JP3350733B2 - 歯科用自動コップ給水装置 - Google Patents

歯科用自動コップ給水装置

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【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は歯科治療用コップの給水
を自動制御する自動コップ給水制御方式および装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の歯科用コップ自動給水装
置は実公昭56−4006号公報に開示された考案が公
知である。この装置はコップ検出及び給水量検出がコッ
プ受皿を回転することによりコイルスプリングのたわみ
量を変化させてコップ重量や給水重量それぞれが所定の
重量に対して釣合いがとれた位置にて有接点スイッチ又
は無接点スイッチをON,OFFして給水用電磁弁の制
御を行うものである。又、特公平2−268757号公
報、及び特公平2−268758号公報に開示された発
明が公知である。そしてこの発明はコップ受台下部に歪
みゲージ等の検出器を設けて給水量を検出するものであ
る。いずれにしても前記従来の歯科用自動コップ給水装
置におけるコップの載置を検出する手段は、紙コップ等
の軽量コップの検出はできないものであり、例えばステ
ンレス製あるいは陶磁器製等の重いコップを対象にして
開発されたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のコ
ップ給水装置においては次のような欠点があった。スプ
リング等のたわみ量を検出する方式もスプリングのたわ
みストロークを大きくとる必要があり大型化する欠点が
あった。又機械的有接点のON,OFF動作に頼ってい
たため信頼性に欠け故障の原因となった。感染防止の立
場と清掃面から近年表面のフラット化が要求されてお
り、このような構成では対応が困難であった。
【0004】それで歪ゲージを使用してフラット化した
自動コップ給水も考案されている。図8は歪ゲージを使
用した従来の自動コップ給水装置の一部断面図である
が、歪ゲージ34の取付けには特殊な技術を要するため
作業性が悪く、構造も複雑なため高価であった。又歪ゲ
ージ34はコップ受シート下部の弾性梁33に貼着され
た構造になるため、その弾性力によって紙コップ等の軽
量のコップを検出するに十分な歪の発生が難しく軽量コ
ップの検出は無理であった。又、コップの置く位置や上
げ底コップ等の使用によって歪状態が異なり安定した給
水量が得られなかった。本発明はこれらの問題を解決す
るために考案されたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明ではコ
ップ重量によって生ずるコップ受けシート部の変位を磁
界センサを使用して非接触で検出することによって前記
問題を解決したものである。
【0006】図1および図2は本発明装置の実施に使用
するコップ受台部で図において1はコップ受台、2は取
付面、3は金属板、4は磁界センサである。図1におい
てはコップ受台1をたわみの発生するゴム材や樹脂等の
シートで構成し、取付面2に固定したものである。図2
においてコップ受台を金属や樹脂等の板で形成し、取付
面との間に弾性材32を入れて構成した場合を示すもの
である。いずれもコップ受台部の中心には金属板3を設
け、その下方に金属板3を検知する磁界センサ4を設置
してコップ受台に載置されるコップとコップ内に給水さ
れる水の重量で生ずる変位量を電圧信号として検出する
ものである。そして、この磁界センサから得られた信号
をあらかじめ設定してあるコップ重量および設定給水量
に相当する電圧信号と比較してコップの有無の判断およ
び給水制御を行うものである。
【0007】図3、図4および図5は本発明の装置の実
施の使用する磁界センサを示した概念図である。図3で
特許請求の範囲第2項を説明する。このセンサは1次と
2次コイルを使用し相互インダクタンスの変化を検知し
たもので、空芯又は鉄芯入りのコイルの1次側に交流励
磁電源26を接続し、2次コイルを磁気検知部としたも
のである。2次コイルは2つのコイルで構成し2次電圧
を逆位相に加えられるように直列に接続しコップ受台部
の金属板3に生じるうず電流による磁束の変化を2個の
2次コイルで検出し、比較検出回路28で2個の2次コ
イルの差の電圧で得るものである。
【0008】図4は前記センサにおいて1次コイルと2
次コイルとの関係を逆に構成したものである。1次コイ
ルを2つのコイルで構成し、この2つのコイルに交流励
磁電圧が逆位相に加わるように直列に接続すると各コイ
ルでは磁界を発生するがお互いに打ち消しあうように働
く。コップ受台部の金属板3が接近すると磁界バランス
が崩れ、これによって2次コイルに変位に応じた電圧を
発生するものである。
【0009】図5は特許請求の範囲第3項を説明するも
ので、磁界センサ4に発振コイルのインピーダンスの変
化を検知したものである。発振回路27でセンサ先端の
検出コイルに高周波磁界を発生し、この磁界に金属が接
近すると金属中に生ずる誘導電流で熱損失を生じ、発振
コイルのインピーダンスを変化させて発振が減衰する。
この発振状態を発振状態検出回路29で検出し、出力回
路30で電圧の変化として取り出すものである。
【0010】いずれも、ごくわずかな変位を非接触で検
出でき、精度の高い直線性の良い安定した信号が得られ
る。又簡単な構造になるため、前記問題を解決すること
ができる。
【0011】尚、特許請求の範囲第4項のようにコップ
受台部の変位を検出せずにタイマーで一定時間給水電磁
弁を開いて給水するコップ給水装置において、固定され
た非金属のコップ受台部の下方に前記磁界センサを設置
することにより金属コップや紙コップを差し込んだ金属
性のコップ受けの有無を検出して給水を開始し、一定時
間後に給水を停止制御することも可能である。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図6および図7に基づ
いて説明する。この実施例においては、図7に示すよう
に給水量を検出するために1次コイル13と2次コイル
14および15で構成し、相互インダクタンスの変化を
検知する磁界センサを使用したものである。図6は、本
発明装置の一部断面説明図である。コップ受台1はウレ
タンゴムの円形のシートで形成し取付面2とは円筒状の
基台9とOリング10とで固定されている。コップ受台
シートの下部には金属板3が貼着されている。金属板3
は透磁率の高い鉄板等を使用し、金属板3の下方に磁界
センサ4が固定されている。
【0013】コップ受台1にコップ7や給水による外力
が加えられると磁界センサ4は金属板3との間の変位量
を検出して、制御回路6によって重量に応じた電圧信号
を得る。あらかじめ設定されているコップ重量に応じた
基準電圧信号値と磁界センサ4から得られる電圧信号値
を比較し、コップ受台1上のコップの存在の有無を検出
して給水電磁弁5を開栓状態にして給水口8より給水開
始する。又、あらかじめ水量設定スイッチ11で設定さ
れた給水量の電圧信号値と磁界センサから得られる電圧
信号値の両者を制御回路6で比較して後者が前者と等し
くなったら給水電磁弁5を閉栓するものである。
【0014】図7は本発明装置の回路のブロック図であ
る。図の13,14および15は空芯又は鉄芯入りのコ
イルであり、1次側コイルに交流励磁電源12を接続し
2次コイル14および15で相互インダクタンスの変化
を検知する。2次コイル14および15は同じ巻数比で
与えられ、1次コイルに交流電圧が加えられると2個の
2次コイル14および15には等しい2次電圧E1,E2
が生じる。この2個の2次電圧E1,E2 を逆位相に加え
られるように直列に接続するとE1 =E2 であるなら
ば、出力電圧E0 は数1に示すようになる。
【0015】
【数1】
【0016】すなわち出力電圧E0 はE1 −E2 と差の
電圧が現れる。このコイルにコップ受台部に加えられる
外力によって金属板3が接近すると1次コイル13によ
り発生する磁束で金属板3にうず電流が生じ、磁束が変
化し、相互インダクタンスが変わる。このため、2次コ
イル14および15で生じる2次電圧はそれぞれ異なり
その差の電圧で検出することができる。この差の電圧は
ACアンプ16で増幅し、CPU20に取り込みやすい
ように検波17し、さらに変化分のみをDCアンプ18
で増幅しその出力をアナログデジタル変換器19によっ
てアナログデジタル変換してCPU処理するものであ
る。
【0017】給水量データおよびコップ重量は入出力装
置I/O21を介してメモリ22に書き込むことによっ
て容易に給水量の設定を行うことができる。あらかじめ
給水スイッチ23を押してコップに記憶したい水量をセ
ットし、記憶スイッチ24を押しながら再度給水スイッ
チ23を押すことで記憶が完了する。その後コップをコ
ップ受台1に載せることによって記憶された給水データ
が読み出され、前述のように磁界センサからの電圧信号
値と比較して入出力装置I/O21を介して電磁弁駆動
回路25を駆動して給水するものである。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よればコップの検出および給水量の検出を非接触の磁界
センサによって変位の変化を検出することにより可能に
したため機械的な接触部がなく信頼性の高い検出を行う
ことができる。又構造が簡単でかつ小型の装置を安価に
提供し得る。さらに磁界センサはごくわずかな変位の変
化を検出できるのでコップ受け部のフラット化を容易に
実現するだけでなく紙製のコップの検出も可能になるた
め感染防止に非常に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るコップ受台部と検出部を示
す概念図。
【図2】図2は本発明に係るコップ受台部と検出部を示
す概念図。
【図3】図3は本発明に係る構成要素である検出回路を
示す概念図。
【図4】図4は本発明に係る構成要素である検出回路を
示す概念図。
【図5】図5は本発明に係る構成要素である検出回路を
示す概念図。
【図6】図6は本発明装置の1実施例の一部断面説明
図。
【図7】図7は本発明装置の1実施例における制御回路
のブロック図。
【図8】図8は歪ゲージを使用した従来の自動コップ給
水装置の一部断面説明図。
【符号の説明】
1 コップ受台 2 取付面 3 金属板 4 磁界センサ 5 給水電磁弁 6 制御回路 7 コップ 8 給水口 9 基台 10 Oリング 11 水量設定スイッチ 12 交流励磁電源 13 1次コイル 14 2次コイル 15 2次コイル 16 ACアンプ 17 検波 18 DCアンプ 19 A/D変換器 20 CPU 21 I/O 22 メモリ 23 給水スイッチ 24 記憶スイッチ 25 電磁弁駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61C 17/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コップ受台上に載置されたコップを検知
    してコップ内に給水する歯科用自動コップ給水装置にお
    いて、金属にて構成する上下動自在なコップ受台部ある
    いは非金属のコップ受台部下面に固定された金属と、そ
    の下方にて非接触に配設された磁界センサと、コップ受
    台部が上下動することによる磁界の変化を前記磁界セン
    サが検知してその磁界の変化量によりコップの有無を検
    出し給水量の制御をする制御回路とを備えたことを特徴
    とする歯科用自動コップ給水装置。
  2. 【請求項2】 前記磁界センサが、1次コイルと2次コ
    イル及びその相互インダクタンスの変化を検出する検出
    部を備えたことを特徴とする請求項1記載の歯科用自動
    コップ給水装置。
  3. 【請求項3】 前記磁界センサに、高周波磁界を発生す
    る発振コイルを使用し、前記コップ受台下面の金属部に
    生じる渦電流による発振コイルのインピーダンス変化を
    検出する検出部を備えたことを特徴とする請求項1記載
    の歯科用自動コップ給水装置。
  4. 【請求項4】 コップ受台上に載置されたコップにタイ
    マー制御により一定時間給水する歯科用自動コップ給水
    装置の非金属製コップ受台下面に固定された金属と、そ
    の下方にて非接触に配設された磁界センサと、コップ受
    台部が上下動することにより変化する磁界の変化を前記
    磁界センサが検知しその磁界の変化量によりコップの載
    置を検出して自動的に給水する制御回路とを備えたこと
    を特徴とする請求項2又は3記載の歯科用自動コップ給
    水装置。
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