JP2002085426A - 歯科技工用鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造作業を省力化するとともに、作業ミスを
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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インレー、クラウ
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。

【０００２】

【従来の技術】カリエス（虫歯）、歯周疾患等によって
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。

【０００３】図１９は、ロストワックス法による歯科鋳
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）。

【０００４】図２０は、一般的なクルーシブルフォーマ
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。

【０００５】この鋳造原型９３が内側に収まるようにク
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）。

【０００６】この鋳型を所定温度まで加熱しておき、ク
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。

【０００７】上記のような一連の作業は、通常、歯科技
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。

【０００８】反転式加圧鋳造装置による鋳込み動作の概
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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような鋳造装
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。

【００１０】歯科技工の現場では、多数の異なった形状
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。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するために
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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
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。

【００１３】

【発明の実施の形態、及び効果】本発明に係る歯科技工
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。

【００１４】自動鋳造動作が開始されると、制御手段に
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。

【００１５】鋳込み材料が完全に溶融した時点でリング
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。

【００１６】このように、本発明に係る歯科技工用鋳造
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。

【００１７】この歯科技工用鋳造装置の一実施形態とし
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。

【００１８】また、本発明に係る歯科技工用鋳造装置で
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。

【００１９】この構成では、チャンバが正立状態にある
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。

【００２０】

【実施例】以下、この発明に係る歯科技工用鋳造装置の
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。

【００２１】まず、本鋳造装置１の概略構成を説明す
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。

【００２２】なお、以下の説明では、上述したように埋
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
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。

【００２３】上記各部の構成の詳細及び動作について、
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。

【００２４】（１）リング載置台Ｃ 図３はリング載置台Ｃの一部の詳細構成図であり、
（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。

【００２５】初期状態、つまりリングが置かれていない
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。

【００２６】（２）坩堝載置台Ｄ 坩堝載置台Ｄには、図２に示すように、坩堝Ｂを起立状
態で保持するための保持孔１３が穿孔されている。

【００２７】（３）リング搬送部Ｅ リング搬送部Ｅの構成は、図１、図２及び図４に示す通
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。

【００２８】上記動作を達成するために、リング搬送部
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。

【００２９】（４）坩堝搬送部Ｆ 坩堝搬送部Ｆの構成は、図１、図２及び図６に示す通り
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。

【００３０】この坩堝搬送部Ｆのアーム機構３０は、上
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。

【００３１】なお、アーム機構２０、３０のスライド移
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。

【００３２】（５）リング焼成部Ｇ リング焼成部Ｇの構成は、図１、図２及び図５に示す通
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。

【００３３】（６）鋳造部Ｈ 鋳造部Ｈの構成は、図１、図２、図８、図９及び図１５
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。

【００３４】鋳造炉を形成するチャンバは、有底円筒形
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。

【００３５】容器５０の側面には水平に延伸する回転軸
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。

【００３６】蓋体６０内側の天面にはコイルばね等から
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。

【００３７】蓋体６０は、支柱６３に沿って上下方向に
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。

【００３８】図９に実線で示す状態は、蓋体６０が容器
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。

【００３９】環状体５１の周囲の所定角度範囲には、図
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。

【００４０】すなわち、図１０に示すようにチャンバが
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。

【００４１】更にチャンバが回転し、これに伴い環状体
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。

【００４２】このように、本鋳造装置１では、モータ等
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。

【００４３】図１０に示すようにチャンバが垂直に正立
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。

【００４４】図１６はこの位置決め機構を示す略図であ
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。

【００４５】次に、上記構成を有する本鋳造装置１の動
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。

【００４６】作業者は動作開始の指示に先立って、操作
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。

【００４７】作業者によるスイッチ操作に応じて、制御
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。

【００４８】そのあと、モータ２９が駆動されてチェー
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。

【００４９】図５中の実線位置のように昇降台４４上に
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。

【００５０】リング搬送部Ｅは、上述したように１個目
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）。

【００５１】上記焼成により、リングＡ１内の埋没材中
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。

【００５２】上述したように焼成炉４４でリングが焼成
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）。

【００５３】図１７（ｆ）に示すように、チャンバのヒ
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。

【００５４】所定時間が経過して金属インゴットが充分
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）。

【００５５】次いで、図示しないガス導入弁が閉鎖され
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）。

【００５６】引き続いて、制御回路の指示によりモータ
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。

【００５７】坩堝Ｂ１内の溶融金属の流動性が高い場合
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。

【００５８】チャンバが倒立位置に達すると、制御回路
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。

【００５９】チャンバが正立位置に達すると、モータ５
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。

【００６０】引き続いて、既に焼成炉４５に収容されて
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。

【００６１】本鋳造装置１において３〜５個のリングの
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。

【００６２】その後、作業者はリング載置台Ｃに置かれ
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。

【００６３】なお、上記実施例は本発明の一例であっ
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である歯科技工用鋳造装置
の要部の正面外観図。

【図２】 本実施例による歯科技工用鋳造装置１の要部
の上面外観図。

【図３】 リング載置台Ｃの一部の詳細構成図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図。

【図４】 図１を左方向から見た状態でのリング搬送部
Ｅ及びリング焼成部Ｆの構成図。

【図５】 図１を左方向から見た状態でのリング焼成部
Ｆの構成図。

【図６】 図１を右方向から見た状態での坩堝搬送部Ｆ
及び鋳造部Ｈの構成図。

【図７】 図１を右方向から見た状態でのリング搬送部
Ｅ及び鋳造部Ｈの構成図。

【図８】 図１を右方向から見た状態での鋳造部Ｈの構
成図。

【図９】 図１を右方向から見た状態での鋳造部Ｈの構
成図。

【図１０】 鋳造部Ｈのチャンバを蓋体の上方から見た
図（ａ）及び正面図（ｂ）。

【図１１】 鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図
（ａ）及び正面図（ｂ）。

【図１２】 鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図
（ａ）及び正面図（ｂ）。

【図１３】 鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図
（ａ）及び正面図（ｂ）。

【図１４】 チャンバの蓋体をロックする際の動作を示
す略断面図。

【図１５】 チャンバの略縦断面図。

【図１６】 チャンバの位置ずれ修正機構の動作を示す
図。

【図１７】 本実施例の歯科技工用鋳造装置の制御シー
ケンス図。

【図１８】 本実施例の歯科技工用鋳造装置の制御シー
ケンス図。

【図１９】 ロストワックス法による歯科鋳造の工程手
順を示すフローチャート。

【図２０】 一般的なクルーシブルフォーマに鋳造原型
を植立した状態を示す外観図。

【符号の説明】

Ａ、Ａ１、Ａ２…リング Ｂ、Ｂ１、Ｂ２…坩堝 Ｃ…リング載置台 Ｄ…坩堝載置台 Ｅ…リング搬送部 Ｆ…坩堝搬送部 Ｇ…リング焼成部 Ｈ…鋳造部 １０…台座部 １１…長形状孔 １２…ピン ２０、３０…アーム機構 ２１、３１…ベース ２２、３２…脚部 ２３、３３…支持台 ２４、３４…主軸 ２５、３５…アーム ２６、３６…グリッパ ２７…ガイド ２８、３７…チェーンベルト ２９、３８…モータ ４１、４２…焼成炉 ４３…支柱 ４４、４５…昇降台 ５０…容器 ５１…環状体 ５１１…歯 ５１２…突起 ５５…坩堝レトルト ５６…上部支持体 ５７…回転軸 ５８…モータ ５９…給排気路 ６０…蓋体 ６０１…周縁部 ６０２…切欠 ６０３…凸部 ６０４…傾斜部 ６１…押圧部 ６２…ツメ ６３…支柱 ６４…蓋体昇降部 ６５…孔 ６６…係合板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。