JP5358066B2 - ハンドピースの内部汚染防止用駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、歯科用治療装置に装備されるハンドピースの内部汚染防止装置に関する。

従来、フットコントローラを踏むことによりハンドピースの給気管に圧縮空気が供給されてハンドピース先端に組み込まれたエアータービンを駆動し、フットコントローラから足を離せば停止するように構成されたハンドピースが広く普及している。

上記ハンドピースの構成は、図４に示すように、圧縮空気源３からの圧縮空気はフットコントローラのペダル１０と連動してなる三方弁２０を経由し、給気管路４を経てハンドピース１内部のエアータービン２を回転させる。エアータービン２を回転させた後の圧縮空気は排気管路６から外気中に放出される。

しかしながら、エアータービン２の回転速度は４０万ｒｐｍと非常に高く、またエアータービン２の軸受け等も精密ボールベアリングを使用してロスが最小限となる構成であり、圧縮空気の供給を断ってもエアータービン２は惰性によって回転してしまい、その回転数を徐々に減じつつ停止する。この時、圧縮空気の供給を断たれたエアータービン２はそれを格納しているケース（ハンドピース１のヘッド部）との作用で吸引ポンプ作用を始めてしまい、切削粉や汚染物質等がハンドピース１のヘッド部や給気管路４や排気管路内６へ侵入する可能性が高い。一旦汚染された後の完全消毒は非常に困難である。

よって、上記欠点を解決する方法として、例えば特許文献１の発明においては、ハンドピース使用停止時において、排気回路へ逆に圧縮空気を送り、ハンドピースを高圧に保つことにより汚染物質の侵入を防止する発明が提案されている。
また、特許文献２の発明においては、図５に示すようにハンドピース１使用時に給気管路４上に設けたタンク２１に圧縮空気を充満させて、ハンドピース１使用停止後に排気弁７を閉じて、タンク２１からエアーが供給され、タンク２１に蓄圧された圧縮空気が放出され空になるまで、エアータービン２を格納しているケース（ハンドピース１のヘッド部）内を陽圧にして、給気回路内に汚物が侵入するのを防ぐ発明が提案されている。
特開平３−１４０１５１号 特許第２９１２０９２号

しかしながら、特許文献１の発明では、排気回路への給気が給気回路への給気よりも長く続くこととなる。従って、ハンドピースの完全停止時にハンドピースのヘット部の隙間より汚染物質を給気回路内へ押し込んでしまう可能性がある。また特許文献２では給気回路上に蓄圧するためのタンク２１が必要であり、タンク２１を収納するためのスペースが必要となり、そのための余分なコストを必要とした。

上記目的を達成するために次の本発明を提案する。
すなわち請求項１〜３はハンドピース内部汚染防止用駆動回路を提案している。

請求項１によれば圧縮空気源からの圧縮空気をエアータービンに供給する給気管路とその排気を行なう排気管路とを有するとともに、該給気管路に、コントロール回路に加える電圧を可変することで給気流量を調整することが可能な比例制御弁を設け、排気管路に排気弁を設けて構成したハンドピース内部汚染防止用駆動回路であって、前記コントロール回路にフットコントローラを電気的に接続し、フットコントローラのペダルの移動量に応じて出力される電圧によって、該比例制御弁の給気量を調整してエアータービンの回転数を制御し、ハンドピースの使用停止時に排気弁を閉じるとほぼ同時に、エアータービンの回転が停止するまでの時間、前記コントロール回路にエアータービンが回転しない空気流量に調整された電圧を加えることで比例制御弁の給気流量をエアータービンが回転しない流量に調整して、ハンドピース内を陽圧にすることを特徴としている。

請求項２によれば圧縮空気源からの圧縮空気をエアータービンに供給する給気管路とその排気を行なう排気管路とを有するとともに、該給気管路に、コントロール回路に加える電圧を可変することで給気流量を調整することが可能な比例制御弁を設け、排気管路に排気弁を設けて構成したハンドピース内部汚染防止用駆動回路であって、前記コントロール回路に無線式のフットコントローラを接続し、該無線式のフットコントローラのペダルの移動量に応じて出力される電圧によって、該比例制御弁の給気量を調整してエアータービンの回転数を制御し、ハンドピースの使用停止時に排気弁を閉じるとほぼ同時に、エアータービンの回転が停止するまでの時間、前記コントロール回路にエアータービンが回転しない空気流量に調整された電圧を加えることで比例制御弁の給気流量をエアータービンが回転しない流量に調整して、ハンドピース内を陽圧にすることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、エアータービンの使用停止時に排気弁を閉じるとほぼ同時に、エアータービンの回転が停止するまでの時間、前記コントロール回路にエアータービンが回転しない空気流量に調整された電圧を加えることで比例制御弁の給気流量をエアータービンが回転しない流量に調整することにより、ハンドピース内が負圧になるようなことがなく常に陽圧に保たれ、汚染物質によるハンドピースの内部汚染の防止だけでなく、ハンドピースに接続されている金具や給・排気ホースの汚染の防止ができる。また蓄圧させるためのタンクを収納するためのスペースが不要となり、そのための余分なコストを抑えることができる。

請求項３記載の発明によれば、比例制御弁は、エアー流量を電気的に制御することが可能なため、電気信号を無線信号に変えることにより、無線式のフットコントローラにおいてもハンドピースの内部汚染防止用駆動回路が容易に可能となる。

以下本発明の最良の形態について図面に基づき説明する。図１は第１の実施形態を説明する図である。
本実施形態では、圧縮空気源３からの圧縮空気をエアータービン２に供給する給気管路４に、比例制御弁５が設けられており、排気管路６には排気弁７が接続されている。
比例制御弁５はコントロール回路８に加える電圧を可変することで給気流量を調整することができる。またコントロール回路８にはフットコントローラ９が接続されており、ペダル１０の移動量に対応して出力される電圧によって比例制御弁５の給気流量を調整してエアータービン２の回転数を制御することができる。

エアータービン２を回転させる場合は、フットコントローラ９のペダル１０を所定の停止位置から移動させることで、移動量に対応した回転数が得られる。
圧縮空気源３からの圧縮空気は比例制御弁５でペダル１０の移動量に対応した空気流量に調整され、ハンドピース１へ流入し、エアータービン２を回転させる。エアータービン２を回転させた後の圧縮空気の大部分は排気管路６を通り、排気弁７に入り外気中に放出される。

エアータービン２を停止させる場合はフットコントローラ９のペダル１０を所定の停止位置に戻すことで停止させることができる。このとき、排気弁７を閉じると排気管路６の圧力が上昇する。また排気弁７を閉じるとほぼ同時に比例制御弁５の給気流量をエアータービン２が回転しない流量に調整することで、給気管路４内を陽圧に維持させることができる。このため排気管路６との差圧が減少しエアータービン２はそれを収納しているケースとの作用で吸引ポンプ作用を起こすことはなく切削粉や汚染物質等がハンドピース１のヘッド部や給気管路４や排気管路６内へ侵入することはない。なお比例制御弁５の給気流量をエアータービン２が回転しない流量に調整するには、エアータービン２の回転が停止するまでの時間、コントロール回路８にエアータービン２が回転しない流量に調整された電圧を加えればよい。

図２は第２の実施形態を説明する図である。
第２の実施形態ではエアータービン２と比例制御弁５とを接続する管路上にエアータービン２の給気の開閉を制御する給気弁１１を設け、さらに比例制御弁５と給気弁１１の管路から分岐して残圧逃がし用排気弁１２を設け、給気弁１１を閉じた時に、残圧逃がし用排気弁１２を開いて比例制御弁５と給気弁１１の給気管路４の残圧を逃がすようにした実施形態である。

ここで給気弁１１はハンドピース１を収納するホルダー１３と同期しており、ハンドピース１をホルダー１３から外すと給気弁１１は開き、ホルダー１３に収めたときは給気弁１１を閉じる構成になっている。ホルダー１３との同期はハンドピース１の有無をセンサで検知して、電気信号１４を給気弁１１に送って開閉制御する。給気弁１１はエアー信号で開閉制御するものを使ってもよく、その場合はハンドピース１の有無をエアー信号で送ればよい。歯科用治療ユニットの場合、複数のハンドピースをホルダーに収納しホルダーから外されたハンドピースだけが回転可能なようになっている。選択されたハンドピースはフットコントローラのペダルを移動することで回転する。

エアータービン２の回転と停止は第１の実施形態と同じであるが、フットコントローラ９のペダル１０を停止位置に戻し、エアータービン２の停止が完了する前にホルダー１３に収納した場合には、給気弁１１は閉じるようになっている。この時、比例制御弁５からはエアータービン２が回転しない流量が給気されているため、残圧逃がし用電磁弁を開いて、この残圧を排気するものである。
この場合においても、排気管路６の排気弁７は閉じているため、排気管路６の圧力は上昇し給気管路４との差圧が減少し、排気管路６は汚染物質を吸引することはない。なお本実施形態では、残圧逃がし用電磁弁１２を使用しているが、これを使用せず、比例制御３方弁を使用してもよい。

図３は第３の実施形態を説明する図である。
第３の実施形態では、無線式のフットコントローラにより比例制御弁を制御した実施形態である。第１の実施形態または第２の実施形態において、コントロール回路８とフットコントローラ９とは電気的に接続されている。従って電気信号を無線信号に変換して送受信することで、無線式のフットコントローラを使用してハンドピース内部汚染防止駆動回路を実現することが可能となる。

ここで図１または図２のコントロール回路８とフットコントローラ９の間を、図３で示すような、無線回路１５で構成する。無線回路ではフットコントローラ９から出力されるペダル１０の移動量に対応した電圧は、Ａ／Ｄ変換回路１６でデジタル信号に変換され、送信回路１７で電波あるいは赤外線の無線信号に変換して受信回路１８に向けて送信される。受信回路１８では電波あるいは赤外線の無線信号を受けて、検波あるいはデコード処理しデジタル信号に変換し、さらにＤ／Ａ変換回路１９で電圧に変換し、コントロール回路８に入力するものである。なおフットコントローラ９はバッテリー等を装着することにより、有線で電源を供給する必要はない。

以上より、図４または図５の従来技術ではフットコントローラはエアーの配管で接続する必要があったが、本実施形態では無線式のフットコントローラを使用してハンドピース内部汚染防止駆動回路を実現することが可能となる。
また、図１または図２の実施形態ではフットコントローラ９は電線で接続したが、本実施形態では無線式のフットコントローラを使用してハンドピース内部汚染防止駆動回路を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の第３の実施形態の無線回路を示す概略構成図である。 従来例を示す概略構成図である。 従来例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ ハンドピース
２ エアータービン
３ 圧縮空気源
４ 給気管路
５ 比例制御弁
６ 排気管路
７ 排気弁
８ コントロール回路
９ フットコントローラ
１０ ペダル
１１ 給気弁
１２ 残圧逃がし排気弁
１３ ホルダー
１４ 電気信号
１５ 無線回路
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１７ 送信回路
１８ 受信回路
１９ Ｄ／Ａ変換回路
２０ ３方弁
２１ タンク

Claims (2)

1. 圧縮空気源からの圧縮空気をエアータービンに供給する給気管路とその排気を行なう排気管路とを有するとともに、該給気管路に、コントロール回路に加える電圧を可変することで給気流量を調整することが可能な比例制御弁を設け、排気管路に排気弁を設けて構成したハンドピース内部汚染防止用駆動回路であって、
   前記コントロール回路にフットコントローラを電気的に接続し、フットコントローラのペダルの移動量に応じて出力される電圧によって、該比例制御弁の給気量を調整してエアータービンの回転数を制御し、
   ハンドピースの使用停止時に排気弁を閉じるとほぼ同時に、エアータービンの回転が停止するまでの時間、前記コントロール回路にエアータービンが回転しない空気流量に調整された電圧を加えることで比例制御弁の給気流量をエアータービンが回転しない流量に調整して、ハンドピース内を陽圧にすることを特徴とするハンドピース内部汚染防止用駆動回路。
   
2. 圧縮空気源からの圧縮空気をエアータービンに供給する給気管路とその排気を行なう排気管路とを有するとともに、該給気管路に、コントロール回路に加える電圧を可変することで給気流量を調整することが可能な比例制御弁を設け、排気管路に排気弁を設けて構成したハンドピース内部汚染防止用駆動回路であって、
   前記コントロール回路に無線式のフットコントローラを接続し、該無線式のフットコントローラのペダルの移動量に応じて出力される電圧によって、該比例制御弁の給気量を調整してエアータービンの回転数を制御し、
   ハンドピースの使用停止時に排気弁を閉じるとほぼ同時に、エアータービンの回転が停止するまでの時間、前記コントロール回路にエアータービンが回転しない空気流量に調整された電圧を加えることで比例制御弁の給気流量をエアータービンが回転しない流量に調整して、ハンドピース内を陽圧にすることを特徴とするハンドピース内部汚染防止用駆動回路。
   

Images