(57)【要約】【課題】  外科的歯科装置を改良した器具を提供すること。【解決手段】  外科装置、特に歯科装置は、工具を駆動する回転モータ（１）と前記モータ（１）の少なくとも一つの作用パラメータを決定する少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）とを備えた器具（１００）と、モータ（１）の電子式サーボ制御モジュール（３）と、前記器具（１００）を前記電子式モジュール（３）に電気的に接続する柔軟連結部（２）とから成る。  この器具（１００）はセンサー（Ｈ１，Ｈ２）の出力信号を処理し且つ柔軟連結部（２）を介してその出力信号を前記電子式モジュール（３）に伝達するディジタル電子回路（４）から成る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を駆動する回転モータ（１）と前記モータ（１）の少なくとも一つの作用パラメータを決定する少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）とを備えた器具（１００）と、モータ（１）の電子式サーボ制御モジュール（３）と、前記器具（１００）を前記電子式モジュール（３）に電気的に接続する柔軟な接続部（２）とから成る外科装置、特に歯科装置において、前記器具（１００）は前記少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）の出力信号を処理し且つ柔軟な接続部（２）を介してその出力信号を前記電子式モジュール（３）に伝達するディジタル電子回路（４）から成ることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記モータ（１）はコレクタレスモータであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モータ（１）はスターに据え付けられた三つのステータ巻線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を有する三相モータであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記回転モータ（１）はロータ（１０）を有し、そして少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）は前記ロータ（１０）の瞬間的角度位置（α）を決定され得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
９０°だけ移相された二つのホールセンサー或いは磁気抵抗センサー（Ｈ１，Ｈ２）が二つの信号（ｃＨ２，ｓＨ２）を直角位相に供給し、その位相が前記ロータ（１０）の角度位置（α）に依存することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記柔軟な接続部（２）は前記電子式サーボ制御モジュール（３）を前記器具（１００）に電気的に接続する正確に四本の電線（２１，２２，２３，２４）から成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記四本の電線（２１，２２，２３，２４）のうちの三本は前記モータ（１）の三個のステータ巻線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）を電気的に供給するために使用され、そして第四電線は前記器具（１００）の電気付属品或いは前記器具（１００）の手動部品の電気付属品、例えばランプ（２９）に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記柔軟な接続部（２）は空気及び液体又はそのいずれか一方を通過させるチューブ（２５，２６，２７，２８）を包含することを特徴とする請求項請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ディジタル電子回路（４）は前記少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）のアナログ出力信号を前記電子式サーボ制御モジュール（３）に処理伝送されたディジタル信号へ変換する少なくとも一つのディジタル−アナログ変換器（７１）から成ることを特徴とする請求項請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディジタル電子回路（４）はプログラムの制御の下で前記出力信号（ｃＨ２，ｓＨ２）から得られたデータを前記電子式サーボ制御モジュール（３）に処理伝送するプロセッサ（７）から成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記電子回路（４）は前記二つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）により供給された直角位相において二つの信号（ｃＨ２，ｓＨ２）の接線を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記電子回路（４）は使用した区域を表示する一或いは数ビットにより０から４５°までの区域へ運ばれた前記接線を算出することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記電子回路（４）は前記モータ（１）のロータ（１０）の瞬間的角度位置（α）を前記電子式サーボ制御モジュール（３）に算出して伝送することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記電子回路（４）は前記出力信号（ｃＨ２，ｓＨ２）に依存するディジタルデータを前記モジュール（３）に規則的間隔で周期的に伝送するように配列されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ディジタルデータは前記電線（２１，２２，２３，２４）の一つに正確にワードの形態で連続的に伝送されることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ワードは前記電動モータ（１）に供給する相導体（２１，２２，２３）の一つに連続的に伝送され、前記ワードを伝送するために使用された周波数が前記モータ（１）の供給周波数より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ディジタルワードは角度位置センサー以外のセンサー或いはスイッチ（９）により供給された補助的表示を包含することを特徴とする請求項１５或いは１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記補助的表示は前記器具内の温度センサーにより供給された表示を包含することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記補助的表示は前記器具（１００）に接続された工具のタイプに関する表示を包含し、前記タイプの工具が自動的に決定されることを特徴とする請求項１７或いは１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記補助的表示は前記器具（１００）におけるバルブ（２９）の使用の期間に関する表示を包含することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記補助的表示は前記器具（１００）におけるトリガー、スイッチ或いは調整装置の作動に関する表示を包含することを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記補助的表示は前記柔軟な接続部（２）を通して液体及び空気又はそのいずれか一方の循環に関する表示を包含することを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記器具（１００）は前記ディジタル電子回路（４）により判断されたディジタル制御信号を供給する多安定スイッチを包含することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記ディジタル電子回路（４）は前記モジュール（３）に対してロータ（１０）の回転当たり数回、前記ロータ（１０）の絶対的角度位置（α）を表示するディジタルデータを供給することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記器具は前記接続部（２）の電線（２１，２２，２３，２４）の一本に前記モジュール（３）により入力された高周波数信号を整流する整流器（６）を包含することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記電子式サーボ制御モジュール（３）は前記柔軟な接続部（２）の電線（２１，２２，２３，２４）にディジタル的に修正されたディジタル制御信号を前記ディジタル電子回路（４）に伝送するように配列されていることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記ディジタル制御データは前記電線（２１，２２，２３，２４）の一本に正確にワードの形態で連続的に伝送されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記器具（１００）は電気付属品、例えばランプ（２９）を包含し、その端子の一方はこの使用に用いた柔軟な接続部（２）の電線（２１，２２，２３，２４）の一本に接続されていることを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記器具は電気付属品、例えばランプ（２９）を包含し、その端子の一方は前記モータ（１）の相導体（２１，２２，２３）の一本に接続されていることを特徴とする請求項１乃至２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記器具（１００）は電気付属品、例えばランプ（２９）を包含し、その端子の一方は前記モータ（１）の位相間の中立点び接続されていることを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
前記器具（１００）は電気付属品、例えばランプ（２９）を包含し、その端子の一方は  前記ディジタル電子回路（４）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記器具（１００）は電気付属品、例えばランプ（２９）を包含し、その作用は前記ディジタル電子回路（４）により制御されることを特徴とする請求項１乃至３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
前記電子式サーボ制御モジュール（３）は前記モータ（１）の三相を送る三電力ドライバー（３２，３３，３４）を包含することを特徴とする請求項１乃至３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
前記三電力ドライバー（３２，３３，３４）は１２０°だけ位相変位され且つ可変周波数の三アナログ信号（８３，８４，８５）を供給するアナログドライバーであることを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
前記電子式サーボ制御モジュール（３）は前記モータ（１）の回転速度を制御することを特徴とする請求項１乃至３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３６】
前記電子式サーボ制御モジュール（３）は前記モータ（１）のトルクを制御することを特徴とする請求項１乃至３５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
前記電子式モジュール（３）は前記モータ（１）の回転速度とトルクの両方を四つの四分円でサーボ制御することを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記サーボ制御モジュール（３）は装置の測定中に決定されたホールセンサー（Ｈ１，Ｈ２）の位置決め誤差を考慮するよう設定点値の修正を実行することを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３９】
前記サーボ制御モジュール（３）は測定算出中にロータの回転を考慮するよう設定点値の修正を実行することを特徴とする請求項１乃至３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４０】
前記サーボ制御モジュール（３）は回転されたステータ界磁とロータ（１０）の界磁の間の追跡角度を補償するように設定点値の修正を実行することを特徴とする請求項１乃至３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４１】
前記追跡角度を補償するために実行された修正は前記巻線に印加された電圧に比例していることを特徴とする請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記サーボ制御モジュール（３）は前記器具（１００）の作用を制御するプログラムにより制御されたプロセッサを包含することを特徴とする請求項１乃至４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４３】
前記プログラムは前記工具（１００）により機械加工周期を定義することができることを特徴とする請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記プログラムはチップを破壊する前記工具（１００）により数回の前後運動から成る機械加工周期を定義することができることを特徴とする請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記プログラムは前記工具（１００）により機械加工の深さを制御するようにできることを特徴とする請求項４２に記載の装置。
【請求項４６】
シールドは前記モータ（１）のステータ巻線と前記ディジタル電子回路（４）との間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）は前記モータ（１）のステータシートの窪みに収容されることを特徴とする請求項１乃至４６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４８】
前記少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）はロータ（１０）とステータの間の窪みに収容されることを特徴とする請求項１乃至４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
前記ディジタル電子回路（４）は前記モータ（１）の回転軸線に垂直な印刷回路板に取リ付けられることを特徴とする請求項１乃至４８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５０】
前記少なくとも一つのセンサー（Ｈ１，Ｈ２）は前記印刷回路板に取り付けられることを特徴とする請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記器具（１００）は前記ディジタル電子回路（４）により処理された且つ前記電子式サーボ制御モジュール（３）に伝送されたデータを供給するＣＣＤセンサーを包含することを特徴とする請求項１乃至５０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工具を駆動する回転モータとこのモータの電子式サーボ制御モジュールとを備えた器具、例えば手動器具から成る外科装置、特に歯科装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような装置は例えば密度の界磁において頻繁に使用される。装置は例えば他の回転工具或いは回転モータにより駆動された装置を備えられ得る手動部品から成る。電子式サーボ制御モジュールはしばしば患者の椅子に接続され、電線と空気と水用の通路チューブとを含有する柔軟接続部によって手動器具に接続される。
【０００３】
このタイプの手動部品に使用された回転モータはますますよくコレクタレス兼ブラシレスモータであり、そのモータはさらに丈夫であり且つ完全に殺菌されることができる利点を有する。相当な速度で、例えば毎分４００００回転までで旋回するように求められる器具の過剰加熱を回避するために、三相モータが好ましい。
【０００４】
そのような装置は、欧州特許第６８８５３９号明細書（特許文献１）、米国特許第５５４３６９５号明細書（特許文献２）、欧州特許第１２２８７３７号明細書（特許文献３）、欧州特許第１３０２１７３号明細書（特許文献４）、国際特許出願公開第０１０５０２３号明細書（特許文献５）、国際特許出願公開第０１／４５２４８号明細書（特許文献６）、欧州特許第１１０９３０１号明細書（特許文献７）、或いは国際特許出願公開第０００４６３１号明細書（特許文献８）に記載されており、読者がこれら文献を有益に参照する。    
【０００５】
このタイプの装置の使用者が器具の回転速度を正確に且つ大きな範囲にわたり制御することが重要である。トルク制御は工具が壊れる前に例えば回転を停止することが必要である。それ故に、先行技術では、手動器具は任意の時間にモータの角度位置或いは回転速度を検出できるセンサーを備えている解決策は公知である。モータはこれらセンサーにより供給された測定信号を考慮して決定された設定点値によりサーボ制御される。
【０００６】
サーボ制御モジュールと器具の間の接続部の柔軟性を増加するために、この接続部を通過する電線の数を制限することが必要である。商業的に有効であり且つ使用者により採用される接続部は二本、或いは最も四本の電線から成る。
【０００７】
三相モータの場合には、三本の電線はステータコイル（モータの位相）に電力を与えるために使用される。第四電線はしばしば手動部品と連動されたランプ或いは他の付属品を制御するために使用される。電気導体はセンサーにより電子式サーボ制御モジュールに供給された測定信号を伝送するために有効ではない。
【０００８】
サーボ制御電子工学が手動器具に完全に負荷される異なる解決策は先行技術に存在する。しかしながら、このタイプの手動部品が嵩張り、重く、それで取り扱いが困難である。さらに、すべてがサーボ制御電子工学を包含する幾つかの器具のセットの価格が買えない程高くなる。
【０００９】
サーボ制御モジュールはステータとロータ磁界によって変形された高周波数信号を少なくとも一つの相導体に導入する他の解決策は示唆されていた。戻り導体におけるこの変形の測定はロータの角度位置が決定されることができる。しかしながら、この方法は非常に丈夫ではなく、確実で正確な測定を実行されることができない。
【００１０】
使用された他のサーボ制御解決策は四本以上の電線をもつ非標準接続部を使用する。
【００１１】
他の解決策はさらに修正されるロータの構成、例えば負荷電子部なしに測定できる磁石の形状と配列を必要とする。これら解決策は標準市販モータに適用できなく、モータの製造中に重要な追加的抑制を課する。
【特許文献１】欧州特許第６８８５３９号明細書
【特許文献２】米国特許第５５４３６９５号明細書
【特許文献３】欧州特許第１２２８７３７号明細書
【特許文献４】欧州特許第１３０２１７３号明細書
【特許文献５】国際特許出願公開第０１０５０２３号明細書
【特許文献６】国際特許出願公開第０１／４５２４８号明細書
【特許文献７】欧州特許第１１０９３０１号明細書
【特許文献８】国際特許出願公開第０００４６３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
それ故に、この発明の目的は先行技術の前記問題が解決され得る改良した器具を提供することである。  
【００１３】
この発明の目的は、特に、ロータの角度位置が精度と１度程度の分解能により決定され、これが非常に大きな速度範囲、例えば毎分１回転から４００００回転までである改良した装置を提供することである。  
【００１４】
他の目的は、このタイプの器具の制御、測定とサーボ制御の可能性を増加することできる。
【００１５】
この発明によると、これら目的は、請求項１の特徴を有する装置によって達成される。
【００１６】
特に、これら目的は、工具を駆動する回転モータと少なくとも一つのモータ作動パラメータを決定する少なくとも一つのセンサーとを備えた器具と、
このモータの電子式サーボ制御モジュールと、
電子式モジュールと器具を電気的に接続させる柔軟な接続部とを有し、
この器具がセンサーの出力信号を処理し且つその出力信号を柔軟な接続部を介して電子式モジュールへ伝送するディジタル電子回路を包含する外科装置、特に歯科装置によって達成される。
【００１７】
単数或いは複数のセンサーにより供給された測定データのディジタル処理は、サーボ制御モジュールに伝送されることを要する情報量が著しく減少されることができる。例えば、センサーの電子式モジュールに原アナログ出力信号を供給する代わりに、ディジタル電子回路はロータの角度位置を表示するディジタルワードを周期的間隔で供給できる。これらワードは例えばディジタル変調方法によって連続して一つのモータの相導体に或いは有効な第四導線に伝送され得る。
【００１８】
他の方法では、ディジタル電子回路と器具とはディジタル制御メッセージによって電子モジュールにより制御され得る。それでディジタル電子回路と可能な補助回路と単数或いは複数のセンサーの作用を極めて柔軟に制御することができる。
【００１９】
それ故に、測定と制御の任意の柔軟性は電子式サーボ制御モジュールと器具との間のこの双方向ディジタルダイアログにより達成されうる。つまり、測定データのディジタル処理は伝達中に静電或いは電磁混乱により生じた測定誤差が減少されることができる。
【００２０】
器具のディジタル電子回路は器具の他のセンサー或いは装置により供給された或いは例えばトルクセンサー、温度センサー、スイッチバルブ使用期間検出器、工具タイプ検出器などの器具に接続される情報を処理伝送できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明は図によって説明された好ましい実施態様の記載を読むことによりより良く理解される。
【００２２】
発明の外科装置は好ましくは手動器具であり、例えばケーシング内のモータ並びにモータにより駆動された工具を支持する手動部品を包含する。そのような装置は例えば部分的に図１８に図解されている。装置はモータ１が表現されている器具１００を包含する。モータ１は好ましくは、例えば表現されていない手動部品を受けるように設定された突起或いはフック１１を有する。それ故に器具１００はモータ１と例えば手動部品とから成る。しかしながら、この発明はモータ、手動部品と出来る限り工具さえが単一部材を形成する装置に適用する。
【００２３】
器具１００は好ましくは柔軟接続部、例えばモータ１に取付けられた柔軟なチューブ２を介してサーボ制御モジュール３に接続されている。器具１００はチューブ２を介して例えば水、空気と電気を供給される。歯科装置の場合には、チューブ２は例えば四つの電気接点２１，２２，２３，２４と、空気及び液体又はそのいずれか一方を通過させるチューブ２５，２６，２７，２８とを包含する。好ましくは空気及び液体又はそのいずれか一方を通過させるチューブは噴霧用給水導管２５、噴霧用空気供給導管２６、モータ１を冷却するように設計された冷気供給導管２７と空気戻り導管２８を有する。
【００２４】
チューブ２はその他の端部に表現されていない一つの或いは幾つかの空気源と水源に並びに好ましくはモータ１の電力を制御するために特に設計された電子式サーボ制御モジュール３に接続されている。それで、チューブ２の電気接点２１、２２、２３と２４は好ましくは電子式サーボ制御モジュール３に接続されている。三相モータの場合には、四本電線の内の三本は例えばモータ１の三つのステータ巻線を電気的に給電するために使用され、第四の電線２４が例えば器具１００、器具の手動部品の電気付属品に、例えば器具の作業域に設置されたランプに電気的に接続されている。
【００２５】
電子式サーボ制御モジュール３は、さらに、例えば電線３０によって電力源、表現されていない特に例えば３４ボルトの電圧を供給する連続電源に接続されている。電子式サーボ制御モジュール３は、好ましくは制御バス３１に接続されており、そのバスを介して例えば数値指令、表現されていない制御パネルなどと連通できる。
【００２６】
モータの位置の取得
取得の要素
この発明の一実施例によると、器具はモータ１のロータの角度位置を取得する手段を包含する。
【００２７】
図１はこの発明の好ましい実施例による器具のモータ１を図式的に例示する。モータ１は例えばロータ１０と三つの巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とを包含するブラシレスモータである。それで、星に据え付けられた三つのステータ巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有する三相コレクタレスモータである。モータ１はさらに、少なくとも一つのモータ作動パラメータを決定される二つのセンサーＨ１，Ｈ２から成る。このセンサーＨ１，Ｈ２は例えばホール効果、或いはロータ１０の即時角度位置αを決定できる磁気抵抗効果をもつアナログセンサーである。これらセンサーは例えばロータ１０とステータＬ１，Ｌ２，Ｌ３の間に、或いはステータの外側に配置されている。二つのセンサーＨ１，Ｈ２は好ましくは９０°の角度を一緒に形成するように配置されている。
【００２８】
図１９はこの発明の好ましい実施例による外科装置の器具１００の幾つかの内側要素の分解図である。任意の反対の表示を打ち明けると、同じ参照符号はすべての図において同じ要素を示す。  
【００２９】
この発明の好ましい実施例によると、器具１００は好ましくは表現されていないマイクロ制御器を有する負荷されたディジタル電子回路４を包含する。参照符号１２はモータのステータヨークを示す。表現されていないシールドは好ましくはモータ１のステータ巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とディジタル電子回路４との間に設けられている。
【００３０】
電気接点２１，２２，２３，２４は好ましくはディジタル電子回路４と直接接触しており、センサーＨ１，Ｈ２が電子回路４に接続されている。ディジタル電子回路４は好ましくはモータの回転軸線と垂直な印刷回路板に据え付けられている。このとき、センサーＨ１，Ｈ２は例えば印刷回路板に直接に据え付けられている。
【００３１】
器具１００が据え付けられるならば、センサーＨ１，Ｈ２は例えばモータ１のステータシートのみぞ及びロータ１０とステータの間のみぞ又はそのいずれか一方のみぞに収容される。
【００３２】
器具１００はさらに、例えば電気付属品を包含する。この電気付属品は好ましくは作業域を照明させるバルブ２９、例えばＬＥＤである。バルブ２９は例えば給電ケーブル２７により給電されるソケット２８に保持されている。電気付属品の端子の一つは例えばこの用途に打ち込んだ電線の一本２４に、モータの相導体２１，２２，２３の一本及びモータ相間の中立点又はそのいずれか一方に接続されている。電気付属品の端子の一つはディジタル電子回路４に接続され得る。次に、電気付属品の作用は例えばディジタル電子回路４によって制御されている。
【００３３】
ロータ１０の回転はそれぞれにセンサーＨ１とｈ２に図２に表現されているコサイン電気信号cH1 とサイン電気信号sH2 を発生させる。好ましくは、信号cH1 とsH2 はそれぞれにロータ１の角度α或いは角度位置αのコサインとサインに比例している。
【００３４】
実行によってロータ１の角度α或いは角度位置αのタンジェントを求めることができる：                  ｔｇ（α）＝ｓＨ２／ｃＨ１．
【００３５】
位置角度のタンジェントの抽出
あいにく、タンジェント（接線）は無限大の傾向がある。この欠点を回避するために、タンジェントの任意の抽出は好ましくは０度ー４５度の地域で実行され、次にその元の地域に置き換えられる。
【００３６】
この発明の好ましい実施例によると、抽出規則は次の表に設定された条件により形成される：
【表１】
2007508041.tif 000003
【００３７】
表の第一欄は角度位置αの値の地域を決定する。第二、第三と第四の欄はコサイン信号ｃＨ１とサイン信号ｓＨ２により並びこれら各地域における絶対値│ｃＨ１│或いは│ｓＨ２│により満たされた条件を示す。表の第五欄は各地域が角度域０°ー４５°に運ばれるロータの角度位置のタンジェントαn （ｎ＝０−７）を算出できる公式を示す。次に、ロータの角度位置αは表の最後の欄に表現された公式による各地域のために算出される。
【００３８】
図３はタンジェントαn （ｎ＝０−７）の開方を示す。それは特にコサイン信号ｃＨ１とサイン信号ｓＨ２を例示し、これら信号の絶対値│ｃＨ１│或いは│ｓＨ２│並びにロータの角度位置αn （ｎ＝０−７）のｔｇ（αn ）の角度域０°ー４５°に運ばれる。  
【００３９】
角度位置の決定
図４は発明の装置のモータのロータの角度位置の決定を示す。図は角度αn を示し、タンジェントの計算は上記表に表示され、その値は０°と４５°の間で変更する。モータのロータの角度位置αは位置取得線ＤＡＰにより表現されている。それは表最終欄における各角度域に与えられた公式によってαn の値から算出される。
【００４０】
モータ１のロータ１０の角度位置αの取得は器具の負荷されたディジタル電子回路によりこの前に説明された方法により好ましくは直接に算出される。器具１００に負荷されたディジタル電子回路は好ましくは図５に例示された原理によるモータ１のロータ１０の角度位置αの取得を実行する負荷されたマイクロ制御器７を包含する。器具のモータ１のロータ１０が回転するときにセンサーＨ１、Ｈ２により発生されたアナログ信号はアナログ／ディジタル変換モジュール７１によってアナログ信号をディジタル信号に変換するマイクロ制御器７に送信される。アナログ／ディジタル変換モジュール７１はディジタルデータが前記方法により処理される間中にモジュール７２により数学的処理工程によって追従される。モジュール７２による数学的処理工程は、モジュール７２による数学的処理の結果が図３に例示された位置取得線ＤＡＰによってロータ１０の角度位置に対応するディジタル値を決定するよう使用される間中にモジュール７３によりディジタル値を決定する工程によって追従される。
【００４１】
負荷を課した電子部
図６は発明の好ましい実施例による電子部の概観線図を与える。図式的に表現された電子部の部品は、電子部の他の部品が器具１００内で負荷されながら、特に器具１００に供給して制御するのに役立つ電子式サーボ制御モジュール３に位置されている。しかしながら、電子式サーボ制御モジュール３と器具１００の間の電子要素の分布は発明の範囲内で修正され得る。
【００４２】
図６において参照数字により示された要素はこの後に記載される：
３２：モータ１の位相Ｉのアナログ電力ドライバー。
３３：モータ１の位相ＩＩのアナログ電力ドライバー。
３４：モータ１の位相ＩＩＩのアナログ電力ドライバー。
３５：負荷されたマイクロ制御器７の電力供給と同期を供給する位相Ｉ、例えば２Ｍｈ
ｚの高周波数を挿入する増幅器。
３６：器具に負荷されたマイクロ制御器７により発生された情報を受ける増幅器。
３７：負荷されたマイクロ制御器７へデータを発生させるためのランプ２９とＦＳＫ変調器用の電力ドライバー                                                          
【００４３】
７：好ましくは次の機能及び／又は要素を包含する負荷されたマイクロ制御器。
◆同期装置７４：混乱されない情報伝送を保証し、同期装置が負荷されたマイクロ        制御器７の高周波数（例えば２Ｍｈｚ）供給により同期されることが重要である        。
◆出力データ７５：発明の好ましい実施例によると、負荷されたマイクロ制御器７        により発生された情報は前記原理による高周波数の半分で作動する。それで、負        荷されたマイクロ制御器７により発生された情報は例えば１Ｍボー、即ち２Ｍｈ        ｚの半分で作動する。
◆入力データ７６：ランプ２９は３５０ｋＨｚのＡＣ電圧により供給される。電子        モジュール３からマイクロ制御器７へのデータ移送は周波数変位調整（ＦＳＫ）        技術による周波数変調によって、例えば３５０ｋＨｚ±２５ｋＨｚで生じる。
◆補助入力／出力７８或いは７９：マイクロ制御器７はＤＡＰ線の両側で制御或い        は測定要素から来る、つまり負荷された補助情報（アナログ或いはディジタル）        を伝送できる。
【００４４】
２９：ランプ。
９：任意の補助機能、例えば制御或いは測定要素、又は電子式サーボ制御モジュール３によりトリガーされた作動要素など。
２１：マイクロ制御器７のモータの駆動成分（低周波数信号）と高周波数負荷供給成分が伝送される（図７ａ）モータ１の位相Ｉ導体。
２２：データのモータの駆動成分とマイクロ制御器７からモジュール３まで伝送される例えば１Ｍボーの成分とが伝送される（図７ｂ）モータ１の位相ＩＩ導体。
【００４５】
２３：モータ１の位相ＩＩＩ導体。この位相は高周波数観点から中立導体である。マイクロ制御器７の０Ｖ（gnd)は図７ｃの下曲線により表現されたモータの駆動成分を推定される。上成分は付加５Ｖをもつ下成分の正確な写しであって、器具１００のマイクロ制御器７の「Ｖ＋」に接続されている。「Ｖ＋」はその低周波数成分なしに位相Ｉの整流高周波数により発生される。
２４：ランプ２９に給電してモジュール３からマイクロ制御器７まで伝送された情報を搬送する導体。ランプ２９は約３５０ｋＨｚの周波数の電流調整ＡＣ電圧を供給される。器具１００内で負荷されたマイクロ制御器７に予定された情報は周波数変調（±２５ｋＨｚ）によって符号化される。
６：例えば器具１００内で負荷されたディジタル電子回路が電気的に供給される整流器。この整流器６は例えばモジュール３により電気導体の一つ、例えば導体２１に射出される高周波数信号を整流する。負荷されたディジタル電子回路、特にマイクロ制御器７は整流器６のフィルタの出力により電気的に供給される。
【００４６】
マイクロ制御器からモジュールへの情報
マイクロ制御器７と電子式サーボ制御モジュール３の間には、伝送は直列タイプである。それで、データは図８に図示された原理により連続的に伝送される。信号８１はモータの位相Ｉで伝送された例えば２Ｍｈｚの供給高周波数である。信号８２は位相ＩＩで伝送された例えば１Ｍボーの情報流率を表す。
【００４７】
どんなビット値でも図８から現れて、いつもクロックパルスにより先行される。負荷された電子部の時間はマイクロ制御器がクオーツにより、相対的安定性のＲＣ回路により時間を計れない。    
【００４８】
レベル１プロトコール（ハードウエア−レベル）
図９を参照すると、ワードはシーケンンスの開始の２ビットBIT0,BIT1 と２２データビットＤＡＴＡBIT2..... ＤＡＴＡBIT23 を包含する例えば２４ビットから構成される。ワードの終了は例えば２μｓの間隔で終了のシーケンンスを表わす少なくとも２ビット中に信号の不在によって信号化される。
【００４９】
しかしながら、他のワード長さ、シーケンンス開始及び／又は終了シーケンンスは発明の範囲内で完全に想起できる。
【００５０】
レベル２プロトコール（ビット配分）
負荷されたマイクロ制御器７により電子式モジュール３に送られたメッセージのビット配分は好ましくは図１０に例示される如く定義されている。しかしながら、他の配分モジュールは発明の範囲内で完全に想起できる。各機能に配分されたビットの数及び／又は機能の数とタイプは特に必要によって修正され得る。
【００５１】
補助メッセージ
補助メッセージはロータの角度位置に適しない任意の情報を意味する。この情報は図７の補助機能９によって器具で発生される。
【００５２】
各補助メッセージは、図１１により示される如く、好ましい実施例によって伝送される例えば４ビットのヘッダーと例えば１６ビットのデータワードから構成される。しかしながら、他の形態の伝送及び／又は符号化補助メッセージは発明の範囲内で想起できる。
【００５３】
モジュールからマイクロ制御器への情報
発明の好ましい実施例によると、電子式サーボ制御モジュール３からマイクロ制御器７への連絡はランプ導体２４の周波数変調により実施される。
【００５４】
しかしながら、電子式サーボ制御モジュール３からマイクロ制御器７への情報の伝送は他の導体２１，２２，２３で且つ他の変調方法によって実行され得る。
【００５５】
モータのサーボ制御
モータ器具の駆動
発明の好ましい実施例によると、モータ１は可変振幅と周波数の１２０°だけ位相変位された回転フィールド８６を形成する正弦曲線信号８３，８４，８５を供給する三つのアナログドライバー３２，３３，３４によって駆動される（図１２ｂ）。そのような駆動の選択は二つの著しい利点を提供する：
◆全速度範囲にわたるモータ１のより良いエンジン動力
◆本質的に低速で極めてソフトな回転
一実施例では、システムはすべて或いは無いドライバーにより作動する。
【００５６】
発明の実施例によるドライバーの基本原理は図１２ａに図式的に例示される。しかしながら、他のタイプの発明の範囲内で想起できる。
【００５７】
位置のサーボ制御
回転設定の基本原理
その基本原理には、発明の好ましい実施例によるモータ回転の設定は簡単である。ＤＡＰ線のディジタル値により与えられたアドレス指定から、１２０°だけ位相変位された三つの湾曲値を供給する表を作成するために十分である。このとき、モータの速度は、図１３に図式的に表現される如く、三つの湾曲に共通する振幅によって定義されている。
【００５８】
ホールセンサーの幾何学的位置の補償
アナログ制御信号の位相とＤＡＰ線の位相の間の関係は、二つの可能な配列を示す図１４に例示される如く、ホールセンサーＨ１，Ｈ２の位置に依存する。この効果を補償するために、好ましくは、モジュール「３６０°」を考慮して、ＤＡＰ線における信号化パラメータ（±ＰＭ Ｈ）を加えることが必要である。図１５は発明の実施例による補償回路を例示する。
【００５９】
再現角度αR の補償
ロータ１０の角度位置αの取得と結果算出とはモータが回転する間に或る時間、特に約５０μｓを要する。これはモータ１のドライバー３２，３３，３４の再現が遅れている角度位置αの読取りに依存することを意味する。位置或いは再現角度αR に於けるこの差はモータ１の速度が大きい限り大きい；実際には直接にモータ１の速度に比例している。
【００６０】
この差を補償する好ましい実施例は、信号化速度（±ＶM ）に比例する値をＤＡＰ線モジュール「３６０°」に加えることである。比例定数はパラメータＰＭ Ｒにより定義される。図１６は発明の実施例による補償装置を示す。
【００６１】
追跡角度αP の補償
追跡角度αP は回転フィールド８６の磁気ベクトルとロータ１０の磁気ベクトルとにより形成された角度である。この角度は速度とトルクとに比例して増加する。その角度は生じることにより算出される：
αP ＝設定点値−ＤＡＰ位置
【００６２】
比例定数はパラメータＰＭ P により定義され、図１７は発明の好ましい実施例による補償回路の全体を示す。しかしながら、上記補償回路の或る部分のみを具備すること、異なる回路によって或いはソフトウエアによりその補償回路を具備することは、発明の範囲内で想起できる。ここに記載されていない他の補償回路はさらに発明の範囲内で想起できる。
【００６３】
発明はサーボ制御モジュール３と器具１００の間の四本の電気導体を有する歯科装置の範囲内でここに記載される。しかしながら、発明はサーボ制御モジュール３と器具１００の間の例えば異なる数の電気接点を有する他の外科装置に適用し、負荷された電子部のデータ及び／又は給電が伝送され得る。
【００６４】
少なくとも部分的にそれ以上に且つ図１乃至１９を参照して説明される如く、それで、発明の外科装置、特に歯科装置は発明の変更実施例においてこの後に列挙される一つ或いは幾つかの特徴事項を包含する。
【００６５】
器具１００は、例えばモジュール７１の形態で少なくとも一つのアナログ−ディジタル変換器を有する負荷されたディジタル電子回路４から成り、一つのセンサー或いは複数のセンサーＨ１，Ｈ２からのアナログ出力信号を電子式サーボ制御モジュール３に処理伝送されたディジタル信号へ変換させる。ディジタル電子回路４は例えばアナログ−ディジタル変換モジュール７１をもつプロセッサ７を包含する。プロセッサ７は更に一般にプログラムの制御下で出力信号ｃＨ１，ｓＨ２から得られたデータを電子式サーボ制御モジュール３に処理伝送することができる。電子回路４は例えば二つのセンサーＨ１，Ｈ２により供給されたコサイン信号ｃＨ１とサイン信号ｓＨ２のタンジェントを算出する。ディジタル回路は好ましくは、例えば使用域を表示する一或いは数ビットにより、０°から４５°までの域に運ばれるタンジェントを算出する。
【００６６】
そこで、電子回路４は例えば電子式サーボ制御モジュール３にモータ１のロータ１０の一時的角度位置αを算出伝送する。電子回路４は例えば周期的に規則的間隔でモジュール３に出力信号ｃＨ１，ｓＨ２に依存するディジタルデータを伝送するように配列されており、このディジタルデータは好ましくはチューブ２の一つ或いは幾つかの電線２１，２２，２３，２４に数値的に変調される。ディジタルデータは例えば、一つの電線に、例えば電動モータに給電する一つの相導体に正確にワードの形態で連続的に伝送され、ワードを伝送するのに使用された周波数はモータ１の給電周波数より大きい。一実施例によると、ディジタルワードは角度位置センサーＨ１，Ｈ２以外のセンサー或いはスイッチ９により供給された補助表示を包含する。補助表示は例えば一つ或いは幾つかの次の表示を包含する：
◆器具１００において温度センサーにより供給された表示。
◆器具に接続された工具のタイプに対する表示。この工具のタイプは例えば自動的に決定される。
◆器具においてバルブ２９の使用期間に対する表示。
◆前記器具におけるトリガー、スイッチ或いは規制装置の作動に対する表示。
◆柔軟接続部２を介して液体及び／又は空気の循環に対する表示。
◆など。
【００６７】
器具１００は例えばディジタル電子回路４により説明されたディジタル制御信号を供給する二つ或いは幾つかの位置をもつスイッチを包含する。
【００６８】
ディジタル電子回路４は好ましくはロータ１０の回転ごと数回づつモジュール３にロータ１０の絶対的角度位置αを表示するディジタルデータを供給する。
【００６９】
電子式サーボ制御モジュール３は好ましくは柔軟接続部２の電線２１，２２，２３，２４に数値的に変調されるディジタル制御データをディジタル電子回路４に伝送するように配列されている。ディジタル制御データは例えば一つの電線に正確にワードの形態で連続的に伝送される。
【００７０】
電子式サーボ制御モジュール３は好ましくはモータ１の三相を給電する三つの電力ドライバー３２，３３，３４から成る。三つの電力ドライバー３２，３３，３４は例えば１２０°だけ位相変位され且つ可変周波数の三つのアナログ信号を供給する例えばアナログドライバーである。
【００７１】
好ましくは、電子式サーボ制御モジュール３はモータ１の回転速度を制御する。そのモジュール３は例えばモータ１のトルクを制御する。しかしながら、好ましくは、電子式モジュール３は、四つの四分円において、モータ１の回転速度とトルクの両方をサーボ制御する。
【００７２】
サーボ制御モジュール３は好ましくはさらに装置の測定中に決定されたホールセンサーＨ１、Ｈ２の位置決め誤差を考慮して設定点値の訂正を実行する。また、それは好ましくはステータ回転フィールドとロータ１０のフィールドとの間に追跡角度を補償するために設定点値の測定と算出及び／又は訂正中にロータ１０の回転を考慮して設定点値の訂正を実行する。追跡角度を補償するように実行された訂正は好ましくはコイルに印加された電圧に比例している。
【００７３】
サーボ制御モジュール３は例えば器具１００の機能を制御するようにプログラムによって制御されたプロセッサを包含する。このプログラムは例えば機械加工周期が器具１００により定義され得て、機械加工周期は例えば器具１００或いはチップを破壊する工具により幾つかの前後運動を包含する。一実施例によると、プログラムは工具により機械加工深さを制御することができる。
【００７４】
器具１００は例えばディジタル回路４により処理され且つ電子式サーボ制御モジュール３に伝送されたデータを供給するＣＣＤセンサーから成る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ロータと三本の巻線を備えるブラシのないモータを表示する。
【図２】図１のモータのロータの運動により発生されたコサインとサインの電気信号を表示する。
【図３】図１のモータの角度位置のタンジェントの抽出を例示する。
【図４】位置取得線（ＤＡＰ）を例示する。
【図５】本発明の実施例による図１のモータのロータの角度位置を取得する装置を図式的に表示する。
【図６】本発明の一実施例による器具内で負荷された電子部の概観線図を示す。
【図７ａ】本発明の一実施例による電子式サーボ制御モジュールとモータの間に伝送される電気信号を表示する。
【図７ｂ】本発明の一実施例による電子式サーボ制御モジュールとモータの間に伝送される電気信号を表示する。
【図７ｃ】本発明の一実施例による電子式サーボ制御モジュールとモータの間に伝送される電気信号を表示する。
【図７ｄ】本発明の一実施例による電子式サーボ制御モジュールとモータの間に伝送される電気信号を表示する。
【図８】本発明の一実施例によるクロック信号と対応する組合せクロック／データ信号とを表示する。
【図９】本発明の一実施例によるメッセージを表示する。
【図１０】本発明の一実施例によるマイクロ制御器により送られたメッセージのビットの配分を例示する。
【図１１】本発明の一実施例による補助メッセージの構造を例示する。
【図１２ａ】本発明の一実施例による装置の機能線図である。
【図１２ｂ】三ドライバーにより制御された三相モータを例示する。
【図１３】モータを回転させる基本原理を図式的に例示する。
【図１４】ホールセンサーの異なる幾何学的位置を示す。
【図１５】ホールセンサーの幾何学的位置の補償工程を例示する。
【図１６】再現角度の補償装置を例示する。
【図１７】本発明の好ましい実施例による補償装置を示す。
【図１８】本発明の好ましい実施例による外科装置を示す。
【図１９】図１８の装置のモータの幾つかの内側要素の分解図である。
【符号の説明】
【００７６】
１．．．．モータ
２．．．．チューブ
３．．．．電子式サーボ制御モジュール
４．．．．ディジタル電子回路
１０．．．．ロータ
１１．．．．ノーズ
２１，２２，２３，２４．．．電線又は電気接点
２５，２６，２７，２８．．．液体及び／又は空気チューブ
２９．．．．バルブ
３０．．．．電線
３２，３３，３４．．．ドライバー
７１．．．．アナログ／ディジタル変換モジュール
７２，７３．．．．モジュール
７４．．．．同期装置
７５．．．．出力データ
７６．．．．入力データ
８３，８４，８５．．．アナログ信号
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３．．．巻線
Ｈ１，Ｈ２．．．ホールセンサー
１００．．．器具
【図１】
2007508041.tif 000004
【図２】
2007508041.tif 000005
【図３】
2007508041.tif 000006
【図４】
2007508041.tif 000007
【図５】
2007508041.tif 000008
【図６】
2007508041.tif 000009
【図７ａ】
2007508041.tif 000010
【図７ｂ】
2007508041.tif 000011
【図７ｃ】
2007508041.tif 000012
【図７ｄ】
2007508041.tif 000013
【図８】
2007508041.tif 000014
【図９】
2007508041.tif 000015
【図１０】
2007508041.tif 000016
【図１１】
2007508041.tif 000017
【図１２ａ】
2007508041.tif 000018
【図１２ｂ】
2007508041.tif 000019
【図１３】
2007508041.tif 000020
【図１４】
2007508041.tif 000021
【図１５】
2007508041.tif 000022
【図１６】
2007508041.tif 000023
【図１７】
2007508041.tif 000024
【図１８】
2007508041.tif 000025
【図１９】
2007508041.tif 000026
【国際調査報告】
2007508041.tif 000027
2007508041.tif 000028
2007508041.tif 000029
2007508041.tif 000030
2007508041.tif 000031
2007508041.tif 000032