JPH08308858A - 電動式ハンドピース制御装置 - Google Patents
電動式ハンドピース制御装置Info
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- JPH08308858A JPH08308858A JP7141379A JP14137995A JPH08308858A JP H08308858 A JPH08308858 A JP H08308858A JP 7141379 A JP7141379 A JP 7141379A JP 14137995 A JP14137995 A JP 14137995A JP H08308858 A JPH08308858 A JP H08308858A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロモーターに発熱による寿命の低下を
もたらすような負荷を与えた場合に現作業が過負荷の作
業であることを知らしめ、該負荷を加えることを止めれ
ば通常の使用状態にて使用可能とする保護機構を付加し
た電動式ハンドピース制御装置を提供する。 【構成】 コントローラー６からの信号をマイクロモー
ターＭに印加する電圧に変換増幅させる増幅手段１とモ
ーターＭに対する負荷を電流の変化として検出する電流
検出手段２とで回転数フィードバック機構が形成されて
いてモーターＭに流れる最大電流値を制限する電流制限
手段３を持っており、最大電流値未満で所定の制限電流
値を超える負荷を与え続けたときに印加電圧を下げる機
能及び当該負荷を取り除いた時に回転を自動的に復帰さ
せる機能を持つ保護手段５と電流が制限電流値を超えた
時から保護手段５が作動するまでの時間を設定する時間
設定手段４とから成る保護機構が付加されている。
もたらすような負荷を与えた場合に現作業が過負荷の作
業であることを知らしめ、該負荷を加えることを止めれ
ば通常の使用状態にて使用可能とする保護機構を付加し
た電動式ハンドピース制御装置を提供する。 【構成】 コントローラー６からの信号をマイクロモー
ターＭに印加する電圧に変換増幅させる増幅手段１とモ
ーターＭに対する負荷を電流の変化として検出する電流
検出手段２とで回転数フィードバック機構が形成されて
いてモーターＭに流れる最大電流値を制限する電流制限
手段３を持っており、最大電流値未満で所定の制限電流
値を超える負荷を与え続けたときに印加電圧を下げる機
能及び当該負荷を取り除いた時に回転を自動的に復帰さ
せる機能を持つ保護手段５と電流が制限電流値を超えた
時から保護手段５が作動するまでの時間を設定する時間
設定手段４とから成る保護機構が付加されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロモーターを駆
動源とする回転駆動機構を内蔵し、この回転駆動機構の
先端部に切削具や研磨具等を装着して、歯科治療や歯科
技工などの歯科分野において代表される医科分野や装飾
分野において使用される電動式ハンドピースの制御装置
に関するものである。
動源とする回転駆動機構を内蔵し、この回転駆動機構の
先端部に切削具や研磨具等を装着して、歯科治療や歯科
技工などの歯科分野において代表される医科分野や装飾
分野において使用される電動式ハンドピースの制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】医科分野や装飾分野において使用される
電動式ハンドピースの把持部に駆動源として内蔵されて
いるマイクロモーターの発熱や極端な場合の焼け付きに
よる回転不能、そしてマイクロモーターの回転等を制御
する制御回路の故障等を生じせしめる原因にもなってい
る過負荷による過電流等からマイクロモーター自身やそ
の制御回路を保護する手段として従来から用いられてき
たのは、マイクロモーター又はその制御回路全体の電流
を検出できる位置にヒューズやブレーカーを組み込むこ
とであった。しかしながらこのような手段を採用したの
では、切削具や研磨具等を装着して切削や研磨の作業を
行っている時に、マイクロモーターに対する過負荷（装
着された切削具や研磨具を通じての回転に対する抵抗が
大きくなって限度を超えた場合を言う）が加わってマイ
クロモーターや制御回路に過電流が流れてしまうと、ヒ
ューズやブレーカーが装置全体の電流を遮断してしまう
ため、一度このヒューズ又はブレーカーが作動してしま
うとそれまで行っていた切削や研磨の作業を必然的に中
断しなければならず、ヒューズを交換するか又はブレー
カーを手動（使用者が自ら又は他の人の手を借りて）に
より復帰させなければ切削や研磨の作業を再開できなか
った。
電動式ハンドピースの把持部に駆動源として内蔵されて
いるマイクロモーターの発熱や極端な場合の焼け付きに
よる回転不能、そしてマイクロモーターの回転等を制御
する制御回路の故障等を生じせしめる原因にもなってい
る過負荷による過電流等からマイクロモーター自身やそ
の制御回路を保護する手段として従来から用いられてき
たのは、マイクロモーター又はその制御回路全体の電流
を検出できる位置にヒューズやブレーカーを組み込むこ
とであった。しかしながらこのような手段を採用したの
では、切削具や研磨具等を装着して切削や研磨の作業を
行っている時に、マイクロモーターに対する過負荷（装
着された切削具や研磨具を通じての回転に対する抵抗が
大きくなって限度を超えた場合を言う）が加わってマイ
クロモーターや制御回路に過電流が流れてしまうと、ヒ
ューズやブレーカーが装置全体の電流を遮断してしまう
ため、一度このヒューズ又はブレーカーが作動してしま
うとそれまで行っていた切削や研磨の作業を必然的に中
断しなければならず、ヒューズを交換するか又はブレー
カーを手動（使用者が自ら又は他の人の手を借りて）に
より復帰させなければ切削や研磨の作業を再開できなか
った。
【０００３】そこで手動によらなければ電動式ハンドピ
ースを復帰させることができないという煩わしさを解消
するために、マイクロモーターに流れる電流を常時検出
していてマイクロモーターの絶対定格電流値（使用者や
装置自身の安全のために超えて使用することができない
最大の電流値を意味しており、この電流値を超えるよう
な電流が流れた場合にはヒューズ又はブレーカーが作動
することになる）未満の電流値を予め最大電流値として
設定しておき、この最大電流値を超えるような過電流が
流れ出すとその過電流に対応するだけマイクロモーター
に印加する電圧を低下させて予め決められた最大電流値
を維持させるような手段を付加するという工夫が施され
た。この手段の付加により切削や研磨の作業中にマイク
ロモーターに過負荷が加わった時でも制御回路やマイク
ロモーターの最大電流値を超えることがなくなり、しか
もヒューズ又はブレーカーが動作してしまうことによっ
て切削や研磨の作業を中断してヒューズを交換したりブ
レーカーを手動復帰しなければならないという問題が解
消できたのである。
ースを復帰させることができないという煩わしさを解消
するために、マイクロモーターに流れる電流を常時検出
していてマイクロモーターの絶対定格電流値（使用者や
装置自身の安全のために超えて使用することができない
最大の電流値を意味しており、この電流値を超えるよう
な電流が流れた場合にはヒューズ又はブレーカーが作動
することになる）未満の電流値を予め最大電流値として
設定しておき、この最大電流値を超えるような過電流が
流れ出すとその過電流に対応するだけマイクロモーター
に印加する電圧を低下させて予め決められた最大電流値
を維持させるような手段を付加するという工夫が施され
た。この手段の付加により切削や研磨の作業中にマイク
ロモーターに過負荷が加わった時でも制御回路やマイク
ロモーターの最大電流値を超えることがなくなり、しか
もヒューズ又はブレーカーが動作してしまうことによっ
て切削や研磨の作業を中断してヒューズを交換したりブ
レーカーを手動復帰しなければならないという問題が解
消できたのである。
【０００４】ところで、電動式ハンドピースが最もよく
使用されている歯科医療の現場において一般的に用いら
れている電動式ハンドピースの場合を例に取り上げて説
明すると、その絶対定格電流値は３〜５Ａで、動作電圧
は０〜４０Ｖであるが、前述の最大電流値は普通には作
業能率を考えて絶対定格電流値近くに設定しがちである
ので、術者が過負荷に近い状態であることを気付かずに
マイクロモーターを長時間連続して駆動していると、前
述したような最大電流値付近の大きな電流が流れるよう
な切削や研磨作業による回転負荷を加え続けることにな
ってマイクロモーターのコイル抵抗による電力消費が増
大して発熱してしまい、結果的にはマイクロモーターの
寿命を短くしていたのである。この点を改善すべく絶対
定格電流値よりも小さな数値（例えば絶対定格電流値の
７０％程度）の電流値をその制限電流値として設定した
りすると、確かにマイクロモーターの発熱は抑えること
ができるが今度は作業能率が落ちてしまうという別な問
題が発生するのである。
使用されている歯科医療の現場において一般的に用いら
れている電動式ハンドピースの場合を例に取り上げて説
明すると、その絶対定格電流値は３〜５Ａで、動作電圧
は０〜４０Ｖであるが、前述の最大電流値は普通には作
業能率を考えて絶対定格電流値近くに設定しがちである
ので、術者が過負荷に近い状態であることを気付かずに
マイクロモーターを長時間連続して駆動していると、前
述したような最大電流値付近の大きな電流が流れるよう
な切削や研磨作業による回転負荷を加え続けることにな
ってマイクロモーターのコイル抵抗による電力消費が増
大して発熱してしまい、結果的にはマイクロモーターの
寿命を短くしていたのである。この点を改善すべく絶対
定格電流値よりも小さな数値（例えば絶対定格電流値の
７０％程度）の電流値をその制限電流値として設定した
りすると、確かにマイクロモーターの発熱は抑えること
ができるが今度は作業能率が落ちてしまうという別な問
題が発生するのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上に述べ
たように最大電流値を抑制させるような手段を付加した
結果として新たな問題を派生させてしまった従来のマイ
クロモーターの制御手段に置き換えるものとして、使用
者が切削や研磨の作業を行っている時にマイクロモータ
ーに過電流が流れてしまうような回転負荷（過負荷）を
加えた場合でもヒューズの交換やブレーカーの手動復帰
等の人手によらなければならない作業を未然に防止しな
がら、効率の良い絶対定格電流値近くで作業をも行える
ようにし、加えてマイクロモーターの発熱によるその寿
命の低下を防止するため使用者に現作業がマイクロモー
ターにとって過負荷の作業であることを知らしめるよう
な工夫を付加し、そして過負荷となっている回転負荷を
加えることを止めれば通常の使用状態にて使用可能であ
るような保護手段も付加した電動式ハンドピース制御装
置を提供することを課題とする。
たように最大電流値を抑制させるような手段を付加した
結果として新たな問題を派生させてしまった従来のマイ
クロモーターの制御手段に置き換えるものとして、使用
者が切削や研磨の作業を行っている時にマイクロモータ
ーに過電流が流れてしまうような回転負荷（過負荷）を
加えた場合でもヒューズの交換やブレーカーの手動復帰
等の人手によらなければならない作業を未然に防止しな
がら、効率の良い絶対定格電流値近くで作業をも行える
ようにし、加えてマイクロモーターの発熱によるその寿
命の低下を防止するため使用者に現作業がマイクロモー
ターにとって過負荷の作業であることを知らしめるよう
な工夫を付加し、そして過負荷となっている回転負荷を
加えることを止めれば通常の使用状態にて使用可能であ
るような保護手段も付加した電動式ハンドピース制御装
置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者はかかる課題を
解決すべく鋭意検討した結果、コントローラーからの信
号を電動式ハンドピースに内蔵されているマイクロモー
ターに印加する電圧に変換させ増幅させるための増幅手
段と該マイクロモーターに対する切削又は研磨作業によ
る回転負荷を電流の変化として検出する電流検出手段と
で該マイクロモーターの回転数フィードバック機構が形
成されていて且つ該マイクロモーターに流れる最大電流
値を制限する電流制限手段を持つ電動式ハンドピースの
制御装置において、該電動式ハンドピースに内蔵されて
いるマイクロモーターの最大電流値未満の所定の制限電
流値を設定し該制限電流値を超え最大電流値未満の回転
負荷を与えながらマイクロモーターを回転させ続けたと
きに該マイクロモーターに印加する電圧を下げる機能及
び当該回転負荷を取り除いた時にマイクロモーターの回
転を自動的に復帰させる機能を持つ保護手段と該制限電
流値を超える電流が流れた時から前記保護手段が作動す
るまでの時間を設定するための時間設定手段とから成る
保護機構を付加すれば、前記した課題が解決できること
を究明して本発明を完成したのである。
解決すべく鋭意検討した結果、コントローラーからの信
号を電動式ハンドピースに内蔵されているマイクロモー
ターに印加する電圧に変換させ増幅させるための増幅手
段と該マイクロモーターに対する切削又は研磨作業によ
る回転負荷を電流の変化として検出する電流検出手段と
で該マイクロモーターの回転数フィードバック機構が形
成されていて且つ該マイクロモーターに流れる最大電流
値を制限する電流制限手段を持つ電動式ハンドピースの
制御装置において、該電動式ハンドピースに内蔵されて
いるマイクロモーターの最大電流値未満の所定の制限電
流値を設定し該制限電流値を超え最大電流値未満の回転
負荷を与えながらマイクロモーターを回転させ続けたと
きに該マイクロモーターに印加する電圧を下げる機能及
び当該回転負荷を取り除いた時にマイクロモーターの回
転を自動的に復帰させる機能を持つ保護手段と該制限電
流値を超える電流が流れた時から前記保護手段が作動す
るまでの時間を設定するための時間設定手段とから成る
保護機構を付加すれば、前記した課題が解決できること
を究明して本発明を完成したのである。
【０００７】
【実施例】以下、図面により本発明に係る電動式ハンド
ピース制御装置について詳細に説明する。図１は本発明
に係る電動式ハンドピース制御装置の１実施例における
回路説明図、図２は本発明に係る電動式ハンドピース制
御装置によるマイクロモーターの電流と電圧の特性の変
化とその制御の関係を示す説明図である。
ピース制御装置について詳細に説明する。図１は本発明
に係る電動式ハンドピース制御装置の１実施例における
回路説明図、図２は本発明に係る電動式ハンドピース制
御装置によるマイクロモーターの電流と電圧の特性の変
化とその制御の関係を示す説明図である。
【０００８】図面中、１はマイクロモーターＭの回転を
増減させるためにフットコントローラーの如きコントロ
ーラー６からの信号電圧を抵抗Ｒ１とＲ２とで分圧した
後、マイクロモーターＭに加える電圧ａとして増幅（本
実施例においては抵抗Ｒ３とＲ４との関係において得ら
れる値を増幅の倍数として採用する）させるアンプの機
能を持つ増幅手段である。
増減させるためにフットコントローラーの如きコントロ
ーラー６からの信号電圧を抵抗Ｒ１とＲ２とで分圧した
後、マイクロモーターＭに加える電圧ａとして増幅（本
実施例においては抵抗Ｒ３とＲ４との関係において得ら
れる値を増幅の倍数として採用する）させるアンプの機
能を持つ増幅手段である。
【０００９】２はマイクロモーターＭに流れる電流を抵
抗Ｒ５で電圧信号として検出しこれを増幅（本実施例に
おいては抵抗Ｒ６とＲ７との関係において得られる値を
増幅の倍数として採用する）させると共に、マイクロモ
ーターＭ対する切削又は研磨作業による回転負荷を電流
の変化として検出する電流検出手段である。
抗Ｒ５で電圧信号として検出しこれを増幅（本実施例に
おいては抵抗Ｒ６とＲ７との関係において得られる値を
増幅の倍数として採用する）させると共に、マイクロモ
ーターＭ対する切削又は研磨作業による回転負荷を電流
の変化として検出する電流検出手段である。
【００１０】ところで、切削（研磨）の作業時に被切削
（被研磨）物に押し当てられた切削（研磨）具が受ける
抵抗がマイクロモーターＭに対する回転負荷であるの
で、この回転負荷が加わるとマイクロモーターＭに流れ
る電流が増加することになる。また、電流検出手段２か
らの出力電圧ｂは回転負荷が加わった後（即ち電流増加
後）の出力電圧であるので、マイクロモーターＭの回転
負荷当初の電圧と比較すればその電圧は上昇したものと
なっている。そして、この出力電圧ｂは元々のコントロ
ーラー６からの信号（電圧）に対して抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ
２との関係で得られる割合で信号電圧ｆに加算される。
よって、信号電圧ｆが増加して増幅手段１に入力される
ことになり、このようにしてコントローラー６からの信
号電圧が一定でもマイクロモーターＭに印加する電圧ａ
を増加させることが可能となるので、増幅手段１と電流
検出手段２とを組合わせることでマイクロモーターＭの
回転数を一定に保ち得る回転数フィードバック機構を構
成することになる。
（被研磨）物に押し当てられた切削（研磨）具が受ける
抵抗がマイクロモーターＭに対する回転負荷であるの
で、この回転負荷が加わるとマイクロモーターＭに流れ
る電流が増加することになる。また、電流検出手段２か
らの出力電圧ｂは回転負荷が加わった後（即ち電流増加
後）の出力電圧であるので、マイクロモーターＭの回転
負荷当初の電圧と比較すればその電圧は上昇したものと
なっている。そして、この出力電圧ｂは元々のコントロ
ーラー６からの信号（電圧）に対して抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ
２との関係で得られる割合で信号電圧ｆに加算される。
よって、信号電圧ｆが増加して増幅手段１に入力される
ことになり、このようにしてコントローラー６からの信
号電圧が一定でもマイクロモーターＭに印加する電圧ａ
を増加させることが可能となるので、増幅手段１と電流
検出手段２とを組合わせることでマイクロモーターＭの
回転数を一定に保ち得る回転数フィードバック機構を構
成することになる。
【００１１】３は前述した電流検出手段２によってマイ
クロモーターＭに流される電流が増大してもその電流値
がマイクロモーターＭや制御回路の絶対定格電流値を超
えないようにするための電流制限手段である。この電流
制限手段３は、電流検出手段２の出力電圧ｂがツェナー
ダイオードＺＤ１のツェナー電圧とトランジスタＴｒ１
のベース，エミッタ間の電圧の和である電圧ｃを超える
とトランジスタＴｒ１が作動（ＯＮ）して増幅手段１の
入力電圧ｆを低下させることでマイクロモーターＭに印
加する電圧を下げる機能を持ち、これによりマイクロモ
ーターＭに流れる最大電流値ｉ1（本実施例においては
電圧ｃと抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との関係において得ら
れる）が制限されるのである。
クロモーターＭに流される電流が増大してもその電流値
がマイクロモーターＭや制御回路の絶対定格電流値を超
えないようにするための電流制限手段である。この電流
制限手段３は、電流検出手段２の出力電圧ｂがツェナー
ダイオードＺＤ１のツェナー電圧とトランジスタＴｒ１
のベース，エミッタ間の電圧の和である電圧ｃを超える
とトランジスタＴｒ１が作動（ＯＮ）して増幅手段１の
入力電圧ｆを低下させることでマイクロモーターＭに印
加する電圧を下げる機能を持ち、これによりマイクロモ
ーターＭに流れる最大電流値ｉ1（本実施例においては
電圧ｃと抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との関係において得ら
れる）が制限されるのである。
【００１２】５はマイクロモーターＭの最大電流値未満
の所定の制限電流値ｉ2を設定しこの制限電流値ｉ2を超
え最大電流値未満の回転負荷を与えながらマイクロモー
ターＭを回転させ続けたときにマイクロモーターＭに印
加する電圧を下げる機能及び当該回転負荷を取り除いた
時にマイクロモーターＭの回転を自動的に復帰させる機
能を持つ保護手段であり、この保護手段５で設定した制
限電流値ｉ2を超える電流が流れた時から保護手段５が
作動するまでの時間が時間設定手段４で設定される。
の所定の制限電流値ｉ2を設定しこの制限電流値ｉ2を超
え最大電流値未満の回転負荷を与えながらマイクロモー
ターＭを回転させ続けたときにマイクロモーターＭに印
加する電圧を下げる機能及び当該回転負荷を取り除いた
時にマイクロモーターＭの回転を自動的に復帰させる機
能を持つ保護手段であり、この保護手段５で設定した制
限電流値ｉ2を超える電流が流れた時から保護手段５が
作動するまでの時間が時間設定手段４で設定される。
【００１３】即ち、電流検出手段２の出力電圧ｂが増加
方向にある時のみ保護手段５が作動するまでの遅延時間
を時間設定手段４で設定し、この時間設定手段４の出力
電圧ｄを保護手段５の反転入力に入力し、前述した電流
制限手段３のしきい電圧である電圧ｃ以下ではあるが連
続的にマイクロモーターＭを動作せしめるとコイルが発
熱してマイクロモーターＭが劣化する恐れがある電流値
（制限電流値）ｉ2を流した場合に電流検出手段２の出
力電圧ｂに現れる電圧と同等の電圧ｅ(H)（本実施例に
おいては制限電流値ｉ2と抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との
関係において得られる）が、この保護手段５の出力が高
(High)の時にのみ保護手段５の非反転入力に入力させて
おくのである。
方向にある時のみ保護手段５が作動するまでの遅延時間
を時間設定手段４で設定し、この時間設定手段４の出力
電圧ｄを保護手段５の反転入力に入力し、前述した電流
制限手段３のしきい電圧である電圧ｃ以下ではあるが連
続的にマイクロモーターＭを動作せしめるとコイルが発
熱してマイクロモーターＭが劣化する恐れがある電流値
（制限電流値）ｉ2を流した場合に電流検出手段２の出
力電圧ｂに現れる電圧と同等の電圧ｅ(H)（本実施例に
おいては制限電流値ｉ2と抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との
関係において得られる）が、この保護手段５の出力が高
(High)の時にのみ保護手段５の非反転入力に入力させて
おくのである。
【００１４】しかして、電流検出手段２の出力電圧ｂ
（即ち保護手段５の反転入力への入力）が電圧ｅ(H)よ
り高い電圧〔マイクロモーターＭの回転負荷が過負荷
（制限電流値ｉ2を超えている状態）となっている状
態〕のまま時間設定手段４により設定された遅延時間を
超えて持続されると、保護手段５の出力が反転して低(L
ow)になり増幅手段１の入力電圧ｆをツェナーダイオー
ドＺＤ２のツェナー電圧とダイオードＤ２の順方向電圧
の和である電圧ｇまで下げる。ここで、この時間設定手
段４にて設定される時間がマイクロモーターＭに対する
過負荷の回転負荷を許容する制限時間となり、概ね１〜
５秒間とすることがマイクロモーターＭの寿命を保護す
る意味で好ましいのである。そして、マイクロモーター
Ｍに印加される電圧として反映される増幅手段１の入力
電圧ｆが電圧ｇまで低下したことにより、マイクロモー
ターＭに印加される電圧ａは電圧ｈ（本実施例において
は電圧ｇと抵抗Ｒ３及びＲ４との関係において定める）
まで低下することになる。
（即ち保護手段５の反転入力への入力）が電圧ｅ(H)よ
り高い電圧〔マイクロモーターＭの回転負荷が過負荷
（制限電流値ｉ2を超えている状態）となっている状
態〕のまま時間設定手段４により設定された遅延時間を
超えて持続されると、保護手段５の出力が反転して低(L
ow)になり増幅手段１の入力電圧ｆをツェナーダイオー
ドＺＤ２のツェナー電圧とダイオードＤ２の順方向電圧
の和である電圧ｇまで下げる。ここで、この時間設定手
段４にて設定される時間がマイクロモーターＭに対する
過負荷の回転負荷を許容する制限時間となり、概ね１〜
５秒間とすることがマイクロモーターＭの寿命を保護す
る意味で好ましいのである。そして、マイクロモーター
Ｍに印加される電圧として反映される増幅手段１の入力
電圧ｆが電圧ｇまで低下したことにより、マイクロモー
ターＭに印加される電圧ａは電圧ｈ（本実施例において
は電圧ｇと抵抗Ｒ３及びＲ４との関係において定める）
まで低下することになる。
【００１５】このようにマイクロモーターＭには前述し
た制限電流値ｉ2を超える電流が流れるような過負荷の
状態であったために、マイクロモーターＭに印加される
電圧ａは電圧ｈまで低下し、結果としてその回転が回転
に対する負荷により停止させられてしまうのである。こ
のように、マイクロモーターＭが外力によって停止させ
られている場合、マイクロモーターＭのインピーダンス
はマイクロモーターＭ自体のコイル抵抗Ｒｍであるの
で、マイクロモーターＭの両端に印加されているのが電
圧ｈであればそこを流れる電流値ｉ5はこの両者の関係
において容易に求めることができる。また、この時の消
費電力は電圧ｈとコイル抵抗Ｒｍとの関係において与え
られ、この消費電力を概ね１０Ｗ以下にすることにより
マイクロモーターＭの異常な発熱を抑制することが可能
となる。更に、マイクロモーターＭの一般的なコイル抵
抗Ｒｍは２〜５Ω程度であることからこの電圧ｈが求め
られ、しかして抵抗Ｒ３とＲ４との関係から電圧ｇを定
めることができるのである。
た制限電流値ｉ2を超える電流が流れるような過負荷の
状態であったために、マイクロモーターＭに印加される
電圧ａは電圧ｈまで低下し、結果としてその回転が回転
に対する負荷により停止させられてしまうのである。こ
のように、マイクロモーターＭが外力によって停止させ
られている場合、マイクロモーターＭのインピーダンス
はマイクロモーターＭ自体のコイル抵抗Ｒｍであるの
で、マイクロモーターＭの両端に印加されているのが電
圧ｈであればそこを流れる電流値ｉ5はこの両者の関係
において容易に求めることができる。また、この時の消
費電力は電圧ｈとコイル抵抗Ｒｍとの関係において与え
られ、この消費電力を概ね１０Ｗ以下にすることにより
マイクロモーターＭの異常な発熱を抑制することが可能
となる。更に、マイクロモーターＭの一般的なコイル抵
抗Ｒｍは２〜５Ω程度であることからこの電圧ｈが求め
られ、しかして抵抗Ｒ３とＲ４との関係から電圧ｇを定
めることができるのである。
【００１６】そして、マイクロモーターＭに電圧ｈが印
加されている状態（即ち電流値ｉ5が流れている状態）
下では、電流検出手段２の出力電圧ｂは電圧ｊ（本実施
例においては電流値ｉ5と抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との
関係において定まる）となる。この電圧ｊが時間設定手
段４を通して保護手段５の反転入力に入力されるのであ
る。
加されている状態（即ち電流値ｉ5が流れている状態）
下では、電流検出手段２の出力電圧ｂは電圧ｊ（本実施
例においては電流値ｉ5と抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との
関係において定まる）となる。この電圧ｊが時間設定手
段４を通して保護手段５の反転入力に入力されるのであ
る。
【００１７】しかし、ここで保護手段５の非反転入力の
電圧ｅは保護手段５自体の出力によって変化するので、
前述したように保護手段５の出力が反転して一旦低(Lo
w)となった場合には、保護手段５の非反転入力の電圧ｅ
は電圧値ｊ以下の電圧ｅ(L)となるようにされている。
この電圧ｅ(L)はマイクロモーターＭに印加される電圧
が電圧ｈであり、マイクロモーターＭが外力により停止
させられている時に流れている電流値ｉ5未満でマイク
ロモーターＭの無負荷時の電流値ｉ4より大きい電流値
ｉ3を設定した時において、この電流値ｉ3がマイクロモ
ーターＭに流れた時の電流検出手段２に出力電圧ｂに現
れる電圧と同等の電圧である。そして、この電流値ｉ3
（抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との関係において定まる）ま
でマイクロモーターＭの電流値が減少しない限りは保護
手段５の出力は低(Low)を保ったままとなるのである。
ところで保護手段５の非反転入力の電圧ｅ(H)とｅ(L)と
の差（幅）及びそれぞれの値は、本実施例においては保
護手段５に配備されてい抵抗Ｒ１０とＲ１１及び可変抵
抗Ｒ１３との関係において、その出力の高(High)と低(L
ow)とによって定めることができるようにされているも
のである。
電圧ｅは保護手段５自体の出力によって変化するので、
前述したように保護手段５の出力が反転して一旦低(Lo
w)となった場合には、保護手段５の非反転入力の電圧ｅ
は電圧値ｊ以下の電圧ｅ(L)となるようにされている。
この電圧ｅ(L)はマイクロモーターＭに印加される電圧
が電圧ｈであり、マイクロモーターＭが外力により停止
させられている時に流れている電流値ｉ5未満でマイク
ロモーターＭの無負荷時の電流値ｉ4より大きい電流値
ｉ3を設定した時において、この電流値ｉ3がマイクロモ
ーターＭに流れた時の電流検出手段２に出力電圧ｂに現
れる電圧と同等の電圧である。そして、この電流値ｉ3
（抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ７との関係において定まる）ま
でマイクロモーターＭの電流値が減少しない限りは保護
手段５の出力は低(Low)を保ったままとなるのである。
ところで保護手段５の非反転入力の電圧ｅ(H)とｅ(L)と
の差（幅）及びそれぞれの値は、本実施例においては保
護手段５に配備されてい抵抗Ｒ１０とＲ１１及び可変抵
抗Ｒ１３との関係において、その出力の高(High)と低(L
ow)とによって定めることができるようにされているも
のである。
【００１８】そして、マイクロモーターＭの電流値を減
少させるためマイクロモーターＭに対する回転負荷を取
り除く（即ち、被切削物又は被研磨物から切削具又は研
磨具を離す）と、本来マイクロモーターＭには電圧ｈが
印加されているのでマイクロモーターＭは再び回転を始
めることになる。このマイクロモーターＭの回転の再開
時には回転に対する負荷が無いので、マイクロモーター
Ｍを流れる電流値は電圧ｈが印加されている時の無負荷
電流値ｉ4まで減少することになる。従って、保護手段
５の反転入力の電圧は非反転入力の電圧ｅ(L)以下にな
る。しかして保護手段５の出力が高(High)に復帰するこ
とになるので、増幅手段１の入力電圧を電圧ｇまで下げ
ていた印加電圧制限が解除され通常の回転制御が可能に
なるのである。
少させるためマイクロモーターＭに対する回転負荷を取
り除く（即ち、被切削物又は被研磨物から切削具又は研
磨具を離す）と、本来マイクロモーターＭには電圧ｈが
印加されているのでマイクロモーターＭは再び回転を始
めることになる。このマイクロモーターＭの回転の再開
時には回転に対する負荷が無いので、マイクロモーター
Ｍを流れる電流値は電圧ｈが印加されている時の無負荷
電流値ｉ4まで減少することになる。従って、保護手段
５の反転入力の電圧は非反転入力の電圧ｅ(L)以下にな
る。しかして保護手段５の出力が高(High)に復帰するこ
とになるので、増幅手段１の入力電圧を電圧ｇまで下げ
ていた印加電圧制限が解除され通常の回転制御が可能に
なるのである。
【００１９】
【作用】上記した如き構成の本発明に係る電動式ハンド
ピース制御装置に作用について図２に基づいて説明す
る。コントローラー６からの信号（電圧）によりマイク
ロモーターＭに電圧ｋが印加されるとする。この時マイ
クロモーターＭに対する回転負荷が無ければ、マイクロ
モーターＭの無負荷時の動作直線Ｐ−０と電圧ｋとの交
点がマイクロモーターＭの動作開始点である無負荷電流
値ｉ4の位置となる。そして切削又は研磨作業によりマ
イクロモーターＭを流れる電流が増大すると、これに比
例して電圧も上昇する。即ちマイクロモーターＭを流れ
る電流は動作直線Ｐ−１上を右上がり（正の傾き）に移
動することになる。
ピース制御装置に作用について図２に基づいて説明す
る。コントローラー６からの信号（電圧）によりマイク
ロモーターＭに電圧ｋが印加されるとする。この時マイ
クロモーターＭに対する回転負荷が無ければ、マイクロ
モーターＭの無負荷時の動作直線Ｐ−０と電圧ｋとの交
点がマイクロモーターＭの動作開始点である無負荷電流
値ｉ4の位置となる。そして切削又は研磨作業によりマ
イクロモーターＭを流れる電流が増大すると、これに比
例して電圧も上昇する。即ちマイクロモーターＭを流れ
る電流は動作直線Ｐ−１上を右上がり（正の傾き）に移
動することになる。
【００２０】マイクロモーターＭに対する回転負荷が増
して過負荷となってマイクロモーターＭに流れる電流が
予め設定されたマイクロモーターＭの最大電流値ｉ
1（動作直線Ｐ−１と電流値ｉ1との交点Ｓ）に至ると、
電流制限手段３が作動して電圧を電流値ｉ1線上のＴ点
まで下げることになる。このＴ点は、マイクロモーター
Ｍのコイルが本来持つインピーダンスとの関係において
得られる直線Ｐ−２と電流値ｉ1線との交点である。前
述したような動きを辿る場合の他の場合（即ち、電流値
ｉ1から電流値ｉ2までの範囲内にあるような回転負荷が
加わる場合）には保護手段５が作動するのである。そし
て、電流制限手段３が作動した場合又は電流値ｉ2より
大きな電流値（但し、電流値ｉ1未満）のまま切削又は
研磨作業が行われた場合のいずれにおいても時間設定手
段４で予め設定されている時間を超えた瞬間に保護手段
５が作動して結果的にマイクロモーターＭに印加する電
圧を電圧ｈまで下げることになる。しかしてマイクロモ
ーターＭの回転は加えられている回転負荷と合わせて電
圧が低下してしまうことで停止するのである。
して過負荷となってマイクロモーターＭに流れる電流が
予め設定されたマイクロモーターＭの最大電流値ｉ
1（動作直線Ｐ−１と電流値ｉ1との交点Ｓ）に至ると、
電流制限手段３が作動して電圧を電流値ｉ1線上のＴ点
まで下げることになる。このＴ点は、マイクロモーター
Ｍのコイルが本来持つインピーダンスとの関係において
得られる直線Ｐ−２と電流値ｉ1線との交点である。前
述したような動きを辿る場合の他の場合（即ち、電流値
ｉ1から電流値ｉ2までの範囲内にあるような回転負荷が
加わる場合）には保護手段５が作動するのである。そし
て、電流制限手段３が作動した場合又は電流値ｉ2より
大きな電流値（但し、電流値ｉ1未満）のまま切削又は
研磨作業が行われた場合のいずれにおいても時間設定手
段４で予め設定されている時間を超えた瞬間に保護手段
５が作動して結果的にマイクロモーターＭに印加する電
圧を電圧ｈまで下げることになる。しかしてマイクロモ
ーターＭの回転は加えられている回転負荷と合わせて電
圧が低下してしまうことで停止するのである。
【００２１】マイクロモーターＭに対する回転負荷を除
く（即ち、被切削又は被研磨対象から切削具又は研磨具
を離す）と、マイクロモーターＭにはこの状態でも電圧
ｈが印加されているので、マイクロモーターＭは回転を
再開するのである。この時、マイクロモーターＭの電流
値は電流値ｉ3以下（但し、電流値ｉ4以上）まで減少
し、しかして保護手段５の出力が高(High)に復帰するこ
となるので、マイクロモーターＭに印加される電圧は電
圧ｋに戻ることになるのである。
く（即ち、被切削又は被研磨対象から切削具又は研磨具
を離す）と、マイクロモーターＭにはこの状態でも電圧
ｈが印加されているので、マイクロモーターＭは回転を
再開するのである。この時、マイクロモーターＭの電流
値は電流値ｉ3以下（但し、電流値ｉ4以上）まで減少
し、しかして保護手段５の出力が高(High)に復帰するこ
となるので、マイクロモーターＭに印加される電圧は電
圧ｋに戻ることになるのである。
【００２２】
【発明の効果】以上に詳述した如く本発明に係る電動式
ハンドピース制御装置は、電動式ハンドピースの使用者
が切削や研磨の作業を行っている時に電動式ハンドピー
スのマイクロモーターに過電流が流れてしまうような過
負荷な回転負荷を加えた場合にもヒューズの交換やブレ
ーカーの手動復帰等の人手によらなければならない作業
を未然に防止しながら、効率の良い絶対定格電流値近く
で作業を行うことを可能とし、加えてマイクロモーター
の発熱によるその寿命の低下を防止するため使用者に現
作業がマイクロモーターにとって過負荷であるような作
業であることを知らしめるような工夫が付加されてお
り、そしてマイクロモーターにとって過負荷となってい
る回転負荷を加えることを止めれば通常の使用状態にて
再び使用することができる状態に復帰するのである。従
って、医科分野や装飾分野における電動式ハンドピース
の使用者が安心して電動式ハンドピースを使用すること
が可能となるのであり、その医科分野や装飾分野にに貢
献するところの非常に大きなものである。
ハンドピース制御装置は、電動式ハンドピースの使用者
が切削や研磨の作業を行っている時に電動式ハンドピー
スのマイクロモーターに過電流が流れてしまうような過
負荷な回転負荷を加えた場合にもヒューズの交換やブレ
ーカーの手動復帰等の人手によらなければならない作業
を未然に防止しながら、効率の良い絶対定格電流値近く
で作業を行うことを可能とし、加えてマイクロモーター
の発熱によるその寿命の低下を防止するため使用者に現
作業がマイクロモーターにとって過負荷であるような作
業であることを知らしめるような工夫が付加されてお
り、そしてマイクロモーターにとって過負荷となってい
る回転負荷を加えることを止めれば通常の使用状態にて
再び使用することができる状態に復帰するのである。従
って、医科分野や装飾分野における電動式ハンドピース
の使用者が安心して電動式ハンドピースを使用すること
が可能となるのであり、その医科分野や装飾分野にに貢
献するところの非常に大きなものである。
【図１】本発明に係る電動式ハンドピース制御装置の１
実施例における回路説明図である。
実施例における回路説明図である。
【図２】本発明に係る電動式ハンドピース制御装置によ
るマイクロモーターの電流と電圧の特性の変化とその制
御の関係を示す説明図である。
るマイクロモーターの電流と電圧の特性の変化とその制
御の関係を示す説明図である。
１ 増幅手段 ２ 電流検出手段 ３ 電流制限手段 ４ 時間設定手段 ５ 保護手段 ６ コントローラー Ｍ マイクロモーター Ｔｒ１ トランジスタ Ｄ１ ダイオード Ｄ２ ダイオード ＺＤ１ ツェナーダイオード ＺＤ２ ツェナーダイオード Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｒ４ 抵抗 Ｒ５ 抵抗 Ｒ６ 抵抗 Ｒ７ 抵抗 Ｒ１０ 抵抗 Ｒ１１ 抵抗 Ｒ１３ 可変抵抗 ａ マイクロモーターに加わる電圧 ｂ 電流検出手段からの出力電圧 ｃ ツェナー電圧とベース，エミッタ間との電圧の和
である電圧 ｄ 時間設定手段の出力電圧 ｅ 保護手段の非反転入力への入力電圧 ｅ(H) マイクロモーターに制限電流値ｉ2が流れた時
に電流検出手段の出力電圧に現れる電圧と同等の電圧 ｅ(L) マイクロモーターに電流値ｉ3が流れた時に電
流検出手段の出力電圧に現れる電圧と同等の電圧 ｆ 増幅手段への入力電圧 ｇ ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧とダイ
オードＤ２の順方向電圧の和である電圧 ｈ 保護手段の出力が低(Low)の時にマイクロモータ
ーの両端に印加されている電圧
である電圧 ｄ 時間設定手段の出力電圧 ｅ 保護手段の非反転入力への入力電圧 ｅ(H) マイクロモーターに制限電流値ｉ2が流れた時
に電流検出手段の出力電圧に現れる電圧と同等の電圧 ｅ(L) マイクロモーターに電流値ｉ3が流れた時に電
流検出手段の出力電圧に現れる電圧と同等の電圧 ｆ 増幅手段への入力電圧 ｇ ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧とダイ
オードＤ２の順方向電圧の和である電圧 ｈ 保護手段の出力が低(Low)の時にマイクロモータ
ーの両端に印加されている電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 コントローラー(６)からの信号を電動式
ハンドピースに内蔵されているマイクロモーター(Ｍ)に
印加する電圧に変換させ増幅させるための増幅手段(１)
と該マイクロモーター(Ｍ)に対する切削又は研磨作業に
よる回転負荷を電流の変化として検出する電流検出手段
(２)とで該マイクロモーター(Ｍ)の回転数フィードバッ
ク機構が形成されていて且つ該マイクロモーター(Ｍ)に
流れる最大電流値を制限する電流制限手段(３)を持つ電
動式ハンドピースの制御装置において、該電動式ハンド
ピースに内蔵されているマイクロモーター(Ｍ)の最大電
流値未満の所定の制限電流値を設定し該制限電流値を超
え最大電流値未満の回転負荷を与えながらマイクロモー
ター(Ｍ)を回転させ続けたときに該マイクロモーター
(Ｍ)に印加する電圧を下げる機能及び当該回転負荷を取
り除いた時にマイクロモーター(Ｍ)の回転を自動的に復
帰させる機能を持つ保護手段(５)と該制限電流値を超え
る電流が流れた時から前記保護手段(５)が作動するまで
の時間を設定するための時間設定手段(４)とから成る保
護機構が付加されていることを特徴とする電動式ハンド
ピース制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137995A JP3683305B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 電動式ハンドピース制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137995A JP3683305B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 電動式ハンドピース制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308858A true JPH08308858A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3683305B2 JP3683305B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=15290633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14137995A Expired - Fee Related JP3683305B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 電動式ハンドピース制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683305B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012001869A1 (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | 株式会社ナカニシ | 歯科用ハンドピースのモータ制御方法及び制御装置 |
| US10052172B2 (en) | 2014-06-25 | 2018-08-21 | Nakanishi Inc. | Maintenance checking system and method for dental handpiece, and system and method for controlling drive motor |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP14137995A patent/JP3683305B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012001869A1 (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | 株式会社ナカニシ | 歯科用ハンドピースのモータ制御方法及び制御装置 |
| JP2012011068A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Nakanishi:Kk | 歯科用ハンドピースのモータ制御方法及び制御装置 |
| CN102427774A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-04-25 | 株式会社中西 | 牙科用机头的马达控制方法及控制装置 |
| US9077276B2 (en) | 2010-07-02 | 2015-07-07 | Nakanishi Inc. | Motor control method and motor control apparatus for dental handpiece |
| US10052172B2 (en) | 2014-06-25 | 2018-08-21 | Nakanishi Inc. | Maintenance checking system and method for dental handpiece, and system and method for controlling drive motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3683305B2 (ja) | 2005-08-17 |
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|---|---|---|---|
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