JPH0738861B2 - 歯科用ハンドピースの回転速度制御装置 - Google Patents
歯科用ハンドピースの回転速度制御装置Info
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- JPH0738861B2 JPH0738861B2 JP20775089A JP20775089A JPH0738861B2 JP H0738861 B2 JPH0738861 B2 JP H0738861B2 JP 20775089 A JP20775089 A JP 20775089A JP 20775089 A JP20775089 A JP 20775089A JP H0738861 B2 JPH0738861 B2 JP H0738861B2
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- valve
- handpiece
- dental handpiece
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歯科用ハンドピースの回転速度制御装置に関す
るものである。
るものである。
従来、歯科用ハンドピースの回転速度は、手動又は足踏
みにより機械的に空気弁の開度を調節していた。又最近
では、モーター駆動方式による供給空気量調整方式（例
えば特公昭60−10724号公報参照）や電磁コイルによる
供給空気量調整方式（例えば実公昭62−14818号公報参
照）等が報告されている。
みにより機械的に空気弁の開度を調節していた。又最近
では、モーター駆動方式による供給空気量調整方式（例
えば特公昭60−10724号公報参照）や電磁コイルによる
供給空気量調整方式（例えば実公昭62−14818号公報参
照）等が報告されている。
従来方法の手動、足踏みでは空気弁を直接調整していた
ため、空気配管を必要とし、弁の操作性が悪いため、強
い力を要し、その上最も重要な弁操作と空気量（圧）と
の直線性が悪い等の問題点があった。
ため、空気配管を必要とし、弁の操作性が悪いため、強
い力を要し、その上最も重要な弁操作と空気量（圧）と
の直線性が悪い等の問題点があった。
又最近報告されているモーター駆動方式による供給空気
調整方式（特公昭60−10724号公報参照）及び電磁コイ
ルによる供給空気調整方式（実公昭62−14818号公報参
照）についてはいずれの方式もニードル弁によるハンド
ピースによる流量制御方式であり、ハンドピースへの供
給圧力が変動し、安定したハンドピースの回転速度が得
られないという問題点があった。又、前者のモーター駆
動方式は応答性が悪く、その上回転運動をニードル弁駆
動の直線運動に変えるため、バックラッシュ等によるデ
ッドゾンが生じ、微調整が難しいなどの欠点があった。
調整方式（特公昭60−10724号公報参照）及び電磁コイ
ルによる供給空気調整方式（実公昭62−14818号公報参
照）についてはいずれの方式もニードル弁によるハンド
ピースによる流量制御方式であり、ハンドピースへの供
給圧力が変動し、安定したハンドピースの回転速度が得
られないという問題点があった。又、前者のモーター駆
動方式は応答性が悪く、その上回転運動をニードル弁駆
動の直線運動に変えるため、バックラッシュ等によるデ
ッドゾンが生じ、微調整が難しいなどの欠点があった。
後者の電磁コイルにニードル弁を制御する方式は弁の開
度を電気信号に応じて電磁コイルによって定位置に保持
するため、ハンドピース側に圧力変化が起こっても全く
関係なく、例えばハンドピース側の抵抗が増加し、回転
が停止する状態になっても、圧力は増加し、限りなく元
圧に近づいていくことになり、このことは抵抗が無くな
ると同時に高速回転する可能性があり危険性がある。
度を電気信号に応じて電磁コイルによって定位置に保持
するため、ハンドピース側に圧力変化が起こっても全く
関係なく、例えばハンドピース側の抵抗が増加し、回転
が停止する状態になっても、圧力は増加し、限りなく元
圧に近づいていくことになり、このことは抵抗が無くな
ると同時に高速回転する可能性があり危険性がある。
本発明は前述の諸問題を解決するためになされたもので
あり、圧縮空気源とハンドピース間の管路に比例電磁式
制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）を設け、電気信号
によって励磁された電磁コイルの位置に対応した制御圧
とハンドピースへの供給圧とがバランスするように内弁
の位置を自動平衡させ、常時ハンドピースに一定の圧力
が供給されるようになっており、そのため電気信号と供
給圧力の関係はリニアーに保たれ、精度の高い速度制御
が可能となるものである。
あり、圧縮空気源とハンドピース間の管路に比例電磁式
制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）を設け、電気信号
によって励磁された電磁コイルの位置に対応した制御圧
とハンドピースへの供給圧とがバランスするように内弁
の位置を自動平衡させ、常時ハンドピースに一定の圧力
が供給されるようになっており、そのため電気信号と供
給圧力の関係はリニアーに保たれ、精度の高い速度制御
が可能となるものである。
上記の目的を達するために、本発明においてはリリーフ
スプリングとフラッパーを一体とし、フラッパーのヨー
ク部にコイルを装着して可動部とした。固定部は内側と
外側に永久磁石を装着し、可動位置の高精度安定化を計
った。フラッパーとノズルの間隔、排気オリフィスの関
係によって、応答性をあげると同時に、ピストンとリリ
ーフアシスタントスプリングの内弁との関係によって前
記フラッパー部の制御圧とハンドピース供給圧とが自動
的に平衡し、常時一定圧が保たれるようにした。
スプリングとフラッパーを一体とし、フラッパーのヨー
ク部にコイルを装着して可動部とした。固定部は内側と
外側に永久磁石を装着し、可動位置の高精度安定化を計
った。フラッパーとノズルの間隔、排気オリフィスの関
係によって、応答性をあげると同時に、ピストンとリリ
ーフアシスタントスプリングの内弁との関係によって前
記フラッパー部の制御圧とハンドピース供給圧とが自動
的に平衡し、常時一定圧が保たれるようにした。
更に、高速から低速への急激な回転数変化への対応とし
て供給圧をハンドピースの排気のみでなく、内弁上部を
介して、流路外に排気口からも排気するようになってお
り、その為、すみやかに設定圧に到達する構造となって
いる。
て供給圧をハンドピースの排気のみでなく、内弁上部を
介して、流路外に排気口からも排気するようになってお
り、その為、すみやかに設定圧に到達する構造となって
いる。
上記のような構成により、電気信号に対応した位置に電
磁コイルを励磁し、制御圧とハンドピースへの供給圧と
が常に自己平衡するようにピストンを制御し、そのピス
トンに連設した内弁を作動せしめることによってハンド
ピースへの供給圧を一定にするものである。
磁コイルを励磁し、制御圧とハンドピースへの供給圧と
が常に自己平衡するようにピストンを制御し、そのピス
トンに連設した内弁を作動せしめることによってハンド
ピースへの供給圧を一定にするものである。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
第１図は本発明の一実施例を示す概要図である。
図において１は圧縮空気源で、この圧縮空気源から給気
管路を介し元コック２、フィルタ３、比例電磁式制御弁
（比例電磁式リリーフ減圧弁）５への供給圧を一定に保
つレギュレータ４、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリ
ーフ減圧弁）５と接続され電気信号により制御された圧
縮空気が歯科用ハンドピース６へ供給される。電気信号
はポテンショメータ８による速度設定値を制御回路７で
読み取り制御し、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリー
フ減圧弁）５へ供給される。
管路を介し元コック２、フィルタ３、比例電磁式制御弁
（比例電磁式リリーフ減圧弁）５への供給圧を一定に保
つレギュレータ４、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリ
ーフ減圧弁）５と接続され電気信号により制御された圧
縮空気が歯科用ハンドピース６へ供給される。電気信号
はポテンショメータ８による速度設定値を制御回路７で
読み取り制御し、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリー
フ減圧弁）５へ供給される。
第２図は本発明装置に用いられる比例電磁式制御弁（比
例電磁式リリーフ減圧弁）の一実施例を示す断面図であ
る。
例電磁式リリーフ減圧弁）の一実施例を示す断面図であ
る。
図において圧縮空気源９は比例電磁式制御弁（比例電磁
式リリーフ減圧弁）入口10に接続され、１次圧流入路32
と内弁13側へ分岐される。１次圧流入路32より流入した
圧縮空気はノズル30より排気口22を介して排気される。
この時前記電気信号をコイル27に供給すると電気信号は
電磁力に変換され、この電磁力とリーフスプリング29の
スプリング力が均衡した位置までフラッパー28は下降す
る。フラッパー28が下降することによりノズル30よりの
圧縮空気の排気量が制限されるのでPIN31の圧力が増加
し、この圧力とリリーフアシストスプリング16のスプリ
ング力が均衡する位置までピストン20が下降する。
式リリーフ減圧弁）入口10に接続され、１次圧流入路32
と内弁13側へ分岐される。１次圧流入路32より流入した
圧縮空気はノズル30より排気口22を介して排気される。
この時前記電気信号をコイル27に供給すると電気信号は
電磁力に変換され、この電磁力とリーフスプリング29の
スプリング力が均衡した位置までフラッパー28は下降す
る。フラッパー28が下降することによりノズル30よりの
圧縮空気の排気量が制限されるのでPIN31の圧力が増加
し、この圧力とリリーフアシストスプリング16のスプリ
ング力が均衡する位置までピストン20が下降する。
更に、このピストン20の下降により内弁13も押下げられ
る。このことにより、内弁13にて閉鎖されていた圧縮空
気は、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁の
POUT15に供給される。
る。このことにより、内弁13にて閉鎖されていた圧縮空
気は、比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁の
POUT15に供給される。
ここで、POUT15へ圧縮空気が供給されたことにより、ピ
ストン20は、押し上げられPIN31とPOUT15の圧力にリリ
ーフアシストスプリングを加えた力が均衡した位置で停
止し内弁13も一定の開度を維持する。
ストン20は、押し上げられPIN31とPOUT15の圧力にリリ
ーフアシストスプリングを加えた力が均衡した位置で停
止し内弁13も一定の開度を維持する。
次POUT15の圧力が何らかの理由で低下したとするとピス
トン20はPIN31の圧力とPOUT15の圧力にリリーフアシス
トスプリングのスプリング力を加えた力が均衡した位置
まで下降し内弁13の開度が増す、これによりPOUT15の圧
力が増加する方向に作用し、圧力は一定に保たれる。
トン20はPIN31の圧力とPOUT15の圧力にリリーフアシス
トスプリングのスプリング力を加えた力が均衡した位置
まで下降し内弁13の開度が増す、これによりPOUT15の圧
力が増加する方向に作用し、圧力は一定に保たれる。
POUT15の圧力の増加についても上述と反対の作用にて圧
力は一定に保たれる。
力は一定に保たれる。
このように比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧
弁）は、圧力を一定に保つように作用し、ハンドピース
40には一定の空気圧が供給される。
弁）は、圧力を一定に保つように作用し、ハンドピース
40には一定の空気圧が供給される。
以上比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）の
動作について説明したが、以下、実際の臨床上の作用に
ついて記述する。今ある設定において回転しているハン
ドピースの回転体に歯科切削の負荷が加えられると、回
転体の速度が低下し、回転体の駆動用空気の流量が制限
され、このことによりハンドピースへの供給圧が増加す
る。この時、従来の流量調整弁方式の場合、供給圧力の
コントロールはされないため負荷が増加するにしたがい
圧力が増加し、さらに負荷増加による回転体の停止状態
においては、流量調整弁への供給圧、すなわち元圧がそ
のまま、ハンドピースへ供給される。
動作について説明したが、以下、実際の臨床上の作用に
ついて記述する。今ある設定において回転しているハン
ドピースの回転体に歯科切削の負荷が加えられると、回
転体の速度が低下し、回転体の駆動用空気の流量が制限
され、このことによりハンドピースへの供給圧が増加す
る。この時、従来の流量調整弁方式の場合、供給圧力の
コントロールはされないため負荷が増加するにしたがい
圧力が増加し、さらに負荷増加による回転体の停止状態
においては、流量調整弁への供給圧、すなわち元圧がそ
のまま、ハンドピースへ供給される。
この状態で負荷が解除されると、回転体は一瞬元圧に比
例した高速回転した後、設定回転にて回転する。
例した高速回転した後、設定回転にて回転する。
このように術者の予期せぬ高速回転が発生することは、
きわめて危険である。
きわめて危険である。
これに対し、本発明においては前述の通り空気圧をコン
トロールするので、たとえ負荷により回転体が停止状態
にいたらしめられたとしても、設定圧力以上の空気圧は
供給されないので負荷解除後も、所定の回転数以上、上
昇せず、すみやかに安定した回転が得られる。
トロールするので、たとえ負荷により回転体が停止状態
にいたらしめられたとしても、設定圧力以上の空気圧は
供給されないので負荷解除後も、所定の回転数以上、上
昇せず、すみやかに安定した回転が得られる。
次に、低速回転から高速回転、高速回転から低速回転へ
変化させた場合の回転数の応答性について記述する。
変化させた場合の回転数の応答性について記述する。
従来の流量調整弁方式において設定回転数を低速から高
速、高速から低速へと急激に変化した場合、供給空気の
逃げはハンドピースからの排気しかなく応答性が悪いと
いう欠点があった。これに対し、本発明においては供給
圧の逃げはハンドピースからの排気だけでなく、比例電
磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）内の排気口17
からも排気コントロールしているのですみやかに設定圧
に到達する。
速、高速から低速へと急激に変化した場合、供給空気の
逃げはハンドピースからの排気しかなく応答性が悪いと
いう欠点があった。これに対し、本発明においては供給
圧の逃げはハンドピースからの排気だけでなく、比例電
磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）内の排気口17
からも排気コントロールしているのですみやかに設定圧
に到達する。
以上のように前記比例電磁式制御弁（比例電磁式リリー
フ減圧弁）の自己平衡作用により圧力が一定にコントロ
ールされ、臨床上きわめて有効な効果が得られる。
フ減圧弁）の自己平衡作用により圧力が一定にコントロ
ールされ、臨床上きわめて有効な効果が得られる。
第３図は、本発明制御装置に介装された比例電磁式制御
弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）の駆動に用いられる電
空回路の一実施例を示す回路図である。
弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）の駆動に用いられる電
空回路の一実施例を示す回路図である。
図において歯科用ハンドピースの所望の速度を決定する
ポテンショメータ33はハンドピース速度の最大値を限定
するボリューム34を介し、速度設定信号VINとしてオペ
アンプ35に接続される。オペアンプ35はボルテージフォ
ロア回路を構成しており、帰還用抵抗39を介してVIN＝V
OUTを維持する。
ポテンショメータ33はハンドピース速度の最大値を限定
するボリューム34を介し、速度設定信号VINとしてオペ
アンプ35に接続される。オペアンプ35はボルテージフォ
ロア回路を構成しており、帰還用抵抗39を介してVIN＝V
OUTを維持する。
比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁）は、こ
の電気信号VOUTの供給を受け一定圧力を出力し、これを
受けハンドピースは所望の速度を維持回転する。
の電気信号VOUTの供給を受け一定圧力を出力し、これを
受けハンドピースは所望の速度を維持回転する。
以上の説明からも理解できるように、本発明の装置に介
装された比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁
は電気信号の変化により歯科用ハンドピース駆動用空気
圧を制御するので、従来の機械的に弁の開閉を操作する
方法、モータの回転によりニードル弁を上下させ、空気
量を調整する方法、コイルに電力を供給し、ニードル弁
を上下させ空気量を調整する方法に比べて、操作性がよ
く、電気信号に比例し、かつきわめて安定した速度制御
ができるという効果を有するものである。
装された比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁
は電気信号の変化により歯科用ハンドピース駆動用空気
圧を制御するので、従来の機械的に弁の開閉を操作する
方法、モータの回転によりニードル弁を上下させ、空気
量を調整する方法、コイルに電力を供給し、ニードル弁
を上下させ空気量を調整する方法に比べて、操作性がよ
く、電気信号に比例し、かつきわめて安定した速度制御
ができるという効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す概要図による接続図、
第２図は本発明装置に用いられる比例電磁式制御弁（比
例電磁式リリーフ減圧弁）の一実施例を示す断面図、第
３図は本発明装置に介装された比例電磁式制御弁（比例
電磁式リリーフ減圧弁）の駆動に用いられる電気回路の
一実施例を示す回路図である。 1,9……圧縮空気源 ２……元コック ３……フィルタ ４……レギュレータ ５……比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁） 6,40……ハンドピース ７……制御回路 8,33……ポテンショメータ 10……入口 11……比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁） 12……ボトムスプリング 13……内弁 14……出口 15……POUT 16……リリーフアシストスプリング 17,22……排気口 18……シールリング（ローリング） 20……ピストン 21……ノズル本体 23……内側磁極 24……磁石 25……外側磁極 26……カバー 34……最大速度限定ボリューム 35……オペアンプ 37……トランジスタ 38……フライホイルダイオード 39……帰還用抵抗 27,36……コイル
第２図は本発明装置に用いられる比例電磁式制御弁（比
例電磁式リリーフ減圧弁）の一実施例を示す断面図、第
３図は本発明装置に介装された比例電磁式制御弁（比例
電磁式リリーフ減圧弁）の駆動に用いられる電気回路の
一実施例を示す回路図である。 1,9……圧縮空気源 ２……元コック ３……フィルタ ４……レギュレータ ５……比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁） 6,40……ハンドピース ７……制御回路 8,33……ポテンショメータ 10……入口 11……比例電磁式制御弁（比例電磁式リリーフ減圧弁） 12……ボトムスプリング 13……内弁 14……出口 15……POUT 16……リリーフアシストスプリング 17,22……排気口 18……シールリング（ローリング） 20……ピストン 21……ノズル本体 23……内側磁極 24……磁石 25……外側磁極 26……カバー 34……最大速度限定ボリューム 35……オペアンプ 37……トランジスタ 38……フライホイルダイオード 39……帰還用抵抗 27,36……コイル
Claims (3)
- 【請求項１】圧縮空気源によって回転する歯科用ハンド
ピースの回転速度制御装置において、電気信号に比例し
て駆動供給圧力を制御し得る比例電磁式制御弁をレギュ
レータとハンドピースとの間に設けて構成したことを特
徴とする歯科用ハンドピースの回転速度制御装置。 - 【請求項２】前記電気信号はポテンショメータ、フォト
トランジスタの受光量、差動トランス等により、電圧、
電流として出力される請求項１記載の歯科用ハンドピー
スの回転速度制御装置。 - 【請求項３】前記電気信号の最大値を制御する可変抵抗
器を具備する請求項１記載の歯科用ハンドピースの回転
速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775089A JPH0738861B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 歯科用ハンドピースの回転速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775089A JPH0738861B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 歯科用ハンドピースの回転速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370553A JPH0370553A (ja) | 1991-03-26 |
| JPH0738861B2 true JPH0738861B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=16544925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20775089A Expired - Lifetime JPH0738861B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 歯科用ハンドピースの回転速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738861B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2769798B2 (ja) * | 1995-06-16 | 1998-06-25 | 株式会社ナカニシ | 歯科用ハンドピースの設定回転数維持装置 |
| US7676047B2 (en) | 2002-12-03 | 2010-03-09 | Bose Corporation | Electroacoustical transducing with low frequency augmenting devices |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP20775089A patent/JPH0738861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0370553A (ja) | 1991-03-26 |
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Legal Events
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