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

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。

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, p_max)が、例として、描かれている。圧力値p_max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p_max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, p_maxは、回転数n₁, n₂, n_maxに相当する が、n_maxは、達成可能な最高回転数である。

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。

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p_maxと最 大回転数n_max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 。

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, p_max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。

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。

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n ₃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p_max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 。

米国特許出願公開第2008/0145817号明細書

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。

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。

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p_max 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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p_maxによって決まる最大回転数n_max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(p_max)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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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(p_max)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。

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。

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。

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, p_max)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p_max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p_maxに制限する(即ち、p_max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, p_maxは、回転数n₁, n₂, n_maxに相当する(n_max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。

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p_max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。

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。

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p_max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p_max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p_max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。

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 p_max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。

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p_max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。

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 。

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p_max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p_max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p_max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p_max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P_max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。

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n_min、並びに、回転数上限値n_lmも設定されていることが好ましい。尚、該回 転数上限値n_lmは、駆動装置に供給される最大ガス圧力p_maxによって決まる最大回転数n_{ma x}とは区別されなければならない。該回転数上限値n_lmの値は、該最大回転数n_max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n_lm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 < n_{l m}、或いは、n₁ <= n_lm)。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n_minと回転数上限値n_lm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。

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n_minとn_{l m}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n_min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。

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。

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n_lm、或いは、回転数下限値n_min)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。

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。

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。

上限は、図6では、p_max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p_max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。

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n_min、及び/或いは、回転数上限値n_lmを 想定することも可能である。

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。

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n_lm、或い は、回転数下限値n_min)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。

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p_max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p_max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。

図5との更なる違いは、基本的に、最大ガス圧力p_max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。

いずれにせよ、図5の実施例との差は、回転数上限値n_lmが想定されていないことにある 。

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。

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。

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。

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。