JPS6366534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、運動可能に支持された槌を有し、こ
の槌がその一端に試験ヘツドを含んでおり、また
駆動部により初期位置から所定の速度に加速さ
れ、その後に駆動部から離れて、同一に保たれて
いる速度で自由に飛んで試験対象物まで運動し、
かつ磁界の作用により再び初期位置に戻される打
診器に関する。

公知のこのような打診器（ドイツ連邦共和国特
許出願公開第2617779号）では、槌が打診器の軸
線方向に往復運動可能に支持されている。槌は、
打診器の試験ヘツドを含む前側部分に配置され電
磁コイルにより初期位置に保持されているつる巻
ばねによつて所定の速度に加速される。ばね力を
完全に受けなくなつた後に槌はばねから離れ、支
持部内を案内されて自由に理論的には一定の速度
で試験対象物に向かつて飛ぶ。対象物上で反跳後
にその際に生ずる衝撃反力によつて槌は再び初期
位置の方向に投げ返される。復帰運動の終了の前
後にコイルが１つの電流パルスを受ける。その際
に生ずる磁界によつて槌はその初期位置に戻さ
れ、その際にばねが新たに力を生ずる。可撓性ケ
ーブルを介して槌と結ばれている加速度センサが
対象物上での槌の反跳の際の速度変化を検出す
る。この速度変化が転向および復帰運動の間に特
定の試験および診断目的で加速度センサと接続さ
れている評価電子回路内で評価される。たとえば
歯科学では、それによつて歯の動きまたはゆるみ
の度合が測定される。試験対象歯がパルスを与え
られた後にその初期位置に復帰するまでの時間に
より、たとえば歯保持部の状態が知られる。

この構造の公知の打診器は種々の欠点を有す
る。公知の打診器において直線状に打診器の軸線
方向に飛行運動を行ないその際に一定の速度を保
つべき槌は地球引力により影響される。打診器の
姿勢が水平から偏差すると、槌の飛行速度が変化
し、それにより測定結果に狂いが生ずる。それを
避けるためには、打診器が厳密に水平に保たれな
ければならず、そのために使用者は非常に神経を
使わなければならない。

他の欠点として、試験対象物たとえば歯は公知
の打診器では、打診器を水平に保つて対象物に当
てることができる側からしか試験され得ない。

従つて、打診器を水平に保ち得ない側からの試
験は不可能であり、少なくとも信頼のおける試験
は不可能である。そのため、歯の動きの試験に打
診器を使用する場合、臼歯の範囲の歯を公知の打
診器で試験することは不可能であり、または低い
信頼度でのみ可能である。

また、加速度センサの配置およびそれにより得
られる加速度信号にも欠点がある。すなわち、公
知の打診器に設けられている加速度センサは槌の
試験ヘツドと反対側の端に配置され、可撓導線を
介して評価電子回路と接続されている。導線が槌
と運動を共にしなければならないので、導線が早
期に損傷（破断）するおそれがある。また、公知
の構造の加速度センサにより得られる加速度信号
は比較的小さいので、費用のかかる回路により増
幅されなければならない。他の欠点として、滑り
支持部内に支持される槌が支持部内の摩擦力によ
り制動される。この摩擦力は外部の影響、たとえ
ば湿度、じんあいなどにより著しく変動する。そ
れにより槌の速度が変化し、同じく測定結果に狂
いを生ずる。

公知の打診器のこれらの欠点を回避するため、
本発明による打診器では、槌が細長い振動レバー
として構成され、その重心で打診器の長手方向に
対して垂直な軸線のまわりに運動可能に支持され
ており、また試験ヘツドが振動レバーの軸線に対
して角度、特に角度、をなして配置されている。

本発明による打診器は姿勢に無関係に作動し、
また重力により影響されない。角度をなして試験
ヘツドを配置することにより、比較的近接しにく
い個所たとえば臼歯の範囲における測定も可能で
ある。

本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２
項以下にあげられている。

槌の試験ヘツドを含む前側セクシヨンに加速度
センサを配置することにより、試験対象物への衝
突の際に従来よりもはるかに大きい加速度信号が
得られ、また復帰運動の際の擾乱信号が従来より
も小さいという利点が得られる。槌が実際上摩擦
なしに重心で支持されているので、槌の運動の際
に支持部の摩擦は実際上無視され得る。本発明に
よる構成では、加速度センサを用いる場合に、必
要な導線を、槌の運動に伴う負荷が実際上かから
ないように導くこともできる。

以下、図面に示されている実施例により本発明
を一層詳細に説明する。

第１図には打診器が側面図で示されており、細
長いハンドピース１はその軸線に対して角度をな
す前端でヘツドケース２に移行しており、その端
面から後で一層詳細に説明する振動レバーの試験
ヘツド３が突出している。ハンドピース１のヘツ
ドケース２と反対側の端部には接続具４により供
給チユーブ５が接続されており、この供給チユー
ブは後で一層詳細に説明する回路装置に対する導
線６，７を含んでいる。

参照符号８を付されているのは手動操作可能な
スライダであり、９を付されているのは表示ラン
プである。

ヘツドケース２の端面１０は周縁に２つの光源
１１（第２図）を含んでおり、これらの光源は試
験対象物（歯）に集束した光を与えるように、一
層詳細には試験ヘツド３の長手方向に対して垂直
すなわちヘツドケース２の端面１０に対して平行
な平面に円形の光点を生ずるように焦点を結ぶ。

導線６は、ハンドピース１の内部に配置されて
いる駆動部に周期的に電流パルスを与える制御電
子回路（第５図で一層詳細に説明する）と接続さ
れている。

導線７を経て、試験ヘツド３からその試験対象
物への衝突の際に得られる加速度信号が、一方で
はその後の対象物に関する評価のために評価電子
回路１３に与えられ、他方では積分回路１４で式
ｖ＝∫b・dtに従つて速度信号に変換された上で測
定および評価装置１５内でさらに処理される。表
示装置１６で使用者に音または光による情報が与
えられ得る。

第３図には、第１図による打診器が縦断面図で
示されている。ハンドピース１のケース１７内
に、打振器の長手方向に対して垂直に延びる軸支
持部１８により、試験ヘツド３を含む細長い振動
レバー１９が運動可能に支持されている。支持は
振動レバーの重心でほぼ無摩擦の支持部（ピボツ
ト軸受または玉軸受）により行なわれる。支持部
は振動レバー１９を後側のセクシヨン１９ａと試
験ヘツド３を有する前側のセクシヨン１９ｂとに
分割する。試験ヘツド３は振動レバー１９に対し
て約90゜の角度をなしており、またその前端を玉
状に構成されている。前側セクシヨン１９ｂは後
側セクシヨン１９ａにくらべて長く構成されてお
り、それにより試験ヘツド３は使用上必要な約２
ないし８mmの行程の範囲でほぼ直線的な軌跡を矢
印方向に描く。

試験ヘツド３に、すなわち試験対象物のすぐ近
くに、加速度センサ２０が取付けられており、そ
の導線７は軸支持部１８まで振動レバー１９の内
部にまたはそれに沿つて取付けられており、軸支
持部１８のすぐ近くで振動レバーから出てケース
１７に配置された接続要素２１に導かれている。
加速度センサ２０を試験対象物のすぐ近くに配置
することにより、そこでは最大の運動が行なわれ
るので、最高の加速度信号が取出され得るという
利点が得られる。従つて、加速度センサは非常に
小形に構成されていてよい。

加速度センサの特に有利な配置および構成が第
４図に示されている。この場合、加速度センサは
２つの重ね合わせて配置された２つのピエゾセラ
ミツク素子２２から成り、それを境いにして試験
ヘツド３は試験尖端を含み比較的小さい質量を有
するセクシヨン３ａと、振動レバー・セクシヨン
１９ｂに移行しセクシヨン３ａにくらべてはるか
に大きい質量を有するセクシヨン３ｂとに分割さ
れている。試験対象物上での試験ヘツド３の反跳
の際、振動レバーのほぼ全質量が慣性力として圧
電素子に作用する。それにより、10の何乗も高め
られた信号が導線７を経て取出され得る。初期位
置への振動レバーの復帰の際およびそこに位置す
るストツパへの衝突の際には、ピエゾ素子に作用
するセクシヨン３ａの質量が比較的小さいため、
小さい慣性力がピエゾ素子に作用し、それにより
わずかな擾乱信号しか発生されない。

振動レバー１９の前方運動用の駆動部として、
ケース１７内に取付けられた板ばね２４が設けら
れており、この板ばねが、スライダ８に取付けら
れている押しピン２５により振動レバー・セクシ
ヨン１９ｂに向けて押し、こうして振動レバーを
図示されている休止位置から必要な速度に加速す
る。この速度が到達されると、板ばね２４は振動
レバーの横でケースに配置されているストツパ２
６により阻止され、それにより振動レバーから離
される。その後、振動レバーは力を受けていない
状態で一定速度の自由飛行として運動を続け、試
験対象物または終端ストツパに衝突するに至る。

初期位置への振動レバー１９の復帰は、好まし
くは振動レバー・セクシヨン１９ａに一致して配
置されており制御電子回路により電流パルスで駆
動される電磁石２７により行なわれる。

スライダ８により板ばね２４の偏倚力を調節
し、それにより振動レバーの前方運動の速度を設
定することができる。

上記の駆動の仕方に特に簡単であり、制御のた
めに大きな費用を必要としない。しかし、前方運
動の駆動を電磁的に行なうことも考えられる。そ
のための１つの有利な実施態様では、振動レバ
ー・セクシヨン１９ａの端部に電磁石の端部２９
と一致して永久磁石２８が配置されており、制御
電子回路１２から与えられるコイル電流の方向に
応じて吸引または反撥力を受ける。

この実施態様において振動レバー１９の前方運
動にも後方運動にも用いられるコイル２７の駆動
の仕方について、第１図および第５図のブロツク
図により一層詳細に説明する。

制御電子回路１２はパルス発生器３０を含んで
おり、このパルス発生器が槌の前方運動用に駆動
コイル２７に正信号（＋Usp）を、また後方運動
用に負信号（−Usp）を与える。時間的に前方運
動段階（）と後方運動段階（）との間に、振
動レバー１９が追加駆動なしに前方に押される自
由飛行段階（）が位置している。パルス発生器
の出力信号は増幅器３１により増幅されてからス
イツチ３２を介して駆動コイル２７に与えられ
る。その際にスイツチ３２は、振動レバー１９が
目標速度に到達したならば、前方運動（パルス発
生器３０のタクト）の間は駆動電流を中断す
る。そのために、積分回路１４から得られた速度
信号が目標―実際値比較器３３で所与の目標値と
比較される。速度差（Δv）が零でありかつパル
ス発生器３０の出力電圧が零よりも大きい時に
は、開閉命令発生器３４がスイツチ３２を開く。

速度信号ｖは同時に限界値警報回路３５に与え
られ、この限界値警報回路は振動レバーの自由飛
行段階（パルス発生器３０のタクト）の間に目
標速度からの許容偏差が超過された時に、たとえ
ば表示ランプ９（第１図）の形態でハンドピース
に取付けられていてよい表示要素（信号発生器）
１６を介して、許容し得ない偏差の生起を光また
音によりハンドピースの使用者に知らせる。

開閉命令発生器３６は、振動レバーが自由飛行
段階（パルス発生器のタクト）にある時に限つ
てエラー信号（警報信号）がスイツチ３７を通過
するようにスイツチ３７の開閉を制御する。自由
飛行段階では、開閉命令発生器３６に与えられる
電圧は零である（Usp＝０）。

第６図には、前方運動が同じく電磁的に、一層
詳細には振動レバー・セクシヨン１９ｂに一致し
て配置されている電磁石３８により行なわれる実
施例が示されている。この場合にも、振動レバー
の少なくとも電磁石３８と一致する部分は軟磁性
材料から成つている。両電磁石２７，３８に対す
るコイル電流の制御は、両電磁石に交互に電流パ
ルスを供給する１つのパルス発生器を介して行な
われ、それにより振動レバーは前記の往復運動を
行なう。前方運動の速度は、駆動コイル３８の電
流回路に接続されている電気的設定手段３９を介
して設定され得る。

先に第２図により説明したように、使用者に対
して打診器の使用を一層簡単にするため、試験ヘ
ツド３の近くにケースにミニチユア白熱ランプま
たは光導体の形態の１つまたは複数個の光源が設
けられていてよい。

光源は、出射光線が鋭く集束され、打診器の端
面１０（第１図）が対象物に対して平行に延びて
いる時に試験対象物上に円形の光点として現われ
るように配置されている。それにより使用者は、
衝突運動が歯の軸線に対して垂直に行なわれるよ
うに打診器を保持しているか否かを知ることがで
きる。垂直方向から偏差していれば、光点は楕円
形になり、それにより使用者は打診器の姿勢を修
正しなければならないことを知らされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による打診器の側面および付属
回路の構成を示す図、第２図は第１図による打診
器の一部分の平面図、第３図は第１図による打診
器の縦断面図、第４図は振動レバーの一部分の縦
断面図、第５図は駆動部を制御するための回路構
成の一実施例のブロツク回路図、第６図は打診器
の他の実施例の縦断面図である。 １……ハンドピース、２……ヘツドケース、３
……試験ヘツド、４……接続具、５……供給チユ
ーブ、６，７……導線、８……スライダ、９……
表示ランプ、１０……ヘツドケース端面、１１…
…光源、１２……制御電子回路、１３……評価電
子回路、１４……積分回路、１５……測定および
評価装置、１６……表示装置、１７……ケース、
１８……軸支持部、１９……振動レバー、１９ａ
……後側セクシヨン、１９ｂ……前側セクシヨ
ン、２０……加速度センサ、２１……接続要素、
２２……ピエゾセラミツク素子、２４……板ば
ね、２５……押しピン、２６……ストツパ、２７
……電磁石（駆動コイル）、２８……永久磁石、
３０……パルス発生器、３１……増幅器、３２…
…スイツチ、３３……比較器、３４，３６……開
閉命令発生器、３５……限界値警報回路、３７…
…スイツチ、３８……電磁石（駆動コイル）、３
９……設定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 運動可能に支持された槌を有し、この槌がそ
   の一端に試験ヘツド３を含んでおり、また駆動部
   により初期位置から所定の速度に加速され、その
   後に駆動部から離れて、同一に保たれている速度
   で自由に飛んで試験対象物まで運動し、かつ磁界
   の作用により再び初期位置に戻される打診器にお
   いて、槌が細長い振動レバー１９として構成さ
   れ、その重心で打診器の長手方向に対して垂直な
   軸線１８のまわりに運動可能に支持されており、
   また試験ヘツド３が振動レバー１９の軸線に対し
   て角度、特に直角、をなして配置されていること
   を特徴とする打診器。 ２ 振動レバー１の軸受部１８により分割される
   ２つのセクシヨン１９ａ，１９ｂのうち、試験ヘ
   ツド３を有するセクシヨン１９ｂのほうが長いこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の打診
   器。 ３ 試験ヘツド３にそれ自体は公知の加速度セン
   サ２０，２２が配置されており、その導線７が振
   動レバー１９のなかを通され、またはそれに沿つ
   て通されて、振動レバーの軸受部１８の範囲で振
   動レバーから導き出されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の打診
   器。 ４ 振動レバー１９の前方運動用の駆動部として
   試験ヘツド３を有する前側セクシヨン１９ｂに配
   置されたばね２４が設けられており、このばねが
   振動レバーを休止位置から必要な速度に加速し、
   また振動レバーの特定の運動段階でばね２４の運
   動を阻止しかつそれによつて駆動部を振動レバー
   から離すストツパ手段２６が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の打診器。 ５ 駆動ばね２４がその弾性力を機械的設定部
   ８，２５により設定され得ることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の打診器。 ６ 駆動ばねとして板ばね２４が設けられてお
   り、また設定部として板ばねを押しスライダ８に
   より打診器に沿つて変位可能な押ピン２５が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の打診器。 ７ 振動レバーの前方および後方運動用の駆動部
   として磁気式駆動部、特に電磁式駆動部２７，２
   ８；２７，３８が設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載の打診器。 ８ 振動レバー１９の両セクシヨン１９ａ，１９
   ｂが少なくとも部分的に軟磁性材料から成り、こ
   れらの軟磁性セクシヨン１９ａ，１９ｂに電磁コ
   イル２７，３８が対応づけられており、これらの
   電磁コイルは打診器の非運動部分１７に配置され
   ており、制御電子回路１２から交互にパルスによ
   り駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載の打診器。 ９ 駆動コイル３８の電流回路に駆動力を変更す
   る設定手段３９が接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の打診器。 １０ 振動レバー１９の試験ヘツド３と反対側の
   セクシヨン１９ａが少なくとも部分的に軟磁性材
   料から成り、このセクシヨン１９ａに一致して打
   診器ケース１７内に電磁石２７が配置されてお
   り、駆動用の電磁石２７の磁界の範囲内、特に試
   験ヘツド３と反対側の端に永久磁石２８が、コイ
   ル電流Ispの方向に応じて吸引または反撥作用が
   生ずるように配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の打診器。 １１ 試験ヘツド３の出口の位置で打診器ケース
   １７内に、試験ヘツド３の運動方向に対して垂直
   な平面内に円形の鋭く集束された光点を生ずる照
   明装置１１が設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに
   記載の打診器。 １２ 振動レバー１９が加速段階で対象物への衝
   突以前にストツパ２６により捕えられ、それによ
   り加速度センサ２０に生ずる信号が増幅器３１に
   与えられ、その後に目標値・実際値比較器３３内
   で比較され、目標値から偏差していれば光または
   音による信号が発せられることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれかに記
   載の打診器。 １３ 打診器に表示ランプ９が配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の打
   診器。 １４ 加速度センサとして１つまたは複数個のそ
   れ自体は公知のピエゾセラミツク素子２２が設け
   られており、この素子が振動レバー１９の試験ヘ
   ツド３を有するセクシヨン１９ｂの前側部分、特
   に試験ヘツド３自体のなかに、試験対象物上での
   試験ヘツド３の反跳の際に振動レバー１９の質量
   の大部分が慣性力として素子２２に作用するよう
   に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の打診
   器。