Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DENTAL DESCALING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/001763
Kind Code:
A1
Abstract:
The dental descaling device comprises essentially a hollow sleeve and, arrranged inside, a piezoelectric transducer (4) which vibrates and supports a scraper (2) of which the end comes out of the sleeve, and an amplifier (8) connected to the transducer. The transducer is comprised of the base (20), of a series of piezoelectric pads (22a...22f) on the faces of which are arranged electrodes (23a...23g) connected so as to define an input (25, 24) and an output (26, 24), and of a head (21) to which the scraper is coupled. The amplifier comprises an input (32, 46), an output (39, 46) and two supply terminals (37, 44) receiving, by means of a cable connected to an outer voltage source, a low direct voltage (U). The output and the input of the transducer are connected respectively to the input and the output of the amplifier in order to form an oscillator of which the frequency is determined by the resonance frequency of the transducer coupled to the scraper.

Inventors:
HETZEL MAX (CH)
Application Number:
PCT/CH1988/000144
Publication Date:
March 09, 1989
Filing Date:
August 24, 1988
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BIEN AIR (CH)
International Classes:
A61C1/02; A61C1/07; A61C3/03; A61C17/00; A61C17/20; B06B1/02; (IPC1-7): A61C17/00; B06B1/02
Foreign References:
FR2181067A11973-11-30
DE8507777U11985-05-09
US3743868A1973-07-03
DE2241189A11974-03-07
US4332558A1982-06-01
USRE28752E1976-03-30
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS -
1. Detartreur dentaire, comprenant un manchon (1) creux pouvant être tenu à la main et, disposés à l'intérieur du manchon : un transducteur piézoélectrique (4) vibrant compor¬ tant une entrée (25, 24) et une sortie (26, 24) électrique et présentant un noeud et un ventre de déplacement; un racloir (2) couplé au transducteur à l'endroit dudit ventre de déplacement, une partie du racloir sortant du manchon; et des conducteurs électriques (9, 10) pouvant être connectés au moyen d'un câble (3) à une source de tension externe, cette source fournissant au detar¬ treur l'énergie électrique nécessaire à son fonction nement, caractérisé en ce que le manchon (1) comporte en outre un amplificateur (8) électronique ayant une entrée (32, 46) , une sortie (39, 4.6) et deux bornes (37, 44) d'alimentation, l'entrée et la sortie de l'amplifica¬ teur étant connectées respectivement à la sortie (26,24) et à l'entrée (25,24) du transducteur (4) pour former un oscillateur, le transducteur couplé au racloir jou¬ ant le rôle du résonateur et l'amplificateur celui du circuit d'entretien, et les bornes d'alimentation auxdits conducteurs (9, 10) pour recevoir de ladite source une tension continue (U) .
2. Detartreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur (4) comprend : une base (20) sensiblement cylindrique ayant une masse constituant la part prépondérante dans la mas¬ se totale du transducteur; un nombre N de pastilles (22a ... 22f) cylindriques en matière piézoélectrique placées les unes à la suite des autres dans le prolongement de ladite base de manière que l'ensemble présente un axe de symétrie (xx') commun le long duquel les pastilles travaillent à la compression et à l'extension en prenant appui sur la base, la base (20) et la pastille (22f) la plus éloignée de la base constituant respectivement ledit noeud de déplacement et ledit ventre de dépla¬ cement; un nombre N + 1 d'électrodes (23a ... 23g) comprenant N 1 électrodes internes (23b ... 23f) placées entre les faces en regard des pastilles, et 2 électrodes externes (23a, 23g) disposées sur les faces extérieu¬ res de la première (22a) et de la dernière (22f) pastille, les électrodes impaires (23a, 23c, 23e, 23g) , comptées à partir de l'une des électrodes ex ternes, étant reliées à une borne de masse (24), les électrodes paires (23d, 23f) , à l'exception de 1 électrode (23b), à une borne d'entrée (25), et l'électrode paire restante à une borne de sortie (26 ), les bornes d'entrée et de sortie formant avec la borne de masse respectivement ladite entrée et ladite sortie du transducteur; et une tête (21) supportant le racloir (2) , la tête étant disposée le long dudit axe de symétrie (xx1) de manière à venir en contact des pastilles à l'en¬ droit dudit ventre de déplacement.
3. Detartreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tête (21) a la forme d'un corps de révo¬ lution, et en ce que son axe de révolution coïncide avec ledit axe de symétrie (xx' ) du transducteur.
4. Detartreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amplificateur (8) électroni¬ que comprend : un transformateur (30) abaisseur de tension compor¬ tant un primaire (31) , le primaire constituant ladite entrée de l'amplificateur, et un secondaire (34, 34') ayant moins de spires que le primaire; un transformateur (35) élévateur de tension compor tant un primaire (36) et un secondaire (38) ayant plus de spires que le primaire, le secondaire cons¬ tituant ladite sortie de l'amplificateur; et un circuit amplificateur de puissance (41, 42, 43, 41', 42', 43") comportant une entrée connectée au secondaire du transormateur abaisseur de tension, une sortie connectée au primaire du transformateur élévateur de tension, et deux bornes (37, 44) cons¬ tituant lesdites bornes d'alimentation de l'amplifi cateur .
5. Detartreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension (U) appliquée auxdites bornes d'alimentation (37, 44) de l'amplificateur (8) est une basse tension continue, la valeur de la tension déterminant l'amplitude de déplacement du racloir (2).
6. Detartreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, disposés entre le transducteur (4) et le racloir (2) : un organe de liaison (6) élastique fixé au transduc¬ teur à l'endroit du ventre de déplacement; et une masselotte (7) fixée à l'organe de liaison et supportant ledit racloir (2) , la masselotte avec le racloir et l'organe de liaison présentant une fréquen¬ ce résonance sensiblement égale à la fréquence de vibration du transducteur (4) .
7. Detartreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (6) est fixé sur ladite tête (2) du transducteur (4) .
8. Detartreur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (6) et ladite masse¬ lotte (7) sont des corps de révolution, et en ce que l'axe de révolution coïncide avec ledit axe de symé¬ trie (xx') du transducteur.
9. Detartreur selon l'une des revendications 6 à 8, carac¬ térisé en ce que la masse de la masselotte (7) est in¬ férieure à la masse de la tête (21) afin que l'amplitu¬ de de déplacement de la masselotte, à la fréquence de résonance, soit supérieure à l'amplitude de déplace ment de la tête.
10. Detartreur selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (6) est un corps de révolution généré par une courbe exponentielle (27), la partie de l'organe à forte 5 section se trouvant du côté de la tête (21) .
11. Detartreur selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la masselotte (7) , la tête (21) et l'organe de liaison (6) constituent une seu Q le et même pièce en métal.
Description:
DETARTREUR DENTAIRE

La présente invention concerne un appareil électrique utilisé dans l'art dentaire pour enlever le tartre se trouvant sur les dents.

De tels appareils sont bien connus, généralement sous le nom de détartreurs dentaires. Facilitant le travail du praticien, ils sont d'un usage courant dans les cabi- nets dentaires. Ces appareils se présentent sous la forme d'un manchon cylindrique pouvant être tenu à la main et comportant, à une extrémité, un câble électrique souple et, à l'autre extrémité, un racloir vibrant. Les déplace¬ ments rapides du racloir permettent, lorsqu'il est mis en contact du tartre, de le fissurer et de le détacher facilement de la dent sur laquelle il est déposé.

Dans une réalisation commercialisée le racloir est monté

sur un transducteur piézoélectrique vibrant disposé à l'intérieur du manchon. Le transducteur comporte des électrodes qui sont connectés au câble, lequel est relié, de son côté, à une source de tension alternative alimen- tant en énergie électrique l'appareil. Cette tension al¬ ternative est appliquée au transducteur et elle a pour effet de le mettre en vibration forcée. Pour obtenir le meilleur rendement de conversion de l'énergie électrique fournie par la source en énergie mécanique disponible a l'extrémité du racloir, la fréquence de la tension doit être égale à la fréquence de résonance fondamentale du transducteur couplé au racloir, qui est d'environ 50 kHz L'amplitude de déplacement du racloir est déterminée, à son tour, par l'amplitude de la tension et, pour pouvoir travailler dans de bonnes conditions, cette tension doit être de l'ordre de 600 volts.

A l'usage un tel appareil présente deux inconvénients principaux.

D'une part le contact du racloir avec la dent a pour effet de modifier la fréquence de résonance du transducteur sur lequel il est fixé. Le rendement du transducteur dimi¬ nuant dans ces conditions, pour maintenir l'amplitude du racloir constante la tension appliquée aux électrodes doit être augmentée. La dissipation thermique du trans¬ ducteur peut alors devenir importante et rendre le man¬ chon désagréable à tenir à la main.

D'autre part, le transducteur devant être alimenté avec une tension élevée, d'environ 600 volts, il y a un risque d'électrocution en cas de mauvaise isolation du câble, aussi bien pour le patient que pour le médecin. Pour dimi¬ nuer ce risque, le câble doit avoir une très bonne isola- tion, c'est-à-dire épaisse. Ceci a pour effet de diminuer l souplesse du câble, rendant le mouvement du manchon diffi-

cile sans pour autant éliminer tout danger résultant de l'usure de l'isolation aux endroits où le câble est le plus sollicité.

La présente invention se propose de fournir un detartreur dentaire ne présentant pas ces inconvénients.

Pour atteindre cet objectif, le detartreur selon l'inven¬ tion, comprenant un manchon creux pouvant être tenu à la main et, disposés à l'intérieur de ce manchon :

- un transducteur piézoélectrique vibrant comportant une entrée et une sortie électrique et présentant un noeud et un ventre de déplacement;

- un racloir couplé au transducteur à l'endroit du ventre de déplacement, une partie du racloir sortant du manchon; et

- des conducteurs électriques pouvant être * connectés au moyen d'un câble à une source de tension externe, cette source fournissant au detartreur l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement, est particulièrement remarquable en ce que le manchon comporte en outre un amplificateur électronique ayant une entrée, une sortie,et deux bornes d'alimentation, l'entrée et la sortie de l'amplificateur étant connectées respecti¬ vement à la sortie et à l'entrée du transducteur pour for¬ mer un oscillateur, le transducteur couplé au racloir jou- ant le rôle du résonateur et l'amplificateur celui du cir¬ cuit d'entretien, et les bornes d'alimentation aux conduc¬ teurs pour recevoir de la source une tension continue.

Un avantage de l'invention est que, la fréquence de réso- nance fondamentale du transducteur avec le racloir déter¬ minant la fréquence de l'oscillateur, le transducteur vi¬ bre toujours sur sa fréquence de résonance, donc dans les

meilleures conditions de rendement, même si cette fréquence est modifiée par l'action du racloir.

Un autre avantage provient du fait que l'amplificateur est alimenté, à travers le câble, par une basse tension continue, typiquement de 24 volts, ne présentant aucun danger.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente in¬ vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réali¬ sation d'un tel detartreur dentaire. Sur ce dessin, où les mêmes références se rapportent à des éléments analo¬ gues :

- la fig. 1 est une vue générale d'une forme de réalisa¬ tion du d tartreur selon l'invention; ~ la- fig- 2 est une vue en coupe montrant la disposition des différents éléments composant le detartreur de la fig. 1; et

- la fig. 3 représente le transducteur avec ses électro- des, le racloir,et le schéma de l'amplificateur auquel les électrodes sont connectées.

En référence au dessin, la fig. 1 montre une forme de réa¬ lisation du detartreur dentaire selon l'invention. La réfé rence 1 sur cette figure désigne un manchon creux, sensi¬ blement cylindrique ayant typiquement 15 cm de long et 2 cm de diamètre, destiné à être tenu à la main par le médecin traitant. Le manchon peut avantageusement compor¬ ter plusieurs pièces cylindriques, assemblées par vissage, la séparation de ces pièces permettant l'accès aux élément internes.

De l'une des extrémités du manchon dépasse un racloir 2

destiné à enlever le tartre déposé sur une dent non repré¬ sentée. A l'extrémité opposée du manchon 1 est raccordé un câble électrique 3. Ce câble comporte deux conducteurs et il relie le manchon à une source de tension fixe con- nectée au réseau, non représentée, fournissant au detar¬ treur l'énergie électrique nécessaire pour mettre le ra¬ cloir 2 en mouvement. Le raccord du câble 3 au manchon 1 est préférentiellement réalisé au moyen d'un connecteur universel de type connu non représenté, permettant de sé- parer aisément le câble du detartreur. Le même câble peut ainsi servir à alimenter aussi bien un detartreur que, par exemple, une pièce à main comportant une fraise. Bien entendu au câble peuvent aussi être associées des conduits pour le transport de fluides, tels que l'eau ou l'air, le connecteur universel assurant le raccord de ces con¬ duits à des conduits correspondants disposés dans le man¬ chon et débouchant au voisinage du racloir de manière que ces fluides puissent atteindre la dent.

La fig.2 montre, dans une vue en coupe, la constitution interne du detartreur. Le manchon 1 est composé de trois parties creuses référencées la, lb et le, disposées les unes à la suite des autres, la partie la se trouvant au milieu. Chaque partie est vissée sur la partie voisine, le tout formant un corps de révolution creux.

A l'intérieur de la partie centrale la du manchon 1 est disposé un transducteur piézoélectrique 4 qui sera décrit en détail par la suite. Ce transducteur a la forme d'un cylindre allongé présentant un axe de symétrie xx' qui, sur la fig. 2, vient se confondre avec l'axe de révolution du manchon. Deux anneaux élastiques 5 assurent la sus¬ pension du transducteur à l'intérieur de la partie la en prenant appui sur des gorges circulaires pratiquées dans les faces en regard de ces deux éléments. Enfin l'extré¬ mité active du transducteur, celle qui correspond au ventre

du déplacement, supporte, directement ou par l'inter¬ médiaire d'éléments de couplage 6, 7 qui seront décrits par la suite, le racloir 2 qui sort du manchon 1 par la partie lb.

Dans la partie le se trouve un amplificateur électroni¬ que 8. Cet amplificateur comporte une entrée, une sortie et deux bornes d'alimentation. L'entrée et la sortie sont reliées au transducteur 4 par des connexions non repré- sentées, alors que les bornes d'alimentation sont reliées à deux conducteurs 9, 10 faisant partie du connecteur universel.

Le transducteur 4, représenté en détail sur la fig. 3, comprend essentiellement une base 20, une tête 21, six pastilles piézoélectriques référencées 22a à 22f, et sept électrodes référencées 23a à 23g.

La base 20 est un cylindre en métal dont l'axe de symé¬ trie est l'axe xx' . Les dimensions de la base sont choi¬ sies de manière que, dans la masse totale du transducteur, celle de la base soit prépondérante. La base présente donc une grande inertie. Il en résulte que, lorsque le trans¬ ducteur vibre, la base reste pratiquement immobile et constitue ainsi un noeud de déplacement du transducteur.

Les pastilles piézoélectriques 22a ... 22f sont des dis¬ ques cylindriques plats, identiques les uns aux autres. Chaque pastille est taillée dans la matière piezoélec- trique de manière qu'une contrainte de pression axiale fasse apparaître des charges positives sur l'une de ses faces principales, et des charges négatives sur l'autre face. Les pastilles 22a ... 22f sont alignées le long de l'axe x ' , les unes à la suite des autres, la pastille 22a étant en regard de la base 20. Les pastilles sont par ailleurs orientées de manière que les faces princi-

pales adjacentes portent des charges de même signe lorsque ces pastilles sont soumises à une contrainte axiale. Contre la face principale libre de la pastille 22f est appliquée la tête 21, cette tête étant consti- tuée par un disque métallique de forme cylindrique ayant une masse plus faible que celle de la base 20. Les élec¬ trodes 23a ... 23g sont enfin disposéescontre les faces principales des pastilles 22a ... 22f. L'électrode 23a est ainsi placée entre la base 20 et la pastille 22a, l'électrode 23b entre les pastilles 22a et 22b etc, et l'électrode 23g entre la pastille 22f et la tête 21.

Pour rendre la fig. 3 plus claire, un espace a été mé¬ nagé de chaque côté des pastilles 22a ... 22f, une des électrodes 23a ... 23g étant disposée dans chacun de ces espaces. En réalité les pastilles et les électrodes sont enserrées entre la base 20 et la tête 21 de manière à être en contact les unes avec les autres. Le tout forme ainsi un bloc dont les différents éléments sont maintenus ensemble par collage et au moyen d'une vis centrale non représentée joignant la base à la tête.

Les électrodes 23a, 23c, 23e et 23g, c'est-à-dire toutes les électrodes impaires comptées à partir d'une des ex- trémités du transducteur, sont reliées à une borne de mas¬ se 24 du transducteur. Les électrodes 23d et 23f, c'est-à- dire les électrodes paires, sauf la deuxième électrode comptée à partir de la base 20, sont reliées à une borne d'entrée 25. Enfin la deuxième électrode 23b est reliée à une borne de sortie 26. Les bornes 25 et 24 forment l'entrée du transducteur, et les bornes 26 et 24 sa sortie.

L'application d'une tension alternative entre les bornes 25 et 24 provoque la vibration du transducteur à la fré- quence de cette tension. Une tension de même fréquence

apparaît alors entre les bornes 26 et 24, l'amplitude de cette tension étant proportionnelle à l'amplitude de la vibration.

La base 20 du transducteur restant pratiquement au repos, ce sont la pastille 22f et la tête 21 qui vibrent avec la plus grande amplitude et constituent ainsi un ventre de déplacement du transducteur. Lorsque la fréquence de la tension appliquée entre les bornes 25 et 24 est égale à la fréquence de résonance fondamentale du transducteur relié au racloir, l'amplitude de déplacement de la tête passe par un maximum. Pour que cette amplitude corres¬ ponde à des conditions de travail optimum du detartreur, la tension doit être de l'ordre de 600 volts.

Le racloir 2 peut être fixé directement à l'endroit du ventre de déplacement du transducteur, son amplitude de vibration étant alors identique à celle de la tête 21. Cependant pour améliorer l'efficacité du racloir il y a intérêt à amplifier son déplacement par rapport à celui de la tête. Ceci est obtenu dans la présente invention en reliant le racloir 2 à la tête 21 par des moyens de couplage comprenant une masselotte 7 supportant le racloir et un organe de liaison élastique 6 disposé, entre la mas- selotte et la tête. La masselotte avec le racloir et l'or¬ gane de liaison forment un système vibrant. En accordant la fréquence de résonance de ce système sur une fréquen¬ ce sensiblement égale à la fréquence de vibration de la tête, et si la masse de la masselotte et du racloir est inférieure à celle de l'extrémité active du transducteur, l'amplitude de déplacement du racloir sera supérieure à celle de la tête. La masselotte 7 aura avantageusement une forme sphérique et l'organe de liaison 6 celle d'un corps de révolution engendré par une courbe exponen- tielle 27 tournant autour de l'axe xx' , la partie ayant

la plus forte section de l'organe de liaison se trouvant du côté de la tête 21. La tête 21, la masselotte 7 et l'organe de liaison 6 seront de préférence réalisés de manière à ne former qu'une seule et même pièce en métal.

La tension à l'entrée du transducteur 4 est fournie par l'amplificateur 8 représenté sur la fig. 3. La référence 30 sur cette figure désigne un transformateur abaisseur de tension comportant un primaire 31, ayant deux bornes référencées 32 et 33 ,et un secondaire formé de deux enrou¬ lements identiques 34 et 34', le rapport entre le nombre de spires du primaire et de l'un des enroulements secon¬ daires étant de l'ordre de 1000. De même la référence 35 désigne un transformateur élévateur de tension comportant un primaire 36 pourvu d'une prise médiane reliée à une borne 37, et un secondaire ayant deux bornes référencées

39 et 40, le rapport entre le nombre de spires du primaire et du secondaire étant d'environ 1/10. Les bornes 33 et

40 sont reliées à une borne 46 constituant la masse élec- trique de l'amplificateur 8 dont l'entrée est formée par les bornes 32 et 46 et la sortie par les bornes 39 et 46.

Entre le secondaire du transformateur 30 et le primaire du transformateur 35 est connecté un circuit amplificateur de puissance,connu de l'art antérieur, comportant deux parties symétriques. Dans l'une des parties un transis¬ tor bipolaire 41 du type NPN a son émetteur relié à l'une des bornes de l'enroulement 34 et à l'une des bornes de l'enroulement 36. La base de ce transistor est connectée à travers un condensateur 42 d'environ 6 microfarads à l'autre borne de l'enroulement 34. Enfin une résistance de polarisation 43 d'environ 2000 ohms relie la base au collecteur du transistor 41, le collecteur étant connecté, de son côté, à une borne 44. L'autre partie du circuit

est composée des éléments 41', 42' et 43', identiques respectivement aux éléments 41, 42 et 43, et qui sont connectés de la même manière que ces derniers, mais entre l'enroulement 34' et l'autre borne de l'enroule- ment 36. Les bornes 37 et 44 constituent les bornes d'ali¬ mentation du circuit et elles sont reliées respectivement aux conducteurs 9 et 10 du connecteur universel.

Comme les signaux aux bornes des enroulements entre les- quels le circuit amplificateur est connecté ont des amplitudes faibles, le circuit peut être alimenté par une basse tension continue.

Les collecteurs des transistors 41 et 41' étant connec- tés à -la borne 44, il y a intérêt à relier cette borne à la masse du manchon 1, qui constitue aussi la masse de l'appareil. En effet, comme dans un transistor de puis¬ sance le collecteur est solidaire d'une électrode massi¬ ve servant à évacuer la chaleur, cette disposition permet de fixer directement l'électrode sur le manchon 1 pour améliorer encore le refroidissement du transistor. Les bornes 46 et 44, correspondant respectivement à la masse électrique et à la masse de l'appareil, peuvent être indépendantes, liées galvaniquement ou, de préférence, connectées ensemble par un condensateur de découplage 45 d'environ 0.1 microfarad.

Le transducteur 4 est relié à l'amplificateur 8 pour former un oscillateur, le transducteur couplé au ra- cloir 2 jouant le rôle de résonateur et l'amplifica¬ teur celui du circuit d'entretien. La liaison est réa¬ lisée en connectant les bornes 24, 25 et 26 respective¬ ment aux bornes 46, 39 et 32. L'application d'une ten¬ sion d'alimentation continue U, typiquement de 24 volts,

- n -

fournie par la source de tension et rendant la borne 44 positive par rapport à la borne 37, entraînera alors le démarrage de l'oscillateur si le gain de l'amplificateur compense les pertes du transducteur, l'amplitude de l'oscillation dépendant de la valeur de la tension U.

Bien entendu le detartreur dentaire qui vient d'être décrit peut subir différentes modifications et se pré¬ senter sous d'autres variantes, évidentes à l'homme du métier, sans sortir du cadre de la présente invention.

Le transducteur pourrait ainsi comporter un nombre diffé- • rent de pastilles piézoélectriques et les électrodes être connectées entre elles de manière à ne présenter que deux bornes. L'amplificateur pourrait également être réali¬ sé différemment, par exemple pour former avec le transducteur, lorsque celui-ci ne comporte que deux bor¬ nes, un oscillateur du type Colpitts.