JP4954449B2 - 電池で作動するハンドピースとその充電装置の充電接点における電気化学腐食の防止 - Google Patents

Description

本発明は、特に、電気伝導性流体、例えば消毒液が存在する場所での、充電接点、特に電池で作動するハンドピース（handpiece）とその充電装置との充電接点における電気化学腐食の防止に関する。

数々の使用分野において、電池で作動するハンドピースおよびその充電ステーションを液体と接触させる必要があり、また、このような電池で作動するハンドピースおよびその充電ステーションの電気接点を液体から保護する必要、または接点を乾燥状態に保つ必要がある。このような電池で作動する装置のユーザマニュアルまたはラベルには、液体を避け、接点を乾燥状態に保つようにとの使用者への指示が記載されている。しかし、実際に使用する場合には、全ての状況においてこれらの指示が考慮または遵守されているわけではないことがわかっている。さらに、接点上の液体膜は、目で見えなくても形成されていることがあるため、これらの指示を遵守した場合にも形成されていることがある。例えば、電池で作動する装置およびその充電装置を湿った布で払拭した場合、数分後に流体または物質（agent）が蒸発したとしても、残っている液体膜によって弱い腐食が十分に生じ得る。これを長期間放置した場合、接点の腐食が進行して、接点の電気特性に悪影響が及ぶ。

一般的に使用されているプラグの接点とは異なり、電池で作動する電気装置の充電接点を、これらの装置と組み合わせて使用する密封カバー、または液体から充電接点を保護する手段によって保護することは実用的でない。むしろ、電池で作動する装置の充電ステーションへの配置、および充電動作は簡単且つ迅速でなければならないため、このような充電接点は開放され、容易にアクセス可能であることが実用的であり、望ましい。一般に、このような接点は、１個の構成要素、例えばハンドピース上に設けた金属製のエレメントによって実現され、また、ハウジングの表面上の何処かに配設されている。ハンドピースを充電ステーション内に配置した際は常に適切な電気接触を可能にするため、これ以外の構成要素、例えば充電ステーションは、金属製のピンまたはストリップ、あるいは充電ステーションのハウジングから突出したこれ以外の突起物を具備してもよい。そのため、装置と共に使用する流体が充電接点へ、特に接点を隔離しているハウジング範囲へ流れる可能性がある。さらに、これらの流体が電気伝導性流体である場合には、接点間に電流が流れる可能性もある。腐食した接点は接点の抵抗を増加させる。接点において電力が大幅に低下し、接点が加熱される。抵抗が増加することで適切な充電手順に影響が生じ、その結果、電池の再充電が完全に妨害されてしまう。

このような流体の存在は、特に電気医療装置、例えば歯科治療用ライトについては非常に一般的なものであるが、これは、こうした装置を洗浄液または消毒液で極頻繁に洗浄・消毒するためである。

したがって、本発明の目的は、電気接点、特に、電池で作動するハンドピースおよびその充電装置の電気接点の電気化学腐食を防止することである。この目的は、請求項の特徴によって達成される。

１つの態様において、本発明は、電池の第１接点と接続可能な第１充電接点と、前記第１充電接点から該電池内へ充電電流を流すが、この逆方向への電流の流れを防止する手段とを有する電池で作動するハンドピースを提供する。

電池を有する装置、すなわち電池で作動するハンドピースが充電装置内に配置されていない場合でも、ハンドピースを、例えば消毒液処理すれば電気機械腐食が生じ得る。このような物質によって、充電接点間に広範囲にわたる流体膜が多かれ少なかれ生じてしまう。接点には電池電圧がかかっているため、流体膜を通じて電流が流れる。一定の時間が経過すると、この電流によって、接点の金属表面に腐食が生じる。第１充電接点から電池内へ充電電流を流すことを可能にするが、逆方向への電流の流れを禁ずる手段が、該第１充電接点と電池の間に挿入される。該第１充電接点から該電池内への充電電流の流れを許容するが、反対方向への電流の流れを禁ずるこの手段は、半導体ダイオードであることが好ましい。充電接点間に流体が存在する場合には、このダイオードは、充電電流が充電装置から充電接点を介して電池へ流れるようにするが、反対方向への電流の流れは全て禁じるように位置を合わせて配置される。

電池で作動するハンドピースはさらに、電池の第２接点と接触可能な第２充電接点を具備している。

或る好ましい実施形態では、電池で作動するハンドピースは、第１充電接点と第２充電接点の間の電位電解電流（potential electrolytic current flow）経路内に配置された感知接点を有する。電池で作動するハンドピースの充電接点流体間に流体が存在する場合には、電池にかけての電流回路が閉鎖され、２個の充電接点間に電解電流の流れが生じる。追加の感知接点を設けて、このような電解電流の流れを感知する。感知接点がこのような電解電流の流れを検出した場合、ハンドピースの使用者に警告信号を提供することができる。追加の感知接点により、電解電流の流れの検出にさらなる安全特徴が追加される。

さらに、電池で作動するハンドピースは、磁気によって作動可能なスイッチと協働する磁気手段を有しており、このスイッチは、ハンドピースが充電装置と電機接続した後に充電動作を開始させる目的で充電装置に設けられている。

この磁気手段は、ハンドピースのハウジング付近に配置した磁石であることが好ましい。充電動作を開始するためにハンドピースを充電装置内に挿入すると、この磁石が、充電装置に設けた磁気的に作動可能なスイッチと協働してスイッチを作動させ、充電動作を開始する。

本発明の別の態様によれば、電池で作動するハンドピース用の充電装置が提供される。この充電装置は、該ハンドピースの有無を検出するための検出装置と、該ハンドピースの有無の検出に従って充電電圧のオン／オフを切り替えるスイッチとを具備している。

一般に、電池で作動するハンドピースを充電装置内に挿入していない場合にも、充電装置の接点に電圧がかかっている。充電装置の充電ピン間に形成された流体膜によって電流が発生し、その結果、腐食が生じる。腐食を防止するには、ハンドピースを充電装置に配置していない際には、常に充電装置の充電ピンから充電電圧を切る。

機械スイッチ、光学および電気機械スイッチ、電気光学スイッチ、または磁気スイッチ手段（例えば、磁気スイッチ、センサまたはスイッチ）を使用することが好ましい。例えば、ハンドピースが磁気手段（例えば磁石）を具備する場合、充電装置が、ハンドピースの磁場に反応した動作が可能な磁気により作動できるスイッチを有する磁気センサを設けている。より好ましくは、磁気作動が可能なスイッチは、ハンドピースを充電装置内に配置すると同時に、充電装置の充電ピンへの電圧回路を閉じるリードスイッチ（Reed switch）である。

さらに好ましくは、充電装置は第１充電ピン、第２充電ピンを具備している。該ハンドピースが充電装置内に配置されている場合、スイッチにより、該充電ピンに充電電圧が印加される。

またさらに好ましくは、充電装置は、第１充電ピンと第２充電ピンの間に流れる電位電解電流の経路内に感知ピンを設けている。この感知ピンは、第１充電ピンと第２充電ピンの間の電位電解電流の流れを検出する。

或る好ましい実施形態では、電池で作動するハンドピース用の充電装置は、第１充電ピンと、第２充電ピンと、該第１、第２充電ピン間に流れる電位電解電流の経路内に配置された感知ピンとを具備している。この感知ピンは、該第１、第２充電ピンの間に流れる電解電流を検出する。

充電装置の充電ピンの間に流体膜が形成されている場合、現在充電電流が流れている充電ピン間に、後に電圧が印加されることになるため、結果的に腐食が生じる。追加のピン、すなわち感知ピンが、充電装置のプラス充電ピンとマイナス充電ピンの間に配置されている。充電ピン間に電解電流が流れている場合、追加の感知ピンにおいて一定の電圧降下が生じる。実充電電流のスイッチを入れる前に、十分に高いインピーダンスを有する感知電圧をピンに印加することが好ましい。追加の感知ピンに液体膜、およびその結果電圧が存在する場合には、充電装置の充電回路は充電電流のスイッチをオンにしない。この場合、警告信号が使用者に対して提供されることが好ましいが、この警告信号は、例えば、ピン間に液体が残っており、これを乾いた布等で払拭する必要がある旨を使用者に対して示す音声および／または光信号である。

さらに、或る好ましい実施形態によれば、充電装置の感知ピンは、ハンドピースの充電接点の間に設けられた追加の感知接点と接触していることが好ましい。この手段により、充電装置の充電ピン間に流れる電解電流の検出が可能なだけでなく、ハンドピースの充電接点間に流れる電解電流の検出が可能である。そのため、充電装置は、充電装置上、およびハンドピース上に形成された液体膜を検出することができる。

充電装置は、充電装置の感知ピンと接続した電子スイッチを具備していることがより好ましい。電子スイッチは、充電装置の感知ピンにて検出された電圧信号に反応し、感知ピンが電解電流の流れを感知した場合には、第１、第２充電ピンに印加された充電電圧を切る。

さらに別の態様においては、本発明は、電池で作動するハンドピースを、充電装置と組み合わせて提供する。

本発明の腐食防止手段は、多量の例えば消毒液を使用している場合でも、電池の適切な充電を行う組み立て品全体の故障のない動作を保証する。本発明による腐食防止を有する装置は使用者にとって使い易い。
次に、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

図１に示す、好ましい電池で作動するハンドピース１０は、電池１と２個の充電接点２，３とを具備している。第１充電接点と電池の間にはダイオード５が配設されており、これにより電流が充電接点から電池へ流れることを許容し、その反対方向への流れが防止される。

電池で作動するハンドピース１０のハウジング７に非常に近接した場所に、磁石６が設けられている。この磁石は、充電ステーション２０のハウジング２５の付近に配置したリードスイッチ２４と協働する。充電ステーション２０のリードスイッチ２４とハンドピース１０の磁石７は、ハンドピースを充電ステーション２０内に配置した場合に互いに近接するよう各々のハウジング内に配設されているため、磁石６の磁場によってリードスイッチ２４に反応を生じさせることができる。磁石をリードスイッチ２４に近接させるとスイッチが閉じ、充電回路、すなわち充電電圧が充電ステーション２０の充電ピン２１、２１に印加される。

充電ステーション２０はこれに加えて、充電ステーション２０の充電ピン２１、２２の間に配置された追加の感知ピン２３を具備している。感知ピン２３はさらに、抵抗器２７を介して、充電ステーションの充電回路２６および制御回路２８とも接続しているため、充電電圧を印加する前に、インピーダンスが十分に高い感知電圧を感知ピン２３に印加することが可能である。制御回路２８が電子スイッチ２９を制御する。感知ピン２３が充電ピン２１、２２間に流れる電解電流を検出すると、制御回路２８が、電子スイッチ２９に、充電回路を閉じないようにさせるか、あるいは、既に閉鎖している場合には充電回路を開かせる。

電池で作動するハンドピース１０はさらに、追加の感知接点４を有している。この電池で作動するハンドピース１０の追加の感知接点４は、充電接点２、３の間の電位電解電流の流れ経路内に配置されている。ハンドピース１０を充電ステーション２０内に配置すると、まずハンドピース１０の追加の感知接点４が充電ステーション２０の感知ピン２３と接触して、充電ステーション２０の感知ピン２３がハンドピースの充電接点間に流れる電流を全て検出し、次に、電子スイッチ２９の手段によって、信号が回路制御し、充電回路が遮断される。

本発明による、電池で作動するハンドピースおよび充電装置／充電ステーションを示す概略図である。

符号の説明

２ 充電接点
３ 充電接点
５ ダイオード
６ 磁石
７ ハウジング
１０ ハンドピース
２０ 充電ステーション
２１ 充電ピン
２２ 充電ピン
２３ 感知ピン
２４ リードスイッチ
２５ ハウジング
２６ 充電回路
２７ 抵抗器
２８ 制御回路
２９ 電子スイッチ

Claims (6)

1. （ａ）ハウジング、
   （ｂ）ハウジング内の電池と接続し、ハウジングの表面上に配設された、第１充電接点と第２充電接点２、および
   （ｃ）ハウジング上の流体膜を通じて、第１充電接点と第２充電接点との間を流れる電解電流を感知するハウジング上の感知接点、
   を有する、電池で作動するハンドピース。
2. 電池で作動するハンドピースが歯科治療用ライトである、請求項１に記載のハンドピース。
3. （Ａ）ハウジング、
   （Ｂ）ハンドピースの第１充電接点と接触するハウジング上の第１充電ピンと、ハンドピースの第２充電接点と接触するハウジング上の第２充電ピン、および、
   （Ｃ）（ｉ）ハウジング上の流体膜を通じて、第１充電ピンと第２充電ピンとの間を流れる電解電流、および、（ｉｉ）ハンドピースの感知接点によって感知され、ハンドピースのハウジング上の流体膜を通じて流れる電解電流、の少なくとも１つを感知するハウジングの上の感知ピン、
   を有する、電池で作動するハンドピース用の充電装置。
4. 電池で作動するハンドピースが歯科治療用ライトである、請求項３に記載の充電装置。
5. （ａ）ハウジング、
   （ｂ）ハウジング内の電池と接続し、ハウジングの表面上に配設された、第１充電接点と第２充電接点２、および
   （ｃ）ハウジング上の流体膜を通じて、第１充電接点と第２充電接点との間を流れる電解電流を感知するハウジング上の感知接点、
   を有する、電池で作動するハンドピース、ならびに、
   （Ａ）ハウジング、
   （Ｂ）ハンドピースの第１充電接点と接触するハウジング上の第１充電ピンと、ハンドピースの第２充電接点と接触するハウジング上の第２充電ピン、および、
   （Ｃ）（ｉ）ハウジング上の流体膜を通じて、第１充電ピンと第２充電ピンとの間を流れる電解電流、および、（ｉｉ）ハンドピースの感知接点によって感知され、ハンドピースのハウジング上の流体膜を通じて流れる電解電流、の少なくとも１つを感知するハウジングの上の感知ピン、
   を有する、電池で作動するハンドピース用の充電装置と、
   を有する、装置。
6. 電池で作動するハンドピースが歯科治療用ライトである、請求項５に記載の装置。

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