(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダ、油圧ポンプ、制御弁を有する油圧回路によって、椅子各部の姿勢調整を行う歯科用治療椅子において、前記油圧シリンダと前記制御弁との間にアキュムレータを設けるとともに、前記制御弁の閉弁を前記油圧ポンプの停止より遅らせることを特徴とする歯科用治療椅子。
【請求項２】
前記制御弁の閉弁と前記油圧ポンプの停止との時間差が少なくとも０．１秒であることを特徴とする請求項１に記載の歯科用治療椅子。
【請求項３】
前記油圧ポンプの起動を前記制御弁の開弁よりも遅らせることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科用治療椅子。
【請求項４】
前記油圧シリンダは、前記歯科用治療椅子のコンタシートの昇降用の油圧シリンダ、または、バックレストの起倒用の油圧シリンダであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の歯科用治療椅子。
【請求項５】
油圧シリンダ、油圧ポンプ、制御弁、および、前記油圧シリンダと前記制御弁との間に設けたアキュムレータを有する油圧回路によって、椅子各部の姿勢調整を行う歯科用治療椅子の駆動方法であって、前記制御弁の閉弁を前記油圧ポンプの停止より遅らせることを特徴とする歯科用治療椅子の駆動方法。
【請求項６】
前記油圧ポンプの起動を前記制御弁の開弁よりも遅らせることを特徴とする請求項５に記載の歯科用治療椅子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用治療椅子およびその駆動方法に関し、詳しくは、椅子各部の姿勢調整時における衝撃の発生を軽減した歯科用治療椅子およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科用治療椅子は、術者が患者の治療を行いやすくするために、椅子の昇降動作、バックレストの起倒動作など、種々の姿勢調整が可能となっている。そして、歯科用治療椅子を姿勢調整する際に、特に、駆動時と停止時に椅子の被調整部の急激な動作変化による衝撃（ショック）が生じることがあり、患者へ恐怖感を与えたり、腰、頸椎疾患の患者に対して痛みを与えたりすることがある。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１では、座席シート、背板シートなどの被制御可動部を、その始動時及び／若しくは停止時において、加速度及び／若しくは減速度を徐々に増大させ、その後、徐々に減少させて移動速度を所定の最高速度及び／若しくはゼロに達するように制御する制御手段を設けることが開示されており、加速度及び／若しくは減速度の制御を油圧機構の作動油の供給管路の途中に配設された油圧バルブの開閉制御によって行うことが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、椅子の昇降用シリンダ及びバックレストのチルト用シリンダを駆動する油圧ポンプ駆動用モータの回転数を予めインバータにインプットされた加減速時間設定に基づいて制御し、駆動開始時には低速から徐々に加速し、駆動終了時には徐々に回転数を減じることが開示されており、駆動開始時及び終了時における駆動の急激な変動により生じる衝撃を解消するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２５５９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４２４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載のものでは、基本的に油圧シリンダ内に供給する作動油の量を、油圧バルブの開閉制御あるいは、油圧ポンプの回転数制御によって、徐々に増やしたり減らしたりすることによって起動時および停止時の衝撃の発生を軽減するものである。このため、特許文献１に記載のものでは、油圧バルブとして特別な構造の油圧バルブを使用する必要があり、また、特許文献２に記載のものでは、油圧ポンプの回転数を変化させるためのインバータとその制御回路を必要としていた。
【０００７】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、簡単な油圧回路を用いるとともに油圧回路の油圧ポンプと制御弁との駆動タイミングを工夫することにより、歯科用治療椅子の各部の姿勢調整時における衝撃の発生を軽減した歯科用治療椅子およびその駆動方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、油圧シリンダ、油圧ポンプ、制御弁を有する油圧回路によって、椅子各部の姿勢調整を行う歯科用治療椅子において、前記油圧シリンダと前記制御弁との間にアキュムレータを設けるとともに、前記制御弁の閉弁を前記油圧ポンプの停止より遅らせることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御弁の閉弁と前記油圧ポンプの停止との時間差が少なくとも０．１秒であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記油圧ポンプの起動を前記制御弁の開弁よりも遅らせることを特徴としたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１の発明において、前記アキュムレータが、前記油圧シリンダと前記制御弁との間に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６の発明は、油圧シリンダ、油圧ポンプ、制御弁、および、アキュムレータを有する油圧回路によって、椅子各部の姿勢調整を行う歯科用治療椅子の駆動方法であって、前記制御弁の閉弁を前記油圧ポンプの停止より遅らせることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記油圧ポンプの起動を前記制御弁の開弁よりも遅らせることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、油圧シリンダのシリンダ室内への作動油の急激な供給をダンパにより緩和するとともに、シリンダ室内の残留圧力の発生をなくすことができるため、簡単な油圧回路構成で、歯科用治療椅子の各部の姿勢調整時における衝撃の発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される歯科用治療椅子の一例を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の動作の一例を説明するための図である。
【図４】本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の動作の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の歯科用治療椅子およびその駆動方法に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
【００１８】
図１は、本発明が適用される歯科用治療椅子の一例を説明するための概略構成図である。歯科用治療椅子１は、基台２と、基台２に設けられたコンタシート３、バックレスト４、およびレッグレスト５などからなる着座部を有している。基台２は接地部との間に昇降用シリンダ１０が設けられており、昇降用シリンダ１０のピストンロッド１０ｃを昇降用シリンダ１０から引き出すことにより基台２を上昇させ、ピストンロッド１０ｃを昇降用シリンダ１０内に引き込むことにより基台２を下降させている。
【００１９】
バックレスト４は、基台２に対して軸部８を中心に回動自在に設けられており、コンタシート３に対する角度を変更することが可能になっている。本実施形態では、起倒用シリンダ２０が基台２に固定されており、バックレスト下方側の軸部６と起倒用シリンダ２０のピストンロッド２０ｃに設けた軸部７との間にリンク２１が設けられている。そして、起倒用シリンダ２０のピストンロッド２０ｃを起倒用シリンダ２０から引き出すことによりバックレスト４を寝かし、ピストンロッド２０ｃを起倒用シリンダ２０内に引き込むことによりバックレスト４を起こしている。昇降用シリンダ１０および起倒用シリンダ２０は本発明の油圧シリンダに相当する。
【００２０】
基台２、コンタシート３、バックレスト４、および、レッグレスト５などの着座部の昇降、あるいはバックレスト４の起倒は、術者が図示しない操作スイッチを操作することによって可能となっており、術者は、歯科用治療椅子１の各部を上下動、起倒させて、患者を治療しやすい姿勢にすることにより医療を行うことができる。なお、本実施形態では、主として患者の体重がかかる着座部の上下動やバックレスト４の起倒を歯科用治療椅子１の調整部位として説明するが、歯科用治療椅子の他の部位、例えば、安頭台やフットレストなども姿勢調整可能に設けてもよい。
【００２１】
図２は、本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の一例を示すブロック図である。油圧回路１００は昇降用シリンダ１０および起倒用シリンダ２０を駆動するためのものであり、コントローラ３０、油圧ポンプ４０、駆動モータ４１、オイルタンク４２、制御弁５１〜５６、および、アキュムレータ６１〜６３を備えている。コントローラ３０は、図示しない操作パネルからの術者の操作に応じて、駆動モータ４１による油圧ポンプ４０の起動および停止、各制御弁５１〜５６の開閉動作を行うためのものである。
【００２２】
本実施形態では、昇降用シリンダ１０は単動シリンダとして構成されており、シリンダチューブ１０ａ内にピストン１０ｂが設けられており、このピストン１０ｂにピストンロッド１０ｃが設けられている。シリンダチューブ１０ａとピストン１０ｂとがなすシリンダ室１０ｄに作動油を供給することによってシリンダチューブ１０ａからピストンロッド１０ｃを引き出すことにより、シリンダチューブ１０ａを上昇させている。一方、シリンダチューブ１０ａの下降は、シリンダ室１０ｄから作動油を排出することによって行われる。
【００２３】
起倒用シリンダ２０は複動シリンダとして構成されており、シリンダチューブ２０ａ内にピストン２０ｂが設けられており、このピストン２０ｂにピストンロッド２０ｃが設けられている。起倒用シリンダ２０は、シリンダチューブ２０ａとピストン２０ｂとがなすシリンダ室２０ｄに作動油を供給するとともにピストンロッド側のシリンダ室２０ｅから作動油を排出することによってシリンダチューブ２０ａからピストンロッド２０ｃを引き出し、シリンダ室２０ｅに作動油を供給するとともにシリンダ室２０ｄから作動油を排出することによってシリンダチューブ２０ａからピストンロッド２０ｃを引きこんでいる。
【００２４】
油圧回路１００は、油圧ポンプ４０と、オイルタンク４２とを有している。油圧ポンプ４０は駆動モータ４１によって駆動され、オイルタンク４２から作動油を昇降用シリンダ１０および起倒用シリンダ２０に供給している。駆動モータ４１の回転数を変更することにより油圧ポンプ４０からの作動油の吐出量を変更することができる。油圧ポンプ４０と駆動モータ４１は、これらが一体化された電動ポンプから構成してもよい。オイルタンク４２は、昇降用シリンダ１０および起倒用シリンダ２０から排出された作動油を蓄えて、再度、油圧ポンプに供給している。
【００２５】
油圧ポンプ４０と昇降用シリンダ１０および起倒用シリンダ２０との間には、制御弁５１〜５６が設けられている。制御弁５１〜５６は、本実施形態では、２ポート単動常時閉電磁弁を用いており、非通電時には閉弁状態にあり通電時に開弁状態となる。なお、制御弁としては２ポート単動常時閉電磁弁に限らず、２ポート単動常時開電磁弁でもその他の制御弁を用いてもよい。制御弁５１は、油圧ポンプ４０から昇降用シリンダ１０のシリンダ室１０ｄに作動油を供給するための制御弁であり、制御弁５２は昇降用シリンダ１０のシリンダ室１０ｄから作動油をオイルタンクに排出するための制御弁である。
【００２６】
制御弁５１と制御弁５２とは同時に開弁状態になることはなく、着座部の位置を維持する場合は、制御弁５１と制御弁５２とはともに閉弁状態に維持される。着座部を上昇させる場合は、制御弁５１を開弁状態にし、制御弁５２を閉弁状態にすることで、作動油をシリンダ室１０ｄに供給することができ、シリンダチューブ１０ａを上昇させている。また、着座部を下降させる場合は、制御弁５１を閉弁状態にし、制御弁５２を開弁状態にすることで、患者と着座部の自重によって、シリンダ室１０ｄから制御弁５２を介して作動油をオイルタンクに排出している。
【００２７】
また、制御弁５３は、油圧ポンプ４０から起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｅに作動油を供給するための制御弁であり、制御弁５４は起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｅから作動油をオイルタンクに排出するための制御弁である。さらに、制御弁５５は、油圧ポンプ４０から起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｄに作動油を供給するための制御弁であり、制御弁５６は起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｄから作動油をオイルタンクに排出するための制御弁である。
【００２８】
制御弁５３と制御弁５４、および、制御弁５５と制御弁５６とは、それぞれ同時に開弁状態になることはなく、バックレスト４の姿勢を維持する場合は、制御弁５３〜５６のすべてが閉弁状態に維持される。バックレスト４を起こす場合は、制御弁５３と制御弁５６を開弁状態にすることで、シリンダ室２０ｅに作動油を供給するとともにシリンダ室２０ｄから作動油を排出することによって、ピストンロッド２０ｃを引き込む方向にピストン２０ｂを移動させている。この間、制御弁５４，５５は閉弁状態が維持される。
【００２９】
また、バックレスト４を倒す場合は、制御弁５５と制御弁５４を開弁状態にすることで、シリンダ室２０ｄに作動油を供給するとともにシリンダ室２０ｅから作動油を排出することによって、ピストンロッド２０ｃを引き出す方向にピストン２０ｂを移動させている。この間、制御弁５３，５６は閉弁状態が維持される。歯科用治療椅子１の姿勢調整を行わないとき、すなわち、着座部の位置を動かさないときは、各制御弁５１〜５６は閉弁状態にあり、油圧ポンプ４０も駆動されない。
【００３０】
本発明では、椅子の昇降動作、バックレストの起倒動作など、種々の姿勢調整における起動時と停止時の椅子の動作の衝撃を緩和するために、昇降用シリンダ１０のシリンダ室と制御弁５１，５２との間にアキュムレータ６１を、起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｅと制御弁５３，５４との間にアキュムレータ６２を、起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｄと制御弁５５，５６との間にアキュムレータ６３をそれぞれ配置している。
【００３１】
本実施形態のアキュムレータ６１は、ピストン型のアキュムレータであり、シリンダチューブ６１ａ、ピストン６１ｂ、バネ６１ｃを有している。ピストン６１ｂはバネ６１ｃを介してシリンダチューブ６１ａに固定されており、バネ荷重がかかった状態でシリンダチューブ６１ａ内を移動可能に設けられている。シリンダチューブ６１ａとピストン６１ｂとがなすシリンダ室６１ｄには、作動油の入出力ポートが設けられている。この入出力ポートは共通の１つのポートであってもよい。
【００３２】
そして、制御弁を急速に閉じたり、負荷の急変が生じたりすると油圧回路の配管に衝撃圧力が発生し、騒音や配管機器の破損の原因となるが、アキュムレータ６１のシリンダ室６１ｄ内の作動油の容量が変化可能であるため、制御弁５１、５２の開閉により衝撃を緩和することができる。また、油圧ポンプから吐出される作動油にはポンプの構造上から脈動が含まれるため、騒音や振動を発生させ、油圧回路の作動を不安定にしたり、機器類の破損を招いたりするが、アキュムレータ６１によって、作動油の脈動を減衰することができる。なお、アキュムレータ６２，６３の構成についても、アキュムレータ６１と同じであり、その作用効果も同様であるのでその説明を省略する。
【００３３】
油圧回路１００において、油圧ポンプの起動または停止と制御弁の開閉とを同時に行うと、油圧回路の作動油の圧力が高い状態での急激な弁開閉となるため、油圧回路の配管に衝撃圧力が発生する。この衝撃は上述のアキュムレータによって緩和することができるが、本発明では、油圧ポンプの起動または停止と制御弁の開閉との間に時間差を設けることにより、さらにその衝撃を緩和している。
【００３４】
また、複動シリンダの場合、油圧ポンプの停止と制御弁の閉弁を同時に行うと、作動油供給側のシリンダ室に油圧ポンプによる圧力が残留してしまう。このため、シリンダ室内の圧力が高くなり、再度歯科用治療椅子１を駆動し制御弁を開弁した際に、シリンダ室内の残留圧力が解放されて、一度に多くの作動油がシリンダ室から排油されることになり、歯科用治療椅子の再駆動時に衝撃が発生する。したがって、複動シリンダの場合は、油圧シリンダに油圧ポンプからの圧力がかからない状態で制御弁を閉弁することが望ましく、油圧ポンプの起動または停止と制御弁の開閉との間に時間差を設けることによって、シリンダ室内の残留圧力の発生も防止できる。
【００３５】
図３は、本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の動作の一例を説明するための図であり、着座部を上昇させる際の各部の動作タイミングを示している。術者が図示しない操作スイッチを操作して、時刻ｔ０からｔ２の間、着座部を上昇させる操作を行った場合、コントローラ３０は、操作スイッチからの操作信号を受けて、時刻ｔ０で制御弁５１を開弁し、次に、時刻ｔ０よりも少し遅れた時刻ｔ１で油圧ポンプ４０を駆動させている。このため、着座部は、時刻ｔ０から少し遅れた時刻ｔ１より上昇し始める。また、コントローラ３０は、操作スイッチからの操作信号がなくなった時刻ｔ２で、油圧ポンプ４０の動作を停止させ、その後、時刻ｔ３で制御弁５１を閉弁している。
【００３６】
時刻ｔ０では油圧ポンプ４０が起動していないため、油圧ポンプ４０から制御弁５１までの油圧回路の配管内の圧力は大きくなっておらず、時刻ｔ１で油圧ポンプ４０が起動されると、作動油はスムーズに制御弁５１、アキュムレータ６１を介して、昇降用シリンダ１０のシリンダ室１０ｄに供給されることになる。また、時刻ｔ２では油圧ポンプ４０が動作を停止しているため、時刻ｔ３では油圧ポンプ４０から制御弁５１までの油圧回路の配管内の圧力は大きくなっておらず、制御弁５１を時刻ｔ３で閉弁することにより、油圧回路の配管に衝撃圧力が発生するのを防止することができる。
【００３７】
図４は、本発明に係る歯科用治療椅子の油圧回路の動作の他の一例を説明するための図であり、バックレストを起こす際の各部の動作タイミングを示している。術者が図示しない操作スイッチを操作して、時刻ｔ０からｔ２の間、バックレスト４を起こす操作を行った場合、コントローラ３０は、操作スイッチからの操作信号を受けて、時刻ｔ０で制御弁５３，５６を開弁し、次に、時刻ｔ０よりも少し遅れて油圧ポンプ４０を駆動させている。また、コントローラ３０は、操作スイッチからの操作信号がなくなった時刻ｔ２で、油圧ポンプ４０の動作を停止させ、その後時刻ｔ３で制御弁５３，５６を閉弁している。なお、制御弁５４，５５については閉弁の状態を保っている。
【００３８】
図４の場合も図３の場合と同様に、時刻ｔ０では油圧ポンプ４０が起動していないため、油圧ポンプ４０から制御弁５３までの油圧回路の配管内の圧力は大きくなっておらず、時刻ｔ１で油圧ポンプ４０が起動されると、作動油はスムーズに制御弁５３、アキュムレータ６２を介して、起倒用シリンダ２０のシリンダ室２０ｅに供給される。また、シリンダ室２０ｅからは、アキュムレータ６３、制御弁５６を介して作動油が排出される。停止時には、時刻ｔ２では油圧ポンプ４０が動作を停止しているため、時刻ｔ３では油圧ポンプ４０から制御弁５３までの油圧回路の配管内の圧力は大きくなっておらず、制御弁５３を時刻ｔ３で閉弁することにより、油圧回路の配管における衝撃圧力の発生やシリンダ室での残留圧力の発生を防止することができる。
【００３９】
このように、本実施形態では、制御弁５１〜５６の開閉時に油圧ポンプ４０を動作させていないため、制御弁５１〜５６の開閉による圧力変動を少なくし、油圧回路の配管への衝撃圧力やシリンダ室への残留圧力を減らすことができる。なお、制御弁開弁時の時刻ｔ０と油圧ポンプの起動時刻ｔ１との時間差は零秒より大きければよく、制御弁閉弁時の時刻ｔ２と油圧ポンプ時刻ｔ３の時間差は残留圧力を減らす点からほぼ０．１秒より大きければよい。また、アキュムレータは油圧ポンプ４０の下流側直下に配置してもよいが、シリンダ室の圧力変動を緩和するために制御弁とシリンダ室との間に設けておくことが望ましい。また、本実施形態では、昇降用シリンダ１０を単動シリンダで構成したが、複動シリンダとして構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…歯科用治療椅子、２…基台、３…コンタシート、４…バックレスト、５…レッグレスト、１０…昇降用シリンダ、２０…起倒用シリンダ、１０ａ，２０ａ…シリンダチューブ、１０ｂ，２０ｂ…ピストン、１０ｃ，２０ｃ…ピストンロッド、１０ｄ，２０ｄ，２０ｅ…シリンダ室、２１…リンク、３０…コントローラ、４０…油圧ポンプ、４１…駆動モータ、４２…オイルタンク、５１〜５６…制御弁、６１，６２，６３…アキュムレータ、６１ａ，６２ａ，６３ａ…シリンダチューブ、６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ…ピストン、６１ｃ，６２ｃ，６３ｃ…バネ、６１ｄ，６２ｄ，６３ｄ…シリンダ室、１００…油圧回路。
【図１】
0006429071.tif 000002
【図２】
0006429071.tif 000003
【図３】
0006429071.tif 000004
【図４】
0006429071.tif 000005