JP2007215854A - インプラント上部構造物の製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に高精度のインプラント上部構造物を製作する。
【解決手段】（ａ）顎骨に埋め込まれたインプラント体にアバットメントが固定された状態を反映した計測マスタを準備するステップと、（ｂ）計測マスタを５軸加工機の主軸に装着された測定器でアバットメントの位置および傾きのデータを取得するステップと、（ｃ）計測マスタと同じ位置にインプラント上部構造物の素材１′を取り付けるステップと、（ｄ）前記（ｂ）のステップで取得したデータから素材１′における一方の面から接合部１ａ，１ａ′またはスクリューホール１ｂ，１ｂ′を加工するステップと、（ｅ）素材１′を反転して、他方の面からスクリューホール１ｂ，１ｂ′または接合部１ａ，１ａ′を加工するステップと、を含むことを特徴とするインプラント上部構造物の製作方法。
【選択図】図９

Description

本発明はインプラント上部構造物の製作方法に関し、特にインプラント体またはアバットメントとの接合部およびスクリューホールを機械加工により高精度で形成するインプラント上部構造物の製作方法に関する。

歯科口腔インプラントは、義歯部の基体となるメタルフレームやセラミックフレーム等のインプラント上部構造物と口腔内顎骨に埋め込まれた人工の歯根となるチタン製のインプラント体とを直接に、または支台となる台形状のアバットメントを介して結合して、人工の歯を再生する治療方法である。インプラントによる再生治療は、チタン製のインプラント体が口腔内の顎骨と融合して強固に結合するため、天然の歯に限りなく近い人工の歯を再生することができる。このため、有床義歯等と比較すると信頼感が高く、安定した噛み合わせを長期間維持することができる。
一般的に、インプラント治療において、インプラント体またはアバットメントとメタルフレームとの結合方式には、大別してセメント固定式とスクリュー固定式の２つの方式が採用されている。

セメント固定式は、インプラント体およびアバットメントとメタルフレームとを歯科用セメントで固定する方式である。
セメント固定式では、アバットメント等とメタルフレームが結合される接合部にはセメント層が形成されるため、アバットメントとメタルフレームとの接合部の位置や傾きが厳格に合致していなくてもセメント層である程度容認できる。このため、接合部に厳格な寸法精度を要求されないという簡易さがある。一方、セメントで固定するとメタルフレームの取り外しが困難であるから、メンテナンス性、およびメタルフレームの連結、延長、その他インプラント体を追加したり改変したりする際の自由度が制限される。

これに対して、スクリュー固定式は、インプラント体またはアバットメントとメタルフレームとをスクリューで固定する方式である。
図１０は、スクリュー固定式の構造を説明するための断面図である。スクリュー固定式では、図１０に示すように、メタルフレーム３１をインプラント体３２，３２′にねじ３３ｂ，３３ｂ′で固定されたアバットメント３３，３３′に咀嚼面側からスクリュー３１ｃ，３１ｃ′をねじ込んで固定する。このため、取り外しが容易で利便性が高い一方、セメント固定式に比べてアバットメント３３，３３′とメタルフレーム３１，３１′との接合部３１ａ，３１ａ′に厳格な連結精度が要求される。

特に、再生される歯の数が多く複数のインプラント体がメタルフレームと接合される場合には、各インプラント体の位置や傾きがそれぞれメタルフレーム側の接合部の位置、傾きと高精度で一致していることが必要とされる。
例えば、図１１に示すように、すべての歯が一体として形成されているような場合には、厳格な連結精度が要求される。アバットメントとメタルフレームとの接合部の位置、傾きが一致していなければ、接合部に隙間ができて咀嚼時にメタルフレーム４１が歪み内部応力が生じ、この応力がインプラント体４２の周囲の顎骨に及び、不快感を伴うばかりでなくインプラント体４２が抜けてしまう可能性もあるからである。
したがって、連結精度を確保するため、通常、メタルフレームにはアバットメントの台形部の形状に精密に適合する鋳接用シリンダをインプラント体の位置および傾きに合わせて、ロストワックス法により鋳接する（鋳込む）方法が採用されている。

他方、ロストワックス法による鋳造ではなく、義歯部の輪郭を口腔内模型から走査ユニットを用いて３次元データを読み取り、コンピュータ処理してブランク材から義歯部を一体的に削り出して加工する技術も知られている（例えば、特許文献１および特許文献２）。

特表平９−５０６８１５号公報 特表２００１−５２５６９８号公報

しかしながら、ロストワックス法により鋳接シリンダをメタルフレーム内に鋳接する方法では、溶解された金属が凝固する際の収縮等により鋳接用シリンダの位置がずれる場合があった。
このため、鋳接用シリンダの位置がずれている場合には、位置がずれた箇所のメタルフレームを切断して、正規の位置にろう付けし直して修正しなければならないという問題があった。しかも、この修正には豊富な経験と熟練した技術を必要とし、特に、インプラント体の本数が多い場合には全体の適合精度を確保することは多大な困難を伴うものであった。
また、走査ユニットを使用して３次元の加工データを取得し、コンピータ処理してブランク材から義歯部を一体的に削り出す方法では、装置が複雑大型化するとともに、ブランク材から削り出すため加工工数の面からも採用し難いという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、前記した問題点を解決するため、高度な技術を有する熟練者でなくても、簡易に高精度のインプラント上部構造物を製作することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るインプラント上部構造物の製作方法は、人工歯根となる複数のインプラント体、またはこのインプラント体に固定されたアバットメントにスクリューで取り付けられる義歯部を構成するインプラント上部構造物の製作方法であって、（ａ）患者の口腔内の顎骨に埋め込まれた前記インプラント体の状態、またはこのインプラント体に前記アバットメントが固定された状態を反映した計測マスタを準備するステップと、（ｂ）この計測マスタを少なくとも５軸を備えた加工機の回転テーブルに取り付けて、前記加工機の主軸に装着された測定器で前記各インプラント体または前記アバットメントの位置および傾きのデータを取得するステップと、（ｃ）前記回転テーブルから前記計測マスタを取り外して、この計測マスタと同じ位置に予め準備された前記インプラント上部構造物の素材を取り付けるステップと、（ｄ）前記（ｂ）のステップで取得したデータから算出した前記インプラント体または前記アバットメントと、前記インプラント上部構造物との接合部または前記スクリューの取り付け穴の加工データに基づいて、前記各インプラント体または前記アバットメントに対応する加工位置および傾きを調整して、前記主軸に装着された加工具で、前記素材における一方の面から前記接合部または前記スクリューの取り付け穴を加工するステップと、（ｅ）前記素材を反転して、前記加工データに基づいて、前記各インプラント体に対応する加工位置および傾きを調整して、前記加工具で、前記素材における他方の面から前記スクリューの取り付け穴または前記接合部を加工するステップと、を含むことを特徴とする。

このように、本発明は、口腔内の顎骨に埋め込まれた前記インプラント体の状態、またはこのインプラント体に前記アバットメントが固定された状態を反映した計測マスタから、５軸を備えた加工機の主軸に装着された測定器で各インプラント体またはアバットメントの位置および傾きのデータを取得することで、簡易に高精度のデータを取得することができる。
そして、同じ加工機で、インプラント体またはアバットメントとインプラント上部構造物との接合部またはスクリューの取り付け穴（スクリューホール）を加工することで、段取り時間を短縮するとともに、温度や機械精度等の環境条件を整合させて加工精度を高めることができる。
しかも、高価な鋳接用シリンダを使用しないため、部品コストを低減することができる。また、インプラント上部構造物に直接機械加工で接合部およびスクリューホールを加工することで、鋳造時における鋳接用シリンダの位置ずれも回避して、下部構造との連結精度の高いインプラント上部構造物を製作することができる。

さらに、本発明は、回転テーブルから計測マスタを取り外して、この計測マスタと同じ位置に予め準備されたインプラント上部構造物の素材を取り付けることで、取得した各インプラント体またはアバットメントの位置および傾きのデータと接合部またはスクリューホールの加工データとを対応させることが容易となる。ここで、この明細書において「同じ位置」とは、素材に対する削り代を考慮した同じ位置であることを意味する。
また、本発明は、素材における一方の面から接合部またはスクリューホールを加工し、素材を反転して、他方の面からスクリューホールまたは接合部を加工することで、インプラント上部構造物の両方の面から接合部およびスクリューホールを加工するため、アンダーカット形状の加工を容易にしている。

前記した本発明において、さらに、前記（ｅ）のステップにおいて、前記素材を枠状の反転治具に固定して、この反転治具を前記回転テーブル上で反転することで、前記素材を反転することができる。
かかる構成によれば、素材を枠状の反転治具に固定して、この枠状の反転治具を前記回転テーブル上で反転してインプラント上部構造物の素材を反転しているため、回転テーブル側を反転する必要がないので、反転装置を小型化することができ、加工機自体の小型化を可能とするとともに、反転精度も高めることができる。

前記した本発明において、さらに、前記（ｂ）のステップにおいて、前記計測マスタを取り付け治具の所定の位置に固定した状態で前記回転テーブルに取り付けるとともに、前記（ｃ）のステップにおいて、前記素材を前記反転治具における前記計測マスタの位置に対応する位置に固定することで、前記素材を前記計測マスタと同じ位置に取り付けることが望ましい。
かかる構成によれば、計測マスタと素材とを回転テーブル上の同じ位置に取り付けることで、（ｄ）のステップで算出したインプラント体またはアバットメントとインプラント上部構造物との接合部またはスクリューホールの加工データとを対応させることが容易となるとともに、加工機の外段取りで位置精度を確保することで、加工機の稼働率を向上させて生産性を高めることができる。

前記した本発明において、前記素材は、鍛造または鋳造により製作されたものであることが望ましい。
かかる構成によれば、義歯部の外観形状を鍛造または鋳造で製作することで、板材から削り出すよりも、材料費や加工工数が削減できる。

本発明に係るインプラント上部構造物の製作方法によれば、高度な技術を有する熟練者でなくても、簡易に高精度のインプラント上部構造物を製作することができる。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係るメタルフレームとインプラント体との取り付け構造を示す分解断面図であり、図２は本発明の実施形態に係るメタルフレームを患者の口腔内に取り付けた状態を示す断面図である。

本発明の実施形態に係るインプラント上部構造物であるメタルフレーム１の製作方法は、メタルフレーム１をアバットメント３，３′にスクリュー１ｃ，１ｃ′で取り付けるスクリュー固定式のメタルフレーム１であって（図１、図２参照）、計測マスタ４を準備し（図３参照）、取り付け治具５に固定するステップと（図４参照）、計測マスタ４を５軸制御マシニングセンタ１１に取り付けてアバットメント３，３′の位置および傾きのデータを取得するステップと（図５、図６参照）、計測マスタ４を取り外して同じ位置に枠状の反転治具６に固定したメタルフレーム１の素材１′を取り付けるステップと（図７参照）、加工位置および傾きを調整しながら５軸制御マシニングセンタ１１で一方の面から接合部１ａ，１ａ′を加工するステップと（図８参照）、反転治具６を反転して他方の面からスクリューホール１ｂ，１ｂ′を加工するステップ（図９参照）と、を含んでいる。
なお、本実施形態においては、インプラント上部構造物としてメタルフレームを例として説明するが、セラミックフレーム等においても同様である。

スクリュー固定式のメタルフレーム１は、図１に示すように、人工歯根となる２本のインプラント体２，２′に固定されたアバットメント３，３′にスクリュー１ｃ，１ｃ′で取り付けられる。すなわち、インプラント体２，２′およびアバットメント３，３′を構成要素とする下部側構造と、メタルフレーム１で構成され義歯部となる上部側構造とをスクリュー１ｃ，１ｃ′で固定する方式である。

なお、本実施形態においては、インプラント体２，２′を２本としているが、これに限定されるものではなく、２本以上であれば効果的に適用できるものである。また、本実施形態においては、インプラント体２，２′にアバットメント３，３′を連結して、アバットメント３，３′を介してメタルフレーム１を固定しているが、これに限定されるものではなく、インプラント体２，２′に直接メタルフレーム１をねじ止めする方式にも適用できる。

インプラントの下部側構造は、人工歯根となるインプラント体２，２′と、メタルフレーム１の支台となるアバットメント３，３′と、を備えて構成されている。
インプラント体２，２′は、ねじ部２ａ，２ａ′が患者の顎骨にねじ込まれて固定され（図２参照）、人工歯根となる。このため、インプラント体２，２′の材質としては、一般的に、数ヶ月で人間の骨となじんで強固に結合するチタンが採用されている。
また、インプラント体２，２′を埋め込む位置や向きは、患者の顎骨との関係で最適な状態となるように決定される。このため、インプラント体２，２′は、図１、図２等に示すように、それぞれのインプラント体２，２′ごとに異なる角度で顎骨に埋め込まれている。

アバットメント３，３′は、メタルフレーム１の支台となり、インプラント体２，２′の頭部に連結されて、ねじ３ｂ，３ｂ′で固定される。アバットメント３，３′の形状は種々あるが、本実施形態においては一例として、アバットメント３，３′の下部が上方に向かうに従って拡径された逆円錐台形状で、その上部が上方に向かうにつれて縮径された円錐台形状部３ａ，３ａ′を備えたものを採用している。
円錐台形状部３ａ，３ａ′は、メタルフレーム１の支台となる部分であり、この円錐台形状部３ａ，３ａ′とメタルフレーム１に形成される接合部１ａ，１ａ′とが接合されて下部側構造と上部側構造が強固に結合されている（図２参照）。
なお、インプラント体２，２′およびアバットメント３，３′は、精度よく寸法管理された種々の形状の規格品が流通しており、その形状データも予め準備することができる。

インプラントの上部側構造は、下部側構造の上に構築され、基体となるメタルフレーム１に図示しないセラミック等の焼き付け層が形成されて義歯部となる部分である。
メタルフレーム１は、本実施形態においては、ロストワックス法で義歯部の外観形状を鋳造したチタン素材１′（図７参照）から、アバットメント３，３′との接合部１ａ，１ａ′、およびスクリューの取り付け穴（スクリューホール）１ｂ，１ｂ′を５軸制御マシニングセンタ１１（図５参照）で加工して製作する。
なお、本実施形態においては、メタルフレーム１の素材として、人体との親和性に優れたチタン合金を使用しているが、これに限定されるものではなく、ろう付けやセラミックの焼き付け等の加工がしやすい金合金であってもよい。また、鋳造で製作されたものに限定されず、板材やブロック材や焼結金属であってもよい。さらに、「素材」には、広く一次加工を施したものも含まれ、例えば、義歯部の外観形状を機械加工したようなものも含まれる。
また、図示は省略するがメタルフレーム１の外表面には、最終工程で歯冠色のセラミック、樹脂、および既成人工歯が前装されて、金属素材が見えないように被覆され、自然な歯の美観が形成される。

計測マスタを準備し、取り付け治具に固定するステップについて、図３と図４を参照しながら説明する。図３は計測マスタを製作する様子を示す側面図である。図４は計測マスタを取り付け治具に固定した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。
このステップでは、患者の口腔内の顎骨に埋め込まれたインプラント体２，２′にアバットメント３，３′が固定された状態を反映した計測マスタ４を準備し（図３参照）、この計測マスタ４を取り付け治具５の所定の位置に固定する（図４参照）。

計測マスタ４は、一例として、図３に示すように、アバットメント３，３′に適合する印象用のコーピング部材４ａと、このコーピング部材４ａ，４ａ′を一体として連結するための連結部材４ｂと、コーピング部材４ａ，４ａ′および連結部材４ｂを連結したままで固めるレジン（樹脂部材）４ｃ，４ｃと、を備えて構成されている。
なお、印象用のコーピング部材４ａ，４ａ′とは、口腔内のアバットメント３，３′の位置および傾きを正確に写し取るための部材であり、アバットメント３，３′の円錐台形状部３ａ，３ａ′と適合する形状の接合穴穴４ａ_１，４ａ_１′を備えたものが広く含まれ、例えば、鋳接用シリンダと同一の形状を有するもの等が使用できる。

計測マスタ４の製作方法としては、一例として、患者の口腔内において、顎骨に埋め込まれたインプラント体２，２′に固定されたアバットメント３，３′から採得する方法がある。具体的には、アバットメント３，３′の円錐台形状部３ａ，３ａ′にコーピング部材４ａ，４ａ′の接合穴４ａ_１，４ａ_１′を嵌合させてコーピング部材４ａ，４ａ′を被せた状態でアバットメント３，３′同士を連結部材４ｂで連結し、連結部材４ｂの上からコーピング部材４ａ，４ａの周囲にレジン４ｃを塗布して固めて、固めた状態のままアバットメント３，３′から外して製作する。

なお、本実施形態においては、高精度にアバットメント３，３′の位置および傾きを計測マスタ４に反映するため、患者の口腔内のアバットメント３，３′から直接印象を採得しているが、これに限定されるものではなく、患者の口腔内を反映した模型からアバットメント３，３′の位置および傾き採得してもよい。また、アバットメント３，３′の形状データは予め取得できるため、インプラント体２，２′の位置および向きの印象を採得して、アバットメント３，３′の位置および向きを求めることもできる。要するに、患者の顎骨に埋め込まれたインプラント体２，２′またはアバットメント３，３′の位置および傾きが計測マスタ４に反映されており、それを読み取れるものであればよい。

計測マスタ４を取り付け治具５の所定の基準位置に固定する方法としては、例えば、図４に示すように、取り付け治具５の所定の位置に固定された３つの基準球５ａ，５ａ，５ａを基準として計測マスタ４の位置合わせを行なう方法がある。具体的には、基準球５ａ，５ａ，５ａに対して、計測マスタ４における２ヶ所のコーピング部材４ａ，４ａ′の接合穴４ａ_１，４ａ_１′を所定の位置に配置することで行なわれている。

ここで、計測マスタ４の取り付け治具５は、中央部が大きく貫通した枠状の基体５ｂと、この基体５ｂの底部に固定された底板５ｃと、計測マスタ４を支持するベース５ｄと、ベース５ｄの所定の位置に固定された３つの基準球５ａ，５ａ，５ａと、を備えて構成されている。そして、ベース５ｄと基体５ｂとを、図示しないノックピン等で位置を決めることで、基体５ｂに対するベース５ｄの位置および基準球５ａ，５ａ，５ａの位置関係を定めることができる。
また、取り付け治具５は、基板６ａを介して、ロータリテーブル１３（図５を併せて参照）に固定されている。このため、枠状の基体５ｂには、取り付け治具５を基板６ａの所定の位置に固定するための取り付け穴５ｂ_１とノック穴５ｂ_２が形成されている。取り付け治具５が、基板６ａを介して、ロータリテーブル１３に固定されているのは、メタルフレーム１の素材１′と取り付け治具５′（図７参照）との位置関係を同じにするためであるが、この点はさらに後記する。
なお、基準球５ａ，５ａ，５ａの位置は、コーピング部材４ａ，４ａ′の位置や数量等に起因する計測マスタ４の形状により適宜定めればよく、常に同じ位置に配置する必要はない。

続いて、計測マスタからアバットメントの位置および傾きのデータを取得するステップについて、図５と図６を参照しながら説明する。図５は本発明の実施形態に係る５軸制御マシニングセンタの主要部分を示す斜視図である。図６は５軸制御マシニングセンタの主軸に装着された測定器で測定する様子を示す図であり、（ａ）と（ｂ）はアバットメントの傾きを測定する様子を示す斜視図、（ｃ）はアバットメントの位置を測定する様子を示す断面図である。

このステップでは、図５に示すように、計測マスタ４（図４参照）を加工機である５軸制御マシニングセンタ１１の回転テーブルであるロータリテーブル１３に取り付けて、５軸制御マシニングセンタ１１の主軸１２に装着された測定器である接触式測定器（タッチプローブ）１５で計測マスタ４に反映されたアバットメント３，３′（図３参照）の位置および傾きのデータを取得する。
なお、本実施形態においては、ロータリテーブル１３に計測マスタ４を取り付けているが、これに限定されるものではなく、ロータリテーブル１３ではなくサーキュラテーブル等の角度調整ができる「回転テーブル」であってもよい。

５軸制御マシニングセンタ１１は、図５に示すように、３軸で構成されＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向への移動が可能な主軸１２と、２軸で構成されたワークを固定するロータリテーブル１３およびティルトテーブル１４と、入力された数値データを解析して機械本体の制御を行なうＮＣ装置１６と、を備えて構成されている。
主軸１２には、タッチプローブ１５または工具１８（図８（ｂ），（ｃ）参照）が装着されて、タッチプローブ１５または工具１８をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向へ移動できるようにしている。
また、ロータリテーブル１３は、垂直方向のＣ軸回りに回転する回転テーブルであり、ティルトテーブル１４は、水平方向のＡ軸回りに揺動する回転テーブルである。そして、ロータリテーブル１３およびティルトテーブル１４の２軸を備えたことで、ワーク１７の傾きを垂直方向および水平方向へ調整できるようにしている。

なお、本実施形態においては、加工機として、縦型式の５軸制御マシニングセンタ１１を使用しているが、これに限定されるものではなく、横型式であってもよい。さらに、マシニングセンタのみならず、ロータリテーブルの１軸と揺動傾斜ヘッドを有する複合加工機や３次元測定器に２軸ロータリテーブルを載せ５軸制御検査装置としたものなど、少なくとも回転２軸と直交３軸を有するＮＣ加工機であれば本発明の加工機として適用することができる。

計測マスタ４に反映されたアバットメント３，３′（図３参照）の位置および傾きのデータを取得する方法としては、図６に示すように、コーピング部材４ａの接合穴４ａ_１の位置および傾きを計測して求める方法がある。
まず、コーピング部材４ａにおける接合穴４ａ_１の傾きのデータを取得する方法について説明する。傾きのデータは、図６（ｂ）に示すように、コーピング部材４ａの端面４ａ_２（図６（ｃ））に厚さが一定のゲージ４ｄを置いて、このゲージ４ｄの表面の傾きを計測することで求められる。

具体的には、図６（ａ）に示すように、ゲージ４ｄの表面の円周上にある３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）にタッチプローブ１５を接触させて、３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標を取得し、ＮＣ装置１６（図５）内の演算部により３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を通る平面の法線ベクトルＮ（図６（ｂ））を算出することで、接合穴４ａ_１の傾きのデータを求めることができる。
そして、求められた接合穴４ａ_１の傾きのデータから、ロータリテーブル１３（図５）のＣ軸およびティルトテーブル１４（図５）のＡ軸回りの補正量（割り出し角度）を算出する。この算出された補正量に基づいて、Ｃ軸およびＡ軸回りにロータリテーブル１３およびティルトテーブル１４を回転させ、法線ベクトルＮ（図６（ｂ））の向きを垂直にしてゲージ４ｄの表面が主軸１２に対して垂直になるように補正する（図６（ｃ））。
主軸に対して垂直になった状態のゲージ４ｄの表面にタッチプローブ１５を接触させて、Ｚ座標を計測し、コーピング部材４ａにおける端面４ａ_２の高さの位置データを取得する。
一方、コーピング部材４ａの接合穴４ａ_１の位置は、図６（ｃ）に示すように、接合穴４ａ_１の内周面の４点にタッチプローブ１５を接触させて、この４点のＸ，Ｙ座標を計測し、ＮＣ装置１６（図５）内の演算部により接合穴４ａ_１の中心のＸ，Ｙ座標を算出して取得する。

なお、本実施形態においては、タッチプローブ１５を接触させて、円周上にある３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標を取得し、接合穴４ａ_１の傾きのデータから、Ｃ軸およびＡ軸回りの補正量を算出して、Ｃ軸およびＡ軸回りにロータリテーブル１３およびティルトテーブル１４を回転させ、ゲージ４ｄの表面が主軸１２に対して垂直になるように補正したが、この手順を繰り返すことで、さらに精度の高い補正量を求めることができる。
すなわち、補正後に再度、タッチプローブ１５を接触させて、３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標を取得し、Ｚ座標の偏差が要求される所定の値以下になるまで前記の手順を繰り返すことで精度を高めることが可能である。
また、本実施形態においては、演算処理上の便宜から、接合穴４ａ_１の端面４ａ_２（図６（ｃ））に厚さが一定のゲージ４ｄを置いて、このゲージ４ｄの表面にタッチプローブ１５を接触させることで、コーピング部材４ａの端面４ａ_２に円周上の３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標を取得しているが、これに限定されるものではなく、同一平面上の３点のデータであれば、傾きを求めることは可能である。

続いて、ロータリテーブルから計測マスタを取り外して同じ位置に、枠状の反転治具に固定したメタルフレームの素材を取り付けるステップについて、図７を参照しながら説明する。図７はメタルフレームの素材を反転治具に固定した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

このステップでは、図７に示すように、ロータリテーブル１３上において、取り付け治具５′の所定の位置に固定された計測マスタ４（図４参照）と同じ位置に、反転治具６に固定された素材１′を配置することで、素材１′を計測マスタ４と同じ位置に取り付ける。すなわち、計測マスタ４とこの計測マスタ４を固定する取り付け治具５との位置関係（図４参照）、および素材１′とこの素材１′を固定する反転治具６との位置関係を同じにすることで行なわれる。
具体的には、前記したように、計測マスタ４は３つの基準球５ａ，５ａ，５ａを基準として所定の位置に取り付けられている（図４参照）。したがって、同様に素材１′についても、反転治具６の所定の位置に固定された３つの基準球５ａ′，５ａ′，５ａ′を基準として計測マスタ４と同じ位置に配置することで位置関係を同じにすることができる。
なお、３つの基準球５ａ，５ａ，５ａを基準とした計測マスタ４の位置を計測して、この計測された位置と同じ位置に、３つの基準球５ａ′，５ａ′，５ａ′を基準として素材１′を固定してもよい。

ここで、反転治具６は、図７に示すように、素材１′が固定されている取り付け治具５′と、この取り付け治具５′のベースとなる基板６ａとから構成され、取り付け治具５′を基板６ａ上で反転することで素材１′を反転できるように構成されている。
また、取り付け治具５′は、計測マスタ４の取り付け治具５と同じものを使用し、中央部が大きく貫通した枠状の基体５ｂ′と、この基体５ｂ′の底部に固定された底板５ｃ′と、素材１′を支持するベース５ｄ′と、ベース５ｄ′の所定の位置に固定された３つの基準球５ａ′，５ａ′，５ａ′と、を備えて構成されている。そして、枠状の基体５ｂ′には、取り付け治具５′を基板６ａ上で精度よく反転できるように、取り付け穴５ｂ_１′とノック穴５ｂ_２′が形成されている。なお、基板６ａは、ロータリテーブル１３（図５を併せて参照）の所定の位置に固定されている。
このため、取り付け治具５′の所定の位置に固定された３つの基準球５ａ′，５ａ′，５ａ′を基準として素材１′における２ヶ所のスクリューホール１ｂ，１ｂ′の位置を調整することで、取り付け治具５における計測マスタ４と取り付け治具５′における素材１′とを同じ位置に取り付けることができる。
一方、基板６ａをロータリテーブル１３（図５参照）に固定し、この基板６ａに計測マスタ４の取り付け治具５および素材１′の取り付け治具５′を固定することで、ロータリテーブル１３上の同じ位置に計測マスタ４および素材１′を取り付けることができる。

続いて、５軸制御マシニングセンタで加工位置および傾きを調整しながら一方の面からメタルフレームの素材における接合部を加工するステップについて、図８を参照しながら説明する。
図８はメタルフレームの素材における接合部を加工する様子を示す断面図であり、（ａ）はロータリテーブルが水平な状態を示し、（ｂ）は素材における図面上で左側の接合部を加工する様子を示し、（ｃ）は素材における図面上で右側の接合部を加工する様子を示す。なお、図８においては、説明の便宜上、ロータリテーブル１３のみを図示しティルトテーブル１４（図５参照）を図示していないが、ティルトテーブル１４についてもロータリテーブル１３と同様の制御が行なわれる。

このステップでは、メタルフレーム１の接合部１ａ，１ａ′を加工するが、図８（ａ）に示すように、接合部１ａ，１ａ′の傾きは、それぞれ異なり垂直方向に対してθ_１，θ_２となっている。
まず、接合部１ａを加工するため、計測マスタ４（図４）から取得した接合部１ａの位置データに基づいて、工具１８を加工開始位置までＸ，Ｙ，Ｚ軸に沿って移動させる。
そして、接合部１ａの傾きのデータに基づいて、Ｃ軸回りにロータリテーブル１３（図５）を回転させ、Ａ軸回りにティルトテーブル１４（図５）を回転させて、接合部１ａの傾きを主軸１２（図５）の方向（Ｚ軸方向）と合致させる。
このようにして、加工位置および傾きを調整した後に、計測マスタ４から取得した位置および傾きのデータから、ＮＣ装置１６（図５）内の図示しない演算部で接合部１ａの形状データを加味した加工データを算出し、この加工データに基づいて接合部１ａを加工する（図８（ｂ）参照）。
同様に、接合部１ａ′についても、その加工位置および傾きを調整しながら、形状データを加味した加工データに基づいて加工する（図８（ｃ）参照）。

続いて、反転治具を反転して他方の面からスクリューホールを加工するステップについて、図９を参照しながら説明する。図９は素材の取り付け治具を反転して、スクリューホールを加工する様子を示す断面図であり、（ａ）は図８の（ｃ）から素材を固定した取り付け治具を反転した状態を示し、（ｂ）は素材における図面上で右側のスクリューホールを加工する様子を示し、（ｃ）は素材における図面上で左側のスクリューホールを加工する様子を示す。

このステップでは、接合部１ａ′を加工した後（図８（ｃ）参照）、スクリューホール１ｂ′を加工するために取り付け治具５′を反転すると、図９（ａ）に示すように、接合部１ａ′の傾きが垂直方向（主軸の方向）からずれている。このため、接合部１ａ′の傾きの補正データに基づいて、Ｃ軸回りにロータリテーブル１３を回転させ、Ａ軸回りにティルトテーブル１４を回転させて、スクリューホール１ｂ′の傾きを主軸１２の方向（Ｚ軸方向）と合致させる。
そして、加工位置および傾きを合致させた状態で、計測マスタ４から取得した位置および傾きのデータから、ＮＣ装置１６（図５）内の図示しない演算部でスクリューホール１ｂ′の形状データを加味した加工データを算出し、この加工データに基づいてスクリューホール１ｂ′を加工する（図９（ｂ）参照）。
同様に、スクリューホール１ｂについても、その加工位置および傾きを主軸１２の方向（Ｚ軸方向）と合致させた状態で、形状データを加味した加工データに基づいて加工する（図９（ｃ）参照）。

以上のような本発明の実施形態に係るメタルフレーム１の製作方法によれば、以下のような効果を生ずる。
すなわち、スクリュー固定式のメタルフレーム１において、口腔内の顎骨に埋め込まれたインプラント体２，２′にアバットメント３，３′が固定された状態を反映した計測マスタ４から、アバットメント３，３′の位置および傾きのデータを取得することで、簡易に精度の高いデータを取得することができる。
また、５軸制御マシニングセンタ１１の主軸１２に装着されたタッチプローブ１５でアバットメント３，３′の位置および傾きのデータを取得し、同じ５軸制御マシニングセンタ１１で、アバットメント３，３′とメタルフレーム１との接合部１ａ，１ａ′およびスクリューホール１ｂ，１ｂ′を加工することで、段取り時間を短縮するとともに、温度や機械精度等の環境条件を整合させて、さらに加工精度を高めることができる。
しかも、高価な鋳接用シリンダ３５，３５′（図１０参照）を使用しないため、部品コストを低減することができるとともに、鋳造時における鋳接用シリンダ３５，３５′の位置ずれのおそれもない。

本実施形態においては、素材１′を枠状の取り付け治具５′に固定して、この取り付け治具５′をロータリテーブル１３上で反転することで、メタルフレーム１の素材１′を反転しているため、ティルトテーブル１４を反転する必要がないので、５軸制御マシニングセンタ１１を小型化することができるとともに、反転精度も高めることができる。

本実施形態においては、計測マスタ４を取り付け治具５の所定の位置に固定した状態でロータリテーブル１３に取り付けるとともに、取り付け治具５′における素材１′を取り付け治具５における計測マスタ４の位置に対応する位置に固定することで、計測マスタ４と素材１′とをロータリテーブル１３上の同じ位置に取り付けている。したがって、計測マスタ４から取得したデータとメタルフレーム１の加工データとを対応させることが容易となるとともに、５軸制御マシニングセンタ１１の外段取りで位置精度を確保することで、５軸制御マシニングセンタ１１の稼働率を向上させて生産性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、測定器として接触式のタッチプローブ１５を使用したが、これに限定されるものではなく、ダイヤルインジケータ等の接触式位置センサを使用してもよく、非接触式のレーザ計測器を使用することもできる。

本実施形態においては、反転治具６における取り付け治具５′を反転させて、メタルフレーム１の素材１′を反転したが、これに限定されるものではなく、素材１′を枠状のイケ−ルに固定した状態でテーブル自体を１８０°反転させたり、主軸を９０°振ってテーブルを回転させたりしてもよい。また、テーブルに回転治具を固定して、回転治具を１８０°回転させるものでもよい。要するに、素材１′を１８０°反転することで素材１′の表面または裏面側から加工できるような構成であれば本発明を適用することができる。

本発明の実施形態に係るメタルフレームとインプラント体との取り付け構造を示す分解断面図である。 本発明の実施形態に係るメタルフレームを患者の口腔内に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測マスタを製作する様子を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る計測マスタを取り付け治具に固定した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。 本発明の実施形態に係る５軸制御マシニングセンタの主要部分を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る５軸制御マシニングセンタの主軸に装着された測定器で測定する様子を示す図であり、（ａ）と（ｂ）はアバットメントの傾きを測定する様子を示す斜視図であり、（ｃ）はアバットメントの位置を測定する様子を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るメタルフレームの素材を反転治具に固定した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係るメタルフレームの素材における接合部を加工する様子を示す断面図であり、（ａ）はロータリテーブルが水平な状態を示し、（ｂ）は素材における図面上で左側の接合部を加工する様子を示し、（ｃ）は素材における図面上で右側の接合部を加工する様子を示す。 本発明の実施形態に係る素材の取り付け治具を反転して、スクリューホールを加工する様子を示す断面図であり、（ａ）は図８の（ｃ）から素材を固定した取り付け治具を反転した状態を示し、（ｂ）は素材における図面上で右側のスクリューホールを加工する様子を示し、（ｃ）は素材における図面上で左側のスクリューホールを加工する様子を示す。 従来のスクリュー固定式の構造を説明するための断面図である。 複数のインプラント体で支持されたメタルフレームの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ メタルフレーム（インプラント上部構造物）
１′ 素材
１ａ，１ａ′ 接合部
１ｂ，１ｂ′ スクリューホール（スクリューの取り付け穴）
１ｃ スクリュー
２，２′ インプラント体
３，３′ アバットメント
４ 計測マスタ
５，５′ 取り付け治具
６ 反転治具
１１ ５軸制御マシニングセンタ（加工機）
１２ 主軸
１３ ロータリテーブル（回転テーブル）
１４ ティルトテーブル
１５ タッチプローブ（測定器）

Claims (4)

1. 人工歯根となる複数のインプラント体、またはこのインプラント体に固定されたアバットメントにスクリューで取り付けられる義歯部を構成するインプラント上部構造物の製作方法であって、
   （ａ）患者の口腔内の顎骨に埋め込まれた前記インプラント体の状態、またはこのインプラント体に前記アバットメントが固定された状態を反映した計測マスタを準備するステップと、
   （ｂ）この計測マスタを少なくとも５軸を備えた加工機の回転テーブルに取り付けて、前記加工機の主軸に装着された測定器で前記各インプラント体または前記アバットメントの位置および傾きのデータを取得するステップと、
   （ｃ）前記回転テーブルから前記計測マスタを取り外して、この計測マスタと同じ位置に予め準備された前記インプラント上部構造物の素材を取り付けるステップと、
   （ｄ）前記（ｂ）のステップで取得したデータから算出した前記インプラント体または前記アバットメントと、前記インプラント上部構造物との接合部または前記スクリューの取り付け穴の加工データに基づいて、前記各インプラント体または前記アバットメントに対応する加工位置および傾きを調整して、前記主軸に装着された加工具で、前記素材における一方の面から前記接合部または前記スクリューの取り付け穴を加工するステップと、
   （ｅ）前記素材を反転して、前記加工データに基づいて、前記各インプラント体に対応する加工位置および傾きを調整して、前記加工具で、前記素材における他方の面から前記スクリューの取り付け穴または前記接合部を加工するステップと、
   を含むことを特徴とするインプラント上部構造物の製作方法。
2. 前記（ｅ）のステップにおいて、前記素材を枠状の反転治具に固定して、この反転治具を前記回転テーブル上で反転することで、前記素材を反転することを特徴とする請求項１に記載のインプラント上部構造物の製作方法。
3. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記計測マスタを取り付け治具の所定の位置に固定した状態で前記回転テーブルに取り付けるとともに、
   前記（ｃ）のステップにおいて、前記素材を前記反転治具における前記計測マスタの位置に対応する位置に固定することで、前記素材を前記計測マスタと同じ位置に取り付けることを特徴とする請求項２に記載のインプラント上部構造物の製作方法。
4. 前記素材は、鍛造または鋳造により製作されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインプラント上部構造物の製作方法。

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