牙科用机头的控制装置制造方法
【专利摘要】一种牙科用机头的控制装置，具备：继电器（17），切换对马达（20）施加的电压的极性，从而将马达（20）的旋转方向切换为正转及反转，马达（20）内置在牙科用机头中且用于使安装于该牙科用机头的切削工具（锉刀）旋转；以及控制部（11），根据与锉刀的状态信息建立了对应的马达（20）的正转时的旋转角度（θF）和反转时的旋转角度（θR），控制继电器（17）的电压的极性的切换。
【专利说明】牙科用机头的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对牙的根管进行切削的牙科用机头(dental handpiece)的控制装置。【背景技术】
[0002]对牙的根管进行切削的牙科用机头采用利用马达使被称为锉刀(file)的切削工具进行旋转的结构。
[0003]这里，对牙的根管进行切削的锉刀具有细长的形态。在切削牙的根管时，若锉刀深入牙齿，则对锉刀作用扭转方向的力，结果，存在锉刀容易折断的问题。
[0004]因此，提出了如下方法:通过反复进行在使锉刀以一定时间沿一个方向旋转后、使锉刀沿相反方向旋转的正反旋转(以下也简称“正反旋转”)，从而防止锉刀深入牙的根管而破损(例如参照专利文献I)。另外，有时将这样反复进行正转、反转称为互逆旋转。此外，正转及反转不是指特定的朝向的旋转，而只不过是将在先的旋转的朝向称为正转。
[0005]实施正反旋转的专利文献I的方法中，使锉刀顺时针或逆时针旋转所希望的第一旋转角度，接着，沿与第一旋转角度相反的方向旋转第二旋转角度。并且，设第一旋转角度大于第二旋转角度，以使得当锉刀在清洁根管时前进时，从根管剥离的切削片从根管的表面向上方排出。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2003 - 504113号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的问题
[0010]然而，根据专利文献I的方法，第一旋转角度以及第二旋转角度例如分别为120度、90度而被固定为预先设定的值。因而，即便负荷增大，锉刀也持续旋转直到达到所设定的角度，因此，存在锉刀深入根管的情况，锉刀可能会折损。
[0011]本发明是基于这样的技术问题而做出的，目的在于提供一种能够防止进行互逆旋转的锉刀深入根管的牙科用机头的控制装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]基于该目的，本发明的牙科用机头的控制装置的特征在于，具备:旋转方向切换部，切换对马达施加的电压的极性，从而将马达的旋转方向切换为正转及反转，马达内置在牙科用机头中且用于使安装于该牙科用机头的切削工具(锉刀)旋转；以及控制部，根据与切削工具的状态信息建立了对应的马达的正转时的旋转角度eF和反转时的旋转角度θκ，控制旋转方向切换部的电压的极性的切换。
[0014]根据本发明的控制装置，将正转时的旋转角度ΘΡ和反转时的旋转角度θκ设定为处于该状态的切削工具不深入根管的值，从而能够防止切削工具深入根管。
[0015]另外，在本发明中，设正转时的旋转角度θρ表示一周期的正转时的旋转角度，设反转时的旋转角度θκ表示一周期的反转时的旋转角度。
[0016]本发明的控制装置中，切削工具的状态信息能够设为马达的负荷转矩。该情况下，优选的是，控制部根据与负荷转矩建立了对应的旋转角度Gf以及旋转角度θκ，控制旋转方向切换部的电压的极性的切换。这是因为，马达的负荷转矩在切削工具的状态信息中能够最显著地表示切削工具的深入。
[0017]本发明的控制装置中，能够使马达的负荷转矩与旋转角度θρ、马达的负荷转矩与旋转角度θκ分别成比例关系。
[0018]此外，本发明的控制装置中，还能够以马达的负荷转矩的基准值为边界，使旋转角度eF和旋转角度θκ不同。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，能够提供一种能防止进行互逆旋转的切削工具(锉刀)深入根管的牙科用机头的控制装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是说明本实施方式(第I实施方式)的牙科用机头的控制装置的结构的图。
[0022]图2是表示第I实施方式的控制装置的控制顺序的图。
[0023]图3是表示与负荷转矩建立对应的正转时的旋转角度以及反转时的旋转角度的曲线图。
[0024]图4是表示第I实施`方式的互逆旋转的一例的曲线图。
[0025]图5是表示第2实施方式的控制装置的控制流程的图。
[0026]图6是表示与负荷转矩建立对应的正转时的旋转角度以及反转时的旋转角度的曲线图。
[0027]图7是说明第3实施方式的牙科用机头的控制装置的结构的图。
[0028]图8是表示与距离L建立对应的正转时的旋转角度以及反转时的旋转角度的曲线图。
【具体实施方式】
[0029]第I实施方式
[0030]以下，基于附图所示的实施方式，详细说明本发明。
[0031]如图1所示，牙科用机头(以下简称手机)的控制装置10用于控制在省略图示的手机中内置的马达20的动作，具备控制部11、显示部12、设定部13、电源14、驱动部15、传感器16、继电器(relay)(旋转方向切换部)17、电流检测电阻18。
[0032]控制部11是具备CPU、存储器(memory)等的计算机单元。
[0033]显示部12具备作为马达20的动作状况而显示表示旋转速度及负荷转矩的信息、用于用控制部11进行马达20的动作设定等的信息的监视器、指示灯等。
[0034]设定部13对控制部11设定马达20的旋转速度、转矩、旋转角度等动作条件，并保持该设定信息。特别是，本实施方式的设定部13保持与使马达20正转时的旋转角度θρ、使马达20反转时的旋转角度θκ有关的设定信息。
[0035]电源14供给用于使手机的控制装置10以及马达20发挥功能的电力。[0036]驱动部15根据来自控制部11的指令，调整对马达20施加的电压值。
[0037]传感器16由检测马达20的旋转角度的霍尔元件、编码器构成。
[0038]继电器17进行对马达20的电压施加极性的切换。
[0039]电流检测电阻18检测经过继电器17的电流，将流过马达20的电流(马达电流)变换为电压，反馈给控制部11。DC马达由于马达电流和负荷转矩存在比例关系，所以控制部11能够根据所反馈的电压值，测定马达20的负荷转矩。
[0040]不论马达20的种类，例如能够使用无刷直流马达。
[0041]接着，对于上述那样的手机的控制装置10中的马达20的动作控制内容，用图2、图3说明。
[0042]操作使手机进行动作的开关等时，在控制装置10中，根据预先设定的计算机程序，执行以下那样的控制。
[0043]首先，根据来自控制部11的指令，开始对马达20施加电压(步骤S101)。这里，控制部11在传感器16中检测马达的旋转速度，以使该检测值与事先在设定部13中设定的马达20的旋转速度的设定值(设定速度)一致的方式调整对马达20施加的电压。
[0044]另一方面，控制部11经由电流检测电阻18测定负荷转矩(步骤S103)。
[0045]控制部11根据所测定出的负荷转矩，与负荷转矩相应地设定马达20正转时的旋转角度及反转时的旋转 角度Θκ(步骤S105，步骤107)。该旋转角度的设定如上述那样，通过参照在设定部13中预先保持的信息来进行。基于图3说明该信息的一例。
[0046]图3所示的曲线图中，横轴表示负荷转矩，纵轴表示旋转角度Θ。
[0047]如图3所示，按比例关系进行设定，使得正转时的旋转角度Θ F随着负荷转矩增大而减小，相反，反转时的旋转角度θ κ随着负荷转矩增大而增大。例如，当负荷转矩Tl时，重视切削，旋转角度eF (例如150度)相比于旋转角度θκ (例如30度)设定得足够大。当负荷转矩Τ2 (> Tl)时，重视切削与切削片的排出之间的平衡，使旋转角度eF (例如90度)与旋转角度(例如90度)相同。并且，当负荷转矩Τ3 (> Τ2)时，重视切削片的排出，相比于旋转角度0F (例如30度)，将旋转角度ΘΕ (例如150度)设定得更大。
[0048]控制部11根据所设定的旋转角度Θ F和旋转角度Θ R,对继电器17进行切换，切换对马达20施加的电压的极性，使马达20正转、反转。
[0049]在以上的例子中，反复进行在测定负荷转矩Tl的期间正转150度、接着反转30度这样的互逆旋转。经过由正转和反转构成的一个周期的锉刀(切削工具)的净旋转角度成为旋转角度eF与旋转角度θκ的差(θρ— θε)0
[0050]接着，测定负荷转矩Τ2时，此后反复进行正转90度、接着反转90度这样的互逆旋转。
[0051]以上的旋转角度0F (150度、90度、30度)、旋转角度θ R (30度、90度、150度)的
例子中马达20旋转的情况在图4中示出。
[0052]这样，本实施方式的控制装置10，根据负荷转矩的大小来确定正转时的旋转角度Θ P以及反转时的旋转角度Θ R，所以能够通过降低锉刀的深入而防止其折损。
[0053][第2实施方式]
[0054]第I实施方式示出了负荷转矩与旋转角度Θ F及旋转角度Θ R存在比例关系的例子，但本发明不限于此。用第2实施方式说明其例子。另外，第2实施方式中，控制装置10的基本结构与第I实施方式相同，以下以与第I实施方式之间的不同点为中心进行说明。
[0055]第2实施方式的控制装置10如图5所示那样，到测定负荷转矩为止也与第I实施方式相同(步骤S201，步骤203)。但是，第2实施方式中，预先在设定部13中设定基准转矩并保持，控制部11对所测定出的负荷转矩和该基准转矩进行比较(步骤S205)。并且，负荷转矩小于基准转矩时(步骤S205的“是”)，设定第I正转旋转角度Θ F1及第I反转旋转角度θ E1 (步骤S207，步骤209)。另一方面，负荷转矩在基准转矩以上时(步骤S205的“否”)，设定第2正转旋转角度0F2及第2反转旋转角度ΘΚ2 (步骤S211，步骤213)。
[0056]在图6中表示第I正转旋转角度θ F1、第I反转旋转角度Θ R1、第2正转旋转角度θ F2以及第2反转旋转角度Θ R2的一例。
[0057]如图6所示，第2实施方式中，以基准转矩Tr为分界，将第2正转旋转角度Θ F2设定得小于第I正转旋转角度Θ F1，此外，将第2反转旋转角度θ E2设定得大于第I反转旋转角度ΘΚ1。即，在第2实施方式中，当负荷转矩小时使正转的旋转角度大、当负荷转矩大时使反转的旋转角度大这一点，也与第I实施方式共通。但是，图5的第I正转旋转角度Θ F1~第2反转旋转角度ΘΚ2只不过是本发明的一例，例如也能够采用使第I反转旋转角度ΘΚ1和第2反转旋转角度ΘΚ2为相同值等各种形态。
[0058]根据以上内容，在第2实施方式中，根据负荷转矩的大小，确定正转时的旋转角度 及反转时的旋转角度θκ，所以能够通过降低锉刀的深入而防止其折损。特别是，第
2实施方式中，到基准转矩为止不减小正转的旋转角度，所以可以说是比第I实施方式更重视切削效率的方式。相反，第I实施方式的例子可以说是重视锉刀的折损防止的方式。[0059]另外，也可以将如第I实施方式那样负荷转矩与旋转角度Θ F及旋转角度θ R存在比例关系的信息、和如本实施方式那样根据负荷转矩的阈值来确定旋转角度Θ 旋转角度θκ的信息兼用来进行控制。
[0060][第3实施方式]
[0061]以上的实施方式示出了作为锉刀状态信息而采用负荷转矩的例子，但本发明不限于此，如以下作为第3实施方式所说明的那样，能够将根尖位置作为锉刀状态信息。
[0062]如图7所示，第3实施方式的控制装置210具备根尖位置检测部21，并且，用控制装置210对马达20进行控制的手机(图示省略)具备根管长测定功能。具备该功能的手机一边进行根管治疗一边检测根尖位置，由此测定从根尖到锉刀(前端)的距离。即，使锉刀具有作为测定电极的功能，另一方面，将该锉刀插入牙的根管内，在与另行设置的口腔电极之间施加电测定信号，检测根尖。另外，作为在测定电极与口腔电极之间施加电测定信号来检测根尖的方法，至少已知利用根管内阻抗的变化的方法、利用根管内阻抗的差的方法、利用根管内阻抗的比值来检测根尖的方法，本发明也能够采用这些检测方法中的任一方法。根尖位置检测部21将测定出的根尖与锉刀之间的距离L提供给控制部11。
[0063]设定部13保持与对应于距离L的正转时的旋转角度Θ F及反转时的旋转角度Θ R有关的信息。其例子在图8中示出，但也可以采用将图3的横轴设为距离L的例子。
[0064]控制部11将与测定出的距离L对应的旋转角度(旋转角度Θ F及反转时的旋转角度θ κ)、即图8所示的信息从设定部13取得并进行参照，并且，根据该旋转角度控制马达20的旋转。
[0065]通常，根尖与锉刀之间的距离L越短，越存在锉刀容易深入的倾向，但根据第3实施方式，由于根据距离L来确定正转时的旋转角度及反转时的旋转角度θκ，所以能够通过降低锉刀的深入而防止其折损。
[0066]以上，说明了本发明的实施方式，但只要不脱离本发明的主旨，就能够对上述实施方式所举出的结构进行取舍选择，或者适宜变更为其他结构。
[0067]例如，作为锉刀状态信息，示出了采用负荷转矩、根尖与锉刀之间的距离L的例子，但也可以采用锉刀(马达)的旋转速度作为锉刀状态信息，本发明也允许根据施术者进行治疗中的挫刀的感触、基于施术者的指示来设定正转时的旋转角度Qf以及反转时的旋转角度Q R°
[0068]此外，以上说明的方式示出了图3、图6、图8所示的锉刀状态信息和旋转角度建立了关联的信息最初保持在设定部13中的预设置的例子，但也可以通过施术者进行操作来向设定部13输入锉刀状态 信息和旋转角度建立了关联的信息，或者，也可以变更预设置的该信息。
[0069]符号说明
[0070]10,210控制装置
[0071]11控制部
[0072]12显示部
[0073]13设定部
[0074]14 电源
[0075]15驱动部
[0076]16传感器
[0077]17继电器(旋转方向切换部)
[0078]18电流检测电阻
[0079]20 马达
[0080]21根尖位置检测部
【权利要求】
1.一种牙科用机头的控制装置，其特征在于，具备: 旋转方向切换部，切换对马达施加的电压的极性，从而将上述马达的旋转方向切换为正转及反转，上述马达内置在牙科用机头中且用于使安装于该牙科用机头的切削工具旋转；以及 控制部，根据与上述切削工具的状态信息建立了对应的上述马达的正转时的旋转角度ΘF和反转时的旋转角度θκ，控制上述旋转方向切换部的电压的极性的切换。
2.如权利要求1记载的牙科用机头的控制装置，其特征在于， 上述切削工具的状态信息是上述马达的负荷转矩， 上述控制部根据与上述负荷转矩建立了对应的上述旋转角度θρ以及上述旋转角度θ Ε,控制上述旋转方向切换部的电压的极性的切换。
3.如权利要求2记载的牙科用机头的控制装置，其特征在于， 上述马达的上述负荷转矩和上述旋转角度Θ F、上述马达的上述负荷转矩和上述旋转角度θκ分别存在比例关系。
4.如权利要求2记载的牙科用机头的控制装置，其特征在于， 以上述马达的上述负荷转矩的基准值为边界，上述旋转角度0F和旋转角度θκ不同。
5.如权利要求1或2记载的牙科用机头的控制装置，其特征在于， 上述旋转方向切换部是继电器。`
6.如权利要求1记载的牙科用机头的控制装置，其特征在于， 上述控制装置还具备检测根尖与上述切削工具的前端之间的距离L的根尖位置检测部， 上述切削工具的状态信息是上述距离L。
【文档编号】A61C5/02GK103717172SQ201380002464
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2012年1月16日
【发明者】国定诚 申请人:株式会社中西