JP2002085426A - 歯科技工用鋳造装置 - Google Patents
歯科技工用鋳造装置Info
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- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/20—Methods or devices for soldering, casting, moulding or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D47/00—Casting plants
- B22D47/02—Casting plants for both moulding and casting
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Abstract
防止する。 【解決手段】 リング移送用のアーム機構20と坩堝移
送用のアーム機構30とを同一のガイド27に沿ってス
ライド移動自在に設け、そのガイド27を挟んで、リン
グ載置台Cとリング焼成部G、坩堝載置台Dと鋳造部H
とを配置する。アーム機構20により昇降台44上にリ
ングがセットされると、昇降台44は上昇してリングを
焼成炉41内に収容し、加熱によるワックスの焼却を行
う。一方、アーム機構30により容器50内に坩堝が収
納され、合金インゴットの溶融を行う。合金が溶融しリ
ングの焼成が終了すると、アーム機構20によりリング
は容器50内の坩堝上まで移送され、蓋体60が閉鎖し
て、チャンバが反転することによる加圧鋳造が実行され
る。鋳造終了後のリング及び坩堝はアーム機構20、3
0により元の載置台C、Dへ戻される。
Description
ン(金属冠)、金属床、インプラント、インプラント上
部構造などの歯科補綴物を貴金属又は非貴金属で作製す
るための歯科技工用鋳造装置に関する。
一部又は前部の歯を喪失すると、咀嚼や発音機能の低
下、容姿の変化をもたらすのみならず、健康にも悪影響
を及ぼす。したがって、早期に治療を行い、欠損した歯
を修復することが大切である。この修復の一方法とし
て、欠損した部分を金属の鋳造物で置き換える方法が広
く用いられている。歯の形態は個人毎に相違し、欠損し
た部位の大きさや形態も一様ではない。そのため、歯科
治療では、欠損した部位を補う補綴物を大量生産するこ
とはできず、個人毎の症例に応じて異なる形状の補綴物
を作製する必要がある。また、正確な咬合を得るには補
綴物を高い精度で作製する必要がある。これらの要求を
満たした鋳造物を得るために、歯科鋳造の分野では、一
般に高精度の鋳造が可能であるロストワックス法を用い
ている。
造の一連の工程を示すフローチャートである。この図を
参照して、歯科治療における補綴物の作製手順を説明す
る。まず、歯科医師等によって患者の口腔内や歯の形状
に合わせた型取り(印象の採取)が行われ(ステップS
1)、その陰型の印象の中へ石膏などの模型材を流し込
んで硬化させることにより陽型の模型を作製する(ステ
ップS2)。次に、該模型上で、インレー、クラウンな
どの各目的に応じて鋳造原型(ワックスパターン)をワ
ックスや樹脂材で形成する(ステップS3)。そして、
鋳造原型の適宜の箇所に、湯道を形成するためのスプル
線をワックスなどを用いて取り付ける(ステップS
4)。その後、鋳造原型を模型から取り外し、スプル線
の一端をゴム製のクルーシブルフォーマに植立する(ス
テップS5)。
に鋳造原型を植立した状態を示す外観正面図である。ク
ルーシブルフォーマ90の中央部には略円錐形状の植立
台91が形成されており、その頂部にはスプル線94を
挿入するための挿入穴92が設けられている。この挿入
穴92に加熱により軟化させたワックスを詰め、一端に
鋳造原型93を固着したスプル線94の他端を挿入する
ことにより植立を行うことができる。
ルーシブルフォーマ90に円筒形状の金属製リングを嵌
め込み、石膏又はリン酸塩系などの埋没材を金属製リン
グに流し込んで鋳造原型93を埋没材中に埋没させる
(ステップS6)。埋没材を硬化させた後、クルーシブ
ルフォーマ90をリングから取り外すとともにスプルー
線を引き抜き、リングを高温に加熱する。すると、埋没
材中に埋没していたワックスが焼却され、スプルー線9
4と鋳造原型93に相当する部分が空洞として残り、鋳
型が完成する(ステップS7)。
ルーシブルフォーマの植立台の形状に応じて形成された
クルーシブル(逆円錐状の窪み)に溶融金属を注ぎ込
み、スプルー線に対応する管状の空洞である湯道を通し
て内部の空洞部に溶融金属を流し入れて、いわゆる鋳込
みを行う(ステップS8)。鋳込んだ金属が冷えて固化
したならば、埋没材を崩して内部の鋳造物を取り出し
(ステップS9)、湯道に沿って固化した金属など不要
部分を取り除き、更に鋳造物の表面を研磨する等の所定
の後処理を行って(ステップS10)、補綴物が完成す
る。
工士によって行われる。従来、この作業のステップS7
においてリングを加熱することによりワックスを焼却す
るとともに鋳型を所定温度にまで加熱するには、リング
ファーネスと呼ばれる電気炉が利用されている。また、
ステップS8の鋳込みを行うには、例えば反転式加圧鋳
造装置が利用される。この装置に関しては、例えば本出
願人が特願平10−354062号(特開2000−1
76629号公報参照)で提案したものなどがある。
要は次の通りである。加圧鋳造装置は、その内部に坩堝
とその坩堝上面開口にクルーシブルが対向するように鋳
型とを配置したチャンバを備え、このチャンバは180
°回転自在に構成されている。まず、坩堝の上面開口が
上方を向く状態で坩堝内に合金のインゴットを収納し、
坩堝を加熱して合金を溶融させる。その坩堝上方に80
0〜900℃程度の高温に加熱した鋳型を、クルーシブ
ルが下方に向くように置いてチャンバを密閉し、チャン
バ内を真空ポンプで減圧する。これにより、鋳型の空洞
部内の圧力も下がる。そして、所定のタイミングで坩堝
の開口が垂直下方を向くようにチャンバ全体を180°
反転させる。すると、坩堝内の溶融金属は鋳型のクルー
シブルに注ぎ込まれて溜まる。このとき、湯道の入口つ
まり湯口は塞がれるので、空洞部内は低い圧力に保たれ
る。その後に、真空状態を解除して圧搾空気などをチャ
ンバ内に送給して加圧を行うと、チャンバ内と空洞内と
の差圧により、湯道を通して空洞部内に溶融金属が流れ
込む。このようにして鋳込みが達成される。
置では、坩堝内の合金が溶融したあと、速やかに鋳込み
を行う必要がある。何故なら、溶融金属のまま時間が経
過すると、酸化等、変質を生じるおそれがあり、不良の
原因となり易いからである。したがって、金属が溶融し
たならばできる限り速やかに、既に加熱されている鋳型
をリングファーネスから取り出してチャンバにセット
し、上述したような鋳込み動作を開始する必要がある。
一方、リングファーネスにおいては、700〜800℃
程度の温度で1時間〜数時間程度の焼成を行う必要があ
るため、上述のような鋳込みのタイミングから逆算して
リングを炉内に収容して加熱を始める必要がある。
の補綴物を作製する必要があり、上述したような鋳造に
掛かる手間は大変面倒なものであった。また、焼成温度
や金属の溶融温度、焼成時間や溶融時間などは、埋没材
や合金材料などによって適宜に設定する必要があり、こ
のような設定が適正でないと補綴物は所望の仕上がりに
ならない。上述したように、手作業によってこれら一連
の作業を行う場合、設定のミスや、作業手順のミス、或
いは作業の失念などが生じ易く、補綴物に欠損が生じる
等、不良の原因となることがあった。
成されたものであり、その目的とするところは、作業効
率を大幅に改善するとともに、鋳込みに際してミスの少
ない歯科技工用鋳造装置を提供することにある。
に成された本発明に係る歯科技工用鋳造装置は、 a)加熱昇華性材料から成る鋳造原型が埋没した状態のリ
ングが載置されるリング載置台と、 b)上下動自在の昇降台、及び該昇降台が上昇した状態で
その台上部を覆う焼成炉を含み、前記リングを加熱して
鋳型を形成するリング焼成手段と、 c)鋳込み材料を収容した有底筒状の坩堝が載置される坩
堝載置台と、 d)水平軸を中心にして回転自在の有底筒状の容器と、該
容器の上面開口を閉塞する蓋体とから成るチャンバ、及
び該蓋体を容器に着脱する蓋体着脱手段を含み、該容器
内に前記坩堝を収納すると共に該坩堝の開口上方に湯口
が面するように前記鋳型を配し、該坩堝内で鋳込み材料
を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより
鋳型に鋳込み材料を注ぎ込んで鋳込みを行う鋳造手段
と、 e)前記リングを把持する把持手段を含み、前記リング載
置台に載置されたリングを把持して前記リング焼成手段
の昇降台上にセットする第1動作、加熱後のリングを把
持して前記鋳造手段の容器内に収納された坩堝の上部に
載置する第2動作、及び、鋳込み後のリングを把持して
リング載置台へ戻す第3動作を実行するリング搬送手段
と、 f)前記坩堝を把持する把持手段を含み、前記坩堝載置台
に載置された坩堝を把持して前記鋳造手段の容器内に収
納する第1動作、及び、該容器内から坩堝を取り出して
坩堝載置台へ戻す第2動作を実行する坩堝搬送手段と、 g)予め定められたシーケンスに従って、所定時間に亘る
リングの加熱、坩堝の加熱、及び鋳込み動作を実行する
ように、前記リング焼成手段、鋳造手段、リング搬送手
段及び坩堝搬送手段をそれぞれ制御する制御手段と、を
備えることを特徴としている。
用鋳造装置を使用するに際し、作業者は、円筒形状の金
属製リングの内側に加熱昇華性材料(例えばワックス)
から成る鋳造原型が埋没した状態にあるリングをリング
載置台上に載置するとともに、鋳込み材料(例えば所定
の合金インゴット)を収容した坩堝を坩堝載置台に載置
する。
よる制御の下に、まず、リング搬送手段はリング載置台
上に置かれたリングを把持し、これをリング焼成手段の
昇降台上に移送する。すると、昇降台は上昇しリングは
焼成炉内に収納され、所定時間加熱されることによって
加熱昇華性材料が焼却されるとともに埋没材が焼成さ
れ、鋳造原型に相当する個所が空洞となった鋳型が完成
する。焼成終了時点よりも所定時間遡った時点で、坩堝
搬送手段は、坩堝載置台に置かれた坩堝を把持し、これ
を鋳造手段の容器内に収納する。容器内は所定温度に加
熱され、坩堝内の鋳込み材料は溶融する。
の焼成も終了しているから、リング搬送手段は、鋳型が
形成されたリングをリング焼成手段から容器内の坩堝の
上方に移送する。リングがセットされると、蓋体着脱手
段により蓋体が閉鎖され、チャンバは密閉される。その
あと、チャンバは水平軸を中心に倒立状態まで反転さ
れ、これにより溶融した鋳込み材料は鋳型に流れ込む。
この鋳込みの際には、反転前にチャンバ内の空気を吸引
して空洞内を真空状態としておき、反転後に加圧を行う
と、鋳込み材料が円滑に空洞内に流れ込んで鋳込みがう
まく行われる。空洞に流し込まれた鋳込み材料が固化す
ると、チャンバは元の正立状態に戻される。そして、蓋
体着脱手段により蓋体が開放され、リング搬送手段及び
坩堝搬送手段により、リング及び坩堝がそれぞれリング
載置台及び坩堝載置台へと移送される。
装置によれば、埋没材が固化してクルーシブルフォーマ
を除去したあとのリングと、鋳込み材料である合金イン
ゴットを収容した坩堝とを装置の所定位置に装填しさえ
すれば、リングの焼成から鋳込み終了までの一連の作業
が自動的に遂行され、従来の装置のように作業者がリン
グを焼成炉から取り出して鋳造装置にセットするといっ
た面倒な作業が全く不要になる。したがって、作業者の
負担は大幅に軽減され、作業効率が改善できる。また、
作業者の操作ミスや作業ミスによる不良品の発生を大幅
に減少させることができる。
て、例えば、リング搬送手段及び坩堝搬送手段は共に、
先端に把持用のグリッパを備えたアームと、アームを垂
直軸を中心に旋回させる旋回手段と、アームを上下動さ
せる昇降手段と、アームを直線的に水平方向に移動させ
る移動手段とを備え、両搬送手段の移動手段は両アーム
を共通のガイドに沿って移動する構成とすることができ
る。この構成では、リング載置台とリング焼成手段とを
前記ガイドを挟んで互いに反対側に配置するとともに、
坩堝載置台と鋳造手段とを該ガイドを挟んで互いに反対
側に配置するとよい。この構成によれば、ガイドを挟ん
で両側にバランスよく各手段が配置されるので、平面的
なスペースが有効に活用できる。
は、前記鋳造手段の構成要素である蓋体着脱手段は蓋体
を略垂直方向に着脱する手段であって、チャンバが反転
した際に蓋体の脱落を防止するために、容器の上縁部に
回動可能に設けられ、その周囲の少なくとも一部に歯を
形成するとともに内側に突出してツメを有する環状体
と、該環状体の歯と噛合するように前記水平軸の周囲に
所定角度間隔で設けられた突部と、蓋体にあってチャン
バが正立状態にあるときに前記ツメに対応する位置とな
る欠落部と、を含む蓋体固定手段を備える構成とするこ
とができる。
ときには、蓋体脱着手段により蓋体が略垂直方向に降下
されたとき、欠落部をツメが通過するため、蓋体はツメ
に当接せずに容器と密着する。鋳込みに際して、チャン
バが倒立位置まで回転されるに伴い、突部と歯との噛合
により環状体が回転し、ツメが欠落部を外れて蓋体を締
結する。したがって、この構成によれば、電気的或いは
その他の駆動源を必要とすることなく、蓋体を確実に閉
鎖状態でロックすることができる。
一実施例を図面を参照して説明する。図1は本実施例に
よる歯科技工用鋳造装置1の要部の正面外観図、図2は
上面外観図である。
る。本鋳造装置1は、筐体2上面のテーブル3上に、最
大5個までのリングAをセット可能なリング載置台C
と、同じく最大5個までの坩堝Bを収容可能な坩堝載置
台Dと、リングAの把持・搬送を行うリング搬送部E
と、坩堝Bの把持・搬送を行う坩堝搬送部Fと、最大2
個のリングAを同時に且つ独立に温度制御可能に加熱す
るリング焼成部Gと、坩堝Bを加熱して該坩堝Bに収容
されている合金を溶解するとともに、焼成されて鋳型が
形成されたリングAに鋳込みを行う鋳造部Hと、を備え
ている。また、筐体2の内部には、上記各部の機械的及
び電気的動作を制御するための制御回路や、圧搾空気供
給・遮断機構などを備えている。更にまた、筐体2の前
面上部には、作業者が各種設定や指示を行うための操作
パネル4が設けられている。
没材が固化してクルーシブルフォーマを除去したあとの
状態、及びこれを焼成してワックスを焼却したあとの状
態を共にリングと呼ぶこととするが、図中では、焼成す
る前の状態をリングA1、焼成したあとの状態をリング
A2として、符号を使い分ける。また、坩堝Bについて
も、固体である合金インゴットが収容された状態を坩堝
B1、加熱により合金が溶融した状態を坩堝B2とし
て、符号を使い分けるものとする。
図1、図2に加え、各部を部分的に詳細に記載した図3
〜図16を参照して説明する。
(a)は上面図、(b)は正面図である。後述するリン
グ搬送部Eのグリッパ26による把持動作を確実に行う
ためには、所定位置にリングが置かれている必要があ
る。そこで、周囲からやや低くなった円形状の台座部1
0には、放射状に4個の長形状孔11が設けられてお
り、その長形状孔11の開口には下方からそれぞれピン
12が立設している。この4本のピン12は、図示しな
いエアシリンダを利用した駆動機構により、径方向に連
動して移動可能となっている。
状態では、図3(a)、(b)中の右側に示すように、
各ピン12は長形状孔11の外周側に位置している。作
業者により台座部10上にリングが置かれ、センタリン
グ動作が行われるとき、エアシリンダにより4本のピン
12はほぼ同時に中央側(方向M1)に移動する。これ
により、始めに図3(a)中の左側の位置A0にリング
が在ったとしても、ピン12に押されてほぼ中央に位置
が修正される。なお、リングの寸法は予め決まってお
り、リングが台座部10上に存在する場合には、各ピン
12が最内周位置まで到達することはあり得ない。そこ
で、各ピン12が最内周位置まで到達したことを検知す
る検知機構を設け、該検知出力が得られた場合にはその
台座部10にはリングが載置されていないと判断するよ
うにしている。
態で保持するための保持孔13が穿孔されている。
りである。図4は、図1を左方向から見た状態の要部の
図である。リング搬送部Eは、リング載置台Cの上から
リングAを1個ずつ挟持してリング焼成部Gの昇降台4
4、45上に置く動作、焼成の終了したリングを該昇降
台44、45上から挟持して鋳造部Hのチャンバ容器5
0内に載置する動作、及び、鋳造部Hにあって鋳込みが
終了したあとのリングをチャンバ容器50内から取り出
してリング載置台C上に戻す動作、を行うものである。
Eはアーム機構20を備える。アーム機構20は、互い
に平行で水平に架設された2本のガイド27を貫通し、
このガイド27に沿ってスライド移動自在のベース21
と、該ベース21を垂直方向に貫通して伸縮自在の2本
の脚部22と、該脚部22の上端に固定された支持台2
3と、該支持台23から垂直上方に延伸して回転自在の
主軸24と、該主軸24の上端に固定されたアーム25
と、該アーム25の先端にあって互いに対向しアーム2
5の延伸方向に互いに近づく又は遠ざかるように移動自
在の1対(4本)のグリッパ26と、から成る。1対の
グリッパ26は、互いに近接するように移動した際にリ
ングの外周壁を挟持することができる。ベース21はモ
ータ29により巻回されるチェーンベルト28に固定さ
れており、モータ29の回転動作に応じてガイド27に
沿ってスライド移動するように構成されている。
である。図6は、図1を右方向から見た状態の要部の図
である。坩堝搬送部Fは、坩堝載置台Dの上から坩堝B
を1個ずつ把持して鋳造部Hのチャンバ容器50内部に
収容する動作、及び、鋳込みが終了したあとの坩堝をチ
ャンバ容器50内から取り出して元の坩堝載置台D上に
戻す動作、を行うものである。
述したリング搬送部Eのアーム機構20とほぼ同様の構
成を有し、ベース31、2本の脚部32、支持台33、
主軸34、アーム35、及び1対(4本)のグリッパ3
6を備える。ベース31はモータ38により巻回される
チェーンベルト37に固定されており、モータ38の回
転動作に応じてガイド27に沿ってスライド移動するよ
うになっている。すなわち、両アーム機構20、30
は,同一軸つまりガイド27に沿って、それぞれ独立に
スライド移動するように構成されている。このアーム機
構30のグリッパ36は坩堝Bを把持するが、リング搬
送部Eのグリッパ26とは異なり、坩堝Bの上面開口内
側に挿入されたグリッパ36が互いに遠ざかる方向に移
動して、坩堝Bの内壁面を押し広げるようにして保持す
るようになっている。
動はモータ29、38の回転駆動力により達成される
が、アーム機構20、30における脚部22、32の伸
縮によるアーム25、35の上下動、主軸24、34の
回転によるアーム25、35の旋回、及び、グリッパ2
6、36の把持・解放動作は、何れも空気圧を利用した
エアモータ又はエアシリンダにより達成される。勿論、
本発明はこれに限るものではなく、電気駆動力など他の
駆動力を利用した機構を用いてもよい。
りである。支柱43の上部には、ガイド27の延伸方向
に並んで2個の焼成炉41、42が設けられており、各
焼成炉41、42の下方には支柱43に沿って上下方向
にスライド移動する昇降台44、45が設けられてい
る。(但し、図5では昇降台45は昇降台44の後方に
隠れて見えない。)昇降台44、45が最高位置まで上
昇したとき、該昇降台44、45により焼成炉41、4
2の下側開口は閉塞され、炉内は略密閉される。
に示す通りである。図8及び図9は本装置1の要部の正
面図、図15はチャンバの略縦断面図である。
状の容器50と、該容器50の上面開口を閉塞し且つ完
全に分離可能な蓋体60とから成る。容器50の上端外
側には、容器50と僅かな間隙を有して容器50の周囲
に回転自在の環状体51が設けられている。容器50の
内部には、断熱材から成る支持基体52が配設されてお
り、その中央の略円柱形状に窪んだ凹部53の内周面に
はヒータ54が周設されている。更に、ヒータ54の内
側には、有底円筒形状のセラミック製の坩堝レトルト5
5が嵌挿されており、坩堝はその坩堝レトルト55の内
側に着脱自在に遊嵌されるようになっている。坩堝レト
ルト55の上端は外側に突出したフランジを形成してお
り、そのフランジを押さえ付るように耐火材から成る上
部支持体56が設けられている。これにより、チャンバ
の倒立時にも坩堝レトルト55は凹部53から抜け落ち
ない。
57が固着されており、この回転軸57はモータ58の
回転駆動力により回転するように構成されている。ま
た、回転軸57は容器50内に通じる中空体であり、チ
ャンバ内部と図示しない真空ポンプやガス導入弁とを連
通する給排気路59として機能する。
成る押圧部61が設けられており、円錐形状のクルーシ
ブル81を下向きにした状態で装着されたリングA2の
上端面を押圧部61でもって押圧することにより、上部
支持体56上面とリングA2の下面との密着性を向上さ
せるようにしている。
スライド移動する蓋体昇降部64に着脱自在になってい
る。すなわち、蓋体60の上面には垂直上方に突出して
2本の傘状のツメ62が設けられる一方、蓋体昇降部6
4の下面にはこのツメ62が挿入される孔65が設けら
れ、その孔65に挿入されたツメ62と係合可能な係合
板66が進退自在に設けられている。係合板66は、図
示しないエアシリンダにより水平方向に移動自在であっ
て、ツメ62が孔65に充分に挿入された状態で係合板
66が進出すると、係合板66がツメ62に係合して蓋
体60は蓋体昇降部64に懸吊される。また、係合板6
6が後退するとツメ62との係合が解除され、蓋体60
は蓋体昇降部64から離脱可能となる。
50の上部に乗った状態である。チャンバは鋳造動作に
際して回転軸57を中心に倒立位置まで回転されるが、
その際に蓋体60が落下しないようにする必要がある。
そこで、この装置では次のような蓋体ロック機構を設け
ている。このロック機構の構成と動作を、図10〜図1
4により説明する。図10〜図13は何れも(a)がチ
ャンバ上面図、(b)が側面図である。
10(a)に示すように歯511が形成されている。ま
た、その内周には互いに180°対向する位置に円柱形
状の突起512が設けられている。一方、蓋体60にあ
って、外周側に広がる周縁部601の縁部には180°
対向して二個所に切欠602が形成されるとともに、そ
の上面に周方向に一方が傾斜状になった凸部603(図
14(d)参照)が形成されている。更に、テーブル3
に固定された、モータ58など収容するケース5の前面
壁67には、回転軸57の周囲に、環状体51の歯51
1に歯合する複数のピン68が突設されている。
正立状態にあるときには、切欠602と突起512との
角度位置は一致しており、図14(a)に示すように降
下する蓋体60の周縁部601は突起512に接触する
ことなく、容器50に接触する位置まで降下する(図1
4(b)参照)。この正立位置から図11、図12中の
矢印M9の方向にチャンバが回転されると、ピン68に
歯合する歯511はピン68より力を受け、環状体51
は矢印M10の方向に回転する。このとき蓋体60は容
器50に吸着されているため、環状体51は蓋体60に
対しても回転する。したがって、突起512は切欠60
2の位置から外れ、凸部603に近付く方向に摺動す
る。図14(d)はこの状態を模式的に示した図であ
る。
51が回転すると、図14(e)に示すように、突起5
12は凸部603の傾斜面604に乗り上げ、凸部60
3上を摺動する。これにより、図14(c)に示すよう
に、蓋体60は突起512により押し込まれ、容器50
との密着性が増す。また、図13に示すように突起51
2は、切欠602の位置から外れており、しかも凸部6
03との摩擦は大きいから、チャンバが倒立しても蓋体
60は脱落したりずれたりすることなく、容器50との
高い密着性が維持される。
の駆動源を用いることなく、チャンバの回転位置に応じ
て機械的に蓋体60を締め付けて、その脱落を防止する
ことができる。なお、このように蓋体60を固定した状
態では、チャンバ内部は気密に保たれ、1MPa(大気
圧を0MPaとしたときの相対圧値)以上の内部圧力に
耐え得る構造となっている。
していれば、蓋体60の切欠602は突起512の位置
と一致している筈であり、上述したように垂直上方から
容器50に対する蓋体60の着脱が行えるようになって
いる。しかしながら、チャンバが僅かでも傾いている
と、蓋体60の周縁部601が突起512に当たって、
蓋体60の着脱に支障をきたす。そこで、本装置1で
は、チャンバの位置ずれ(正立位置からの傾き)を修正
するとともに、正立位置を維持するための位置決め機構
を設けている。
り、チャンバを上方から見た状態である。図16に示す
ように、ケース5の前面壁67には前方に進出・後退自
在の突出棒69が設けられ、一方、容器50の環状体5
1にはこれを受ける凹部513が形成されている。図1
6(a)は容器50が軸の周囲に僅かに傾いた状態を示
しており、少なくとも蓋体60の着脱を行うときには、
突出棒69が凹部513の奥まで嵌り込むように進出さ
せることにより、図16(b)に示すように容器50の
傾きが修正され、所望の正立姿勢を維持することができ
る。
作を作業順序に従って説明する。リング載置台Cに載置
されるリングA1は、例えば図19に示したステップS
1〜S6の作業により作製されたものであり、リング載
置台CにはこのリングA1を最大5個まで載置し得る。
また、このリングA1に対応した鋳込み材料(金属のイ
ンゴット)を収納した坩堝B1をリングA1と同じ数だ
け載置する。ただし、この作業は同時である必要はな
く、後述のようにそれぞれが必要となる時点までにセッ
トされればよい。なお、以下の説明では、2個の鋳造を
行う場合について述べる。図17はこの場合の制御シー
ケンスの一例であり、図18は図17中の鋳込み工程に
関する詳細な制御シーケンスである。
パネル4より各種の鋳造条件を設定する。この装置で
は、歯科技工で使用される一般的な埋没材の材料や鋳込
み材料などに適した温度プロファイル等の条件が予め組
み込まれており、作業者はその材料の名称などを選択す
るだけで、適切な鋳造条件が設定されるようになってい
る。また、作業者自身が細かい鋳造条件を入力すること
もできるし、このような入力した条件を記憶させてお
き、次回以降の鋳造の際に利用することもできる。
回路が動作開始の指示を受けると、1個目のリングの搬
送動作を実行する。まず、図3に示したように、第1位
置の台座10のピン12が内周側にスライド移動するよ
うに駆動され、これにより、リングA1の載置位置が中
央に修正される。
ンベルト28が巻回され、リング搬送部Eのアーム機構
20が所定位置までスライド移動する。なお、アーム機
構20の初期位置としては例えば図1及び図2で最も左
側の位置、アーム機構30の初期位置としては例えば図
1及び図2で最も右側の位置としておくとよい。このと
きアーム機構20のグリッパ26は最も開いた状態とな
っており、グリッパ26がリングA1の上方にくるよう
にアーム25が回転したあと所定高さまで下降し、その
あと、図4中の矢印M2方向にグリッパ26の間隔が狭
まってリングA1を挟持する。更に、脚部22が図4中
の矢印M4方向に伸張することによりアーム25は上昇
し、主軸24を中心に約180°旋回し(図4中の矢印
M3方向)、必要に応じて所定位置までスライド移動し
て、最下位置まで下降しているリング焼成部Gの昇降台
44上にリングA1を載置する。そして、アーム25は
旋回して昇降台44上から退避する。
リングA1が載置された状態から、昇降台44は上昇し
(図5中の矢印M5方向)、リングA1を焼成炉41の
内部に収納するとともに、その下面開口を閉塞する。そ
のあと、焼成炉41のヒータ(図示せず)に通電が開始
され、温度は所定の温度プロファイルに従って上昇され
る。具体的には、図17(c)に示すように、約2時間
かけて700〜900℃まで段階的に昇温される。
のリングA1を焼成炉44に収容したあと暫く待機する
が、所定時間が経過すると再び動作を開始し、上述した
動作と同様に、2個目のリングA1を第2焼成炉42に
収容する。第2焼成炉42は、リングA1が収容された
あと、第1焼成炉41と同様の温度プロファイルで加熱
される(但し、これは両者の焼成条件が同一である場合
であって、例えば埋没材の材料が相違する場合には、そ
れぞれに適した温度プロファイルが設定される)。
に埋没しているワックスが焼却され、鋳造原型に対応し
た空洞ができあがり鋳型となる。リングA2は、図15
に示したように側周を円筒形状の金属製リング80で覆
われており、その内部にはクルーシブル81の頂点に開
口した湯口82に連通する湯道83と、鋳型原型に対応
した空洞部84とが形成されている。
されている間に、坩堝搬送部Fにより、次に鋳込みが実
行される対象の坩堝B1が鋳造部Fの容器50内に収容
される。すなわち、モータ38が駆動されてチェーンベ
ルト37が巻回され、アーム機構30は所定位置までス
ライド移動する。そして、アーム35が回転したあと、
グリッパ36の下端部が坩堝載置台Dの坩堝B1の内側
に挿入される高さまで下降し、そのあと、グリッパ36
の間隔が広がって坩堝B1を保持する。脚部32が伸長
することにより(矢印M6の方向)アーム35は上昇
し、180°旋回し(図6中の矢印M7の方向)、必要
に応じて所定位置までスライド移動して、チャンバの容
器50の坩堝レトルト55内に該坩堝B1を収容する
(図6参照)。
ータ54には動作開始時点から加熱電流が供給され、坩
堝B1が容器50内に収容される時点では所定温度に安
定して維持されるようにしている。坩堝B1が容器50
内に収容されると、ヒータ54への加熱電流は増加さ
れ、金属が充分に溶解する温度(貴金属では1000℃
程度、非貴金属では1400℃程度)まで上昇され、所
定時間その温度が維持される。この間に、坩堝内でイン
ゴットは溶解して液化する。なお、アーム機構30は坩
堝B1を搬送したあと、初期位置まで戻って待機する。
に熔解して鋳込みに最適な状態になると、リングA2が
リング焼成部Gから鋳造部Hへと搬送される。すなわ
ち、リング焼成部Gの昇降台44がリングA2を上に載
置したまま最下位置まで下降する。アーム機構20はこ
のリングA2を挟持し、スライド移動して容器50の坩
堝B2の上に載置する(図7参照)。アーム25が回転
して容器50の上方から退避すると、蓋体昇降部64が
蓋体60を保持したまま下降し、蓋体60が容器部50
の上に乗った位置で降下は停止する(図8参照)。
るとともに真空ポンプが作動される。これにより、チャ
ンバ内部の空気は給排気路59を介して外部へ排出され
る(図18(b)参照)。チャンバ内の真空度が高まる
に伴い、蓋体60は容器50に吸着して密閉度が高ま
る。このとき、リングA2は押圧部61により下方に付
勢されており、図15に示すように、リングA2の湯口
82と坩堝B2の開口面とは対向した状態となる。この
真空吸引期間中も坩堝B2の温度は先の溶融温度に維持
される。図示しない圧力センサによりチャンバ内の圧力
はモニタされ、この圧力が所定値(例えば−0.1MP
a)に達すると、蓋体昇降部64にあっては、係合板6
6が後退してツメ62との係合が解除される。そのあ
と、蓋体昇降部64は上昇し、蓋体60は容器50の上
面開口を閉塞した状態で残される(図9参照)。
58は駆動され、チャンバは正立位置から正転方向に約
180°回転される(図18(c)参照)。このチャン
バの回転に伴い、上述したように環状体51は徐々に回
転し、倒立位置に達したときに蓋体60は完全にロック
される。チャンバ内が真空になっていることによって蓋
体60は容器50に強く吸着されているので、回転途中
の非ロック状態のときでも、蓋体60が落下したりずれ
たりすることはない。
には、チャンバが或る程度傾くと、傾斜した坩堝B1か
ら流れ出した溶融金属がリングA1のクルーシブル81
の中に注がれ始める。チャンバが倒立位置に到達したあ
と、又はその手前の適宜の時点で、真空ポンプの動作を
停止するとともにガス導入弁を開放させて加圧を開始す
る(図18(d)参照)。すると、給排気路59を介し
てチャンバ内部へと圧搾空気(又は不活性ガス)が急速
に流入し、坩堝B2の開口端面とリングA2との間隙を
介してクルーシブル81内側に空気が流れ込む。すなわ
ち、坩堝B2から流れ出た溶融金属がクルーシブル81
の中に流れ込んで湯口82を完全に閉塞した直後に、空
気による圧力がその上面に加わる。ガス導入の直前まで
チャンバ内部は真空雰囲気に維持されるため、溶融金属
で閉塞された湯道83及び空洞部84内部は真空状態と
なっており、上面側の空気圧との差圧により湯口82付
近の溶融金属は湯道83を通って空洞部84へと押し込
まれる。また、このとき加圧によって蓋体60は外側に
強く押されるが、その加圧の前に蓋体60はロックされ
ているので蓋体60が脱落することはない。
の指示によりモータ58は停止され、それから所定時間
経過後にヒータ54への通電も停止される。ヒータ54
への通電が停止されると、チャンバ内部は自然冷却さ
れ、リングA2の空洞部84内に充填された溶融金属は
固化し始める(図18(a)参照)。所定時間、加圧を
継続して溶解金属がほぼ固化したあと、再びガス導入弁
を閉鎖して真空ポンプを動作させる。これにより、蓋体
60が容器部50に吸着するようにする。そして、制御
回路の指示によりモータ58は再び駆動され、先の正転
方向とは逆方向にチャンバを倒立位置から正立位置まで
回転させる。この回転途中で蓋体60のロックは解除さ
れるが、チャンバ内は真空状態になっており蓋体60は
容器50に吸着しているので、蓋体60が落下したりず
れたりすることはない。
8は停止される。そのあと蓋体昇降部64は、蓋体60
のツメ62が孔65に挿入される(つまり容器部50上
の蓋体60を軽く押さえる)位置にまで降下して停止す
る。そして、真空ポンプの動作が停止されることによ
り、チャンバ内には徐々に空気が流入して真空状態が解
除され、外気圧との差が縮小する。圧力差が充分に小さ
くなった後、蓋体昇降部64内の係合板66がツメ62
と係合した状態で、蓋体昇降部64は蓋体60を懸吊し
たまま上昇し、蓋体60を開放する。そのあと、アーム
機構20が動作して鋳込みの終了したリングを挟持して
リング載置台Cの所定位置へと搬送する。次いで、アー
ム機構30が動作して、坩堝を容器50内から取り出し
て坩堝載置台Dへと戻す。
いる2個目のリングに対する鋳造を実行する。すなわ
ち、アーム機構30は2番目の坩堝B1を坩堝載置台D
から把持して容器50内に収容する。そして、容器50
内で坩堝内の金属インゴットが充分に溶解したあとに、
アーム機構20はリングA2を焼成炉45から搬送して
きて坩堝B2の上部に載置する。そして、上述した1個
目のリングの鋳込みと同様の手順に従って、2個目のリ
ングに鋳込みを行う。
鋳造を行う場合でも、基本的には上述したのと同様の動
作により行うことができる。図17を見れば明らかなよ
うに、一連の工程の中で最も時間を要するのはリングの
焼成である。したがって、各焼成炉44、45でのリン
グの焼成がほぼ切れ目なく行われるように制御シーケン
スを組んでおけば、最も効率的に(つまり最短の時間
で)5個のリングの鋳造を達成することができる。
たリングが冷えるのを待って、金属製リング80から鋳
型を引き抜き、埋没材を粉砕して、鋳込まれた金属つま
り補綴物を取り出す。
て、本発明の趣旨の範囲で適宜修正や変更を行うことが
できることは明らかである。
の要部の正面外観図。
の上面外観図。
(a)は上面図、(b)は正面図。
E及びリング焼成部Fの構成図。
Fの構成図。
及び鋳造部Hの構成図。
E及び鋳造部Hの構成図。
成図。
成図。
図(a)及び正面図(b)。
(a)及び正面図(b)。
(a)及び正面図(b)。
(a)及び正面図(b)。
す略断面図。
図。
ケンス図。
ケンス図。
順を示すフローチャート。
を植立した状態を示す外観図。
Claims (2)
- 【請求項1】 a)加熱昇華性材料から成る鋳造原型が埋
没した状態のリングが載置されるリング載置台と、 b)上下動自在の昇降台、及び該昇降台が上昇した状態で
その台上部を覆う焼成炉を含み、前記リングを加熱して
鋳型を形成するリング焼成手段と、 c)鋳込み材料を収納した有底筒状の坩堝が載置される坩
堝載置台と、 d)水平軸を中心にして回転自在の有底筒状の容器と、該
容器の上面開口を閉塞する蓋体とから成るチャンバ、及
び該蓋体を容器に着脱する蓋体着脱手段を含み、容器内
に前記坩堝を収納すると共に該坩堝の開口上方に湯口が
面するように前記鋳型を配し、坩堝内で鋳込み材料を溶
融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型
に鋳込み材料を注ぎ込んで鋳込みを行う鋳造手段と、 e)前記リングを把持する把持手段を備え、前記リング載
置台に載置されたリングを把持して前記リング焼成手段
の昇降台上にセットする第1動作、加熱後のリングを把
持して前記鋳造手段の容器内に収納された坩堝の上部に
載置する第2動作、及び、鋳込み後のリングを把持して
リング載置台へ戻す第3動作を実行するリング搬送手段
と、 f)前記坩堝を把持する把持手段を備え、前記坩堝載置台
に載置された坩堝を把持して前記鋳造手段の容器内に収
納する第1動作、及び、該容器内から坩堝を取り出して
坩堝載置台へ戻す第2動作を実行する坩堝搬送手段と、 g)予め定められたシーケンスに従って、所定時間に亘る
リングの加熱、坩堝の加熱、及び鋳込み動作を実行する
ように、前記リング焼成手段、鋳造手段、リング搬送手
段及び坩堝搬送手段を制御する制御手段と、 を備えることを特徴とする歯科技工用鋳造装置。 - 【請求項2】 前記蓋体着脱手段は蓋体を略垂直方向に
着脱する手段であって、チャンバが反転した際に蓋体の
脱落を防止するために、容器の上縁部に回動可能に設け
られ、その周囲の少なくとも一部に歯を形成するととも
に内側に突出してツメを有する環状体と、該環状体の歯
と噛合するように前記水平軸の周囲に所定角度間隔で設
けられた突部と、蓋体にあってチャンバが正立状態にあ
るときに前記ツメに対応する位置となる欠落部と、を含
む蓋体固定手段を備えることを特徴とする請求項1に記
載の歯科技工用鋳造装置。
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