(57)【要約】【課題】歯科の治療装置に用いるフットコントローラにおいて、自体の高さを低くでき、足の裏全体を床に着けているような感覚でマイクロエンジンの回転速度の制御ができることを可能とする。【解決手段】フットコントローラは、単一の平板と該平板上に貼付されたシートセンサとから成り、該シートセンサの上を足を左又は右に動かしてその抵抗値を変え、その押圧する位置が左方から右方に向くにつれて、抵抗値が増加するシート状の可変抵抗１で、該可変抵抗１は抵抗値に応じた信号出力によってマイクロエンジンの回転速度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧する位置が左方から右方に向くにつれて、抵抗値が増加または減少するシート状の可変抵抗を単一の平板上に貼付し、該可変抵抗の抵抗値に応じた信号出力によってマイクロエンジンの回転速度を制御するようにしたことを特徴とするフットコントローラ。
【請求項２】
押圧する位置が中央部から左方および右方に向くにつれて、抵抗値が増加または減少するシート状の可変抵抗を単一の平板上に貼付し、該可変抵抗の抵抗値に応じた信号出力によってマイクロエンジンの回転速度を制御するようにしたことを特徴とするフットコントローラ。
【請求項３】
前記シート状の可変抵抗の押圧面の中央部に突起を設けたことを特徴とする請求項２に記載のフットコントローラ。
【請求項４】
押圧によって導通するシート状の１つまたは複数のスイッチを、前記シート状の可変抵抗の左又は右に並べて併設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフットコントローラ。
【請求項５】
シート状の可変抵抗およびシート状のスイッチの境界に仕切りを設けたことを特徴とする請求項４に記載のフットコントローラ。
【請求項６】
シート状の可変抵抗とシート状のスイッチとの境界に設けられた仕切りと、複数のシート状のスイッチの間に設けられた仕切りとは、高さが異なることを特徴とする請求項５に記載のフットコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科治療において、歯牙の切削等に用いるマイクロエンジン（この明細書では、マイクロモータ、エアータービン、ファイリング、磨き仕上げ等、フットコントローラによって回転制御されるロータを有する各種インスツルメントを代表して「マイクロエンジン」ということにする。）の回転速度の制御に用いるフットコントローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のフットコントローラの一例を説明するための図で、特許文献１に開示されたフットコントローラの外観図である。図中、２１はフットプレート、２２は回転切換スイッチ、２３は接続ケーブルである。フットプレート（踏み込み台）２１に足を載せ、踏み込むことで、その踏み込み量に応じて図示しないモータの回転速度を制御することができる。また、回転切換スイッチ２２を足で押すことにより、モータの回転方向を逆転させることができる。すなわち、モータが正転方向に回転しているときに回転切換スイッチ２２を足で押すことで、逆転方向に回転させることができ、モータが逆転方向に回転しているときに回転切換スイッチ２２を足で押すことで、正転方向にモータを回転させることができる。
【０００３】
図９は、従来のフットコントローラの他の一例を説明するためもので、特許文献２に開示されたフットコントローラの外観図である。図中、２４はレバー、２５は椅子操作スイッチ、２６は接続ケーブルである。レバー２４を足で左右に操作することによって、その回転角度に応じて図示しないモータの回転速度を制御することができる。また、椅子操作スイッチ２５を足で押すことにより、治療椅子の上昇、下降を操作することができる。
【特許文献１】特開平１０−２９０８０９号公報
【特許文献２】特許第３２７６５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８で説明したような踏み込み式のフットコントローラは、ペダル感覚で操作ができるが、足のかかとを付けたまま指先を持ち上げる操作であるため、足首の曲げる角度が人によりまちまちになるため、万人に使いやすいように設計するのは困難である。また、治療椅子の操作のためのスイッチを併設しようとすると、足のかかとを持ち上げて操作する位置にスイッチが設けられることとなり、スイッチ操作が術者の疲労原因になるという問題がある。
【０００５】
図９で説明したようなレバー式のフットコントローラは、足のかかとを固定したまま、指先を右または左に振ってレバーを動かすものであるから、レバーが軽いと微妙な調節ができないという問題がある。また、治療椅子等の操作スイッチを図９のように、上部に設けるのが普通であり、スイッチ操作は、かかとを床から離して操作をしなければならないことと、フットコントローラの全体の高さが高くなり、治療椅子の背が寝ているときには、スイッチ操作のために術者が足を持ち上げると、膝が背板にぶつかることがあり、操作がしにくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、フットコントローラ自体の高さを低くでき、足の裏全体を床に着けているような感覚でマイクロエンジンの回転速度の制御ができ、さらには、術者が足を上げることなく、スイッチ操作ができるフットコントローラを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、押圧する位置が左方から右方に向くにつれて、抵抗値が増加または減少するシート状の可変抵抗を単一の平板上に貼付し、該シート状可変抵抗の押圧位置に応じた信号出力によってマイクロエンジンの回転速度を制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、押圧する位置が中央部から左方および右方に向くにつれて、抵抗値が増加または減少するシート状の可変抵抗を単一の平板上に貼付し、該可変抵抗の抵抗値に応じた信号出力によってマイクロエンジンの回転速度を制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のフットコントローラにおいて、前記シート状の可変抵抗の押圧面の中央部に突起を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフットコントローラにおいて、押圧によって導通するシート状の１つまたは複数のスイッチを、前記シート状の可変抵抗に並べて併設したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフットコントローラにおいて、シート状の可変抵抗およびシート状のスイッチの境界に仕切りを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のフットコントローラにおいて、シート状の可変抵抗とシート状のスイッチとの境界に設けられた仕切りと、複数のシート状のスイッチの間に設けられた仕切りとは、高さが異なることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄型で、足による操作が容易なフットコントローラを実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、押圧する位置によって抵抗値が変化するシート状の可変抵抗を用いて、薄型のフットコントローラを実現した。また、押圧の有無によって抵抗値が変化するシート状のスイッチ機構を併設して、治療椅子の上昇、下降の操作等も、可能とするものである。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明のフットコントローラの第１の実施例を説明するためのもので、図１（Ａ）はシート状の可変抵抗の要部の斜視図、図１（Ｂ）は抵抗特性の説明図である。図中、１はシート状の可変抵抗、２は接続ケーブルである。シート状の可変抵抗１は、板状体であり、厚さは数ｃｍ以下である。奥行きの寸法は、適宜でよいが、足の裏の長さと同程度、あるいは、それよりも大きくても、小さくてもよい。足の裏で押圧することを考えると、１０〜３０ｃｍ位が適当であるが、３０ｃｍを超えてもよい。長さは、かかとを床に着けたままで、足首を回して踏める範囲を考えると、２０〜３０ｃｍ程度でよいが、足の裏全体を移動させながら操作を行なうようにすれば、３０ｃｍ以上でもよい。
【００１６】
使用にあたって、術者は、シート状の可変抵抗１に足を載せて、部分的な荷重を与える。足を載せた位置に応じてシート状の可変抵抗１の抵抗値が変化する。この実施例では、左端を押圧されたときに抵抗値が最小値を示し、右端を押圧されたときに抵抗値が最大値を示すように回路構成がされている。この抵抗値の変化を利用して、マイクロエンジン、例えば、エアータービンの速度を調整することができる。シート状の可変抵抗１の厚みを薄くできるので、足の操作が容易となり、また、全体の高さも薄くできるので、治療椅子の背が寝ているときでも、操作に支障がない。
【００１７】
シート状の可変抵抗について説明しておく。すでに「シートセンサー」なる商品名で（株）マルサン・ネームより、製品化されて市販されているものもある。しかし、本発明に用いることができるシート状の可変抵抗は、上記製品に限られるものではなく、板状体として構成され、押圧する位置に応じて抵抗値が変化する可変抵抗装置を用いた点に特色を有するものである。原理的な構成を図２で説明する。図２（Ａ）はシート状の可変抵抗の概略を示す斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２（Ｃ）は具体的な回路の一例、図２（Ｄ）は出力電圧の説明図である。図中、３は基板、４は抵抗体、５は電極板、６はスペーサ、７，８は電極である。絶縁性の基板３の表面に抵抗体４が設けられている。抵抗体４は、酸化ルテニウムを含むペーストを基板上に塗布して焼き付けて抵抗膜を形成したもの、Ｃｕ−ＮｉやＮｉ−Ｃｒ等の金属抵抗体を薄い板状にしたものを基板上に貼り付けたもの、カーボンを基板の表面に焼き付けて抵抗膜を形成したもの、など、適宜のものでよく、基板３上に設けられて、板状の抵抗体として構成されたものである。抵抗体４の両方の端面に電極７，８が設けられている。この抵抗体４の上方に電極板５が抵抗体４に接触しないように配置されている。電極板５は、金属板や絶縁性のフィルムの表面に金属膜が蒸着されたものなど、導電性を有する可撓性の電極板である。抵抗体４と電極板５との間に絶縁性のスペーサ６が配置され、常時は、電極板５が抵抗体４に接触することはない。スペーサ６は線状、あるいは、点状に、間隔を開けて抵抗体４と電極板５の間に分散して配置されてもよい。電極７，８が抵抗の両端に相当し、電極板５が可変抵抗のスライダーに相当するから、電極板５と電極７との間、または、電極板５と電極８との間が可変抵抗値を示す。すなわち、この電極板５の一部に足によって押圧力が与えられると、押圧された部分の電極板５が抵抗体４に接触するから、接触した位置に応じた抵抗値が電極板５と電極７との間に生じる。したがって、スペーサ６を分散配置した場合は、足によって与えられる押圧力に対して、電極板５と抵抗体４とが接触することを妨げないような間隔でスペーサ６配置しておかなければならないことはいうまでもない。
【００１８】
なお、抵抗体４の単位面積当たりの抵抗値の分布を抵抗体４の全体にわたって同じにしておけば、図１（Ｂ）に示すように、抵抗値は直線的に変化する。抵抗体４の単位面積当たりの抵抗値の分布を異ならせることによって、非直線的、例えば、対数的な変化特性や、冪級数的な変化特性など、適宜の変化特性を実現することができる。
【００１９】
図２（Ｃ）に示す回路では、電源Ｅをシート状の可変抵抗の抵抗体４の両端の電極７，８に印加する。電極７と電極板５とを出力端子とすると、出力電圧Ｖは、図２（Ｄ）に示すように、シート状の可変抵抗１の左端が押圧されたときに最小電圧となり、右端が押圧されたときに最大電圧となる。この出力電圧Ｖが図示しない治療装置本体の制御装置に入力されることによって、マイクロエンジン、例えば、エアータービンの速度を調整することができる。なお、図２（Ｃ）における電源Ｅは、フットコントローラ側に設けてもよいが、治療装置本体側に設けてもよい。また、フットコントローラ側に、ＭＰＵとＡ／Ｄ変換器を設けてディジタル信号を治療装置本体側に送出するようにしてもよい。
【００２０】
図２で説明した例では、電極板５が抵抗体４に直接的に接触して導通するようにしたものであるが、必ずしも、このような導通方法に限られるものではない。電極板５と抵抗体４との間にカーボン粒子を挿入してもよい。電極板５に押圧力が与えられていない状態では、電極板５と抵抗体４との間は複数のカーボン粒子が介在してその接触は僅かであり、高抵抗状態であるが、一定以上の押圧力が与えられれば、その部分では、カーボン粒子間が十分に接触して、電極板５と抵抗体４との間が低抵抗状態となるから、押圧位置によって抵抗値が変化することになる。その他、電極板５と抵抗体４との間に一定以上の押圧力が与えられた場合に導通状態を実現できる構造であればよく、このようにして、シート状の可変抵抗体１が構成される。
【実施例２】
【００２１】
図３は、本発明のフットコントローラの第２の実施例を説明するためのもので、図２を参照して説明する。図３（Ａ）はシート状の可変抵抗の概略を示す斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（Ｃ）は抵抗特性の説明図、図３（Ｄ）は具体的な回路の一例である。図中、図２と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。４ａ，４ｂは抵抗体、９は電極である。この実施例では、図２で説明したシート状の可変抵抗１が左右対称的に並べて配置されたものである。したがって、抵抗特性は、図３（Ｃ）に示すように、中央の位置が押圧されたときに最小値を示し、左端が押圧されたとき、および、右端が押圧されたときに最大値を示すようにされている。
【００２２】
図３（Ｄ）に示す回路では、電源ＥａとＥｂと直列に接続して、電源Ｅａを抵抗体４ａの両端の電極７，９に印加し、電源Ｅｂを抵抗体４ｂの両端の電極９，８に印加する。電極９と電極板５とを出力端子とすると、出力電圧Ｖは、図３（Ｃ）の特性と同様に、シート状の可変抵抗１の中央部分が押圧されたときに最小電圧となり、左端が押圧されたときに負の最大電圧となり、右端が押圧されたときに正の最大電圧となる。この出力電圧Ｖが図示しない治療装置本体の制御装置に入力されることによって、マイクロエンジン、例えば、エアータービンの速度を調整することができる。この場合、出力電圧の正負によって、エアータービンの回転方向を正逆となるようにする。
【００２３】
外科治療の一環として、顎骨に穴をあける時など、ドリルで穴をあけて行き、顎骨を抜けた瞬間に、それ以上つき抜けないように、ドリルを逆回転する必要があるが、第２の実施例によって、シート状の可変抵抗１の押圧位置を中央よりも左側に移動させることによって、短時間で逆転させることができる。
【００２４】
上述した第１および第２の実施例で説明した回路では、シート状の可変抵抗１に押圧力が及ぼされていないときには、スライダーに相当する電極板５が抵抗体４に接触していない状態である。この状態では、電極板５と抵抗体４との間の漏洩抵抗によって電極板５が抵抗体４に接続された状態となって、出力電圧が不安定になる。したがって、図１において、例えば、シート状の可変抵抗１の右端側を足で押圧した状態、すなわち、最高速でエアータービンを回転させた状態で、シート状の可変抵抗１から足を離したときに、エアータービンの回転がどのようになるかは、不安定な漏洩抵抗に依存される。シート状の可変抵抗１から、足を離したときは、エアータービン等のマイクロエンジンを停止させるようにするのが安全である。
【実施例３】
【００２５】
図４に示す第３の実施例のフットコントローラは、上述した安全を配慮したものである。図２（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ａ）はこの実施例のシート状の可変抵抗を説明するための図２（Ｂ）と同様の断面図、図４（Ｂ）は抵抗特性の説明図、図４（Ｃ）は具体的な回路の一例、図４（Ｄ）は出力電圧の説明図である。図中、図２と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。１０は絶縁体である。この実施例では、抵抗体４の左端側に絶縁体１０を設けた。この絶縁体１０の厚さは、図２のように抵抗体４の厚さと同程度としてもよいが、スペーサをも兼ねる厚さとしてもよい。電極８と電極板５との間の押圧位置による抵抗値は、抵抗体４が設けられている領域では、図４（Ｂ）に示すように左端側で最大値を示し、右端側で最小値を示す。
【００２６】
図４（Ｃ）に示すように、電源Ｅの一端を電極８に接続し、電源Ｅの他端側と電極板５との間に所定値の抵抗Ｒを接続して、この抵抗Ｒの両端の電圧を出力電圧Ｖとすれば、出力電圧Ｖは、絶縁体１０の領域が押圧された状態、および、シート状の可変抵抗１がどこも押圧されていない状態では、出力電圧Ｖは、漏洩抵抗と抵抗Ｒとの分圧電圧となるから、漏洩抵抗に対して、抵抗Ｒの値を充分小さくしておけば、出力電圧Ｖは最小電圧となる。したがって、出力電圧Ｖは、図４（Ｄ）に示すように、中央部分が押圧された状態、および、なにも押圧されない状態では最小電圧を示し、抵抗体４の領域が押圧された状態では、左端側において最小電圧より高い最小値を示し、右端側において最大値を示す。したがって、第１の実施例と同様な制御が可能である。
【実施例４】
【００２７】
図５に示す第４の実施例のフットコントローラも、上述した安全を配慮したものである。図２（Ｂ）および図４を参照して説明する。図５（Ａ）はこの実施例のシート状の可変抵抗を説明するための図２（Ｂ）と同様の断面図、図５（Ｂ）は抵抗特性の説明図、図５
（Ｃ）は具体的な回路の一例、図５（Ｄ）は出力電圧の説明図である。図中、図２，図４と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。５ａ，５ｂは電極板である。この実施例では、図４で説明したシート状の可変抵抗１が左右対称的に並べて配置されたものである。したがって、抵抗特性は、図５（Ｂ）に示すように、中央の位置が押圧されたときに最大値を示し、左端が押圧されたとき、および、右端が押圧されたときに最小値を示すようにされている。
【００２８】
図５（Ｃ）に示す回路では、電源ＥａとＥｂを直列に接続し、所定値の抵抗ＲａとＲｂを直列に接続して、これら直列接続の接続点同士を接続し、電源ＥａとＥｂの接続点と反対側をそれぞれ電極７と８に接続し、抵抗ＲａとＲｂの接続点と反対側を出力端子とするとともに、電極板５ａと５ｂに接続した。出力電圧Ｖは、図５（Ｄ）に示すように、第２の実施例と同様に、シート状の可変抵抗１の中央部分が押圧されたときに最小電圧となり、左端が押圧されたときに負の最大電圧となり、右端が押圧されたときに正の最大電圧となる。したがって、第２の実施例と同様な制御が可能である。
【実施例５】
【００２９】
図６は、本発明のフットコントローラの第５の実施例を説明するための要部の斜視図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。１１は基台、１２，１３，１４はシート状のスイッチである。この実施の形態では、シート状の可変抵抗１にシート状のスイッチ１２，１３，１４を併設したものである。シート状の可変抵抗１については、第１〜第４の実施例で説明したとおりのものを用いることができる。シート状のスイッチ１２，１３，１４は、図２で説明した抵抗体４を良導体、例えば、低抵抗の金属層や金属板を用いることによって構成することができる。したがって、このシート状のスイッチ１２，１３，１４は、押圧力によって導通状態となるものである。導通状態は、抵抗値が０オームに近い、いわゆる短絡状態でなければならないものではないから、必ずしも、導電体でなくてもよく、抵抗体であってもよい。シート状のスイッチ１２，１３，１４は、踏み込みスイッチとして用いられ、治療椅子の上昇、下降や、背板の角度調節など、ＯＮ／ＯＦＦ制御が可能な設備の足による操作に基づく制御に適宜に用いることができる。また、シート状の可変抵抗１とシート状のスイッチ１２，１３，１４は、基台１１上に取り付けたが、図２で説明したように、基板３が用いられる場合は、シート状の可変抵抗１とシート状のスイッチ１２，１３，１４の基板を共通の基板としてもよい。シート状のスイッチ１２，１３，１４は、シート状の可変抵抗１の左側に並べるように併設したが、右側に並べるように併設してもよく、両側に並べるように併設してもよく、前方または後方に並べてもよい。もちろん、並べるシート状のスイッチの数は、適宜の数でよい。
【実施例６】
【００３０】
図７は、本発明のフットコントローラの第６の実施例を説明するための要部の斜視図である。図中、図１，図６と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。１５，１６，１７は仕切り、１８は凸条である。シート状の可変抵抗１とシート状のスイッチ１２，１３，１４のそれぞれの境界位置に仕切り１５，１６，１７を設けた。仕切り１５，１６，１７は基台１１上に設けられ、その高さは、すべてを同じ高さとしてもよいが、識別力が向上するように、高さを変えてもよい。例えば、シート状の可変抵抗１とシート状のスイッチとの間に設けられる仕切り１５の高さを、シート状のスイッチ１２，１３，１４の間に設けられる仕切り１６，１７よりも高くすることによって、シート状の可変抵抗１とシート状のスイッチ１２，１３，１４を足の裏の感覚で認識できる。仕切りの頂上に凹凸を設けるなど、形状を変えてもよい。
【００３１】
凸条１８は、シート状の可変抵抗１が第２および第４の実施例のように、中央を境として、その両側で回転方向を反転できるようにしたものにおいて、中央部分を認識しやすいようにするために押圧面に突起として設けたものである。したがって、第２および第４の実施例についても、この凸条を適用することができる。なお、突起の形状は、凸条に限らず、点状など、足の裏で位置が認識できる形状であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
シート状の可変抵抗を用いて、足で容易にマイクロエンジンの回転速度を制御できる。回転方向も選択できるなど、歯科の治療装置に用いて有効である。シート状のスイッチを併設することによって、より多機能な制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のフットコントローラの第１の実施例を説明するためのもので、図１（Ａ）は要部の斜視図、図１（Ｂ）は抵抗特性の説明図である。
【図２】シート状の抵抗の原理的な構成を説明するためのもので、図２（Ａ）は概略を示す斜視図、図２（Ｂ）は断面図、図２（Ｃ）は回路の一例、図２（Ｄ）は出力電圧の説明図である。
【図３】本発明のフットコントローラの第２の実施例を説明するためのもので、図３（Ａ）は概略を示す斜視図、図３（Ｂ）は断面図、図３（Ｃ）は抵抗特性の説明図、図３（Ｄ）は回路の一例である。
【図４】本発明のフットコントローラの第３の実施例を説明するためのもので、図４（Ａ）は断面図、図４（Ｂ）は抵抗特性の説明図、図４（Ｃ）は回路の一例、図４（Ｄ）は出力電圧の説明図である。
【図５】本発明のフットコントローラの第４の実施例を説明するためのもので、図５（Ａ）は断面図、図５（Ｂ）は抵抗特性の説明図、図５（Ｃ）は回路の一例、図５（Ｄ）は出力電圧の説明図である。
【図６】本発明のフットコントローラの第５の実施例を説明するための要部の斜視図である。
【図７】本発明のフットコントローラの第６の実施例を説明するための要部の斜視図である。
【図８】従来のフットコントローラの一例の外観図である。
【図９】従来のフットコントローラの他の一例の外観図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…シート状の可変抵抗、２…接続ケーブル、３…基板、４，４ａ，４ｂ…抵抗体、５，５ａ，５ｂ…電極板、６…スペーサ、７，８，９…電極、１０…絶縁体、１１…基台、１２，１３，１４…シート状のスイッチ、１５，１６，１７…仕切り、１８…凸条。
【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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【図９】
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