JPH0724095Y2 - 歯科用自動コップ給水装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、歯科診療の際にうがい
水を入れるコップの自動給水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動コップ給水装置は、バネによ
り支持されたコップ受け台にコップが載せられたときコ
ップの自重によるコップ受け台の変位を検知して 給水
を開始し、所定水量を検知して給水を停止する装置であ
って、その検知手段には、電気式のもの（例えば、特公
昭６１−４１２２２号）や空気式のもの（特公昭５７−
３５７８０号）が知られている。いずれもコップの検出
をバネの変位によって行うので、ステンレス鋼等の金属
製の自重の大きいコップには適するものであった。

【０００３】金属製コップは、患者の使用後には洗浄消
毒して繰り返し使用することを前提としているので、洗
浄滅菌が不完全であると患者間で感染症が発生する恐れ
があり、使い捨ての紙製又はプラスティク製のコップの
使用が推奨されている。紙製等の軽量のコップでは、上
記の装置ではバネの変位が小さくてコップ受け台上のコ
ップを検出できないが、この紙製コップに光反射性テー
プを添着しておき、コップ受け台の周囲に配置された光
センサーにより、テープから反射した光を検出して、コ
ップを検知する方式の自動給水装置が提案されている
（特開平２−４３６１号）。

【０００４】

【考案が解決しょうとする課題】コップに添着された光
反射性テープは、照射光の反射能を高めるので、例えば
透明なプラスティック製のコップを利用する場合には光
センサーによる検出に有効であるが、使用する市販のコ
ップ全てに光反射性テープを付着するのは煩わしく、特
にコップ受け台に載置したとき光センサーにより検知可
能なコップ表面の面域にテープを添着しなければなら
ず、結局、使用されている自動給水装置に適した光反射
性マークを付した専用のコップを使用しなれけばならな
い。

【０００５】光反射性テープ等のマークを何ら付着しな
いで、市販の紙製コップを使用しようとすると、そのコ
ップ表面の反射能が低いことを想定して、光センサーの
検出感度を高める必要があるが、この場合に、自動給水
装置のコップ受け台にコップが載っていない時でも、室
内灯や特に口腔照明灯からの光に感応して、給水すると
言う誤動作を起こす可能性があり、これを回避するため
には、光センサーにおいて、コップからの反射光と室内
光とを識別する機能を有する必要がある。

【０００６】本考案は、上記問題に鑑み、一般市販の紙
製等の軽量コップをうがい水用に使用するための光セン
サーによるコップ検知機構を備えた自動コップ給水装置
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案の自動コップ給水
装置は、 装置基台上に設けられたコップ受け台の上方
に給水口を有する給水管を内蔵した給水管套体が当該装
置基台に立設され、当該コップ受け台上に載せられたコ
ップを検知して当該コップに給水を開始する歯科用自動
コップ給水装置であるが、当該給水管套体には、その側
面に透光部が設けられ、発光ダイオードから成る照射部
と、当該照射部から照射されて当該コップの表面で反射
した光を検出するフォトトランジスターから成る受光部
と、が当該透光部の背後に内蔵されており、当該発光ダ
イオードが照射して当該コップの表面で反射した光を検
出した受光部の電気信号により当該コップに給水を開始
するようにしたことを特徴とするものである。本装置に
は、当該透光部には、当該発光ダイオードの発光波長の
反射光を透過するフィルターが備えられているのが望ま
しい。

【０００８】特に、上記照射部の発光ダイオードを一定
の周波数で周期発光させる発振回路と、当該受光部のフ
ォトトランジスターからの出力信号を当該周波数で通過
瀘波するフィルター回路と、当該フィルター回路を通過
した出力信号によって当該給水管に接続された電磁開閉
弁を開かせるための給水信号を発生させる制御回路と、
からなる制御装置を備えた歯科用自動コップ給水装置が
好ましく採用される。

【０００９】

【作用】本考案の自動コップ給水装置においては、照射
部と受光部とからなる光センサーによってコップ受け台
上のコップを検知するものであるから、従来使用の金属
製コップと共に軽量の紙製コップであってもよく、従っ
て、紙コップでは使い捨てにすることができるから、洗
浄滅菌の手間が省け、且つ衛生上も優れている。又、こ
のセンサーが給水管を収容している給水管套体３の側面
内側に収容されているから、術者等のコップの載せ変え
時においてもセンサーが邪魔にならずに好都合である。

【００１０】当該給水管套体の透光部には当該発光ダイ
オードの発光波長の反射光を透過するフィルターが備え
られているから、発光ダイオードの発する光がコップ表
面から反射したその光を優先的に透過して、フォトトラ
ンジスターで受光し、他方室内灯からの光や自然光は抑
制されるので、コップ受け台にコップが載せられていな
いときでも、室内光等による誤動作を防止することがで
きる。特に、蛍光灯やハロゲン灯の特有波長光を遮断し
て、当該発光ダイオードの波長光を透過するような特性
のフィルターを利用すれば、フォトトランジスターの受
光面で、このような外乱光を完全に除去することができ
る。

【００１１】発振回路の一定周波数の交流乃至パルス電
流で発光ダイオードを励起すると、発光ダイオードから
の光の強度はその周波数で変調されており、この光のコ
ップ表面での反射光を受光したフォトトランジスターの
出力信号をフィルター回路で当該周波数で帯域瀘波する
とフィルター回路からの出力は、発光ダイオードからの
コップ表面での反射光による出力を含むが、当該周波数
に商用交流電力の周波波数より相当高い周波数を選べ
ば、蛍光灯からの光の出力を当該フイルター回路で除去
することが極めて容易となり、室内光や自然光による外
乱を排除することができる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を以下に、図面により説明す
る。図１（Ｂ）は、本装置の外観図であるが、基台１に
は、コップ受け台２が設けられ、当該コップ受け台２の
横側には給水管套体３が立設され、その套体３の上部に
は、当該コップ受け台２の上方に位置するように、下方
に注水可能な給水口４が設けられている。

【００１３】図１（Ａ）は、本装置の部分断面図であ
る。この図で、基台１の上面にあるコップ受け台２の下
側に棒状部材２１が突設されて、バネ２２を介して、支
持され、棒状部材２１の先端先方には、発光ダイオード
２３とフォトトランジスター２４とから成る光センサー
が設けられており、その光センサーは、当該コップ受け
台上に載せたコップ１０に所定量の水が満たされたとき
には、その水の重量によりバネ２２が変位して、当該受
け台が降下して、棒状部材２１の先端がそのセンサーの
光路を遮断するように配置されている。

【００１４】給水管套体３には、当該コップ受け台上に
載せたコップ１０の外周面に対面する当該套体３側面に
透光部３１が設けられ、その透光部３１の背後の当該套
体３内側空所に、発光ダイオード３３とフォトトランジ
スター３５とから成る光センサーが設けられており、当
該発光ダイオード３３とその発光側に配置した集光レン
ズ３４をもって照射部とし、フォトトランジスター３５
とその受光面前に固定した集光レンズ３６とをもって受
光部としている。

【００１５】発光ダイオード３３が発する光は、集光レ
ンズ３４と当該透光部３１を透過して、当該コップ１０
の表面に達して反射し、その反射光の一部は当該透光部
３１と集光レンズ３６とを透過して、フォトトランジス
ター３５の受光面に達するように配置されている。発光
ダイオード３３には、特有波長のレーザ光を発するレー
ザダイオードを利用することができるが、この特有波長
は、蛍光灯の発光スペクトルの輝線に含まれないものが
好都合である。

【００１６】給水管套体３側面の当該透光部３１には、
板状のフイルター３２が、少なくとも当該コップ表面か
らフォトトランジスター３５の受光面に達する反射光を
透過するように、装着されている。このフイルター３２
には、当該発光ダイオード３３が発する波長の光を透過
するが、室内用蛍光灯が発する特性波長の光をできるだ
け減衰させる特性のものが採用される。そうすれば、蛍
光灯からの光をフォトトランジスター３５の受光面から
遮断して、同時にコップ表面の反射率が低い場合でもフ
ォトトランジスター３５の出力の相対感度を高めること
ができる。

【００１７】図２は、本考案の自動コップ給水装置の制
御系システムの実施例を示す図であるが、発光ダイオー
ド３３には、発振器０ＳＣからの発振電流が供給され
て、発光ダイオード３３の発光強度は当該発振電流によ
り振幅変調を受けて周期的に変化する。

【００１８】他方、フォトトランジスター３５からの出
力信号は、フィルター回路Ｆを通過させて、最終的に
は、制御回路、本例では、出力増幅回路ＰＡによりリレ
ーＲ１を作動させて給水管の途中に接続した電磁遮蔽弁
４２を開かせて、給水口４からコップ内に給水する。

【００１９】このフィルター回路Ｆは、当該発振器０Ｓ
Ｃからの発振電流の周波数を透過させる帯域フィルター
か高域通過（ハイパス）フィルターが使用される。そし
て、発振周波数に例えば１ｋＨｚを使用して、このフィ
ルター回路Ｆには例えば５００Ｈｚ以下の周波数を減衰
遮断するように設計すれば、蛍光灯からの光の出力信号
１００ないし１２０Ｈｚはフィルター回路Ｆの出力には
現れない。そこで、発光ダイオード３３からのコップ表
面での反射光に対しては、フォトトランジスター３５か
らのその出力信号はフィルター回路Ｆを透過するが、蛍
光灯や太陽からの外乱光の影響が除去されるので、コッ
プをコップ受け台２上に載せていないときは、発光ダイ
オード３３から光も上記外乱光もフィルター回路Ｆには
出力信号を発生させず、従って、リレーＲ１を作動させ
ず、遮蔽弁４２は閉止した状態を維持する。

【００２０】図２に示した制御系では、フィルター回路
Ｆと出力増幅回路ＰＡとの間にＡＮＤ回路を設けて、発
振器０ＳＣからのパルス状の発振信号とフィルター回路
Ｆの出力信号との論理和信号だけを採取して、雑音信号
を除去して、誤動作の防止を一層確実にしている。

【００２１】このように、コップ受け台２上にコップ１
０を検知して、コップ１０内に給水を開始した後、コッ
プ１０内の水が増加するに従ってコップ受け台２は下方
に低下するが、その棒状部材２１の先端がセンサーの光
路を遮断して、フォトトランジスター２４の出力の変位
を検知して、給水停止用リレーＲ２を開放して、電磁遮
断弁４２を閉止させ、給水を停止する。満水したコップ
１０を取り上げても、もはや給水口４からは注水するこ
とがなく、次に新たなコップがコップ受け台２に載置さ
れたときに、上記の過程に従って給水が開始される。

【００２２】

【考案の効果】本考案の自動コップ給水装置において
は、照射部と受光部とからなる光センサーによってコッ
プ受け台上のコップを検知するものであるから、軽量の
紙製コップであってもよく、従って、紙コップを使い捨
てにすることができるから、洗浄滅菌の手間が省け、且
つ衛生上も優れている。又、このセンサーが給水管を収
容している給水管套体３の側面内側に収容されているか
ら、術者等のコップの載せ変え時においてもセンサーが
邪魔にならずに好都合である。

【００２３】受光部のフォトトランジスターの受光面前
面にはフィルターが設けられていれば、蛍光灯の光など
の外乱光の当該受光面への入射を阻止して、室内光によ
る誤動作を阻止することができる。

【００２４】また、照射部の発光ダイオードは、一定の
周波数の発振電流が供給されて、周期強度変化を有する
光を発し、また受光部のフォトトランジスターの出力は
当該周波数を透過するフィルター回路を通過して、給水
制御回路を制御すれば、当該フィルター回路からの制御
信号は、当該発光ダイオードからの発光によりコップ表
面での反射光のみが検出するので、蛍光灯の外乱の影響
が排除され、コップ受け台にコップが載せられていない
ときに給水するような誤動作を確実に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動コップ給水装置の断面図（Ａ）とその斜視
図（Ｂ）。

【図２】自動コップ給水装置の制御系システテム図。

【符号の説明】

１ 基台 １０ コップ ２ コップ受け台 ３ 給水管套体 ３１ 透光部 ３２ フィルター ３３ 発光ダイオード ３５ フォトトランジスター ４ 給水口 ４１ 給水管 ４２ 電磁遮断弁 ０ＳＣ 発振器 Ｆ フィルター回路 ＡＮＤ ＡＮＤ回路 Ｒ１ 給水開始用リレー Ｒ２ 給水停止用リレー

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置基台上に設けられたコップ受け台の
   上方に給水口を有する給水管を内蔵した給水管套体が当
   該装置基台に立設され、当該コップ受け台上に載せられ
   たコップを検知して当該コップに給水を開始する歯科用
   自動コップ給水装置において、 当該給水管套体には、その側面に透光部が設けられ、発
   光ダイオードから成る照射部と、当該照射部から照射さ
   れて当該コップの表面で反射した光を検出するフォトト
   ランジスターから成る受光部と、が当該透光部の背後に
   内蔵されて、 当該発光ダイオードが照射して当該コップの表面で反射
   した光を検出した受光部の電気信号により当該コップに
   給水を開始するようにしたことを特徴とする歯科用自動
   コップ給水装置。
2. 【請求項２】 当該透光部には、当該発光ダイオードの
   発光波長の反射光を透過するフィルターが備えられてい
   る請求項１記載の歯科用自動コップ給水装置。
3. 【請求項３】 上記照射部の発光ダイオードを一定の周
   波数で周期発光させる発振回路と、当該受光部のフォト
   トランジスターからの出力信号を当該周波数で通過瀘波
   するフィルター回路と、当該フィルター回路を通過した
   出力信号によって当該給水管に接続された電磁開閉弁を
   開かせるための給水信号を発生させる制御回路と、から
   なる制御装置を備えた請求項１又は２記載の歯科用自動
   コップ給水装置。