JP2017221300A - Turbine rotation speed control system of dental turbine handpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムに関し、詳しくは、切削動作中に負荷変動が生じてもタービン羽根の回転数を適正に制御することを可能とし、患部に対する良好な切削特性の実現を図った歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムに関するものである。 The present invention relates to a turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece, and more particularly, it is possible to appropriately control the rotational speed of a turbine blade even when a load fluctuation occurs during a cutting operation, and to perform good cutting on an affected part. The present invention relates to a turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece that achieves characteristics.
従来、歯科用タービンハンドピースの高速に回転駆動されるタービンにおいては、患部の切削中になんらかの負荷が加わった場合、その回転数が変動し良好な切削特性が得られないという問題があった。 Conventionally, in a turbine that is rotationally driven at a high speed by a dental turbine handpiece, when some load is applied during cutting of the affected part, there has been a problem that the rotational speed fluctuates and good cutting characteristics cannot be obtained.
このような問題を解決するために、引用文献1には歯科用切削器を駆動するエアータービンに関する発明が開示されている。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses an invention relating to an air turbine that drives a dental cutter.
引用文献1の発明は、エアータービンの回転軸の周面を磁化して磁極部分を形成し、エアータービンを収納するハンドピース本体の上記磁極部分に対向する部分に磁気抵抗素子を配置することでタービンの回転数を検出し、検出した回転数の変動に応じてフィードバック制御により電磁調整弁の開度を変えることでタービンへのエアー供給圧を調整するものである。 The invention of Cited Document 1 forms a magnetic pole part by magnetizing the peripheral surface of the rotating shaft of the air turbine, and disposes a magnetoresistive element in a part facing the magnetic pole part of the handpiece body that houses the air turbine. The rotation speed of the turbine is detected, and the air supply pressure to the turbine is adjusted by changing the opening of the electromagnetic adjustment valve by feedback control according to the detected fluctuation of the rotation speed.
しかし、引用文献1の発明の場合、タービン自体に上述したような細工を行わなければならず、専用の高価なタービンハンドピースとなってしまい、既存の歯科用タービンハンドピースに対してこのような技術を適用することは困難である。 However, in the case of the invention of the cited document 1, the above-mentioned work must be performed on the turbine itself, which results in a dedicated and expensive turbine handpiece. It is difficult to apply the technology.
また、引用文献2は、タービンハンドピースの回転によって発生した騒音の周波数に基づいてその回転数を検出する回転数検出手段と、検出された回転数と予め設定した回転数との差分を補正する回転数調整手段とを備えた歯科用タービンハンドピースの設定回転数維持回路に関する発明が開示されている。
Further, the cited
しかし、タービンハンドピース駆動機構において回転数によって発生した騒音を検出するためには、タービンハンドピース自体にマイクロフォンを設けなければならず、引用文献1の場合と同様にタービンハンドピース自体に上述したような要素を付加する必要があることから、やはり専用の高価なタービンハンドピースとなってしまう。 However, in order to detect noise generated by the number of rotations in the turbine handpiece drive mechanism, a microphone must be provided in the turbine handpiece itself. Since it is necessary to add a new element, it becomes a dedicated and expensive turbine handpiece.
本発明は、上述したような問題点を解決すべくなされたものであり、現行使用している既存のタービンハンドピースや、安価に流通しているタービンハンドピースを使用する場合においても、負荷変動が生じてもタービン羽根の回転数を適正に制御でき、患部に対する良好な切削特性を実現することが可能な歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when an existing turbine handpiece that is currently used or a turbine handpiece that is distributed at low cost is used, the load fluctuation It is possible to provide a turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece that can properly control the rotational speed of a turbine blade even if a problem occurs and can realize good cutting characteristics for an affected part.
本発明は、圧縮エアー供給源から外部給気管路を経て供給され、タービンハンドピース本体内の給気管路を経た圧縮エアーによりタービン室に設けたタービン羽根が回転駆動されるとともに、前記圧縮エアーを排気管路から排気エアーとして排気する歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムであって、前記排気管路から排気され外部排気管路を流れる排気エアーの変動を検出する排気エアー変動検出手段と、前記排気エアーの変動に応じて前記給気管路への流入量を調整し、前記タービン羽根の回転数の変動を抑えるようにしたエアー流量調整手段と、を有することを最も主要な特徴とする。 According to the present invention, turbine blades provided in a turbine chamber are rotationally driven by compressed air supplied from a compressed air supply source via an external air supply line and passed through an air supply line in the turbine handpiece body, and the compressed air is A turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece that exhausts exhaust gas from an exhaust pipe, the exhaust air fluctuation detecting means for detecting fluctuations of exhaust air exhausted from the exhaust pipe and flowing through an external exhaust pipe; And an air flow rate adjusting means that adjusts the amount of inflow into the air supply line in accordance with fluctuations in the exhaust air and suppresses fluctuations in the rotational speed of the turbine blades. .
請求項1記載の発明によれば、歯科用タービンハンドピースとして、現行使用している既存のものや、安価に流通しているものを使用する場合においても、この歯科用タービンハンドピースを使用して患部である歯牙の切削を実行している際に何らかの原因で圧縮エアーの供給量が変動したときに、これを排気エアーの変動として捉え、フィードバック制御によって外部給気管路を流れる圧縮エアーの供給量が適正となるように調整し、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御でき、歯牙に対する良好な切削特性を実現することが可能な歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, this dental turbine handpiece is used even when an existing one that is currently used or one that is distributed at low cost is used as the dental turbine handpiece. When the supply amount of compressed air fluctuates for some reason while cutting the affected tooth, this is regarded as fluctuation of exhaust air, and supply of compressed air flowing through the external air supply line by feedback control The turbine rotation speed of the dental turbine handpiece that can be adjusted so that the amount is appropriate, the rotation speed of the turbine blade of the dental turbine handpiece can be properly controlled, and can achieve good cutting characteristics for teeth A control system can be provided.
請求項2記載の発明によれば、複数の歯科用タービンハンドピースを備えたシステム構成において、そのうちのいずれか一つを使用して患部である歯牙の切削を実行している際に何らかの原因で当該歯科用タービンハンドピースへの圧縮エアーの供給量が変動したときに、当該歯科用タービンハンドピースからの排気エアーの変動を捉え、フィードバック制御によって外部給気管路から当該歯科用タービンハンドピースへ流れる圧縮エアーの供給量が適正となるように調整し、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御でき、歯牙に対する良好な切削特性を実現することが可能な歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。
According to invention of
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明において、前記排気エアー変動検出手段を、前記歯科用タービンハンドピースの排気エアーが流れる外部排気管路に備えた排気エアー変動検出用のタービン羽根と、このタービン羽根の回転数を検出して前記排気エアーの変動を示す排気エアー変動信号を出力する回転数検出部と、を有する構成として、当該歯科用タービンハンドピースからの排気エアーの変動を排気エアー変動検出用のタービン羽根の回転数として捉えエアー流量調整手段に送って当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the exhaust air fluctuation detection means is provided in an external exhaust pipe through which the exhaust air of the dental turbine handpiece flows. Exhaust from the dental turbine handpiece as a configuration having a turbine blade for use and a rotational speed detection unit that detects the rotational speed of the turbine blade and outputs an exhaust air fluctuation signal indicating the fluctuation of the exhaust air Turbine rotational speed of a dental turbine handpiece capable of appropriately controlling the rotational speed of the turbine blade of the dental turbine handpiece by taking the air fluctuation as the rotational speed of the turbine blade for detecting the exhaust air fluctuation and sending it to the air flow rate adjusting means. A control system can be provided.
請求項4記載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明において、前記排気エアー変動検出手段を、前記歯科用タービンハンドピースの排気エアーが流れる外部排気管路に備えた圧力検出器によって、排気エアーの変動を圧力変動として捉え、エアー流量調整手段に送る構成として、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。
According to the invention of claim 4, in the invention of
請求項5記載の発明によれば、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記エアー流量調整手段を、前記排気エアー変動信号を基に前記歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数の変動を抑えるように前記外部給気管路から前記歯科用タービンハンドピースに供給する圧縮エアーの流量を調整する構成として、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the air flow rate adjusting means is configured to rotate the turbine blades of the dental turbine handpiece based on the exhaust air fluctuation signal. As a configuration for adjusting the flow rate of the compressed air supplied to the dental turbine handpiece from the external air supply pipe so as to suppress the fluctuation of the number, the dental which can appropriately control the rotational speed of the turbine blade of the dental turbine handpiece A turbine rotational speed control system for a turbine handpiece can be provided.
請求項6記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明において、前記排気エアー変動検出手段を、前記外部排気管路にダイヤフラムを備えるダイヤフラムボックスを接続して、排気エアーの変動を前記ダイヤフラムの変位に変換する構成とし、前記エアー流量調整手段を、一方の端部を前記ダイヤフラムボックス内に連通させ、他方の端部を前記外部給気管路内に連通させた調整管路と、この調整管路の他方の端部に配置され前記ダイヤフラムの変位に応じた前記調整管路の内圧の変動に連動して前記外部給気管路内を流れる圧縮エアーの流路を拡縮する調整弁体とを具備する構成とした全体としてメカニカルな手段によって、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the exhaust air fluctuation detecting means is connected to a diaphragm box having a diaphragm in the external exhaust pipe, and fluctuations in the exhaust air are detected. An arrangement for converting the displacement into the diaphragm, the air flow rate adjusting means, one end portion communicating with the diaphragm box, and the other end portion communicating with the external air supply conduit, An adjusting valve body that is disposed at the other end of the adjusting pipe and expands / contracts the flow path of the compressed air that flows in the external air supply pipe in conjunction with the fluctuation of the internal pressure of the adjusting pipe according to the displacement of the diaphragm The dental turbine handpiece capable of appropriately controlling the rotational speed of the turbine blades of the dental turbine handpiece by mechanical means as a whole. It is possible to provide a turbine rotational speed control system.
請求項7記載の発明によれば、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明において、前記排気エアー変動検出手段、圧縮エアー流量調整手段を、前記歯科用タービンハンドピースが掛け止められる歯科用ユニットの一部に設ける構成として、歯科用ユニットの全体の管路構成の簡略化を図りつつ当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the exhaust air fluctuation detecting means and the compressed air flow rate adjusting means are used for dental use in which the dental turbine handpiece is latched. The turbine rotation speed of the dental turbine handpiece capable of appropriately controlling the rotational speed of the turbine blades of the dental turbine handpiece while simplifying the overall pipeline structure of the dental unit as a configuration provided in a part of the unit A control system can be provided.
本発明は、現行使用している既存のタービンハンドピースや、安価に流通しているタービンハンドピースを使用する場合においても、負荷変動が生じてもタービン羽根の回転数を適正に制御でき、患部に対する良好な切削特性を実現することが可能な歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供するという目的を、圧縮エアー供給源から外部給気管路を経て供給され、タービンハンドピース本体内の給気管路を経た圧縮エアーによりタービン室に設けたタービン羽根が回転駆動されるとともに、前記圧縮エアーを排気管路から排気エアーとして排気する複数の歯科用タービンハンドピースと、前記各歯科用タービンハンドピースのうちのいずれか一つの動作信号を受けて前記圧縮エアーの流路を当該歯科用タービンハンドピース用に切り換え回転動作させる圧縮エアー流路切り換え手段と、を備える構成のタービン羽根回転速度制御システムであって、前記複数の歯科用タービンハンドピースに接続した各外部排気管路のうちの回転動作中の歯科用タービンハンドピースに接続した外部排気管路を流れる排気エアーの流出方向を一方向に統合する排気エアー統合手段と、前記排気エアー統合手段を経て送られる排気エアーの変動を検出する排気エアー変動検出手段と、前記排気エアーの変動に応じて回転動作中の歯科用タービンハンドピースへ流れる圧縮エアーの流入量を調整し、当該タービン羽根の回転数の変動を抑えるようにしたエアー流量調整手段と、を有する構成により実現した。 In the present invention, even when using an existing turbine handpiece that is currently used or a turbine handpiece that is distributed at low cost, the rotational speed of the turbine blades can be appropriately controlled even if a load fluctuation occurs. The purpose of the present invention is to provide a turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece capable of realizing good cutting characteristics with respect to the turbine handpiece supplied from a compressed air source via an external air supply line. A plurality of dental turbine handpieces that rotate and drive the turbine blades provided in the turbine chamber by compressed air that has passed through the air supply line, and exhaust the compressed air from the exhaust line as exhaust air, and each dental turbine hand In response to the operation signal of any one of the pieces, the flow path of the compressed air passes through the dental turbine housing. A turbine blade rotation speed control system configured to include a compressed air flow path switching unit that performs a switching rotation operation for the dope piece, wherein the rotation operation of each external exhaust pipe connected to the plurality of dental turbine handpieces Exhaust air integration means for integrating the outflow direction of the exhaust air flowing through the external exhaust pipe connected to the dental turbine handpiece in one direction, and exhaust for detecting fluctuations in the exhaust air sent through the exhaust air integration means Air flow adjustment means that adjusts the inflow of compressed air flowing into the dental turbine handpiece that is rotating in response to fluctuations in the air fluctuation detection means and the exhaust air so as to suppress fluctuations in the rotational speed of the turbine blades And means.
以下に図面を参照して、本発明の実施例に係る歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムについて詳細に説明する。 Hereinafter, a turbine rotation speed control system for a dental turbine handpiece according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施例に係る歯科用タービンハンドピース(第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18d)のタービン回転速度制御システム1を含む医療機器の一種である歯科診療用ユニット11を示すものである。
FIG. 1 shows a dental
前記歯科診療用ユニット11は、図1に示すように、基礎ユニット2と、前記基礎ユニット2を含む構造体に主アーム4、バランスアーム5を介して連絡されるとともに、インスツルメントモジュール6を備えたドクター用の診療テーブル3と、前記基礎ユニット2に補助アーム7を介して位置調整可能に連結されるとともに、アシスタント用のハンガー8Aにバキュームチップやシリンジ等のインスツルメント類を着脱可能に配置したアシスタント用のアシスタントテーブル8と、前記基礎ユニット2の隣りに配置した患者用の椅子本体10を含む椅子モジュール9と、前記基礎ユニット2に電気系、エアー系を含んで接続したドクターが足踏みで入力操作を行うフットコントローラ13と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
前記基礎ユニット2には、スピットン置台12、スピットン12a、うがいの為のコップに給水するための給水口14を設けている。
The
前記診療テーブル3を構成するハンガー3Aには、歯科用タービンハンドピース(例えば、第1の歯科用タービンハンドピース18a)等のインスツルメント類15を着脱可能に配置している。
前記基礎ユニット2に対しては、例えば既設の電源供給ケーブル21、水供給管22、エアー供給管23が接続されるように構成している。
For example, an existing power supply cable 21, a water supply pipe 22, and an air supply pipe 23 are connected to the
また、前記基礎ユニット2の隣りには、詳細は後述するが本実施例のタービン回転速度制御システム1を構成する配管ボックス20を配置している。
In addition, a
本実施例においては、前記ハンガー3Aに、例えば4個の、すなわち、第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dを列設配置している。
In the present embodiment, for example, four, that is, first to fourth
そして、これら第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれかを、ハンガー3Aから取り外したとき、ハンガー3Aに予め設けた外部パイロット信号出力部が対応する外部パイロット信号を後述する圧縮エアー流路切り換え手段41に設けた対応する方向制御弁43に送出するように構成している。
When any one of the first to fourth
次に、図2乃至図5を参照して本実施例に係るタービン回転速度制御システム1について詳細に説明する。 Next, the turbine rotation speed control system 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5.
本実施例に係るタービン回転速度制御システム1は、前記第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれか一つが圧縮エアーの供給によって動作する場合において、その排気エアーの変動を捉え、圧縮エアーの供給量を調整してその動作中のいずれか一つのタービン羽根19の回転数の変動を抑えるようにしたことが特徴である。
The turbine rotation speed control system 1 according to the present embodiment is configured such that when any one of the first to fourth
まず、本実施例に係る前記第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dの回転駆動系について説明する。
First, the rotational drive system of the first to fourth
この回転駆動系は、圧縮エアー供給源であるエアー源31からの圧縮エアーをエアーレギュレータ32により適正な圧力に調整して前記フットコントローラ13に送り、さらに圧縮エアーを前記フットコントローラ13から詳細は後述するエアー流量調整手段71を構成する比例電磁弁81、可変絞り弁36を経た後、4系統に分岐させた第1乃至第4の外部給気管路37a乃至37dから前記第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dの各タービンハンドピース本体内の給気管路に供給し、タービン室に設けたタービン羽根19を各々回転駆動するように構成している。
The rotary drive system adjusts compressed air from an
尚、本実施例では前記エアー源31から4系統に分岐するまでの管路を外部給気管路37として以下の説明を行う。
In the present embodiment, the following description will be made assuming that the pipeline from the
また、前記第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dの各タービンハンドピース本体内には、タービン羽根19を回転させた圧縮エアーを排気エアーとして外部に排気する排気管路を設けている。
In addition, an exhaust pipe for exhausting the compressed air obtained by rotating the
前記エアーレギュレータ32は、内部パイロット式でスプリング付きの減圧弁33、エアフィルター34、圧力計35により構成している。
The
また、前記フットコントローラ13は、スプリング付き直動ノーマルオープン型で、ペダル式に構成した入力操作弁として機能し、さらにオン動作に連動して詳細は後述する排気弁91にオン信号(電気信号)を出力するように構成している。
The
さらに、本実施例においては、前記4系統に分岐させた第1乃至第4の外部給気管路37a乃至37dを選択的に切り換え圧縮エアーの流れを変更する圧縮エアー流路切り換え手段41を備えている。
Further, in the present embodiment, a compressed air passage switching means 41 for selectively switching the first to fourth external
すなわち、圧縮エアー流路切り換え手段41は、4系統に分岐させた第1乃至第4の外部給気管路37a乃至37dに各々接続した4個の方向制御弁43を備えるバルブブロック42により構成している。
That is, the compressed air flow path switching means 41 is constituted by a
前記各方向制御弁43は、ノーマルオープン型で、外部パイロット式に構成され、前記ハンガー3Aの外部パイロット信号出力部からの外部パイロット信号を受けたとき、この外部パイロット信号に対応する方向制御弁43がオン動作し、第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれかに至る圧縮エアーの流路を開とし、当該第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれかを選択的に動作するように構成している。
Each of the
次に、本実施例に係るタービン回転速度制御システム1の主要部について詳述する。 Next, the main part of the turbine rotational speed control system 1 according to the present embodiment will be described in detail.
本実施例に係るタービン回転速度制御システム1は、図2に示すように、前記第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dに各々接続した各外部排気管路52a乃至52dのうちの回転動作中の歯科用タービンハンドピース(第1乃至第4の複数の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれか一つ)に接続した外部排気管路(各外部排気管路52a乃至52dのうちのいずれか一つ)を流れる排気エアーの流出方向を一方向に統合する排気エアー統合手段51と、前記排気エアー統合手段51を経て送られる排気エアーの変動を検出する排気エアー変動検出手段61と、前記排気エアー変動検出手段61にて検出する排気エアーの変動に応じて前記第1乃至第4の複数の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれか一つの給気管路への圧縮エアーの流入量を調整し、当該第1乃至第4の歯科用タービンハンドピース18a乃至18dのうちのいずれか一つのタービン羽根19の回転数の変動を抑えるようにしたエアー流量調整手段71と、を有している。
As shown in FIG. 2, the turbine rotational speed control system 1 according to the present embodiment includes an external
前記排気エアー統合手段51は、前記外部排気管路52a、52bの流出側を各々二つの入口ポートに接続し、一つの出口ポートに第1の排気エアー流出用外部排気管路53aの一端を接続した第1のシャトル弁54aと、前記外部排気管路52c、52dの流出側を各々二つの入口ポートに接続し、一つの出口ポートに第2の排気エアー流出用外部排気管路53bの一端を接続した第2のシャトル弁54bと、前記第1の排気エアー流出用外部排気管路53aの他端を一つの入口ポートに接続し、前記第2の排気エアー流出用外部排気管路53bの他端を他の入口ポートに接続し、一つの出口ポートに第3の排気エアー流出用外部排気管路53cを接続した第3のシャトル弁54cと、を具備し、第3の排気エアー流出用外部排気管路53cの流出側から前記排気エアー変動検出手段61に統合した排気エアーを送るように構成している。
The exhaust air integration means 51 connects the outflow sides of the
このような構成により、例えば第1の歯科用タービンハンドピース18aが動作し、外部排気管路52aに排気エアーが流れるとき、この排気エアーは第1のシャトル弁54aの動作で第2の歯科用タービンハンドピース18bに流れることなく、第1の排気エアー流出用外部排気管路53aから第3のシャトル弁54c、前記第3の排気エアー流出用外部排気管路53cを経て、前記排気エアー変動検出手段61に供給され、このとき前記第3のシャトル弁54cの動作で前記排気エアーが第2の排気エアー流出用外部排気管路53bや第2のシャトル弁54b側へ流れることもない。
With such a configuration, for example, when the first
前記第1の歯科用タービンハンドピース18a以外の他の第2乃至第4の歯科用タービンハンドピース18b乃至18dのいずれかが動作した場合も、上述した場合と同様にして対応する排気エアーのみが前記排気エアー変動検出手段61に供給される。
Even when any of the second to fourth
前記排気エアー変動検出手段61は、前記第2の排気エアー流出用外部排気管路53bの流出側と、排気弁91、フィルター92を含む外部排気管路93との間に配置した前記排気エアーにより回転駆動される排気エアー変動検出用のタービン羽根62と、このタービン羽根62の回転数を検出して前記排気エアーの変動を示す排気エアー変動信号を出力する回転数検出部63と、を有している。
The exhaust air fluctuation detecting means 61 uses the exhaust air disposed between the outflow side of the second exhaust air outflow
前記回転数検出部63は、図4に示すように、前記タービン羽根62のタービン軸62aに付した指標(例えば部分着色部)64に検出光を照射しその反射光を受光して前記タービン羽根62の回転数の変動に応じた排気エアー変動信号(正弦波状のアナログ信号)を出力する反射型光センサ65により構成している。
As shown in FIG. 4, the
前記エアー流量調整手段71は、前記排気エアー変動信号を受けて動作するフィードバック制御回路72と、前記フットコントローラ13と、可変絞り弁36との間に接続したスプリング付きでノーマルオープン型により構成され、前記フィードバック制御回路72により制御される比例電磁弁(電磁比例流量調整弁)81とを具備している。
The air flow rate adjusting means 71 is configured by a normally open type with a spring connected between the
前記フィードバック制御回路72は、図5に詳細を示すように、前記排気エアー変動信号の波形を方形波パルス状に波形整形する波形整形回路73と、方形波パルス状になった排気エアー変動信号の周波数を計数する周波数計数回路74と、求めた周波数値を電圧信号に変換する周波数・電圧変換回路75と、予め設定した前記比例電磁弁81の適正な開度に相当する基準電圧信号を出力する基準電圧出力回路76と、前記周波数・電圧変換回路75により求めた電圧信号と基準電圧出力回路76からの基準電圧信号とを比較する電圧比較回路77と、電圧比較回路77の比較結果に応じたエアー供給量補正信号を前記比例電磁弁81に送り、この比例電磁弁81の弁の開度を圧縮エアーの供給量の変動を抑えるように調整するエアー供給量補正信号生成回路78と、を具備している。
As shown in detail in FIG. 5, the
尚、図3は、例えば代表例である第1の歯科用タービンハンドピース18aのタービン羽根19に関して、排気エアー変動検出用のタービン羽根62、回転数検出部63を含む排気エアー変動検出手段61と、前記フィードバック制御回路72、比例電磁弁81を含むエアー流量調整手段71とにより、圧縮エアーの供給量の変動を抑えるように調整する管路系及びフィードバック制御系を概略的に示すものである。
3 shows, for example, the
この場合において、前記圧縮エアー流路切り換え手段41、排気エアー統合手段51については図示省略する。 In this case, the compressed air flow path switching means 41 and the exhaust air integration means 51 are not shown.
前記排気アー変動検出手段61を経た排気エアーは、スプリング付きでノーマルオープン型の電磁弁である排気弁91と、フィルター92とを含む外部排気管路93を流れて外部に放流される。
Exhaust air that has passed through the exhaust air fluctuation detection means 61 flows through an
次に、本実施例に係るタービン回転速度制御システム1の動作を、例えば前記第1の歯科用タービンハンドピース18aを使用して患部である歯牙111を切削する場合におけるそのタービン羽根19の回転速度制御を行う場合を例にとって説明する。
Next, the operation of the turbine rotational speed control system 1 according to the present embodiment is carried out by, for example, the rotational speed of the
術者が前記ハンガー3Aから前記第1の歯科用タービンハンドピース18aを取り外すと、前記ハンガー3Aに設けた外部パイロット信号出力部が外部パイロット信号を前記圧縮エアー流路切り換え手段41に設けた前記第1の歯科用タービンハンドピース18aに対応する方向制御弁43に送出し、この方向制御弁43を開状態とする。
When the operator removes the first
次に、術者が前記フットコントローラ13を踏むと、前記エアー源31から外部給気管路37を流れる圧縮エアーは、エアーレギュレータ32、フットコントローラ13、予め適切な開状態に設定されている比例電磁弁81、可変絞り弁36、第1の外部給気管路37a、前記方向制御弁43を経て前記第1の歯科用タービンハンドピース18aに供給され、そのタービン羽根19を回転駆動し、第1の歯科用タービンハンドピース18aは動作状態となる。
Next, when the operator steps on the
また、術者が前記フットコントローラ13を踏むことにより、前記排気弁91にオン信号が送られ、排気弁91は開状態となる。
Further, when the surgeon steps on the
この結果、術者は、第1の歯科用タービンハンドピース18aを使用して患部である歯牙111の切削を実行することができる。
As a result, the surgeon can perform cutting of the tooth 111 which is the affected part using the first
前記第1の歯科用タービンハンドピース18aのタービン羽根19を回転駆動した圧縮エアーは、排気エアーとなって前記第1の歯科用タービンハンドピース18aに接続した外部排気管路52a、第1のシャトル弁54a、第1の排気エアー流出用外部排気管路53a、第3のシャトル弁54c、第3の排気エアー流出用外部排気管路53cを経て前記排気エアー変動検出手段61に送られる。
Compressed air that rotationally drives the
このとき、前記第1の歯科用タービンハンドピース18aからの排気エアーは、前記第1のシャトル弁54aの動作で前記第2の歯科用タービンハンドピース18b側流れることはなく、また、前記第3のシャトル弁54cの動作で前記第3、第4の歯科用タービンハンドピース18c、18d側に流れることもない。
At this time, the exhaust air from the first
このようにして、排気エアー統合手段51の動作により、第1の歯科用タービンハンドピース18aからの排気エアーのみが前記排気エアー変動検出手段61に送られる。
In this way, only the exhaust air from the first
前記排気エアー変動検出手段61においては、前記排気エアーにより排気エアー変動検出用のタービン羽根62が回転駆動され、このタービン羽根62の回転数を回転数検出部63の指標64の回転変化を捉える反射型光センサ65により検出し、排気エアーの変動を示す排気エアー変動信号としてエアー流量調整手段71に送出する。
In the exhaust air
前記エアー流量調整手段71においては、既述した構成からなるフィードバック制御回路72が前記排気エアー変動信号に基づきフィードバック制御によって圧縮エアーが流れる比例電磁弁81の弁の開度が当該圧縮エアーの供給量の変動を抑えるように調整する。
In the air flow rate adjusting means 71, the
このようにして、前記第1の歯科用タービンハンドピース18aとして、現行使用している既存のものや、安価に流通しているものを使用する場合においても、前記第1の歯科用タービンハンドピース18aを使用して患部である歯牙111の切削を実行している際に何らかの原因で圧縮エアーの供給量が変動した際に、これを排気エアーの変動として捉え、フィードバック制御によって外部給気管路37を流れる圧縮エアーの供給量が適正となるように調整し、第1の歯科用タービンハンドピース18aのタービン羽根19の回転数を適正に制御でき、歯牙111に対する良好な切削特性を実現することが可能となる。
In this way, even when the existing
前記排気アー変動検出手段61を経た排気エアーは、開状態の排気弁91、フィルター92を含む外部排気管路93を流れて外部に放流される。
Exhaust air that has passed through the exhaust air fluctuation detection means 61 flows through an
尚、術者が前記フットコントローラ13から足を放したときに、排気弁91は閉となる。
When the operator releases his / her foot from the
これにより、タービン羽根19の慣性による回転によってタービン室内が負圧になり、吸引ポンプ作用で切削粉や汚染物質等が第1の歯科用タービンハンドピース18aの内部に吸い込まれるという不都合な事態を回避することができる。
As a result, a negative pressure is generated in the turbine chamber due to the rotation of the
以上の説明は、前記第1の歯科用タービンハンドピース18aを使用する場合における当該タービン羽根19の回転速度制御を行う場合についてであるが、他の第2乃至第4の歯科用タービンハンドピース18b乃至18dを各々使用する場合も、上述した場合と同様な効果を発揮させつつ各タービン羽根19の回転速度制御を各々適切に行うことができる。
The above description is about the case where the rotational speed of the
図6は例えば代表例である第1の歯科用タービンハンドピース18aのタービン羽根19に関して、前記排気エアー変動検出用のタービン羽根62及び前記回転数検出部63とは別の構成例である例えばロードセル又は歪ゲージを使用した圧力検出器63Aを用いた排気エアー変動検出手段61Aと、前記フィードバック制御回路72とは別の構成例であるフィードバック制御回路72A及び比例電磁弁81を含むエアー流量調整手段71Aとにより、圧縮エアーの供給量の変動を抑えるように調整する管路系及びフィードバック制御系を概略的に示すものである。
FIG. 6 shows, for example, a typical configuration of the
この場合において、前記圧縮エアー流路切り換え手段41、排気エアー統合手段51については図示省略する。 In this case, the compressed air flow path switching means 41 and the exhaust air integration means 51 are not shown.
図7は、前記フィードバック制御回路72Aの構成を示すものであり、前記フィードバック制御回路72Aは、図5に示す場合と略同様な構成であるが、前記波形整形回路73、周波数計数回路74、周波数・電圧変換回路75に換えて、前記圧力検出器63Aの検出信号を増幅する増幅器79を設けたことが特徴である。
FIG. 7 shows a configuration of the
図6、図7に示すような排気エアー変動検出手段61A、エアー流量調整手段71Aを用いる場合においても、既述した実施例の排気エアー変動検出手段61、エアー流量調整手段71を使用する場合と同様な効果を発揮させることができる。
Even when the exhaust air fluctuation detecting means 61A and the air flow rate adjusting means 71A as shown in FIGS. 6 and 7 are used, the exhaust air
他の第2乃至第4の歯科用タービンハンドピース18b乃至18dを各々使用する場合も同様である。
The same applies when the other second to fourth
図8は、本実施例の変形例を示すものであり、図6に示す場合と略同様な管路構成において、前記第2の排気エアー流出用外部排気管路53bにダイヤフラム102を内蔵したダイヤフラムボックス101を接続して、排気エアーの変動を前記ダイヤフラム102の変位に変換する排気エアー変動検出手段61Bと、一方の端部を前記ダイヤフラムボックス101内に連通させ、他方の端部を前記外部給気管路37内に連通させた調整管路103と、この調整管路103の他方の端部に配置され、前記ダイヤフラム102の変位に応じた前記調整管路103の内圧の変動に連動して前記外部給気管路37内の圧縮エアーの流路を拡縮する調整弁体104とを具備するエアー流量調整手段71Bと、を有するメカニカルな構成としたことが特徴である。
FIG. 8 shows a modification of the present embodiment. In the same pipe configuration as shown in FIG. 6, the
前記ダイヤフラムボックス101を通過した排気エアーは、外部排気管路93から外部に放流される。
Exhaust air that has passed through the
前記調整弁体104は、前記調整管路103の他方の端部側において、その内壁に沿って摺動可能に、かつ、弁先端側を前記外部給気管路37内に出没可能に支持されるシリンダー型に構成されるとともに、バネ105により常時ダイヤフラムボックス101側に付勢される構成としている。
The
この変形例の場合には、排気エアーの流量が増加すると、前記ダイヤフラム102は調整管路103側に膨らみ、調整管路103の内圧が高まり、調整弁体104はバネ105の付勢力に抗して外部給気管路37側に押圧され弁先端側が外部給気管路37内により突出して圧縮エアーの流路を縮小する。
In the case of this modification, when the flow rate of the exhaust air increases, the
これにより、第1の歯科用タービンハンドピース18aへの圧縮エアーの供給量は減少する。
Thereby, the supply amount of the compressed air to the 1st
逆に、排気エアーの流量が減少すると、前記ダイヤフラム102は前記第2の排気エアー流出用外部排気管路53b側に変位し、調整管路103の内圧が低下し、調整弁体104はバネ105の付勢力により調整管路103側に戻され、外部給気管路37内の圧縮エアーの流路は拡がって、これにより、第1の歯科用タービンハンドピース18aへの圧縮エアーの供給量が増加する。
Conversely, when the flow rate of the exhaust air decreases, the
このような動作により、メカニカルな構成の基に、既述した場合と同様に、第1の歯科用タービンハンドピース18aのタービン羽根19の回転数を適正に制御でき、患部に対する良好な切削特性を実現することが可能となる。
By such an operation, the rotational speed of the
他の第2乃至第4の歯科用タービンハンドピース18b乃至18dを各々使用する場合も、上述した場合と同様な効果を発揮させつつ各タービン羽根19の回転速度制御を各々適切に行うことができる。
When each of the other second to fourth
尚、上述した実施例において、歯科診療用ユニット11の管路構成の簡略化のために、前記排気エアー変動検出手段61、圧縮エアー流量調整手段71を、前記歯科用ユニット11の一部に設けた配管ボックス20内に収納する構成を採用したり、又は、配管ボックス20を設けることなく前記歯科用ユニット11を構成する基礎ユニット2内に収納する構成を採用したりすることもできる。
In the embodiment described above, the exhaust air
また、上述した実施例においては、歯科用タービンハンドピースを4個含む構成としたが、歯科用タービンハンドピースの個数や、圧縮エアー流路切り換え手段41、排気エアー統合手段51の構成は上述した実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。 In the above-described embodiment, the configuration includes four dental turbine handpieces. However, the number of dental turbine handpieces and the configurations of the compressed air flow path switching means 41 and the exhaust air integration means 51 have been described above. Needless to say, the present invention is not limited to the examples.
本発明は、圧縮エアーの供給を受けて動作するインスツルメント類を使用するシステムにおいて、当該インスツルメント類に作用する圧縮エアーの変動防止技術として広範に応用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied as a technique for preventing fluctuations in compressed air that acts on the instruments in a system that uses instruments that operate by receiving supply of compressed air.
1 タービン回転速度制御システム
2 基礎ユニット
3 診療テーブル
3A ハンガー
4 主アーム
5 バランスアーム
6 インスツルメントモジュール
7 補助アーム
8 アシスタントテーブル
8A ハンガー
9 椅子モジュール
10 椅子本体
11 歯科診療用ユニット
12 スピットン置台
12a スピットン
13 フットコントローラ
14 給水口
15 インスツルメント類
18a 第1の歯科用タービンハンドピース
18b 第2の歯科用タービンハンドピース
18c 第3の歯科用タービンハンドピース
18d 第4の歯科用タービンハンドピース
19 タービン羽根
20 配管ボックス
21 電源供給ケーブル
22 水供給管
23 エアー供給管
31 エアー源
32 エアーレギュレータ
33 減圧弁
34 エアフィルター
35 圧力計
36 可変絞り弁
37 外部給気管路
37a 第1の外部給気管路
37b 第1の外部給気管路
37c 第1の外部給気管路
37d 第4の外部給気管路
41 圧縮エアー流路切り換え手段
42 バルブブロック
43 方向制御弁
51 排気エアー統合手段
52a 外部排気管路
52b 外部排気管路
52c 外部排気管路
52d 外部排気管路
53a 第1の排気エアー流出用外部排気管路
53b 第2の排気エアー流出用外部排気管路
53c 第3の排気エアー流出用外部排気管路
54a 第1のシャトル弁
54b 第2のシャトル弁
54c 第3のシャトル弁
61 排気エアー変動検出手段
61A 排気エアー変動検出手段
61B 排気エアー変動検出手段
62 排気エアー変動検出用のタービン羽根
62a タービン軸
63 回転数検出部
63A 圧力検出器
64 指標
65 反射型光センサ
71 エアー流量調整手段
71A エアー流量調整手段
71B エアー流量調整手段
72 フィードバック制御回路
72A フィードバック制御回路
73 波形整形回路
74 周波数計数回路
75 周波数・電圧変換回路
76 基準電圧出力回路
77 電圧比較回路
78 エアー供給量補正信号生成回路
79 増幅器
81 比例電磁弁
91 排気弁
92 フィルター
93 外部排気管路
101 ダイヤフラムボックス
102 ダイヤフラム
103 調整管路
104 調整弁体
105 バネ
111 歯牙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine rotational
37a First external
41 Compressed air flow path switching means
42
そして、前記請求項1又は2記載の発明においては、特にその構成における排気エアー変動検出手段を、前記歯科用タービンハンドピースの排気エアーが流れる外部排気管路に備えた排気エアー変動検出用のタービン羽根と、このタービン羽根の回転数を検出して前記排気エアーの変動を示す排気エアー変動信号を出力する回転数検出部と、を有する構成として、当該歯科用タービンハンドピースからの排気エアーの変動を排気エアー変動検出用のタービン羽根の回転数として捉えエアー流量調整手段に送って当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。
In the invention according to
請求項3記載の発明によれば、請求項1又2記載の発明において、前記エアー流量調整手段を、前記排気エアー変動信号を基に前記歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数の変動を抑えるように前記外部給気管路から前記歯科用タービンハンドピースに供給する圧縮エアーの流量を調整する構成として、当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the air flow rate adjusting means is configured to change the rotational speed of the turbine blades of the dental turbine handpiece based on the exhaust air fluctuation signal. A dental turbine handpiece capable of appropriately controlling the rotational speed of turbine blades of the dental turbine handpiece as a configuration for adjusting the flow rate of compressed air supplied from the external air supply line to the dental turbine handpiece so as to suppress A turbine rotational speed control system can be provided.
請求項4記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記排気エアー変動検出手段、圧縮エアー流量調整手段を、前記歯科用タービンハンドピースが掛け止められる歯科用ユニットの一部に設ける構成として、歯科用ユニットの全体の管路構成の簡略化を図りつつ当該歯科用タービンハンドピースのタービン羽根の回転数を適正に制御できる歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システムを提供することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the exhaust air fluctuation detecting means and the compressed air flow rate adjusting means are used for dental use in which the dental turbine handpiece is latched. The turbine rotation speed of the dental turbine handpiece capable of appropriately controlling the rotational speed of the turbine blades of the dental turbine handpiece while simplifying the overall pipeline structure of the dental unit as a configuration provided in a part of the unit A control system can be provided.
Claims (7)
前記排気管路から排気され外部排気管路を流れる排気エアーの変動を検出する排気エアー変動検出手段と、
前記排気エアーの変動に応じて前記給気管路への流入量を調整し、前記タービン羽根の回転数の変動を抑えるようにしたエアー流量調整手段と、
を有することを特徴とする歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システム。 Turbine blades provided in the turbine chamber are rotationally driven by the compressed air supplied from the compressed air supply source via the external air supply line and passed through the air supply line in the turbine handpiece body, and the compressed air is supplied from the exhaust line. A turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece that exhausts as exhaust air,
Exhaust air fluctuation detecting means for detecting fluctuations of exhaust air exhausted from the exhaust pipe and flowing through the external exhaust pipe;
An air flow rate adjusting means that adjusts the amount of inflow into the air supply line in accordance with fluctuations in the exhaust air, and suppresses fluctuations in the rotational speed of the turbine blades;
A turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece, comprising:
前記複数の歯科用タービンハンドピースに接続した各外部排気管路のうちの回転動作中の歯科用タービンハンドピースに接続した外部排気管路を流れる排気エアーの流出方向を一方向に統合する排気エアー統合手段と、
前記排気エアー統合手段を経て送られる排気エアーの変動を検出する排気エアー変動検出手段と、
前記排気エアーの変動に応じて回転動作中の歯科用タービンハンドピースへ流れる圧縮エアーの流入量を調整し、当該タービン羽根の回転数の変動を抑えるようにしたエアー流量調整手段と、
を有することを特徴とする歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システム。 Turbine blades provided in the turbine chamber are rotationally driven by the compressed air supplied from the compressed air supply source via the external air supply line and passed through the air supply line in the turbine handpiece body, and the compressed air is supplied from the exhaust line. A plurality of dental turbine handpieces to be exhausted as exhaust air, and an operation signal from any one of the dental turbine handpieces, and the flow path of the compressed air is switched to the dental turbine handpiece for rotation. A compressed air flow path switching means to be operated, and a turbine blade rotation speed control system configured to include:
Exhaust air integrating the outflow direction of the exhaust air flowing through the external exhaust pipe connected to the rotating dental turbine hand piece among the external exhaust pipes connected to the plurality of dental turbine handpieces in one direction. Integration means,
Exhaust air fluctuation detection means for detecting fluctuations in exhaust air sent through the exhaust air integration means;
An air flow rate adjusting means that adjusts the amount of compressed air flowing into the dental turbine handpiece that is rotating according to the fluctuation of the exhaust air, and suppresses the fluctuation of the rotation speed of the turbine blades;
A turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece, comprising:
一方の端部を前記ダイヤフラムボックス内に連通させ、他方の端部を前記外部給気管路内に連通させた調整管路と、この調整管路の他方の端部に配置され前記ダイヤフラムの変位に応じた前記調整管路の内圧の変動に連動して前記外部給気管路内を流れる圧縮エアーの流路を拡縮する調整弁体とを具備するエアー流量調整手段と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の歯科用タービンハンドピースのタービン回転速度制御システム。 An exhaust air fluctuation detecting means for connecting a diaphragm box having a diaphragm to the external exhaust pipe to convert the fluctuation of the exhaust air into the displacement of the diaphragm;
An adjustment pipe having one end communicated with the inside of the diaphragm box and the other end communicated with the external air supply pipe, and the other end of the adjustment pipe arranged at the other end of the diaphragm. An air flow rate adjusting means comprising an adjusting valve body that expands and contracts the flow path of the compressed air flowing in the external air supply line in conjunction with a change in the internal pressure of the corresponding adjustment line,
The turbine rotational speed control system for a dental turbine handpiece according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
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