医療用フットコントローラ
【課題】治療過程において必要なハンドピースの駆動や調整を、フットコントローラの向きに対する目視や配慮をすることなく迅速に操作が可能で、軽くて移動しやすい医療用フットコントローラを提供する。
【解決手段】回転検出用センサ７からの回転量に応じた出力で施術器具を制御し、かつ、傾動検出センサ８からの踏み込み量に応じた出力で前記施術器具を微調整、あるいは前記回転検出用センサ７からの回転量で前記施術器具の駆動を開始する医療用フットコントローラである。
【解決手段】回転検出用センサ７からの回転量に応じた出力で施術器具を制御し、かつ、傾動検出センサ８からの踏み込み量に応じた出力で前記施術器具を微調整、あるいは前記回転検出用センサ７からの回転量で前記施術器具の駆動を開始する医療用フットコントローラである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療、特に歯科医療におけるハンドピースの出力状態を足の操作によって制御することが可能な医療用フットコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
治療を行う器具の出力状態を制御するため従来は医療装置に配置されたスイッチを手または足によって操作し、電気的調整手段によって制御していた。
【０００３】
特に歯科医療においては、施術者が手に器具を持っている状態において、ハンドピース、すなわち歯牙の切削や歯石除去のための治療器具の出力を足による操作を通じて駆動・調整することが求められる。
【０００４】
ここで、特に要求されている制御対象としては、タービン・マイクロモーターの回転速度や、スケーラーのパワーなどがある。また上記に加え、例えば、タービン・マイクロモーターの回転方向の制御、冷却媒体（空気、水、スプレー）の噴射状態の制御、ライトの光量調節なども、衛生上の観点から足で操作可能な方が好ましい。
【０００５】
このような要請から、水平面十字方向に動作するスイッチを足で水平方向にスライド操作させ、動作方向の違いで複数の制御を果たすフットコントローラが知られている。
【０００６】
また、特開昭６０−７５０５１号公報（以下、特許文献１という）に開示されている発明のように、水平方向に動作する操作レバーを足でスライド操作することで、該スライド量によってハンドピースの回転速度やパワーを制御するフットコントローラも知られている。
【０００７】
また、特開２００５−２３０４６６号公報（以下、特許文献２という）に開示されている発明のように、回転板の回転操作によってハンドピースの出力状態を選択し、踏み込みスイッチの踏み込み操作によって選択された出力状態でハンドピースを駆動し、回転動作も踏み込み動作も水平面において方向性がないことから、施術者がフットコントローラの正面でなくても操作が容易なフットコントローラも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−７５０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、患者の治療過程において施術者は口腔内を注視している場合が多いため、フットコントローラを視認するには、仰臥姿勢をとる患者の下方を覗き込まなくてはならず、迅速な施術が損なわれてしまう。従って、フットコントローラは見ないで操作できることが望ましい。
【００１０】
前記した水平面十字方向に動作するスイッチや特許文献１にあっては、操作前にスイッチあるいは操作レバーの向きに対する視認が必要で面倒であり、加えて、施術者は治療過程で種々の診療位置をとるが、施術者とフットコントローラの正面でない場合において操作するには、操作が困難な上、施術者が操作方向（前後左右）の座標系を自己中心的な参照枠から対象中心の参照枠へと変換する配慮が要る。こうした「メンタルローテーション（心的回転）」と呼ばれる方向性を矯正する働きは、施術者の精神的負荷を増大させ、操作負担やエラーの増加を招いていた。また、あまりにその向きが施術者にとって操作し難ければフットコントローラの方向調整をしなければならないといった問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献１にあっては、施術者の足が操作レバーの側面に不意に触れるなどすると、意図せず操作レバーがスライドしてしまう恐れがあるため、操作レバーをスプリング付勢したり摩擦抵抗をもたせることで動作抵抗を増加する必要があった。そのため、操作レバーのスライド変位に要する足の操作力が大きくなり、施術者の操作中の負担が大きくなってしまい、その結果、フットコントローラには大きな操作力が水平方向に加わりフットコントローラ自体が不意に移動することがないように重量を増大させていたが、逆にフットコントローラ自体を移動する必要が生じた時には施術者の負担が大きくなるといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献２にあっては、ハンドピースの出力状態を選択する回転板と、選択された出力状態でハンドピースを駆動する踏み込みスイッチが離れているため、迅速な施術が損なわれてしまっていた。
【００１３】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、治療過程において必要なハンドピースの駆動や調整を、フットコントローラの向きに対する目視や配慮をすることなく迅速に操作が可能で、軽くて移動しやすい医療用フットコントローラを提供せんとするにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の医療用フットコントローラは前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、床面等に設置されるベースと、該ベースに対して上下動可能に係合された回転自在な操作ペダルと、前記ベースに対して前記操作ペダルを押し上げるスプリングと、該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた回転検出用センサと、前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた傾動検出用センサとより構成し、前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の手段は、請求項１において、回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記回転検出用センサが回転ガイドの変位を検出することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の手段は、前記した請求項２において、前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に光反射面が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の手段は、前記した請求項２において、前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に開口部が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、回転ガイドを挟んで前記フォトセンサと対向する面に光反射部材が前記ベースに取付けられ、前記操作ペダルの回転に伴って回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射部材からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の手段は、床面等に設置されるベースと、該ベースに対して傾動可能に軸支された傾動板と、前記ベースに対して前記傾動板を押し上げるスプリングと、前記傾動板に対して回転自在に取付けられた操作ペダルと、該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する傾動板に取付けられた回転検出用センサと、前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースと前記傾動板との間に取付けられた傾動検出用センサとより構成し、前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の手段は、前記した請求項１乃至５の何れかにおいて、前記回転検出用センサからの電気信号に応じたハンドピースの回転速度やパワーの状態を表示する表示部を施術者から見える位置に取付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の手段は、前記した請求項１乃至５の何れかにおいて、前記操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれて前記ハンドピースの回転速度やパワーも連続的に増大し、また、前記操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は前記したように、ベースに対し上下動および回転自在な操作ペダルと、操作ペダルの回転量を検出する回転検出用センサと、操作ペダルの踏み込み量を検出する傾動検出用センサより構成したことにより、ハンドピースの制御に要する操作は一つの操作ペダルの回転と踏み込みで行うことができ、目視せずとも足の触感などからその操作部を認知しやすく、迅速な治療が可能となる。
【００２２】
また、回転動作と踏込み動作には操作方法が明らかに違うため、スイッチを見ないことによる誤動作の危険性を回避することができる。さらに回転動作や踏込み動作は、水平面において方向性がないため、施術者はフットコントローラが正立方向で対面しているか否かに関わらず前記メンタルローテーションや、スイッチの方向に対する視認を行うことなく様々な診療位置から操作を行うことができる。
【００２３】
また、施術者の足が不意に操作ペダルの側面を押してもペダルは回転しないことから、ペダルの動作抵抗を増加する必要は無く、したがってフットコントローラは重量を増大する必要も無く、軽くて移動しやすいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の医療用フットコントローラの足掛け部を足掛けが行える状態とした斜視図である。
【図２】図１の足掛け部を倒した状態の斜視図である。
【図３】第１の実施例の具体例を示す円板状の操作ペダルをベースから分離した状態の斜視図である。
【図４】図３の操作ペダルをベースに取付けた状態の中央断面図である。
【図５】図４の操作ペダルを踏み込んだ状態の中央断面図である。
【図６】操作ペダルを回転して反射型光センサが反射光の一部を検出した状態の平面図である。
【図７】図６において反射型光センサが反射光を検出していない状態の平面図である。
【図８】図６において操作ペダルを回転して反射型光センサが反射光の全部を検出した状態の平面図である。
【図９】第２の実施例の具体例を示す操作ペダルの一部を削除した状態の斜視図である。
【図１０】図９の操作ペダルを一方のストッパーに当接した状態の斜視図である。
【図１１】図９〜図１０における回転ガイドの斜視図である。
【図１２】図９、図１０の受け部の詳細を示す操作ペダルが水平状態時の断面図である。
【図１３】図１２において操作ペダルを踏み込んだ状態の断面図である。
【図１４】第３の実施例を示す操作ペダルの回転量と踏み込み量を検出するポテンショメータ部分を露出した状態の斜視図である。
【図１５】図１４において操作ペダルを踏み込んだ状態の斜視図である。
【図１６】図１４において足掛け部を倒した状態の斜視図である。
【図１７】操作ペダルを裏面側から見た状態の裏面図である。
【図１８】図１７の状態から、操作ペダルを裏面側から見て時計周りに回転してポテンショメータが変位した状態の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る医療用フットコントローラの概略を図１，図２と共に説明する。
１は床面に設置されるベース、２は該ベースの後方に後述するフォトセンサやポテンショメータからの電気信号の変化に応じてハンドピースの出力を制御する制御回路が組み込まれている回路ボックスである。
【００２６】
４は前記回路ボックス２の背面側にベース面方向に対し回動自在に軸支された足掛け部にして、軸杆４ａの上端には施術者が足先を引っかけて持ち上げ移動させるリング状部４ｂが形成されている。そして、軸杆４ａにはねじりバネ４ｃが取付けられており、常時軸杆４ａを起立方向にバネ付勢している（図１参照）。このバネ付勢に抗して倒すことで輸送時に製品を小型化することが可能となり、また、倒れた状態においても操作ペダル３および後述する第１、第２スイッチ５，６の操作を行うことが可能な構造となっている。
【００２７】
前記足掛け部４は、本発明のフットコントローラ全体の重量が従来のものよりも軽量化されているので、足先をリング状部４ｂに挿入して移動させることを簡単に行え、また、片持ち梁構造となっているので、多方向から操作ペダルおよびスイッチの操作をするにあたって邪魔にならず、また、鉛直下向きの力が加わると傾倒することから、もし不意に鉛直下向きの荷重が加わっていたとしても、足掛け部４のみに集中荷重が加わることがないため鉛直方向の力で破損するのを防止でき破損の心配が無いことから安価な樹脂成型品で製造でき、さらに、裏面からの電池交換時においてフットコントローラを引っ繰り返した場合も足掛け部４が傾倒して地面に安定して置くことができるため、電池交換を容易に行える。前記樹脂成形品は屈曲性のあるゴムやエアラストマーを起立状態に、回動不要に立設させても良い。
【００２８】
また、前記回路ボックス２の上面には後に詳述するハンドピースの先端より冷却媒体である水を噴出させるための第１スイッチ手段５とマイクロモータ等ハンドピースの正転・逆転を制御するための第２スイッチ手段６とが取付けられている。
【００２９】
次に、操作ペダル３を回転してハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの基準回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーの基準パワーを選択し、かつ、操作ペダルを踏み込んで選択された出力状態でハンドピースを駆動する装置の第１の実施例を図３〜図８と共に説明する。
１は前記したベースにして、基板１ａと、該基板１ａの上面の外周に近い部分に基板１ａにネジ止めされ、かつ、上面に外周方向に突出する鍔部１ｂ１が形成された支持菅１ｂで、また前記基板１ａの中心には上方に突出する円筒部１ｃ１が一体的に形成された中心菅１ｃがネジ止めによって固定されている。
【００３０】
また、外周面が光を反射する鏡面に形成された回転ガイド１ｄが中心管１ｃに回転自在に嵌め込まれている。前記回転ガイド１ｄから外周方向に突出している円弧状の反射面１ｄ１からの反射光を受光して前記操作ペダル３の回転量を検出する反射型の回転検出用フォトセンサ７が基板１ａに取付けられている。
【００３１】
前記中心菅１ｃと前記回転ガイド１ｄに形成された切欠部に取付けられ、中心管１ｃ内に挿入される後に詳述するプランジャー９の平坦面９ｂ１からの反射光を受光して操作ペダル３の踏み込み量を検出する反射型の傾動検出用フォトセンサ８が中心管１ｃに取付けられている。
【００３２】
前記回転ガイド１ｄには一体的に形成され外周方向に延長された延長部１ｄ２が形成されると共に該延長部１ｄ２に設けられた穴には、コイルスプリング１ｄ３が嵌挿された突起１ｄ４が係合されている。そして、この突起１ｄ４は操作ペダル３の裏面に形成されている筒体３ａに挿入可能となっている。
【００３３】
前記基板１ａの上面の前記回転検出用フォトセンサ７が取付けられている非検出面側には所望の間隔を介して２つのピン状のストッパー１ｅが立設されている。また、前記中心管１ｃの円筒部１ｃ１の外周にはコイルスプリング１ｆが嵌挿されている。
【００３４】
前記操作ペダル３は図４、図５に示す如く金属や硬質樹脂材料によって湾曲状の円板部３ｂから垂直方向に一体に断面Ｌ状に形成され一部が欠如されたＣ字状に形成されたＣ字状円筒部３ｃが形成されており、欠如された部分が前記ストッパー１ｅの外側に位置するように設定されている。該Ｃ字状円筒部３ｃの裏面には鍔３ｄがネジ止めによって取付けられている。
【００３５】
従って、前記Ｃ字状円筒部３ｃが形成されている操作ペダル３の回転量は、前記２つのストッパー１ｅに対して前記Ｃ字状円筒部３ｃの欠如部分が当接するまでの回転量に規制される。
【００３６】
なお、操作ペダル３の円板部３ｂの表面には、施術者が操作ペダル３を足で回転させる時に滑らないようゴム等で形成した滑り止めを貼着することが望ましい。
【００３７】
９は光を反射する金属で形成したプランジャーにして、上端が円板部９ａに形成され、該円板部９ａの裏面より円柱部９ｂが垂下されている。この円板部９ａの中心には図４、図５に示すボール９ｃを載置するための凹部９ａ１が形成され、また円柱部９ｂの下端には前記傾動検出フォトセンサ１ｆからの光を反射する平坦面９ｂ１が形成されている。
【００３８】
また、図４、図５に示すように前記円柱部９ｂの平坦面９ｂ１の背面側には前記中心管１ｃの円筒部１ｃ１の内周面に形成された穴内にバネ付勢された状態でボール１ｃ２が嵌め込まれ、このボール１ｃ２がプランジャー９の外周面に形成された上下方向のガイド溝９ｂ２内に挿入されている。なお、操作ペダル３の円板部３ｂの裏面中心部には操作ペダル３を踏み込んだ時に前記ボール９ｃとの滑りを良くするために滑面板３ｅが取付けられている。
【００３９】
次に、前記した構成の各部品を組み立てる方法について説明するに、先ず、支持管１ｂを操作ペダル３内に収めた状態で鍔３ｄをＣ字状円筒部３ｃにネジ止めする。
【００４０】
次いで、ベース１に取り付けられた中心管１ｃの円筒部１ｃ１の内周面の穴に嵌め込まれているボール１ｃ２が前記円柱部９ｂのガイド溝９ｂ２に挿入されるようにして、凹部９ａ１にボール９ｃを圧入させたプランジャー９をコイルスプリング１ｆを介して円筒部１ｃ１内に挿入し、回転ガイド１ｄを中心管１ｃが挿入されるようにベース１に接地する。
【００４１】
最後に、筒体３ａに突起１ｄ４の軸側を挿入したペダル３を、突起１ｄ４に形成する球面側が回転ガイド１ｄの延長部１ｄ２に設けられた孔に挿入されるように、コイルスプリング１ｆのバネ力に抗して基板１ａ側に引きつけた上で、支持管１ｂを基板１ａの裏面からネジ止め固定することで、ペダル３はベース１に対して回転自在で、かつ、踏み込み可能な状態に取付けられる。
【００４２】
次に、図６〜図８に示す操作ペダル３を回転させた時の動作について説明する。なお、図６〜図８の平面図は操作ペダル３を外した状態を示すが、操作ペダル３に取付けられているＣ字状円筒部３ｃに締結する鍔３ｄについては開示した。
【００４３】
操作ペダル３を回転させる力が働くと、その力は該操作ペダル３の裏面に形成された筒体３ａに嵌め込まれている突起１ｄ４を介して回転ガイドに伝わるので、回転ガイド１ｄは中心管１ｃを中心に回転する。また、操作ペダル３の回転量は、前記したＣ字状円筒部３ｃの欠如部分が離れて固定されているストッパー１ｅに当接範囲内での回転量となる。
【００４４】
図６はＣ字状円筒部３ｃの欠如部分が２つのストッパー１ｅを挟んだ中間位置にある。この位置は回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１の一部が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲内である。回転検出用フォトセンサ７は反射面１ｄ１からの反射光量に応じた電気信号回路ボックス２内の制御回路に送り、該制御回路は該電気信号に応じてハンドピースの出力状態を設定する。
【００４５】
図７は、図６に対して操作ペダル３が反時計回りに回転してＣ字状円筒部３ｃの欠如部分の一方が１つのストッパー１ｅに当接した状態を示している。この状態にあっては、回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲の外側に位置しているので、図６に比べ反射光の検出量は小さくなる。
【００４６】
図８は、図６に対して操作ペダル３が時計回りに回転してＣ字状円筒部３ｃの欠如部分のもう一方が他方のストッパー１ｅに当接した状態を示している。この状態にあっては、回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲に広く近接し、図６に比べ反射光の検出量は小さくなる。
【００４７】
前記した図６〜図８で説明したように、操作ペダル３を回転することで回転検出用フォトセンサからの電気信号が変化するので、制御回路によって、回転量に応じたハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーのパワーを選択することができる。操作ペダル３を回転して希望するハンドピースの出力状態を選択するが、ハンドピースの駆動は操作ペダルを踏み込むことで、実現される。
【００４８】
以下、図４〜図５に示す操作ペダル３を踏み込んだ時の動作について説明する。
操作ペダル３が踏み込まれて、水平の状態（図４参照）から図５の状態に示すように傾動させると、プランジャー９はコイルスプリング１ｆのバネ力に抗して下降するので、該プランジャー９における円柱部９ｂの平坦面９ｂ１が傾動検出用フォトセンサ８に対して上下動する。この上下動によって傾動検出用フォトセンサ８が検出する平坦面９ｂ１からの反射光量が変化する。
【００４９】
図４〜５で説明したように、操作ペダル３を踏み込むことで傾動検出用フォトセンサ８からの電気信号が変化するので、制御回路によって、予め設定された出力状態でハンドピースの駆動・停止を実現することができる。
【００５０】
なお、操作ペダル３を回転させても、前記ボール１ｃ２はガイド溝９ｂ２に嵌め込まれた状態を維持していることから、平坦面９ｂ１は常に傾動検出用フォトセンサ８の検出面と対峙した状態を維持することとなる。
【００５１】
次に、第２の実施例を図９〜図１３と共に説明する。なお、前記した第１の実施例と同一符号は同一部材を示し説明は省略する。
この実施例にあっては、前記した第１の実施例における回転ガイド１ｄの形状と操作ペダル３との係合の仕方を変えると共に、操作ペダル３の回転量を規制するためのストッパー１ｅの手段を変えたものである。また、操作ペダル３の踏み込み量を検出するためのプランジャー９の形状と傾動検出フォトセンサ８を反射型から透過型に変更したものである。
【００５２】
先ず、ベース１において碗状の基台１ｈを形成し、この基台１ｈの内周面上端に、隆起状のストッパー１ｉが、ストッパー１ｉの外周方向への突出で鍔部を有すＣ型断面の操作ペダル３を係合し、ストッパー１ｉの側面で操作ペダル３の裏面に形成された下面が開放された係合片３ｅに当接するよう、係合片３ｅを挟んで２ヵ所に取り付けられている。このように構成することで、操作ペダル３はベース１に対して回転自在で、かつ、踏み込み可能な状態に取付けられる。
【００５３】
操作ペダル３の回転量を検出するための構造を説明する。回転ガイド１ｇの形状を図１３に示すように、前記中心管１ｃに対して回転自在に嵌め込まれるリング部分の回転検出用フォトセンサ７と対向する面に、テーパー状の傾斜開口部１ｇ１を形成し、また、該開口部１ｇ１と対向する面に、操作ペダル３の裏面に形成された下面が開放された係合片３ｅと係合される円筒状の回転ガイド１ｇから延長された突片１ｇ２を形成した。また、回転ガイド１ｇは黒色の樹脂など光を反射しない素材で形成し、該回転ガイド１ｇの円周内面側に配置されている中心管１ｃの回転検出用フォトセンサと対抗する面は光反射面に形成している。
【００５４】
このような構造とすることで、操作ペダル３を図９に示す中央位置から図１０に示す位置まで回転させると、回転検出用フォトセンサが検出する中心管１ｃよりの反射光は傾斜開口部１ｇ１によって減少する。
したがって、操作ペダル３を回転することで回転検出用フォトセンサからの電気信号が変化するので、制御回路によって回転量に応じたハンドピースの出力状態を選択することができる。
【００５５】
なお、この例にあっては、光反射面は中心管１ｃで形成したが、ベース上のフォトセンサと対抗する面であれば、光反射面を何に形成しても構わない。また、この例にあっては、フォトセンサと光反射面との間を光を反射しない回転ガイドで遮るようにしたが、回転ガイドを光反射面とし、回転ガイド以外は光を反射しない構成にしても同様の機能を得ることができる。
【００５６】
次に、操作ペダル３を踏み込んで透過型の傾動検出用フォトセンサ８が操作ペダル３の踏み込み量を検出する構造について説明する。
この実施例におけるプランジャー１０は金属等の光不透過材料で構成されており、上端に操作ペダル３の中心部裏面の受け部材３ｆの球状凹面で、操作ペダル３が傾斜してもプランジャー１０が垂直に下降するように支持された頭部１０ａと、該頭部１０ａから垂下された円柱部１０ｂとから構成されている。また、前記円柱部１０ｂの先端は下端が先細りの円錐部１０ｂ１となっている。
【００５７】
前記傾動検出用フォトセンサ８は、前記円柱部１０ｂの円錐部１０ｂ１を挟むように発光部と受光部が配置されている。そして、前記円錐部１０ｂ１は操作ペダル３が踏み込まれるに従って円柱部１０ｂが下降して下端が先細りの円錐部１０ｂ１が傾動検出用フォトセンサ８よりの光を遮るように下降する。
【００５８】
従って、操作ペダル３を踏み込むにしたがって傾動検出用フォトセンサ８が検出する光量は小さくなる。このように、操作ペダル３の踏み込み量によって傾動検出用フォトセンサ８からの電気信号が変化することで、制御回路によって、ハンドピースを駆動・停止を実現することができる。
【００５９】
前記した操作ペダル３の踏み込みによって傾斜させてプランジャー１０を下降させる時に、プランジャー１０の頭部１０ａと操作ペダル３の裏面とを受け部材３ｆで支持した場合について説明したが、この受け部材３ｆで受けたのみでは操作ペダル３が踏み込みで傾くとプランジャー１０に斜め方向への押し下げ力が作用してスムーズな下降が行えないことになり正確な傾動検出用センサ８による操作ペダル３の踏み込み量が検出できないことになる。
【００６０】
そこで、プランジャー１０をスムーズに下降させるための構造を図１２、図１３と共に説明する。なお、この図面ではプランジャー１０をスムーズに下降させるための構造以外は省略している。
【００６１】
図において、３ｆ１は摩擦抵抗の小さな樹脂で構成した球状凹面を有する滑動部材にして、前記プランジャー１０の頭部１０ａが前記球状凹面に回転自在に嵌め込まれている。そして、この滑動部材３ｆ１は操作ペダル３の裏面中央に移動自在となるように支持部材３ｆ２によって取付けられている。
【００６２】
このような構成とすることで、操作ペダル３が踏み込まれていない状態であるとベース１に対して水平状態となっているので、プランジャー１０は垂直状態を維持することから、滑動部材３ｆ１は支持部材３２の中央位置にある（図１２参照）。
【００６３】
この状態において、操作ペダル３を踏み込んで操作ペダル３を傾斜させると、プランジャー１０は垂直状態を維持しようとするために、頭部１０ａに嵌め込まれている滑動部材３ｆ１は支持部材３ｆ２内を移動することで、プランジャー１０に対して水平方向の外力を加えない状態となるので、プランジャー１０は垂直方向にスムーズに移動することとなり、傾動検出用センサ８による操作ペダル３の傾斜量を正確に検出することとなる（図１３参照）。
【００６４】
なお、この第２の実施例におけるプランジャー１０の構造を第１の実施例におけるプランジャー９に置き換え、かつ、傾動検出用フォトセンサ８を光透過型のフォトセンサとすることで可能となる。
【００６５】
前記した実施例にあっては、操作ペダル３を踏み込んだ時の傾斜量をフォトセンサを使用した光センサについて説明したが、センサとしては、プランジャーが近づくことを非接触で検出できる近接センサであれば良い。例えば、プランジャーを磁性体とし、フォトセンサの代わりにプランジャーが近づいたことによる誘導電流（渦電流）の変化を検出するセンサを用いても同様の機能を得ることができる。
【００６６】
次に、第３の実施例を図１４〜図１８と共に説明する。なお、前記した第１の実施例と同一符号は同一部材を示し説明は省略する。
前記した第１、第２の実施例は操作ペダル３の回転量と踏み込み量の検出にフォトセンサ７，８を用いたが、この実施例はポテンショメータを用いたものである。
【００６７】
この実施例は、床面に設置される基板１１と、該基板１１の後方に取付けられている回路ボックス２の両側面にピンによって回動自在に軸支された傾動板１２と、該傾動板１２を常時上方に押し上げ回動板１２を水平状態に維持するためのスプリング１３と、前記傾動板１２に回転自在に軸支された操作ペダル３とから構成されている。
【００６８】
そして、操作ペダル３の回転量を検出する手段としては、回転軸を揺動板１２の裏面側に突出した状態で前記傾動板１２の上面に取付けられた回転検出用ポテンショメータ１６と、操作ペダル３に対して一体に取り付けられた制御回転板１７と、操作ペダルの回転中心からオフセットされた位置において該制御回転板１７上で一端が軸支された第１リンク１８と、該第１リンク８の他端に一端が軸支され、他端が前記回転検出用ポテンショメータ１６の回転軸に固定された第２リンク１９とより構成されている。
【００６９】
一方、操作ペダル３の踏み込み量を検出する手段としては、回路ボックス２内において前記基板１１に固定された固定板１１ａにネジ止め固定された傾動検出用ポテンショメータ１４と、該ポテンショメータ１４の回転軸に固定された回動板１５と、該回動板１５に取付けられている回転輪１５ａを常時揺動板１２側にバネ付勢するスプリング１５ｂとより構成されている。
【００７０】
このように構成した操作ペダル３の回転量を回転検出用ポテンショメータ１６で検出する動作としては、操作ペダル３を回転させると制御回転板１７が回転して第１リンク１８を介して第２リンク１９が変位するので、回転検出用ポテンショメータ１６の抵抗値が変化する。
【００７１】
抵抗値が操作ペダルの回転によって変化するので、回路ボックス２内の制御回路によって、操作ペダル３を回転して希望するハンドピースの出力状態を選択することができる。
【００７２】
また、操作ペダル３の踏み込み量を傾動検出用ポテンショメータ１４で検出する動作としては、操作ペダル３をスプリング１３のバネ力に抗して踏み込むと、傾動板１２が回路ボックス２の軸支部を支点として押し下げられるので、該傾動板１２の上面に回転輪１５ａがスプリング１５ｂのバネ力によって押し付けられている回動板１５が図１４、図１５において反時計方向に回転されるので、傾動検出用ポテンショメータ１６の抵抗値が変化する。
【００７３】
以上のように抵抗値が操作ペダルの踏み込みによって変化するので、制御回路によって、操作ペダルの踏み込みで予め設定された出力状態でハンドピースの駆動・停止を実現することができる。
【００７４】
なお、この実施例においては、操作ペダルの回転量の検出にポテンショメータを用いたが、制御回転板１７の円周方向に沿って多数のスリットを形成し、傾動板に取付けたフォトセンサでスリットを計数することで、操作ペダルの回転量を検出することも可能である。
【００７５】
実施例１〜３においては、操作ペダルの回転量に応じてマイクロモータの回転速度、スケーラーのパワーといったハンドピースの出力状態を予め選択し、操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態でのハンドピースを駆動するようにしたので、操作ペダルから足を離せば瞬時にハンドピースの動作は停止し、かつ、ペダルの回転量は維持されているので、再度ペダルを踏み込むことで、ペダルから足を離す直前の出力で施術を継続できるので、便利である。
【００７６】
また、実施例１〜３においては、操作ペダルの踏み込み量をアナログ値として検出しているので、踏み込みによるＯＮ／ＯＦＦ制御はもちろんのこと、踏み込みによる出力制御も可能である。すなわち、操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれてハンドピースの回転速度やパワーを連続的に増大し、操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することで、より精緻な制御が可能となり、利便性が向上する。
【００７７】
また、操作ペダル３を回転してハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーのパワーを選択するが、選択された出力状態を施術者の見易い位置にあるドクターテーブル等に設置した表示部（図示せず）で表示させることで、操作性はより良好となる。
【００７８】
また、ハンドピースを使わない際は、操作ペダルの回転によってハンドピースの出力状態を選択するのではなく、例えばライトのＯＮ／ＯＦＦ、治療用椅子の上昇、／下降、背凭れの起立、傾斜などとすることで、利便性がより向上する。
【００７９】
ハンドピースを使用後、ドクターテーブルに設けられていてハンドピース等の施術器具を垂下状態で保持するホルダ（図示せず）に置けば、ホルダ内に取り付けられたセンサからＯＮ信号が制御回路に送られ、操作ペダルの回転によってライトのＯＮ／ＯＦＦ、治療用椅子の上昇、／下降、背凭れの起立、傾斜などが選べるようになる。選ぶことのできる選択肢および選択されている対象については、前記制御回路によって前記表示部に表示される。操作ペダルを回転して表示画面上の選択肢から希望するものを選択し、次いで、操作ペダルを踏み込むことで、選択された操作内容が実行される。
【符号の説明】
【００８０】
１ ベース
１ｃ 中心管
１ｄ 回転ガイド
１ｆ スプリング
３ 操作ペダル
７ 回転検出用センサ
８ 傾動検出用センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療、特に歯科医療におけるハンドピースの出力状態を足の操作によって制御することが可能な医療用フットコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
治療を行う器具の出力状態を制御するため従来は医療装置に配置されたスイッチを手または足によって操作し、電気的調整手段によって制御していた。
【０００３】
特に歯科医療においては、施術者が手に器具を持っている状態において、ハンドピース、すなわち歯牙の切削や歯石除去のための治療器具の出力を足による操作を通じて駆動・調整することが求められる。
【０００４】
ここで、特に要求されている制御対象としては、タービン・マイクロモーターの回転速度や、スケーラーのパワーなどがある。また上記に加え、例えば、タービン・マイクロモーターの回転方向の制御、冷却媒体（空気、水、スプレー）の噴射状態の制御、ライトの光量調節なども、衛生上の観点から足で操作可能な方が好ましい。
【０００５】
このような要請から、水平面十字方向に動作するスイッチを足で水平方向にスライド操作させ、動作方向の違いで複数の制御を果たすフットコントローラが知られている。
【０００６】
また、特開昭６０−７５０５１号公報（以下、特許文献１という）に開示されている発明のように、水平方向に動作する操作レバーを足でスライド操作することで、該スライド量によってハンドピースの回転速度やパワーを制御するフットコントローラも知られている。
【０００７】
また、特開２００５−２３０４６６号公報（以下、特許文献２という）に開示されている発明のように、回転板の回転操作によってハンドピースの出力状態を選択し、踏み込みスイッチの踏み込み操作によって選択された出力状態でハンドピースを駆動し、回転動作も踏み込み動作も水平面において方向性がないことから、施術者がフットコントローラの正面でなくても操作が容易なフットコントローラも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−７５０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、患者の治療過程において施術者は口腔内を注視している場合が多いため、フットコントローラを視認するには、仰臥姿勢をとる患者の下方を覗き込まなくてはならず、迅速な施術が損なわれてしまう。従って、フットコントローラは見ないで操作できることが望ましい。
【００１０】
前記した水平面十字方向に動作するスイッチや特許文献１にあっては、操作前にスイッチあるいは操作レバーの向きに対する視認が必要で面倒であり、加えて、施術者は治療過程で種々の診療位置をとるが、施術者とフットコントローラの正面でない場合において操作するには、操作が困難な上、施術者が操作方向（前後左右）の座標系を自己中心的な参照枠から対象中心の参照枠へと変換する配慮が要る。こうした「メンタルローテーション（心的回転）」と呼ばれる方向性を矯正する働きは、施術者の精神的負荷を増大させ、操作負担やエラーの増加を招いていた。また、あまりにその向きが施術者にとって操作し難ければフットコントローラの方向調整をしなければならないといった問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献１にあっては、施術者の足が操作レバーの側面に不意に触れるなどすると、意図せず操作レバーがスライドしてしまう恐れがあるため、操作レバーをスプリング付勢したり摩擦抵抗をもたせることで動作抵抗を増加する必要があった。そのため、操作レバーのスライド変位に要する足の操作力が大きくなり、施術者の操作中の負担が大きくなってしまい、その結果、フットコントローラには大きな操作力が水平方向に加わりフットコントローラ自体が不意に移動することがないように重量を増大させていたが、逆にフットコントローラ自体を移動する必要が生じた時には施術者の負担が大きくなるといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献２にあっては、ハンドピースの出力状態を選択する回転板と、選択された出力状態でハンドピースを駆動する踏み込みスイッチが離れているため、迅速な施術が損なわれてしまっていた。
【００１３】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、治療過程において必要なハンドピースの駆動や調整を、フットコントローラの向きに対する目視や配慮をすることなく迅速に操作が可能で、軽くて移動しやすい医療用フットコントローラを提供せんとするにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の医療用フットコントローラは前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、床面等に設置されるベースと、該ベースに対して上下動可能に係合された回転自在な操作ペダルと、前記ベースに対して前記操作ペダルを押し上げるスプリングと、該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた回転検出用センサと、前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた傾動検出用センサとより構成し、前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の手段は、請求項１において、回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記回転検出用センサが回転ガイドの変位を検出することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の手段は、前記した請求項２において、前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に光反射面が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の手段は、前記した請求項２において、前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に開口部が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、回転ガイドを挟んで前記フォトセンサと対向する面に光反射部材が前記ベースに取付けられ、前記操作ペダルの回転に伴って回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射部材からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の手段は、床面等に設置されるベースと、該ベースに対して傾動可能に軸支された傾動板と、前記ベースに対して前記傾動板を押し上げるスプリングと、前記傾動板に対して回転自在に取付けられた操作ペダルと、該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する傾動板に取付けられた回転検出用センサと、前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースと前記傾動板との間に取付けられた傾動検出用センサとより構成し、前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の手段は、前記した請求項１乃至５の何れかにおいて、前記回転検出用センサからの電気信号に応じたハンドピースの回転速度やパワーの状態を表示する表示部を施術者から見える位置に取付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の手段は、前記した請求項１乃至５の何れかにおいて、前記操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれて前記ハンドピースの回転速度やパワーも連続的に増大し、また、前記操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は前記したように、ベースに対し上下動および回転自在な操作ペダルと、操作ペダルの回転量を検出する回転検出用センサと、操作ペダルの踏み込み量を検出する傾動検出用センサより構成したことにより、ハンドピースの制御に要する操作は一つの操作ペダルの回転と踏み込みで行うことができ、目視せずとも足の触感などからその操作部を認知しやすく、迅速な治療が可能となる。
【００２２】
また、回転動作と踏込み動作には操作方法が明らかに違うため、スイッチを見ないことによる誤動作の危険性を回避することができる。さらに回転動作や踏込み動作は、水平面において方向性がないため、施術者はフットコントローラが正立方向で対面しているか否かに関わらず前記メンタルローテーションや、スイッチの方向に対する視認を行うことなく様々な診療位置から操作を行うことができる。
【００２３】
また、施術者の足が不意に操作ペダルの側面を押してもペダルは回転しないことから、ペダルの動作抵抗を増加する必要は無く、したがってフットコントローラは重量を増大する必要も無く、軽くて移動しやすいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の医療用フットコントローラの足掛け部を足掛けが行える状態とした斜視図である。
【図２】図１の足掛け部を倒した状態の斜視図である。
【図３】第１の実施例の具体例を示す円板状の操作ペダルをベースから分離した状態の斜視図である。
【図４】図３の操作ペダルをベースに取付けた状態の中央断面図である。
【図５】図４の操作ペダルを踏み込んだ状態の中央断面図である。
【図６】操作ペダルを回転して反射型光センサが反射光の一部を検出した状態の平面図である。
【図７】図６において反射型光センサが反射光を検出していない状態の平面図である。
【図８】図６において操作ペダルを回転して反射型光センサが反射光の全部を検出した状態の平面図である。
【図９】第２の実施例の具体例を示す操作ペダルの一部を削除した状態の斜視図である。
【図１０】図９の操作ペダルを一方のストッパーに当接した状態の斜視図である。
【図１１】図９〜図１０における回転ガイドの斜視図である。
【図１２】図９、図１０の受け部の詳細を示す操作ペダルが水平状態時の断面図である。
【図１３】図１２において操作ペダルを踏み込んだ状態の断面図である。
【図１４】第３の実施例を示す操作ペダルの回転量と踏み込み量を検出するポテンショメータ部分を露出した状態の斜視図である。
【図１５】図１４において操作ペダルを踏み込んだ状態の斜視図である。
【図１６】図１４において足掛け部を倒した状態の斜視図である。
【図１７】操作ペダルを裏面側から見た状態の裏面図である。
【図１８】図１７の状態から、操作ペダルを裏面側から見て時計周りに回転してポテンショメータが変位した状態の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る医療用フットコントローラの概略を図１，図２と共に説明する。
１は床面に設置されるベース、２は該ベースの後方に後述するフォトセンサやポテンショメータからの電気信号の変化に応じてハンドピースの出力を制御する制御回路が組み込まれている回路ボックスである。
【００２６】
４は前記回路ボックス２の背面側にベース面方向に対し回動自在に軸支された足掛け部にして、軸杆４ａの上端には施術者が足先を引っかけて持ち上げ移動させるリング状部４ｂが形成されている。そして、軸杆４ａにはねじりバネ４ｃが取付けられており、常時軸杆４ａを起立方向にバネ付勢している（図１参照）。このバネ付勢に抗して倒すことで輸送時に製品を小型化することが可能となり、また、倒れた状態においても操作ペダル３および後述する第１、第２スイッチ５，６の操作を行うことが可能な構造となっている。
【００２７】
前記足掛け部４は、本発明のフットコントローラ全体の重量が従来のものよりも軽量化されているので、足先をリング状部４ｂに挿入して移動させることを簡単に行え、また、片持ち梁構造となっているので、多方向から操作ペダルおよびスイッチの操作をするにあたって邪魔にならず、また、鉛直下向きの力が加わると傾倒することから、もし不意に鉛直下向きの荷重が加わっていたとしても、足掛け部４のみに集中荷重が加わることがないため鉛直方向の力で破損するのを防止でき破損の心配が無いことから安価な樹脂成型品で製造でき、さらに、裏面からの電池交換時においてフットコントローラを引っ繰り返した場合も足掛け部４が傾倒して地面に安定して置くことができるため、電池交換を容易に行える。前記樹脂成形品は屈曲性のあるゴムやエアラストマーを起立状態に、回動不要に立設させても良い。
【００２８】
また、前記回路ボックス２の上面には後に詳述するハンドピースの先端より冷却媒体である水を噴出させるための第１スイッチ手段５とマイクロモータ等ハンドピースの正転・逆転を制御するための第２スイッチ手段６とが取付けられている。
【００２９】
次に、操作ペダル３を回転してハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの基準回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーの基準パワーを選択し、かつ、操作ペダルを踏み込んで選択された出力状態でハンドピースを駆動する装置の第１の実施例を図３〜図８と共に説明する。
１は前記したベースにして、基板１ａと、該基板１ａの上面の外周に近い部分に基板１ａにネジ止めされ、かつ、上面に外周方向に突出する鍔部１ｂ１が形成された支持菅１ｂで、また前記基板１ａの中心には上方に突出する円筒部１ｃ１が一体的に形成された中心菅１ｃがネジ止めによって固定されている。
【００３０】
また、外周面が光を反射する鏡面に形成された回転ガイド１ｄが中心管１ｃに回転自在に嵌め込まれている。前記回転ガイド１ｄから外周方向に突出している円弧状の反射面１ｄ１からの反射光を受光して前記操作ペダル３の回転量を検出する反射型の回転検出用フォトセンサ７が基板１ａに取付けられている。
【００３１】
前記中心菅１ｃと前記回転ガイド１ｄに形成された切欠部に取付けられ、中心管１ｃ内に挿入される後に詳述するプランジャー９の平坦面９ｂ１からの反射光を受光して操作ペダル３の踏み込み量を検出する反射型の傾動検出用フォトセンサ８が中心管１ｃに取付けられている。
【００３２】
前記回転ガイド１ｄには一体的に形成され外周方向に延長された延長部１ｄ２が形成されると共に該延長部１ｄ２に設けられた穴には、コイルスプリング１ｄ３が嵌挿された突起１ｄ４が係合されている。そして、この突起１ｄ４は操作ペダル３の裏面に形成されている筒体３ａに挿入可能となっている。
【００３３】
前記基板１ａの上面の前記回転検出用フォトセンサ７が取付けられている非検出面側には所望の間隔を介して２つのピン状のストッパー１ｅが立設されている。また、前記中心管１ｃの円筒部１ｃ１の外周にはコイルスプリング１ｆが嵌挿されている。
【００３４】
前記操作ペダル３は図４、図５に示す如く金属や硬質樹脂材料によって湾曲状の円板部３ｂから垂直方向に一体に断面Ｌ状に形成され一部が欠如されたＣ字状に形成されたＣ字状円筒部３ｃが形成されており、欠如された部分が前記ストッパー１ｅの外側に位置するように設定されている。該Ｃ字状円筒部３ｃの裏面には鍔３ｄがネジ止めによって取付けられている。
【００３５】
従って、前記Ｃ字状円筒部３ｃが形成されている操作ペダル３の回転量は、前記２つのストッパー１ｅに対して前記Ｃ字状円筒部３ｃの欠如部分が当接するまでの回転量に規制される。
【００３６】
なお、操作ペダル３の円板部３ｂの表面には、施術者が操作ペダル３を足で回転させる時に滑らないようゴム等で形成した滑り止めを貼着することが望ましい。
【００３７】
９は光を反射する金属で形成したプランジャーにして、上端が円板部９ａに形成され、該円板部９ａの裏面より円柱部９ｂが垂下されている。この円板部９ａの中心には図４、図５に示すボール９ｃを載置するための凹部９ａ１が形成され、また円柱部９ｂの下端には前記傾動検出フォトセンサ１ｆからの光を反射する平坦面９ｂ１が形成されている。
【００３８】
また、図４、図５に示すように前記円柱部９ｂの平坦面９ｂ１の背面側には前記中心管１ｃの円筒部１ｃ１の内周面に形成された穴内にバネ付勢された状態でボール１ｃ２が嵌め込まれ、このボール１ｃ２がプランジャー９の外周面に形成された上下方向のガイド溝９ｂ２内に挿入されている。なお、操作ペダル３の円板部３ｂの裏面中心部には操作ペダル３を踏み込んだ時に前記ボール９ｃとの滑りを良くするために滑面板３ｅが取付けられている。
【００３９】
次に、前記した構成の各部品を組み立てる方法について説明するに、先ず、支持管１ｂを操作ペダル３内に収めた状態で鍔３ｄをＣ字状円筒部３ｃにネジ止めする。
【００４０】
次いで、ベース１に取り付けられた中心管１ｃの円筒部１ｃ１の内周面の穴に嵌め込まれているボール１ｃ２が前記円柱部９ｂのガイド溝９ｂ２に挿入されるようにして、凹部９ａ１にボール９ｃを圧入させたプランジャー９をコイルスプリング１ｆを介して円筒部１ｃ１内に挿入し、回転ガイド１ｄを中心管１ｃが挿入されるようにベース１に接地する。
【００４１】
最後に、筒体３ａに突起１ｄ４の軸側を挿入したペダル３を、突起１ｄ４に形成する球面側が回転ガイド１ｄの延長部１ｄ２に設けられた孔に挿入されるように、コイルスプリング１ｆのバネ力に抗して基板１ａ側に引きつけた上で、支持管１ｂを基板１ａの裏面からネジ止め固定することで、ペダル３はベース１に対して回転自在で、かつ、踏み込み可能な状態に取付けられる。
【００４２】
次に、図６〜図８に示す操作ペダル３を回転させた時の動作について説明する。なお、図６〜図８の平面図は操作ペダル３を外した状態を示すが、操作ペダル３に取付けられているＣ字状円筒部３ｃに締結する鍔３ｄについては開示した。
【００４３】
操作ペダル３を回転させる力が働くと、その力は該操作ペダル３の裏面に形成された筒体３ａに嵌め込まれている突起１ｄ４を介して回転ガイドに伝わるので、回転ガイド１ｄは中心管１ｃを中心に回転する。また、操作ペダル３の回転量は、前記したＣ字状円筒部３ｃの欠如部分が離れて固定されているストッパー１ｅに当接範囲内での回転量となる。
【００４４】
図６はＣ字状円筒部３ｃの欠如部分が２つのストッパー１ｅを挟んだ中間位置にある。この位置は回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１の一部が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲内である。回転検出用フォトセンサ７は反射面１ｄ１からの反射光量に応じた電気信号回路ボックス２内の制御回路に送り、該制御回路は該電気信号に応じてハンドピースの出力状態を設定する。
【００４５】
図７は、図６に対して操作ペダル３が反時計回りに回転してＣ字状円筒部３ｃの欠如部分の一方が１つのストッパー１ｅに当接した状態を示している。この状態にあっては、回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲の外側に位置しているので、図６に比べ反射光の検出量は小さくなる。
【００４６】
図８は、図６に対して操作ペダル３が時計回りに回転してＣ字状円筒部３ｃの欠如部分のもう一方が他方のストッパー１ｅに当接した状態を示している。この状態にあっては、回転ガイド１ｄの反射面１ｄ１が回転検出用フォトセンサ７の検出範囲に広く近接し、図６に比べ反射光の検出量は小さくなる。
【００４７】
前記した図６〜図８で説明したように、操作ペダル３を回転することで回転検出用フォトセンサからの電気信号が変化するので、制御回路によって、回転量に応じたハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーのパワーを選択することができる。操作ペダル３を回転して希望するハンドピースの出力状態を選択するが、ハンドピースの駆動は操作ペダルを踏み込むことで、実現される。
【００４８】
以下、図４〜図５に示す操作ペダル３を踏み込んだ時の動作について説明する。
操作ペダル３が踏み込まれて、水平の状態（図４参照）から図５の状態に示すように傾動させると、プランジャー９はコイルスプリング１ｆのバネ力に抗して下降するので、該プランジャー９における円柱部９ｂの平坦面９ｂ１が傾動検出用フォトセンサ８に対して上下動する。この上下動によって傾動検出用フォトセンサ８が検出する平坦面９ｂ１からの反射光量が変化する。
【００４９】
図４〜５で説明したように、操作ペダル３を踏み込むことで傾動検出用フォトセンサ８からの電気信号が変化するので、制御回路によって、予め設定された出力状態でハンドピースの駆動・停止を実現することができる。
【００５０】
なお、操作ペダル３を回転させても、前記ボール１ｃ２はガイド溝９ｂ２に嵌め込まれた状態を維持していることから、平坦面９ｂ１は常に傾動検出用フォトセンサ８の検出面と対峙した状態を維持することとなる。
【００５１】
次に、第２の実施例を図９〜図１３と共に説明する。なお、前記した第１の実施例と同一符号は同一部材を示し説明は省略する。
この実施例にあっては、前記した第１の実施例における回転ガイド１ｄの形状と操作ペダル３との係合の仕方を変えると共に、操作ペダル３の回転量を規制するためのストッパー１ｅの手段を変えたものである。また、操作ペダル３の踏み込み量を検出するためのプランジャー９の形状と傾動検出フォトセンサ８を反射型から透過型に変更したものである。
【００５２】
先ず、ベース１において碗状の基台１ｈを形成し、この基台１ｈの内周面上端に、隆起状のストッパー１ｉが、ストッパー１ｉの外周方向への突出で鍔部を有すＣ型断面の操作ペダル３を係合し、ストッパー１ｉの側面で操作ペダル３の裏面に形成された下面が開放された係合片３ｅに当接するよう、係合片３ｅを挟んで２ヵ所に取り付けられている。このように構成することで、操作ペダル３はベース１に対して回転自在で、かつ、踏み込み可能な状態に取付けられる。
【００５３】
操作ペダル３の回転量を検出するための構造を説明する。回転ガイド１ｇの形状を図１３に示すように、前記中心管１ｃに対して回転自在に嵌め込まれるリング部分の回転検出用フォトセンサ７と対向する面に、テーパー状の傾斜開口部１ｇ１を形成し、また、該開口部１ｇ１と対向する面に、操作ペダル３の裏面に形成された下面が開放された係合片３ｅと係合される円筒状の回転ガイド１ｇから延長された突片１ｇ２を形成した。また、回転ガイド１ｇは黒色の樹脂など光を反射しない素材で形成し、該回転ガイド１ｇの円周内面側に配置されている中心管１ｃの回転検出用フォトセンサと対抗する面は光反射面に形成している。
【００５４】
このような構造とすることで、操作ペダル３を図９に示す中央位置から図１０に示す位置まで回転させると、回転検出用フォトセンサが検出する中心管１ｃよりの反射光は傾斜開口部１ｇ１によって減少する。
したがって、操作ペダル３を回転することで回転検出用フォトセンサからの電気信号が変化するので、制御回路によって回転量に応じたハンドピースの出力状態を選択することができる。
【００５５】
なお、この例にあっては、光反射面は中心管１ｃで形成したが、ベース上のフォトセンサと対抗する面であれば、光反射面を何に形成しても構わない。また、この例にあっては、フォトセンサと光反射面との間を光を反射しない回転ガイドで遮るようにしたが、回転ガイドを光反射面とし、回転ガイド以外は光を反射しない構成にしても同様の機能を得ることができる。
【００５６】
次に、操作ペダル３を踏み込んで透過型の傾動検出用フォトセンサ８が操作ペダル３の踏み込み量を検出する構造について説明する。
この実施例におけるプランジャー１０は金属等の光不透過材料で構成されており、上端に操作ペダル３の中心部裏面の受け部材３ｆの球状凹面で、操作ペダル３が傾斜してもプランジャー１０が垂直に下降するように支持された頭部１０ａと、該頭部１０ａから垂下された円柱部１０ｂとから構成されている。また、前記円柱部１０ｂの先端は下端が先細りの円錐部１０ｂ１となっている。
【００５７】
前記傾動検出用フォトセンサ８は、前記円柱部１０ｂの円錐部１０ｂ１を挟むように発光部と受光部が配置されている。そして、前記円錐部１０ｂ１は操作ペダル３が踏み込まれるに従って円柱部１０ｂが下降して下端が先細りの円錐部１０ｂ１が傾動検出用フォトセンサ８よりの光を遮るように下降する。
【００５８】
従って、操作ペダル３を踏み込むにしたがって傾動検出用フォトセンサ８が検出する光量は小さくなる。このように、操作ペダル３の踏み込み量によって傾動検出用フォトセンサ８からの電気信号が変化することで、制御回路によって、ハンドピースを駆動・停止を実現することができる。
【００５９】
前記した操作ペダル３の踏み込みによって傾斜させてプランジャー１０を下降させる時に、プランジャー１０の頭部１０ａと操作ペダル３の裏面とを受け部材３ｆで支持した場合について説明したが、この受け部材３ｆで受けたのみでは操作ペダル３が踏み込みで傾くとプランジャー１０に斜め方向への押し下げ力が作用してスムーズな下降が行えないことになり正確な傾動検出用センサ８による操作ペダル３の踏み込み量が検出できないことになる。
【００６０】
そこで、プランジャー１０をスムーズに下降させるための構造を図１２、図１３と共に説明する。なお、この図面ではプランジャー１０をスムーズに下降させるための構造以外は省略している。
【００６１】
図において、３ｆ１は摩擦抵抗の小さな樹脂で構成した球状凹面を有する滑動部材にして、前記プランジャー１０の頭部１０ａが前記球状凹面に回転自在に嵌め込まれている。そして、この滑動部材３ｆ１は操作ペダル３の裏面中央に移動自在となるように支持部材３ｆ２によって取付けられている。
【００６２】
このような構成とすることで、操作ペダル３が踏み込まれていない状態であるとベース１に対して水平状態となっているので、プランジャー１０は垂直状態を維持することから、滑動部材３ｆ１は支持部材３２の中央位置にある（図１２参照）。
【００６３】
この状態において、操作ペダル３を踏み込んで操作ペダル３を傾斜させると、プランジャー１０は垂直状態を維持しようとするために、頭部１０ａに嵌め込まれている滑動部材３ｆ１は支持部材３ｆ２内を移動することで、プランジャー１０に対して水平方向の外力を加えない状態となるので、プランジャー１０は垂直方向にスムーズに移動することとなり、傾動検出用センサ８による操作ペダル３の傾斜量を正確に検出することとなる（図１３参照）。
【００６４】
なお、この第２の実施例におけるプランジャー１０の構造を第１の実施例におけるプランジャー９に置き換え、かつ、傾動検出用フォトセンサ８を光透過型のフォトセンサとすることで可能となる。
【００６５】
前記した実施例にあっては、操作ペダル３を踏み込んだ時の傾斜量をフォトセンサを使用した光センサについて説明したが、センサとしては、プランジャーが近づくことを非接触で検出できる近接センサであれば良い。例えば、プランジャーを磁性体とし、フォトセンサの代わりにプランジャーが近づいたことによる誘導電流（渦電流）の変化を検出するセンサを用いても同様の機能を得ることができる。
【００６６】
次に、第３の実施例を図１４〜図１８と共に説明する。なお、前記した第１の実施例と同一符号は同一部材を示し説明は省略する。
前記した第１、第２の実施例は操作ペダル３の回転量と踏み込み量の検出にフォトセンサ７，８を用いたが、この実施例はポテンショメータを用いたものである。
【００６７】
この実施例は、床面に設置される基板１１と、該基板１１の後方に取付けられている回路ボックス２の両側面にピンによって回動自在に軸支された傾動板１２と、該傾動板１２を常時上方に押し上げ回動板１２を水平状態に維持するためのスプリング１３と、前記傾動板１２に回転自在に軸支された操作ペダル３とから構成されている。
【００６８】
そして、操作ペダル３の回転量を検出する手段としては、回転軸を揺動板１２の裏面側に突出した状態で前記傾動板１２の上面に取付けられた回転検出用ポテンショメータ１６と、操作ペダル３に対して一体に取り付けられた制御回転板１７と、操作ペダルの回転中心からオフセットされた位置において該制御回転板１７上で一端が軸支された第１リンク１８と、該第１リンク８の他端に一端が軸支され、他端が前記回転検出用ポテンショメータ１６の回転軸に固定された第２リンク１９とより構成されている。
【００６９】
一方、操作ペダル３の踏み込み量を検出する手段としては、回路ボックス２内において前記基板１１に固定された固定板１１ａにネジ止め固定された傾動検出用ポテンショメータ１４と、該ポテンショメータ１４の回転軸に固定された回動板１５と、該回動板１５に取付けられている回転輪１５ａを常時揺動板１２側にバネ付勢するスプリング１５ｂとより構成されている。
【００７０】
このように構成した操作ペダル３の回転量を回転検出用ポテンショメータ１６で検出する動作としては、操作ペダル３を回転させると制御回転板１７が回転して第１リンク１８を介して第２リンク１９が変位するので、回転検出用ポテンショメータ１６の抵抗値が変化する。
【００７１】
抵抗値が操作ペダルの回転によって変化するので、回路ボックス２内の制御回路によって、操作ペダル３を回転して希望するハンドピースの出力状態を選択することができる。
【００７２】
また、操作ペダル３の踏み込み量を傾動検出用ポテンショメータ１４で検出する動作としては、操作ペダル３をスプリング１３のバネ力に抗して踏み込むと、傾動板１２が回路ボックス２の軸支部を支点として押し下げられるので、該傾動板１２の上面に回転輪１５ａがスプリング１５ｂのバネ力によって押し付けられている回動板１５が図１４、図１５において反時計方向に回転されるので、傾動検出用ポテンショメータ１６の抵抗値が変化する。
【００７３】
以上のように抵抗値が操作ペダルの踏み込みによって変化するので、制御回路によって、操作ペダルの踏み込みで予め設定された出力状態でハンドピースの駆動・停止を実現することができる。
【００７４】
なお、この実施例においては、操作ペダルの回転量の検出にポテンショメータを用いたが、制御回転板１７の円周方向に沿って多数のスリットを形成し、傾動板に取付けたフォトセンサでスリットを計数することで、操作ペダルの回転量を検出することも可能である。
【００７５】
実施例１〜３においては、操作ペダルの回転量に応じてマイクロモータの回転速度、スケーラーのパワーといったハンドピースの出力状態を予め選択し、操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態でのハンドピースを駆動するようにしたので、操作ペダルから足を離せば瞬時にハンドピースの動作は停止し、かつ、ペダルの回転量は維持されているので、再度ペダルを踏み込むことで、ペダルから足を離す直前の出力で施術を継続できるので、便利である。
【００７６】
また、実施例１〜３においては、操作ペダルの踏み込み量をアナログ値として検出しているので、踏み込みによるＯＮ／ＯＦＦ制御はもちろんのこと、踏み込みによる出力制御も可能である。すなわち、操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれてハンドピースの回転速度やパワーを連続的に増大し、操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することで、より精緻な制御が可能となり、利便性が向上する。
【００７７】
また、操作ペダル３を回転してハンドピースの出力状態、すなわちマイクロモータの回転速度、冷却媒体の噴射状態、スケーラーのパワーを選択するが、選択された出力状態を施術者の見易い位置にあるドクターテーブル等に設置した表示部（図示せず）で表示させることで、操作性はより良好となる。
【００７８】
また、ハンドピースを使わない際は、操作ペダルの回転によってハンドピースの出力状態を選択するのではなく、例えばライトのＯＮ／ＯＦＦ、治療用椅子の上昇、／下降、背凭れの起立、傾斜などとすることで、利便性がより向上する。
【００７９】
ハンドピースを使用後、ドクターテーブルに設けられていてハンドピース等の施術器具を垂下状態で保持するホルダ（図示せず）に置けば、ホルダ内に取り付けられたセンサからＯＮ信号が制御回路に送られ、操作ペダルの回転によってライトのＯＮ／ＯＦＦ、治療用椅子の上昇、／下降、背凭れの起立、傾斜などが選べるようになる。選ぶことのできる選択肢および選択されている対象については、前記制御回路によって前記表示部に表示される。操作ペダルを回転して表示画面上の選択肢から希望するものを選択し、次いで、操作ペダルを踏み込むことで、選択された操作内容が実行される。
【符号の説明】
【００８０】
１ ベース
１ｃ 中心管
１ｄ 回転ガイド
１ｆ スプリング
３ 操作ペダル
７ 回転検出用センサ
８ 傾動検出用センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面等に設置されるベースと、
該ベースに対して上下動可能に係合された回転自在な操作ペダルと、
前記ベースに対して前記操作ペダルを押し上げるスプリングと、
該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた回転検出用センサと、
前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた傾動検出用センサとより構成し、
前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする医療用フットコントローラ。
【請求項２】
回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記回転検出用センサが回転ガイドの変位を検出することを特徴とする請求項１記載の医療用フットコントローラ。
【請求項３】
前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に光反射面が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする請求項２記載の医療用フットコントローラ。
【請求項４】
前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に開口部が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、回転ガイドを挟んで前記フォトセンサと対向する面に光反射部材が前記ベースに取付けられ、前記操作ペダルの回転に伴って回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光部材を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする請求項２記載の医療用フットコントローラ。
【請求項５】
床面等に設置されるベースと、
該ベースに対して傾動可能に軸支された傾動板と、
前記ベースに対して前記傾動板を押し上げるスプリングと、
前記傾動板に対して回転自在に取付けられた操作ペダルと、
該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する傾動板に取付けられた回転検出用センサと、
前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースと前記傾動板との間に取付けられた傾動検出用センサとより構成し、
前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする医療用フットコントローラ。
【請求項６】
前記回転検出用センサからの電気信号に応じたハンドピースの回転速度やパワーの状態を表示する表示部を施術者から見える位置に取付けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の医療用フットコントローラ。
【請求項７】
前記操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれて前記ハンドピースの回転速度やパワーも連続的に増大し、また、前記操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の医療用フットコントローラ。
【請求項１】
床面等に設置されるベースと、
該ベースに対して上下動可能に係合された回転自在な操作ペダルと、
前記ベースに対して前記操作ペダルを押し上げるスプリングと、
該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた回転検出用センサと、
前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースに取付けられた傾動検出用センサとより構成し、
前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする医療用フットコントローラ。
【請求項２】
回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記回転検出用センサが回転ガイドの変位を検出することを特徴とする請求項１記載の医療用フットコントローラ。
【請求項３】
前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に光反射面が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、前記操作ペダルの回転に伴って該回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光量を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする請求項２記載の医療用フットコントローラ。
【請求項４】
前記回転検出用センサが反射型のフォトセンサであって、前記フォトセンサと対向する面に開口部が形成された回転ガイドを前記ベースに取付けられた中心管に回転自在に取付け、回転ガイドを挟んで前記フォトセンサと対向する面に光反射部材が前記ベースに取付けられ、前記操作ペダルの回転に伴って回転ガイドが回転し、前記フォトセンサが前記光反射面からの反射光部材を検出することで操作ペダルの回転量を検出することを特徴とする請求項２記載の医療用フットコントローラ。
【請求項５】
床面等に設置されるベースと、
該ベースに対して傾動可能に軸支された傾動板と、
前記ベースに対して前記傾動板を押し上げるスプリングと、
前記傾動板に対して回転自在に取付けられた操作ペダルと、
該操作ペダルの回転量を電気信号として検出する傾動板に取付けられた回転検出用センサと、
前記操作ペダルの踏み込み量を電気信号として検出する前記ベースと前記傾動板との間に取付けられた傾動検出用センサとより構成し、
前記操作ペダルの回転量に応じてハンドピースの出力状態を予め選択し、前記操作ペダルの踏み込みによって、選択された出力状態での前記ハンドピースの駆動を実現するようにしたことを特徴とする医療用フットコントローラ。
【請求項６】
前記回転検出用センサからの電気信号に応じたハンドピースの回転速度やパワーの状態を表示する表示部を施術者から見える位置に取付けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の医療用フットコントローラ。
【請求項７】
前記操作ペダルの踏み込み量を大きくするにつれて前記ハンドピースの回転速度やパワーも連続的に増大し、また、前記操作ペダルの踏み込み量が最大のときに予め選択された回転速度やパワーが実現することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の医療用フットコントローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−８０９７９（Ｐ２０１２−８０９７９Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８００９（Ｐ２０１０−２２８００９）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００１０８６７２）タカラベルモント株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００１０８６７２）タカラベルモント株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
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