(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1の構造では、使用したインスツルメントをワークテーブルに戻す場合に、インスツルメントのグリップ部が手前側を向くように、ワークテーブルに戻す方向が強制されている。術者を施術により集中させるためには、術者に余計な気を使わせないことが望まれる。
【0005】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、インスツルメントをホルダに戻しやすくしつつ、歯科用工具が術者に触れないようにするワークテーブル、歯科治療ユニット、ワークテーブルの使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、歯科用工具を装着したインスツルメントと、該インスツルメントを収納するホルダとを備えたワークテーブルであって、前記ホルダに収納された前記インスツルメントの歯科用工具の取付位置を検出可能な検出装置と、該検出装置による前記歯科用工具の取付位置の検出結果に基づいて、前記ホルダに収納された前記インスツルメントを回転させるインスツルメント回転機構とを備え
、前記検出装置が、前記ホルダに設置されて、前記歯科用工具までの距離を検出可能な金属センサであり、前記インスツルメント回転機構は、前記金属センサから前記歯科用工具までの距離に応じて、前記ホルダに収納された前記インスツルメントを、該インスツルメントの前記歯科用工具の先端が前記金属センサに対面するまで回転させることを特徴としている。
【0007】
請求項2の発明は、
歯科用工具を装着するヘッド部と術者に把持されるグリップ部とグリップ部の前方に位置するハンドピース部とからなるインスツルメントと、該インスツルメントを収納するホルダとを備えたワークテーブルであって、前記ホルダに収納された前記インスツルメントの歯科用工具の取付位置を検出可能な検出装置と、該検出装置による前記歯科用工具の取付位置の検出結果に基づいて、前記ホルダに収納された前記インスツルメントを回転させるインスツルメント回転機構とを備え、前記検出装置が、前記ホルダに設置されて、前記インスツルメントのハンドピース部の外周面に設置された磁性体までの距離を検出可能な磁気センサであり、前記インスツルメント回転機構は、前記磁気センサから前記磁性体までの距離に応じて、前記ホルダに収納された前記インスツルメントを、該インスツルメントの前記歯科用工具の先端が前記ホルダに対面するまで回転させることを特徴としている。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1または2の発明のワークテーブルを搭載した歯科治療ユニットであることを特徴としている。
【0009】
請求項4の発明は、歯科用工具を装着したインスツルメントと、該インスツルメントを収納するホルダとを備えたワークテーブルの使用方法であって、前記ホルダに設置され、該ホルダに収納された前記インスツルメントの歯科用工具を検出可能な金属センサと、該金属センサによる前記歯科用工具の検出結果に基づいて前記ホルダに収納された前記インスツルメントを所定方向に回転させるモータとを備えており、前記モータが前記インスツルメントを所定方向に少なくとも1回転させるステップと、前記金属センサに対する前記歯科用工具の距離の最小値を決定するステップと、前記最小値が決定された場合、現在の前記インスツルメントの位置から前記最小値に相当する位置に到達するまでに、前記インスツルメントを前記所定方向に回転させる場合か、前記インスツルメントを前記所定方向とは反対方向に回転させる場合のいずれが短期間で済むかを決定するステップと、決定された前記インスツルメントの回転方向に、前記モータが前記インスツルメントを回転させるステップと、回転した前記インスツルメントの位置が前記最小値に相当する位置に到達した場合、前記モータによる前記インスツルメントの回転を停止させるステップとを含むことを特徴としている。
請求項5の発明は、歯科用工具を装着したインスツルメントと、該インスツルメントを収納するホルダとを備えたワークテーブルの使用方法であって、前記ホルダに設置され、該ホルダに収納された前記インスツルメントの歯科用工具を検出可能な金属センサと、該金属センサによる前記歯科用工具の検出結果に基づいて前記ホルダに収納された前記インスツルメントを所定方向に回転させるモータとを備えており、前記モータが前記インスツルメントを所定方向に回転させるステップと、前記金属センサに対する前記歯科用工具の距離が近づいている場合、前記モータが前記インスツルメントを前記所定方向と同じ方向に回転させるのに対し、前記金属センサに対する前記歯科用工具の距離が遠のいている場合、前記モータが前記インスツルメントを前記所定方向とは反対方向に回転させるステップと、回転した前記インスツルメントの位置が、前記金属センサに対する前記歯科用工具の距離の最小値に相当する位置に到達した場合、前記モータによる前記インスツルメントの回転を停止させるステップとを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、インスツルメント回転機構が、ホルダに収納されたインスツルメントを回転させるので、歯科用工具の先端が例えば上向きにならない。よって、歯科用工具の先端が術者に触れ難くなる。また、ワークテーブルが歯科用工具を術者に触れないようにするため、術者は、歯科用工具の向きを気にすることなく、インスツルメントをホルダに戻すことができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら本発明のワークテーブル、歯科治療ユニット、ワークテーブルの使用方法について説明する。
図1は、本発明の歯科治療ユニットの一実施形態を説明するための斜視図である。
図1に示すように、歯科治療ユニットは、例えば、歯科治療椅子1、スピットン4、ワークテーブル7等からなり、歯科治療椅子1は、基台3の上方にコンターシート2を有し、コンターシート2の一端側にはバックレストや安頭台が、コンターシート2の他端側にはレッグレストがそれぞれ設けられる。スピットン4は無影灯5を有し、例えばこの無影灯5の支柱にはアーム6が回動自在に取り付けられている。
【0013】
ワークテーブル7はアーム6に取り付け可能であり、ワークテーブル7の上面には、手前側にタッチパネル式の操作部10を有する。操作部10の下方には、種々のインスツルメントを収納可能なホルダ8が設置される。ホルダ8の奥側にはホース収納部9が設けられ、各インスツルメントから延びたホースを収納可能である。このように、ホースは、インスツルメントの使用時を除き、ホース収納部9に収納されて露出しないため、術者がホースに引っかかり難い。
【0014】
図2はワークテーブルの斜視図であり、
図3はワークテーブルの機能ブロック図である。
図2に示すように、ホルダ8は断面視コ字状に形成され、コ字状の開口部分を上方に向けて操作部10の下側に設置されている。ホルダ8には、例えば5箇所の把持部8cが水平方向に並んで形成されており、この
図2では、口腔洗浄用のシリンジ11、ストレート型のハンドピース12、コントラ型のハンドピース13、スケーリング用のハンドピース14が収められている。
【0015】
シリンジ11は、ノズルを装着するヘッド部と、術者に把持されるグリップ部とからなり、ハンドピース12〜14は、歯科用工具を装着するヘッド部と、術者に把持されるグリップ部とからなり、各グリップ部の後端には、エアや水などをヘッド部に向けて供給可能なホースが設置されている。なお、
図2では、歯石やプラーク(歯垢)を取り除く作業(スケーリング)用のハンドピース14が引き出されており、ホース14dが見えている。
【0016】
ハンドピース12,13の各ヘッド部には、歯牙を切削するバー13aが装着されている。バーは、ダイヤモンド製やカーバイド製の先端部分を有し、除去や仕上げなどの各目的に沿う形状で構成される。一方、ハンドピース14のヘッド部には、チップ14aが装着されている。チップは、スケーリングや、スケーリング後の歯根面を平滑化する作業(ルートプレーニング)などの各目的に沿う形状で構成される。なお、バーやチップが本発明の歯科用工具に相当する。このため、ハンドピース13,14が本発明のインスツルメントに相当する。
【0017】
図3に示すように、ワークテーブル7は、制御部50、操作部10、回転処理部30、位置処理部40を有し、これらはバスを介して接続される。
制御部50は、CPUやメモリ等からなり、メモリの例えばROMに格納されている各種プログラムやデータをRAMにロードし、各種プログラムを実行することにより、ワークテーブル7の動作を制御することができる。
【0018】
回転処理部30は、ハンドピース12〜14をそれぞれ別個に回転可能である。具体的には、ホルダ8の各把持部8cには、挿入検出部8d、インスツルメント回転機構20がそれぞれ設けられている。なお、挿入検出部8dは例えば金属センサであるが、リミットスイッチや光センサ等であってもよい。
例えば、コントラ型のハンドピース13の例で説明すると、挿入検出部8dは、把持部8cに収納されたハンドピース13の例えば後端の位置を検出する。そして、ハンドピース13を把持部8cに収納したと判定した場合、回転処理部30は、金属センサ8bからバー13aまでの距離を検出させるための信号を位置処理部40に出力する。
【0019】
位置処理部40では、ハンドピース12〜14に装着されたバーやチップを検出し、バーやチップの位置を決定する。詳しくは、
図2に示したホルダ底面8aには、各把持部8cに収納されたハンドピース12,13のバー13aやハンドピース14のチップ14aに対向する位置に、金属センサ8bがそれぞれ設置されている。なお、金属センサ8bが本発明の歯科用工具の取付位置を検出可能な検出装置に相当する。また、挿入検出部8dを省略し、金属センサ8bの検出結果を用いて、ハンドピース13を把持部8cに収納したと判定することも可能である。
【0020】
金属センサ8bは、例えば渦電流式変位センサであり、センサヘッドとドライバで構成される。センサヘッドがホルダ底面8aに設けられており、バー13a(またはチップ14a、以下同じ)に向けて高周波磁束を発生可能である。このセンサヘッドとバー13aとの距離が近づくに連れて過電流損が大きくなって発振振幅が小さくなる。この発振振幅を整流して、バー13aまでの距離を直流電圧の変化で検出している。
【0021】
金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠いか近いかは、工具位置判別部41で判別する。そして、金属センサ8bからバー13aまでの距離を遠いと判定した場合、位置処理部40は、ハンドピース13を回転させるための信号を回転処理部30に出力する。
【0022】
図4は、インスツルメント回転機構を説明するための図、
図5は、
図4のV−V線矢視断面図である。
上記と同様にコントラ型のハンドピース13の例を挙げて説明すると、
図4に示すように、ハンドピース13は、バー13aを装着するヘッド部13bと、術者に把持されるグリップ部13cとからなり、ホース13dがグリップ部13cの後端から引き出されている。
【0023】
インスツルメント回転機構20は、例えば2本の保持用コロ25を有し、把持部8cの底部分に回転自在に支持されている。保持用コロ25の上方には、グリップ部13cに接離可能な例えば2本の駆動ローラ23が設けられている。
詳しくは、駆動ローラ23は、L字状の取付板21に回転自在に支持され、モータ22の軸に連結されている。取付板21の上方にはシリンダ24が設けられる。シリンダ24は、ワークテーブル7の下面に固定され、例えば、エアの供給によってオン作動する。なお、シリンダは、エアに替えてソレノイドの励磁によってオン作動する構造であってもよい。
【0024】
上記のように金属センサ8bからバー13aまでの距離を遠いと判定され、位置処理部40から回転処理部30に、ハンドピース13を回転させる信号が出力された場合には、シリンダ24がオン作動して軸24aが下方に突出する。これにより、取付板21が下方に移動するので、駆動ローラ23は、
図5(A)に示した位置から下方に移動して、
図5(B)に示すように、把持部8cに収納されたハンドピース13のグリップ部13cに接触する。
【0025】
次いで、モータ22が所定方向に回転すると、駆動ローラ23も所定方向に回転し、グリップ部13c(ハンドピース13全体)を回転させる。保持用コロ25もハンドピース13の回転に従動するので、ハンドピース13は容易に回転する。
【0026】
図6は、金属センサとバーとの距離を説明するための図である。
バー13aの先端が、例えば
図4で説明したように上方を向いていた場合には、過電流損が小さくなって発振振幅が大きくなるため、金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠いと判定される。しかし、金属センサ8bの検出結果に基づいてモータ22が回転すると、ハンドピース13全体が回転するので、バー13aも回転する。
【0027】
ハンドピース13が回転し、バー13aの先端が金属センサ8bに向けて移動すると、発振振幅が次第に小さくなる(金属センサ8bからバー13aまでの距離が次第に短くなる)。そして、バー13aの先端が金属センサ8bに対面した場合、金属センサ8bからバー13aまでの距離が最小値になる。
そこで、例えば、金属センサ8bの検出値が所定の閾値(例えば、バー13aの先端が金属センサ8bに対面したと判定可能な値であり、実験等によって予め設定される。)よりも大きい場合、金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠いと判定し、金属センサ8bの検出値が所定の閾値よりも小さい場合、金属センサ8bからバー13aまでの距離が近いと判定することができる。あるいは、金属センサ8bの検出値が減少から増加に転じた場合(極小値)、金属センサ8bからバー13aまでの距離が近いと判定してもよい。
【0028】
図7は、実施例1によるインスツルメントの回転制御のフローチャートである。
上記と同様に、コントラ型のハンドピース13を想定すると、例えば挿入検出部8dの検出結果により、ハンドピース13のグリップ部13cを把持部8cに収納したと判定した場合(ステップS101のYES)、このハンドピース13のヘッド部13bの直下に位置する金属センサ8bで、バー13aまでの距離を検出する(ステップS102)。
【0029】
金属センサ8bの検出結果により、バー13aまでの距離が遠いと判定された場合(ステップS103のYES)、シリンダ24がオン作動して、駆動ローラ23および保持用コロ25でグリップ部13cを把持し(ステップS104)、ステップS105に進む。一方、金属センサ8bからバー13aまでの距離が近いと判定された場合(ステップS103のNO)、一連のルーチンを抜ける。
【0030】
ステップS105では、モータ22が所定方向に回転してハンドピース13を回転させる。このハンドピース13が回転している間も、位置処理部40では、金属センサ8bからバー13aまでの距離を監視しており、金属センサ8bの検出値が所定の閾値よりも大きい場合(ステップS106のNO)、ステップS102に戻る。
【0031】
これに対し、金属センサ8bの検出値が所定の閾値よりも小さくなった場合(ステップS106のYES)、モータ22の回転を停止し、ハンドピース13の回転を停止させる(ステップS107)。これにより、ハンドピース13は、バー13aの先端が金属センサ8bに対面した姿勢でホルダ8に収納される。なお、モータ22の回転を停止させた場合、シリンダ24がオフ作動して、駆動ローラ23がグリップ部13cから離れる。
【0032】
このように、インスツルメント回転機構20が、バー13aの先端がホルダ8に対面するように、ホルダ8に収納されたハンドピース13を回転させるので、バー13aの先端が術者に触れなくなる。また、ワークテーブル7がバー13aを術者に触れないようにするので、術者は、バー13aの向きを気にすることなく、ハンドピース13をホルダ8に戻せる。この結果、術者はハンドピース13をホルダ8に戻しやすくなる。
【0033】
図8は、実施例2によるインスツルメントの回転制御のフローチャートである。なお、このステップS201からステップS205までは、実施例1のステップS101からステップS105までと同じである。上記と同様に、コントラ型のハンドピース13の例で説明すると、金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠い場合、駆動ローラ23および保持用コロ25でグリップ部13cを把持する。その後、モータ22が所定方向に回転してハンドピース13を少なくとも1回転させる(ステップS205)。
【0034】
ここで、実施例2では、位置処理部では、金属センサ8bに対するバー13aの距離の最小値を決定する。
回転処理部では、例えば、金属センサ8bの検出結果を監視して、発振振幅の周期的な変化からハンドピース13の1回転を判断できる。さらに、この回転処理部では、現在のハンドピース13の位置から最小値の位置に到達するまでに、ハンドピース13をこのままの方向で回転する場合と、反対方向に回転する場合のいずれかが短期間で済むかを決定できる。
【0035】
このため、ハンドピース13が1回転し、金属センサ8bに対するバー13aの距離の最小値を決定した場合(ステップS206のYES)、回転処理部が、いずれの回転方向が短期間で済むかの決定結果に基づいてハンドピース13の回転方向を決定する。その後、位置処理部による金属センサ8bの検出結果を再び監視して、ハンドピース13の位置が最小値に相当する位置に到達したとき、モータ22の回転を停止する(ステップS207)。
【0036】
このように、ハンドピース13を少なくとも1回転させて、バー13aまでの距離の最小値を決定したら、ハンドピース13をその最小値の位置に短期間で到達させるため、バー13aの先端を速やかに術者に触れないようにすることができる。
【0037】
図9は、実施例3によるインスツルメントの回転制御のフローチャートである。なお、このステップS301からステップS305までは、実施例1のステップS101からステップS105までと同じである。上記と同様に、コントラ型のハンドピース13の例で説明すると、金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠い場合には、グリップ部13cを把持した後、モータ22が所定方向に回転してハンドピース13を例えば反時計回りに回転させる(ステップS305)。
【0038】
ここで、実施例3では、位置処理部では、金属センサ8bからバー13aまでの距離が近づいている場合(ステップS306のYES)、回転処理部では、ハンドピース13をそのまま反時計回りで回転させる(ステップS307)。一方、金属センサ8bからバー13aまでの距離が遠のいている場合(ステップS306のNO)、ハンドピース13をこれまでとは逆方向(時計回り)で回転させる(ステップS310)。
【0039】
そして、金属センサ8bの検出値が所定の閾値(例えば金属センサ8bに対するバー13aの距離の最小値)に到達した場合(ステップS308のYES)、モータ22の回転を停止する(ステップS309)。
このように、金属センサ8bからバー13aまでの距離の判定結果に応じて、ハンドピース13の回転方向を変更すれば、バー13aの先端をより速やかに触れないようにすることができる。
【0040】
なお、上記実施例1−3では、金属センサを用いた例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明の検出装置は、例えば、磁気センサであってもよい。具体的には、
図10に示すように、ハンドピース13の例えばグリップ部13cの前方に位置するハンドピース部13eの外周面には、バー13aを設置する側と同じ側に、例えば磁性体15(磁石でもよい)が設置されている。一方、ホルダ8には、ハンドピース部13eの磁性体15に対向する位置に、磁気センサ8eが設置されている。
【0041】
このように、ハンドピース部13eに設けた磁性体15を利用して、歯科用工具の取付位置を検出すれば、バーがこれまでとは例えば異なる長さのバーに変更されたとしても、磁気センサ8eから磁性体15までの距離の判定結果に応じて、ハンドピース13を回転させることができる。
あるいは、本発明の検出装置は、撮像した歯科用工具の距離から歯科用工具の先端の向きを検出してもよい。そして、撮像によって得られる歯科用工具の距離が例えばメモリに記憶された閾値に一致するまで、モータを回転させることも可能である。