(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮ガスによって駆動される医療用駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法、並びに、このような駆動装置を提供する。【解決手段】圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置１を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法、並びに、このような方法を実施するための制御装置、及び/或いは、帰還制御装置５関する。第一実施例の方法では、駆動装置1のインペラー２は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量をバルブ４によって調整つすることにより、基本的に一定な回転数で作動され、圧縮ガスの最大圧力値よりも低い圧縮ガスの圧力値に達した際に、回転数が低減される。第二実施例の方法では、インペラー２の回転数制限値に達した際に、バルブ４によって、圧縮ガスのガス圧力とインペラー２の回転数が変更される。【選択図】図８
2014083447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
該駆動装置(1)には、該インペラー(2)を回転させるために、圧縮ガス源から最大ガス圧力の圧力ガスを供給でき、且つ、該駆動装置(1)は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するためのバルブ(4)を備え、また、該方法では、インペラー(2)は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量をバルブ(4)で調節することにより、少なくとも、限定された負荷領域において、基本的に一定な回転数(n1)で運転されることを前提とした、インペラー(2)、並びに、該インペラー(2)と接続されている器具支持手段(3)を備えた圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法であって、
圧縮ガスの最大圧力値(pmax)よりも低い圧縮ガスの圧力値(p2)に達した際に、回転数が下げられる(図3)ことを特徴とする圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項２】
圧縮ガスの最大圧力値(pmax)よりも低い圧縮ガスの圧力値(p2)に達した際に、インペラー(2)のトルクが、基本的に一定、或いは、増加することを特徴とする請求項1に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項３】
圧力値(p2)が、ユーザーによって設定可能なことを特徴とする請求項1あるいは2に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項４】
基本的に一定な回転数(n1)の値が、ユーザーによって設定可能なことを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項５】
該駆動装置(1)には、圧縮ガス源から最大ガス圧力の圧力ガスを供給でき、且つ、該駆動装置(1)は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するためのバルブ(4)を備えている、インペラー(2)、並びに、該インペラー(2)と接続されている器具支持手段(3)を備えた圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法であって、
インペラー(2)の回転数制限値(n2, n3)に達した際に、圧縮ガスのガス圧力のバルブ(4)を調節し、インペラー(2)の回転数を変更させる(図4)   
ことを特徴とする圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項６】
インペラー(2)の回転数制限値(n2, n3)に達し、且つ、圧縮ガスの最大圧力値(pmax)よりも低い圧縮ガスの圧力値(p1)に達した際に、バルブ(4)を調節し圧縮ガスのガス圧力とインペラー(2)の回転数を変更させることを特徴とする請求項5に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項７】
インペラー(2)の回転数と圧縮ガスのガス圧力、並びに、インペラー(2)のトルクが上昇することを特徴とする請求項5あるいは6に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項８】
インペラー(2)の回転数が下がり、圧縮ガスのガス圧力、並びに、インペラー(2)のトルクが上昇することを特徴とする請求項5あるいは6に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項９】
回転数制限値(n2, n3)、及び/或いは、圧力値(p1)がユーザーによって設定可能である
ことを特徴とする請求項5から8のうち何れか一項に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項１０】
回転数下限値(nmin)、但し、回転数下限値(nmin) > 0 s-1である、以下では、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法は、実施されないことを特徴とする先行請求項のうち何れか一項に記載の制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項１１】
該駆動装置(1)には、圧縮ガス源から最大ガス圧力の圧力ガスを供給でき、且つ、該駆動装置(1)は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するためのバルブ(4)を備えている、インペラー(2)、並びに、該インペラー(2)と接続されている器具支持手段(3)を備えた圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法であって、
駆動装置(1)に圧力ガスが供給されていない時、ユーザーが、予め定義されている範囲内において、以下のパラメーターのうちの少なくとも一つ、即ち、最大ガス圧力pmaxによって決まる最大回転数nmaxよりも少ないインペラー(2)の回転数制限値、インペラー(2)の設定回転数、(インペラーに供給されてもよい)圧縮ガスの駆動装置に供給可能な最大ガス圧力(pmax)よりも小さいガス圧力許容値、及び/或いは、トルク値を、選択できることを特徴とする圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を、制御、及び/或いは、帰還制御するための方法。
【請求項１２】
上記請求項のうち一つに記載の方法を実施できるように制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)が構成されていることを特徴とする医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)用の制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)。
【請求項１３】
請求項12の制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)を特徴とする医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)。
【請求項１４】
圧縮ガスによって作動するインペラー(2)、該インペラー(2)と接続されている器具支持手段(3)、インペラー(2)、及び/或いは、器具支持手段(3)の回転数を測定するための回転数測定手段(6)、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調整するためのバルブ(4)、並びに、好ましくは、圧縮ガスのガス圧力を測定するための手段(7)も包含しており、ガス圧力測定データが、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)に伝達可能であり、該バルブ(4)が、伝達された回転数測定データ、及び/或いは、必要に応じて、該ガス圧力測定データをベースに該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)による圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量の調節のために操作できるように、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置(5)は、該回転数測定手段(6)、好ましくは、圧縮ガスのガス圧力を測定するための手段(7)、並びに、バルブ(4)とも機能的に接続されていることを特徴とする請求項13に記載の医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)。
【請求項１５】
最大ガス圧力(pmax)によって定まる最多回転数(nmax)よりも少ないインペラー(2)の回転数制限値、インペラー(2)の設定回転数、駆動装置に供給できる最大ガス圧力(pmax)よりも低い圧縮ガスのガス圧力許容値、及びトルク(許容)値のうち、少なくとも一つのパラメーターを設定するための、ユーザーによって操作可能な少なくとも一つの調整エレメント(8, 9)を有していることを特徴とする請求項13或いは14に記載の医療用の、特に歯科医療用の駆動装置(1)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法、並びに、このような駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置の、従来の技術から既知の、制御、及び/或いは、帰還制御を、回転トルク・回転数・グラフを用いて図1及び2に概略的に示す。これらの図は、それぞれ回転自在な駆動装置、特に、圧縮ガスがかけられるインペラー、及び/或いは、これと接続されている器具支持手段の回転トルク・回転数・グラフを示している。駆動装置の回転数(n)は、ｘ座標に、トルク(M)は、y座標に示されている。そして、このグラフでは、ほんの数例だが、圧縮ガスの圧力値をそれぞれ示す圧力の変化(直線p1, p2, pmax)が、例として、描かれている。圧力値pmaxは、使用できる最大圧力値であるが、通常、駆動装置は、圧縮ガスの該最大値pmaxを制限するためのバルブを有している。各々のガス圧力値p1, p2, pmaxは、回転数n1, n2, nmaxに相当するが、nmaxは、達成可能な最高回転数である。
【０００３】
ここでは、基本的に、図1と2のグラフ、並びに、他のグラフを見る際は、トルクが高くなる方向に向かって見ている。よって、説明もこの方向に向かって記述している。但し本発明は、言うまでもなく、この観察方向に制限されるものではなく、トルクが下がる方向も包含されると共に、これは、グラフからも見て取れることは明らかである。
【０００４】
図1は、圧縮ガスで駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御する既知の方法における回転トルク・回転数・グラフを示している：該駆動装置は、ユーザーが、例えば、足で操作できる調整手段（以下、操作ペダルとも言う）によって調整できる制御バルブを有していると共に、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を該操作ペダルの位置に応じで制御し、インペラーの回転数を設定できるように構成されている。ユーザーが、アイドリング(空転)状態で、例えば、操作ペダル、即ち、制御バルブを操作し、望ましい圧力として圧力値p1を選択すると、インペラーは、回転数n1で回転するが、他の選択可能な圧力値と回転数の関係も、即ち、例えば、圧力値p2と回転数n2、最大圧力値pmaxと最大回転数nmaxも同様である。また同様に、駆動装置、或いは、インペラーのトルクもアイドリング時には、略ゼロである。ここで言う「アイドリング(空転)」とは、器具支持手段に支持されている器具が、処置されるべき個所と、特に、歯、骨など体組織、或いは、それらの代替マテリアルなどと接触せず、負荷がかかっていない状態のことを意味している。
【０００５】
ユーザーが、器具と処置する箇所を接触させた、或いは、ユーザーが、器具に負荷をかけた時は、その負荷の度合いに応じて、回転数は、それぞれの圧力値p1, p2, pmaxに帰属している直線の勾配に沿って下がり、トルクはこれに伴って増加する。そして、回転数が、ゼロになると、トルクが、最大値に達する。
【０００６】
即ち、ここで言う「体組織を処置する行為」には、例えば、目で見た判断による削れ具合、器具の回転スピード、処置される部分にかける力や駆動装置の周波数など、ユーザーの感覚を基にしたユーザーによる例えば、操作ペダルを介した直接的、或いは、間接的な回転数、トルク、並びに、ガス圧力の継続的な調節も包含されている。よって、ユーザーは、自分の感覚に基づいて、様々な処置においてそれぞれ要求される様々な回転数、トルク、及び/或いは、ガス圧力の設定を、近似的にしか達成することができない。
【０００７】
図2は、圧縮ガスで駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置の回転数を帰還制御する二つ目の既知の方法における回転トルク・回転数・グラフを示している：図2の方法は、図1の方法に準じているが、ここでは、インペラーが、予め設定されている回転数n3に達したら行われる帰還制御が採用されている。回転数n3は、超えることができない、或いは、制御バルブによる圧縮ガス供給の調整に基づく帰還制御によって定められた回転数制限値を定義している。ユーザーによって圧縮ガスのガス圧力、或いは、流量が高められた場合、場合によっては、最高ガス圧力pmaxに至るまでは、インペラーの、或いは、これによって駆動される器具のトルクは、上昇する。工具の負荷がさらに上昇する場合、トルクもさらに高まるが、それに対応して回転数は、低下する(図2で強調して示されている回転数・トルク・特性線の変化を参照)。このような方法は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１４５８１７号明細書より既知である。この方法では、回転数値(n3)における運転においては、ユーザーには、定義された変化、或いは、予め設定された回転数、トルク、及び、ガス圧力値の関係が提供されるが、予め定められている回転数値(n3)以下においては、図1に関して説明したように、ユーザーは、自分の感覚に頼らざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１４５８１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって本発明の課題は、上記の如き欠点を有さない、圧縮ガスで駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法、これに対応する制御装置、及び/或いは、帰還制御装置を提供することにある。該方法、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、並びに、駆動装置は、ユーザーに、より多くの予め設定されている、及び/或いは、選択自在な処置オプションを提供し、これにより、好ましくは様々な処置に対してそれぞれ適応され、且つ、正確に定義され、更に好ましくは、駆動装置において実際に設定される作動条件が、ユーザーに提供できるように構成されていることが特に好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、第一実施例において、圧縮ガスのガス圧力及び/或いは、流量を、少なくともある一定の負荷領域内では、バルブを調節することによって基本的に一定の回転数でインペラーが作動され、且つ、(基本的に一定な回転数における作動中は)圧縮空気の圧力値が、圧縮空気の最大圧力値よりも低下した場合には、その回転数が低減されると言う圧縮ガスで駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置の制御、及び/或いは、帰還制御方法によって解決される。
【００１１】
これにより、ユーザーは、最初は、既知のごとく、基本的には回転数を一定に保つことができ、更に、従来の技術とは異なり、圧縮空気の圧力値が、圧縮空気の最大圧力値pmaxよりも低下したら直ちに、回転数を低減することができる。
【００１２】
第二実施例によれば、インペラーの回転数制限値に達した場合に、バルブの設定により圧縮ガスのガス圧力、及び、インペラーの回転数が変えられる圧縮ガスで駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置の制御、及び/或いは、帰還制御方法が提供される。
【００１３】
要するに、従来の技術とは異なり、第二実施例では、二つのパラメーター、即ち、圧縮ガスのガス圧力とインペラーの回転数が、(同時)に変更される。
【００１４】
前述の双方の方法では、圧縮ガスのガス圧力値、及び/或いは、基本的に一定な回転数の値、及び/或いは、回転数制限値をユーザーが設定できるようになっている。そのため、ユーザーには、駆動装置と接続されている、或いは、駆動装置の一部として構成されている操作手段が用意されている。該操作手段は、例えば、予め設定されている値の選択、及び/或いは、少なくとも一定の範囲内においての無段階選択が可能なように構成されている。選択された圧縮ガスのガス圧力値、及び/或いは、選択された基本的に一定の回転数値、及び/或いは、回転数制限値を設定するために、該操作手段は、例えば、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、及び/或いは、例えば、バルブなどの調整エレメントと接続されている。該操作手段は、例えば、少なくとも一つの押しボタン・スイッチ、ダイヤル・スイッチ、或いは、タッチスクリーンなどを包含している。尚、該操作手段は、例えば、手、或いは、足によって操作可能である。
【００１５】
上記の双方の方法では、駆動手段は、少なくとも一つのインペラー、該インペラーと接続されている器具支持手段、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するためのバルブ、例えば、制御バルブ、帰還制御バルブ、好ましくは、プロポーショニング・バルブ、特に好ましくは、ソレノイド・バルブを包含している。更に、インペラーを回転運動させるために、駆動手段には、圧縮ガス源から最大ガス圧力の圧縮ガスをかけることが可能である。該圧縮ガス源は、駆動手段に圧縮空気を供給する圧縮空気源として構成されていることが好ましい。
【００１６】
上記の双方の方法は、ユーザーに、従来の技術と比較して非常に多数の、好ましくは、様々な処置に対応した処置オプションを提供できる長所を有している。ユーザーには、特に正確に定義され、処置中(連続的に)維持される、制御される、或いは、帰還制御される、或いは、監視される回転数値、トルク値、及び、ガス圧力値の関係、変化、或いは、組み合わせが提供される。更に、非常に有利なことに、ユーザーには、回転数、トルク、及び、ガス圧力を正確に設定する、及び/或いは、要望されるこれらのパラメーターの関係、変化、或いは、組合せを定義する、或いは、選択することが可能である。
【００１７】
圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法は、それ以下では、該制御、及び/或いは、帰還制御するための方法が実施されない回転数下限値を包含していることが好ましいが、そのような回転数下限値は、> 0 s-1である。尚、該回転数下限値は、ユーザーが自由に選択できる、或いは、変更できないように設定されている。該回転数下限値により、好ましいことに、ユーザーには、処置を個々にデザインする更なる選択肢が提供される。
【００１８】
第三実施例によれば、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法では、駆動装置、或いは、インペラーに圧縮ガスが供給されない時、或いは、インペラーが回転しない時に、少なくとも以下のパラメーターは、ユーザーによって、少なくとも予め定められている範囲内において選択自在であることが想定されている：最大ガス圧力pmaxによって決まる最大回転数nmaxよりも少ないインペラーの回転数制限値、インペラーの設定回転数、(インペラーに供給されてもよい)圧縮ガスの駆動装置に供給可能な最大ガス圧力(pmax)よりも小さいガス圧力許容値、トルク値。該駆動装置は、インペラー、該インペラーと接続されている器具支持手段、及び、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調整するバルブを包含しているが、該駆動装置には、圧縮ガス源から、最大のガス圧力の圧縮ガスを供給できるようになっている。
【００１９】
これらのうちの少なくとも一つのパラメーターの値を選択できることにより、ユーザーは、有利なことに、処置を個々にデザインできるようになる。
【００２０】
これらのうちの少なくとも一つのパラメーターの選択をできるようにするため、ユーザーには、駆動装置と接続されている、或いは、駆動装置の一部として構成されている操作手段が用意されている。該操作手段は、例えば、予め設定されている値の選択、及び/或いは、少なくとも一定の範囲内においての無段階選択が可能なように構成されている。尚、これらの値を設定できるようにするため、該操作手段は、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、及び/或いは、調整エレメント、特に、バルブと接続されている。該調整エレメントは、インペラーの回転数、インペラーの設定回転数、圧縮ガスの最大ガス圧力、或いは、トルクの変更に関与、例えば、バルブの圧縮ガスが流れる開口断面を変更することで特に圧縮ガスに関与できるように構成されている。該操作手段は、例えば、少なくとも一つの押しボタン・スイッチ、ダイヤル・スイッチ、或いは、タッチスクリーンなどを包含している。尚、該操作手段は、例えば、手、或いは、足によって操作可能である。
【００２１】
上記の三つの実施例は、各々、或いは、全てを好ましく組み合わせることが可能であり、特に、第三実施例に係る方法は、第一実施例に係る方法、或いは、第二実施例に係る方法と好ましく組み合わせることが可能である。
【００２２】
第四実施例によれば、駆動装置の少なくとも一部品の消耗、或いは、故障を認識する方法が採用されているが、この方法では、駆動装置、特にインペラーを駆動するための圧縮ガスのガス圧力値が、予め与えられている、或いは、与えられ、該駆動装置、特に該インペラーは、予め定められているガス圧力値の圧縮ガスがかけられることで回転され、該駆動装置、特に該インペラーの回転数は、回転数測定手段によって測定され、制御装置、及び/或いは、回帰制御装置に送られ、測定された回転数は、制御装置、及び/或いは、回帰制御装置によって回転数設定値と比較される、但し、該回転数設定値は、予め与えられているガス圧力値に帰属している回転数であり、測定された回転数値が、該回転数設定値と異なる、或いは、該回転数設定値を含む許容範囲外にある場合には、駆動装置の作動が止められる、及び/或いは、ユーザーへの情報表示手段が作動される。
【００２３】
尚、該消耗、或いは、故障を認識する方法は、駆動装置がアイドリング中、或いは、これに負荷がかかっていない状態、特に、該駆動装置によって駆動される器具に負荷がかかっていない状態、或いは、該駆動装置、又は、これによって駆動される器具が、処置されるオブジェクトと接触していない状態で実施されることが好ましい。また、該回転数設定値は、予め定められているガス圧力値に帰属するアイドリング・回転数として与えられていることが好ましい。尚、回転数設定値を含む許容範囲とは、例えば、回転数設定値の+/-5%、或いは、+/-10%を含むものである。
【００２４】
該消耗、或いは、故障を認識する方法は、特に、消耗、或いは、故障したベアリング、特に、インペラー、及び/或いは、器具支持手段を支持するベアリングの消耗や故障、或いは、駆動装置の回転部品、特に、インペラー、及び/或いは、器具支持手段と接触している駆動装置内のオブジェクト、乃至、外れてしまった、或いは、ゆるんでいる駆動装置の部品の認識を可能にしている。
【００２５】
この際、例えば、駆動装置の圧縮ガス供給手段内のバルブを完全にしめることなどによって、例えば、圧縮ガスの駆動装置への、特に、インペラーへの供給を停止することで、駆動装置の作動を阻止することができる。該ユーザーへの情報表示手段は、例えば、視覚的シグナル発生手段、例えば、光源、聴覚的シグナル発生手段、或いは、触覚的シグナル発生手段を包含している。
【００２６】
ある実施例では、少なくとも一つの上記の圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法、及び/或いは、駆動装置の少なくとも一部の消耗、或いは、故障を認識する方法を実施できるように構成されている一つの制御装置、及び/或いは、帰還制御装置が設けられている。該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、好ましくは、電気的に作動し、特に好ましくは、マイクロ・コントローラーを包含している。また、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、上記のユーザーへの情報表示手段と機能的に接続されていることが好ましい。更に、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、上記の操作手段とも機能的に接続されていることが好ましい。該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、医療用の、特に歯科医療用の駆動装置の一部として構成されている、或いは、該医療用の、特に歯科医療用の駆動装置と機能的に接続されていることが好ましい。
【００２７】
ある実施例では、該医療用の、特に歯科医療用の駆動装置は、上記の制御装置、及び/或いは、帰還制御装置に加え、圧縮ガスによって作動するインペラー、該インペラーと接続されている器具支持手段、インペラー、及び/或いは、器具支持手段の回転数を測定するための回転数測定手段、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調整するためのバルブ、並びに、圧縮ガスのガス圧力を測定するための手段も包含しているが、必要に応じて、ガス圧力測定データが、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置に伝達可能であり、該バルブが、伝達された回転数測定データ、及び/或いは、必要に応じて、該ガス圧力測定データをベースに該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置による圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量の調節のために操作できるように、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、該回転数測定手段、好ましくは、圧縮ガスのガス圧力を測定するための手段、並びに、バルブとも機能的に接続されていることが好ましい。
【００２８】
該駆動装置は、少なくともインペラーと器具支持手段を備えた、ハンド・ピース、或いは、エルボー・ピースを包含していることが好ましい。尚、他の上記全ての部品（制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、回転数測定手段、バルブ、ガス圧力を測定するための手段）もハンド・ピース、或いは、エルボー・ピース内に、或いは、ハンド・ピース、或いは、エルボー・ピース外、例えば、カップリング手段内、或いは、ハンド・ピース、或いは、エルボー・ピースと圧縮ガス源、或いは、供給ユニットとの接続用チューブ内に設けられていることができる。圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するためのバルブは、例えば、制御バルブ、及び/或いは、帰還制御バルブ、特に、ソレノイド・バルブを包含している。該回転数測定手段は、例えば、誘導的、容量的、或いは、光学的回転数測定手段として実施される。一方、ガス圧力を測定するための手段は、例えば、マイクロフォン、或いは、誘導的、容量的、或いは、電圧素子センサーとして実施される。代案的には、ガス圧力を間接的に、好ましくは、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するバルブの調節値、例えば、バルブ体の位置、或いは、バルブにかけられている制御シグナルの値、或いは、帰還制御シグナル、例えば、電流の強さを測定することによっても割出すことができる。
【００２９】
ある実施形態によれば、該駆動装置は、少なくとも一つのユーザーによって操作できる、以下のパラメーターの内の少なくとも一つを設定するための調整エレメントを包含している：最大ガス圧力によって定まる最多回転数よりも少ないインペラーの回転数制限値、インペラーの設定回転数、駆動装置に供給できる最大ガス圧力(pmax)よりも低い圧縮ガスのガス圧力許容値、トルク(許容)値。該調整エレメントは、例えば、上記の操作手段の一つと接続されている。
【００３０】
ここで記載されている方法は、自動化された、或いは、電子的に、特に、マイクロコントローラーによって制御/帰還制御された方法や方法ステップも包含している。
【００３１】
以下本発明を、好ましい実施形態と図面に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図1は、従来の技術より既知な圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の回転トルク・回転数・グラフを示している。
【図２】図2は、従来の技術より既知な圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の回転トルク・回転数・グラフを示している。
【図３】図3は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の制御特性、及び/或いは、帰還制御特性を回転トルク・回転数・グラフとして示している。
【図４】図4は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の制御特性、及び/或いは、帰還制御特性を回転トルク・回転数・グラフとして示している。
【図５】図5は、制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングの様々な実施形態を回転トルク・回転数・グラフとして示している。
【図６】図6は、制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングの様々な実施形態を回転トルク・回転数・グラフとして示している。
【図７】図7は、制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングの様々な実施形態を回転トルク・回転数・グラフとして示している。
【図８】図8は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法を実施するための圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図3〜7は、それぞれ回転自在な駆動装置、特に、圧縮ガスがかけられるインペラー、及び/或いは、これと接続されている器具支持手段の回転トルク・回転数・グラフを示している。駆動装置の回転数(n)は、ｘ座標、トルク(M)は、y座標に示されている。このグラフでは、例としてほんの数例の圧力変化(ラインp1, p2, pmax)が描かれているが、これは、圧縮ガスの圧力値をそれぞれ示している。圧力値pmaxは、使用できる最も高い圧縮ガス値であるが、通常、駆動装置は、圧縮ガス源から供給される圧縮ガスのガス圧力を最大値pmaxに制限する(即ち、pmaxは、駆動装置、或いは、駆動装置のインペラーに供給されることができる最大ガス圧である)ためのバルブを有している。尚、各々のガス圧力値p1, p2, pmaxは、回転数n1, n2, nmaxに相当する(nmaxは、達成し得る最高回転数)。但し、ここで示されている回転トルク・回転数・グラフは全て、理解しやすくするための模式的な近似的表現に過ぎないことを示唆しておく。特に、直線として示されている圧力変化、或いは、回転数・ガス圧力・変化は、実際には、(凸状に)緩やかに曲がっている。
【００３４】
図3は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の第一実施例の回転トルク・回転数・グラフを示しているが、ここでは、インペラーは、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量をバルブによって調節することで、少なくとも一定の負荷領域においては、基本的に一定の回転数n1で作動しており、該回転数は、（制御、或いは、帰還制御によって）、基本的に一定な回転数n1での作動中に、圧縮ガスの最大圧力値pmaxよりは低い圧縮ガスの圧力値p2に達した際には、下げられる。尚、該方法は、可逆的であることが好ましい、即ち、圧力値p2を下回った場合、駆動装置、或いは、インペラーは、例えば、基本的に一定な回転数n1で再び運転される、或いは、他の任意な制御方法、及び/或いは、帰還制御方法によって運転されることが好ましい。よって、この方法は、二つの(間髪なく)連続する、或いは、互いにつながれたステップを有する(可逆的)方法であるが、一つのステップには、基本的に一定な回転数n1での運転が、他のステップには、回転数を下げることが包含されている。
【００３５】
よって、圧力値p2、或いは、圧力値p2と回転数n1の組合せが、これに達した時に回転数が下げられるスイッチング点Sを定義している。また、回転数が下がることに伴い、好ましくは運転パラメーターの値の更なる変化も起こり得る。例えば、回転数を下げてもトルクは、基本的に一定を維持、或いは、少しだけ高くなる、特に、回転数が下がる圧力値p2に達しても、トルクは、ほぼ同じ値、或いは、少しだけ高い値を有している(図3の直線Aを参照)。これにより、インペラーを駆動している圧縮ガスのガス圧力が下がる。このような制御、及び/或いは、帰還制御は、医療、或いは、歯科医療における微細処置、或いは、歯髄付近における後処置に有利であり、特に、低速であるが、基本的には一定な回転数値n1は、これに有利である。
【００３６】
代案的には、回転数が下がった場合に、トルクを、特に好ましくは「非常に」高くすることもできる。また、トルクが、特に好ましくは、非常に高い値を、回転数が下げられる圧力値p2に達した時に有していることは非常に好ましい。このような制御、及び/或いは、帰還制御は、医療、或いは、歯科医療における初期処置、或いは、エナメル質や義歯マテリアルの処置に有利であり、特に、高速であるが、基本的には一定な回転数値n1は、これに有利である。図3の直線B, C並びにDから明らかなごとく、ここでも異なる変化が可能である：直線Bは、基本的に圧力変化p2に従う、即ち、インペラーを駆動する圧縮ガスのガス圧は、基本的に一定である。直線Cは、その代案であり、インペラーを駆動する圧縮ガスのガス圧は上昇、特に好ましくは、連続的に上昇する。但し、このガス圧力の上昇は、ガス圧力が、最大圧縮ガス値pmaxに近づく、しかし到達しない、或いは、ガス圧力が、最大圧縮ガス値pmaxに近づく、しかし回転数が非常に低下してから到達するように設定されている(図3の直線C参照)。更なる代案は、図3に直線Dとして表されているが、ここでは、インペラーを駆動する圧縮ガスのガス圧は、急速に、特に好ましくは連続的に上昇し、ガス圧力が、最大圧縮ガス値pmaxに到達し、負荷が続く（トルクが上昇する）場合、これを維持するようになっている。
【００３７】
これらの直線A〜Dによって表されている回転数、ガス圧力とトルクの変化、及び、相互関係は、言うまでもなく「例」であり、特に、直線B〜Dの勾配は、圧縮空気の最大圧力値pmaxよりも低い圧縮空気の圧力値p2に達した時に回転数が下げられるのであれば、可変とすることができる。言うまでもなく、回転数、ガス圧力とトルクの変化、及び、相互関係は、直線とは限らず、連続的ではない、或いは、彎曲した、或いは、屈折した変化や、曲線によって定義されることも可能である。
【００３８】
図4は、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の第二実施例の回転トルク・回転数・グラフを示しているが、ここでは、インペラーの回転数制限値n2, n3に達した時には、バルブを調節し、圧縮ガスのガス圧力、並びに、(同時に)インペラーの回転数を(制御、或いは、帰還制御して)変化させている(特に、図4の直線EとFの変化を参照)。圧縮ガスのガス圧力と(同時に行われる)インペラーの回転数は、回転数制限値n2に達し、且つ、圧縮空気の最大圧力値pmaxよりも低い圧縮ガスの圧力値p1に達した時に、変更されることが好ましい(図4の曲線Gの変化を参照)。特に、圧力値p1に達する前は、インペラーを基本的に一定な回転数n2で作動させることが可能である。ここでは、回転数は、アイドリング時(無負荷時、曲線EとF参照)、或いは、負荷時(トルクがかかっている、曲線G参照)、選択的に回転数制限値n2, n3に到達することができる。よって、回転数制限値n2, n3、或いは、回転数制限値n2, n3と圧力値p1の組み合わせが、これに達した時に圧縮ガスのガス圧力、及び、(同時に)インペラーの回転数が下げられるスイッチング点Sを定義している。
【００３９】
尚、該方法は、可逆的であることが好ましい、即ち、回転数制限値n2, n3、或いは、該当する場合、圧力値p1を下回った場合、例えば、駆動装置、或いは、インペラーは、再び、他の任意な制御方法、及び/或いは、帰還制御方法によって運転されることが好ましい。
【００４０】
ここに示されている直線E, F並びに、曲線G、並びに、回転数、ガス圧力とトルクの相互関係も、言うまでもなく、「例」であり、特に、例えば、傾きは、可変である。例えば、回転数制限値n2, n3、或いは、該当する場合、圧力値p1に達した場合、直線E, F、並びに、曲線G、並びに、回転数、ガス圧力とトルクの相互関係は、以下のように変化させることが可能である：(インペラーの)回転数が下がり、圧縮ガスのガス圧力、並びに、トルクが上昇する(直線E参照)。ここでは、最大ガス圧力pmaxに到達し、該当する場合、回転数がさらに下がると、これが維持されるように(直線E参照)、或いは、代案的に、最大ガス圧力pmaxに到達しないように、ガス圧力を上昇させることが可能である。代案的には、直線Fと曲線Gのごとく、インペラーの回転数、圧縮ガスのガス圧力、並びに、トルクが上昇する。圧縮ガスのガス圧力は、最大、最大ガス圧力pmaxまで上昇し、負荷（即ち、トルク）がさらに上昇すると、最大ガス圧力pmaxを維持しつつ回転数が低下する。曲線Gの変化からは、ガス圧力、並びに、回転数の上昇は、駆動装置の最大出力Pmaxの変化(アイドリング回転数の半分に相当)に従うことが好ましいことも見て取れる。
【００４１】
図5の回転トルク・回転数・グラフは、制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングと組合せ可能な上記制御特性、及び/或いは、帰還制御特性の例を示している：ここでは、回転数設定値として定義される回転数n1が、更には、最低回転数、或いは、回転数下限値nmin、並びに、回転数上限値nlmも設定されていることが好ましい。尚、該回転数上限値nlmは、駆動装置に供給される最大ガス圧力pmaxによって決まる最大回転数nmaxとは区別されなければならない。該回転数上限値nlmの値は、該最大回転数nmaxの値よりも小さく、例えば、インペラーを支持しているころがり軸受をインペラーの回転数を制限することで保護するために設定されている。特に、該回転数上限値nlmは、ユーザーによって設定される設定回転数n1が超えることのできない境界を設定している(即ち、n1 < nlm、或いは、n1 <= nlm)。設定回転数n1の値は、ユーザーによって操作可能な調整エレメント8(図5に象徴的に示されている)、例えば、ダイヤル・スイッチ、押しボタン・スイッチなどを有する操作手段、特に好ましくは、手で操作できる調整エレメントによって設定することが好ましい。最低回転数nminと回転数上限値nlmは、ユーザーが変更できないように予め設定されていることが好ましいが、これら双方のパラメーターのうち少なくとも一つは、ユーザーが操作できる調整エレメント、例えば、ダイヤル・スイッチや押しボタン・スイッチを有する操作手段などによって変更可能とすることも考え得る。
【００４２】
図5の矢印10で示されているごとく、ユーザーは、調整エレメント、及び/或いは、操作手段、好ましくは、調整エレメント8とは異なる調整エレメント、特に好ましくは、足で操作できる調整エレメントを用いて、駆動装置の作動中に回転数を回転数制限値nminとnlmの間において設定、或いは、制御自在である。設定回転数n1に到達しトルクが増すと、回転数は、基本的に一定である(設定回転数n1は、基本的に一定に保たれる、或いは、一定の回転数で作動するように制御装置、及び/或いは、帰還制御装置によってその回転数に制御/帰還制御される)が、圧縮ガスのガス圧力は、上昇する。スイッチング点Sに達すると、図3の直線Cにおいて既に説明した如く、回転数が下げられる。回転数下限値nminに到達すると、圧縮ガスの駆動装置、或いは、インペラーへの供給は停止される。
【００４３】
言うまでもなく、図5に示されている制御セッティング及び/或いは、帰還制御セッティングは、他の制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴、特に、図3及び図4に示されている制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴A, B, D, E,F 及びG或いは、他の任意の制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴とも組合すことができる。
【００４４】
尚、図5の該制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴を実施できるように構成されている、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、特に、マイクロ・コントローラーが、設けられていることが好ましい。該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、調整エレメント、並びに、少なくとも一つのセンサー、特に好ましくは、回転数センサーと機能的に接続され、更には、少なくとも一つのセンサーからシグナルを得、予め設定されている値(例えば、設定回転数n1、回転数上限値nlm、或いは、回転数下限値nmin)と比較し、圧縮空気に影響するバルブを調節するためのシグナルを出力できるように構成されていることが特に好ましい。
【００４５】
図6の制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングによれば、ユーザーは、調整エレメント、及び/或いは、操作手段、特に足で操作できる調整エレメントによって、トルク、或いは、圧縮ガスのガス圧力を、設定、或いは、制御自在である。独立的ともいえる発明のこのアスペクトによれば、圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法では、インペラー、並びに、該インペラーと接続されている器具支持手段が設けられ、該駆動装置には、ある圧縮ガス源から(最大ガス圧において)圧縮ガスを、該インペラーを回転運動させるために供給でき、且つ、該駆動装置は、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するバルブを有し、該方法は、駆動装置、或いは、インペラーのトルクを、或いは、駆動装置、或いは、インペラーを駆動している圧力ガスのガス圧を、制御する値、或いは、制御値として想定していることにより定義されている。
【００４６】
矢印11により示されているごとく、ユーザーは、足による操作によって、トルク、或いは、ガス圧力を、該駆動装置の作動中に、トルク境界範囲、或いは、ガス圧力境界範囲内において、任意に設定、或いは、制御できる。下限は、図6では、p0で示されているが、その値は、0bar以上である。下限p0は、ユーザーによって変更できないように予め設定されている、或いは、ユーザーが操作できる調整エレメント、特に、例えば、押しボタン・スイッチ、ダイヤル・スイッチを有する操作手段、特に好ましくは、手で操作できる調整エレメントによって調節自在である。
【００４７】
上限は、図6では、pmaxで示されているが、その値は、駆動装置、或いは、インペラーに供給される最大のガス圧力と同じである。代案的には、上限を最大ガス圧力pmaxより小さめに設定することも可能である。後者では、上限は、ユーザーによって変更できないように予め設定されている、或いは、ユーザーが操作できる調整エレメント、特に、例えば、押しボタン・スイッチ、ダイヤル・スイッチを有する操作手段、特に好ましくは、手で操作できる調整エレメントによって調節自在である。
【００４８】
図6の制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングは、回転数制限値n0を有していることが好ましい。回転数制限値n0に達しても負荷の上昇が続く場合、回転数は、ガス圧力が上昇しても、基本的に一定に保たれる。回転数制限値n0は、ユーザーによって変更できないように予め設定されている、或いは、好ましくは、ユーザーが操作できる調整エレメント8、特に、例えば、押しボタン・スイッチ、ダイヤル・スイッチを有する操作手段、特に好ましくは、手で操作できる調整エレメントによって調節自在である。更に、図5において説明したのと同様に回転数制限値n0が超えてはならない、ユーザーによって変更自在、或いは、変更できない回転数下限値nmin、及び/或いは、回転数上限値nlmを想定することも可能である。
【００４９】
また、図6に示されている制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングは、好ましくは、他の制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴、特に、図3及び図4に示されている制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴A, B, D, E, F, 及びG或いは、他の任意の制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴とも組合すこともできる。
【００５０】
尚、図6の該制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴を実施できるように構成されている、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置、特に、マイクロ・コントローラーが、設けられていることが好ましい。該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、調整エレメント、並びに、少なくとも一つのセンサー、特に好ましくは、圧縮ガスのガス圧力を測定する手段、及び/或いは、トルク・センサー、及び/或いは、回転数センサーと機能的に接続され、更には、少なくとも一つのセンサーからシグナルを得、予め設定されている値(例えば、予め設定されているガス圧力値やトルク値、設定回転数n1、回転数上限値nlm、或いは、回転数下限値nmin)と比較し、圧縮空気に影響するバルブを調節するためのシグナルを出力できるように構成されていることが特に好ましい。
【００５１】
図7に示されている回転トルク・回転数・グラフは、図5のグラフの特徴にほぼ相当するので、以下では、その違いだけを説明する。この制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングの基本的な差は、ユーザー、特に、手で操作できる調整エレメント8によって、インペラーを駆動する圧縮ガスのガス圧力許容値、或いは、そのガス圧力の上限を設定できることにある。図7によれば、ガス圧力許容値は、駆動装置、或いは、インペラーに供給される最大のガス圧力pmaxと等しいが、調整エレメント8を操作すると、ガス圧力許容値を最大のガス圧力pmax以下に下げることができる。言うまでもなく、図5の説明でも述べた如く、設定回転数として定義した回転数n1をユーザー用調整エレメントによって調節することも可能である。
【００５２】
図5との更なる違いは、基本的に、最大ガス圧力pmaxに到達してから回転数を削減するように選択されているスイッチング点Sの位置である。
【００５３】
いずれにせよ、図5の実施例との差は、回転数上限値nlmが想定されていないことにある。
【００５４】
図8は、以下を包含する医療用の、特に歯科医療用の駆動装置1を示している：圧縮ガスによって駆動できるインペラー2、該インペラー2と接続されている器具支持手段3、該インペラー2に圧縮ガスを供給するための圧縮ガス配管12、該インペラー2及び/或いは、該器具支持手段3の回転数を測定するための回転数測定手段6、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するバルブ4、好ましくは、圧縮ガスのガス圧力を割出すための装置7、並びに、好ましくは、マイクロ・コントローラーを備えた制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5。回転数測定データとガス圧力測定データを制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5に転送し、バルブ4を、転送された回転数測定データ、及び/或いは、ガス圧力測定データに基づいて、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5によって、圧縮ガスのガス圧力、及び/或いは、流量を調節するために作動させることができるように、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5は、例えば、供給チューブを介して、或いは、ワイヤレスに機能的に回転数測定手段6、ガス圧力を測定する手段7、バルブ4と接続されている。該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5は、特に、上述の圧縮ガスによって駆動される医療用の、特に歯科医療用の駆動装置を制御、及び/或いは、帰還制御するための方法の少なくとも一つを実施するために、及び/或いは、上述の制御特徴、及び/或いは、帰還制御特徴の少なくとも一つを実施するために、及び/或いは、上述の制御セッティング、及び/或いは、帰還制御セッティングの少なくとも一つを実施するために構成されている。
【００５５】
該駆動装置1は、好ましくは片手で持つことのできる、その中に、少なくとも上記インペラー2、圧力ガス配管12の一部、並びに、器具支持手段3が設けられているハンド・ピース、或いは、エルボー・ピース13を包含している。該ハンド・ピース、或いは、エルボー・ピース13は、好ましくは、カップリング手段14を介して制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5と脱着自在に接続されている。また、該制御装置、及び/或いは、帰還制御装置5には、更なる、ユーザーが手で操作できる調整エレメントや操作手段8、並びに、ユーザーが足で操作できる調整エレメントや操作手段9(操作ペダル)が、接続、或いは、取り付けられている。回転数測定手段6は、好ましくは、ハンド・ピース、或いは、エルボー・ピース13内に設けられていることが好ましく、インペラー2、或いは、該インペラー2と共に回転する部品に固定されたマグネットを有する誘導的回転数センサーを包含している。
【００５６】
尚、制御装置、及び/或いは、帰還制御装置は、好ましくは、制御、及び/或いは、帰還制御に関連する例えば、少なくとも一つの上記の回転数、トルク、或いは、ガス圧力値などのパラメーターを表示するためのディスプレーも装備している。
【００５７】
本発明は、記述された実施例に制限されるものではなく、本発明の原理、概念的な機能原理を応用乃至包含するすべての実施形態を包含している。更に、記載されている全ての特徴および記述された全ての実施形態は、互いに組み合わせて使用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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