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REVENDICATIONS
1. Seringue à injection pour l'art dentaire, notamment pour l'anesthésie dentaire, comprenant une douille avant (1), à l'extre- mité avant de laquelle est assujettie une aiguille d'injection (2), et recevant en elle une capsule (3) contenant un liquide d'injection (5), cette capsule étant maintenue par l'application d'une pièce d'arrêt adéquate (6) à l'arrière de la douille (1), l'aiguille (2) étant mise en communication avec l'intérieur de la capsule (3) par l'extrémité avant de celle-ci lorsque la capsule est en place, et des moyens d'actionnement (7a...) étant appliqués à un bouchon (4) obturant l'arrière de la capsule (3) pour le faire pénétrer à l'intérieur de cette dernière et provoquer l'expulsion du liquide d'injection (5) par ladite aiguille (2),
caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent une tige (7) ayant une extrémité avant (7a) en appui contre ledit bouchon (4), laquelle tige (7) comprend une partie filetée (7b) engagée dans un écrou (8) maintenu arrêté par rapport à la douille et à la pièce d'arrêt en direction longitudinale de la tige, de façon que la tige soit déplacée longitudinalement par l'action d'une rotation mutuelle entre elle et cet écrou, un mécanisme d'entraînement (8, 8a, 12, 12a) étant établi pour créer ladite rotation mutuelle entre ledit écrou (8) et ladite tige (7) sous l'action d'un micromoteur d'appareil d'art dentaire (18, 14), ce mécanisme étant agencé (8a, 12a) pour provoquer une réduction de vitesse entre la vitesse rotative dudit micromoteur (14) et la vitesse rotative de ladite rotation mutuelle.
2. Seringue à injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit mécanisme d'entraînement comprend une denture d'engrenage (8a) ménagée autour de la périphérie, de forme générale circulaire, dudit écrou (8), et une denture d'engrenage correspondante (12a) ayant un plus petit nombre de dents, établie à l'extrémité d'un arbre (12) entraîné par le micromoteur (14), des moyens (16, 17) étant prévus pour empêcher ladite tige (7) de se mouvoir en rotation tout en la laissant libre de se déplacer làngi- tudinalement.
3. Seringue à injection selon la revendication 2, caractérisée en ce que le rapport des nombres de dents entre la denture d'engrenage (8a) établie sur l'écrou (8) et la denture d'engrenage (12a) établie sur l'arbre moteur (12) est de 10 au moins, ladite partie filetée (7b) de la tige 7 ayant un pas de vis non supérieur à 0,5 mm.
4. Seringue à injection selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit rapport est voisin de 10 et ledit pas de vis est voisin de 0,25 mm.
5. Seringue à injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que, des moyens étant prévus pour empêcher une rotation de ladite tige, ledit mécanisme d'entraînement comprend un engagement à friction entre la périphérie, circulaire, dudit écrou et l'extrémité d'un arbre mû par ledit micromoteur, le rapport de démultiplication de cet engagement étant au moins égal à 15, et ladite partie filetée de la tige ayant un pas de vis non supérieur à 0,3 mm.
6. Seringue à injection selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie arrière de ladite tige (7) dépasse hors d'une pièce-bâti (9) liée à ladite pièce d'arrêt (6), un tube de matière transparente (20) entourant cette partie arrière de la tige qui dépasse desdites pièces (6, 9) et présentant une échelle de graduations (19) permettant, par le repérage de la position de l'extrémité arrière de ladite tige (7), de connaître la distance dont avance ledit bouchon (4), et par là la quantité de liquide éjecté à travers ladite aiguille d'injection.
La présente invention concerne une seringue à injection, notamment pour anesthésie dentaire, comprenant une douille avant, à l'extrémité avant de laquelle est assujettie une aiguille d'injection et recevant en elle une capsule contenant un liquide d'injèction, cette capsule étant maintenue par l'application d'une pièce d'arrêt adéquate à l'arrière de la douille, l'aiguille étant mise en communication avec l'intérieur de la capsule par l'extrémité avant de celle-ci lorsque la capsule est en place, et des moyens d'actionnement étant appliqués à un bouchon obturant l'arrière de la capsule pour le faire pénétrer à l'intérieur de cette dernière et provoquer l'expulsion du liquide d'injection par ladite aiguille.
Une seringue de ce type général se trouve actuellement sur le marché et elle a été présentée aux pages 1165 à 1173 du numéro de novembre 1976 de la Revue mensuelle suisse d'Odontostomatologie . Toutefois, cette seringue connue, ayant approximativement la forme d'un pistolet muni d'un levier formant une longue gâchette, est actionnée manuellement et requiert, de la part du dentiste qui s'en sert, une force considérable dans les doigts actionnant la gâchette. Cela vient du fait que la force qu'il est nécessaire d'appliquer contre le bouchon peut atteindre, selon le cas, des valeurs aussi élevées qu'une centaine de kilos.
Dans cette seringue à actionnement manuel, la pièce en forme de tige qui fournit la pression contre le bouchon est actionnée par un système comprenant l'équivalent d'un levier et d'un cliquet, ce système étant totalement exempt de mouvement rotatif autour de l'axe de cette tige. Pour l'utilisation de cette seringue dans un cabinet dentaire, par exemple, l'obligation d'avoir à manoeuvrer avec force le levier en forme de longue gâchette constitue un sérieux handicap, tout d'abord par la force particulière qui est ainsi exigée du praticien et également par le fait que, selon la position que la seringue doit avoir par rapport à la bouche du patient, ce levier peut se trouver en une situation dans laquelle il est très incommode de le manoeuvrer par une contraction des doigts de la main qui tient la seringue.
On sait par ailleurs que l'on dispose en général, dans les cabinets dentaires, pour l'actionnement de certaines fraises, de micromoteurs d'appareils d'art dentaire de types normalisés, ayant une forme allongée et de très petites dimensions, et qui fournissent une rotation à vitesse très élevée mais à couple mécanique relativement modeste. Le but de la présente invention est de fournir une seringue du type générique précédemment défini, ne présentant pas les inconvénients susmentionnés, tout en restant d'une construction simple et d'un coût avantageux par le fait qu'elle peut employer un micromoteur normalisé du type susmentionné.
Il faut toutefois bien remarquer qu'il ne s'agit pas ici du simple problème - dont la solution serait immédiate - de faire exécuter par un moteur l'entraînement d'un organe qui, dans la technique antérieure, était mû en rotation d'une façon manuelle, par exemple à l'aide d'une manivelle. En effet, la seringue antérieurement connue ne comprenait aucun organe rotatif qu'il suffirait d'actionner par un moteur et, de plus, elle exigeait une force d'action linéaire d'une valeur Si élevée qu'aucun dispositif élémentaire de transformation de puissance mécanique du type rotation/mouvement linéaire ne pourrait fournir une telle force en partant du mouvement, à faible couple mécanique, d'un micromoteur du type déterminé en question, pour instruments d'art dentaire.
De plus, il est absolument essentiel que la seringue reste d'une dimension et d'un poids très modérés, ce qui implique une structure, ou une constitution, particulièrement étudiée de la seringue en question.
Pour atteindre le but susmentionné en satisfaisant les conditions particulières précitées, l'invention propose une seringue à injection du type générique précédemment défini, caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent une tige ayant une extrémité avant en appui contre ledit bouchon, laquelle tige comprend une partie filetée engagée dans un écrou maintenu arrêté par rapport à la douille et à la pièce d'arrêt en direction longitudinale de la tige, de façon que la tige soit déplacée longitu finalement par l'action d'une rotation mutuelle entre elle et cet
écrou, un mécanisme d'entraînement étant établi pour créer ladite rotation mutuelle entre ledit écrou et ladite tige sous l'action d'un micromoteur d'appareil d'art dentaire, ce mécanisme étant agencé pour provoquer une réduction de vitesse entre la vitesse rotative dudit micromoteur et la vitesse rotative de ladite rotation mutuelle.
Avantageusement, le mécanisme d'entraînement comprend une denture d'engrenage disposée à la périphérie dudit écrou et une denture correspondante, mais avec un nombre de dents beaucoup plus faible, établie dans une pièce directement mue en rotation par ledit micromoteur, lorsque celui-ci est en place.
De préférence, le rapport de démultiplication de l'engrenage formé par les deux dites dentures est au moins voisin de 10 et, par ailleurs, le pas de ladite partie filetée est d'approximativement 0,05 cm, voire d'approximativement 0,025 cm. De cette façon, la relation entre le couple du moteur, M, en cm. g et la force F d'appui de la tige est donnée par l'expression suivante:
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le numérateur de la fraction représentant le rapport de démultiplication multiplié par 27r et le dénominateur de la fraction représentant le pas du filet en centimètre. On voit qu'avec un couple mécanique M valant par exemple 100 cl. g, on obtient une force F valant 126000 g, c'est-à-dire 126 kg.
Avantageusement, l'extrémité arrière de ladite tige dépasse derrière la pièce d'arrêt, la quantité dont elle dépasse cette pièce d'arrêt permettant de connaître le degré de pénétration du bouchon dans la capsule, c'est-à-dire la quantité de liquide déjà injectée et la quantité de liquide restant dans la capsule. A cet effet, la seringue est encore avantageusement munie d'un tube de matière transparente, de préférence du verre Pyrex, ajusté à l'arrière de la pièce d'arrêt et entourant la partie arrière de la tige, ce tube de matière transparente portant une échelle de graduations sur laquelle la position de l'extrémité arrière de la tige permet de lire la quantité de liquide déjà injectée.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. Dans ce dessin:
la fig. 1 est une vue de côté, partiellement en coupe, d'une seringue à injection constituant une réalisation de l'invention, et
la fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne II-II de la fig. 1.
A la fig. 1, on voit que la seringue en question comporte une douille 1, à l'extrémité de laquelle est assujettie une aiguille ultrafine pour injection 2. A l'intérieur de la douille 1, se trouve placée une capsule de verre 3 contenant un liquide d'injection 5, cette capsule étant, de manière bien connue, fermée vers l'avant par une partie en matière perforable, de sorte que l'extrémité arrière de l'aiguille 2 vient perforer cette partie et pénétrer dans l'intérieur de la capsule au moment où la capsule est mise en place, pressée vers l'avant. A l'intérieur, d'une façon non représentée, la douille comprend un épaulement contre lequel l'avant de la capsule vient buter, et, du côté arrière, la capsule est amenée en place, et pressée vers l'avant, par une pièce d'arrêt 6 qui se visse dans la douille.
Cette pièce d'arrêt 6 est elle-même montée, de préférence vissée, dans une pièce de bâti 9 d'une forme particulière et pouvant être réalisée, par exemple, en aluminium injecté.
La pièce 9 comprend un perçage traversant et, concentriquement à ce perçage, un logement d'un diamètre quelque peu plus grand qui reçoit un roulement à billes 10. Cette pièce 9 comprend encore un logement de diamètre plus grand dans lequel est logé un écrou 8 ayant un contour extérieur circulaire muni d'une denture d'engrenage 8a. Enfin, c'est dans un alésage de la pièce 9 d'un diamètre encore légèrement supérieur à celui qui reçoit l'écrou 8 que la pièce d'arrêt 6 vient se visser ou se fixer d'une quelconque manière équivalente. Cette pièce d'arrêt 6 comprend, elle aussi, un logement destiné à recevoir un roulement à billes 11, de sorte que l'écrou 8 se trouve monté, par des portées 8b qu'il présente, à l'intérieur des deux roulements à billes 10 et 11.
Cette pièceécrou 8, dont l'extérieur forme une roue d'engrenage, peut donc tourner librement en rotation par rapport à la pièce-bâti 9 et à la pièce d'arrêt 6; par contre, elle est tenue fixement dans le sens axial. Engagée dans le filetage intérieur de la pièce écrou 8, se trouve la partie filetée 7b d'une tige 7 qui comporte à son extrémité avant une tête d'appui 7a qui, lorsque la seringue est montée, vient en appui contre le bouchon 4 qui ferme la capsule 3 à l'arrière de celle-ci. Il faut bien comprendre que la tige 7 peut être vissée dans l'écrou 8 alors que l'ensemble formé par la pièce-bâti 9 et la pièce d'arrêt 6 (de même que d'autres éléments qui leur sont liés) n'est pas fixé dans la douille 1.
La pièce d'arrêt 6 comprend encore deux goupilles radiales 16 que l'on peut voir à plus grande échelle à la fig. 2. Sur cette fig. 2, on voit que la tige filetée 7 comprend deux rainures longitudinales, diamétralement opposées 17, contre les parois latérales 17a desquelles l'extrémité de la surface cylindrique des goupilles 16 vient en appui, de façon à empêcher la tige 7 de tourner. Pour effectuer l'engagement de la tige 7 dans l'écrou 8, on devra donc faire tourner l'écrou 8, ou en variante, on pourra procéder en maintenant l'écrou 8 arrêté et en engageant la tige 7 avant la mise en place des goupilles 16, de façon que la tige 7 puisse alors tourner.
A la fig. 2, on remarque que les rainures longitudinales 17 sont ménagées dans la tige 7 sur des méplats de façon que les goupilles 16 ne viennent jamais en contact avec le filetage 7b de la tige 7 et ne risquent ainsi pas de l'abîmer.
Sur la fig. 1, on voit que la pièce-bâti 9 comprend encore un autre alésage, ménagé dans une partie inférieure en projection 9a de la pièce 9, d'une façon faisant un angle d'approximativement 30 avec le perçage central de la pièce 9 traversée par la tige 7.
Dans cet alésage de la partie 9a, se trouve monté un roulement à billes 13, par l'intermédiaire duquel est fixée de manière pivotante une portion d'arbre 12 dont l'extrémité porte une denture d'engrenage 12a qui est en engagement avec la denture extérieure 8a de l'écrou 8. On voit également que la partie en projection 9a est agencée, d'une manière conforme aux normes préétablies pour les petits moteurs dentaires, pour recevoir le nez du bâti d'un micromoteur d'art dentaire 18, un système connu et non représenté de verrouillage/déverrouillage du nez du micromoteur étant encore prévu à la jonction de ce nez sur la partie en projection 9a. A l'intérieur du bâti du micromoteur 18 se trouve l'ensemble du micromoteur dont l'arbre central 14 se termine, à l'intérieur du nez du bâti, d'une façon permettant son engagement avec l'arbre 12 monté de façon rotative dans la projection 9a.
A la fig. 1, cet engagement est représenté comme étant du type à créneaux, mais tout autre type d'engagement usuel pour ce genre de micromoteur peut être utilisé.
Le micromoteur 18, 14, alimenté par un câble électrique 15, est mis en mouvement par des moyens de commande électrique non représentés, le plus souvent des moyens de commande à pédale actionnant un agrégat électronique de commande et d'alimentation du micromoteur. Cela étant connu dans le domaine des accessoires pour cabinet de dentiste, il n'est pas nécessaire de le décrire davantage ici.
On comprend fort bien que, lorsque l'on met en rotation le micromoteur 18, 14, l'arbre 14 se met en mouvement, entraînant l'arbre 12, ce qui fait que l'écrou 8 est entraîné à son tour par l'intermédiaire de l'engrenage 12a, 8a. Du moment que l'écrou 8 tourne alors que la tige 7 ne peut pas tourner, retenue qu'elle est par les goupilles 16, le mouvement rotatif de l'écrou 8 fera, selon le sens de la rotation, avancer ou reculer la tige 7. Si le mouvement est dans le sens d'une avance, la tête d'appui 7a appuiera contre le bouchon 4 et le fera pénétrer petit à petit à l'intérieur de la capsule 3, faisant par là gicler à travers l'aiguille 2 le liquide 5 contenu dans la capsule.
Pour pouvoir faire passer le liquide 5 à travers l'aiguille 2, extrêmement fine, il est nécessaire que la tête d'appui 7a exerce une force qui peut être de l'ordre d'une centaine de kilos, voire davantage. Les micromoteurs du type du moteur 18, 14 ont en général un couple d'approximativement 100 cm. g. Le rapport d'engrenage 12a, 8a est d'approximativement t à 10, de sorte que l'écrou 8 tournera approximativement dix fois moins vite que l'arbre 12 et aura un couple dix fois plus élevé, c'est-à-dire approximativement 1000 cm. g, soit 1 cm. g. A l'endroit du filetage 7b, ce couple produira une force circonférentielle égale à
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r étant le rayon de la tige filetée 7b.
Par ailleurs, la pente du filet sera égale à
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Le rapport entre la force axiale exercée et la force tangentielle sera donc de
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La force axiale sera donc finalement donnée par la formule
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On voit que la force est totalement indépendante du diamètre de la tige filetée, mais dépend uniquement du pas du filetage et du couple pouvant être fourni par l'écrou 8 (en négligeant les frottements qui naturellement réduiront quelque peu la valeur pratique de la force).
La tige 7 comprend un filetage 7b dont le pas est de préférence de 0,5 mm, c'est-à-dire 0,05 cm. Cela donnera, pour la force d'appui de la tête 7a contre le bouchon 4, une force valant théoriquement 125,6 kg pour un couple de 100 cm. g sur l'arbre 14 et un coefficient de démultiplication de 10. En pratique, on pourra compter avec une force d'approximativement 100 kg, compte tenu du frottement. Si l'on désire une force encore plus grande, et en même temps un avancement encore plus petit de la tête 7a et du bouchon 4, on peut prévoir un pas de vis 7b de 0,25 mm, c'est-àdire 0,025 cm; dans ce cas, la force sera d'approximativement 200ka.
La vitesse inférieure du micromoteur est de l'ordre de 5000 t/mn, ce qui donnera 500 t/mn pour la rotation de l'écrou 8, soit approximativement 8 t/s. Avec un pas de 0,5 mm, le bouchon avancera donc de 4 mm/s; avec un pas de 0,25 mm, ce bouchon n'avancera que de 2 mm/s. Ces vitesses sont prescrites en fonction de la quantité de liquide que l'on peut injecter au maximum chaque seconde, compte tenu de la section - c'est-à-dire du diamètre, puisque la section est circulaire - de l'espace intérieur de la capsule 3. Cette section étant par exemple d'approximativement 20 mm2, une avance de la tige de 2 mm/s provoquera l'injection de 40 mm3, c'est-à-dire 0,04 cm3 de liquide par seconde.
La dose à appliquer étant de l'ordre de 0,2 à 0,4 cm3, il faudra, dans le cas de l'avance la plus lente, c'est-à-dire 2 mm/s avec un pas de vis de 0,25 mm, actionner le moteur durant 5 à 10 s pour provoquer l'injection d'une dose. Si, pour des raisons médicales, il est prescrit de répartir l'injection de la dose sur un temps plus long, il sera possible de faire avancer le moteur de façon intermittente, le faisant tourner par exemple durant 1 s toutes les 8 s. Il sera possible également de prévoir un agencement électronique qui, soit diminue la vitesse de rotation du moteur dans le rapport voulu, soit rende l'alimentation électrique du moteur intermittente pour faire diminuer dans la mesure voulue la vitesse d'avance moyenne.
Il serait possible également de rendre le rapport de démultiplication encore plus grand que 10, cas dans lequel on pourrait avoir avantage à remplacer l'engrenage 8a/12a par un engagement à friction.
On remarque encore à la fig. 1 que, autour de la partie arrière de la tige 7 qui dépasse hors de la pièce-bâti 9, se trouve disposé un tube 20 de matière transparente, de préférence de verre Pyrex dont la fonction est, d'une part, de protéger le filetage 7b à l'égard de la poussière et, d'autre part, de permettre une lecture de l'avancement du bouchon 4 à l'intérieur de la capsule 3. Pour cela, ce tube de Plexiglas comporte une échelle de graduations 19 qui permet, par observation de la position de l'extrémité arrière de la tige 7 en face des graduations, de connaître l'avance de la tige 7 et, partant, du bouchon 4. De préférence, ces graduations 19 correspondront à un nombre rond de millimètres cubes, compte tenu du diamètre intérieur, normalisé, de la capsule 3.
On note que la seringue peut également être utilisée de façon avantageuse, à la condition qu'une liaison mécanique existe entre la tête d'appui 7a et le bouchon 4, pour réaspirer du liquide par l'intermédiaire de l'aiguille 2, en faisant tourner le moteur dans le sens contraire, ce qui fera reculer la tige 7. Si l'on veut prévoir une telle utilisation, on munira la tête d'appui 7a de moyens d'agrippement, par exemple de griffes, qui permettront à la tête 7a de retirer également le bouchon 4 en direction de l'arrière.
Il faut noter encore que la présente seringue, bien que proposée premièrement comme accessoire de traitement dentaire, pourrait trouver encore beaucoup d'autres applications, par exemple en cardiologie pour injecter dans des capillaires.
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CLAIMS
1. Injection syringe for dentistry, in particular for dental anesthesia, comprising a front sleeve (1), at the front end of which an injection needle (2) is secured, and receiving therein a capsule (3) containing an injection liquid (5), this capsule being maintained by the application of an adequate stopper (6) to the rear of the sleeve (1), the needle (2 ) being placed in communication with the interior of the capsule (3) by the front end of the latter when the capsule is in place, and actuation means (7a ...) being applied to a plug (4 ) closing the rear of the capsule (3) to make it penetrate inside the latter and cause the expulsion of the injection liquid (5) by said needle (2),
characterized in that said actuating means comprise a rod (7) having a front end (7a) bearing against said plug (4), which rod (7) comprises a threaded part (7b) engaged in a nut (8) kept stopped with respect to the sleeve and the stopper in the longitudinal direction of the rod, so that the rod is moved longitudinally by the action of a mutual rotation between it and this nut, a drive mechanism ( 8, 8a, 12, 12a) being established to create said mutual rotation between said nut (8) and said rod (7) under the action of a dental appliance micromotor (18, 14), this mechanism being arranged (8a, 12a) to cause a reduction in speed between the rotary speed of said micromotor (14) and the rotary speed of said mutual rotation.
2. Injection syringe according to claim 1, characterized in that said drive mechanism comprises a gear toothing (8a) formed around the periphery, of generally circular shape, of said nut (8), and a toothing of corresponding gear (12a) having a smaller number of teeth, established at the end of a shaft (12) driven by the micromotor (14), means (16, 17) being provided to prevent said rod (7) from move in rotation while leaving it free to move there genetically.
3. Injection syringe according to claim 2, characterized in that the ratio of the numbers of teeth between the gear teeth (8a) established on the nut (8) and the gear teeth (12a) established on the motor shaft (12) is at least 10, said threaded part (7b) of the rod 7 having a pitch of no more than 0.5 mm.
4. Injection syringe according to claim 3, characterized in that said ratio is close to 10 and said screw pitch is close to 0.25 mm.
5. injection syringe according to claim 1, characterized in that, means being provided to prevent rotation of said rod, said drive mechanism comprises a friction engagement between the periphery, circular, of said nut and the end d 'A shaft driven by said micromotor, the gear ratio of this engagement being at least equal to 15, and said threaded part of the rod having a pitch of no more than 0.3 mm.
6. injection syringe according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rear part of said rod (7) protrudes out of a frame-piece (9) linked to said stop piece (6), a tube of transparent material (20) surrounding this rear part of the rod which protrudes from said parts (6, 9) and having a scale of graduations (19) allowing, by identifying the position of the rear end of said rod ( 7), to know the distance by which said plug (4) advances, and thereby the quantity of liquid ejected through said injection needle.
The present invention relates to an injection syringe, in particular for dental anesthesia, comprising a front sleeve, at the front end of which is attached an injection needle and receiving therein a capsule containing an injection liquid, this capsule being held by applying an adequate stopper to the rear of the sleeve, the needle being placed in communication with the interior of the capsule by the front end of the latter when the capsule is in place, and actuation means being applied to a plug closing the rear of the capsule to make it penetrate inside the latter and cause the expulsion of the injection liquid by said needle.
A syringe of this general type is currently on the market and was presented on pages 1165 to 1173 of the November 1976 issue of the Swiss Monthly Journal of Odontostomatology. However, this known syringe, having approximately the shape of a pistol provided with a lever forming a long trigger, is actuated manually and requires, on the part of the dentist who uses it, a considerable force in the fingers actuating the trigger . This comes from the fact that the force which it is necessary to apply against the stopper can reach, as the case may be, values as high as a hundred kilos.
In this manually operated syringe, the rod-shaped part which provides pressure against the stopper is actuated by a system comprising the equivalent of a lever and a ratchet, this system being completely free of rotary movement around the 'axis of this rod. For the use of this syringe in a dental office, for example, the obligation to have to operate with force the lever in the shape of a long trigger constitutes a serious handicap, first of all by the particular force which is thus required of the practitioner and also by the fact that, depending on the position that the syringe must have relative to the mouth of the patient, this lever can be in a situation in which it is very inconvenient to operate it by a contraction of the fingers of the hand which hold the syringe.
We also know that there are generally, in dental offices, for the actuation of certain burs, micromotors of dental devices of standard types, having an elongated shape and very small dimensions, and which provide very high speed rotation but relatively low mechanical torque. The object of the present invention is to provide a syringe of the generic type previously defined, which does not have the above-mentioned drawbacks, while remaining simple in construction and inexpensive in that it can employ a standardized micromotor of the aforementioned type.
However, it should be noted that this is not just a simple problem - the solution of which would be immediate - to have a motor drive the drive of an organ which, in the prior art, was rotated by manually, for example using a crank. Indeed, the previously known syringe did not include any rotary member which would be enough to actuate by a motor and, moreover, it required a linear force of action of a value So high that no elementary device of transformation of power Mechanical of the rotation / linear movement type could not provide such a force starting from the movement, with low mechanical torque, of a micromotor of the determined type in question, for dental instruments.
In addition, it is absolutely essential that the syringe remains of a very moderate size and weight, which implies a structure, or constitution, particularly studied of the syringe in question.
To achieve the above-mentioned aim by satisfying the aforementioned particular conditions, the invention provides an injection syringe of the generic type previously defined, characterized in that said actuation means comprise a rod having a front end bearing against said plug, which rod comprises a threaded part engaged in a nut kept stopped relative to the sleeve and to the stop piece in the longitudinal direction of the rod, so that the rod is moved longitu finally by the action of a mutual rotation between it and this
nut, a drive mechanism being established to create said mutual rotation between said nut and said rod under the action of a dental appliance micromotor, this mechanism being arranged to cause a reduction in speed between the rotary speed of said micromotor and the rotary speed of said mutual rotation.
Advantageously, the drive mechanism comprises a gear toothing disposed at the periphery of said nut and a corresponding toothing, but with a much lower number of teeth, established in a part directly rotated by said micromotor, when the latter is in place.
Preferably, the gear ratio of the gear formed by the two said teeth is at least close to 10 and, moreover, the pitch of said threaded part is approximately 0.05 cm, or even approximately 0.025 cm. In this way, the relationship between the engine torque, M, in cm. g and the support force F of the rod is given by the following expression:
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the numerator of the fraction representing the reduction ratio multiplied by 27r and the denominator of the fraction representing the pitch of the thread in centimeters. We see that with a mechanical torque M worth for example 100 cl. g, we obtain a force F worth 126000 g, that is to say 126 kg.
Advantageously, the rear end of said rod exceeds behind the stopper, the quantity of which it exceeds this stopper making it possible to know the degree of penetration of the stopper into the capsule, that is to say the amount of liquid already injected and the amount of liquid remaining in the capsule. To this end, the syringe is still advantageously provided with a tube of transparent material, preferably Pyrex glass, adjusted at the rear of the stopper and surrounding the rear part of the rod, this tube of transparent material carrying a scale of graduations on which the position of the rear end of the rod makes it possible to read the quantity of liquid already injected.
The accompanying drawing illustrates, by way of example, an embodiment of the subject of the invention. In this drawing:
fig. 1 is a side view, partially in section, of an injection syringe constituting an embodiment of the invention, and
fig. 2 is a sectional view on a larger scale along line II-II of FIG. 1.
In fig. 1, it can be seen that the syringe in question comprises a sleeve 1, at the end of which is subjected an ultrafine needle for injection 2. Inside the sleeve 1, is placed a glass capsule 3 containing a liquid d injection 5, this capsule being, in a well known manner, closed towards the front by a part made of perforable material, so that the rear end of the needle 2 comes to perforate this part and penetrate into the interior of the capsule when the capsule is put in place, pressed forward. Inside, in a manner not shown, the sleeve comprises a shoulder against which the front of the capsule abuts, and, on the rear side, the capsule is brought into place, and pressed forward, by a stop piece 6 which screws into the socket.
This stop part 6 is itself mounted, preferably screwed, in a frame part 9 of a particular shape and which can be made, for example, of injected aluminum.
The part 9 comprises a through hole and, concentric to this hole, a housing of somewhat larger diameter which receives a ball bearing 10. This part 9 also comprises a housing of larger diameter in which is housed a nut 8 having a circular outer contour provided with a gear teeth 8a. Finally, it is in a bore of the part 9 with a diameter still slightly greater than that which receives the nut 8 that the stop part 6 is screwed or fixed in any equivalent manner. This stop piece 6 also includes a housing intended to receive a ball bearing 11, so that the nut 8 is mounted, by means of bearings 8b which it has, inside the two bearings with balls 10 and 11.
This nut-piece 8, the outside of which forms a gear wheel, can therefore rotate freely in rotation relative to the workpiece 9 and the stopper 6; on the other hand, it is held fixed in the axial direction. Engaged in the internal thread of the nut part 8, is the threaded part 7b of a rod 7 which has at its front end a support head 7a which, when the syringe is mounted, comes to bear against the plug 4 which closes the capsule 3 at the back of it. It should be understood that the rod 7 can be screwed into the nut 8 while the assembly formed by the workpiece 9 and the stopper 6 (as well as other elements which are linked to them) does not is not fixed in the socket 1.
The stopper 6 also comprises two radial pins 16 which can be seen on a larger scale in FIG. 2. In this fig. 2, it can be seen that the threaded rod 7 comprises two longitudinal, diametrically opposite grooves 17, against the side walls 17a of which the end of the cylindrical surface of the pins 16 comes to bear, so as to prevent the rod 7 from turning. To effect the engagement of the rod 7 in the nut 8, it will therefore be necessary to rotate the nut 8, or as a variant, we can proceed by keeping the nut 8 stopped and by engaging the rod 7 before the positioning pins 16, so that the rod 7 can then rotate.
In fig. 2, we note that the longitudinal grooves 17 are formed in the rod 7 on flats so that the pins 16 never come into contact with the thread 7b of the rod 7 and thus do not risk damaging it.
In fig. 1, it can be seen that the workpiece 9 includes yet another bore, formed in a projecting lower part 9a of the workpiece 9, in a manner making an angle of approximately 30 with the central bore of the workpiece 9 traversed by the rod 7.
In this bore of part 9a, there is mounted a ball bearing 13, by means of which is pivotally fixed a portion of shaft 12 whose end carries a gear teeth 12a which is in engagement with the external teeth 8a of the nut 8. It can also be seen that the projecting part 9a is arranged, in a manner in accordance with the pre-established standards for small dental motors, to receive the nose of the frame of a dental micromotor 18 , a known and not shown system for locking / unlocking the nose of the micromotor still being provided at the junction of this nose on the projecting part 9a. Inside the frame of the micromotor 18 is the assembly of the micromotor whose central shaft 14 ends, inside the nose of the frame, in a way allowing its engagement with the shaft 12 rotatably mounted in projection 9a.
In fig. 1, this engagement is shown as being of the slot type, but any other type of engagement usual for this kind of micromotor can be used.
The micromotor 18, 14, powered by an electric cable 15, is set in motion by electrical control means (not shown), most often pedal control means actuating an electronic control and power supply unit for the micromotor. This being known in the field of dental office accessories, it is not necessary to describe it further here.
It is well understood that when the micromotor 18, 14 is rotated, the shaft 14 sets in motion, driving the shaft 12, which means that the nut 8 is in turn driven by the intermediate of the gear 12a, 8a. As soon as the nut 8 rotates while the rod 7 cannot rotate, retained as it is by the pins 16, the rotary movement of the nut 8 will, depending on the direction of rotation, advance or reverse the rod 7. If the movement is in the direction of an advance, the support head 7a will press against the plug 4 and will make it penetrate little by little inside the capsule 3, thereby causing it to squirt through the needle 2 the liquid 5 contained in the capsule.
To be able to pass the liquid 5 through the needle 2, which is extremely fine, it is necessary for the support head 7a to exert a force which can be of the order of a hundred kilos, or even more. Micromotors of the motor type 18, 14 generally have a torque of approximately 100 cm. g. The gear ratio 12a, 8a is approximately t to 10, so that the nut 8 will rotate approximately ten times slower than the shaft 12 and will have a torque ten times higher, i.e. approximately 1000 cm. g, i.e. 1 cm. g. At the location of thread 7b, this torque will produce a circumferential force equal to
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r being the radius of the threaded rod 7b.
In addition, the slope of the net will be equal to
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The ratio between the axial force exerted and the tangential force will therefore be
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The axial force will therefore be finally given by the formula
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We see that the force is completely independent of the diameter of the threaded rod, but depends only on the pitch of the thread and the torque that can be provided by the nut 8 (neglecting the friction which naturally will somewhat reduce the practical value of the force) .
The rod 7 comprises a thread 7b, the pitch of which is preferably 0.5 mm, that is to say 0.05 cm. This will give, for the bearing force of the head 7a against the plug 4, a force theoretically worth 125.6 kg for a torque of 100 cm. g on the shaft 14 and a reduction coefficient of 10. In practice, we can count with a force of approximately 100 kg, taking into account the friction. If one wishes an even greater force, and at the same time an even smaller advancement of the head 7a and the plug 4, one can provide a screw pitch 7b of 0.25 mm, that is to say 0.025 cm ; in this case, the force will be approximately 200ka.
The lower speed of the micromotor is of the order of 5000 rpm, which will give 500 rpm for the rotation of the nut 8, or approximately 8 t / s. With a step of 0.5 mm, the plug will therefore advance 4 mm / s; with a pitch of 0.25 mm, this plug will only advance 2 mm / s. These speeds are prescribed according to the quantity of liquid that can be injected at most every second, taking into account the section - that is to say the diameter, since the section is circular - of the interior space of the capsule 3. This section being for example approximately 20 mm 2, an advance of the rod of 2 mm / s will cause the injection of 40 mm 3, that is to say 0.04 cm 3 of liquid per second.
The dose to be applied being of the order of 0.2 to 0.4 cm3, it will be necessary, in the case of the slowest advance, that is to say 2 mm / s with a screw pitch of 0.25 mm, activate the motor for 5 to 10 s to cause the injection of a dose. If, for medical reasons, it is prescribed to spread the injection of the dose over a longer time, it will be possible to advance the motor intermittently, for example by running it for 1 s every 8 s. It will also be possible to provide an electronic arrangement which either decreases the speed of rotation of the motor in the desired ratio, or makes the power supply of the motor intermittent to cause the average advance speed to decrease to the desired extent.
It would also be possible to make the gear ratio even greater than 10, in which case it could be advantageous to replace the gear 8a / 12a by a friction engagement.
We also notice in fig. 1 that, around the rear part of the rod 7 which protrudes outside the workpiece 9, there is disposed a tube 20 of transparent material, preferably Pyrex glass, the function of which is, on the one hand, to protect the thread 7b with respect to the dust and, on the other hand, to allow a reading of the progress of the plug 4 inside the capsule 3. For this, this Plexiglas tube comprises a scale of graduations 19 which allows, by observation of the position of the rear end of the rod 7 opposite the graduations, to know the advance of the rod 7 and, consequently, of the plug 4. Preferably, these graduations 19 will correspond to a round number of cubic millimeters, taking into account the internal diameter, standardized, of the capsule 3.
It should be noted that the syringe can also be used advantageously, on the condition that a mechanical connection exists between the support head 7a and the stopper 4, to draw up liquid again via the needle 2, making turn the motor in the opposite direction, which will cause the rod 7 to move back. If one wishes to provide for such use, the support head 7a will be provided with gripping means, for example claws, which will allow the head 7a also to remove the plug 4 towards the rear.
It should also be noted that the present syringe, although first proposed as an accessory for dental treatment, could still find many other applications, for example in cardiology for injecting into capillaries.