(57)【要約】  本発明は、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置であって、少なくとも２つのカートリッジ（３）であって、各カートリッジ（３）が、多成分化合物の成分（４）を含むように適応され、カートリッジ（３）から成分（４）を押し出すように適応されたプランジャ（２）を有する、カートリッジと、駆動速度を調節可能である、前記プランジャ（２）用の駆動デバイスと、を備える装置であって、駆動デバイスが、ステッピングモータ（１）と、ａ）ステッピングモータのステップ、およびｂ）ステッピングモータにかかる負荷の少なくとも１つを検出するための、ステッピングモータに関連する検出器とを備える、装置に関する。低毎分回転数で、ステッピングモータ（１）は、既知の直流モータと比較すると、より高いトルクを与えるとともに、比較的低いトルクの場合でも、プランジャ（２）を迅速に前進および後退させるのに十分な高毎分回転数を与える。
2007526056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置であって、
−少なくとも２つのカートリッジ（３）であって、各カートリッジ（３）が、多成分化合物の成分（４）を含むように適応され、前記カートリッジ（３）から前記成分（４）を押し出すように適応されたプランジャ（２）を有する、カートリッジ（３）と、
−駆動速度を調節可能である、前記プランジャ（２）用の駆動デバイスと、
を備える装置であって、前記駆動デバイスが、ステッピングモータ（１）と、
ａ）前記ステッピングモータのステップ、および
ｂ）前記ステッピングモータにかかる負荷
の少なくとも１つを検出するための、前記ステッピングモータに関連する検出器とを備える、装置。
【請求項２】
前記検出器が、前記ステッピングモータ（１）のステップ周波数によって負荷の状態を検出する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記検出器が、前記ステッピングモータ（１）の駆動ステップの変化または損失による負荷の増大を検出する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動デバイスが、所定の一定の速度で前記ステッピングモータ（１）を駆動するように適応された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記駆動デバイスが、１つまたは異なる成分および化合物に対して、異なる所定の本質的に一定の速度で、前記ステッピングモータ（１）を駆動するように適応された、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記ステッピングモータ（１）の所定の速度が、前記ステッピングモータ（１）が負荷下にあるとき本質的に一定であり、負荷がない場合、より速い速度である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ステッピングモータ（１）が、高トルクで低速で、およびより速い速度で前記プランジャ（２）を駆動することができる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ステッピングモータ（１）の出力シャフト（７）が、直接、またはベルトを介して、またはホイールおよび／または歯車および／または歯付きチェーンおよび／または歯付きベルトを介して、前記プランジャ（２）を移動させる各デバイス（８）に接続された、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動デバイスが、前記プランジャ（２）の位置をモニタするように適応された、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動デバイスが、前記ステッピングモータ（１）の駆動ステップをモニタすることによって、前記プランジャ（２）の位置をモニタするように適応された、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記駆動デバイスが、前記それぞれのカートリッジ（３）が空のとき、プランジャ（２）の空の位置を検出およびモニタするように適応された、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記駆動デバイスが、前記プランジャ（２）が、前記カートリッジ（３）を挿入した後に前記成分（４）に接触するときを検出するように適応された、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
プランジャ（２）を駆動するステッピングモータ（１）が提供される、駆動速度を調節可能である駆動デバイスを用いて、カートリッジ（３）内でプランジャ（２）を駆動することで、少なくとも２つのカートリッジ（３）から成分（４）を押し出して混合することによって、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を、特に、請求項１〜１２のいずれか一項に記載した装置を用いて生成する方法。
【請求項１４】
−前記プランジャ（２）が前記成分（４）と接触した状態にある初期位置に、前記プランジャ（２）を高速で前進させるステップと、
−所定の解放距離だけ前記プランジャ（２）を高速で後退させるステップと、
−前記解放距離よりも大きい所定のバイアス距離か、または前記成分（４）が前記カートリッジ（３）から流出またはミキサ（６）に流入するまでのいずれかの間、前記プランジャ（２）を高速で前進させるステップと、
−前記カートリッジ（３）から前記成分（４）を押し出すために、前記プランジャ（２）を低速で駆動させるステップと、
を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
−前記カートリッジ（３）から前記成分（４）を押し出すために、前記プランジャ（２）を低速で駆動する間、前記ステッピングモータ（１）の押出し力または負荷をモニタし、所定の上限と比較するステップと、
−前記上限に達するか、または前記上限を超過すると、前記ステッピングモータ（１）を停止するか、またはより遅い速度へ調節するステップと、
を含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を、ミキサ（６）をさらに備える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置を用いて生成するシステム。
【請求項１７】
多成分化合生成物を生成、分配、および／または混合するための、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置、システム、および／または方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯科用途の多成分化合物を生成する既知の装置は、交換可能なカートリッジから典型的に高粘性の成分を押し出すことによって動作する。これらのカートリッジは、並べて配設され、静的または動的ミキサに開口している。電気ドライブが、カートリッジに関連するプランジャに作用して、成分を押し出すために共にプランジャを前進させる。装置によっては、プランジャは、まったく調整または制御されていないモータによって駆動される。これにより、毎分回転数にばらつきが生じ、ひいては、プランジャの速度にばらつきが生じることで、混合の品質および塗布時間に影響を及ぼしてしまう。これらの装置では、費用をほとんどかけることなく、プランジャの速度およびミキサの速度をさまざまなペースト特性に適応させることが不可能である。
【０００３】
プランジャの前進速度を調節可能な既知の装置および方法が他にもある。一般に、迅速に位置決めするようにプランジャを前進させることが望ましい。プランジャが成分に接触すると、抵抗、ひいては、ドライブの負荷が増大する。次いで、成分が均一の速度で押し出されるのを確実にするためには、前進速度をより低い一定の値に調整すべきである。
【０００４】
さらに、多くの場合、前進速度を一定の値に調整するだけでは不十分であることが分かった。その代わりに、粘性など、非常に異なる性質を有したり、処理要因により特定の速度を要したりする異なるタイプの成分により、適切な前進速度を選択することも必要である。成分の性質に応じて、最適な前進および作業の良好かつ再現可能な結果がある。
【０００５】
（特許文献１）および（特許文献２）の各々に、電気的に作動される分配器具が開示されている。この既知の器具は、高負荷下での前進および解放ストロークを動作させるために、第１のギアおよび第１のシフトスリーブによってメインシャフトに接続されたギアモータを備える。より小さな負荷、すなわち、高速後退および高速前方送りの動作の場合、ギアモータは、第２のギア、駆動シャフト、および第２のシフトスリーブによってメインシャフトに接続される。一方または他方のシフトスリーブが、メインシャフトに選択的に接続可能であるように、前記２つのシフトスリーブに電磁石が接続される。
【０００６】
（特許文献３）および（特許文献４）の各々に、電気的に駆動される分配器具が開示されている。この既知の器具は、カートリッジから材料を分配するスラストプレートに駆動ネジを介して作用する電気ドライブを備える。２つの駆動ネジに作用する異なる力は、スライド上に傾斜力が生成しないように、低摩擦の軸受けの転がり摩擦によって支持される。電気ドライブは、前進および解放中の高負荷下でのドライブ用の第１のギアモータと、後退および高速前進運動中の低負荷下でのドライブ用の第２のモータとを備える。
【０００７】
（特許文献５）および（特許文献６）の各々に、２成分材料を混合および塗布する装置が開示されている。この既知の装置は、カートリッジにある磁気カップリングを介して電気モータによって共に前方に変位および駆動可能な２つのピストンを備える。ピストンは、手動で後方に引かれ、モータがオフに切り換えられ、磁気カップリングが外側に移動すると、手動輪を介して再度挿入され得る。この応用において、モータドライブは、ピストンをゆっくりと前進させるようにのみデザインされたものであり、カートリッジの変化は、ピストンを手動で伸張および後退させることによるものである。
【０００８】
（特許文献７）および（特許文献８）の各々に、交換可能なカートリッジからの成分をミキサに押し出すことによって、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する方法および装置が開示されている。この既知の装置において、粘性および摩擦率に応じて異なる前進速度が混合品質に悪影響を及ぼさないことを確実にするために、前進速度は、所定の値に一定に保たれる。これは、ドライブモータに割り当てられたユニットを用いて達成されることが好ましい。このユニットはまた、負荷に応じて、通常の前進に割り当てられた低速、または逆の動きに割り当てられた高速のいずれかで、モータを駆動するために使用され得る。
【０００９】
（特許文献９）および（特許文献１０）の各々に、ミキサ内に開口したカートリッジから成分を押し出して混合することによって、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置が開示されている。この既知の装置において、電気モータの前進速度は、成分の押出し挙動により調整され、押出し挙動は、センサによって決定され得る。電気モータは、直流モータであることが好ましい。
【００１０】
【特許文献１】ＥＰ１  １０１  ５３８  Ａ２号明細書
【特許文献２】米国特許第６３７１３３６Ｂ１号明細書
【特許文献３】ＥＰ０  ９５６  ９０８  Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許第６１６８０５２Ｂ１号明細書
【特許文献５】ＥＰ０  ４９２  ４１３  Ａ１号明細書
【特許文献６】米国特許第５２８６１０５号明細書
【特許文献７】ＥＰ１  ０１０  ４０１  Ａ１号明細書
【特許文献８】米国特許第６３１５１６４Ｂ１号明細書
【特許文献９】ＥＰ１  ２７９  ３７９  Ａ１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００３／００２２１２８Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のことを考慮すると、所望の駆動、すなわち、プランジャの前進および戻り速度を確保するために、一般に、直流モータが使用される。直流モータまたはくま取りモータが低速駆動様式で低トルクを提供するのに対して、成分を押し出すには高トルクが必要になるため、これらのモータのトルク特性は、本願の応用に必要なものと反対のものとなる。さらに、約１〜１０毎分回転数の非常に遅い速度で、従来の直流モータの動作は、実際に機能停止する。
【００１２】
これらの欠点は、複雑なギアボックス、ユーザの手動相互作用、複数のモータ、または駆動モータに割り当てられ、追加のセンサにリンクされた複数の駆動ユニットによって解消される場合が多い。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、プランジャを駆動する改良されたモータ概念を提供し、特許請求の範囲の特徴を示す。
【００１４】
本発明の利点は、このモータ概念が、モータを１つしか使用しないのに、クラッチを使用することも、複雑なギアボックスの必要性も、ギアの変更の必要性もなく、成分を押し出すための低速と、プランジャを迅速に位置決めするための高速との両方で高トルクを提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる利点は、このモータ概念が、対応する成分に適した値に駆動速度を自動調節することである。
【００１６】
本発明は、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置であって、
−少なくとも２つのカートリッジであって、各カートリッジが、多成分化合物の成分を含み、カートリッジから成分を押し出すように適応されたプランジャを有する、カートリッジと、
−駆動速度を調節可能である、前記プランジャ用の駆動デバイスと、
を備える装置であって、駆動デバイスが、ステッピングモータを備える、装置に関する。
【００１７】
本発明はまた、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する装置であって、
−少なくとも２つのカートリッジであって、各カートリッジが、多成分化合物の成分を含むように適応され、カートリッジから成分を押し出すように適応されたプランジャを有する、カートリッジと、
−駆動速度を調節可能である、前記プランジャ用の駆動デバイスと、
を備える装置であって、駆動デバイスが、ステッピングモータと、
ａ）ステッピングモータのステップ、および
ｂ）ステッピングモータにかかる負荷
の少なくとも１つを検出するための、ステッピングモータに関連する検出器とを備える、装置に関する。
【００１８】
本発明はまた、駆動速度を調節可能である駆動デバイスを用いて、カートリッジ内でプランジャを駆動することで、少なくとも２つのカートリッジから成分を押し出して混合することによって、多成分化合物、特に、歯科用途の多成分化合物を生成する方法に関し、プランジャを駆動するステッピングモータが提供される。
【００１９】
この装置および方法を用いて、多成分化合物は、カートリッジのプランジャで各成分をミキサに分配することによって生成され、所望の化合物を生成するために、少なくとも２つの成分が混合される。
【００２０】
本発明によるステッピングモータは、驚くべきことに、このような応用に理想的なトルクおよび制御特性を制御することが分かった。低毎分回転数で、ステッピングモータは、既知の直流モータと比較すると、より高いトルクを与えるのに対して、比較的低いトルクの場合でも、プランジャを迅速に前進および後退させるのに十分な高毎分回転数を与える。このような低毎分回転数での高トルクにより、高プランジャ圧力が得られ、このような圧力は、典型的に高い粘性のあるペースト状の材料である成分が、高塗布力でしかカートリッジから分配できないために有益かつ必要である。一方で、プランジャを短時間で位置決めするために、高速のプランジャのみが使用されるため、ひいては、低駆動および運動力（motion forces）のみが必要となるため、ステッピングモータによってもたらされる高毎分回転数での比較的低いトルクは適している。さらに、本発明によるステッピングモータにより、ステッピングモータが非常に小さな個々のステップを駆動することができるため、非常に低い毎分回転数（約１〜１０）にも高トルクが提供される。
【００２１】
ステッピングモータのこれらの有益な特性により、複雑なギアボックスを使用することなく、ギアをまったく変更することなく、高トルクかつ低速、および低トルクの場合でも高速という２つの要求を満たした１つのみのモータを使用することが可能となる。
【００２２】
前記駆動デバイスは、プランジャを駆動する任意の種類の手段であってもよい。
【００２３】
特許請求の範囲に、本発明のさらなる好ましい特徴および実施形態が記載される。
【００２４】
ステッピングモータのさらなる利点は、駆動ユニットを用いて、回転ステップ数および駆動速度を正確に調節できることである。本発明による駆動デバイスは、ステッピングモータのステップを駆動、制御、およびモニタする駆動ユニットを備えてもよい。ステッピングモータの回転の正確な調節に加え、ステップは、この応用において、ある状況下でプランジャ位置のモニタリングに対応する駆動ユニットによって容易にモニタ可能である。プランジャ位置のこのモニタリングは、例えば、ステッピングモータの駆動ステップを単にモニタまたは計数することによって達成されてもよい。したがって、駆動ユニットを有する駆動デバイスは、プランジャが空位置にあるかどうか、またはプランジャが取替え位置から始動したかをモニタおよび検出してもよく、この場合、空位置は、カートリッジが空のときにカートリッジの前端部にあるプランジャ位置に関係し、取替え位置は、カートリッジの取替えが可能であるような後端部にあるプランジャ位置に関係し、プランジャが新しく挿入されたカートリッジの成分面と接触する初期位置へ前進する。
【００２５】
前記駆動ユニットは、ステッピングモータのステップを駆動、制御、およびモニタする任意の種類の手段であってもよい。
【００２６】
ステッピングモータを備える駆動デバイスのさらなる利点は、ステッピングモータの負荷を検出する検出器を備える駆動デバイスによって、ステッピングモータの負荷の状態を容易に検出できることである。モータの負荷の状態が負荷状態にあるか、または非負荷状態にあるかを検出する方法にはさまざまな方法がある。第１の方法によれば、プランジャが前進し、成分面に到達すると、モータの負荷の状態が上昇することで、電流が増大し、ひいては、コイルの電流応答が変化する。ステッピングモータのさらなる利点は、第２の方法によれば、ステップ周波数の変化を検出およびモニタすることによってまたは第３の方法によれば、駆動ステップの損失をモニタおよび検出することによって、検出器が負荷の状態を検出してもよいということである。
【００２７】
前記検出器は、ステッピングモータの負荷の状態を検出する任意の種類の手段であってもよい。
【００２８】
駆動デバイスは、一定の所定の速度でステッピングモータを駆動するように適応されることが可能である。これは、ステッピングモータの駆動ステップをモニタすることによって容易に達成されてもよい。
【００２９】
駆動デバイスは、異なる応用、異なる粘性を有する異なる成分、または異なる分配速度によって生成された異なる化合物に必要なこともある異なる所定の一定の速度でステッピングモータを駆動するように適応されることが可能である。
【００３０】
ステッピングモータが、理想的なトルク特性に理想的な制御特性を与えるということにより、駆動デバイスは、複雑で入り組んだギアボックスを使用することなく、非常に小型で単純にデザインされ得る。例えば、ステッピングモータの出力シャフトを、直接、またはベルトを介して、またはホイールおよび／または歯車および／または歯付きチェーンおよび／または歯付きベルトを有する単純な構造を介して、プランジャまたはプランジャを移動させる各デバイスに接続することが可能である。したがって、ステッピングモータとプランジャへの機械的接続を有する駆動デバイスは、従来技術の駆動デバイスより小型、静音、軽量、および高信頼性のものである。
【００３１】
前記移動デバイスは、プランジャの少なくとも１つを移動させる任意の種類の手段であってもよい。
【００３２】
ステッピングモータは、速度の面で非常に正確に制御できるため、プランジャの速度の変化が非常に短時間で明らかになるように非常に速く速度の変更を実現できる。これにより、プロセス時間が短縮され、例えば、カートリッジの取替え時、エンドユーザの取り扱いが改善される。さらに、ステッピングモータの応答が非常に速いことで、新しいカートリッジを挿入した後にプランジャが成分面に到達し、プランジャが初期位置に移動するときの化合物の分配を制御できる。
【００３３】
ステッピングモータは、ステッピングモータの出力シャフトに接続されてもよい動的ミキサを駆動するために使用することもできる。モータは１つしか使用しないため、ミキサの速度は、前進するプランジャの速度に自動的に調節される。しかしながら、プランジャ速度から独立して必要に応じて、ミキサ速度を制御する可能性を残す、ミキサを駆動する別のモータを提供することが可能である。
【００３４】
したがって、本発明による装置は、高度な混合品質および最適化された塗布時間で小型かつ効果的に組み立てることができる。カートリッジの取替えをより短い時間で行えるため、ユーザの取り扱いが改善される。生成および混合の欠点なしに、異なる粘性のような異なる物理的特性を有する成分を使用することができる。
【００３５】
短時間の位置決め手法により、一般に検出信号を使用せずに、所定の時間後、好ましくは、３〜５秒後、プランジャの速度を高速から低速へ自動的に調節することも可能である。この時間は、高速の前進速度およびカートリッジ内部の軸方向の長さから計算されてもよいため、その時間の間、ほぼ空のカートリッジ、すなわち、非常に低い成分面の場合であっても、成分面でのプランジャの正確な位置は、あらゆる場合に到達される。
【００３６】
この方法は、
−プランジャが成分と接触した状態にある初期位置に、プランジャを高速で前進させるステップと、
−初期位置のデータを検出するステップと、
−所定の解放距離だけプランジャを高速で後退させるステップと、
−解放距離よりも大きい所定のバイアス距離か、または成分がカートリッジから流出またはミキサに流入するまでのいずれかの間、プランジャを高速で前進させるステップと、
−カートリッジから成分を押し出すために、プランジャを低速で駆動させるステップと、
を含むことが可能である。
【００３７】
この初期位置のデータは、解放距離および／またはバイアス距離を計算するために検出されてもよい。
【００３８】
所望の量の化合物を分配した後、プランジャは、成分を解放するために高速で後退されてもよい。
【００３９】
この方法は、
−カートリッジから成分を押し出すために、プランジャを低速で駆動する間、ステッピングモータの押出し力または負荷をモニタし、所定の上限と比較するステップと、
−上限に達するか、または上限を超過すると、ステッピングモータを停止するか、またはより遅い速度へ調節するステップと、
を含むことが可能である。
【００４０】
負荷のモニタリングは、上述したように、ステッピングモータに供給された電流または駆動ステップまたはステップ周波数をモニタすることによって達成されてもよい。
【００４１】
上限は、成分の異なる性質、例えば、粘性に依存するものであってもよく、手動または自動のいずれかで装置に入力されてもよい。
【００４２】
以下、例示的にのみ示す添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１は、２成分化合物を生成する装置の略図である。
【００４４】
図１の側面図に、２つの並列カートリッジのうちの１つのみのカートリッジ３の断面が見られる。ステッピングモータ１の出力シャフト１０が、ベルトを介して、プランジャ２を移動させるためのデバイス８に接続される。この移動デバイス８は、プランジャ３を移動させるために、任意の種類の軸および／または駆動ネジおよび／またはシャフトを備えてもよい。成分面５で示されているように、カートリッジ３に、混合される２つの成分のうちの１つの成分４を半分だけ充填する。
【００４５】
図１に、成分４と接触していない状況にあるプランジャ２が示されている。第１のカートリッジを第２のカートリッジに取り替える場合、第１のカートリッジを装置から取り外して第２のカートリッジを装置に挿入してもよいように、プランジャ２は、取替え位置、すなわち、カートリッジ３の後端部の位置になければならない。第２のカートリッジ３が挿入された後、プランジャ２は、取替え位置から、図１に示すような中間位置を通って、プランジャ２が成分面５と接触状態にある初期位置へと高速で駆動され、または前進させられる。
【００４６】
プランジャ２を成分面５と接触する状態に駆動した後、この装置は、２成分化合物を生成および分配する準備が整う。成分の粘性が高いため、プランジャ２は、低速、高トルクでのみ駆動でき、このようにして、カートリッジ３からミキサ６へ成分４を分配する。第２のカートリッジ（この種の断面図には図示せず）の成分は、同様の方法でミキサ６に分配され、ミキサ６は、２つのカートリッジ３からの２つの成分を混合し、２成分化合物を生成する。
【００４７】
図１に示す装置の実施形態において、ミキサ６は、動的ミキサであり、別のモータ９および出力シャフト７によって駆動される。
【００４８】
しかしながら、動的ミキサ６が、同じステッピングモータ１によって駆動されたり、モータ９が不要な場合、ミキサが静的ミキサであったりすることも可能である。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態を参照しながら、本発明について記載してきた。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した実施形態に多くの変更が加えられることは明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、本願に記載する構造に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の言語によって記載された構造およびそれらの構造の等価物によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による多成分化合物の生成装置の部分切欠側面図である。
【図１】
2007526056.tif 000003
【国際調査報告】
2007526056.tif 000004
2007526056.tif 000005
2007526056.tif 000006