歯科ユニット
【課題】簡易な構造で信頼性高く患者用椅子とドクターユニットとの衝突を防止できる歯科ユニットを提供する。
【解決手段】基台２０と、患者用椅子１０と、第一アーム４０、第二アーム４５、及び治療に用いられる器具が配置された作業台３１を備えるドクターユニット３０と、患者用椅子の昇降及び傾倒起立の範囲内にドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置５０と、を備え、干渉検知装置は、第一アームの回動量と第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段５５と、被検知手段の前記物理量を検知する１つの検知手段５６と、検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段１６６と、を具備する。
【解決手段】基台２０と、患者用椅子１０と、第一アーム４０、第二アーム４５、及び治療に用いられる器具が配置された作業台３１を備えるドクターユニット３０と、患者用椅子の昇降及び傾倒起立の範囲内にドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置５０と、を備え、干渉検知装置は、第一アームの回動量と第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段５５と、被検知手段の前記物理量を検知する１つの検知手段５６と、検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段１６６と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科において患者が着座する患者用椅子、及び歯科医師等の施術者が施術の際に使用する器具が備えられるドクターユニットを有する歯科ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科ユニットは、歯科治療等の際に使用される各種設備が備えられるユニットであり、患者が着座する患者用椅子を備えている。そしてその周囲には、施術者が使用する歯科治療のための各種器具が配置されるドクターユニット、主にアシスタントが用いる各種器具が具備されるアシスタントハンガー、患者にうがい水等を供給する給水部、これを排水するためのスピットン、及び患者の口腔内を照らす歯科用照明等が備えられている。
ここで患者用椅子は、患者を治療や処置のしやすい姿勢にさせるため、昇降自在であるとともに、背もたれを傾倒起立できるように構成されている。
【０００３】
一方、患者用椅子の周囲に備えられる上記したドクターユニット、アシスタントハンガー、スピットン、及び歯科用照明等の各種機器も、施術者、患者の位置や姿勢に応じて移動や回動が可能であることが好ましい。その中でも、ドクターユニットは患者用椅子の側方のうちの一方側に配置され、移動回動させることが頻繁に行われる。具体的には例えば、患者が患者用椅子に離着席する際には、該患者用椅子の側方は大きく開けておいた方が患者にとって利便性がよいので、ドクターユニットを大きく移動（回動）させておくことが好ましい。また、歯科治療においては施術者と患者との対話も重要であり、その際には施術者が患者と対面して対話をすることから、患者の頭部の側方は施術者が座る等するスペースを開け、かつ、施術者の近くにドクターユニットを位置づけておくことがよい。一方、施術のときには、ドクターユニットをできるだけ患者の頭部に近い位置に配置させておくことが便利である。特に患者の背面側から口腔内に施術するときには、ドクターユニットを患者の頭部の真横に配置することにより円滑な施術ができる。
【０００４】
ところが、患者用椅子の昇降、及び傾倒起立が可能であること、及びドクターユニットが移動回動自在であることにより、両者の可動範囲が重なる部分を生じることがあり、場合によっては衝突する虞もあった。このような衝突は当然に回避されるべきである。そのために、両者の可動範囲が全く重ならないように設定すれば、衝突は回避することができるが、上記したようにドクターユニットの可動範囲は大きい方が便利であるので、できるだけ広い可動範囲を確保したい。
【０００５】
かかる問題に対して、特許文献１には、保安スイッチが背もたれ（背板）と着座部（座板）の間、アシスタントホルダ、背もたれの３箇所に設けられた発明が開示されている。これによれば、背もたれが傾倒起立方向に移動するときに力が加わることで異常を検知することできる。
また、特許文献２には、歯科ユニット（チェアユニット）周りの所定の複数の領域を検出領域とし、各領域において非接触のセンサにより障害物を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−９６０１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の歯科ユニットは、何らかの異常な力を受けたときに起動してその異常を検知するように構成されており、接触すること自体を回避するものではない。また特許文献２に記載の歯科ユニットでは、広い検出領域において障害物の有無を検知する必要があり、必ずしも１つの検知手段で全てをカバーすることができるとは限らず、構成が複雑となっていた。また、検知されるべきでないものによっても歯科用椅子を停止させてしまう虞があり、その感度の調整も容易ではなかった。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、簡易な構造で信頼性高く、患者用椅子とドクターユニットとの衝突を防止できる歯科ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基台（２０）と、基台の上方に昇降動可能に設けられた着座部（１１）、着座部に対して回動して傾倒起立可能である背もたれ（１２）、及び該背もたれの端部に設けられるヘッドレスト（１３）を備える患者用椅子（１０）と、基台及び患者用椅子に近接して配置され、基台側に配置された一端側を軸に回動可能に設けられた第一アーム（４０）、第一アームの他端側に一端側を軸として回動可能に配置された第二アーム（４５）、及び第二アームの他端側を軸に回動可能に具備され、治療に用いられる器具が配置された作業台（３１）を有するドクターユニット（３０）と、患者用椅子の昇降及び傾倒起立の可動範囲内にドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置（５０、１５０）と、を備え、干渉検知装置は、第一アームの回動量と第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段（５５、１６１ａ）と、該被検知手段の物理量を検知する１つの検知手段（５６、１６５）と、検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段（５７、１６６）と、を具備する歯科ユニット（１、１０１）を提供することにより前記課題を解決する。
【００１１】
ここで、被検知手段が変化させる「物理量」とは、位置、移動量、回動量、圧力等のいわゆる物理的に認識されるものを意味し、電気的な信号を除外する意味である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯科ユニット（１）において、干渉検知装置（５０）は、ドクターユニット（３０）の第一アーム（４０）の回動軸と同軸に回動自在に設けられた第一回転子（５１）と、第二アーム（４５）に連動して回動する第二回転子（５２）と、第一回転子及び第二回転子に掛け渡され、被検知手段（５５）が具備された伝達ベルト（５３）と、を備え、被検知手段は、第一アーム、及び第二アームの回動による伝達ベルトの回動に追随してその位置を変更可能であり、検知手段（５６）は、被検知手段が所定の位置に達したときに該検知手段が被検知手段を検知する位置に配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の歯科ユニット（１０１）において、干渉検知装置（１５０）は、ドクターユニット（３０）の第一アーム（４０）に連動して回動する第一回転子（１５１）と、第二アーム（４５）に連動して回動する第二回転子（１５２）と、第一回転子及び第二回転子のそれぞれに設けられたワイヤ（１５４、１５５）と、を備え、被検知手段（１６１ａ）は箱体の内側に充填された作動流体であるとともに、検知手段が圧力センサ（１６５）であり、第一回転子の回動、及び第二回転子の回動に基づいてワイヤが作動流体の圧力を変更することが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の歯科ユニットによれば、簡易な構造で信頼性高く患者用椅子とドクターユニットとの衝突を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一実施形態に係る歯科ユニットの外観斜視図である。
【図２】図１に示した歯科ユニットの平面図である。
【図３】干渉検知装置の概念図である。
【図４】干渉検知装置による検知の場面を説明する図である。
【図５】干渉検知装置による検知の他の場面を説明する図である。
【図６】干渉検知装置による検知の他の場面を説明する図である。
【図７】第二実施形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【図８】図７の干渉検知装置による検知の場面を説明する図である。
【図９】図７の干渉検知装置による検知の他の場面を説明する他の図である。
【図１０】他の形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【図１１】さらなる他の形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１、図２は、第一実施形態に係る歯科ユニット１の外観を示している。図１は斜視図、図２は上方から見た図である。
歯科ユニット１は、基台２０、患者用椅子１０、歯科用照明２、アシスタントユニット４、ドクターユニット３０、及び干渉検知装置５０（図３参照）を備えている。
【００１８】
基台２０は患者用椅子１０の下方に配置されており、患者用椅子１０の土台となるものである。当該基台２０は、筐体により外郭が形成されるとともに、該筐体内側には、各種制御機器が内包されている。ここに含まれる制御機器としては、例えば、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立等をさせるための油圧回路、及び該油圧回路を制御する油圧制御手段を挙げることができる。従って、基台２０のうち、患者用椅子１０の背面側には、図１に表れるようにフットスイッチ２１が設けられる。施術者はこのフットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３の操作スイッチを操作して油圧制御手段に対して指令を出し、油圧回路を制御して患者用椅子１０の昇降、傾倒起立をさせることができる。
【００１９】
患者用椅子１０は、着座部１１、背もたれ１２、ヘッドレスト１３、レッグレスト１４、及びフットレスト１５を備えている。
【００２０】
着座部１１は、基台２０の上方に昇降可能に取り付けられている。着座部１１の昇降は、上記したように基台２０内に収められた油圧回路により行われる。具体的には、フットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作し、その操作指令を受けた油圧制御回路が、上記油圧回路に組み込まれた油圧シリンダを適切に作動させることで当該着座部１１が昇降する。そして背もたれ１２、ヘッドレスト１３、レッグレスト１４、及びフットレスト１５は着座部１１と一体に昇降する。
【００２１】
背もたれ１２は、着座部１１の一端側を軸に回動可能に設けられている部材で、患者の胴部をサポートするものである。背もたれ１２は、患者が着座の姿勢、仰向けの姿勢になることができるように傾倒、起立が可能とされている。背もたれ１２の傾倒起立は、基台２０内から連結される油圧回路により行われる。具体的には、フットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作し、その操作指令を受けた油圧制御回路が、上記油圧回路に組み込まれた油圧シリンダを適切に作動させることで当該背もたれ１２が傾倒起立する。
【００２２】
ヘッドレスト１３は、背もたれ１２の端部のうち、着座部１１が配置される側とは反対側の端部に配置される部材で、患者の頭部をサポートする部材である。ヘッドレスト１３は、患者の頭部位置を施術に都合よい姿勢にさせるため、移動、回動可能に形成されている。ヘッドレスト１３のこのような動作は背もたれ１２の内部に組み込まれたモータを含む機構により行われる。具体的には、背もたれ１２又はヘッドレスト１３の背面側に設けられた不図示のスイッチや後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作する等して、その操作指令を受けた上記機構が作動することでヘッドレスト１３が移動回動する。
【００２３】
レッグレスト１４は、着座部１１の端部のうち、上記背もたれ１２が配置される側に対向する端部側を軸に回動可能に設けられている部材で、患者の脚部をサポートするものである。レッグレスト１４は、背もたれ１２の傾倒起立の姿勢に合わせて鉛直、水平の姿勢となることができるように回動可能である。このようなレッグレスト１４の回動は、背もたれ１２の傾倒起立にリンクして作動するリンク機構により行われる。具体的には、上記のように背もたれ１２をフットスイッチ２１やドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作すると、背もたれ１２が傾倒起立し、これにリンクしてレッグレスト１４が回動する。
【００２４】
フットレスト１５は、レッグレスト１４から該レッグレスト１４を延長する方向、及びその逆方向に移動可能に設けられている部材で、患者の仰向けの姿勢において該患者の足先をサポートするものである。具体的には、背もたれ１２が起立した姿勢、すなわち着座の姿勢では、フットレスト１５はレッグレスト１４に重なっており、突出していない状態である。一方、背もたれが傾倒され患者が仰向けとなる姿勢では、図１、図２のようにレッグレスト１４を延長するようにフットレスト１５が突出する。フットレスト１５のこのような移動の手段としては油圧、モータ、リンク機構等を用いることができるが、特に限定されるものではない。
【００２５】
歯科用照明２は、治療を行うときに的確に患者の口腔内を照明することができるように、自在継ぎ手等により自由度高く移動回動可能なアーム３を介して取り付けられている。従って、歯科用照明２は、その位置、角度を調整することにより、施術者が患者の口腔内を適切に観察できる位置へ該歯科用照明２を移動させることが可能である。歯科用照明２は、手で移動させる他、アーム３中に備えられたガススプリングやエアシリンダにより自動に移動させることができてもよい。
【００２６】
アシスタントユニット４は、患者用椅子１０の側方のうちの一方側に設けられ、アシスタントハンガー５、スピットン６、及び給水装置７を備えている。
【００２７】
アシスタントハンガー５は、主にアシスタントが使用する器具が具備された部位である。アシスタントハンガー５は、ハンガー部５ａ、及びハンガー支柱５ｂを備えている。
ハンガー支柱５ｂは筒状（中空柱状）の部材で、その下端はアシスタントユニット４の下端に回動可能に具備されている。ハンガー支柱５ｂの回動可能方向は、少なくとも下端を中心として垂直面内の回動である。ただし、水平面内の回動が可能であってもよい。また、ハンガー部５ａはハンガー支柱５ｂの上端に設けられ、アシスタントが使用する各器具が懸架されている。ハンガー部５ａは、水平面内に回動可能にハンガー支柱５ｂの上端に設置されている。これによりハンガー部５ａは、前後方向（図２の紙面上下方向）に回動可能であるとともに、水平面内で向きを変えることができる。アシスタントハンガー５に懸架される器具としては、例えばバキューム、排唾管、シリンジ等のハンドピースを挙げることができる。バキュームや排唾管は、吸引管を介してバキュームユニットに接続されている。
【００２８】
スピットン６は、給水部７より供給された水により治療中や治療後に患者がうがいをして、口腔内を洗浄するときに使用するものである。従って、スピットン６は、うがいをした後の口腔内の水を吐き捨てるため、鉢状とされている。そしてスピットン６に排出された唾液や水は、ウオーターユニット中の排水トラップを介して排出される。ここで、スピットン６は、患者の正面側に向かって水平面内で回動可能とされている。これにより患者の目の前にスピットン６を配置することができ、利便性を向上させている。
【００２９】
ドクターユニット３０は、患者用椅子１０の側方のうちアシスタントユニット４とは反対側の側方に設けられ、作業台３１、第一アーム４０、及び第二アーム４５を有している。
作業台３１は、施術者が必要とする各器具やスイッチ等が備えられる部位である。具体的には、作業台３１はその上面に作業面３１ａを具備し、患者用椅子１０の背面側端部には、施術者が施術の際に使用するハンドピース群３２、及びこれを収納するホルダーが設けられている。ハンドピース群３２に含まれるハンドピースとしては、例えば、エアタービン、マイクロモータ、スケーラ、シリンジ等を挙げることができる。ほとんど全てのハンドピースは、チューブ類を介して、電気回路、水回路、エア回路等と連結されている。また、作業面３１ａとホルダーとの間には操作パネル３３が具備されている。操作パネル３３には、各種操作スイッチ類が設けられており、例えば患者用椅子１０の傾倒起立、昇降操作、歯科用照明２の点灯消灯の切り替え等が可能となっている。
このように、施術者が操作したり、取り扱ったりする器具や部位は、作業台３１のうち、患者用椅子１０の背面側に集められている。これにより患者の頭部付近で施術を進める施術者の利便が図られている。
【００３０】
第一アーム４０は、中空棒状のいわゆるアーム部材であり、その一端が基台２０の下部に配置され、水平面内で回動可能とされている。従って第一アーム４０は、図２に矢印IIaで示した方向に回動することが可能である。
第二アーム４５も、中空棒状のアーム部材である。第二アーム４５の一端は、第一アーム４０の端部のうち、基台２０側とは反対側である他端に配置され、これを軸に水平面内で回動可能とされている。従って第二アーム４５は、図２に矢印IIbで示した方向に回動することができる。また、第二アーム４５の他端には、作業台３１が配置され、水平面内で回動可能とされている。従って、作業台３１は図２に矢印IIcで示した方向に回動することができる。
【００３１】
次に干渉検知装置５０について説明する。上記したように第一アーム４０、第二アーム４５、及び作業台３１は水平面内で個別に回動することができるように構成されている。これにより、施術者は作業台３１を所望の位置に自在に移動（回動）させることができる。しかしながら一方で、このように自由度高く移動（回動）自在であることにより、作業台が患者用椅子１０の可動範囲に入ってしまうこともあり、作業台３１と患者用椅子１０との衝突を未然に防ぐ必要がある。これに対して、干渉検知装置５０は、作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲内に入る可能性があるときには患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。以下、詳しく説明する。
【００３２】
図３に干渉検知装置５０の構成を概念的に表わした。干渉検知装置５０は、第一回転子５１、及び第二回転子５２を備え、第一回転子５１と第二回転子５２との間に伝達ベルト５３が掛け渡されて構成される。さらに干渉検知装置５０は、被検知手段としての停止位置決め部材５５、検知手段５６、及び停止指令装置５７を備えている。
【００３３】
第一回転子５１は、第一アーム４０の回動軸うち、基台２０側の回動軸と同軸である回転子であり、回転自在に設けられている。
第二回転子５２は、第一アーム４０と第二アーム４５とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子である。そして当該第二回転子５２は第二アーム４５の回動（図２、図３に矢印IIbで示した回動）に追随して回動することができる。また、当該第二回転子５２の回動により、ここに掛けられている伝達ベルト５３が回動する。
このような第一回転子５１、第二回転子５２、及び伝達ベルト５３の具体的な構成は特に限定されるものではないが、例えば第一回転子５１、第二回転子５２がプーリであり、伝達ベルト５３がベルトにより構成される例を挙げることができる。
【００３４】
停止位置決め部材５５は、被検知手段として機能する部材であり、後述する検知手段５６により検出される部材である。従って、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知されることにより、後述する停止指令装置５７が作動する。停止位置決め部材５５は、伝達ベルト５３に備えられ、当該伝達ベルト５３の動作に応じて回動（移動）することができるように構成されている。すなわち、停止位置決め部材５５の回動量（移動量）の積算値として物理量である座標位置（移動量）を変化させることが可能である。
そして、停止位置決め部材５５が配置される位置は、ドクターユニット３０の少なくとも一部が患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の可動範囲内に入る可能性がある姿勢となった時に、検知手段５６に検知される位置である。これにより、第一アーム４０、第二アーム４５、及び作業台３１の全ての移動（回動）によるドクターユニット３０の姿勢に対して、１つの検知手段５６により、患者用椅子１０の可動範囲とドクターユニット３０の可動範囲との重なりの有無の判断をすることができる。実際にどのように検知されるかについては後で詳しく説明する。
【００３５】
検知手段５６は、上記した被検知手段としての停止位置決め部材５５を検知して、後述する停止指令装置５７に信号を送る手段である。検知手段５６は停止位置決め部材５５を検知することができれば、その具体的態様は限定されることはないが、これには例えばマイクロスイッチや光学センサ等を挙げることができる。
【００３６】
停止指令装置５７は、検知手段５６からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、検知手段５６からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００３７】
上記したような歯科ユニット１により、簡易な構成で確実にドクターユニット３０と患者用椅子１０との衝突を未然に防ぐことができる。詳しくは次の通りである。ドクターユニットが複数のアーム（４０、４５）の連結により構成され、該アームのそれぞれが回動可能である場合には、作業台の移動（回動）の自由度が高く、利便性に優れる。このようなドクターユニット対し、複数のアームの各回動軸に対して回転検出器等のセンサを取り付けてこれを電気的に集計演算してドクターユニットの姿勢を把握することは可能である。しかしながら、この場合には各回転軸に検出手段が必要であり、その演算も複雑となる傾向にあり、信頼性も低下する。これに対して、歯科ユニット１では、１つの被検知手段５５及び１つの検知手段５６によりこれを行うことが可能であり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い。また被検知手段５５においてその変化は座標の変化という物理量であり、かかる観点からも信頼性が高い。
また、検知手段５６がアームの内側に隠蔽されているので、外観への影響も少なく、人の動き等の外乱も受け難いことから、さらに作動の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
次に、第一アーム４０、第二アーム４５の回動に対してどのように干渉検知装置５０が作動するかについて具体例を挙げて説明する。図４〜図６に説明のための図を示した。
前提として、予め次のような設定をする。すなわち、ドクターユニット３０の作業台３１自体の回動可能範囲の少なくとも一部が、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の軌道の範囲に重なる可能性があるときに、干渉検知装置５０の検知手段５６が停止位置決め部材５５を検知できるように、該停止位置決め部材５５を配置する位置を決めて配置する。これにより以下に説明する場面で、適切に患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止することができる。
【００３９】
図３に示したドクターユニット３０の姿勢では、ドクターユニット３０（作業台３１）は患者用椅子１０の可動範囲内に侵入する可能性はなく、検知手段５６は停止位置決め部材５５を検知していない。
図３に示した姿勢から図４のように第一アーム４０を矢印IVaで示した方向に回動させる。すると、直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合には患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して、第一アーム４０の矢印IVaで示した回動にともなって、第二回転子５２が一点鎖線の円で示した位置から矢印IVbで示した回動をする。すると、伝達ベルト５３も同様にその角度を変え、ここに備えられる停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知可能な位置にまで回動する。ここで第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印IVcに示したように回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
【００４０】
他の例として、図３に示した姿勢から図５のように第二アーム４５を矢印Vaで示した方向に回動させることを考える。すると、直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合にも患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して、上記したように第二回転子５２は、第二アーム４５の回動に追随して矢印Vbで示した回動をする。そして当該第二回転子５２の回動により伝達ベルト５３が矢印Vcで示したように回動し、これにより停止位置決め部材５５が回動する。ここで、第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印Vdに示したように回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
【００４１】
さらに、他の例として図３に示した姿勢から図６のように第一アーム４０、第二アーム４５を同時に矢印VIa、VIbで示した方向に回動させることを考える。すると、この場合にも直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合にも患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して干渉検知装置５０では、図４、図５で説明した各動作を合わせた動作により停止位置決め部材５５が回動する。すなわち、第一アーム４０の回動に対しては、該第一アーム４０の矢印VIaで示した回動にともなって、第二回転子５２が一点鎖線の円で示した位置から矢印VIcで示した回動をする。すると、伝達ベルト５３も同様にその角度を変え、ここに備えられる停止位置決め部材５５が検知手段５６に近づくように回動する。ここで第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印VIfに示した方向に回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。
一方、第二アーム４５の回動に対しては、第二回転子５２は、第二アーム４５の回動に追随して矢印VIdで示した回動をする。そして当該第二回転子５２の回動により伝達ベルト５３が矢印VIeで示したように回動し、これにより停止位置決め部材５５が回動する。ここで、第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印VIfに示した方向に回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。
以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
本例では、第一アーム４０、第二アーム４５のそれぞれの回動量は小さいが、両者の回動量を合わせると作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲内に入ることになる。干渉検知装置５０ではこのような場合にも停止位置決め部材５５が検知手段５６により検知される状態になり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止することができる。
【００４２】
また、逆に患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止された図４〜図６の姿勢から、第一アーム４０、第二アーム４５を回動させ、ドクターユニット３０が患者用椅子１０の可動範囲から外れるようにした場合には、再度患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を許容する必要がある。このときには、干渉検知装置５０では、上記を遡るように停止位置決め部材５５が回動する。これにより停止位置決め部材５５は検知手段５６により検知されなくなり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を許容することができる。
【００４３】
本実施形態の歯科ユニット１における干渉検知装置５０では、第一アーム４０及び第二アーム４５の回動を１つの被検知手段５５、及び検知手段５６により検知することとし、作業台３１自体の回動は、停止位置決め部材５５を配置する位置を予め考慮することで、作業台３１の回動自体は検知することなしに、可動範囲の重なりの可能性を判断する。しかしながら、さらに作業台３１の回動を伝達させて、停止位置決め部材を移動（回動）させる機構を用いて可動範囲の重なり位置を検知させてもよい。これによれば、干渉検知装置５０よりも、若干機構が複雑になるものの、実際に作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲に侵入する姿勢か否かで判断することができ、作業台３１を移動（回動）させることのできる自由度を高くすることが可能となる。
具体的には、作業台３１の回動軸に同軸でこれに連動する第三回転子を設け、該第三回転子と上記第二回転子５２とをかけ渡すように第二の伝達ベルトを配置することを挙げることができる。
【００４４】
図７は、第二実施形態に係る歯科ユニット１０１のうち、干渉検知装置１５０を概念的に示した図であり、図３に相当する図である。歯科ユニット１０１の干渉検知装置１５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００４５】
干渉検知装置１５０は、第一回転子１５１、第二回転子１５２、第三回転子１５３、ワイヤ１５４、１５５、１５６、及びタンクユニット１６０、及び停止指令装置１６６を備えている。
第一回転子１５１は、第一アーム４０の回動軸うち、基台２０側の回動軸と同軸の回転子で、第一アーム４０の回動（図２に矢印IIaで示した回動）に追随して回動することができる。
第二回転子１５２は、第一アーム４０と第二アーム４５とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子で、第二アーム４５の回動（図２に矢印IIbで示した回動）に追随して回動することができる。
第三回転子１５３は、第二アーム４５と作業台３１とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子で、作業台３１の回動（図２に矢印IIcで示した回動）に追随して回動することができる。
【００４６】
ワイヤ１５４は、第一回転子１５１の回転をタンクユニット１６０に伝達する部材である。ワイヤ１５４は、第一回転子１５１、すなわち第一アーム４０の回転によって巻き取られ、及び巻き戻される構成とされている。図７では見易さのため、ワイヤ１５４及びこれをガイドするプーリは第一アーム４０の外側に記載しているが、実際には、いずれも第一アーム４０の内側に配置されている。他のワイヤ１５５、１５６も第二回転子１５２、第三回転子１５３について同じである。
【００４７】
タンクユニット１６０は、ドクターユニット３０が患者用椅子１０の可動範囲内に存在するかに関して被検知手段と検知手段とを有する装置である。タンクユニット１６０は、タンク１６１、被検知手段として機能する作動流体である作動気体１６１ａ、シリンダ１６２、１６３、１６４、及び検知手段としての圧力センサ１６５を備えている。
タンク１６１は、箱状の部材であり、その内側には被検知手段として機能する作動流体である作動気体１６１ａが充填されている。作動気体として用いられる気体の種類は特に限定されることはないが、負圧とされた空気や負圧とされたガス等を挙げることができる。また、作動流体は気体であることが好ましいが、液体でも可能である。
シリンダ１６２、１６３、１６４は、シリンダ状の部材であり、図７に直線矢印で示したように、その一端側がタンク１６１の内部に対して突没できるように取り付けられている。シリンダ１６２、１６３、１６４は、上記したワイヤ１５４、１５５、１５６にそれぞれ連結されている。従って、シリンダ１６２、１６３、１６４の突没のうち、タンク１６１から退避する方向（「没」に相当する方向）への移動は、ワイヤ１５４、１５５、１５６が巻き取られて引っ張られることにより行われる。一方、タンク１６１内へ侵入する方向（「突」に相当する方向）への移動は、作動流体１６１ａの負圧による引っ張り力により行われる。
圧力センサ１６５は、作動気体１６１ａの圧力を検知する検知手段としてのセンサである。
【００４８】
停止指令装置１６６は、圧力センサ１６５からの信号を受信して、所定の圧力以下の圧力が検知されたときに、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、圧力センサ１６５からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００４９】
このような干渉検知装置１５０により、どのように患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止されるかについて例により説明する。図８、図９に説明図を示した。
前提として、予め次のような設定をする。すなわち、ドクターユニット３０の作業台３１の少なくとも一部が、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の可動の範囲に重なるときにおけるタンク１６１内の作動気体１６１ａの圧力を閾値とする。この圧力以下の圧力が検出されたときに患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより、次のような場面で、適切に患者用椅子の昇降、傾倒起立を許容・禁止することができる。
【００５０】
図７に示したドクターユニット３０の姿勢では、患者用椅子１０が昇降、傾倒起立してもドクターユニット３０に衝突することはなく、この時の作動気体１６１ａ内の圧力は閾値より高い。図７に示した姿勢から図８（ａ）のように第一アーム４０を矢印VIIIaで示した方向に回動させる。しかし、この回動によってはまだ、患者用椅子１０が昇降、傾倒起立してもドクターユニット３０に衝突することはない。このとき、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、シリンダ１６２も合わせて引っ張られるので、シリンダ１６２がタンク１６１から退避する方向へ移動する（図８（ａ）の直線矢印参照）。これにより作動気体１６１ａの圧力は減少し、これを圧力センサ１６５は検知しているが、閾値を超えていないため、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止しない。
【００５１】
一方、図７に示した姿勢から図８（ｂ）のように第一アーム４０を矢印VIIIbで示した方向に回動させる。この回動によれば、患者用椅子１０の可能範囲内にドクターユニット３０が侵入していることになるので、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対し、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、シリンダ１６２も合わせて引っ張られるので、シリンダ１６２がタンク１６１内から退避する方向へ大きく移動する（図８（ｂ）の直線矢印参照）。これにより作動気体１６１ａの圧力は減少し、これを圧力センサ１６５が検知する。この圧力は、閾値を超えているので、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００５２】
図７に示した姿勢から図９のように第一アーム４０を矢印IXa、第二アーム４５を矢印IXb、作業台３１を矢印IXcで示した方向にそれぞれ回動させる。この回動によれば、それぞれの回動量は小さいが、最終的に患者用椅子１０の可能範囲内にドクターユニット３０が侵入していることになるので、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対し、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、合わせてシリンダ１６２も引っ張られる。また、第二回転子１５２の回動によりワイヤ１５５が引っ張られ、合わせてシリンダ１６３が引っ張られ、第三回転子１５３の回動によりワイヤ１５６が引っ張られ、合わせてシリンダ１６４が引っ張られる。これにより、各シリンダ１６２、１６３、１６４がタンク１６１から退避する方向に移動する（図９の直線矢印参照）。当該シリンダ１６２、１６３、１６４の移動により、作動気体１６１ａの圧力はシリンダ１６２、１６３、１６４の退避（移動）量に応じた積算値として減少し、これを圧力センサ１６５が検知する。この圧力は、閾値を超えているので、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
逆に作業台３１を患者用椅子１０の可動範囲から遠ざけるように移動すれば、ワイヤ１５４、１５５、１５６は巻き戻されて、シリンダ１６２、１６３、１６４は、作動流体１６１ａの負圧力によりタンクに侵入する側に移動する。これにより、作動流体の圧力も高くなり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が許容される。
【００５３】
以上のような干渉検知装置１５０によっても、１つの検知手段１６５により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い。また被検知手段である作動気体１６１ａにおいてその変化は圧力の変化という物理量であり、かかる観点からも信頼性が高いと言える。
また、タンクユニット１６０を歯科ユニット１０１の内側に隠蔽して配置できるので、外観への影響も少なく、人の動き等の外乱も受け難いことから、さらに信頼性を向上させることも可能である。
【００５４】
本実施形態では、タンクユニット１６０の各シリンダ１６２、１６３、１６４の太さを同じとしたが、アームや作業台の回動量がドクターユニット全体の移動量に与える影響の大小に合わせて各シリンダの太さを変えてもよい。または、アームや作業台の回動量がドクターユニット全体の移動量に与える影響の大小に合わせて、ワイヤ１５４、１５５、１５６の巻き取り比を調整してもよい。
【００５５】
図１０は、参考例にかかる歯科ユニット２０１のうち、干渉検知装置２５０を模式的に表わした図であり、図３に相当する図である。歯科ユニット２０１の干渉検知装置２５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００５６】
干渉検知装置２５０は、発光受光装置２５１、反射部材２５２、２５３、及び停止指令装置２５４を備えている。
発光受光装置２５１は、検知手段として機能し、光を出射するとともに反射光を受光することができる装置であり、図１０に一点鎖線で示したように、患者用椅子１０の側面のうちドクターユニット３０が備えられた側の側面に沿って光を出射している。
反射部材２５２、２５３は、該反射部材２５２、２５３の傾き角度によらず光を正反対の方向に反射することができる部材であり、いわゆる楕円反射板である。反射部材２５２、２５３は平面視略矩形である作業台３１の４隅のうち、患者用椅子１０に近い側の２つの隅のそれぞれに設置されている。
停止指令装置２５４は、発光受光装置２５１からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、発光受光装置２５１からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００５７】
干渉検知装置２５０では、ドクターユニット３０の作業台３１が、患者用椅子１０に近づくと、図１０に一点鎖線で示した発光受光装置２５１が出射する光が、反射部材２５２、２５３に当たり、反射する。発光受光装置２５１は、この反射光を受光して、その旨の信号を停止指令装置２５４に送信し、信号を受けた停止指令装置２５４は、患者用椅子１０にその昇降、傾倒起立を禁止する指令を出す。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００５８】
このような干渉検知装置２５０を有する歯科ユニット２０１によっても、１つの検知手段により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い歯科ユニットを提供することができる。
【００５９】
図１１は、他の参考例に係る歯科ユニット３０１のうち、干渉検知装置３５０を模式的に示した図であり、図３に対応する図である。歯科ユニット３０１の干渉検知装置３５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００６０】
干渉検知装置３５０は、光電センサ３５１、及び停止指令装置３５２を備えている。
光電センサ３５１は、検出手段として機能し、光を出射するとともに反射光を受光することができる装置である。光電センサ３５１は患者用椅子１０の側面のうち、背もたれ１２のドクターユニット３０が備えられた側の側面に取り付けられている。そして、上下に向かって光を出射し、反射光を受光することができるように構成されている。
停止指令装置３５２は、光電センサ３５１からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、光電センサ３５１からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００６１】
干渉検知装置３５０では、ドクターユニット３０の作業台３１が、患者用椅子１０の上方、又は下方に入ったときには、光電センサ３５１が出射する光が、作業台３１に反射する。光電センサ３５１は、この反射光を受光して、その旨の信号を停止指令装置３５２に送信し、信号を受けた停止指令装置３５２は、患者用椅子１０にその昇降、傾倒起立を禁止する指令を出す。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００６２】
このような干渉位置検出手段３５０を有する歯科ユニット３０１によっても、１つの検知手段により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い歯科ユニットを提供することができる。
【００６３】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う歯科ユニットもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００６４】
１ 歯科ユニット
２ 歯科用照明
３ アーム
４ アシスタントユニット
５ アシスタントハンガー
５ａ ハンガー部
５ｂ ハンガー支柱
６ スピットン
７ 給水装置
１０ 患者用椅子
１１ 着座部
１３ ヘッドレスト
１４ レッグレスト
１５ フットレスト
２０ 基台
２１ フットスイッチ
３０ ドクターユニット
３１ 作業台
３１ａ 作業面
３２ ハンドピース群
３３ 操作パネル
４０ 第一アーム
４５ 第二アーム
５０ 干渉検知装置
５１ 第一回転子
５２ 第二回転子
５３ 伝達ベルト
５５ 停止位置決め部材（被検知手段）
５６ 検知手段
５７ 停止指令装置
１０１ 歯科ユニット
１５０ 干渉検知装置
１５１ 第一回転子
１５２ 第二回転子
１５３ 第三回転子
１５４、１５５、１５６ ワイヤ
１６０ タンクユニット
１６１ タンク
１６１ａ 作動気体（被検知手段）
１６２、１６３、１６４ シリンダ
１６５ 圧力センサ（検知手段）
１６６ 停止指令装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科において患者が着座する患者用椅子、及び歯科医師等の施術者が施術の際に使用する器具が備えられるドクターユニットを有する歯科ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科ユニットは、歯科治療等の際に使用される各種設備が備えられるユニットであり、患者が着座する患者用椅子を備えている。そしてその周囲には、施術者が使用する歯科治療のための各種器具が配置されるドクターユニット、主にアシスタントが用いる各種器具が具備されるアシスタントハンガー、患者にうがい水等を供給する給水部、これを排水するためのスピットン、及び患者の口腔内を照らす歯科用照明等が備えられている。
ここで患者用椅子は、患者を治療や処置のしやすい姿勢にさせるため、昇降自在であるとともに、背もたれを傾倒起立できるように構成されている。
【０００３】
一方、患者用椅子の周囲に備えられる上記したドクターユニット、アシスタントハンガー、スピットン、及び歯科用照明等の各種機器も、施術者、患者の位置や姿勢に応じて移動や回動が可能であることが好ましい。その中でも、ドクターユニットは患者用椅子の側方のうちの一方側に配置され、移動回動させることが頻繁に行われる。具体的には例えば、患者が患者用椅子に離着席する際には、該患者用椅子の側方は大きく開けておいた方が患者にとって利便性がよいので、ドクターユニットを大きく移動（回動）させておくことが好ましい。また、歯科治療においては施術者と患者との対話も重要であり、その際には施術者が患者と対面して対話をすることから、患者の頭部の側方は施術者が座る等するスペースを開け、かつ、施術者の近くにドクターユニットを位置づけておくことがよい。一方、施術のときには、ドクターユニットをできるだけ患者の頭部に近い位置に配置させておくことが便利である。特に患者の背面側から口腔内に施術するときには、ドクターユニットを患者の頭部の真横に配置することにより円滑な施術ができる。
【０００４】
ところが、患者用椅子の昇降、及び傾倒起立が可能であること、及びドクターユニットが移動回動自在であることにより、両者の可動範囲が重なる部分を生じることがあり、場合によっては衝突する虞もあった。このような衝突は当然に回避されるべきである。そのために、両者の可動範囲が全く重ならないように設定すれば、衝突は回避することができるが、上記したようにドクターユニットの可動範囲は大きい方が便利であるので、できるだけ広い可動範囲を確保したい。
【０００５】
かかる問題に対して、特許文献１には、保安スイッチが背もたれ（背板）と着座部（座板）の間、アシスタントホルダ、背もたれの３箇所に設けられた発明が開示されている。これによれば、背もたれが傾倒起立方向に移動するときに力が加わることで異常を検知することできる。
また、特許文献２には、歯科ユニット（チェアユニット）周りの所定の複数の領域を検出領域とし、各領域において非接触のセンサにより障害物を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−９６０１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の歯科ユニットは、何らかの異常な力を受けたときに起動してその異常を検知するように構成されており、接触すること自体を回避するものではない。また特許文献２に記載の歯科ユニットでは、広い検出領域において障害物の有無を検知する必要があり、必ずしも１つの検知手段で全てをカバーすることができるとは限らず、構成が複雑となっていた。また、検知されるべきでないものによっても歯科用椅子を停止させてしまう虞があり、その感度の調整も容易ではなかった。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、簡易な構造で信頼性高く、患者用椅子とドクターユニットとの衝突を防止できる歯科ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基台（２０）と、基台の上方に昇降動可能に設けられた着座部（１１）、着座部に対して回動して傾倒起立可能である背もたれ（１２）、及び該背もたれの端部に設けられるヘッドレスト（１３）を備える患者用椅子（１０）と、基台及び患者用椅子に近接して配置され、基台側に配置された一端側を軸に回動可能に設けられた第一アーム（４０）、第一アームの他端側に一端側を軸として回動可能に配置された第二アーム（４５）、及び第二アームの他端側を軸に回動可能に具備され、治療に用いられる器具が配置された作業台（３１）を有するドクターユニット（３０）と、患者用椅子の昇降及び傾倒起立の可動範囲内にドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置（５０、１５０）と、を備え、干渉検知装置は、第一アームの回動量と第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段（５５、１６１ａ）と、該被検知手段の物理量を検知する１つの検知手段（５６、１６５）と、検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段（５７、１６６）と、を具備する歯科ユニット（１、１０１）を提供することにより前記課題を解決する。
【００１１】
ここで、被検知手段が変化させる「物理量」とは、位置、移動量、回動量、圧力等のいわゆる物理的に認識されるものを意味し、電気的な信号を除外する意味である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯科ユニット（１）において、干渉検知装置（５０）は、ドクターユニット（３０）の第一アーム（４０）の回動軸と同軸に回動自在に設けられた第一回転子（５１）と、第二アーム（４５）に連動して回動する第二回転子（５２）と、第一回転子及び第二回転子に掛け渡され、被検知手段（５５）が具備された伝達ベルト（５３）と、を備え、被検知手段は、第一アーム、及び第二アームの回動による伝達ベルトの回動に追随してその位置を変更可能であり、検知手段（５６）は、被検知手段が所定の位置に達したときに該検知手段が被検知手段を検知する位置に配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の歯科ユニット（１０１）において、干渉検知装置（１５０）は、ドクターユニット（３０）の第一アーム（４０）に連動して回動する第一回転子（１５１）と、第二アーム（４５）に連動して回動する第二回転子（１５２）と、第一回転子及び第二回転子のそれぞれに設けられたワイヤ（１５４、１５５）と、を備え、被検知手段（１６１ａ）は箱体の内側に充填された作動流体であるとともに、検知手段が圧力センサ（１６５）であり、第一回転子の回動、及び第二回転子の回動に基づいてワイヤが作動流体の圧力を変更することが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の歯科ユニットによれば、簡易な構造で信頼性高く患者用椅子とドクターユニットとの衝突を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一実施形態に係る歯科ユニットの外観斜視図である。
【図２】図１に示した歯科ユニットの平面図である。
【図３】干渉検知装置の概念図である。
【図４】干渉検知装置による検知の場面を説明する図である。
【図５】干渉検知装置による検知の他の場面を説明する図である。
【図６】干渉検知装置による検知の他の場面を説明する図である。
【図７】第二実施形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【図８】図７の干渉検知装置による検知の場面を説明する図である。
【図９】図７の干渉検知装置による検知の他の場面を説明する他の図である。
【図１０】他の形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【図１１】さらなる他の形態に係る歯科ユニットの干渉検知装置の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１、図２は、第一実施形態に係る歯科ユニット１の外観を示している。図１は斜視図、図２は上方から見た図である。
歯科ユニット１は、基台２０、患者用椅子１０、歯科用照明２、アシスタントユニット４、ドクターユニット３０、及び干渉検知装置５０（図３参照）を備えている。
【００１８】
基台２０は患者用椅子１０の下方に配置されており、患者用椅子１０の土台となるものである。当該基台２０は、筐体により外郭が形成されるとともに、該筐体内側には、各種制御機器が内包されている。ここに含まれる制御機器としては、例えば、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立等をさせるための油圧回路、及び該油圧回路を制御する油圧制御手段を挙げることができる。従って、基台２０のうち、患者用椅子１０の背面側には、図１に表れるようにフットスイッチ２１が設けられる。施術者はこのフットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３の操作スイッチを操作して油圧制御手段に対して指令を出し、油圧回路を制御して患者用椅子１０の昇降、傾倒起立をさせることができる。
【００１９】
患者用椅子１０は、着座部１１、背もたれ１２、ヘッドレスト１３、レッグレスト１４、及びフットレスト１５を備えている。
【００２０】
着座部１１は、基台２０の上方に昇降可能に取り付けられている。着座部１１の昇降は、上記したように基台２０内に収められた油圧回路により行われる。具体的には、フットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作し、その操作指令を受けた油圧制御回路が、上記油圧回路に組み込まれた油圧シリンダを適切に作動させることで当該着座部１１が昇降する。そして背もたれ１２、ヘッドレスト１３、レッグレスト１４、及びフットレスト１５は着座部１１と一体に昇降する。
【００２１】
背もたれ１２は、着座部１１の一端側を軸に回動可能に設けられている部材で、患者の胴部をサポートするものである。背もたれ１２は、患者が着座の姿勢、仰向けの姿勢になることができるように傾倒、起立が可能とされている。背もたれ１２の傾倒起立は、基台２０内から連結される油圧回路により行われる。具体的には、フットスイッチ２１や後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作し、その操作指令を受けた油圧制御回路が、上記油圧回路に組み込まれた油圧シリンダを適切に作動させることで当該背もたれ１２が傾倒起立する。
【００２２】
ヘッドレスト１３は、背もたれ１２の端部のうち、着座部１１が配置される側とは反対側の端部に配置される部材で、患者の頭部をサポートする部材である。ヘッドレスト１３は、患者の頭部位置を施術に都合よい姿勢にさせるため、移動、回動可能に形成されている。ヘッドレスト１３のこのような動作は背もたれ１２の内部に組み込まれたモータを含む機構により行われる。具体的には、背もたれ１２又はヘッドレスト１３の背面側に設けられた不図示のスイッチや後述するドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作する等して、その操作指令を受けた上記機構が作動することでヘッドレスト１３が移動回動する。
【００２３】
レッグレスト１４は、着座部１１の端部のうち、上記背もたれ１２が配置される側に対向する端部側を軸に回動可能に設けられている部材で、患者の脚部をサポートするものである。レッグレスト１４は、背もたれ１２の傾倒起立の姿勢に合わせて鉛直、水平の姿勢となることができるように回動可能である。このようなレッグレスト１４の回動は、背もたれ１２の傾倒起立にリンクして作動するリンク機構により行われる。具体的には、上記のように背もたれ１２をフットスイッチ２１やドクターユニット３０の操作パネル３３を施術者が操作すると、背もたれ１２が傾倒起立し、これにリンクしてレッグレスト１４が回動する。
【００２４】
フットレスト１５は、レッグレスト１４から該レッグレスト１４を延長する方向、及びその逆方向に移動可能に設けられている部材で、患者の仰向けの姿勢において該患者の足先をサポートするものである。具体的には、背もたれ１２が起立した姿勢、すなわち着座の姿勢では、フットレスト１５はレッグレスト１４に重なっており、突出していない状態である。一方、背もたれが傾倒され患者が仰向けとなる姿勢では、図１、図２のようにレッグレスト１４を延長するようにフットレスト１５が突出する。フットレスト１５のこのような移動の手段としては油圧、モータ、リンク機構等を用いることができるが、特に限定されるものではない。
【００２５】
歯科用照明２は、治療を行うときに的確に患者の口腔内を照明することができるように、自在継ぎ手等により自由度高く移動回動可能なアーム３を介して取り付けられている。従って、歯科用照明２は、その位置、角度を調整することにより、施術者が患者の口腔内を適切に観察できる位置へ該歯科用照明２を移動させることが可能である。歯科用照明２は、手で移動させる他、アーム３中に備えられたガススプリングやエアシリンダにより自動に移動させることができてもよい。
【００２６】
アシスタントユニット４は、患者用椅子１０の側方のうちの一方側に設けられ、アシスタントハンガー５、スピットン６、及び給水装置７を備えている。
【００２７】
アシスタントハンガー５は、主にアシスタントが使用する器具が具備された部位である。アシスタントハンガー５は、ハンガー部５ａ、及びハンガー支柱５ｂを備えている。
ハンガー支柱５ｂは筒状（中空柱状）の部材で、その下端はアシスタントユニット４の下端に回動可能に具備されている。ハンガー支柱５ｂの回動可能方向は、少なくとも下端を中心として垂直面内の回動である。ただし、水平面内の回動が可能であってもよい。また、ハンガー部５ａはハンガー支柱５ｂの上端に設けられ、アシスタントが使用する各器具が懸架されている。ハンガー部５ａは、水平面内に回動可能にハンガー支柱５ｂの上端に設置されている。これによりハンガー部５ａは、前後方向（図２の紙面上下方向）に回動可能であるとともに、水平面内で向きを変えることができる。アシスタントハンガー５に懸架される器具としては、例えばバキューム、排唾管、シリンジ等のハンドピースを挙げることができる。バキュームや排唾管は、吸引管を介してバキュームユニットに接続されている。
【００２８】
スピットン６は、給水部７より供給された水により治療中や治療後に患者がうがいをして、口腔内を洗浄するときに使用するものである。従って、スピットン６は、うがいをした後の口腔内の水を吐き捨てるため、鉢状とされている。そしてスピットン６に排出された唾液や水は、ウオーターユニット中の排水トラップを介して排出される。ここで、スピットン６は、患者の正面側に向かって水平面内で回動可能とされている。これにより患者の目の前にスピットン６を配置することができ、利便性を向上させている。
【００２９】
ドクターユニット３０は、患者用椅子１０の側方のうちアシスタントユニット４とは反対側の側方に設けられ、作業台３１、第一アーム４０、及び第二アーム４５を有している。
作業台３１は、施術者が必要とする各器具やスイッチ等が備えられる部位である。具体的には、作業台３１はその上面に作業面３１ａを具備し、患者用椅子１０の背面側端部には、施術者が施術の際に使用するハンドピース群３２、及びこれを収納するホルダーが設けられている。ハンドピース群３２に含まれるハンドピースとしては、例えば、エアタービン、マイクロモータ、スケーラ、シリンジ等を挙げることができる。ほとんど全てのハンドピースは、チューブ類を介して、電気回路、水回路、エア回路等と連結されている。また、作業面３１ａとホルダーとの間には操作パネル３３が具備されている。操作パネル３３には、各種操作スイッチ類が設けられており、例えば患者用椅子１０の傾倒起立、昇降操作、歯科用照明２の点灯消灯の切り替え等が可能となっている。
このように、施術者が操作したり、取り扱ったりする器具や部位は、作業台３１のうち、患者用椅子１０の背面側に集められている。これにより患者の頭部付近で施術を進める施術者の利便が図られている。
【００３０】
第一アーム４０は、中空棒状のいわゆるアーム部材であり、その一端が基台２０の下部に配置され、水平面内で回動可能とされている。従って第一アーム４０は、図２に矢印IIaで示した方向に回動することが可能である。
第二アーム４５も、中空棒状のアーム部材である。第二アーム４５の一端は、第一アーム４０の端部のうち、基台２０側とは反対側である他端に配置され、これを軸に水平面内で回動可能とされている。従って第二アーム４５は、図２に矢印IIbで示した方向に回動することができる。また、第二アーム４５の他端には、作業台３１が配置され、水平面内で回動可能とされている。従って、作業台３１は図２に矢印IIcで示した方向に回動することができる。
【００３１】
次に干渉検知装置５０について説明する。上記したように第一アーム４０、第二アーム４５、及び作業台３１は水平面内で個別に回動することができるように構成されている。これにより、施術者は作業台３１を所望の位置に自在に移動（回動）させることができる。しかしながら一方で、このように自由度高く移動（回動）自在であることにより、作業台が患者用椅子１０の可動範囲に入ってしまうこともあり、作業台３１と患者用椅子１０との衝突を未然に防ぐ必要がある。これに対して、干渉検知装置５０は、作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲内に入る可能性があるときには患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。以下、詳しく説明する。
【００３２】
図３に干渉検知装置５０の構成を概念的に表わした。干渉検知装置５０は、第一回転子５１、及び第二回転子５２を備え、第一回転子５１と第二回転子５２との間に伝達ベルト５３が掛け渡されて構成される。さらに干渉検知装置５０は、被検知手段としての停止位置決め部材５５、検知手段５６、及び停止指令装置５７を備えている。
【００３３】
第一回転子５１は、第一アーム４０の回動軸うち、基台２０側の回動軸と同軸である回転子であり、回転自在に設けられている。
第二回転子５２は、第一アーム４０と第二アーム４５とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子である。そして当該第二回転子５２は第二アーム４５の回動（図２、図３に矢印IIbで示した回動）に追随して回動することができる。また、当該第二回転子５２の回動により、ここに掛けられている伝達ベルト５３が回動する。
このような第一回転子５１、第二回転子５２、及び伝達ベルト５３の具体的な構成は特に限定されるものではないが、例えば第一回転子５１、第二回転子５２がプーリであり、伝達ベルト５３がベルトにより構成される例を挙げることができる。
【００３４】
停止位置決め部材５５は、被検知手段として機能する部材であり、後述する検知手段５６により検出される部材である。従って、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知されることにより、後述する停止指令装置５７が作動する。停止位置決め部材５５は、伝達ベルト５３に備えられ、当該伝達ベルト５３の動作に応じて回動（移動）することができるように構成されている。すなわち、停止位置決め部材５５の回動量（移動量）の積算値として物理量である座標位置（移動量）を変化させることが可能である。
そして、停止位置決め部材５５が配置される位置は、ドクターユニット３０の少なくとも一部が患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の可動範囲内に入る可能性がある姿勢となった時に、検知手段５６に検知される位置である。これにより、第一アーム４０、第二アーム４５、及び作業台３１の全ての移動（回動）によるドクターユニット３０の姿勢に対して、１つの検知手段５６により、患者用椅子１０の可動範囲とドクターユニット３０の可動範囲との重なりの有無の判断をすることができる。実際にどのように検知されるかについては後で詳しく説明する。
【００３５】
検知手段５６は、上記した被検知手段としての停止位置決め部材５５を検知して、後述する停止指令装置５７に信号を送る手段である。検知手段５６は停止位置決め部材５５を検知することができれば、その具体的態様は限定されることはないが、これには例えばマイクロスイッチや光学センサ等を挙げることができる。
【００３６】
停止指令装置５７は、検知手段５６からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、検知手段５６からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００３７】
上記したような歯科ユニット１により、簡易な構成で確実にドクターユニット３０と患者用椅子１０との衝突を未然に防ぐことができる。詳しくは次の通りである。ドクターユニットが複数のアーム（４０、４５）の連結により構成され、該アームのそれぞれが回動可能である場合には、作業台の移動（回動）の自由度が高く、利便性に優れる。このようなドクターユニット対し、複数のアームの各回動軸に対して回転検出器等のセンサを取り付けてこれを電気的に集計演算してドクターユニットの姿勢を把握することは可能である。しかしながら、この場合には各回転軸に検出手段が必要であり、その演算も複雑となる傾向にあり、信頼性も低下する。これに対して、歯科ユニット１では、１つの被検知手段５５及び１つの検知手段５６によりこれを行うことが可能であり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い。また被検知手段５５においてその変化は座標の変化という物理量であり、かかる観点からも信頼性が高い。
また、検知手段５６がアームの内側に隠蔽されているので、外観への影響も少なく、人の動き等の外乱も受け難いことから、さらに作動の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
次に、第一アーム４０、第二アーム４５の回動に対してどのように干渉検知装置５０が作動するかについて具体例を挙げて説明する。図４〜図６に説明のための図を示した。
前提として、予め次のような設定をする。すなわち、ドクターユニット３０の作業台３１自体の回動可能範囲の少なくとも一部が、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の軌道の範囲に重なる可能性があるときに、干渉検知装置５０の検知手段５６が停止位置決め部材５５を検知できるように、該停止位置決め部材５５を配置する位置を決めて配置する。これにより以下に説明する場面で、適切に患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止することができる。
【００３９】
図３に示したドクターユニット３０の姿勢では、ドクターユニット３０（作業台３１）は患者用椅子１０の可動範囲内に侵入する可能性はなく、検知手段５６は停止位置決め部材５５を検知していない。
図３に示した姿勢から図４のように第一アーム４０を矢印IVaで示した方向に回動させる。すると、直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合には患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して、第一アーム４０の矢印IVaで示した回動にともなって、第二回転子５２が一点鎖線の円で示した位置から矢印IVbで示した回動をする。すると、伝達ベルト５３も同様にその角度を変え、ここに備えられる停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知可能な位置にまで回動する。ここで第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印IVcに示したように回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
【００４０】
他の例として、図３に示した姿勢から図５のように第二アーム４５を矢印Vaで示した方向に回動させることを考える。すると、直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合にも患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して、上記したように第二回転子５２は、第二アーム４５の回動に追随して矢印Vbで示した回動をする。そして当該第二回転子５２の回動により伝達ベルト５３が矢印Vcで示したように回動し、これにより停止位置決め部材５５が回動する。ここで、第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印Vdに示したように回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
【００４１】
さらに、他の例として図３に示した姿勢から図６のように第一アーム４０、第二アーム４５を同時に矢印VIa、VIbで示した方向に回動させることを考える。すると、この場合にも直線の一点鎖線で示した患者用椅子１０の可動範囲に作業台３１の一部が重なる。かかる場合にも患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対して干渉検知装置５０では、図４、図５で説明した各動作を合わせた動作により停止位置決め部材５５が回動する。すなわち、第一アーム４０の回動に対しては、該第一アーム４０の矢印VIaで示した回動にともなって、第二回転子５２が一点鎖線の円で示した位置から矢印VIcで示した回動をする。すると、伝達ベルト５３も同様にその角度を変え、ここに備えられる停止位置決め部材５５が検知手段５６に近づくように回動する。ここで第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印VIfに示した方向に回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。
一方、第二アーム４５の回動に対しては、第二回転子５２は、第二アーム４５の回動に追随して矢印VIdで示した回動をする。そして当該第二回転子５２の回動により伝達ベルト５３が矢印VIeで示したように回動し、これにより停止位置決め部材５５が回動する。ここで、第一回転子５１は上記したように回動自在であるから、第一回転子５１は、矢印VIfに示した方向に回動し、第二回転子５２、伝達ベルト５３、及び停止位置決め部材５５の上記回動を円滑に行わせることができる。
以上より、停止位置決め部材５５が検知手段５６に検知される位置にまで回動されて検知され、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止される。
本例では、第一アーム４０、第二アーム４５のそれぞれの回動量は小さいが、両者の回動量を合わせると作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲内に入ることになる。干渉検知装置５０ではこのような場合にも停止位置決め部材５５が検知手段５６により検知される状態になり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止することができる。
【００４２】
また、逆に患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止された図４〜図６の姿勢から、第一アーム４０、第二アーム４５を回動させ、ドクターユニット３０が患者用椅子１０の可動範囲から外れるようにした場合には、再度患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を許容する必要がある。このときには、干渉検知装置５０では、上記を遡るように停止位置決め部材５５が回動する。これにより停止位置決め部材５５は検知手段５６により検知されなくなり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を許容することができる。
【００４３】
本実施形態の歯科ユニット１における干渉検知装置５０では、第一アーム４０及び第二アーム４５の回動を１つの被検知手段５５、及び検知手段５６により検知することとし、作業台３１自体の回動は、停止位置決め部材５５を配置する位置を予め考慮することで、作業台３１の回動自体は検知することなしに、可動範囲の重なりの可能性を判断する。しかしながら、さらに作業台３１の回動を伝達させて、停止位置決め部材を移動（回動）させる機構を用いて可動範囲の重なり位置を検知させてもよい。これによれば、干渉検知装置５０よりも、若干機構が複雑になるものの、実際に作業台３１が患者用椅子１０の可動範囲に侵入する姿勢か否かで判断することができ、作業台３１を移動（回動）させることのできる自由度を高くすることが可能となる。
具体的には、作業台３１の回動軸に同軸でこれに連動する第三回転子を設け、該第三回転子と上記第二回転子５２とをかけ渡すように第二の伝達ベルトを配置することを挙げることができる。
【００４４】
図７は、第二実施形態に係る歯科ユニット１０１のうち、干渉検知装置１５０を概念的に示した図であり、図３に相当する図である。歯科ユニット１０１の干渉検知装置１５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００４５】
干渉検知装置１５０は、第一回転子１５１、第二回転子１５２、第三回転子１５３、ワイヤ１５４、１５５、１５６、及びタンクユニット１６０、及び停止指令装置１６６を備えている。
第一回転子１５１は、第一アーム４０の回動軸うち、基台２０側の回動軸と同軸の回転子で、第一アーム４０の回動（図２に矢印IIaで示した回動）に追随して回動することができる。
第二回転子１５２は、第一アーム４０と第二アーム４５とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子で、第二アーム４５の回動（図２に矢印IIbで示した回動）に追随して回動することができる。
第三回転子１５３は、第二アーム４５と作業台３１とが回動可能に連結された回動軸と同軸の回転子で、作業台３１の回動（図２に矢印IIcで示した回動）に追随して回動することができる。
【００４６】
ワイヤ１５４は、第一回転子１５１の回転をタンクユニット１６０に伝達する部材である。ワイヤ１５４は、第一回転子１５１、すなわち第一アーム４０の回転によって巻き取られ、及び巻き戻される構成とされている。図７では見易さのため、ワイヤ１５４及びこれをガイドするプーリは第一アーム４０の外側に記載しているが、実際には、いずれも第一アーム４０の内側に配置されている。他のワイヤ１５５、１５６も第二回転子１５２、第三回転子１５３について同じである。
【００４７】
タンクユニット１６０は、ドクターユニット３０が患者用椅子１０の可動範囲内に存在するかに関して被検知手段と検知手段とを有する装置である。タンクユニット１６０は、タンク１６１、被検知手段として機能する作動流体である作動気体１６１ａ、シリンダ１６２、１６３、１６４、及び検知手段としての圧力センサ１６５を備えている。
タンク１６１は、箱状の部材であり、その内側には被検知手段として機能する作動流体である作動気体１６１ａが充填されている。作動気体として用いられる気体の種類は特に限定されることはないが、負圧とされた空気や負圧とされたガス等を挙げることができる。また、作動流体は気体であることが好ましいが、液体でも可能である。
シリンダ１６２、１６３、１６４は、シリンダ状の部材であり、図７に直線矢印で示したように、その一端側がタンク１６１の内部に対して突没できるように取り付けられている。シリンダ１６２、１６３、１６４は、上記したワイヤ１５４、１５５、１５６にそれぞれ連結されている。従って、シリンダ１６２、１６３、１６４の突没のうち、タンク１６１から退避する方向（「没」に相当する方向）への移動は、ワイヤ１５４、１５５、１５６が巻き取られて引っ張られることにより行われる。一方、タンク１６１内へ侵入する方向（「突」に相当する方向）への移動は、作動流体１６１ａの負圧による引っ張り力により行われる。
圧力センサ１６５は、作動気体１６１ａの圧力を検知する検知手段としてのセンサである。
【００４８】
停止指令装置１６６は、圧力センサ１６５からの信号を受信して、所定の圧力以下の圧力が検知されたときに、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、圧力センサ１６５からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００４９】
このような干渉検知装置１５０により、どのように患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が禁止されるかについて例により説明する。図８、図９に説明図を示した。
前提として、予め次のような設定をする。すなわち、ドクターユニット３０の作業台３１の少なくとも一部が、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立の可動の範囲に重なるときにおけるタンク１６１内の作動気体１６１ａの圧力を閾値とする。この圧力以下の圧力が検出されたときに患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより、次のような場面で、適切に患者用椅子の昇降、傾倒起立を許容・禁止することができる。
【００５０】
図７に示したドクターユニット３０の姿勢では、患者用椅子１０が昇降、傾倒起立してもドクターユニット３０に衝突することはなく、この時の作動気体１６１ａ内の圧力は閾値より高い。図７に示した姿勢から図８（ａ）のように第一アーム４０を矢印VIIIaで示した方向に回動させる。しかし、この回動によってはまだ、患者用椅子１０が昇降、傾倒起立してもドクターユニット３０に衝突することはない。このとき、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、シリンダ１６２も合わせて引っ張られるので、シリンダ１６２がタンク１６１から退避する方向へ移動する（図８（ａ）の直線矢印参照）。これにより作動気体１６１ａの圧力は減少し、これを圧力センサ１６５は検知しているが、閾値を超えていないため、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止しない。
【００５１】
一方、図７に示した姿勢から図８（ｂ）のように第一アーム４０を矢印VIIIbで示した方向に回動させる。この回動によれば、患者用椅子１０の可能範囲内にドクターユニット３０が侵入していることになるので、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対し、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、シリンダ１６２も合わせて引っ張られるので、シリンダ１６２がタンク１６１内から退避する方向へ大きく移動する（図８（ｂ）の直線矢印参照）。これにより作動気体１６１ａの圧力は減少し、これを圧力センサ１６５が検知する。この圧力は、閾値を超えているので、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００５２】
図７に示した姿勢から図９のように第一アーム４０を矢印IXa、第二アーム４５を矢印IXb、作業台３１を矢印IXcで示した方向にそれぞれ回動させる。この回動によれば、それぞれの回動量は小さいが、最終的に患者用椅子１０の可能範囲内にドクターユニット３０が侵入していることになるので、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する必要がある。これに対し、第一回転子１５１の回動によりワイヤ１５４が引っ張られ、合わせてシリンダ１６２も引っ張られる。また、第二回転子１５２の回動によりワイヤ１５５が引っ張られ、合わせてシリンダ１６３が引っ張られ、第三回転子１５３の回動によりワイヤ１５６が引っ張られ、合わせてシリンダ１６４が引っ張られる。これにより、各シリンダ１６２、１６３、１６４がタンク１６１から退避する方向に移動する（図９の直線矢印参照）。当該シリンダ１６２、１６３、１６４の移動により、作動気体１６１ａの圧力はシリンダ１６２、１６３、１６４の退避（移動）量に応じた積算値として減少し、これを圧力センサ１６５が検知する。この圧力は、閾値を超えているので、停止指令装置１６６は患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
逆に作業台３１を患者用椅子１０の可動範囲から遠ざけるように移動すれば、ワイヤ１５４、１５５、１５６は巻き戻されて、シリンダ１６２、１６３、１６４は、作動流体１６１ａの負圧力によりタンクに侵入する側に移動する。これにより、作動流体の圧力も高くなり、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が許容される。
【００５３】
以上のような干渉検知装置１５０によっても、１つの検知手段１６５により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い。また被検知手段である作動気体１６１ａにおいてその変化は圧力の変化という物理量であり、かかる観点からも信頼性が高いと言える。
また、タンクユニット１６０を歯科ユニット１０１の内側に隠蔽して配置できるので、外観への影響も少なく、人の動き等の外乱も受け難いことから、さらに信頼性を向上させることも可能である。
【００５４】
本実施形態では、タンクユニット１６０の各シリンダ１６２、１６３、１６４の太さを同じとしたが、アームや作業台の回動量がドクターユニット全体の移動量に与える影響の大小に合わせて各シリンダの太さを変えてもよい。または、アームや作業台の回動量がドクターユニット全体の移動量に与える影響の大小に合わせて、ワイヤ１５４、１５５、１５６の巻き取り比を調整してもよい。
【００５５】
図１０は、参考例にかかる歯科ユニット２０１のうち、干渉検知装置２５０を模式的に表わした図であり、図３に相当する図である。歯科ユニット２０１の干渉検知装置２５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００５６】
干渉検知装置２５０は、発光受光装置２５１、反射部材２５２、２５３、及び停止指令装置２５４を備えている。
発光受光装置２５１は、検知手段として機能し、光を出射するとともに反射光を受光することができる装置であり、図１０に一点鎖線で示したように、患者用椅子１０の側面のうちドクターユニット３０が備えられた側の側面に沿って光を出射している。
反射部材２５２、２５３は、該反射部材２５２、２５３の傾き角度によらず光を正反対の方向に反射することができる部材であり、いわゆる楕円反射板である。反射部材２５２、２５３は平面視略矩形である作業台３１の４隅のうち、患者用椅子１０に近い側の２つの隅のそれぞれに設置されている。
停止指令装置２５４は、発光受光装置２５１からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、発光受光装置２５１からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００５７】
干渉検知装置２５０では、ドクターユニット３０の作業台３１が、患者用椅子１０に近づくと、図１０に一点鎖線で示した発光受光装置２５１が出射する光が、反射部材２５２、２５３に当たり、反射する。発光受光装置２５１は、この反射光を受光して、その旨の信号を停止指令装置２５４に送信し、信号を受けた停止指令装置２５４は、患者用椅子１０にその昇降、傾倒起立を禁止する指令を出す。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００５８】
このような干渉検知装置２５０を有する歯科ユニット２０１によっても、１つの検知手段により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い歯科ユニットを提供することができる。
【００５９】
図１１は、他の参考例に係る歯科ユニット３０１のうち、干渉検知装置３５０を模式的に示した図であり、図３に対応する図である。歯科ユニット３０１の干渉検知装置３５０以外の構成は、上記した歯科ユニット１と共通なのでここでは説明を省略する。
【００６０】
干渉検知装置３５０は、光電センサ３５１、及び停止指令装置３５２を備えている。
光電センサ３５１は、検出手段として機能し、光を出射するとともに反射光を受光することができる装置である。光電センサ３５１は患者用椅子１０の側面のうち、背もたれ１２のドクターユニット３０が備えられた側の側面に取り付けられている。そして、上下に向かって光を出射し、反射光を受光することができるように構成されている。
停止指令装置３５２は、光電センサ３５１からの信号を受信して、患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する旨の信号を出力する装置である。かかる装置であれば、その態様は限定されるものではないが、例えば、光電センサ３５１からの入力情報を受け入れる入力ポート、演算式やデータ情報等が記憶されたＲＯＭ、演算の作業領域としてのＲＡＭ、演算が行われる中央演算子、及び演算結果として患者用椅子１０の昇降、傾倒起立を禁止する信号を出力する出力ポートを備える演算装置を挙げることができる。
【００６１】
干渉検知装置３５０では、ドクターユニット３０の作業台３１が、患者用椅子１０の上方、又は下方に入ったときには、光電センサ３５１が出射する光が、作業台３１に反射する。光電センサ３５１は、この反射光を受光して、その旨の信号を停止指令装置３５２に送信し、信号を受けた停止指令装置３５２は、患者用椅子１０にその昇降、傾倒起立を禁止する指令を出す。これにより患者用椅子１０の昇降、傾倒起立が適切に禁止される。
【００６２】
このような干渉位置検出手段３５０を有する歯科ユニット３０１によっても、１つの検知手段により干渉の有無の検知を行うことが可能となり、構成が簡易であるとともに、信頼性も高い歯科ユニットを提供することができる。
【００６３】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う歯科ユニットもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００６４】
１ 歯科ユニット
２ 歯科用照明
３ アーム
４ アシスタントユニット
５ アシスタントハンガー
５ａ ハンガー部
５ｂ ハンガー支柱
６ スピットン
７ 給水装置
１０ 患者用椅子
１１ 着座部
１３ ヘッドレスト
１４ レッグレスト
１５ フットレスト
２０ 基台
２１ フットスイッチ
３０ ドクターユニット
３１ 作業台
３１ａ 作業面
３２ ハンドピース群
３３ 操作パネル
４０ 第一アーム
４５ 第二アーム
５０ 干渉検知装置
５１ 第一回転子
５２ 第二回転子
５３ 伝達ベルト
５５ 停止位置決め部材（被検知手段）
５６ 検知手段
５７ 停止指令装置
１０１ 歯科ユニット
１５０ 干渉検知装置
１５１ 第一回転子
１５２ 第二回転子
１５３ 第三回転子
１５４、１５５、１５６ ワイヤ
１６０ タンクユニット
１６１ タンク
１６１ａ 作動気体（被検知手段）
１６２、１６３、１６４ シリンダ
１６５ 圧力センサ（検知手段）
１６６ 停止指令装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台の上方に昇降動可能に設けられた着座部、前記着座部に対して回動して傾倒起立可能である背もたれ、及び該背もたれの端部に設けられるヘッドレストを備える患者用椅子と、
前記基台及び前記患者用椅子に近接して配置され、前記基台側に配置された一端側を軸に回動可能に設けられた第一アーム、前記第一アームの他端側に一端側を軸として回動可能に配置された第二アーム、及び前記第二アームの他端側を軸に回動可能に具備され、治療に用いられる器具が配置された作業台を有するドクターユニットと、
前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立の可動範囲内に前記ドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置と、を備え、
前記干渉検知装置は、前記第一アームの回動量と前記第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段と、該被検知手段の前記物理量を検知する１つの検知手段と、前記検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段と、を具備する歯科ユニット。
【請求項２】
前記干渉検知装置は、
前記ドクターユニットの前記第一アームの回動軸と同軸に回動自在に設けられた第一回転子と、
前記第二アームに連動して回動する第二回転子と、
前記第一回転子及び前記第二回転子に掛け渡され、前記被検知手段が具備された伝達ベルトと、を備え、
前記被検知手段は、前記第一アーム、及び前記第二アームの回動による前記伝達ベルトの回動に追随してその位置を変更可能であり、
前記検知手段は、前記被検知手段が所定の位置に達したときに前記検知手段が前記被検知手段を検知する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の歯科ユニット。
【請求項３】
前記干渉検知装置は、
前記ドクターユニットの前記第一アームに連動して回動する第一回転子と、
前記第二アームに連動して回動する第二回転子と、
前記第一回転子及び前記第二回転子のそれぞれに設けられたワイヤと、を備え、
前記被検知手段は箱体の内側に充填された作動流体であるとともに、前記検知手段が圧力センサであり、
前記第一回転子の回動、及び前記第二回転子の回動に基づいて前記ワイヤが前記作動流体の圧力を変更することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の歯科ユニット。
【請求項１】
基台と、
前記基台の上方に昇降動可能に設けられた着座部、前記着座部に対して回動して傾倒起立可能である背もたれ、及び該背もたれの端部に設けられるヘッドレストを備える患者用椅子と、
前記基台及び前記患者用椅子に近接して配置され、前記基台側に配置された一端側を軸に回動可能に設けられた第一アーム、前記第一アームの他端側に一端側を軸として回動可能に配置された第二アーム、及び前記第二アームの他端側を軸に回動可能に具備され、治療に用いられる器具が配置された作業台を有するドクターユニットと、
前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立の可動範囲内に前記ドクターユニットの少なくとも一部が侵入する可能性があるときに、前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止する干渉検知装置と、を備え、
前記干渉検知装置は、前記第一アームの回動量と前記第二アームの回動量とを積算値として物理量を変化させる１つの被検知手段と、該被検知手段の前記物理量を検知する１つの検知手段と、前記検知手段に接続されて該検知手段からの情報に基づいて前記患者用椅子の昇降及び傾倒起立を禁止可能に設けられる停止指令手段と、を具備する歯科ユニット。
【請求項２】
前記干渉検知装置は、
前記ドクターユニットの前記第一アームの回動軸と同軸に回動自在に設けられた第一回転子と、
前記第二アームに連動して回動する第二回転子と、
前記第一回転子及び前記第二回転子に掛け渡され、前記被検知手段が具備された伝達ベルトと、を備え、
前記被検知手段は、前記第一アーム、及び前記第二アームの回動による前記伝達ベルトの回動に追随してその位置を変更可能であり、
前記検知手段は、前記被検知手段が所定の位置に達したときに前記検知手段が前記被検知手段を検知する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の歯科ユニット。
【請求項３】
前記干渉検知装置は、
前記ドクターユニットの前記第一アームに連動して回動する第一回転子と、
前記第二アームに連動して回動する第二回転子と、
前記第一回転子及び前記第二回転子のそれぞれに設けられたワイヤと、を備え、
前記被検知手段は箱体の内側に充填された作動流体であるとともに、前記検知手段が圧力センサであり、
前記第一回転子の回動、及び前記第二回転子の回動に基づいて前記ワイヤが前記作動流体の圧力を変更することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の歯科ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−７２４１８（Ｐ２０１１−７２４１８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２５２２１（Ｐ２００９−２２５２２１）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１８１２１７）株式会社ジーシー (279)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１８１２１７）株式会社ジーシー (279)
【Ｆターム（参考）】
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