JP4748142B2 - 清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は特に歯科の分野に用いて好適なもので、物体を清掃しその行為を経時変化も含め三次元空間的に検出し、先端子に適切なトルクを与え、先端子より必要な診療情報を得ることを特徴とする装置、方法。

歯牙を切削、研磨するハンドピース、タービンと呼ばれる空気圧あるいは外部より機械的に動力が伝達される機器等がある。

従来のハンドピースにおいてはその把持部機構あるいは動力伝達機構などによりその先端切削子運動には、切削、研磨、清掃における接触における圧力、トルク制御に不具合があり非常に細やかな切削、研磨、清掃運動などが困難であり、かつ力学的な動力を外部より導入するので機械が大掛かりで複雑であり切削なら切削という目的に限定した物で用途が限られていた。また診断などに対する情報収集機能は皆無であった。
そこで本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高い精度にて極め細やかで過不足の無い治療、修復、診断、予防が可能な装置、方法の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の清掃装置は、
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を駆動する電動のアクチュエータと、
このアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
この駆動を行う前記アクチュエータは、少なくとも一つの異方性磁場による異方性駆動を行う異方性磁場手段を備えることを特徴とする。
〔請求項２の手段〕
請求項２の清掃装置清掃装置は、
前記異方性磁場手段を複数備え、
前記異方性磁場手段の少なくとも一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段と、
前記異方性磁場手段の少なくとも他方の一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段である事を
特徴とする。
〔請求項３の手段〕
請求項３の清掃装置において、
前記駆動回路は、前記アクチュエータに固有の共振周波数を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とする。
〔請求項４の手段〕
請求項４の清掃装置において、
前記駆動回路は、前記アクチュエータに生じる逆起電力を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とする
〔請求項５の手段〕
請求項５の清掃装置において、
前記清掃子は、歯ブラシであることを特徴とする。

〔請求項１の作用および効果〕
請求項１の清掃装置は、
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を駆動する電動のアクチュエータと、
このアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
この駆動を行う前記アクチュエータは、少なくとも一つの異方性磁場による異方性駆動を行う異方性磁場手段を備えることを特徴とするので、
直線運動のみならず異方性運動にて清掃できる、ゆえに歯牙の複雑な形状を効果的に清掃できる。
〔請求項２の作用および効果〕
請求項２の清掃装置清掃装置は、
前記異方性磁場手段を複数備え、
前記異方性磁場手段の少なくとも一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段と、
前記異方性磁場手段の少なくとも他方の一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段である事を
特徴とするので、
効率よく的確な異方性磁場駆動ができる。
〔請求項３の作用および効果〕
請求項３の清掃装置において、
前記駆動回路は、前記アクチュエータに固有の共振周波数を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とするので、
術者の使用感を調整できたり、
少ない電力で大きな力が得られたりする。
さらに、それゆえ小さな駆動電流にて清掃ができるので、バッテリの寿命が長い。
〔請求項４の作用および効果〕
請求項４の清掃装置において、
前記駆動回路は、前記アクチュエータに生じる逆起電力を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とするので、
磨き残しの少ないきめ細かな清掃効果が得られる。
〔請求項５の作用および効果〕
請求項５の清掃装置において、
前記清掃子は、歯ブラシであることを特徴とするので、
歯ブラシでの清掃ができる。それゆえホームケアに好適である

〔請求項３の手段〕
請求項３の切削研磨清掃治療装置は、請求項１または請求項２のいずれかの切削研磨清掃治療装置において、その先端に設置した第一または第二磁場発生手段の両方またはそのどちらか一方において冷却媒体を通す冷却手段を設け、かつ通過した冷却媒体を先端より射出する先端部射出手段または冷却水を循環する循環手段につきその両手段またはどちらか一方の手段を採用する。

〔請求項４の手段〕
請求項４の切削研磨清掃治療装置または、その方法は、請求項１から３のいずれかの切削研磨清掃治療装置において、交流電力を第一または第二磁場発生手段の両方あるいはどちらか一方に供給し、それにより発生した交流電磁界により先端磁場発生手段の位置、形状を計測または、治療、健康促進をする事を採用する。

〔請求項５の手段〕
請求項５の切削研磨清掃治療装置または、その方法は、請求項１から４のいずれかの切削研磨清掃治療装置において、所定時間、所定量の電力を第一または第二磁場発生手段に供給しそれにより可動または静止した内部磁場発生手段の変位または圧力を計測する変位検出手段、圧力検出手段のその両方またはどちらか一方により変位または圧力を計測する計測方法を採用する。

１〔請求項１の作用および効果〕
請求項１の清掃装置は、
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を直線方向に往復駆動する電動のリニアアクチュエータと、
このリニアアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
直線運動を行う前記リニアアクチュエータと、さらに回転運動を与える回転アクチュエーターとをさらに追加し組み合わせて動作することを特徴とするので
直線運動での清掃効果と回転運動での清掃効果が得られる。それゆえ清掃効果が高い。

２〔請求項２の作用および効果〕
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を直線方向に往復駆動する電動のリニアアクチュエータと、
このリニアアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、前記リニアアクチュエータに固有の共振周波数を利用して前記リニアアクチュエータの駆動電力を制御 することを特徴とするので、
術者の使用感を調整できたり、
少ない電力で大きな力が得られたりする。

３〔請求項３の作用および効果〕
請求項３の清掃装置は、
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を直線方向に往復駆動する電動のリニアアクチュエータと、
このリニアアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
前記リニアアクチュエータは、通電により磁場を発生するコイルと、
このコイルの発生する磁場によって変位可能な永久磁石とを備え、
前記コイルまたは前記永久磁石の一方が把持部もしくは把持部の先端に支持され、
前記コイルまたは前記永久磁石の他方が前記効果子を支持することを特徴とするので、
的確な清掃ができるので短時間での未清掃部位が無く、過度な清掃即ち健全部の切削の防止など「感」にたよっていた不具合が解決する。

４〔請求項４の作用および効果〕
請求項４の清掃装置は、
歯牙の清掃を行うための清掃子と、
この清掃子を直線方向に往復駆動する電動のリニアアクチュエータと、
このリニアアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、前記リニアアクチュエータに生じる逆起電力を利用して前記リニアアクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とするので、
きめ細かな清掃効果がえられる。

５〔請求項５の作用および効果〕
請求項１から請求項４のいずれかの清掃装置において、
前記清掃子は、歯ブラシであることを特徴とするので
歯ブラシでの清掃ができる。それゆえホームケアに好適である。

旧請求項の作用および効果
〔請求項１の作用および効果〕
請求項１の切削研磨清掃治療装置は、請求項１の切削研磨清掃治療装置は、手指により把持する把持部の先端に、少なくとも一つの第一磁場発生手段を設け、その磁場発生手段の内側にさらに、少なくとも一つの第二磁場発生手段を設け、その第二磁場発生手段の端またはその延長上または内部または内側に切削、研磨、清掃、診断、治療用などの効果子または先端子を設けることを採用することにより、従来の純機械的なぎこちない先端子の動きが、本方法では動きが細やかで、非常にしなやかで滑らかなタッチのきめ細かい清掃運動が可能となる。また治療として、上記構造より発生する振動または動磁場などにより、組織への振動または動磁場付与のいずれか一方または、その両方の効果を付与できる。

〔請求項２の作用および効果〕
請求項２の切削研磨清掃治療装置は、請求項１の切削研磨清掃治療装置において、各種薬液剤を供給する供給手段または、病原物質など組織に貯留した物質の吸引手段のいずれか一方または、その両方を備える事を特徴とするので、歯間部など薬剤の浸透が困難な部位への薬剤浸透を可能とし、歯垢などの細菌叢による障壁を除きながら薬剤供給が可能なのでより薬剤効果が高くなる。

〔請求項３の作用および効果〕
請求項３の切削研磨清掃治療装置は、請求項１または請求項２のいずれかの切削研磨清掃治療装置において、その先端に設置した第一または第二磁場発生手段の両方またはそのどちらか一方において冷却媒体を通す冷却手段を設け、かつ通過した冷却媒体を先端より射出する先端部射出手段または冷却水を循環する循環手段につきその両手段またはどちらか一方の手段を採用するので先端子が大きな力を得、かつ被切削、研磨、清掃物に注水ができ、注水水の温用ヒーターを兼ねることもできる場合がある。

〔請求項４の作用および効果〕
請求項４の第一または第二磁場発生手段は、交流電力をその両方あるいはどちらか一方に供給されることにより交流電磁界が発生し、そのことによりその磁場発生手段の位置、形状を計測することができるし、その発生した電磁界により血行促進などの治療、健康促進効果がえられる。

〔請求項５の作用および効果〕
請求項５の第一または第二磁場発生手段は、所定時間、所定量の電力をその両方あるいはどちらか一方に供給されることにより可動または静止した第二磁場発生手段の変位または圧力を計測する変位検出手段、圧力検出手段のその両方またはどちらか一方を計測することができる。

次に、本発明の切削研磨清掃治療装置を、図１から図１１に示す実施例または、変形例に基づき説明する。
〔実施例の構成〕

第１実施例は、清掃機具としての使用を提示する。図１は第１実施例における清掃装置の把持部分周辺の作業部位の図を示す。これは手指により把持される把持部１とその先端部６に儲けられた第一磁場発生手段としてのコイル２と第二磁場発生手段としての永久磁石３と永久磁石内部に設けられ位置する主軸４と主軸の端に仮着された先端子５とからなる。

ここで第一磁場発生手段のコイルは手指で把持する把持部先端に設けられており、このコイル内部にスライド可能な主軸４を設け直線的に可動可能な永久磁石が、把持部先端の両側に主軸の支持を兼ねたストッパー８にて支持され上下運動可能となっている。そしてその上下運動は限界部に設けられているストッパー８ａ，ｂにて運動制御されている。本実施例ではこのストッパーに永久磁石を用いる方法を開示するがバネ、ゴムまたは硬質プラスチックなどの弾性体あるいはセラミックスなどの剛体様の物質を用いてもよい。ここでストッパー８ａのストッパーの内側即ち第２磁場発生手段（永久磁石）３側をＳ極とし８ｂのストッパーの内面をＮ極とするそして第２磁場発生手段であるの永久磁石３を各々ａ側をＳ極ｂ側をＮ極とし互いに反発するように位置させる。この時ストッパー磁石８ａ、８ｂそして永久磁石３によって決定される磁気回路には固有の機械共振周波数を有している。これを磁気回路共振周波数とする。一方弾性体、剛体様の場合その機械インピーダンスよりなる機械的共鳴周波数とする。どちらを用いるかはクリーニングの効果、感触により決定される。又、種々な共振をさけて駆動しても良い。

コイル２に図２の電力供給手段より交流電力が供給されると後述のごとく永久磁石３が上下しその動きが主軸４を伝わりその先に取り付けられている先端子５が上下運動を行う。ここで先端子５は三角錐様の弾性体チップを用いた。またこのコイルには外部、または内部に前述磁気回路共鳴周波数と同一の共鳴周波数に整合するためのコンデンサが並列共振するために付与されている。これを電気回路共鳴周波数とする。このコンデンサは先端子の運動周期に同期させて容量を増減させる。使用によっては固定でもよいし、不要の場合もある。

ここで磁場発生手段２について即ち本第１実施例ではコイル２が１つの場合について説明する。起動パルスが図２の電力供給手段にてコイル２に印加されることにより磁石３が図の上に向かい上昇即ち先端子が引っ込む方向に運動する。この時、片側のストッパー８に電動磁石を設置して、これを第１磁場発生手段の一部として、より確実に動作を行っても良いし、図１０のごとく両側に第１磁場発生手段を設置しても良い。そしてパルスが開放されると同時に上述の磁気回路共鳴周波数に合致しかつこの減衰振動の減衰エネルギー分の正弦波様交流電力が図２の電力供給手段にて供給される。過負荷がかかり停止した場合などの高負荷時にも同様に起動パルスが発せられその後正弦波様または、パルス用の電力が供給され定常状態を維持する。ここで、逆起電力回路により運動状態を検出して位相調整または、振幅調整を行っても良い。逆起電力検出回路は、時分割法でも良いし、連続法でも良い。また、ストッパー８のいずれか一方または、その両方に動磁場発生手段を付与しておき、位相調整または、振幅調整を行っても良い。また、それらの組み合わせでも良い。さらに、ニュートラルな状態において第１磁場発生手段の磁気的中心と第２磁場発生手段の磁気的中心を、磁石としてのストッパー８により空間的、時間的にずらしておいても良いし、合致させておいても良い。等等、一例としての駆動方法には、種々あるが、適時選択して使用する。

この様に定常運動状態となった先端子５が歯牙に押し当てられ機械的な運動損失即ち圧力が生じこれにより電力損失が生じたりまたはリプルなどの周期の乱れが生じる。これらの変化を図２の逆起電力検出手段にて検出しそれを補正するための電力調整を電力調整手段にてフィードバックさせて電力調整手段（図２）にて定常運動のための所定の電力供給調整信号に重畳させ図２の電力供給手段におくる。これによりコイル２への電力が調整され、一定の周期、圧力、トルクなどで清掃ができる。また先端子が清掃に適さない圧力以上となった場合に生じるレベルの逆起電力が発生した場合電力調整手段は直ちに図２の電力供給手段へ停止信号を送り先端子は停止する。停止と定常運動の他に電力損失と電力供給のフィードバックループに術者の要求する感覚を得るための所定の感覚曲線を挿入すれば清掃圧力を最適にできる。また周期に関しても術者の清掃周期曲線を挿入すれば最適化できる。これらの回路はＰＩＤ回路を基本にして製作しても良いし上述の目的を達成すればどのような回路でも良い。

即ち第一磁場発生手段への供給電力に対して図２の逆起電力検出手段からの逆起電力を指標として圧力を検出したり、また印加された電力量と逆起電力量の差によっても圧力変動が判明するので前記磁場駆動の動力源を用いたこととさらに相まって、さらにきめ細かな清掃効果がえられる構造となっている。

つまり第一磁場発生手段にコイルを用い第二磁場発生手段に永久磁石をもちいて直線状に先端子を動かせる機構が、従来の純機械的なぎこちない動きに代わり動きが細やかで、非常にしなやかなタッチのきめ細かい清掃運動となり、さらに上述の逆起電力フィードバックによる図２の電力調整手段により圧力、トルクフィードバック回路により圧力あるいはトルクが適時制御され術者の操作感を非常に良いものとする。

一方外部よりペルチェ素子などで冷却された冷却水がスリーウエイシリンジなどを介して歯牙あるいは先端部５を冷却する。それによりコイル２または磁石３が冷やされるとより効果的である（図９）。一方、冷却手段と同じか、または違う経路を設け、各種薬剤を先端子に供給しても良い（図１０）。この場合、主軸４の中を通り先端子の中に主軸側面、または主軸端面のいずれか一方または、その両方に設けられた孔から薬剤を供給する。この孔や、薬剤供給圧は、適時その個数、位置、形状などを設置する。また、注水孔から、先端子に薬剤を供給しても良い。

〔実施例の効果〕
本実施例の清掃装置、方法１は、先端子の位置、運動速度、加速度、周期、振幅、変位、圧力、トルクなど的確な切削、研磨、清掃ができるので短時間での未清掃部位が無く、過度な清掃即ち健全部の切削の防止など「感」にたよっていた不具合がすべて解決する。また、薬剤供給手段がある場合には、歯間部など薬剤が到達しにくい場所にも薬剤が浸透可能である。

〔第２実施例〕

図４、５はコイル２を複数個以上の局所コイル１２の集合体からのコイルとする方法を開示する。まず多重コイル図４、５とすることで供給ラインが増え供給ラインからの冷却効果が増大する。これによって供給電力が上昇しトルクが増大する。そして図３の電力供給手段１つに対して駆動するコイルのインダクタンスが減るので電力供給手段からみた駆動の過度応答が良好となる。また個々の局所コイルからの逆起電力の監視が図３の位置検出手段にてできるので磁石３の位置が精度良く検出される。よって圧力制御も単コイルより格段と良好となる。図４、５に示されるように個々のコイル１２を配置する。

図３はこのコイル１２を計測制御する計測制御部分のブロックダイアグラムである。ここで電力供給手段と逆起電力検出手段と電力調整手段は図２と同等の機能を有し、同一制御でも良いし、また違う制御を使用しても良い。第１磁場発生手段が複数（２個以上）の場合は、駆動がより簡単に行える。一例として、一方の第１磁場発生手段の磁場方向を第２磁場発生手段の磁場方向と同一にすれば、その第１磁場発生手段の収束点へ向けて動作し、他方を同様にすれば他方の第１磁場発生手段の収束点へ動作する。また片方の第１磁場発生手段を第２磁場発生手段逆磁場に駆動しても良いし、電力を停止しても良い。
また、２個の第１磁場発生手段を互いに逆向きまたは、逆接続にし、同一電力供給手段にて駆動しても良い。この場合単純な正弦波、パルス波などにて容易に駆動できる。

第一実施例では電力調整手段が固定あるいは手動による半固定であったのに対し、その機能に加え位置調整手段（図３）より出された信号によりも制御される。
その位置調整手段は、個々の局所コイル１２からの逆起電力を逆起電力検出手段にて検出しその各コイルからの相対値より第２磁場発生手段である磁石３の位置などを検出する。これらの機構により単コイルよりトルク、圧力、先端子運動周期、位置決めまたはそれらによる使用感などの諸性能が格段に上昇する。即ちコイル２を複数個以上の局所コイルとすることでより高い運動特性、高度な位置決め位置検出、高度な圧力制御を行い、それにより先端子５の歯牙などの物体へのより細かな接触感をもたらす。

この時先端子に目盛りの付いた細い針状の先端子に変えた場合、逆起電力検出手段（図３）にて検出された逆起電力の値に位置調整手段（図３）にて閾値を設けて一定の圧力になると停止するように位置調整手段（図３）にて設定すれば機構が一定の圧力以上になることを規制するのでポケット底を傷つけることなくかつ確実に定条件の測定ができるので各歯牙における高精度なポケット測長を行うことができる。

この時先端子を歯牙槌打用の先端子にしその先端子にパルス的電力を供給し槌打のごとく衝撃力をくわえ、逆起電力と供給電力の両方あるいはそのどちらか一方を計測することに基づく圧力検出機構を用いて歯牙の動揺度が計測できる。また逆にこの時先端子よりの変位量あるいは変位力を位置検出手段（図３）にて検出し先端子が変位しないように位置調整手段（図３）にてフィードバックし歯牙などに押付けると歯牙の静的過重による動揺度が判明する。またＭＲＩなどの三次元計測器などを使用し三次元的な位置とあわせれば診療経過にともなう経時変化に対しても常に一定の場所で一定のベクトルでの槌打が可能になり診療成績に対する一定の高い精度をもった評価を下せる。

この時同様に先端子にリーマ、ファイルなどの根管切削様の先端子を取り付けると圧力あるいはトルクなどのフィードバックを介した最適切削運動制御が可能となり根管治療が的確に行える。この場合先端子の形状と歯牙などの被切削物体をＭＲＩなどの三次元計測器などにて計測子を記憶し実際の先端子の運動に合わせ合成すれば的確な根管治療を行える。

この時同様に先端子をドリルに変えインプラント孔切削時に回転切削用の動力源を本装置の後ろあるいは把持部より伝達させ先端子取り付け部に伝達すれば骨などの被切削物に対し最適進入圧力でしかも三次元的に誤差がない孔あけが可能となる。

この時同様に先端子に注射針を取り付けその取り付け手段の反対側または把持部分に薬液の供給手段を設ければ、ごく微量刺入圧にて注射が可能となる。この時刺入部位をあらかじめＭＲＩなどにて診断、位置決定しておけば痛点をさけ刺入したり下顎孔付近への伝達麻酔などの位置制御を的確に制御することが可能となるし、また病巣部への薬液注入に際してＭＲＩによる病巣の圧力上昇、内容物の拡散を測定しながら本装置への刺入圧制御または薬液注入速度を制御し最適な治療を行うことが可能となる。

〔実施例の効果〕
本実施例の清掃装置、方法１は、切削子の位置、運動速度、加速度、周期、振幅、圧力、トルクなどの計測制御を行うので的確な切削、研磨、清掃ができるので短時間での未清掃部位が無く、過度な清掃即ち健全部の切削の防止など「感」にたよっていた不具合がすべて解決するなどの第一実施例の効果をさらに高めかつ歯周ポケットの計測、動揺度などの診断、注射、根治、インプラントなどの治療、顎骨、歯牙などの修復などの幅広い要求に答えられる。

〔第３実施例〕
図６は第３実施例の形状情報を含んだ位置検出、表示、などのブロック図を示す。
〔実施例の構成〕
第３実施例は、清掃装置としてその清掃部位監視の使用例を示す。使用する清掃装置の把持部分、先端部分などその作業部分には変更を加えず、第一実施例と基本構成は同じものである。ただコイル２に断面形状が図７の三角形のコイルを用いる。そしてブロック図（図６）位置、形状検出合成方法、手段を採用する。

即ちこの第一磁場、第２磁場の双方またはどちらか一方を指標として外部に設置した交流磁場検出手段にてそのあらかじめ記憶されていた形状とこの信号を基にし磁場発生手段の位置形状を検出することによりさらにその清掃位置の確認ができるので従来不可能であった未清掃の部分がなくなる。

ここで図７の３角柱コイルにより発生する磁場パターンを図６周波数調整用Ｃにて周波数調整された一つ以上のLアレイ（図８）にて受けこれを磁場検出手段（図６）にて検出するこれによって得られる像、即ち図６の磁場強度画像は限定された把持部分１内のコイル２の空間位置では特異的なので、これをもってあらかじめ先端子記憶手段（図６）に記憶された先端子５と磁場発生手段の形状記憶とにより先端子５の形状情報を含む三次元的な位置を図６の位置形状検出手段にて計算検出できる。そして図６の被清掃物体記憶手段に記憶されている被清掃物体の形状情報を用いてそれを合成手段（図６）にて合成しそれを表示し目視不可能な部位の清掃を行う。この場合生体と本先端子との位置を整合する固定装置または生体の位置、動きを検出する手段を用いて生体の被清掃物体と被清掃物体記憶手段における形状における位置の整合を行う。

この時ＭＲＩ等にてあらかじめ計測された歯牙データと重ねて表示しても良いし、またＭＲＩ等にて随時生体の形状位置情報と本先端子の形状位置情報の両方またはどちらか一方を前述の記憶手段に随時記憶し活用すればさらに精度が高まる。

〔実施例の効果〕
本実施例の清掃装置は、目視では不可能な先端子の位置確認が容易にできそれを基に清掃部位などの確認ができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、先端子に清掃子を採用したが切削子、研磨子などを使用しても良い。

上記の第一実施例では、磁場発生手段に円筒形のコイルを用いたが断面が第３実施例の様な三角形など多角形の断面コイルなどの磁場発生手段を用いてもよいなど任意断面が円にはこだわらず種々の形のコイルなどの磁場発生手段を用いてもよい。 また一部は三角一部は円筒さらに一部は四角柱などの変則的なコイルでもよい。特にこれらの場合発生する磁場、電場、電磁場に特徴的な異方性を生じるので先端部における１つ以上の磁場発生手段にて三次元の位置と形状が判明する優れた特徴を有する。さらに第二磁場発生手段にも同様なことが言えこの両者またはどちらか一方を三次元的な位置および形状検出に用いても良い。また時間的に位置、形状をモニター、記憶、表示してもよい。
この場合把持側に特に形状、位置検出手段を取り付けなくとも先端子の運動を発生させるための手段である第一または第二の両方またはそのどちらか一方の磁場発生手段のみで時間変動を伴う三次元的な位置形状を検出できる。

上記第２実施例では多コイルを全て駆動に使用したがこれらのコイルの内いくつかを検出用に用いても良い。またコイルの数は各々どちらでが一方でも良いし、またその数も幾つでも良い。また図１０のように、第１磁場発生手段を設置しても良い。もちろん図１、図４、図９、図１０の磁気回路のいずれかの組み合わせでも良い。

上記の実施例では、第二磁場発生手段に永久磁石を用いたがこれにコイルなどの磁場発生手段を用いてもよいなど、先端部第一および第二の両磁場発生手段には磁場または電場またはその両方を発生するものならどのような手段を設けてもよい。また磁場発生手段は気密にパッケージングしオートクレーブ消毒可能としても良い。特に第２磁場発生手段は図１の２、３、４、８ごとユニット化し着脱可能としても良い。この時に第３実施例を併用すればこのプラグインユニットであるパッケージを顎などの生体に仮着すればその運動を計測できる。その場合第三実施例の生体の動きをこれで検出しても良い。

上記の実施例では、冷却手段を第一磁場発生手段の周囲に設けたが第一磁場発生手段として用いたコイルなどの内部即ち、コイルの芯線をパイプ状にしその内部空洞に冷却水を通したり線材と線材の間を通すなど磁場発生手段と冷却手段とを合わせ持つ構造にしてもよい。この場合冷却水を電気伝導率の良い各種液体に変えてもよい。

上記の実施例では、第一磁場発生手段にコイルを用いそのコイルに通電するのに2本の線材を用いたがそのどちらか片方を把持部に通電し用いてもよい。この場合把持部側をアース側とすると安全である。また把持部側を冷却してもよい。把持部側がアースとなり第一または第2磁場発生手段の両方あるいは片方と通電している場合よりいっそうの冷却効果が見込まれる。

上記実施例では、ストッパー８に磁石単体を用いたがこの磁石の周囲に図９の磁気回路共振周波数調整コイル１２を用いて共振周波数、磁気機械インピーダンスまたはダンピング係数を調整するようにし術者の使用感を上げてもよい。また磁石３の運動に同期させて共振周波数、ダンピング係数などを調整すれば少ない電力で大きな力が得られる。

上記実施例では、上下動などの直線運動型を開示したが回転運動を行うように第一磁場発生手段を設置してもよい。その場合直線運動と回転運動を時間的または空間的に独立させて切削、研磨、清掃を行っても良いし、また同時に行ってもよい。

上記実施例では、往復運動の周期、変位量もしくは圧力量は供給電力あるいは逆起電力により検出したが把持部の先端部に変位計あるいは圧力計を取り付け計測してもよいし、外部にてＭＲＩなどの三次元計測器より得てもよい。また上記実施例では、逆起電力を検出し往復運動の周期、変位量もしくは圧力量の指標としたがリプルを計測しても良い。

第一または第２磁場発生手段の駆動様式はパルスー正弦波用波形にとらわれず矩形波用、パルス駆動、多周波混合波形などさまざまな波形を利用しても良い。特にＰＩＤ制御、ＰＬＬ制御、ＰＷＭなどを用いれば電力供給手段からの出力波形は特に規定できない。また、駆動パルス方式以外の駆動方法を使用しても良いなど術者の要求駆動方式になれば、どのような駆動方式でも良い。また、ストッパー８のいずれか一方または、その両方に導伝型の磁石を使用して、これを第１磁場発生手段としても良い。さらに、図１の第１磁場発生手段と併用しても良いし、この第１磁場発生手段を単独で使用しても良い。さらにまた、永久磁石と併用したり、弾性体と併用しても良い。

得られた三次元的な位置、形状情報より修復物を計算しセラミック、エンプラなどよりクラウン、インレー、デンチャー、インプラントなどの修復物を削り出してもよい。

上記の実施例では、先端子取り付け手段に仮着法を用いたがチャックなど先端子を取り付けられればどのような物でもよいし、場合によっては固定でもよい。また先端子に球体などマッサージ用の治具を取り付けても良い。さらにまた、本装置より発生する振動または動磁場などにより、組織への振動または動磁場付与のいずれか一方または、その両方の効果を付与できる。この事により組織の血流量増加が期待できる。この場合は、先端子を使用しなくても良い。この時は、効果子といった方が、良いかもしれない。もちろん、ヘッド部分に主軸４は、内蔵してしまい密閉状態としてもよい。その場合効果子は、主軸４と一体となり、振動発生または慣性などの効果子となる。さらに、これらの装置に、薬剤供給手段を設置しても良い。

上記実施例などでは、先端子の片側のみを保持、動作させたが、両側を保持、動作させても良い。先端子の両側保持の一例として、先端子の両側または片側に可動部を設置して、その片側または、両側を磁場発生手段からの動力を得る手段とするような両側保持機構の形を採用しても良いし、また先端この両側を固定し、その固定した固定部分を磁場発生手段にて動かしてもよい。この場合先端子は、中央または内部に位置している。一種弓の弦の様なこの構造体は歯間部を清掃する清掃器具に良い。

上記実施例中のストッパー８を磁石３の上下動の周期と近似した共振周波数を持つ材質を使用するとさらに良い。

上記の実施例では、先端子に弾性体のチップを用いたがこれは針様、鋸様、ノミ様などの形状、そして金属、木材、プラスチック、セラミックスなどなどどのような形状、材質でも良い。また清掃だけでなく切削、研磨、治療、位置、形状測定などに使用してもよい。

先端子に電気的などの根官長測定器を取り付け連動させてもよい。

上記の実施例では、先端子形状、運動特性を示したが把持部分の形状をコンピュータなどに記憶し連動させれば把持部の形状、運動の監視、制御にも使用が可能である。

図９には冷却を内部からも行う方法を開示する。ここでは外部よりペルチェ素子などで冷却された冷却水が注水道７を通り供給されコイル２の外側を循環し最後に注水孔９より外部へ導かれ被清掃物体である歯牙に注水される。
上記の実施例では、冷却水は先端部より射出のみし歯牙など被切削物を冷却したが循環射出切り替え手段を設け射出または循環の両方またはどちらか一方あるいはその両方を行うなどしてもよい。

上記実施例では、冷却にペルチェ素子などの電子冷却素子を使用したがフロンや氷などの他の冷却手段を用いてもよい。

上記の実施例では、歯科に用いたがこの分野に捕らわれることは無い。

上記実施例だはＬアレイの周波数調整用Ｃはそれによって決まる共振周波数が同一となる様に設定したが個々に違う周波数のＬアレイをそれぞれブロック毎に用いるなどしても良い。この場合被計測物である磁場発生手段のコイルの形状またはその設置位置を種々設ければ同時に多点、多位置での計測が可能となる。また上記実施例ではＬアレイの周波数調整用Ｃのみを用いたが図６点線四角内の信号積分用Ｃを検波ダイオードなどの検波子と共にもちいても良い。この場合感度や画像の質を調整できる。なお上記の実施例では、Ｌアレイを用いたがアンテナでも良い。

上記の実施例では、清掃用先端子としたが、切削子または研磨子にするか、または先端子は、歯間ブラシ、歯ブラシ型をしていても良い。操作者の自由で先端子の形状、材質などは、特に限定されるものではない。さらにまた把持部は、上記実施例いおいてコントラ型を開示したが、ストレート型でも良いなど、どのような形でも良い。また電力源を外部としたが、内蔵電源や電池でも良い。さらにまた、薬剤供給は、主軸における先端子の反対端に設置してフレキシブルパイプなどで薬剤または、冷却水を供給しても良い。つまり、この場合主軸は中空となる。等など効果が同等ならどのような供給形態でも良い。また、吸引手段にてこの薬剤供給手段または冷却手段を陰圧にすれば局所に貯留している病原物質などを吸引できる。

上記実施例は個々独立し実施しても良いし、連携しても良い。また他の位置検出手段である光、アームなどを併用し用いても良い。

本実施例の清掃装置は、目視では不可能な先端子の位置確認が容易にできそれを基に清掃部位などの確認ができる。

把持部、先端部、先端子の図 駆動、制御手段のブロック図 駆動、制御手段のブロック図 多重コイルのブロック図 多重コイルの配線図 形状情報を含んだ位置検出、表示、などのブロック図 ３角柱コイルの図 Ｌアレイの図 注水機構を付与した把持部周辺の図 薬剤供給機構の一例または、駆動手段（第１、３磁場発生手段）の一例。 ストレートタイプの切削研磨清掃治療装置の一例。

符号の説明

１ 把持部
２ 第一磁場発生手段
３ 第２磁場発生手段
４ 主軸
５ 先端子
６ 先端部
７ 電力供給ライン
８ ストッパー
９ 注水孔
１０ 注水道
１１ 磁気回路共振周波数調整用コイル
１２ 多重コイルの局所コイル

Claims (5)

1. 歯牙の清掃を行うための清掃装置は、
   歯牙の清掃を行うための清掃子と、
   この清掃子を駆動する電動のアクチュエータと、
   このアクチュエータの通電制御を行う駆動回路とを備え、
   この駆動を行う前記アクチュエータは、少なくとも一つの異方性磁場による異方性駆動を行う異方性磁場手段を備えることを特徴とする清掃装置。
2. 請求項１における清掃装置において、歯牙の清掃を行うための清掃装置は、
   前記異方性磁場手段を複数備え、
   前記異方性磁場手段の少なくとも一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段と、
   前記異方性磁場手段の少なくとも他方の一つが３角形以上の多角形のいづれかにおける断面形状を成す磁場発生手段である事を
   特徴とする清掃装置。
3. 請求項１または請求項２における清掃装置において、
   前記駆動回路は、前記アクチュエータに固有の共振周波数を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とする清掃装置。
4. 請求項１から請求項３のいづれかにおける清掃装置において、
   前記駆動回路は、前記アクチュエータに生じる逆起電力を利用して前記アクチュエータの駆動電力を制御することを特徴とする清掃装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかの清掃装置において、
   前記清掃子は、歯ブラシであることを特徴とする清掃装置。

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