JP3479649B2 - 歯科用コップ給水の自動制御方法 - Google Patents

歯科用コップ給水の自動制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、歯科治療用コップ給水
を自動制御する歯科用コップ給水の自動制御方法に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】従来、この種の歯科治療用コップの給水
を自動制御する装置は実公昭56−4006号公報記載
の発明において既知であり、コップ検出及び給水量検出
はコップ受皿を回転させることによってコイルスプリン
グ等のたわみ量を変化させ、コップ重量や給水重量とつ
りあった位置に於いて有接点又は無接点スイッチをO
N,OFFして給水電磁弁の制御を行っていた。 【0003】また、コップ置台下部に歪ゲージ等の検出
器を使用して給水量を検出するものも考案されている
が、コップの有無を判断させるためにはわずかな歪量を
検出しなければならないため、軽量コップの検出が難し
く外部に透過センサー又は反射センサーを取付けてコッ
プの有無を判断しなければならなかった。また、こぼれ
た水を受ける受け皿面とコップを載せるコップ置台部と
は、コップ置台部の重量変化を正確にひろうためにお互
いに干渉しないように分離された段差構造にしなければ
ならなかった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のコ
ップ給水装置に於いては次に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、スプリングたわ
みストロークを大きく取る必要があり大型化する欠点が
あった。また、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ていた。 【0005】また、歪ゲージ等の検出器を使用するもの
では、コップの有無の検出のために別センサーを取り付
けなければならないため、特別な機構を付ける必要があ
り、防水加工等の処理も必要で故障等の発生しやすい構
造になっていた。 【0006】いずれも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、従来の構成では対
応が困難であった。 【0007】本発明は,従来のような欠点を解決するた
めになされたもので、衛生面を考えて表面がフラットな
歯科用自動コップ給水制御装置を提供することのできる
歯科用コップ給水の自動制御方法の開発を目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段および作用】本発明は、ス
トレインゲージ、差動トランス及び静電容量の検出部材
によって変位量又は歪量を連続検出し、歯科治療用のコ
ップ給水を自動的に制御する歯科用コップ給水の自動制
御方法に於いて、検出部材の上部に設置されるコップ置
台の重量、外乱振動、構成部品の温度変化等によるゼロ
点移動を自動的にキャンセルするために変位量又は歪量
の時間的変化量を監視するとともに、その変化量の平均
値がゼロの時のコップ置台の検出重量をゼロに校正し、
かつ変化量の時間的変化量がパルス状に変化したことを
検出して、給水を開始し、その変化量が一定の場合には
給水を続け、一定で無い場合には、給水を停止すること
を特徴とする。 【0009】 【実施の形態】以下図を参照して本発明の実施の形態を
説明する。 【0010】(実施の形態1) この実施の形態においては、図1に示すように、給水量
を検出するために4個のストレインゲージ22を使用
し、これらストレインゲージによりホイーストンブリッ
ジ1を構成し、これらストレインゲージに外力(重量)
によって生ずる歪量、即ち、変位量を増幅器2によって
電気的に増幅し、その出力をアナログ−デジタル変換器
(A/D変換器)3によってアナログ−デジタル変換
し、その出力を1/0装置4およびCPU5を介してメ
モリー6に記憶する。このメモリー6にはバックアップ
回路11を設ける。また、この1/0装置4には給水電
磁弁12を駆動する給水弁駆動回路7および給水量を設
定するための給水スイッチ10および給水設定の入力回
路8をも設ける。更に、ストレインゲージ22により成
るホーイストンブリッジ1には直流電圧源13から給電
を行う。 【0011】本実施の形態によれば、コップの給水量デ
ータおよびコップの重量データをメモリ6(RAM)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。まず、空のコップを載せメモリースイッチ10
を押しながら給水スイッチ9を押すことによってコップ
重量が記憶される。次にスイッチ9を押してコップに記
憶したい水量をセットし、メモリースイッチ10を押し
ながら給水スイッチ9を押すことによって給水データは
記憶され、その後コップを載せることによって記憶され
た給水データが読出され、これによりセットされた水量
を給水することができる。 【0012】次に、本発明の実施に使用する歯科用自動
コップ給水制御装置のストレインゲージ22を取り付け
る支持装置およびコップの受け皿の一構成を以下に示
す。 【0013】図2および図3に示すように、ストレイン
ゲージ22が貼られた梁(ビーム)21は十字形に構成
しており、端部21aがリング状につながっている。さ
らにその中心には孔が設けてあり、突起23が装着され
ている。基台24は筒状部材であり、内面上方にストッ
パー25、カラー26、梁21、カラー27が挿入固着
されている。こうして十字形両端固定梁が弾性を有する
薄板材により一体に構成される。28はコップ受けシー
ト29を装着するための部材で、中心が円く抜けており
基台に固着されている。コップ受けシート29は縦弾性
率が小さく、耐候、耐薬性を考慮した材質となってお
り、中央裏面に突設した突起29aと梁21の突起23
を介してコップの荷重および給水量による荷重が直接梁
21にかかるように配慮されている。30はOリングで
本装置を取り付けるためのもので、コップ受けシート2
9と取り付け面33との隙間から侵入する水をここでく
い止める働きをする。31はプリント基板、32はこの
基板を取り付けるネジである。 【0014】従って、この実施の形態のようにコップ受
けシート29にコップ20を載せていない状態では梁2
1は平らな状態で僅かな歪が生じる程度であるが、コッ
プ20を載せた場合には一時的にパルス状の歪が生じ、
給水によってさらに歪は増大する。 【0015】本実施の形態は上記のようにコップ載せ動
作によって発生するパルス信号によって給水を開始し、
給水に伴う梁の歪により自動的にコップ給水を行うもの
であり、ストレインゲージ22を用いてこれを電気的変
化に置換して前述の制御を行うものである。 【0016】 なお、本実施の形態ではストレインゲー
ジ22を4枚使用してブリッジ回路1を構成している
が、これは一枚以上あれば良く、増幅率、温度補償等を
考慮して決めれば良い。また、梁の形状も実施例のよう
に十字形固定梁だけでなく、一文字形両端固定梁や、片
持梁さらには鼓のようにな円盤状とすることもできる。
本実施例はストレインゲージについて述べたが、他の検
出センサ、差動トランス、静電容量の場合も同様であ
る。 【0017】以下、以上の構成から成る本発明の実施に
使用する自動コップ給水装置の作用について説明する。
図4および図5はコップ置台下部検出部材の変位量及び
変位の時間的変化量の時間的推移をグラフに示したもの
である。コップ置台にコップの置かれるショックが無い
場合では変化量の時間的変化量(43)の平均値がゼロ
となる。又、僅かな外乱振動等がある場合でもその平均
値はゼロである。この時A/D変換器データ値(36)
をメモリーに校正値として保存しておいて給水装置の検
出重量をゼロに設定する。コップ置台部にコップ等によ
るショックが無い時は常に給水装置の検出重量はゼロに
校正される。 【0018】コップ給水装置の検出重量は直接CPUに
取り込まれているA/D変換器3のデータから保存され
た校正値データ(36)を減算することによって得られ
る。コップが置かれると変位量は(37)のように変化
する。この時、変位の時間的変化量は(44)のように
急激に変化し、このピークを検出して給水を開始する。 【0019】給水が開始されるとコップがあれば変位量
は(38)のように直線的に上昇変化する。又、時間的
変化量は(45)のように一定となる。コップが無く、
単なるノイズ(ショック等)の場合ではコップが無く水
が溜まらないので変位量は直線的に上昇変化せず時間的
変化量は一定にならない。この場合は直ちに給水を停止
する。 【0020】給水量は、検出重量(38)で示される変
位量からメモリーに保存されている校正値データ(3
6)を引いた値となる。この値からコップ重量を差し引
いた値が現在の給水データとなる。ここでコップの給水
量を自動的に制御するにあたり、あらかじめメモリに記
憶されている設定された給水量データ値と常時比較して
等しくなったところで給水を停止するものである。この
時変位量は(39)のように一定になるが給水されたコ
ップを取り除くことによって初期状態(36)と同じ状
態(40)に戻り、変位の時間的変化量は初期状態(4
3)と同じ状態(46)に戻る。この時、コップ給水装
置の検出重量はゼロに校正される。 【0021】尚、コップ給水量データ及びコップの重量
データはあらかじめ給水設定入力(8)等を使ってメモ
リ(6)に書き込むことによって容易に設定を行うこと
ができる。 【0022】 本発明では、コップ給水装置の検出重量
を常にゼロに校正する。よってコップ置台下部の検出部
材に最初から重量が加わってていもその重量は、キャン
セルされるため、コップ置台部の材質をたわみの発生す
る材質で構成し、その面で発生する変位量又は歪量を検
出することが可能である。よってコップ置台部とこぼれ
た水を受ける取り付け面とに段差をつけることなく、フ
ラットな同一平面で取り付けることが可能で、その際最
初から検出部材に加わるコップ置台下部の重量や取り付
け台から発生する張力は無視される。 【0023】尚、本発明の制御はコンピュータで容易に
できるため、歯科用ユニット等に用いられている他のC
PU制御の一部の1/0やメモリーを使用することで実
現できるので低コストで信頼性が高い。 【0024】 【発明の効果】本発明によれば、コップ置台部に最初か
ら負荷がかかった構造であっても、常にその重量はキャ
ンセルされるため、表面がフラットなコップ給水装置の
製作が実現できる。又、コップを検出するための特別な
機構が無いため給水口の周囲に出っ張りが無く、清掃し
やすい衛生的なコップ給水装置が実現できる。コップ重
量の設定が容易にできるため、どんな重量のコップであ
っても正確な給水量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】歯科用自動コップ給水制御方式の一例を示すブ
ロック図である。 【図2】歯科用自動コップ給水制御装置の構成を示す断
面図である。 【図3】歯科用自動コップ給水制御装置のコップ受けシ
ートを外した平面図である。 【図4】コップ置台下部検出部材の変位量及び変位の時
間的変化量の時間的推移を示す説明図である。 【図5】コップ置台下部検出部材の変位量及び変位の時
間的変化量の時間的推移を示す説明図である。 【符号の説明】 1 ホイーストンブリッジ 2 増幅器 3 A/D変換器 4 1/0装置 5 CPU 6 メモリー 7 給水弁駆動回路 8 給水設定回路 9 給水スイッチ 10 メモリースイッチ 11 バックアップ回路 12 給水電磁弁 13 直流電圧源 20 コップ 22 ストレインゲージ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ストレインゲージ、差動トランス及び静
    電容量の検出部材によって変位量又は歪量を連続検出
    し、歯科治療用のコップ給水を自動的に制御する歯科用
    コップ給水の自動制御方法に於いて、検出部材の上部に
    設置されるコップ置台の重量、外乱振動、構成部品の温
    度変化等によるゼロ点移動を自動的にキャンセルするた
    めに変位量又は歪量の時間的変化量を監視するととも
    に、その変化量の平均値がゼロの時のコップ置台の検出
    重量をゼロに校正し、かつ変化量の時間的変化量がパル
    ス状に変化したことを検出して、給水を開始し、その変
    化量が一定の場合には給水を続け、一定で無い場合に
    は、給水を停止することを特徴とする歯科用コップ給水
    の自動制御方法。
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