JP6826202B2 - 歯科用治療装置、およびその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハンドピースを備えた歯科用治療装置に関し、特に、歯牙の根管の内壁を切削拡大する歯科用治療装置、およびその駆動方法に関する。

歯科治療において、歯牙の根管を切削拡大する治療が行われることがある。当該治療には、ハンドピースのヘッド部にファイル或いはリーマと称される切削工具を取付けた歯科用治療装置が用いられ、切削工具を駆動することで歯牙の根管を切削拡大している。歯科用治療装置が切削工具を駆動して歯牙の根管を切削拡大する制御には、様々な制御がある。例えば、特許文献１および特許文献２に切削工具の駆動の制御が開示されている。

特許文献１で開示している歯科用治療装置では、回転方向切換スイッチの状態に応じてモータを正転または逆転に駆動して、切削工具の回転を正転（右回り、時計回り）または逆転（左回り、反時計回り）に制御している。また、特許文献１で開示している歯科用治療装置では、切削工具に加わる負荷を検出する負荷トルク検出用抵抗を備え、検出された負荷があらかじめ設定された基準に達するとモータを正転から逆転に切換え、切削工具の回転を正転から逆転へ制御している。

特許文献２で開示している歯科用治療装置では、時計回りに第１の回転角度だけ切削工具を回転させて歯牙の切削を行い、続いて反時計回りに第２の回転角度だけ切削工具を回転させて歯牙の積極的な切削を行わない制御をしている。さらに、特許文献２で開示している歯科用治療装置では、切削工具が根管内を進むときに根管表面からの物質が排出されるように、第１の回転角度が第２の回転角度よりも大きくなるように制御している。

特許第３２６４６０７号公報 特表２００３−５０４１１３号公報

歯牙の根管は、人により形状や状況が異なっており、特に根管が湾曲している程度や根管が石灰化して閉塞している状況などが人により異なっている。そのため、特許文献１および特許文献２で開示した制御を用いて切削工具を駆動した場合であっても、切削工具に加わる負荷により切削工具が破折することがあった。特に、直径が細い切削工具をモータで駆動して根管の切削拡大を行う場合、切削工具が破折し易くなる問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ヘッド部に取付けた切削工具を駆動する歯科用治療装置において、切削工具の破折を防止することが可能な駆動の制御を行う歯科用治療装置、およびその駆動方法を提供することを目的とする。

本発明に係る歯科用治療装置は、ヘッド部に切削工具を保持するハンドピースと、ヘッド部に保持した切削工具を駆動する駆動部と、駆動シーケンスに従い駆動部を制御する制御部とを備え、駆動シーケンスは、切削対象物を切削する切削方向に切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、駆動シーケンスに従い駆動部を制御している場合に、正転駆動の回転量と逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、繰返す前記駆動シーケンスのいずれの時点においても設定値を超えない。

本発明に係る別の歯科用治療装置は、ヘッド部に切削工具を保持するハンドピースと、ヘッド部に保持した切削工具を駆動する駆動部と、駆動シーケンスに従い駆動部を制御する制御部とを備え、駆動シーケンスは、切削対象物を切削する切削方向に前記切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に前記切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、切削工具の駆動開始位置からの累積回転量が、いずれの時点においても予め定めた破断角度に基づいて設定される値の範囲内となるように、切削対象物を切削する切削方向に切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に切削工具を回転する逆転駆動とを繰返す。

本発明に係る歯科用治療装置の駆動方法は、ハンドピースのヘッド部に保持された切削工具を駆動する駆動部を備える歯科用治療装置の駆動方法であって、制御部は、駆動シーケンスに従い駆動部を制御し、駆動シーケンスは、切削対象物を切削する切削方向に切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、駆動シーケンスに従い駆動部を制御した場合に、正転駆動の回転量と逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、繰返す前記駆動シーケンスのいずれの時点においても設定値を超えない。

本発明に係る歯科用治療装置は、駆動シーケンスに従い駆動部を制御している場合に、正転駆動の回転量と逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、いずれの時点においても設定値を超えないので、切削工具の破折を防止することが可能となる。

本実施の形態１に係る根管治療器を駆動シーケンスで駆動した場合の累積回転角度の変化を説明するための図である。 本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの一例を説明するための図である。 ツイスト駆動で駆動した場合の累積回転角度の変化を説明するための図である。 切削工具のメーカおよび直径と破折角度との関係を説明するための図である。 本実施の形態１に係る根管治療器の外観の構成を示す概略図である。 本実施の形態１に係る根管治療器の機能の構成を示すブロック図である。 本実施の形態１に係る根管治療器の回路構成を示す回路図である。 切削工具の回転方向を示した模式図である。 図５に示す表示部に設ける液晶表示パネルの表示例を示す図である。 本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例１を説明するための図である。 本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例２を説明するための図である。 本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例３を説明するための図である。 本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例４を説明するための図である。 本実施の形態２に係る根管治療器の駆動を説明するためのフローチャートである。 コードレスタイプの根管治療器の構成を示す概略図である。

（概要）
歯牙の根管を切削拡大する治療は、人により根管が湾曲している程度や根管が石灰化して閉塞している状況などが異なっており、非常に難しい治療である。歯科用治療装置である根管治療器を用いて根管を切削拡大する場合において、切削工具が破折するメカニズムとして主にサイクル疲労（Cycle Fatigue）による破折、ねじれ疲労（Torsional Fatigue）による破折、および、それらの組み合わせによる破折が考えられる。特に、ねじれ疲労による破折（以下、単にねじれ破折ともいう）は、根管壁に切削工具の刃が食い込み、この食い込み部分で切削工具が拘束された状態で、さらに切削工具を無理に回転させることで切削工具がねじられて破折する現象である。

この切削工具が拘束された状態から切削工具がねじられて破折する可能性がある角度（以下、単に破折角度ともいう）は、切削工具の材質や形状などにより異なる。しかし、同じ切削工具であれば、破折角度よりも小さい角度の範囲内で駆動する限り、ねじれ破折が生じる可能性は低い。また、根管治療器で使用する切削工具の内、最も小さい破折角度よりも小さい角度の範囲内で駆動する限り、ねじれ破折の可能性は低い。そこで、本発明においては、根管治療器で切削工具を駆動する回転角度（回転量）が破折角度に基づく設定値を超えないように制御することで、ねじれ破折による切削工具の破折を防止している。具体的に、設定値には、根管治療器で使用する切削工具の種類に応じた破折角度、または根管治療器で使用する切削工具の内、最も小さい破折角度に基づいて設定される。例えば、ある切削工具の破折角度が５１０度であれば、マージンを考慮して５００度を設定値として設定される。そのため、本発明に係る根管治療器では、駆動シーケンスに従い駆動している場合に、正転駆動の回転角度と逆転駆動の回転角度とを累積した累積回転角度が、いずれの時点においても設定値の５００度を超えないように駆動を制御している。なお、累積回転角度は、正転駆動の回転角度を正の値、逆転駆動の回転角度を負の値とし、それらの和を計数した値である。

ここで、駆動シーケンスとは、少なくとも１つの駆動パターンを含む駆動の一単位である。駆動パターンは、切削対象物（例えば、根管壁）を切削する切削方向（以下、正転方向ともいう）に切削工具を回転する正転駆動、および非切削方向（以下、逆転方向ともいう）に切削工具を回転する逆転駆動のうち少なくとも１つの駆動を含む駆動の制御単位である。例えば、後述する図１０に示す駆動シーケンスは、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を６回繰り返す駆動パターン（ＳＥＴ１）と、正転方向に６０度、逆転方向に２４０度、切削工具を回転する駆動を３回繰り返す駆動パターン（ＳＥＴ２）で構成されている。なお、図１０に示す駆動シーケンスおいて、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を駆動パターンとして、当該駆動パターンを６回繰り返すことがＳＥＴ１であると考えてもよい。また、駆動パターンには、正転方向にのみ切削工具を回転する駆動も、逆転方向にのみ切削工具を回転する駆動も含まれているものとする。

（実施の形態１）
次に、本実施の形態１に係る根管治療器では、異なる駆動パターンを組み合わせて１つの駆動シーケンスとして予め設定しておき、当該駆動シーケンスに基づいて切削工具を駆動している。当該駆動シーケンスでは、累積回転角度が、いずれの時点においても設定値を超えないように駆動を制御している。図１は、本実施の形態１に係る根管治療器を駆動シーケンスで駆動した場合の累積回転角度の変化を説明するための図である。図１に示す横軸は時間を、縦軸は累積回転角度をそれぞれ示している。図２は、本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの一例を説明するための図である。図２に示す実線の矢印は、切削工具の回転方向を示し、破線の矢印は駆動パターンの繰返しを示している。

図２に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで構成され、ＳＥＴ１が実行された後ＳＥＴ２が実行され、ＳＥＴ２が実行された後ＳＥＴ１に戻り、その後交互に繰返し実行される。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転方向（図中、時計回り）にα１＝１８０度、逆転方向（図中、反時計回り）にβ１＝９０度、切削工具を回転する駆動を４回（ｎ＝４）繰返すことで構成されている。つまり、ＳＥＴ１の駆動パターンでは、切削工具５を正転方向に合計７２０度、逆転方向に合計３６０度それぞれ回転させているので、結果的に切削工具５を正転方向に１周させている。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転方向にα２＝９０度、逆転方向にβ２＝１８０度、切削工具を回転する駆動を４回（ｎ＝４）繰返すことで構成されている。つまり、ＳＥＴ２の駆動パターンでは、切削工具５を正転方向に合計３６０度、逆転方向に合計７２０度それぞれ回転させているので、結果的に切削工具５を逆転方向に１周させている。

なお、ＳＥＴ２の駆動パターンは、切削工具を正転方向に９０度回転させ、逆転方向に１８０度回転させる駆動で、特に湾曲が大きい根管に対し、湾曲した根管の内側の部分と外側の部分との切削度合いが同等となることを狙って切削拡大する駆動である。このＳＥＴ２の駆動パターンは、バランスドフォーステクニック（Balanced force technique）と呼ばれる駆動で、切削工具が根管の形状に沿うように切削拡大する駆動である。

図１に示すように、ＳＥＴ１の駆動パターンでは、累積回転角度が最大４５０度（４回目の正転方向の駆動を行なった時点）まで大きくなるが、設定値の５００度を超えることはない。その後、ＳＥＴ２の駆動パターンで切削工具を駆動することで、累積回転角度が減少して０（ゼロ）度に到る。以降、根管治療器は、ＳＥＴ１の駆動パターンとＳＥＴ２の駆動パターンとの駆動を繰り返す駆動シーケンスに従い継続して駆動を行っても、累積回転角度が、いずれの時点においても設定値を超えることはない。

一方、ツイスト駆動（レシプロ駆動）と呼ばれている駆動シーケンスに従い継続して駆動する場合について説明する。図３は、ツイスト駆動で駆動した場合の累積回転角度の変化を説明するための図である。ツイスト駆動では、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を繰返している。そのため、図３に示すように、切削工具をツイスト駆動で駆動させ続けると、１回の駆動を行う度に累積回転角度が９０度分だけ増加することになるので、６回駆動を行うと累積回転角度が５４０度となり、設定値の５００度を超えることになる。

一方、図２に示す駆動シーケンスでは、ＳＥＴ１の駆動パターンで累積回転角度が増加し、ＳＥＴ２の駆動パターンで累積回転角度を減少させている。そのため、当該駆動シーケンスで駆動する根管治療器は、ツイスト駆動のように累積回転角度が設定値を超えることはなく、切削工具にねじれ破折を生じさせることはない。

ここで、切削工具の種類と破折角度との関係を説明する。図４は、切削工具のメーカおよび直径と破折角度との関係を説明するための図である。図４では、Ａ社〜Ｆ社、＃１５（直径０．１５ｍｍ）〜＃４０（直径０．４０ｍｍ）のそれぞれの破折角度が示されている。切削工具の材質や形状は各社により異なり、同じ大きさの切削工具であっても破折角度は異なっている、例えば、細い＃１５の切削工具では、Ｂ社が６４０度で、Ｃ社は１２１０度となっており大きく異なっている。

図４において、Ａ社＃３０の切削工具、およびＥ社＃２０の切削工具の破折角度が、５１０度となっている。つまり、当該切削工具の先端を拘束して無理やり５１０度、回転させようとするとねじ切れる可能性がある。図３で示したようにツイスト駆動を連続で駆動すれば、切削工具の先端が食い込んだまま５１０度程度の角度を回転させることが頻繁に生じることがあり、切削工具の先端が食い込まないように切削工具を操作するという困難な施術が必要であった。

切削工具のねじれ破折を防止するための駆動として、切削工具に加わる負荷がある基準値以上になった場合に反転させる駆動が知られているが、本実施の形態１に係る根管治療器では、切削工具に加わる負荷で駆動を制限するのではなく、回転角度で駆動を制限している。つまり、本実施の形態１での制御は、切削工具に加わる負荷をリミッタとして設定する負荷リミッタ制御ではなく、破折角度に注目して、破折角度以上に回転させない回転角度リミッタ制御である。設定値は、回転角度リミッタ制御の基準値であり、例えば、図４に示す最小の破折角度である５１０度より小さい５００度に設定する。根管治療器は、設定値を５００度に設定することで、累積回転角度が破折角度を超えて切削工具を回転することはない。つまり、回転角度リミッタ制御の駆動シーケンスでは、切削工具の駆動開始位置からの累積回転量が、設定値（予め定めた破断角度に基づいて設定される値）の範囲内となるように、正転駆動と、逆転駆動とを繰返す制御を行う。

本実施の形態１に係る根管治療器では、図２に示したＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンを含む駆動シーケンスを繰り返して駆動を行っている。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転回転角度α１＝１８０度、逆転回転角度β１＝９０度、繰返し回数ｎ＝４で、累積回転角度＝３６０度である。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転回転角度α２＝９０度、逆転回転角度β２＝１８０度、繰返し回数ｎ＝４で、累積回転角度＝−３６０度である。なお、累積回転角度は、正転方向の回転角度を正の値、逆転方向の回転角度を負の値として表す。

すなわち、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンは、ともに累積回転角度の絶対値が３６０度で同じであるが、符号が異なる。そのため、ＳＥＴ１の駆動パターンおよびＳＥＴ２の駆動パターンを繰り返し継続して駆動しても、累積回転角度が０（ゼロ）度となるので破折角度を超えて切削工具を回転させることはない。

以上、累積回転角度に着目した制御について説明してきたが、各ＳＥＴや各シーケンスを構成する各角度（α１、β１、α２、β２）を小さい値（例：６０度、４５度、等）に設定することで、破折の可能性をより低減することができる。この場合、切削効率の低下を避けるために、各ＳＥＴにおける繰返し回数（ｎ）を増やす、といった対応も考えられる。

次に、本実施の形態１に係る歯科用治療装置の構成について説明する。本実施の形態１に係る歯科用根管治療のハンドピースを組み込んだ根管拡大及び根管長測定システムを含む根管治療器である。しかし、本発明に係る歯科用治療装置は、根管治療器に限定されるものではなく、同様の構成を有する歯科用治療装置について適用することができる。また、根管長測定システムを含む根管治療器として説明するが、根管拡大のみの根管治療器であってもよい。

［歯科用治療装置の構成］
図５は、本実施の形態１に係る根管治療器の外観の構成を示す概略図である。図６は、本実施の形態１に係る根管治療器の機能の構成を示すブロック図である。図５に示す根管治療器１００は、歯科用根管治療のためのハンドピース１、モータユニット６、制御ボックス９を含んでいる。

歯科用根管治療のハンドピース１は、ヘッド部２と、ヘッド部２に連接される細径のネック部３と、該ネック部３に連接され手指によって把持される把持部４とを備えている。そして、把持部４の基部には、ヘッド部２に保持される切削工具５（ファイル或いはリーマなど）を回転駆動させるためのモータユニット６が着脱自在に接続される。ハンドピース１にモータユニット６が連結された状態で歯科用のインスツルメント１０を構成する。

モータユニット６は、図６に示すようにマイクロモータ７を内蔵し、該マイクロモータ７へ電源を供給する電源供給用リード線７１および、後述する根管長測定回路１２へ信号を伝送する信号用リード線８などを内装するホース６１を介して、制御ボックス９に連結してある。ここで、信号用リード線８は、モータユニット６及びハンドピース１内を経て切削工具５と電気的に導通し、電気信号を伝達する導電体の一部である。なお、切削工具５は、根管長測定回路１２の一方の電極となる。

制御ボックス９は、制御部１１、比較回路１１０、根管長測定回路１２、モータドライバ１３、設定部１４、操作部１５、表示部１６および報知部１７などを備えている。なお、制御ボックス９には、図５に示すように、本体側部にインスツルメント１０を不使用時に保持するためのホルダ１０ａを取付けてある。また、制御ボックス９には、フートコントローラ１８を制御部１１に連結し、リード線１９を根管長測定回路１２に連結してある。リード線１９は、制御ボックス９から引き出されているが、ホース６１の途中から分岐するように引き出してもよい。リード線１９の先端には、患者の唇に掛けられる口腔電極１９ａを電気的に導通する状態で取付けてある。なお、口腔電極１９ａは、根管長測定回路１２の他方の電極となる。

制御部１１は、根管拡大及び根管長測定システム全体の制御を行うもので、主要部はマイクロコンピュータで構成されている。制御部１１には、比較回路１１０、根管長測定回路１２、モータドライバ１３、設定部１４、操作部１５、表示部１６、報知部１７およびフートコントローラ１８を接続してある。制御部１１は、切削対象物を切削する切削工具５の回転方向を制御している。具体的に、制御部１１は、駆動シーケンスに従い、切削工具５を正転方向（時計回り（右回りともいう）方向）に回転させる正転駆動、および切削工具５を逆転方向（反時計回り（左回りともいう）方向）に回転させる逆転駆動のいずれかの制御を行う。ここで、切削工具の回す方向（時計回り方向や反時計回り方向）は、ヘッド部２に取付ける切削工具５の側から切削工具５の先端方向を向いた場合を基準に考えるものとする。さらに、制御部１１は、時計回りの回転角度、回転速度、あるいは回転角速度（回転数）、反時計回りの回転角度、回転速度、あるいは回転角速度（回転数）、繰り返し数のそれぞれのパラメータを変更して、切削工具５を回転させる駆動の制御を行うことができる。ここで、繰り返し数とは、例えば、図２で示した駆動シーケンスにおける、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を繰り返す回数で、４回である。

ここで、回転角度は、切削工具５を時計回り方向または反時計回り方向に回す大きさを表す回転量であり、回転回数や回転角速度（回転数）を一定にした場合の回転時間（駆動期間ともいう）などで規定してもよい。また、回転角度は、駆動電流量やトルク量などの切削工具５の駆動に関連する量で規定してもよい。なお、本明細書の説明では回転角度を用いて説明するが、回転回数と置き換えてもよい。たとえば、切削工具５の回転回数を２分の１回転とすることと、切削工具５が１８０度回転することとは同じことである。また、切削工具５の回転速度が１２０回毎分と一定の場合に切削工具５を０．２５秒駆動することと、切削工具５が１８０度回転することとは同じことである。厳密には切削工具やモータのかかる負荷によって、例えば制御上の回転時間と実際の回転角度とは対応関係を補正しなければならない場合があるが、補正量は極めて小さく本発明の実施においては無視することができる。

比較回路１１０は、切削工具５に加わる負荷を検出するために必要な構成であり、当該負荷の検出が必要な場合に選択して設けることが可能な構成である。比較回路１１０は、モータドライバ１３により切削工具５を時計回り方向または反時計回り方向に回転させているいずれかの時点で、負荷の比較を行うことが可能である。具体的に、比較回路１１０は、切削工具５を時計回り方向または反時計回り方向に所定の回転角度（例えば１８０度）回転させた後に、切削工具５に加わる負荷と基準負荷とを比較することができる。

根管長測定回路１２は、切削工具５の先端の根管内での位置を検出するために必要な構成であり、当該位置の検出が必要な場合に選択して設けることが可能な構成である。根管長測定回路１２は、歯牙の根管内に挿入した切削工具５を一方の電極、患者の唇に掛けた口腔電極１９ａを他方の電極として閉回路を構成する。そして、根管長測定回路１２は、切削工具５と口腔電極１９ａとの間に測定電圧を印加し、切削工具５と口腔電極１９ａとの間のインピーダンスを計測することによって、歯牙の根尖位置から切削工具５の先端までの距離を測定することができる。切削工具５の先端が根尖位置に到達したことを根管長測定回路１２が検出したとき、切削工具の挿入量、すなわち根管口から切削工具の先端までの距離を根管長とすることができる。なお、切削工具５と口腔電極１９ａとの間のインピーダンスを計測して、根管長を測定する電気的根管長測定方法は公知のものであり、実施の形態１に係る根管治療器１００には、公知になっているすべての電気的根管長測定方法を適用することができる。

モータドライバ１３は、電源供給用リード線７１を介してマイクロモータ７に接続し、制御部１１からの制御信号に基づいて、マイクロモータ７に供給する電源を制御している。モータドライバ１３は、マイクロモータ７に供給する電源を制御することで、マイクロモータ７の回転方向、回転数および回転角度など、つまり切削工具５の回転方向、回転数および回転角度などを制御することができる。なお、主にマイクロモータ７およびモータドライバ１３により駆動部を構成している。

設定部１４は、切削工具５の回転方向、回転数および回転角度などを制御する基準を設定する。また、設定部１４は、切削工具５に加わる負荷を比較回路１１０において比較する切替基準（駆動シーケンス、または駆動パターンのパラメータを切替えるための基準）、基準負荷、タイミングなどを設定する。さらに、設定部１４は、根管長測定回路１２を用いて予め根尖位置を基準位置、根尖位置から所定距離にある位置を切替位置（駆動シーケンス、または駆動パターンのパラメータを切替えるための基準）としてそれぞれ設定したりすることができる。なお、根管治療器１００は、設定部１４に予め基準位置を設定しておくことで、切削工具５の先端がこの基準位置に達したとき、切削工具５の回転方向、回転数および回転角度のパラメータを変更することができる。

操作部１５は、切削工具５の回転数および回転角度のパラメータを設定する他、根管長測定を行うか否かの選択なども設定することができる。また、操作部１５は、駆動シーケンス、または駆動パターンの切換え、正転駆動と逆転駆動との切換えや、正転駆動とツイスト駆動との切換えを手動で行うことができる。

表示部１６は、後述するように根管内での切削工具５の先端の位置や切削工具５の回転方向、回転数および回転角度などを表示する。さらに、報知部１７が術者に対して報知するための情報を、表示部１６に表示することもできる。

報知部１７は、現在、制御部１１で行っている切削工具５の駆動状態を、光、音や振動などにより報知する。具体的に、報知部１７は、切削工具５の駆動状態を報知するために、必要に応じてＬＥＤ（Light Emitting Diode），スピーカーや振動子などを設け、正転方向の駆動と逆転方向の駆動とで発光するＬＥＤの色を変えたり、スピーカーから出力する音を変えたりする。なお、報知部１７は、表示部１６で、術者に対して切削工具５の駆動状態を表示することができる場合、ＬＥＤ，スピーカーや振動子など別途設けなくてもよい。

フートコントローラ１８は、マイクロモータ７による切削工具５の駆動制御を足踏操作によって行う操作部である。なお、マイクロモータ７による切削工具５の駆動制御は、フートコントローラ１８に限定されるものではなく、ハンドピース１の把持部４に操作スイッチ（図示せず）を設け、この操作スイッチとフートコントローラ１８とを併用して切削工具５の駆動制御を行うようにしてもよい。また、たとえば、フートコントローラ１８の足踏操作がなされている状態で、さらに切削工具５が根管内に挿入されたことを根管長測定回路１２が検出したことで、切削工具５の回転を開始するようにしてもよい。

なお、根管治療器１００の制御ボックス９は、歯科用診療台の側部に設置するトレーテーブルやサイドテーブル上に載置して使用する構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、トレーテーブルやサイドテーブル内に制御ボックス９を組込んだ構成であってもよい。

次に、切削工具５の駆動制御を行う根管治療器１００の回路構成について、さらに詳しく説明する。図７は、本実施の形態１に係る根管治療器１００の回路構成を示す回路図である。図７に示す根管治療器１００には、切削工具５の駆動制御に関わるマイクロモータ７、制御部１１、比較回路１１０、根管長測定回路１２、モータドライバ１３、および設定部１４の部分について図示してある。

さらに、モータドライバ１３は、トランジスタスイッチ１３ａ、トランジスタドライバ回路１３ｂ、回転方向切換スイッチ１３ｃ、および負荷検出用抵抗１３ｄを含んでいる。なお、回転方向切換スイッチ１３ｃは、リレー素子として説明するが、ＦＥＴなどの半導体のスイッチ素子でモータ駆動回路を構成してもよい。設定部１４は、基準負荷設定用の可変抵抗１４ａ、デューティ設定用の可変抵抗１４ｂ、および基準位置設定用の可変抵抗１４ｃを含んでいる。なお、設定部１４には、比較回路１１０において検出した負荷と基準負荷とを比較するタイミングを示す回転角度（または回転時間）を設定する構成なども含まれるが、当該構成については図７に図示していない。また、図７に示す根管治療器１００には、主電源２０およびメインスイッチ２１に接続してある。切削工具５は、図示していないが適宜の歯車機構等を介してマイクロモータ７に保持してある。

トランジスタドライバ回路１３ｂは、制御部１１のポート１１ａから出力する制御信号で作動し、トランジスタスイッチ１３ａのオン・オフを制御してマイクロモータ７を駆動する。マイクロモータ７は、回転方向切換スイッチ１３ｃの状態に応じて時計回り方向または反時計回り方向に回転する。制御部１１のポート１１ａから出力する制御信号が、たとえば一定の周期で繰返されるパルス波形である場合、そのパルス波形の幅、すなわちデューティ比は、設定部１４のデューティ設定用の可変抵抗１４ｂによって調整される。マイクロモータ７は、このデューティ比に対応した回転数で切削工具５を駆動する。

回転方向切換スイッチ１３ｃは、制御部１１のポート１１ｂから出力する制御信号で、切削工具５を時計回り方向に駆動するか、反時計回り方向に駆動するかを切換える。制御部１１は、ポート１１ｃに入力される負荷検出用抵抗１３ｄの電流量（または電圧値）に基づき、切削工具５に加わる負荷を検出する。そのため、負荷検出用抵抗１３ｄは、切削工具５に加わる負荷を検出する負荷検出部として機能している。なお、負荷検出部は、負荷検出用抵抗１３ｄの電流量（または電圧値）に基づいて切削工具５に加わる負荷を検出する構成に限定されるものではなく、たとえば切削工具５の駆動部分にトルクセンサを設けて切削工具５に加わる負荷を検出する構成など別の構成であってもよい。検出される負荷は、たとえば切削工具５に加わるトルク値に制御部１１で換算され、表示部１６に表示される。また、比較回路１１０では、制御部１１で換算されたトルク値と、基準負荷設定用の可変抵抗１４ａを用いて設定したトルク値とを比較している。もちろん、比較回路１１０は、トルク値に換算せずに負荷検出用抵抗１３ｄの電流量（または電圧値）と可変抵抗１４ａの電流量（または電圧値）とを直接比較する構成でもよい。

さらに、制御部１１は、根管長測定回路１２で測定した根管長をポート１１ｄに入力する。そのため、根管長測定回路１２は、切削工具５の先端の根管内での位置を検出する位置検出部として機能している。また、制御部１１は、負荷検出部で検出した切削工具５に加わる負荷をポート１１ｅから比較回路１１０へ出力し、比較回路１１０が基準負荷と比較した比較結果をポート１１ｅから入力する。そのため、比較回路１１０は、負荷検出部で検出した負荷と基準負荷とを比較する負荷比較部として機能している。なお、制御部１１は、上記アナログ回路で説明した構成を、ひとつのマイクロコンピュータにソフトウェアとしてまとめてもよい。

図８は、切削工具５の回転方向を示した模式図である。図８に示す切削工具５の回転方向では、ヘッド部２に取付ける切削工具５の側から切削工具５の先端方向を向いて切削工具５を右回りに回転させる時計回り方向５ａの方向の駆動と、左回りに回転させる反時計回り方向５ｂの方向の駆動とが図示されている。なお、予め定められた回転角度で時計回り方向５ａに切削工具５を回転させる駆動と、予め定められた回転角度で反時計回り方向５ｂに切削工具５を回転させる駆動とを交互に行う駆動が、ツイスト駆動である。

次に、図５に示す表示部１６に設ける液晶表示パネルの表示について説明する。図９は、図５に示す表示部１６に設ける液晶表示パネルの表示例を示す図である。

図９に示す表示部１６は、液晶表示パネルであり、測定した根管長を詳細に表示するための多数の要素を含むドット表示部５２と、根管長を複数のゾーンに分けて段階的に表示するためのゾーン表示部５４と、各ゾーンの境界を示す境界表示部５６と、根尖までの到達率を表示する到達率表示部５８とが設けてある。

ドット表示部５２は、切削工具５の先端が根尖に近づくにつれ、上から下に向かって要素が順に表示されるようになっている。目盛「ＡＰＥＸ」の位置が根尖の位置を表わし、当該目盛まで要素が到達したとき、切削工具５の先端が根尖の位置にほぼ到達したことを示す。

また、表示部１６には、負荷検出部（負荷検出用抵抗１３ｄ、図７参照）で検出した負荷を表示するための多数の要素を含むドット表示部６０と、負荷を複数のゾーンに分けて段階的に表示するためのゾーン表示部６２とが設けてある。ドット表示部６０は、負荷検出部で検出した負荷が大きくなるに従って、上から下に向かって要素が順に表示される。

たとえば、ドット表示部６０には、歯牙を切削しているときに加わる切削工具５の負荷を、斜線で示した要素６０ａで表示する。なお、ドット表示部６０は、表示が頻繁に切換わるのを防ぐため、ピークホールド機能を有し、所定時間内に検出した負荷の最大値を一定時間表示するようにしてもよい。

また、ドット表示部６０には、設定部１４（図７参照）で設定した基準負荷に対応する要素６０ｂを表示してもよい。要素６０ｂをドット表示部６０に表示することで、基準負荷に対して、負荷検出部で検出した負荷にどの程度マージンが存在しているのかを視覚化することができる。

さらに、表示部１６には、切削工具５の回転数や切削工具５に加わる負荷を数値で表示する数値表示部６４と、切削工具５の回転の向き（時計回り方向、反時計回り方向）および切削工具５の回転数の大小を表示する回転表示部６８とが設けてある。

本実施の形態１に係る根管治療器１００では、ヘッド部２に取付けた切削工具５を制御部１１に予め設定されている駆動シーケンスに従い駆動する。駆動シーケンスは、図２で示したように累積回転角度が設定値を超えないように切削工具５を駆動している。つまり、図２で示した駆動シーケンスでは、方向が異なる同一の累積回転角度を有する駆動パターン（ＳＥＴ１，ＳＥＴ２）を２つ組み合わせているため、駆動を開始した位置と同じ位置に戻るという仕様のシーケンスとなっている。

本実施の形態１に係る根管治療器１００で実行される駆動シーケンスは、図２で示した駆動シーケンスに限定されず、駆動シーケンスに従い駆動部を制御している場合に、正転駆動の回転量と逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、いずれの時点においても設定値を超えない駆動シーケンスであればいずれのシーケンスであってもよい。以下、本実施の形態１に係る根管治療器１００で実行される駆動シーケンスの変形例について説明する。

図１０は、本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例１を説明するための図である。図１０に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで構成され、ＳＥＴ１が実行された後ＳＥＴ２が実行され、ＳＥＴ２が実行された後ＳＥＴ１に戻り、その後交互に繰返し実行される。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を６回繰返すことで構成されている。つまり、ＳＥＴ１の駆動パターンでは、正転方向の駆動と逆転方向の駆動とを１回行なう毎に累積回転角度が９０度ずつ増え、６回繰返すことで累積回転角度が５４０度になる。なお、図１０に示す駆動シーケンスで駆動する場合は、設定値を例えば６００度に設定してあるものとする。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転方向に６０度、逆転方向に２４０度、切削工具を回転する駆動を３回繰返すことで構成されている。つまり、ＳＥＴ２の駆動パターンでは、正転方向の駆動と逆転方向の駆動とを１回行なう毎に累積回転角度が１８０度ずつ減り、３回繰返すことで累積回転角度が−５４０度になる。そのため、図１０に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで切削工具５の駆動を行うことで累積回転角度が０（ゼロ）度となる。図１０に示す駆動シーケンスでは、駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度を合算した値が設定値を超えず、さらに正転駆動の回転角度および逆転駆動の回転角度が設定値を超えない。

図１１は、本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例２を説明するための図である。図１１に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで構成され、ＳＥＴ１が実行された後ＳＥＴ２が実行され、ＳＥＴ２が実行された後ＳＥＴ１に戻り、その後交互に繰返し実行される。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動を４回繰返すことで構成されている。つまり、ＳＥＴ１の駆動パターンでは、正転方向の駆動と逆転方向の駆動とを１回行なう毎に累積回転角度が９０度ずつ増え、４回繰返すことで累積回転角度が３６０度になる。なお、図１１に示す駆動シーケンスで駆動する場合は、設定値を例えば５００度に設定してあるものとする。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転方向に０度、逆転方向に３６０度、切削工具を回転する駆動を１回行うことで構成されている。つまり、ＳＥＴ２の駆動パターンでは、１回の駆動で切削工具５を逆転方向に３６０度回転させている。そのため、図１１に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで切削工具５の駆動を行うことで累積回転角度が０（ゼロ）度となる。図１１に示す駆動シーケンスでは、駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度を合算した値が設定値を超えず、さらに正転駆動の回転角度および逆転駆動の回転角度が設定値を超えない。

図１２は、本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例３を説明するための図である。図１２に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで構成され、ＳＥＴ１が実行された後ＳＥＴ２が実行され、ＳＥＴ２が実行された後ＳＥＴ１に戻り、その後交互に繰返し実行される。また、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンは、それぞれ３つの駆動が組み合わされて１つの駆動パターンを構成している。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動Ａを２回繰返し、正転方向に９０度、逆転方向に１８０度、切削工具を回転する駆動Ｂを２回繰返し、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動Ｃを１回行う。つまり、ＳＥＴ１の駆動パターンでは、駆動Ａにおいて累積回転角度が１８０度、駆動Ｂにおいて累積回転角度が−１８０度、駆動Ｃにおいて累積回転角度が−９０度にそれぞれなるので、結果的に累積回転角度が−９０度となる。なお、図１２に示す駆動シーケンスで駆動する場合は、設定値を例えば５００度に設定してあるものとする。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具を回転する駆動Ａを２回繰返し、正転方向に９０度、逆転方向に１８０度、切削工具を回転する駆動Ｂを２回繰返し、正転方向に９０度、切削工具を回転する駆動Ｄを１回行う。つまり、ＳＥＴ２の駆動パターンでは、駆動Ａにおいて累積回転角度が１８０度、駆動Ｂにおいて累積回転角度が−１８０度、駆動Ｄにおいて累積回転角度が９０度にそれぞれなるので、結果的に累積回転角度が９０度となる。そのため、図１２に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで切削工具５の駆動を行うことで累積回転角度が０（ゼロ）度となる。図１２に示す駆動シーケンスでは、駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度を合算した値が設定値を超えず、さらに正転駆動の回転角度および逆転駆動の回転角度が設定値を超えない。

図１３は、本実施の形態１に係る根管治療器に用いる駆動シーケンスの変形例４を説明するための図である。図１３に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで構成され、ＳＥＴ１が実行された後ＳＥＴ２が実行され、ＳＥＴ２が実行された後ＳＥＴ１に戻り、その後交互に繰返し実行される。ＳＥＴ１の駆動パターンは、正転方向に４５０度、逆転方向に０度、切削工具を回転する駆動を１回行っており、累積回転角度は４５０度である。なお、図１３に示す駆動シーケンスで駆動する場合は、設定値を例えば５００度に設定してあるものとする。ＳＥＴ２の駆動パターンは、正転方向に０度、逆転方向に４５０度、切削工具を回転する駆動を１回行っており、累積回転角度は−４５０度である。そのため、図１３に示す駆動シーケンスは、ＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンで切削工具５の駆動を行うことで累積回転角度が０（ゼロ）度となる。図１３に示す駆動シーケンスでは、駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度を合算した値が設定値を超えず、さらに正転駆動の回転角度および逆転駆動の回転角度が設定値を超えない。

以上のように、本実施の形態１に係る根管治療器１００が制御する駆動シーケンスは、切削対象物を切削する切削方向に切削工具５を回転する正転駆動と、非切削方向に切削工具５を回転する逆転駆動とをそれぞれ少なくとも１回含んでいる。そして、根管治療器１００は、当該駆動シーケンスに従い駆動部を制御している場合に、正転駆動の回転角度と逆転駆動の回転角度とを累積した累積回転角度が、いずれの時点においても設定値を超えないように制御している。そのため、本実施の形態１に係る根管治療器１００では、破折角度を超えて切削工具５を回転させることがないので、ねじれ破折による切削工具５の破折を防止することができる。

また、本実施の形態１に係る根管治療器１００が制御する駆動シーケンスを別の角度から捉えると、切削工具５の駆動開始位置からの累積回転角度が、いずれの時点においても予め定めた破断角度に基づいて設定される値の範囲（例えば、５００度）内となるように、切削対象物を切削する切削方向に切削工具５を回転する正転駆動と、非切削方向に切削工具５を回転する逆転駆動とを繰返しているとも考えることができる。

さらに、駆動シーケンスは、正転駆動および逆転駆動のうち少なくとも１つの駆動を有する駆動パターンを複数含んでもよい。駆動パターンには、駆動パターン内において正転駆動の回転角度と逆転駆動の回転角度とを累積した累積回転角度が切削方向の値となる第１駆動パターン（例えば、図２のＳＥＴ１）と、当該累積回転角度が非切削方向の値となる第２駆動パターン（例えば、図２のＳＥＴ２）とを含む。さらに、前記駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転角度を合算した値が設定値を超えず、さらに正転駆動の回転角度および逆転駆動の回転角度が設定値を超えないように制御している。

また、第１駆動パターン（例えば、図２のＳＥＴ１）の累積回転角度と、第２駆動パターン（例えば、図２のＳＥＴ２）の累積回転角度とを合算した値が、ゼロまたは逆転方向（非切削方向）の値となる駆動シーケンスであることを限定してもよい。図２に示した駆動シーケンスでは、ＳＥＴ１の駆動パターンの累積回転角度が正転方向に３６０度で、ＳＥＴ２の駆動パターンの累積回転角度が逆転方向に３６０度であるので、合算した値が０（ゼロ）となっている。駆動シーケンスにおいて合算した累積回転角度が０（ゼロ）であれば、当該駆動シーケンスに従い継続して駆動部を制御した場合であっても、累積回転量が、いずれの時点においても設定値を超えることはない。また、駆動シーケンスにおいて合算した累積回転角度が逆転方向の値（負の値）であれば、当該駆動シーケンスに従い継続して駆動部を制御した場合であっても、累積回転量が、いずれの時点においても正転方向の設定値を超えることはない。

なお、図２に示したＳＥＴ１の駆動パターンのみで切削工具５を駆動する駆動シーケンスであっても、１回の駆動において累積回転角度が設定値を超えることはない。そのため、図２に示したＳＥＴ１の駆動パターンを１回駆動する度に、術者が切削工具５を根管から引き抜くなどの操作を行い、根管壁への切削工具５の刃の食い込みを解除することで、当該駆動シーケンスで切削工具５を駆動しても、ねじれ破折による切削工具５の破折を防止することができる。なお、根管治療器は、ＳＥＴ１の駆動パターンを行なう毎に、駆動を停止するか、音で切削工具５を根管から引き抜くタイミングを知らせるかなどの機能を有しているものとする。

本実施の形態１に係る根管治療器１００では、制御部１１が、複数の駆動パターンの回転角度および繰返し回数のうち少なくとも一つのパラメータの入力を受付けることが可能な構成にしてもよい。例えば、図２に示したＳＥＴ１の駆動パターンにおいて、制御部１１が、正転回転角度α１＝２７０度、逆転回転角度β１＝９０度、繰返し回数ｎ＝２のパラメータの入力を受付けて、ＳＥＴ１の駆動パターンのパラメータを変更できるようにしてもよい。これにより、術者の好みや、切削対象の状況に合わせて駆動パターンのパラメータを設定することが可能となる。

設定値は、切削工具５の破断角度に基づいて設定される値であるが、切削工具５の破断角度より小さければ、切削工具５の破断角度に基づかなくてもよい。例えば、根管を均等に切削する観点から設定値を３６０度に設定するなどが考えられる。

本実施の形態１に係る根管治療器１００では、制御部１１が、切削工具５の種類に応じて設定値が異なり、制御する駆動シーケンスを切替える制御を行うようにしてもよい。例えば、図４に示すように、Ｃ社の＃１５の切削工具５を使用する場合、制御部１１は、この切削工具５の種類の情報を入力することで、設定値を１２００度に変更し、図２に示したＳＥＴ１およびＳＥＴ２の駆動パターンでの繰り返し回数をｎ＝１２とした駆動シーケンスに切替える制御を行う。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る根管治療器１００では、切削工具５に加わる負荷を考慮することなく累積回転角度を計数していた。しかし、ねじれ破折は、根管壁に切削工具５の刃が食い込み、この食い込み部分で切削工具５が拘束された状態で、さらに切削工具５を無理に回転させることで切削工具５がねじられて破折する。そのため、一定以上の負荷が切削工具５に加わった状態での回転角度を累積回転角度として計数することで、根管治療器は、より切削効率を高めつつ、ねじれ破折による切削工具５の破折を防止することができる。実施の形態２に係る根管治療器での駆動について、フローチャートを用いて説明する。図１４は、本実施の形態２に係る根管治療器の駆動を説明するためのフローチャートである。なお、本実施の形態２に係る根管治療器１００でも、図５〜図７に示した実施の形態１に係る根管治療器１００と同じ構成を用いるため、同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。

本実施の形態２に係る根管治療器１００では、ヘッド部２に保持した切削工具５の種類を選択する（ステップＳ１０１）。例えば、表示部１６に表示された切削工具５の種類のうちから、ヘッド部２に保持した切削工具５の種類を選択する。術者が、切削工具５の種類を選択しなくても、切削工具５に設けた識別情報（電子タグなど）により、根管治療器１００が、ヘッド部２に保持した切削工具５の種類を認識して、自動で切削工具５の種類を選択するようにしてもよい。もちろん、本実施の形態２に係る根管治療器１００は、切削工具５の種類を選択しない構成を採用してもよい。

次に、制御部１１は、選択した切削工具５の種類に応じて、駆動シーケンスを切替える（ステップＳ１０２）。制御部１１は、図４に示すように切削工具５の種類に応じて設定値が異なるので、例えば、Ｃ社の＃１５の切削工具５を使用する場合と、Ｅ社の＃２０の切削工具５を使用する場合とで、累積回転角度の大きさが異なる駆動パターンに切替える。もちろん、本実施の形態２に係る根管治療器１００は、切削工具５の種類を選択しない構成を採用した場合、駆動シーケンスも切替える必要はない。

制御部１１は、切削工具５を駆動する駆動シーケンスとして、例えば、累積回転角度が設定値以下の場合に、正転方向に１８０度、逆転方向に９０度、切削工具５を回転する駆動パターン（累積回転角度を大きくする駆動パターン）を繰返し、累積回転角度が設定値に到った場合に、正転方向に９０度、逆転方向に１８０度、切削工具５を回転する駆動パターン（累積回転角度を小さくする駆動パターン）に切替わる駆動シーケンスを選択したものとして以下説明する。なお、制御部１１が選択する駆動シーケンスは、上記で説明した駆動シーケンスに限定されない。

次に、制御部１１は、駆動シーケンスに基づき切削工具５を駆動し、負荷検出部で切削工具５に加わる負荷を検出する（ステップＳ１０３）。制御部１１は、ステップＳ１０３で負荷を検出したときの駆動が、正転駆動か、逆転駆動を判断する（ステップＳ１０４）。制御部１１は、駆動が正転駆動である場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、検出した負荷が基準負荷以上か否かを判断する（ステップＳ１０５）。一方、制御部１１は、駆動が逆転駆動である場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、検出した負荷が基準負荷未満か否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、基準負荷は、根管壁に切削工具５の刃が食い込み、この食い込み部分で切削工具５が拘束された状態であると判断できる負荷で、あらかじめ設定されている。

そのため、制御部１１は、正転駆動で検出した負荷が基準負荷以上の場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ねじれ疲労に寄与する回転角度として、正転方向に駆動した回転角度を累積回転角度にカウント（計数）する（ステップＳ１０７）。制御部１１は、正転駆動で検出した負荷が基準負荷未満の場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ねじれ疲労に寄与する回転角度ではないとして累積回転角度にカウントせずに、処理をステップＳ１０３に戻す。一方、制御部１１は、逆転駆動で検出した負荷が基準負荷未満の場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、ねじれ疲労を解消する回転角度として、逆転方向に駆動した回転角度を累積回転角度にカウントする（ステップＳ１０７）。制御部１１は、逆転駆動で検出した負荷が基準負荷以上の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、ねじれ疲労を解消する回転角度ではないとして累積回転角度にカウントせずに、処理をステップＳ１０３に戻す。

次に、制御部１１は、ステップＳ１０７でカウントした累積回転角度が設定値以上か、否かを判断する（ステップＳ１０８）。制御部１１は、例えば、設定値が５００度の場合、検出した負荷が基準負荷以上である１８０度の正転方向の駆動と、検出した負荷が基準負荷未満である９０度の逆転方向の駆動とを５回繰返す（図３参照）と、累積回転角度が設定値を超えたと判断する。制御部１１は、累積回転角度が設定値を超えた場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、累積回転角度が設定値を超えた旨を光や音などで術者に報知する（ステップＳ１０９）。さらに、制御部１１は、駆動パターンを、正転方向に９０度、逆転方向に１８０度、切削工具５を回転する駆動パターン（累積回転角度を小さくする駆動パターン）に切替える（ステップＳ１１０）。もちろん、制御部１１は、累積回転角度が設定値を超えた場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ステップＳ１０９の報知を行わずに駆動パターンを切替えてもよい。

制御部１１は、累積回転角度が設定値以下の場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０７でカウントした累積回転角度が０（ゼロ）未満か、否かを判断する（ステップＳ１１１）。制御部１１は、累積回転角度が０（ゼロ）未満でなければ（ステップＳ１１１でＮＯ）、駆動パターンを切替えずに、処理をステップＳ１０３に戻す。制御部１１は、例えば、累積回転角度を大きくする駆動パターンで切削工具５を駆動している場合は、累積回転角度を大きくする駆動パターンでの駆動を継続し、累積回転角度を小さくする駆動パターンで切削工具５を駆動している場合は、累積回転角度を小さくする駆動パターンでの駆動を継続する。

一方、制御部１１は、累積回転角度が０（ゼロ）未満になった場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、累積回転角度を小さくする駆動パターンで切削工具５を駆動していたのを、累積回転角度を大きくする駆動パターンに切替える（ステップＳ１１２）。制御部１１は、ステップＳ１１０およびステップＳ１１２の処理後、停止操作の入力を受付けたか否かを判断する（ステップＳ１１３）。制御部１１は、停止操作の入力を受付けていない場合（ステップＳ１１３でＮＯ）、処理をステップＳ１０３に戻す。制御部１１は、停止操作の入力を受付けた場合（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、処理を終了する。

以上のように、本実施の形態２に係る根管治療器１００は、切削工具５に加わる負荷を検出する負荷検出部をさらに備えている。そして、制御部１１は、負荷検出部で検出した切削工具５に加わる負荷が基準負荷以上になった正転駆動の回転角度を累積回転角度に計数し、切削工具５に加わる負荷が基準負荷未満になった逆転駆動の回転角度を累積回転角度に計数する。そのため、制御部１１は、ねじれ破折に寄与する累積回転角度のみを計数することができ、より切削効率を高めつつ、ねじれ破折による切削工具５の破折を防止することができる。

また、制御部１１は、一の駆動パターンで繰返し制御することで累積回転角度が設定値になった場合に、累積回転角度を小さくする他の駆動パターンに切替える制御を行う。これにより、本実施の形態２に係る根管治療器１００は、累積回転角度が設定値より小さくなるように切削工具５の駆動を制御することができ、ねじれ破折による切削工具５の破折を防止することができる。

さらに、制御部１１は、累積回転角度が設定値になった場合に、報知を行うようにしてもよい。当該報知により、術者は、切削工具５にねじれ破折が生じる可能性がある累積回転角度、切削工具５を駆動したことを認識することができる。さらに、術者は、当該報知に合わせてペッキングモーションなどの切削工具５を根管から抜き出す操作を行うことが可能となる。

（変形例）
実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、ハンドピース１が、ホース６１を介して、制御ボックス９に連結されている構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コードレスタイプの根管治療器として構成してもよい。図１５は、コードレスタイプの根管治療器の構成を示す概略図である。図１５に示すコードレスタイプの根管治療器は、ハンドピース１の把持部４にバッテリーパック、マイクロモータ及び制御ボックスに相当する制御系を組み込み、各種操作部を把持部４の表面に設けてある。さらに、コードレスタイプの根管治療器には、把持部４に表示部１６が設けてある。そのため、術者は、視線を大きく変えることなく、切削工具５を切削方向に駆動しているのか、非切削方向に駆動しているのか、現在の切削工具５の位置はどの程度か、切削工具５にかかっている負荷はどの程度か、回転数はいくらか、といった情報を確認することができる。図示していないが、口腔電極１９ａ用のリード線１９を把持部４より導出するよう構成してもよい。

また、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、切削工具５を駆動する動力源にマイクロモータ７を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアモータなどの別の駆動源であってもよい。

実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、駆動シーケンス、設定値、および基準負荷などの値を記憶したレシピのうちから少なくとも１つのレシピを図６に示す設定部１４で設定する構成でもよい。例えば、設定部１４は、患者の性別や身長などを選択することで予め定められたレシピから駆動シーケンスなどの値を自動的に設定する構成でもよい。また、設定部１４は、術者の好みの駆動シーケンスなどの値を予めレシピとして記憶させたり、患者毎に最適な駆動シーケンスなどの値を予めレシピとして記憶させたりする構成でもよい。

さらに、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、ヘッド部２に保持する切削工具５の種類に応じて、駆動シーケンス、設定値、および基準負荷などの値を予めレシピとして設定部１４に記憶させておき、術者がヘッド部２に保持させた切削工具５の種類に基づき記憶させてあるレシピを設定部１４から読出すことで、駆動シーケンスなどの値を設定する構成でもよい。もちろん、設定部１４は、ヘッド部２に切削工具５の種類を識別することができるセンサを設け、当該センサからの検出結果に基づき記憶させてあるレシピを読出すことで、駆動シーケンスなどの値を設定する構成でもよい。

さらに、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、破折角度を入力することで、当該破折角度に応じて、駆動シーケンス、設定値、および基準負荷などの値を設定する構成でもよい。なお、駆動シーケンスにおける正転方向の回転角度（α１，α２）および逆転方向の回転角度（β１，β２）はともに、破折角度以下であることは言うまでもない。

さらに、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、正転方向の回転角度（α１，α２）および逆転方向の回転角度（β１，β２）などのパラメータを、術者が自由に入力できるという仕様であってもよい。このような仕様の場合、制御部１１は、入力したパラメータが、駆動シーケンスに従い継続して駆動部を制御しようとする場合に、正転駆動の回転角度と逆転駆動の回転角度とを累積した累積回転量が設定値を超えないように制限する機能を有していてもよい。

さらに、根管治療においては、直径が太い切削工具で根管の切削拡大する前に、直径が細い切削工具で予め切削を行って、進入経路（グライドパスと呼ばれることがある）を確保することが必要となる場合がある。しかし、直径が細い切削工具をモータで駆動した場合、切削工具の破損の可能性が、直径が太い切削工具に比べて高くなる。そこで、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、直径が細い切削工具の破折角度を設定値に設定することで、直径が細い切削工具から直径が太い切削工具までモータで駆動することを可能になる。これにより、実施の形態１〜２に係る根管治療器１００では、直径が細い切削工具で予め進入経路を確保した上で、直径が太い切削工具で安全、確実に切削を行うことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハンドピース、２ ヘッド部、３ ネック部、４ 把持部、５ 切削工具、６ モータユニット、７ マイクロモータ、８ 信号用リード線、９ 制御ボックス、１０ インスツルメント、１０ａ ホルダ、１１ 制御部、１１ａ〜１１ｄ ポート、１２ 根管長測定回路、１３ モータドライバ、１３ａ トランジスタスイッチ、１３ｂ トランジスタドライバ回路、１３ｃ 回転方向切換スイッチ、１３ｄ 負荷検出用抵抗、１４ 設定部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 可変抵抗、１５ 操作部、１６ 表示部、１７ 報知部、１８ フートコントローラ、１９ リード線、１９ａ 口腔電極、２０ 主電源、２１ メインスイッチ、５２，６０ ドット表示部、５４，６２ ゾーン表示部、５６ 境界表示部、５８ 到達率表示部、６０ａ 要素、６１ ホース、６４ 数値表示部、６８ 回転表示部、７１ 電源供給用リード線、１００ 根管治療器、１１０ 比較回路。

Claims (11)

1. ヘッド部に切削工具を保持するハンドピースと、
   前記ヘッド部に保持した前記切削工具を駆動する駆動部と、
   駆動シーケンスに従い前記駆動部を制御する制御部とを備え、
   前記駆動シーケンスは、
   切削対象物を切削する切削方向に前記切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に前記切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、
   前記駆動シーケンスに従い前記駆動部を制御している場合に、前記正転駆動の回転量と前記逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、繰返す前記駆動シーケンスのいずれの時点においても設定値を超えない、歯科用治療装置。
2. 前記駆動シーケンスは、
   前記正転駆動および前記逆転駆動のうち少なくとも１つの駆動を有する駆動パターンを複数含み、
   複数の駆動パターンは、
   駆動パターン内において前記正転駆動の回転量と前記逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が前記切削方向の値となる第１駆動パターンと、当該累積回転量が前記非切削方向の値となる第２駆動パターンとを含み、
   前記駆動シーケンス内に含まれる複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転量が設定値を超えず、複数の駆動パターンのそれぞれの累積回転量を合算した値が設定値を超えず、さらに前記正転駆動の回転量および前記逆転駆動の回転量が設定値を超えない、請求項１に記載の歯科用治療装置。
3. 前記第１駆動パターンの累積回転量と、前記第２駆動パターンの累積回転量とを合算した値が、ゼロまたは前記非切削方向の値となる、請求項２に記載の歯科用治療装置。
4. 前記制御部は、
   複数の駆動パターンの回転量および繰返し回数のうち少なくとも一つのパラメータの入力を受付け可能である、請求項２または請求項３に記載の歯科用治療装置。
5. 前記切削工具に加わる負荷を検出する負荷検出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記負荷検出部で検出した前記切削工具に加わる負荷が基準負荷以上になった前記正転駆動の回転量を累積回転量に計数し、前記切削工具に加わる負荷が基準負荷未満になった前記逆転駆動の回転量を累積回転量に計数する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の歯科用治療装置。
6. 前記正転駆動および前記逆転駆動のうち少なくとも１つの駆動を有する駆動パターンを複数含み、
   前記制御部は、
   一の駆動パターンで繰返し制御することで累積回転量が前記設定値になった場合に、累積回転量を小さくする他の駆動パターンに切替える制御を行う、請求項５に記載の歯科用治療装置。
7. 前記制御部は、
   累積回転量が前記設定値になった場合に、報知を行う、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の歯科用治療装置。
8. 前記設定値は、前記切削工具の破断角度に基づいて設定される値である、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の歯科用治療装置。
9. 前記制御部は、
   前記切削工具の種類に応じて、前記設定値が異なり、制御する前記駆動シーケンスを切替える制御を行う、請求項８に記載の歯科用治療装置。
10. ヘッド部に切削工具を保持するハンドピースと、
    前記ヘッド部に保持した前記切削工具を駆動する駆動部と、
    駆動シーケンスに従い前記駆動部を制御する制御部とを備え、
    前記駆動シーケンスは、
    切削対象物を切削する切削方向に前記切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に前記切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、
    前記切削工具の駆動開始位置からの累積回転量が、いずれの時点においても予め定めた破断角度に基づいて設定される値の範囲内となるように、切削対象物を切削する切削方向に前記切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に前記切削工具を回転する逆転駆動とを繰返す、歯科用治療装置。
11. ハンドピースのヘッド部に保持された切削工具を駆動する駆動部を備える歯科用治療装置の駆動方法であって、
    制御部は、駆動シーケンスに従い前記駆動部を制御し、
    前記駆動シーケンスは、
    切削対象物を切削する切削方向に前記切削工具を回転する正転駆動と、非切削方向に前記切削工具を回転する逆転駆動とを組み合わせ、かつ回転量および回転する方向の少なくとも一方が異なる駆動を３回以上含み、
    前記駆動シーケンスに従い前記駆動部を制御した場合に、前記正転駆動の回転量と前記逆転駆動の回転量とを累積した累積回転量が、繰返す前記駆動シーケンスのいずれの時点においても設定値を超えない、歯科用治療装置の駆動方法。

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