包括用于與手機(jī)中 的磨錐容納鎖止插座扭矩傳遞接合的非圓形橫截面的軸部分。軸部分優(yōu)選具 有不是圓而優(yōu)選為三角形的幾何形狀的橫截面。軸部分的橫截面形狀優(yōu)選與 磨錐的回轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。如果軸部分具有與回轉(zhuǎn)軸線不對(duì)稱的橫截面，則橫截面 形狀優(yōu)選與鎖止插座的橫截面形狀互補(bǔ)以防止軸部分在鎖止插座中的旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)允許軸部分在鎖止插座中的軸向移動(dòng)。磨錐還優(yōu)選具有當(dāng)軸部分完全插 進(jìn)鎖止插座時(shí)用于與鎖止插座中的柔性保持件可釋放接合的圓周保持槽。
本發(fā)明的其它方面和特征將通過(guò)以下本發(fā)明的具體實(shí)施方式
以及相應(yīng) 附圖的說(shuō)明，使本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員清晰地理解。


下面參照附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明，在附圖
中
圖la-c和2圖解本發(fā)明手機(jī)一種實(shí)施方式的渦輪和軸承組合的形狀和設(shè)
計(jì)；
圖3a-d顯示圖2中手機(jī)驅(qū)動(dòng)頭的各種不同的橫截面并圖解卡盤和磨錐 的互鎖結(jié)構(gòu)；
圖4a-e圖解本發(fā)明另一渦輪軸承組合的形狀和設(shè)計(jì)；
圖5a-b圖解包括在圖4a—e所示實(shí)施方式中的本發(fā)明另一磨錐鎖止結(jié)
構(gòu)；圖6a-k圖解圖4a—e所示軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)選實(shí)施方式中組件的具體結(jié)構(gòu)； 圖7a-c顯示本發(fā)明手柄(柄)和頸部快速連接的透視、局部剖開以及橫 截面視圖，圖7c顯示沿圖7b的線A — A剖開的快速連接的橫截面視圖； 圖8圖解本發(fā)明一種實(shí)施方式的自動(dòng)關(guān)閉機(jī)構(gòu)； 圖9圖解在不同操作狀態(tài)下的圖8中的自動(dòng)關(guān)閉機(jī)構(gòu)； 圖IO是本發(fā)明牙科手機(jī)的一種實(shí)施方式的透視圖； 圖11和12圖解本發(fā)明手機(jī)的人機(jī)工程學(xué)； 圖13圖解本發(fā)明手機(jī)的一種實(shí)施方式的照明系統(tǒng)；以及 圖14是圖8和圖9中所示手柄部分的分解視圖。
具體實(shí)施例方式
總體上說(shuō)，本發(fā)明提供了一種用于旋轉(zhuǎn)工具的手機(jī)，具體為醫(yī)學(xué)或牙科 手機(jī)，以及一種操作和控制該手機(jī)的方法。雖然由于簡(jiǎn)化的原因下面只參考 說(shuō)明了牙科手機(jī)，但本發(fā)明所有的結(jié)構(gòu)和功能特征都可以同樣應(yīng)用于用于支 撐高速旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)手機(jī)和其他手機(jī)。
從圖10中可以明顯看出，本發(fā)明牙科手機(jī)10的一種實(shí)施方式包括柄/ 手柄部分11、用于與操縱纜13 (參見圖5)連接的插頭12、以及具有用于 旋轉(zhuǎn)支撐并驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工具15的驅(qū)動(dòng)頭14的頸/驅(qū)動(dòng)頭16。發(fā)明人已經(jīng)確定 了目前銷售的牙科手機(jī)中需要改進(jìn)的幾處結(jié)構(gòu)特征。渦輪單元，軸承單元， 磨錐(鉆)和卡盤互連，以及手機(jī)的整個(gè)人機(jī)工程、結(jié)構(gòu)和連接性能。
空氣軸承
本發(fā)明手機(jī)10的一種實(shí)施方式包括改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)頭14，卡盤40和容納在 渦輪腔60中的空氣渦輪50，其中驅(qū)動(dòng)頭14帶有外殼13，該外殼13形成渦 輪腔60并且容納了由一對(duì)間隔開的空氣軸承30 (參見圖la-c和2)所構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)單元20。軸承30優(yōu)選為靜壓空氣軸承，但也可以使用動(dòng)壓空氣軸承。
每個(gè)軸承30都包括軸承蓋或軸承定子31和互補(bǔ)形狀的軸承體或軸承轉(zhuǎn)子 32。軸承轉(zhuǎn)子32的尺寸為裝到定子31內(nèi)能充分移動(dòng)，以便在這兩個(gè)軸承零 件之間產(chǎn)生平均厚度的空氣間隙33 (軸承間隙)。調(diào)節(jié)軸承間隙33的寬度用 于空氣軸承30的最佳操作對(duì)于空氣軸承技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很容易理 解。在使用過(guò)程中，壓縮空氣吹進(jìn)軸承間隙33以按照距離定子31的平均間 隔支撐軸承轉(zhuǎn)子32。空氣軸承技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)知道了許多形式和類 型的空氣軸承，在此不需要更詳細(xì)的說(shuō)明。控制驅(qū)動(dòng)空氣、軸承空氣和少量 空氣/冷卻液體的供給，使得向驅(qū)動(dòng)頭14供給的軸承空氣獨(dú)立于渦輪驅(qū)動(dòng)空 氣并且與驅(qū)動(dòng)單元20是否旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。軸承空氣供給優(yōu)選通過(guò)公知的手機(jī)架 子或支架(未示出)控制。優(yōu)選地，在支架中裝有軸承空氣供給開關(guān)(未圖 解)，該開關(guān)當(dāng)手機(jī)在支架中時(shí)關(guān)閉軸承空氣供給而當(dāng)手機(jī)移出支架時(shí)開啟 軸承空氣供給。這就意味著軸承30是放在空氣墊(懸浮的)上，且當(dāng)手機(jī) IO被提升而離開其架子(未示出)時(shí)一直處在預(yù)備操作狀態(tài)。這將保證軸承 30在渦輪50旋轉(zhuǎn)前總是活動(dòng)的以防止損壞軸承并顯著降低磨損?？諝廨S承 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)知道了手機(jī)控制器的不同實(shí)施方案，在此不需要更 詳細(xì)的說(shuō)明。在操作手機(jī)時(shí)，可以使用任意的控制器來(lái)保證軸承空氣(緩沖 空氣)恒定供給到軸承30，而與渦輪驅(qū)動(dòng)空氣的供給無(wú)關(guān)。參照?qǐng)D8和9 進(jìn)行更具體地說(shuō)明，也可以通過(guò)將渦輪驅(qū)動(dòng)空氣的恒定氣流轉(zhuǎn)移到軸承同時(shí) 單獨(dú)控制渦輪驅(qū)動(dòng)空氣到渦輪的供給從而實(shí)現(xiàn)在手機(jī)內(nèi)控制軸承空氣。
軸承優(yōu)選為球空氣軸承，其中軸承轉(zhuǎn)子32和互補(bǔ)的軸承定子31零件具 有球形曲面(換言之為球形截面形狀)，以在軸承間隙33中提供平穩(wěn)的軸承 空氣流，并允許軸承支撐渦輪抵抗由工具15 (參見圖10)施加的軸向推力 以及作用在不同于軸向的其他方向的推力，例如由作用在工具尖端上的側(cè)面 載荷或傾斜載荷引起的推力。這與現(xiàn)有技術(shù)的平墊型空氣軸承結(jié)構(gòu)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，其中空氣軸承表面基本是平的，并且僅僅在相對(duì)工具回轉(zhuǎn)軸線 的軸向或徑向延伸，在軸向和徑向軸承面的過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生顯著的湍流，并由此 產(chǎn)生空氣阻力。
如圖4a—d和6a—l所示的本發(fā)明手機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，渦輪葉 輪以及上和下空氣軸承30的上和下軸承轉(zhuǎn)子組合成一個(gè)渦輪轉(zhuǎn)子單元100， 該單元100包括葉輪部分110、下軸承轉(zhuǎn)子部分130和上軸承轉(zhuǎn)子部分120 (參見圖6e—6g)?？諝廨S承30是球空氣軸承。另外，上和下軸承轉(zhuǎn)子121， 131分別連接上和下殼蓋122， 132，該殼蓋分別封閉外殼13的頂端和底端。 每個(gè)軸承轉(zhuǎn)子及相連的軸承定子的分別相對(duì)的軸承面是互補(bǔ)的，且球形部分 的形狀平滑彎曲。軸承體120， 130均優(yōu)選具有凸面彎曲的軸承面，軸承定 子121， 131均優(yōu)選具有凹面彎曲的軸承面。當(dāng)然，上軸承轉(zhuǎn)子120的彎曲 可以是凹的，下軸承轉(zhuǎn)子的彎曲可以是凸的，或者二者可以是相同類型的彎 曲，即凹的或凸的。但優(yōu)選地，上和下軸承的軸承面是相反的彎曲。使用一 對(duì)具有相反彎曲的球軸承將使得由軸承支撐的部件的導(dǎo)向更加精確和有效。 軸承定子121， 131的形狀和大小使得能夠沿著它們的周圍與外殼13密封地 接合。這可以通過(guò)上軸承定子121上的環(huán)形密封凸緣124和下軸承定子131 上的環(huán)形密封凸緣134實(shí)現(xiàn)，該凸緣分別與外殼13的內(nèi)表面密封地接合。 軸承定子分別具有至少一個(gè)軸承空氣的空氣通道125， 135。優(yōu)選地，每個(gè)定 子具有多個(gè)空氣通道125， 135 (參見圖6c， 6d， 6h， 6i)，這些空氣通道從 定子121， 131上與相連殼蓋122， 132相對(duì)的外表面經(jīng)由定子向定子121， 131上與相連軸承轉(zhuǎn)子120， 130相對(duì)的內(nèi)表面延伸?？諝馔ǖ?25， 135優(yōu) 選在定子的軸承面上均勻分布，但是也可以按照幾何布置分布或者隨意分 布。軸承定子121， 131的內(nèi)表面分別具有至少一個(gè)用于一個(gè)空氣通道125， 135的凹穴式空氣分配槽126， 136。優(yōu)選地，每個(gè)定子具有多個(gè)凹穴式空氣 分配槽126， 136。每個(gè)空氣通道125， 135優(yōu)選具有至少一個(gè)空氣分配槽126，136。該槽126， 136優(yōu)選沿著與軸承轉(zhuǎn)子120， 130的回轉(zhuǎn)軸線同心的圓形 路徑彎曲。這保證軸承空氣在軸承間隙33內(nèi)被更加均勻地供給和分配。
上殼蓋122具有圓筒形側(cè)璧126，用于與外殼13密封接合以及將蓋和軸 承定子121間隔開以產(chǎn)生上軸承空氣腔142。上殼蓋122包括用于將軸承空 氣供給到上軸承定子121的空氣供給通道123。從軸承空氣供給導(dǎo)管140(參 見圖4b、 4d)通過(guò)空氣供給通道123進(jìn)入的軸承空氣分布到整個(gè)上軸承空氣 腔142，并通過(guò)空氣通道125迸入軸承間隙33。用過(guò)的軸承空氣通過(guò)從上軸 承定子120周圍流進(jìn)渦輪腔60并通過(guò)上定子121的外邊緣149中的軸承空 氣排出口 148而排出軸承間隙33。下殼蓋132和下軸承定子131分別具有中 心磨錐容納通道144、 145。下殼蓋132和下軸承定子131的形狀和結(jié)構(gòu)形成 了環(huán)形下軸承空氣供給腔143。為此，下軸承定子131設(shè)置有圓筒形間隔壁 146，該間隔壁優(yōu)選地可以密封地插進(jìn)下殼蓋132中的間隔物容納環(huán)形槽147 內(nèi)。間隔壁146和容納槽147都同心地環(huán)繞磨錐容納通道144以及磨錐80 和渦輪50的回轉(zhuǎn)軸線。從軸承空氣供給導(dǎo)管140進(jìn)入下軸承空氣供給腔143 的軸承空氣分布到整個(gè)下腔143，并通過(guò)空氣通道135進(jìn)入軸承間隙33，并 且通過(guò)磨錐容納通道144排出軸承間隙33。軸承空氣與渦輪驅(qū)動(dòng)空氣相分離 通過(guò)單獨(dú)的空氣導(dǎo)管140供給到驅(qū)動(dòng)頭14的外殼13，以便允許上述手機(jī)的 操作，其中在渦輪單元100的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中和渦輪驅(qū)動(dòng)空氣關(guān)閉后，軸承空氣 在渦輪驅(qū)動(dòng)空氣開啟前供給到驅(qū)動(dòng)頭14，以便在旋轉(zhuǎn)期間使渦輪單元100 始終懸浮。這將參照?qǐng)D8和9進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。
在如圖4a-e和6a-l所示的空氣軸承結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方式中，渦輪單元 100的軸承定子121、 131和上和下軸承轉(zhuǎn)子部分120、 130設(shè)置有用于使渦 輪單元100 —直懸浮在渦輪腔中而獨(dú)立于手機(jī)中的任何空氣供給的磁鐵裝 置。這就意味著即使在手機(jī)根本不連接到操縱纜時(shí)，如在儲(chǔ)存、輸送和消毒 手機(jī)或至少手機(jī)的頸/頭部分16期間，渦輪單元100也能夠懸浮。這將減少由于在關(guān)機(jī)或渦輪和手機(jī)分離條件下引起的振動(dòng)等對(duì)渦輪單元和軸承結(jié)構(gòu) 造成的損壞。而且最大限度地減少了消毒期間渦輪單元100與軸承定子121、 131的接觸，從而最大限度地減少在相互接觸表面之間滯留污染物的機(jī)會(huì)，
從而改進(jìn)消毒的效果。磁鐵裝置包括軸承轉(zhuǎn)子120、 130和軸承定子121、 131 中的一個(gè)或多個(gè)磁鐵插入件150 (圖4c)，所述插入件通過(guò)下面的方式分別 定位到軸承零件中，該方式為相同極性的磁極被彼此相對(duì)定向在每個(gè)軸承轉(zhuǎn) 子/軸承定子的組合中。由于相同極性的磁極彼此排斥，所以，磁鐵插入件 150導(dǎo)致渦輪單元IOO被推離兩個(gè)軸承定子121、 131，因此在其間保持懸浮。 磁鐵插入件150優(yōu)選的形式為嵌入軸承定子121、 131中的圓磁鐵盤151和 嵌入每個(gè)軸承轉(zhuǎn)子120、 130中的環(huán)形磁鐵環(huán)152。磁鐵盤151優(yōu)選彼此均勻 間隔開并沿著與渦輪單元100的回轉(zhuǎn)軸線同心的圓排列，該圓優(yōu)選半徑等于 環(huán)形磁鐵環(huán)152的平均半徑，以便磁鐵盤151優(yōu)選定位在磁鐵環(huán)152的中心 線上，以實(shí)現(xiàn)最大的排斥力。如上所述，選擇各個(gè)相對(duì)的磁鐵盤和磁鐵環(huán)的 極性，使得它們各個(gè)相對(duì)的面為同樣的極性且彼此排斥。磁鐵插入件150的 一個(gè)可能的極性方向如圖4e所示，該圖為圖4c所示的驅(qū)動(dòng)頭的放大視圖。 當(dāng)然，每個(gè)插入件150為完全相反的極性方向也是可以的。選擇上和下軸承 轉(zhuǎn)子120、 130上的兩個(gè)磁鐵環(huán)152的各個(gè)極性方向，使得相互對(duì)立的極為 相反極性。這就使得磁鐵環(huán)152將彼此吸引，降低了將磁鐵環(huán)152推出相連 的軸承轉(zhuǎn)子的勢(shì)能。此外，以此方式設(shè)置磁鐵環(huán)的極性將潛在地導(dǎo)致其各個(gè) 磁場(chǎng)的重疊和加強(qiáng)而不是將其削弱。
渦輪單元100和軸承定子121、 131優(yōu)選由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的金屬 材料制成。磁鐵插入件150優(yōu)選為可以買到的永久磁鐵，該插入件插入軸承 定子121、 131和軸承轉(zhuǎn)子120、 130中的容納套中并固定于其中，優(yōu)選用粘 合劑固定。軸承定子和軸承轉(zhuǎn)子的連接表面優(yōu)選拋光以提供盡可能好的軸承 空氣墊。磁鐵插入件優(yōu)選在拋光操作前插進(jìn)定子和轉(zhuǎn)子中以防止任何軸承面的不平滑。這對(duì)于空氣軸承領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很容易理解。連接表面也可 以進(jìn)行陽(yáng)極電鍍以提供更平滑的軸承表面。
徑向氣流渦輪
如圖l-3e所示的根據(jù)本發(fā)明的手機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元20通常包括空氣渦輪50 以及通過(guò)軸承30支撐在手機(jī)驅(qū)動(dòng)頭14中的牙齒工具(磨錐)容納卡盤40。 空氣渦輪葉輪50與下軸承30的軸承轉(zhuǎn)子32連接用于扭矩傳遞。對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯的是此連接可以以多種方式實(shí)現(xiàn)，只要該連接是同軸 連接并能夠防止渦輪相對(duì)軸承轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，則所有連接都可以在本發(fā)明的范圍 內(nèi)使用。連接應(yīng)用類型的實(shí)施例有粘合連接、在兩個(gè)零件之間的互鎖連接(鎖 鍵型)、互補(bǔ)非圓零件的嚙合連接、軸承轉(zhuǎn)子32和渦輪50的壓配等。下軸 承30的軸承轉(zhuǎn)子32還可以與空氣渦輪50作為一體化結(jié)構(gòu)的單個(gè)渦輪體整 體制造，如圖6e-6g的實(shí)施方式的渦輪體。在圖3a-c所示的一種優(yōu)選實(shí)施方 式中，軸承轉(zhuǎn)子32包括容納在渦輪50中的軸向孔53中的軸向凸出連接凸 緣34。在此實(shí)施方式中，凸緣34和孔53優(yōu)選包括分別互補(bǔ)并優(yōu)選嚙合的軸 向延伸的徑向凸出部分55，以允許凸緣34軸向插入孔53內(nèi)，同時(shí)防止凸緣 在凹槽中的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)單元包括與通常已知的槳輪型渦輪相反 的徑向氣流渦輪。徑向氣流渦輪的設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)空氣沿徑向向內(nèi)而不是沿切 向供給到渦輪。這在本發(fā)明所示的實(shí)施方式中通過(guò)在外殼13中提供環(huán)形驅(qū) 動(dòng)空氣供給腔70而實(shí)現(xiàn)，該空氣供給腔70圍繞渦輪回轉(zhuǎn)軸線同心地延伸。 空氣供給腔70徑向向內(nèi)通過(guò)文丘里管(Venturi)通道72 (參見圖la， lc) 與渦輪腔60連接。文丘里管通道72優(yōu)選圍繞回轉(zhuǎn)軸線連續(xù)延伸，并提供限 制器或噴嘴用于加速?gòu)目諝夤┙o腔70供給到渦輪腔60的驅(qū)動(dòng)空氣。空氣供 給腔70通過(guò)經(jīng)過(guò)手機(jī)和操縱纜延伸的驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管75供應(yīng)加壓的驅(qū)動(dòng) 空氣。驅(qū)動(dòng)空氣平均分布在環(huán)形空氣供給腔70內(nèi)并通過(guò)定位于文丘里管通道72中的多個(gè)靜止徑向空氣葉片74重新沿徑向向內(nèi)指向渦輪50的軸線。 與驅(qū)動(dòng)空氣在渦輪50周圍沿切向供給的槳輪型渦輪相比，徑向向內(nèi)引導(dǎo)驅(qū) 動(dòng)空氣將明顯地減少寄生氣流(阻礙物)。由于空氣與渦輪50的延長(zhǎng)的接合 時(shí)間以及驅(qū)動(dòng)空氣與所有渦輪葉片同時(shí)接合而不是如切向流結(jié)構(gòu)那樣僅與 一個(gè)葉片接合，所以，徑向驅(qū)動(dòng)空氣供給也產(chǎn)生附加的扭矩。由于其在與渦 輪50沖撞前使驅(qū)動(dòng)空氣立即加速，因此，渦輪50的扭矩輸出也通過(guò)利用環(huán) 形文丘里管空氣供給噴嘴72而得到改進(jìn)。文丘里管通道72還在環(huán)形腔70 中產(chǎn)生背壓。這就在整個(gè)空氣供給腔70中補(bǔ)償了驅(qū)動(dòng)空氣的壓力，然后， 使在渦輪50的整個(gè)周圍的驅(qū)動(dòng)空氣壓力均勻。在渦輪周圍徑向并均勻供給 驅(qū)動(dòng)空氣還克服了在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中切向驅(qū)動(dòng)空氣供給造成的渦輪軸承的 不對(duì)稱載荷的重要問(wèn)題。本發(fā)明手機(jī)的均勻分布驅(qū)動(dòng)空氣提供了渦輪50的 自動(dòng)對(duì)心，極大地降低了軸承30、特別是頂軸承上的徑向應(yīng)力。軸向截面中 的渦輪葉片54沿旋轉(zhuǎn)方向凸彎曲以相對(duì)渦輪的旋轉(zhuǎn)方向徑向偏轉(zhuǎn)碰撞的驅(qū) 動(dòng)空氣。渦輪葉片還優(yōu)選在輪的軸向并根據(jù)遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動(dòng)空氣流傾斜 以產(chǎn)生附加扭矩。加壓的渦輪驅(qū)動(dòng)空氣通過(guò)連接到環(huán)形空氣供給腔70并通 過(guò)手機(jī)和操縱纜延伸到本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加壓空氣源(未示出)的驅(qū)動(dòng) 空氣供給導(dǎo)管62 (參見圖4c)供給到驅(qū)動(dòng)頭14。通過(guò)文丘里管通道72進(jìn)入 渦輪腔60的驅(qū)動(dòng)空氣碰撞到所有的渦輪葉片54，沿葉片徑向向內(nèi)并沿葉片 54軸向向下流向渦輪50的中心，以收集在環(huán)形驅(qū)動(dòng)空氣排出腔68中并通過(guò) 空氣排出導(dǎo)管64排出。
卡盤和磨錐鎖
如圖3a-3e所示的本發(fā)明手機(jī)10的實(shí)施方式裝有用于將渦輪產(chǎn)生的扭矩 傳遞到帶有非圓橫截面的軸部分的工具的扭矩傳遞裝置，該扭矩傳遞裝置包 括用于容納軸部分并具有用于將軸部分抵抗旋轉(zhuǎn)鎖止在插座中的互補(bǔ)截面的鎖止插座，同時(shí)允許軸部分軸向插入鎖止插座中。鎖止插座連接到渦輪并 在渦輪中旋轉(zhuǎn)。此扭矩傳遞結(jié)構(gòu)將渦輪50產(chǎn)生的扭矩傳遞到磨錐80，防止 了現(xiàn)有技術(shù)中手機(jī)通常出現(xiàn)的磨錐80在渦輪的工具容納孔中滑動(dòng)的問(wèn)題。
扭矩傳遞結(jié)構(gòu)通常包括磨錐80的軸上的非圓橫截面的扭矩傳遞軸部分，
以及非旋轉(zhuǎn)地與渦輪連接并具有形狀與軸部分互補(bǔ)以防止軸部分在插座中
相對(duì)渦輪旋轉(zhuǎn)的鎖止插座35。鎖止插座可以與渦輪分離并通過(guò)中間零件如軸 承轉(zhuǎn)子32與其連接，或可以直接與渦輪連接。
在圖3a-d所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，扭矩傳遞結(jié)構(gòu)包括卡盤40、軸承轉(zhuǎn) 子32和與下軸承的軸承轉(zhuǎn)子32結(jié)合為一體的鎖止插座35。磨錐80容納在 通過(guò)軸承轉(zhuǎn)子32、卡盤40和渦輪50延伸的軸向工具通道中。磨錐80和卡 盤40設(shè)計(jì)成使磨錐通過(guò)摩擦保持在卡盤中。這可以通過(guò)使卡盤40壓緊磨錐 80而實(shí)現(xiàn)?？ūP40包括在卡盤40底端43處沿卡盤40的外圓周延伸的傾斜 肩部42。渦輪50在孔53中具有相應(yīng)的傾斜座52?？ūP40在孔53中的鎖 止位置和打開位置之間軸向移動(dòng)，其中在鎖止位置處肩部42與座52嚙合且 卡盤40的底端42被徑向向內(nèi)壓迫鎖止，在打開位置處肩部42與座52軸向 間隔開且磨錐80可以自由插入卡盤40或從卡盤40中自由移出。當(dāng)然，卡 盤40由具有所需要柔性程度的材料制作以允許卡盤40充分地變形以利用摩 擦力夾緊插入的磨錐80?？ūP40通常通過(guò)貝氏墊圈(Belleville washer) 44 壓迫到鎖止位置，該貝氏墊圈44在徑向頂凸緣45下的卡盤40周圍延伸， 且推動(dòng)頂凸緣45遠(yuǎn)離渦輪50。柔性按鈕執(zhí)行器21允許操作者通過(guò)容納在卡 盤40頂端47的互補(bǔ)座46中的中間啟動(dòng)球22將卡盤40移到打開位置。按 下按鈕21將向下推動(dòng)球22和卡盤40直到肩部42不再與座52接合。這種 類型的摩擦式磨錐鎖止和卡盤釋放結(jié)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域中為標(biāo)準(zhǔn)的，并不需要 進(jìn)一步具體說(shuō)明。
磨錐80相對(duì)卡盤40以及渦輪50的旋轉(zhuǎn)可通過(guò)互鎖或互相嚙合的結(jié)構(gòu)防止，該結(jié)構(gòu)包括互補(bǔ)部分如分別在軸承轉(zhuǎn)子32和磨錐80上的鎖和鍵式部
分。磨錐80具有用于插進(jìn)軸承轉(zhuǎn)子32、卡盤40和渦輪50的磨錐容納工具 孔中的通常是恒定橫截面的軸81。軸包括非圓形橫截面的擴(kuò)展的鎖止凸臺(tái) 82。下軸承30的軸承轉(zhuǎn)子32包括形狀與軸81的鎖止凸臺(tái)82互補(bǔ)的鎖止插 座35。插座35恰當(dāng)?shù)厝菁{鎖止凸臺(tái)82，以便可靠地防止磨錐80相對(duì)軸承 轉(zhuǎn)子32以及渦輪50旋轉(zhuǎn)。選擇軸上凸臺(tái)82的軸向位置，使得當(dāng)磨錐80完 全插進(jìn)卡盤40時(shí)，凸臺(tái)82非旋轉(zhuǎn)地與插座35接合。因此，可以克服在現(xiàn) 有技術(shù)的手機(jī)結(jié)構(gòu)中通常觀察到的磨錐在高扭矩下滑動(dòng)的問(wèn)題。凸臺(tái)82和 插座35可以具有非圓形的任何橫截面形狀，只要當(dāng)磨錐80完全插入卡盤40 時(shí)其各自的形狀能可靠地防止磨錐80相對(duì)插座35旋轉(zhuǎn)即可。插座35優(yōu)選 位于軸承轉(zhuǎn)子32上以方便使用者觀測(cè)。這就允許使用者將凸臺(tái)82的形狀與 插座52的形狀對(duì)準(zhǔn)，從而方便磨錐80的插入。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖4a-d和5a-b所示，鎖止插座設(shè)計(jì)成二件 式桿200，該桿200包括扭矩鎖210和對(duì)準(zhǔn)套220。對(duì)準(zhǔn)套220的尺寸和形 狀用于插進(jìn)渦輪單元100的中心工具孔170中。此對(duì)準(zhǔn)套和扭矩鎖也可以制
作成一件式。因此，帶有渦輪單元ioo的牙科手機(jī)用扭矩傳遞裝置用于繞回
轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磨錐80，磨錐80具有非圓軸部分83 (參照?qǐng)D5)的磨錐軸 81，渦輪具有用于容納磨錐軸81的軸向工具孔，該扭矩傳遞裝置包括具有 用于容納磨錐軸81的軸部分83的軸孔的鎖止插座200，該鎖止插座可以連 接到渦輪而與其一起旋轉(zhuǎn)，扭矩傳遞件210與鎖止插座連接以便鎖止軸部分 83抵抗相對(duì)鎖止插座200的旋轉(zhuǎn)。在圖5a和b所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，鎖 止插座為包括中空桿220和扭矩鎖210的二件式插座。鎖止插座200連接到 渦輪而與其一起旋轉(zhuǎn)。這可以通過(guò)扭矩鎖210與桿220之間的粘接或摩擦連 接以及桿220與渦輪單元100 (參見圖4a-d)的連接而實(shí)現(xiàn)。桿220可以非 旋轉(zhuǎn)地連接到渦輪單元100以通過(guò)將桿壓力配合到渦輪內(nèi)而可靠地進(jìn)行扭矩傳遞，但優(yōu)選采用粘接連接。因此，鎖止插座200被插進(jìn)渦輪單元100的工 具孔101中并與渦輪連接。鎖止插座200包括插進(jìn)工具孔101內(nèi)以與渦輪連 接的中空桿220，以及裝進(jìn)扭矩鎖210中并徑向向內(nèi)延伸進(jìn)桿的軸向孔221 中的扭矩傳遞件230。雖然扭矩鎖210和桿220作為分離件顯示在圖示的實(shí) 施方式中，但一旦相互連接就起到一個(gè)零件的作用，優(yōu)選通過(guò)粘接連接一起 形成磨錐容納桿。然而，它們還可以制成桿220形式的一個(gè)零件，該桿220 能適當(dāng)?shù)厝菁{磨錐軸81并具有直接裝到桿內(nèi)的向內(nèi)延伸的傳遞件230。扭矩 傳遞件230為沿徑向向內(nèi)延伸進(jìn)桿的圓筒孔221內(nèi)的突出部分，用于防止磨 錐軸81的鎖止部分83相對(duì)桿220旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許磨錐軸軸向插進(jìn)桿內(nèi)。桿 220和扭矩鎖210優(yōu)選由金屬制作，且扭矩傳遞件優(yōu)選由扭矩鎖或桿壓印而 成。從圖5a可以清楚地看出，在磨錐軸81插進(jìn)桿220期間相互接觸的凸出 部分230和終端部分83的端部具有圓形狀，用于引導(dǎo)終端部分83的端面自 動(dòng)穿過(guò)突出部分從而實(shí)現(xiàn)終端部分在磨錐80插入期間相對(duì)凸出部分自動(dòng)對(duì) 準(zhǔn)。
同桿220 —樣，鎖止插座200的結(jié)構(gòu)也允許在包括渦輪和一對(duì)機(jī)械軸承 如球軸承的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)中使用鎖止插座。當(dāng)桿220剛性連接到渦輪(例 如，通過(guò)粘接)以便可靠地將扭矩從渦輪傳遞給磨錐時(shí)，桿220可以用于軸 承和渦輪的同軸調(diào)整。因此，傳統(tǒng)手機(jī)在高扭矩下出現(xiàn)的磨錐滑動(dòng)問(wèn)題可以 通過(guò)本發(fā)明的扭矩傳遞結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)。
圖5a和b所示實(shí)施方式的扭矩傳遞結(jié)構(gòu)還包括延伸入圓筒孔221內(nèi)的 桿220的磨錐保持件240，用于以圓槽形式將互補(bǔ)保持件85可打開地接合到 磨錐軸81上，以使磨錐軸81可打開地鎖止在圓筒孔221中抵抗軸向運(yùn)動(dòng)。 保持件或突出部240優(yōu)選通過(guò)將桿220壁的一部分徑向向內(nèi)壓制而成。突出 部240優(yōu)選具有充分的柔性和耐用性以允許磨錐重復(fù)插入和移出。突出部 240還優(yōu)選具有足夠的強(qiáng)度以便當(dāng)突出部咬進(jìn)磨錐槽85中時(shí)，對(duì)于使用者提供明顯的插進(jìn)磨錐80的咬進(jìn)感覺。 驅(qū)動(dòng)頭快速連接
傳統(tǒng)手機(jī)包括容納驅(qū)動(dòng)單元的頸/驅(qū)動(dòng)頭以及牙醫(yī)操作的柄/手柄部分， 其中柄部分在后端包括操縱纜聯(lián)結(jié)器，操縱纜用于容納空氣和水供給管線。 頸和柄部分通常組合成一個(gè)零件。由于當(dāng)手機(jī)消毒時(shí)聯(lián)結(jié)器將經(jīng)受嚴(yán)酷的消 毒條件，所以這是不利的，這經(jīng)常導(dǎo)致連接件(如O型圈)的過(guò)早失效。如 圖4所示局部剖切的本發(fā)明手機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式由兩部分構(gòu)成，以便頸/驅(qū)動(dòng) 頭14可以與手柄/柄部分11分離并分開消毒。根據(jù)現(xiàn)有的健康標(biāo)準(zhǔn)，手柄部 分不需要加熱消毒。因此，使用本發(fā)明的手機(jī)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)頭可以加熱消毒，
而手柄部分則可以通過(guò)較少損害操縱纜接頭12 (參見圖7)中敏感件的另一
方法消毒?？焖龠B接的聯(lián)結(jié)器設(shè)置在兩部分之間且是非旋轉(zhuǎn)的并包括可插入
手柄套17中的連接器插座90和與頸部分14為一體的互補(bǔ)連接器插頭91。 插座90和插頭91都為互補(bǔ)形狀以便插頭91可以非旋轉(zhuǎn)地配合到插座內(nèi)。 連接部分構(gòu)成為當(dāng)插頭完全插進(jìn)插座時(shí)，通過(guò)與插頭91中的一對(duì)咬進(jìn)凹槽 94之一分別嚙合的連接器插座90中的一對(duì)彈簧加載銷或球93而形成咬入配 合連接。
渦輪自動(dòng)停止
手機(jī)還設(shè)置有用于渦輪驅(qū)動(dòng)空氣和渦輪排出空氣以及優(yōu)選地還用于少 量水/空氣混合物的自動(dòng)關(guān)閉閥。這就提供了用于渦輪和少量水/空氣的快速 開/關(guān)。由于如果采用當(dāng)前的手機(jī)設(shè)計(jì)，在磨錐從病人口腔中移出之前，為了 避免傷害病人的舌頭或嘴唇，牙醫(yī)必須等待直到磨錐緩慢停止為止，因此， 這是很重要的優(yōu)點(diǎn)。如圖8和9所示，自動(dòng)關(guān)閉閥包括關(guān)閉件，在此情況下 是通過(guò)渦輪驅(qū)動(dòng)空氣操作的一對(duì)配合工作的閥套61a、 61b (參照?qǐng)D8、 9和14)。如圖8所示，閥套61a、 61b通過(guò)彈簧66法向偏置進(jìn)關(guān)閉位置，其中 它們關(guān)閉驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管62、渦輪空氣排出導(dǎo)管64，并優(yōu)選地還關(guān)閉少 量水/空氣導(dǎo)管63。因此，在閥套61a、 61b的關(guān)閉位置，根本沒(méi)有空氣可以 供給渦輪腔60或從渦輪腔60排出，由于空氣中的湍流滯留在渦輪腔中，所 以其能夠快速地使渦輪50慢下來(lái)。渦輪的快速停止防止了在渦輪50停機(jī)期 間在渦輪腔60中形成真空，因此，防止了在停機(jī)期間污染物抽進(jìn)渦輪腔中。 當(dāng)渦輪驅(qū)動(dòng)空氣通過(guò)本技術(shù)領(lǐng)域中熟知的手機(jī)控制器/可變電阻器(未示出， 通常為腳踏板)的操作供給到手機(jī)時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣壓力抵抗彈簧66的力， 閥套61a、 61b從圖8所示的關(guān)閉位置移動(dòng)到圖9所示的開啟位置。在開啟 位置中，閥套61a、 61b不堵塞渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管62、渦輪空氣排出導(dǎo) 管64、以及少量水/空氣供給導(dǎo)管63。 一旦驅(qū)動(dòng)空氣供給停止，偏置彈簧66 移動(dòng)閥套61a、 61b返回到其再次堵塞渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管62、渦輪空氣 排出導(dǎo)管64以及少量水/空氣供給導(dǎo)管63的關(guān)閉位置。這將使渦輪腔60中 的空氣完全滯留。因此，在渦輪腔60中不會(huì)產(chǎn)生真空，且由于腔中產(chǎn)生的 湍流，使渦輪基本實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)停止。重要的是應(yīng)該注意，如果使用空氣軸承， 閥套61a、 61b優(yōu)選構(gòu)成不影響軸承空氣的供給。在驅(qū)動(dòng)空氣供給與閥套接 合之前，軸承空氣通過(guò)圓筒空氣流分流器67與驅(qū)動(dòng)空氣供給分離。這就保 證了空氣軸承的連續(xù)便捷操作，而與渦輪的操作狀態(tài)無(wú)關(guān)，防止了渦輪停機(jī) 期間由于軸承空氣供給的缺乏造成對(duì)空氣軸承的損壞。在根據(jù)本發(fā)明操作手 機(jī)的優(yōu)選方法中，軸承空氣供給觸發(fā)與手機(jī)支架(未示出)連接，以便軸承 空氣在手機(jī)關(guān)閉支架的所有時(shí)間都能供給到手機(jī)。
頸部分的人機(jī)工程
手機(jī)頸部分的形狀在本發(fā)明的手機(jī)中己經(jīng)重新設(shè)計(jì)以提供附加的齒間 隙以及更好的視覺間隙視野。傳統(tǒng)手機(jī)的頸部分設(shè)計(jì)為提供一定量的齒間隙。這可以通過(guò)以固定的偏轉(zhuǎn)角彎曲鄰接頭16的頸部分14的前端17遠(yuǎn)離 手柄ll的縱向軸而實(shí)現(xiàn)。然而，由于頸14的向上彎曲部分基本為直的，最 大齒間隙只有在驅(qū)動(dòng)頭16的直接后面達(dá)到。此外，由于人機(jī)工程的原因， 磨錐80的尖端必須與手機(jī)的縱軸線對(duì)齊，因此，最大齒間隙由磨錐80的長(zhǎng) 度限制。這就要求齒面上的磨錐80的沖角在磨錐尖不移動(dòng)的情況下只通過(guò) 繞手機(jī)的縱軸線旋轉(zhuǎn)手柄部分而改變(參見圖llb)。
現(xiàn)在，在根據(jù)本發(fā)明手機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式中附加間隙和較好的視野已經(jīng) 實(shí)現(xiàn)(參見lla、 b和12)，其在于頸部分16的前部分17具有兩個(gè)不同的彎 曲角。彎曲部分18包括靠近手柄11的第一部分19a，該部分19a以比現(xiàn)有 技術(shù)更大的角度遠(yuǎn)離手機(jī)10的縱軸線10a彎曲。彎曲部分18還包括第二部 分19b，該部分1%以相反方向背朝著縱軸線10a彎曲，因此其與縱軸線10a 之間形成的角度比第一部分19a與縱軸線10a形成的角度更小。換言之，驅(qū) 動(dòng)頭14相對(duì)手柄部分11固定到頸部分17上，以便工具軸線15a與頸部分 17的縱軸線17a形成小于90。的(x角，以及與手柄部分11的縱軸線lla形 成大于90。的(3角，同時(shí)，工具15的尖端與軸線lla—致。此結(jié)構(gòu)使得彎曲 部分18和軸線之間的間隙面積比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的大(參見圖12)。同時(shí)，保 證了磨錐的尖端仍然對(duì)準(zhǔn)縱軸線。此對(duì)準(zhǔn)允許牙醫(yī)相對(duì)病人的牙齒調(diào)整磨錐 的角度，而不用改變手的支撐位置。磨錐角度的調(diào)整通過(guò)在手指間簡(jiǎn)單地滾 動(dòng)手機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這類似于如圖llb所示的鋼筆。磨錐與手機(jī)軸線的對(duì)齊防止 了磨錐相對(duì)牙齒的橫向位移，從圖llb可以清楚地看出，只要手機(jī)繞手柄的 縱軸線lla旋轉(zhuǎn)即可。
旋轉(zhuǎn)連接器
如上所述，傳統(tǒng)手機(jī)設(shè)計(jì)包括用于將手機(jī)連接到操縱纜并防止操縱纜彎 曲和扭結(jié)的旋轉(zhuǎn)連接器。操縱纜的重量在牙醫(yī)手腕上產(chǎn)生張力。這還會(huì)通過(guò)從手機(jī)的后面延伸的相對(duì)硬的操縱纜所起到的杠桿作用而變得更加嚴(yán)重?，F(xiàn) 在該問(wèn)題已經(jīng)在根據(jù)本發(fā)明手機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式中得到解決(參見圖8、 10、 11)，其在于旋轉(zhuǎn)連接器是傾斜的。提供的傾斜旋轉(zhuǎn)連接保證了操縱纜總是 從手機(jī)懸掛成或多或少的直向下垂，以便克服杠桿作用且明顯減輕手腕上的 張力。在圖11所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，連接器構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)連接器100，其具 有用每端的快速連接聯(lián)結(jié)器設(shè)置的傾斜體101。傾斜體使手機(jī)的手柄和操縱
纜之間的連接少于180度。第一快速連接聯(lián)結(jié)器102設(shè)計(jì)為提供與手機(jī)的縱 軸線同軸的到手機(jī)的可轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)連接，同時(shí)第二快速連接聯(lián)結(jié)器103提供連 接器體101到操縱纜(未示出)的可轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)連接。傾斜連接器還可以構(gòu)成 改進(jìn)的連接器，用于插進(jìn)傳統(tǒng)手機(jī)的操縱纜和連接器端之間的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)連接 裝置。旋轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)的許多種不同的形式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)非常容 易理解，可以用于實(shí)現(xiàn)連接器體101和手機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)連接，例如通常用于 該技術(shù)領(lǐng)域的螺紋、卡扣或快速連接(卡口)型連接。因此，由于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以選擇一種用于多種導(dǎo)管的已知的旋轉(zhuǎn)型連接，所以，就不需要 對(duì)旋轉(zhuǎn)連接的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。從原理上說(shuō)，任何現(xiàn)有技術(shù)中用于多個(gè)剛 性加壓導(dǎo)管的允許密封旋轉(zhuǎn)連接的連接結(jié)構(gòu)都可以使用。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)連接器體101直接固定到操縱纜的端 部，且只具有一個(gè)用于與手機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)裝置(參見圖10)。連接器體101 還具有光纖導(dǎo)管延伸部分104，其將光纖線105與渦輪驅(qū)動(dòng)空氣、少量空氣/ 水以及空氣排出導(dǎo)管分離。這樣就防止了受到油(用于渦輪和軸承的潤(rùn)滑液 體)以及供給線中液體的污染，從而保持整個(gè)壽命期間的光纖性能。光纖導(dǎo) 管延伸部分還可以改進(jìn)以在其端部包括光源。這可以通過(guò)將用于容納LED 或燈泡16的LED或燈泡插座162裝進(jìn)延伸部分104的自由端作為光源來(lái)實(shí) 現(xiàn)，而蓋套160用于在插入或拔出快速連接的過(guò)程中保護(hù)光源不受損壞。在 圖13b所示優(yōu)選實(shí)施方式中，光線通過(guò)光纖波導(dǎo)提供到手機(jī)的頸部分16，而頸部分的波導(dǎo)端覆蓋有保護(hù)凸鏡蓋165，其形成彎曲的保持臂以在頸部分周 圍緊緊卡住。所示凸鏡蓋165在去除和安裝的狀態(tài)下。
本發(fā)明的上述實(shí)施方式僅僅作為實(shí)施例。本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員在不 背離本發(fā)明范圍的前提下可以對(duì)特定的實(shí)施方式進(jìn)行變更、改進(jìn)和變化，本 發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物的范圍所限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)具有使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有用于容納工具軸的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承、以及用于將加壓渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪的加壓驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管，其特征在于所述軸承為空氣軸承，而所述手機(jī)包括用于獨(dú)立于渦輪驅(qū)動(dòng)空氣將加壓軸承空氣供給到空氣軸承的軸承空氣導(dǎo)管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)，其特征在于所述手機(jī)還包括控制器， 用于控制穿過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管的加壓驅(qū)動(dòng)空氣氣流與穿過(guò)軸承空氣導(dǎo)管的軸 承空氣氣流分離并獨(dú)立。
3. —種操作牙科手機(jī)的方法，該手機(jī)包括由加壓驅(qū)動(dòng)空氣驅(qū)動(dòng)的渦輪， 以及一對(duì)用于支撐手機(jī)中的空氣渦輪并由加壓軸承空氣操作的空氣軸承，其 特征在于包括以下步驟將加壓軸承空氣供給到空氣軸承，以及將加壓驅(qū)動(dòng) 空氣獨(dú)立于軸承空氣供給到渦輪，供給軸承空氣的步驟在供給驅(qū)動(dòng)空氣之前 開始并且至少一直繼續(xù)到與供給驅(qū)動(dòng)空氣的步驟一樣長(zhǎng)的時(shí)間。
4. 一種用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)具有使用者握緊的 手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于驅(qū)動(dòng)工具繞回轉(zhuǎn)軸 線旋轉(zhuǎn)并具有用于容納工具的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、以及加壓渦輪 驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)頭包括與驅(qū)動(dòng)空氣供給導(dǎo)管相連 用于容納驅(qū)動(dòng)空氣的渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給腔，且該供給腔在渦輪腔周圍延伸， 用于在至少兩個(gè)繞回轉(zhuǎn)軸線分布的間隔位置將渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的手機(jī)，其特征在于所述渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給腔 是繞回轉(zhuǎn)軸線同心延伸的環(huán)形腔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的手機(jī)，其特征在于所述供給腔在繞回轉(zhuǎn)軸線 均勻分布的多個(gè)位置將驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的手機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)頭還包括將驅(qū)動(dòng) 空氣供給腔連接到渦輪腔的文丘里管通道，用于在撞擊到渦輪之前加速驅(qū)動(dòng)空氣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的手機(jī)，其中所述文丘里管通道包括多個(gè)空氣 導(dǎo)向葉片，用于按照朝著回轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)的方向?qū)u輪驅(qū)動(dòng)空氣引導(dǎo)至渦 輪。
9. 一種用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)具有使用者握緊的手柄部分、與手柄部分連接并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于驅(qū)動(dòng)工具繞回轉(zhuǎn)軸 線旋轉(zhuǎn)并具有用于容納工具軸的軸向工具孔的渦輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪腔中的渦輪繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的軸向間隔軸承，其特征在于 所述軸承是空氣軸承。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的手機(jī)，其特征在于所述每個(gè)空氣軸承都包 括具有球形截面形狀的軸承定子，以及互補(bǔ)形狀的軸承轉(zhuǎn)子，并且所述軸承 定子和轉(zhuǎn)子成形為形成整個(gè)寬度均勻的中間軸承間隙。
11. 一種醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，其具有使用者握緊的手柄部分、連接到 手柄并形成渦輪腔的驅(qū)動(dòng)頭、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具的渦輪腔中的空氣驅(qū)動(dòng)渦 輪，且該渦輪由渦輪驅(qū)動(dòng)空氣操作、以及用于將手柄旋轉(zhuǎn)連接到操縱纜的旋 轉(zhuǎn)連接器，該操縱纜至少包括用于渦輪驅(qū)動(dòng)空氣的供給導(dǎo)管，其特征在于 該旋轉(zhuǎn)連接器具有傾斜的連接器體，用于在小于180度的角度連接手柄和操 縱纜，以降低使用者手腕上的張力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的手機(jī)，其特征在于所述手柄和操縱纜以在90至180度之間的角度連接。
13. —種用于具有軸的旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)包括用于旋轉(zhuǎn)支撐工具并形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具的渦 輪殼中的渦輪、 一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承、連接到 渦輪殼用于將加壓渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪的加壓驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管、以及連接 到渦輪殼用于將用過(guò)的渦輪驅(qū)動(dòng)空氣從渦輪殼中排出的排出導(dǎo)管，其特征在于所述手機(jī)還包括用于當(dāng)停止渦輪驅(qū)動(dòng)空氣供給時(shí)，減少渦輪停機(jī)時(shí)間的 關(guān)閉閥，該關(guān)閉閥連接到驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出空氣導(dǎo)管，并且該關(guān)閉閥包括 通常偏置進(jìn)關(guān)閉位置的關(guān)閉件，其中關(guān)閉件關(guān)閉驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出導(dǎo)管， 并通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣壓力移動(dòng)到開啟位置，其中關(guān)閉件允許驅(qū)動(dòng)空氣和排出空氣 的通道分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出導(dǎo)管。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的手機(jī)，其特征在于所述軸承為空氣軸承， 所述手機(jī)還包括連接到驅(qū)動(dòng)頭用于將加壓軸承空氣供給到空氣軸承的軸承 空氣供給導(dǎo)管，該供給導(dǎo)管供給軸承空氣而與關(guān)閉閥中關(guān)閉件的位置無(wú)關(guān)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其特征在于所述關(guān)閉閥裝進(jìn)手柄部 分，而所述關(guān)閉件為在開啟和關(guān)閉位置之間在手柄部分軸向移動(dòng)的套管。
16. —種用于具有工作尖端的旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)包括使用者握緊的手柄部分、通過(guò)中間頸部分與手柄部分連接并形成渦輪殼 的驅(qū)動(dòng)頭、用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有用于容納工具軸的軸向工具 孔的渦輪殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承，其特征在于所述手柄部分具有縱向的中心第一軸線，而所述頸部分具 有縱向的中心第二軸線，所述驅(qū)動(dòng)頭、頸部分和手柄部分相互連接，使得工具回轉(zhuǎn)軸線與第一軸線圍成的角度大于90度，而與第二軸線圍成的角度小 于90度，且第二軸線與第一軸線成一角度以使工具尖端與第一軸線一致。
17. —種用于旋轉(zhuǎn)工具的醫(yī)學(xué)或牙科渦輪手機(jī)，該手機(jī)包括使用者握緊 的手柄部分、形成渦輪殼的驅(qū)動(dòng)頭、連接驅(qū)動(dòng)頭和手柄部分的中間頸部分、 用于繞回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具并具有用于容納工具軸的軸向工具孔的渦輪 殼中的渦輪、以及一對(duì)用于旋轉(zhuǎn)支撐渦輪殼中的渦輪的軸向間隔軸承，其特征在于所述手機(jī)還包括用于可釋放地將頸部分連接到手柄部分的頸連接裝置，該頸連接裝置包括位于頸部分和手柄部分之一上的插座部分以及位于頸 部分和手柄部分另一個(gè)上的插頭部分，而插頭部分和插座部分為用于非旋轉(zhuǎn) 連接頸部分和手柄部分的互補(bǔ)形狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的手機(jī)，其特征在于所述頸連接裝置還包括用于可釋放地將插頭部分鎖止在插座部分中的彈簧鎖。
全文摘要
公開的牙科手機(jī)包括渦輪結(jié)構(gòu)，在整個(gè)渦輪周圍的葉輪片上產(chǎn)生徑向氣流。這產(chǎn)生附加的力矩并避免了葉輪上的不對(duì)稱推力。一對(duì)軸間隔空氣軸承支撐渦輪。控制軸承的空氣供給，使得在驅(qū)動(dòng)空氣供給到渦輪之前以及在供給渦輪的驅(qū)動(dòng)空氣被切斷之后，空氣軸承始終懸浮。這保證了空氣軸承總是可操作而與渦輪的操作狀態(tài)無(wú)關(guān)。手機(jī)具有改進(jìn)的人機(jī)工程學(xué)的形狀，特別是前頭或驅(qū)動(dòng)頭的形狀和結(jié)構(gòu)，其提供了附加的齒間隙以及更好的視野。為操縱纜提供了傾斜的旋轉(zhuǎn)接頭，降低了牙醫(yī)手腕的上的物理張力。在牙齒磨錐和卡盤之間提供了自調(diào)節(jié)鎖鍵形式的扭矩連接，能容納傳統(tǒng)磨錐以及鎖鍵結(jié)構(gòu)的磨錐。公開的渦輪自動(dòng)停止裝置防止了渦輪停止期間形成的真空。根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)停止閥的具體結(jié)構(gòu)能夠封閉驅(qū)動(dòng)空氣導(dǎo)管和排出空氣導(dǎo)管。
文檔編號(hào)A61B17/16GK101438978SQ20081018459
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
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