JP2020081282A - 医療装置 - Google Patents
医療装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020081282A JP2020081282A JP2018218819A JP2018218819A JP2020081282A JP 2020081282 A JP2020081282 A JP 2020081282A JP 2018218819 A JP2018218819 A JP 2018218819A JP 2018218819 A JP2018218819 A JP 2018218819A JP 2020081282 A JP2020081282 A JP 2020081282A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- control unit
- current
- medical device
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
この医療装置は、歯科におけるインプラント手術において、患者の顎領域を形成する歯槽骨にインプラントを保持する保持穴を形成したり、この保持穴にインプラントを螺子固定するための螺子溝を形成したり、インプラントを保持穴に規定のトルクで螺子止めして固定するために用いられる。
この様な医療装置には、ハンドピースやモータの経年変化によるモータの駆動トルクの変動を低減するために、使用前にテスト動作を行い、モータに流れる電流を計測し、この電流値に基づいて駆動トルクを校正する機能を有するものがある(例えば、特許文献1)。
以下、発明の実施の形態1を図面を参照して説明する。
図1、図2を参照すると、医療装置Mは、歯科用ハンドピース100(以下、ハンドピース100)とモータ200と本体300を有する。
ハンドピース100は、先端側に位置するヘッド部101に様々な回転工具102(以下、工具102)を保持する。工具102は、例えば、歯牙を切削する切削工具や、歯槽骨に形成された開口に螺子溝を形成するタップや、インプラントを開口に規定トルクで螺子止めするインプラントドライバー等である。また、ハンドピース100の後端には、後述するモータ200が接続する。使用者は、この様に構成されたハンドピース100を手で持ち、患部に対して治療を行う。
この様に構成されるモータ200は、出力軸から出力される回転トルクが、ヘッド部101に保持される工具102を回転駆動する駆動源となる。
本実施の形態におけるモータ200の駆動方式は、PWM(Pulse Width Modulation)駆動方式である。
言い換えると、制御部301は、モータ200の回転速度Rrと、使用時にモータ200に作用する負荷トルクTrと、モータ200に流れるモータ電流Im(Iu,Iv,Iw)の検出値と、記憶部302に格納された駆動条件に基づき、モータ200を制御する。
つまり、制御部301は、モータ200が、設定した回転速度Rr及びモータ電流Imになるように駆動部301を制御してPWM信号を生成し、モータ200の駆動トルクを制御をする。また、制御部301は、モータ200の正転及び逆転の回転方向も制御する。
このモータ電流検出部306は、電流検出用抵抗を備え、検出した電流Iu,Iv,Iwを電圧Vu,Vv,Vwに変換する。そして、その検出値である電流Iu,Iv,Iwと電流を変換して求めた電圧Vu,Vv,Vwの値を制御部301と回転速度検出部307と負荷トルク検出部308に入力する。
負荷トルク検出部308は、モータ電流Imと負荷トルクTrが比例関係にあることを利用し、モータ電流検出部306で得られた電流値から負荷トルクTrを求める。
回転速度検出部307と負荷トルク検出部308の検出値は、制御部301に入力される。
主電源スイッチは、本体300の電源をON又はOFFするスイッチである。設定・選択ボタンは、モータ200の動作モードや回転速度や駆動トルク等の制御に必要な駆動条件の設定を行うボタンである。使用者は、操作部304に設けられた設定・選択ボタンを操作して、使用条件の設定入力を行うことができる。
このインバータ回路は、制御部301に設けられるPWM信号生成回路301aからのPWM信号に基づき、ロータの回転角度位置に同期して、各FETが循環的にON(オン)/OFF(オフ)制御される。これにより、モータ200に駆動電圧Vdが印加される。
このように、各相のコイルに循環的に駆動電圧Vdが印加されて電流が生じることで、磁界が発生する。そして、この磁界の作用により、モータ200のロータが回転する。
ロータ位置検出回路301bは、例えば、ホール素子を用いてロータ位置を検出する回路や、ホール素子を用いずにロータが回転してコイル相の切替時に発生する誘起電圧を検出することでロータの位置を検出する回路(所謂、センサレス回路)が用いられる。
ここで、モータ200の駆動トルクや回転速度Rrは、PWM信号の1周期に対するON信号の割合であるデューティー比により決まる。つまり、FETのON時間を長くすることで、デューティー比を高くするとモータ200に印加される駆動電圧Vdの実効値が大きくなる。これにより、回転速度Rrを増加させることができる。
また、FETのON時間を短くして、デューティー比を低くすると、モータ200に印加される駆動電圧Vdの実効値が小さくなり、駆動トルクが低下し回転速度Rrを減少させることができる。
このように、制御部301は、PWM信号のデューティー比を制御することで、モータ200の回転速度Rrや駆動トルクを制御する。また、駆動部303は、モータ200への出力部にリレー(図示せず)を備える。制御部301が、リレーを制御することにより、モータ200の正転/逆転の回転方向を制御する。
フットペダル310は、医療装置Mの主電源が入った状態において、モータ200の回転のON/OFFを制御する。制御部301は、フットペダル310からの信号の有無を検出し、信号がある場合、駆動条件に従いモータ200を駆動する。
電源部309は、外部の交流電源400からの交流電圧を整流し変圧し、制御部301と駆動部303に対し所望の直流電圧を印加するコンバータである。
ステップS11において、制御部301は、モータ200の動作設定を受け付ける。モータ200の動作設定は、操作部304に設けられた設定・選択ボタンを操作することにより、行うことができる。モータ200の動作設定は、例えば、回転数の設定、駆動トルクの設定、各種動作モードの選択等がある。
ステップS12において、制御部304は、モータ電流値を設定又は既に設定してある値の補正を行う。このモータ電流値の設定または補正は、記憶部302に記憶されたモータ200の動作設定の内容とモータ電流の積算値に基づき行う。ステップS12において、モータ電流値の設定または補正が行われると、ステップS13に移行する。
制御部304は、モータ200が動作を開始した、又は、動作中の場合、ステップS14に移行する。モータ200が停止している状態の場合は、ステップS11に移行する。
ここで、モータ200が動作を開始した、又は、動作中の場合とは、フットペダル310が踏み込まれて、フットペダル310からのON信号が制御部304に入力している状態である。モータ200が停止している状態とは、フットペダル310が操作されておらず、制御部304にON信号が入力されていない状態である。
モータ200が動作中か否かの判断は、モータ電流値から判断してもよい。
ステップS16では、制御部304は、モータ200を停止する。つまり、供給していたモータ電流を停止する。モータ200を停止した後は、ステップS17へ移行する。
これは、モータ200に流れる電流が多ければ多いほど、つまり、モータ電流の積算値が大きいほど、モータ200がより高温となる。そして、モータ200へ供給する電流値が同じであれば、モータ200が高温になるにつれて、モータの駆動トルクが低下する傾向にある。
つまり、ステップS12とステップS18で行う制御は、モータ200が高温となるにつれて低下する駆動トルクを維持する為の補正制御である。
また、設定したモータ200の回転数に領域によって、モータ電流の値の補正量を変化させてもよい。ここでいう、モータの回転数の領域とは、低回転、中回転、高回転などの動作領域のことである。
まず、操作部304に設けられた電源スイッチをONすると、医療装置Mに電源が入り制御部301の動作が開始し、ステップS21に移行する。ステップS21において制御部301は、モータ電流検出部306の検出値に基づき、モータ電流の積算を開始して、ステップS22に移行する。
ステップS23において制御部301は、記憶部302に記憶されているモータ電流の積算値データを更新して、ステップS22に移行する。
この様に医療装置Mを制御することで、連続運転などによりモータ200の温度が上がっても、ユーザーにより設定されたモータ200の駆動トルクや回転速度Rrを維持することができる。
次に、発明の実施の形態2を図6を参照して説明する。
図6は、実施の形態2におけるモータ200に流れる電流(以下、モータ電流)の積算に係るフローチャートである。尚、医療装置Mの各部構造及び医療装置Mを使用している際のモータ200の動作制御は、実施の形態1で説明する医療装置Mと同じである為、説明を省略する。
ステップS31において制御部301は、前回電源スイッチをOFFした時のモータ電流の積算値を記憶部302から読み込んだ後、ステップS32に移行する。
モータ電流の積算値の減算量は、上記の経過時間が長いほど大きくなるよう設定される。これは、医療装置Mを停止させてからの経過時間が長いほど、モータ200の熱が放熱され温度が低下する為である。上記の減算量と経過時間の関係は、実験的に求めたデータを用いる。
ステップS34において制御部301は、操作部304に備えられた主電源スイッチが操作されて主電源がOFFされたか否かを判断する。
制御部301は、電源スイッチがOFFされていない場合は、ステップS36に移行する。ステップS36において制御部301は、記憶部302に記憶されているモータ電流の積算値データを更新して、ステップS34に移行する。
この様に医療装置Mを制御することで、連続運転などによりモータ200の温度が上がっても、ユーザーにより設定されたモータ200の駆動トルクや回転速度Rrを維持することができる。
特に、前回使用した際の積算値データを用いる場合、前回電源スイッチをOFFした時からの経過時間に基づき、ステップS31で読み込んだモータ電流の積算値を減算するので、より正確にモータ電流の補正を行うことができる。
つまり、医療装置Mの使用終了からの時間経過により、モータ200からの放熱した場合を加味して補正するので、より正確にモータ電流の補正を行うことができる。
次に、発明の実施の形態3を図7を参照して説明する。
図7は、実施の形態3におけるモータ200に流れる電流(以下、モータ電流)の積算に係るフローチャートである。尚、医療装置Mの各部構造及び医療装置Mを使用している際のモータ200の動作制御は、実施の形態1で説明する医療装置Mと同じである為、説明を省略する。
ステップS42において制御部301は、モータ200が動作しているか否かを判断する。つまり、制御部301に対して、フットペダル310からモータ200を動作させるための入力があるか否かを判断する。
ステップS42において、モータ200が動作していない場合、つまり、モータ200が停止している状態の場合は、ステップS44に移行する。
ステップS45において制御部301は、記憶部302に記憶されているモータ電流の積算値データを減算して更新し、ステップS46に移行する。
この様に医療装置Mを制御することで、連続運転などによりモータ200の温度が上がっても、モータ200の駆動トルクや回転速度Rrを維持することができる。
これは、モータ200の周囲の温度が高いと、モータ200の温度が低くなりにくいため、モータ200の駆動トルクや回転数が小さくなるためである。
100 歯科用ハンドピース(ハンドピース)
101 ヘッド部
102 工具
200 モータ
300 本体
301 制御部
301a PWM信号生成回路
301b ロータ位置検出回路
302 記憶部
303 駆動部
304 操作部
305 表示部
306 モータ電流検出部
307 回転速度検出部
308 負荷トルク検出部
309 電源部
310 フットペダル
400 交流電源
Claims (4)
- ヘッド部に工具を回転自在に保持するハンドピースと、
前記工具を回転駆動するモータと、
前記モータを制御する制御部と、
前記モータに流れる電流値を検出する電流検出部と、
を有し、
前記制御部は、前記電流検出部の検出値に基づき、動作開始から前記モータに流れた電流の積算値を求め、前記電流の積算値に基づき、前記モータを制御することを特徴とする医療装置。 - 前記制御部は、前記電流の積算値が大きくなるほど、前記モータに流す電流を大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の医療装置。
- 外気温を検出する温度検出部を有し、
前記制御部は、前記温度検出部の検出値に基づき、前記モータに流す電流を補正して制御することを特徴とする請求項2に記載の医療装置。 - 前記モータの動作状態を表示する表示部を有し、
前記表示部は、前記制御部により動作の補正された状態を表示することを特徴とする請求項1から3に記載の医療装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018218819A JP6861689B2 (ja) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 医療装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018218819A JP6861689B2 (ja) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 医療装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020081282A true JP2020081282A (ja) | 2020-06-04 |
JP6861689B2 JP6861689B2 (ja) | 2021-04-21 |
Family
ID=70904797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018218819A Active JP6861689B2 (ja) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 医療装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6861689B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000134984A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Asmo Co Ltd | モータ制御装置 |
JP2002238293A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
JP2005218197A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
JP2006320125A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
JP2012531232A (ja) * | 2009-07-01 | 2012-12-10 | カルテンバッハ ウント ホイクト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 医療用、特に歯科用のハンドピースを駆動する方法およびシステム |
JP2016007366A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 株式会社ナカニシ | 歯科用ハンドピースのチェック装置及び方法並びに駆動モータ制御プログラム |
-
2018
- 2018-11-22 JP JP2018218819A patent/JP6861689B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000134984A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Asmo Co Ltd | モータ制御装置 |
JP2002238293A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
JP2005218197A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
JP2006320125A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
JP2012531232A (ja) * | 2009-07-01 | 2012-12-10 | カルテンバッハ ウント ホイクト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 医療用、特に歯科用のハンドピースを駆動する方法およびシステム |
JP2016007366A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 株式会社ナカニシ | 歯科用ハンドピースのチェック装置及び方法並びに駆動モータ制御プログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6861689B2 (ja) | 2021-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4916037B2 (ja) | 歯科用ハンドピースのモータ制御方法及び制御装置 | |
KR100911070B1 (ko) | 송풍 장치 및 그것을 탑재한 전기 기기 | |
JP4501433B2 (ja) | Dcモータのコイル温度推定方法およびその装置 | |
JP2012011068A5 (ja) | ||
US20080252239A1 (en) | Method capable of controlling brushless dc motor | |
TWI399031B (zh) | 馬達控制裝置及其方法 | |
DE602004016410D1 (de) | Motorantriebsvorrichtung | |
JP2007252034A (ja) | ファンモータ駆動装置及びファンモータ駆動方法 | |
JP6296566B2 (ja) | モータ駆動制御装置 | |
CN104753409A (zh) | 风扇电机的驱动控制装置 | |
JP6351856B2 (ja) | 同期電動機制御装置、圧縮機駆動装置および空気調和機 | |
US20140300299A1 (en) | Method for Controlling an Electronically Commutated Polyphase DC Motor | |
JP5534862B2 (ja) | センサレス同期モータ駆動装置 | |
JP2008172948A (ja) | ブラシレスモータの制御装置 | |
JP6861689B2 (ja) | 医療装置 | |
US20180234036A1 (en) | Programmable Driver For Single Phase Brushless DC (BLDC) Motor With Hall Sensor | |
JP6858167B2 (ja) | 医療装置 | |
JP2023031617A (ja) | 電動作業機 | |
JP2021016602A (ja) | 歯科用医療装置 | |
JP2021016603A (ja) | 歯科用医療装置 | |
JP5831837B2 (ja) | 電動工具 | |
JP6952408B2 (ja) | ブラシレスモータの駆動装置、及び、ブラシレスモータ、及び、ブラシレスモータを用いた医療用ハンドピース | |
KR101851276B1 (ko) | 치과 임플란트 모터의 토크 보정을 위한 bldc 모터의 토크 파라미터 추정장치 및 방법 | |
JPH06335273A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
JP2008278646A (ja) | 電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6861689 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |