冷卻氣在牙科手機和馬達中的應用與分析

李詩 何敏 鄭志波

【摘要】牙科手機和馬達作為口腔治療器械中最基本、最關鍵的治療工具之一，一般常與牙科綜合治療機配套使用，并由治療機向其提供氣源、水源、電源等工作條件。本文結合行業內YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021強制性標準，分別闡述強制性標準中冷卻氣在牙科手機、氣動馬達和電動馬達中的應用，并對檢驗要求和測試方法進行分析。

【關鍵詞】牙科手機;冷卻氣;氣動馬達;電動馬達

牙科手機和馬達作為口腔治療器械中最基本、最關鍵的治療工具之一，一般與牙科綜合治療機配套使用，并由治療機向其提供氣源、水源、電源等工作條件。牙科手機和馬達利用電流或壓縮空氣，驅動電機、渦輪（或葉片）旋轉（軸芯轉動），從而帶動車針旋轉，達到對牙體進行鉆、磨、切、削等臨床目的，同時利用另一路水和氣經過機身到達機頭匯合，從而實現冷卻目的。牙科手機主要包括高速氣渦輪手機、直手機和彎手機，馬達包含氣動馬達和電動馬達。

本文結合行業內YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021強制性標準，分別闡述強制性標準中冷卻氣在牙科手機、氣動馬達和電動馬達中的應用，并對檢驗要求和測試方法進行分析。

1. 手機噴霧氣源

對于某些高速氣渦輪手機、直手機和彎手機，在一定氣壓條件下，牙科治療機提供的壓縮空氣的一部分會經過手機的各控制閥到達機頭并吹到車針的工作區域，對該區域進行氣冷卻，以防止可能造成牙齒的損傷，此為手機的冷卻氣。如果冷卻氣和冷卻水同時使用，可匯合成冷卻霧并噴到車針的工作區域。根據作用形式，冷卻氣也稱為噴霧氣源。

無論是在現行的高速氣渦輪手機標準YY 1045.1-2009、直手機和彎手機標準YY 1045.2-2010，還是新版的四合一替代標準YY 1045-2021中，對于噴霧氣源流量的指標規定均為：當氣壓在200 kPa（2.0 bar）時，手機的氣流量應不小于1.5 L/min。其中，新版標準明確了只對滿足“噴霧空氣和驅動空氣是分開的”這一條件的手機做出噴霧氣源流量的要求。參考YY/T 0514-2018中對于手機用軟管連接件的劃分，1型2孔的連接件是沒有單獨的霧化氣插孔的，這意味著此類手機在YY 1045-2021中是不適用于噴霧氣源流量的要求。

需要注意的是，沒有單獨的霧化氣接口不等于該手機不具備氣冷卻能力。部分使用2孔連接件的牙科手機在機身內部將由驅動氣接口進入的壓縮空氣一分為二，大部分繼續作為驅動氣使用，小部分進入另一條接到機頭的管道作為冷卻氣使用，見圖1。同時，具有單獨的霧化氣接口也不等于該手機具備氣冷卻能力，例如45°反角高速氣渦輪手機。因為該類手機預期用于阻生齒以及常規后牙備牙的治療，沒有霧化氣的作用，可以讓視野清楚，減少牙體殘屑和骨碎片進入咽部，避免術后皮下氣腫等并發癥。

按照YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010標準的規定，測量噴霧氣源流量時，將流量計安裝在手機排氣管進行測量。由此可以得出，此二標準的噴霧氣源流量要求也僅適用于2型和3型連接件的牙科手機，因為1型和4型連接器的牙科手機不具有單獨的排氣接頭。在YY 1045-2021中關于噴霧氣源流量的測量，如果使用質量流量計，它可以安裝在空氣供應與手機間任意一點;如果使用容積式流量計，安裝在手機霧化氣入口附近，應盡可能靠近壓力表。

2. 由馬達提供到手機的噴霧氣源

配合直手機或彎手機使用的氣動馬達和電動馬達，部分可以提供冷卻氣給手機進行工作區域的霧化氣冷卻。

在現行的氣動馬達標準YY 0837-2011、電動馬達標準YY 0836-2011和新版的四合一標準YY 1045-2021中，對于馬達提供到手機的噴霧氣源的規定基本相同：噴霧氣源，如適用，馬達應提供噴霧氣源到手機，氣流量不小于1.5 L/min;測試流量計安裝在馬達連接器的霧化氣入口。但是對于測試條件，各標準有些微差異：YY 0837-2011中規定在氣壓為200 kPa（2.0 bar）時測試，YY 0836-2011中規定在推薦的最大壓力下測試，而YY 1045-2021中規定在氣壓為氣壓在250 kPa（2.5 bar）時測試。從條款名稱、流量要求、測試條件及位置可以看出，該項規定針對的是馬達提供到手機的“噴霧氣源”的要求，也就是馬達配合符合標準要求的手機一起使用時，在手機供應到車針工作端的噴霧氣源流量應滿足不小于1.5 L/min。

此外，在新版的YY 1045-2021標準中還增加了對馬達聯軸節傳輸冷卻氣能力的要求：如果馬達配有一個空氣冷卻系統，在制造商推薦的壓力下，符合YY/T 1012-2021的馬達聯軸節系統傳輸的冷卻空氣流速應大于5 NL/min，并應不超過40 NL/min;推薦的壓力范圍應為250kPa～500kPa（2.5bar～5.0bar）。在YY/T 1012-2021中，增加了聯軸節系統有內部和外部氣水（噴霧）供應的類型，見圖2。因此若馬達的噴嘴可提供冷卻空氣到手機，則將流量計安裝在馬達的手機聯軸節的供應管路（噴嘴）上，且只有內孔被覆蓋，進行馬達聯軸節傳輸冷卻氣能力的測量。

3. 馬達冷卻氣

對于電動馬達，由于其是由電流驅動電機旋轉，因此在較長時間、較高轉速下運轉時會有一定的發熱量。這既給手持馬達的操作者帶來不適，也會造成馬達壽命的縮短。因此很多電動馬達也會連接氣源使用，將供應氣用于馬達自身的冷卻。

在YY 0836-2011和YY 1045-2021中，都對馬達冷卻氣的要求作出了一致的規定：如果電動馬達配有一個空氣冷卻系統，最大氣流量應不超過40 L/min，且壓力范圍應為250 kPa～500 kPa（2.5 bar～5.0 bar）。電動馬達應有一個冷卻氣排氣口。

新版標準YY 1045-2021對該項目的規定做了一些優化。首先從要求和測試方法都明確了測量點位于電動馬達與供應軟管之間：氣流量規定的是來自電動馬達供應軟管的最大氣流量，壓力也明確是電動馬達與供應軟管間的連接器處的壓力范圍;測試時流量計安裝在電動馬達的軟管聯軸節與馬達軟管間，見圖3。其次，YY 0836-2011中規定的是電動馬達應有一個冷卻氣排氣接口，而YY 1045-2021中將排氣接口改為排氣口。一般電動馬達會使用符合YY/T 0514-2018要求的連接件與牙科綜合治療機的軟管相連，使用驅動氣接口進入的供應氣做為馬達冷卻氣使用。連接件不一定具有排氣接口，它可能是1型，也可能是將排氣接口封住的2型。但沒有排氣接口不等于沒有排氣口，排氣口可以位于馬達的任意位置，甚至馬達自身的腔體也可作為排氣的一種方式。

4. 結語

在牙科手機的標準和臨床應用中，會頻繁提到冷卻氣、噴霧氣源、氣冷卻等相似的術語。有時名字相同，卻用于截然不同的目的;有時雖然使用的是不同的表達方式，但它們最終作用的形式卻是一致的。在產品設計、研發和檢測過程中，需要從預期用途、使用部件、作用原理等多方面綜合進行判定。

參考文獻

[1] YY/T0514-2018，牙科學 ?氣動牙科手機用軟管連接件[S].國家食品藥品監督管理局，2018

[2] YY 0836-2011，牙科手機 ?牙科低壓電動馬達[S].國家食品藥品監督管理局，2013

[3] YY 0837-2011，牙科手機 ?牙科氣動馬達[S].國家食品藥品監督管理局，2013

[4] YY/T 1012-2021，牙科學 ?手機連接件聯軸節尺寸[S].國家藥品監督管理局，2021

[5] YY 1045.1-2009，牙科手機 ?第1部分：高速氣渦輪手機[S].國家食品藥品監督管理局，2009

[6] YY 1045.2-2010，牙科手機 ?第2部分：直手機和彎手機[S].國家食品藥品監督管理局，2012

[7] YY 1045-2021，牙科學 ?手機和馬達[S].國家藥品監督管理局，2021

第一作者簡介：李詩，1986-10，女，本科，工程師，研究方向：醫療器械檢驗檢測