JP2009233330A - 歯科用燃焼対象物を熱処理するための窯 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース部材と燃焼室と燃焼室底床と加熱装置と前記燃焼室内の温度を検出することができる少なくとも１つの光学式温度検出要素を備えてなり少なくとも１つの歯科用燃焼対象物を熱処理するための窯において、歯科用燃焼対象物の非接触式の温度測定を簡便な方式によって可能にする。
【解決手段】燃焼対象物２が燃焼室４内に存在している燃焼補助材７の上、および／または中、および／または下、および／またはそれに隣接して載置され、前記光学式温度検出要素６が前記燃焼補助材および／または燃焼対象物の温度を検出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、特にケース部材と燃焼室と燃焼室基底部と加熱装置と燃焼室内の温度を検出することができる少なくとも１つの光学式温度検出要素を備えてなる請求項１前段に記載の歯科用燃焼対象物を熱処理するための窯、ならびに請求項１５前段に記載の方法に関する。

マイクロ波加熱器を有する燃焼窯に光学式センサを有する温度検出要素を適用することが知られている。それが測定される対象物の可能な限り平坦な面に照準を合わせられる。その際対象物の表面の温度が測定される。

しかしながら、その種の燃焼窯の歯科補綴材の熱処理のための使用に際しては数々の問題点が生じる。

歯科補綴材は平坦な表面を有していないことが難点である。そのことが温度測定を困難にする。

また、複数の歯科補綴材の測定も問題である。すなわち複数の歯科補綴材が燃焼窯内に存在する場合、温度検出要素のセンサの照準を燃焼室の中央あるいは縁部領域のいずれかに存在する歯科補綴材に合わせるべきかが明らかでない。

加えて、個別の歯科補綴材へのセンサの照準合わせは極限定的にしか可能でない。そのセンサは燃焼室内への貫通孔を介してのみ放射線の検出が可能となる。従って測定角度は極めて限定的となる。すなわち、センサは極限定的にしか歯科補綴材を視野に入れることができない。従って、貫通孔を介した燃焼室内の視野は温度検出要素によって調節されるため、燃焼室内部における温度検出要素のセンサに対する歯科補綴材の照準合わせは不可能である。

独国特許第４４１４３９１Ｃ２号明細書により、光学式センサを使用した非接触式の温度測定方法が知られている。そのセンサは高温計として実施され、高速加熱室内における半導体ウェファの温度測定を行うよう機能する。

独国特許出願公開第１９８５３５１３Ａ１号明細書には、対象の表面から離間して検知された放射線非接触式の測定によってその表面の温度を測定するマルチメータが記載されている。

米国特許出願公開第２００１／０００６１７４Ａ１号明細書により、マイクロ波および赤外線放射を備えたハイブリッド窯を使用したセラミック部材の製造方法が開示されている。接触式センサによって測定されるセラミック部材の中心および表面温度が検出される。

独国特許出願公開第ＡＳ１４９８８２２号明細書には、比較部材を形成する窯用の計測差込み部材が開示されている。その際２つの洞室が使用され、そのうち１つの洞室は被検体を収容するため、他方の洞室は比較部材を収容するために設けられる。測定は低抵抗のサーミスタ要素を使用して実施される。その窯は、示差熱分析装置の一部である。

さらに独国特許出願公開第ＡＳ１６４８９０５号明細書により、生物組織の状態の温度検査および操作のための方法ならびに装置が知られている。この場合、加熱カプセルの形式で基材内に設置された被検体が使用される。これは誘導加熱によって加熱するものである。

従って本発明の目的は、歯科用燃焼対象物の非接触式の温度測定を簡便な方式で可能にする、請求項１前段に記載の窯を提供することである。

前記の課題は請求項１に従って解決される。従属請求項によって好適な追加構成が定義される。

燃焼対象物が燃焼室内に存在している燃焼補助材の上および／または中、および／または下、および／またはそれに隣接して載置され、光学式温度検出要素がその燃焼補助材の温度を検出すれば極めて好適である。

本発明によれば燃焼補助材が使用される。それが温度検出要素のセンサと相互に作用する。その燃焼補助材は熱処理される歯科補綴材の下あるいは側方に存在している。

本発明によって平坦な表面を有していない歯科補綴材の使用が可能となる。それにもかかわらず本発明に係る補助材が温度測定を可能にする。

測定の際に複数の歯科補綴材が存在していても問題はない。センサを補助材に照準合わせすることができるため、問題なく測定が可能になる。

センサは燃焼室の貫通孔を通じて補助材の放射線を簡便な方式で測定することができる。制限された測定角度は問題にならない。

本発明に係る窯により、例えば球体あるいは粉末から形成することができる特殊な部材あるいは追加的な部材が所定の方式で予め設定され、それの温度が燃焼対象物の代わりに測定される、温度検出方法が可能になる。温度測定は非接触式で実施される。

本発明に係る安全装置の好適な追加構成によれば、燃焼補助材が燃焼対象物と同等な熱および／または電気および／または誘電特性を有する。歯科補綴材と同等な熱および／または電気および／または誘電特性を有していれば、補助材は歯科補綴材と同等な温度を有すると考えられる。それによって極めて正確な温度測定が可能となる。

燃焼補助材が球体および／または顆粒および／または平行六面体および／または板片および／または粉末状に形成されていれば極めて好適である。それらの形態は一方で極めて容易に実施可能であるとともに他方で極めて高速に放射線を吸収し、それによって遅延時間を伴わずに温度変化を検出することができる。燃焼補助材は板形状あるいは平行六面体形状、ならびに顆粒あるいは粉末状に形成することができる。球体、顆粒あるいは粉末状に形成された燃焼補助材は例えば開口したタンク内に収容される。歯科補綴材は燃焼補助材上に載置されるか、あるいはその中に少なくとも部分的に没入するかあるいは完全に埋め込まれていることが可能である。

燃焼補助材は少なくとも二層式に形成されることが好適である。それによってその特性を必要に応じて広範囲に適応させることができる。例えば燃焼補助材が燃焼対象物と略同等な温度特性を有するようにするか、あるいは必要に応じて追加的な断熱のために使用することができる。

窯の熱遮断性がセンサによって影響を受けないようにするために、本発明の別の好適な追加構成によれば燃焼対象物あるいは燃焼補助材と光学式温度検出要素との間に透明なパネルが設置される。前記のパネルは、燃焼室の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床上に配置することが好適である。

さらに、光学式温度検出要素が燃焼室の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床上に存在し、それによってセンサがパネルによって熱遮断されていれば好適である。

光学式温度検出要素を窯の制御ユニットと結合させることによって、簡便な方式で窯の温度制御あるいは温度調節に影響を与えることができる。最も単純なケースにおいて温度制御は二点制御で実施することができるが、その他の温度制御方式によって実施することもできる。

光学式温度検出要素を高温計によって構成すれば極めて好適であることが判明した。燃焼補助材との組み合わせにおいて高温計はその測定点特性の理由から最適である。従って、高温計の全測定点の中に少なくとも燃焼補助材の一部および／または少なくとも燃焼対象物の一部が存在する。

一般的なガスあるいは電気加熱装置を使用することが可能である。加熱装置が誘導加熱装置あるいはマイクロ波加熱装置であれば勿論極めて好適である。非接触式のセンサによって、電界流を発生させるとともに一般的な抵抗要素による測定を実用上不可能にする可能性のある、実質的な窯空間内の接続配線が不要となる。

本発明に係る窯の好適な構成形態によれば、その燃焼室が固定的に配置されている燃焼室底床に対して垂直に変位可能および／または旋回可能である。このことが燃焼補助材に対してのセンサの調節を容易にする。また燃焼室底床を固定的に配置された燃焼室に対して垂直に変位可能とすることもできる。

好適な構成形態によれば、燃焼補助材が燃焼対象物と同等な化学／物理および／または熱および／または電気および／または誘電特性を有する。

好適な構成形態によれば、燃焼補助材が球体および／または顆粒および／または平行六面体および／または板片および／または粉末状に形成されている。

好適な構成形態によれば、燃焼補助材が少なくとも二層状に形成されている。

好適な構成形態によれば、燃焼補助材と光学式温度検出要素の間に測定信号の波長に対して透過性のパネルが配置される。

好適な構成形態によれば、パネルは燃焼室の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床上に存在する。

好適な構成形態によれば、光学式温度検出要素が燃焼室の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床上に存在する。

好適な構成形態によれば、光学式温度検出要素が窯の制御ユニットと結合される。

好適な構成形態によれば、光学式温度検出要素が高温計から形成される。

好適な構成形態によれば、高温計の全測定点の中に少なくとも燃焼補助材の一部および／または少なくとも燃焼対象物の一部が存在する。

好適な構成形態によれば、加熱装置が一般的なガスあるいは電気加熱装置である。

好適な構成形態によれば、加熱装置が誘導加熱装置あるいはマイクロ波加熱装置である。

好適な構成形態によれば、燃焼室が固定的に配置されている燃焼室底床に対して垂直に変位可能および／または旋回可能である。

好適な構成形態によれば、燃焼室底床が固定的に配置された燃焼室に対して垂直に変位可能および／または旋回可能および／または回転可能である。

本発明はさらに、上記の特徴に従った窯による熱処理、特に歯科用燃焼対象物を焼結するための方法に関する。

本発明のその他の詳細、特徴ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する２つの実施例によって明らかにされる。

非接触式のセンサを備えた本発明に係る窯の一実施例を示した概略構成図である。 本発明に係る窯の変更例を示した構成図である。

図１には、非接触式のセンサを備えた本発明に係る窯の一実施が概略的に示されている。

図１には少なくとも１つの歯科用燃焼対象物２を熱処理するための窯１が示されている。窯１は誘導加熱式の窯として形成することができる。これは原則的にガス燃焼式のものとするか、または抵抗発熱体あるいは赤外線放射式のものとして形成することもできる。しかしながら特に窯１を（詳しくは図示されていない）マイクロ波加熱装置９を備えたマイクロ波加熱式の窯とすることが好適である。これは、燃焼室４を含んだケース部材４を有する窯被覆材を備えている。燃焼室４は内装材５を備えた内部窯室である。その内装がマイクロ波窯の内部窯室の断熱を形成する。ケース部材３と内装材５の間の存在する加熱装置９は収容部のみが示されている。マイクロ波加熱装置９の機能方式および構成は充分に周知であり、従ってここでは詳細な説明を省略する。

光学式温度検出要素６によって燃焼室４内あるいは窯室内の温度が検出される。

本発明に従って、燃焼対象物２は燃焼室４内に存在している燃焼補助材７の近傍に設置あるいは配置される。それに代えてあるいは加えて、燃焼補助材を燃焼室の上および／または内部に配置することもできる。

光学式温度検出要素６は燃焼補助材７の温度を直接的に検出し、燃焼対象物２自体の温度の検出は不要である。その燃焼対象物の温度は間接的にのみ測定される。両方の対象物が同等な特性を有するためその温度は等しくなる。すなわち燃焼補助材７は燃焼対象物２と同等な熱および／または電気および／または誘電特性を有する。

図１に示されているように、燃焼補助材７は球体形状を有している。しかしながら顆粒、板片、平行六面体、あるいは粉末を使用することもできる。図１には１つの球体層のみが示されているが燃焼対象物２は少なくとも二層式に形成することもできる。

内部窯室あるいは燃焼室４はその内装材５上に開口部あるいは孔部８を有しており、それによって温度検出要素６の放射線１０が内装材５を貫通することができる。外側ケース部材３も同様に光線あるいは放射線透過性の開口部１１を備えており、その上にケース部材３から外側の温度検出要素６の方向に向かって突出している管形状のフランジ１２が存在する。

燃焼補助材７と光学式温度検出要素６の間には測定される放射線に対して透過性で耐熱性のパネル１３が配置されている。これは特に石英ガラスから形成され、フランジ１２の末端部として機能する。石英ガラスパネル１３はケース部材３の上面上あるいは間接的に燃焼室の上面上に存在している。石英ガラスパネルは直接あるいは間接的に燃焼室４の側壁上および／または燃焼室底床１４上に配置することもできる。

光学式温度検出要素６はケース部材３の上面上あるいは燃焼室４の上面上に配置される。燃焼室の側壁１５上あるいは燃焼室底床１４上への配置も可能である。

燃焼対象物２の温度制御を可能にするために、光学式温度検出要素６は図示されていない窯１の電気制御ユニットと結合されている。その制御ユニットは、第１の閾値を下回った際にマイクロ波加熱装置を点入し上方の第２の閾値を上回った際にマイクロ波加熱装置を停止する二点式制御機構とすることができる。しかしながら、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御、またはファジー制御等のその他の温度制御も可能である。

図１には、温度検出のための非接触式の光学センサの測定ヘッド１６が示されている。光学式温度検出要素６は高温計から形成されることが好適である。図１に示されているように、高温計の全測定点１７の中に少なくとも燃焼補助材７の一部が存在し、ここではそれが略２つの球体を捕捉する。測定点が燃焼対象物２の一部を捕捉することも可能である。それに従って測定点が増大より大きくなり得る。

図示されていないが、燃焼室４を固定的に配置された燃焼室底床１４に対して垂直に変位可能および／または旋回可能とするか、あるいは燃焼室底床１４を固定的に配置された燃焼室４に対して垂直に変位可能とすることも可能である。

この光学式温度検出要素６および燃焼補助材７を有する本発明に係るマイクロ波窯１の好適な実施形態は、燃焼工程を制御あるいは調節するために燃焼補助材７が信頼性の高い温度を提示するという利点を有している。

窯１の好適な適用形態は熱による焼結処理である。

上述のマイクロ波窯１内における測定原理によって、温度を光学的に測定することが達成される。従って、その測定位置、自己加熱、ならびにアンテナ効果のためマイクロ波窯に対しては限定的にしか使用できない温度要素が回避される。

上述の光学式の温度測定は表面測定であることに留意すべきである。測定されるのは、センサが照準合わせされた対象物の表面である。通常の場合、測定される対象物は光軸上に存在する。

使用者、例えば歯科技工士が適正な温度調節を可能にするために歯科用対象物、あるいは燃焼対象物２を正確に配置する必要はなくなる。従ってそれによるコストならびにエラー発生源が本発明によって排除される。

本発明によって歯科用対象物あるいは燃焼対象物２の位置調節に際しての問題が回避される。

加えて、歯科用対象物２の表面の均一性あるいは平坦性の欠如による測定障害も解決される。

さらに、焼結中に焼結収縮のため燃焼対象物２が照準から外れることが防止される。

全く問題なく複数の燃焼対象物２に使用することができる。

例えば蹄鉄形状のような複雑な燃焼対象物２の形状でも問題はない。対象物２上で直接測定する場合、対象物を自由に配置することができない。すなわち、図示された窯１の実施例によって、前述した光学式測定システムの測定領域への燃焼対象物２の正確な配置は不要となる。温度測定のために充分に正確で対象物に近い温度を有する燃焼補助材７として球体によって形成された球体床１８上に焼結する部材あるいは燃焼対象物２を設置することができる。球体床１８の球体の温度が測定点１７内で検出される。

球体床１８は燃焼対象物と同じ材料から形成されることが好適である。しかしながら、別の材料または混合材料とすることもできる。

球体の代わりにその他の任意の形状も可能である。例えば単一の板片とするか、あるいは加熱される対象物２の雌型とすることができる。

球体床の解決方式の利点はさらに、歯科用部材あるいは燃焼対象物２の簡便な設置に加えて温度の均一化および温度勾配の低減が達成され、従って部材の反りが防止されることである。球体床１８が常に一定の質量を有することも好適である。

球体は少なくとも二層に配置される。

球体２０によって形成された燃焼補助材７が歯科補綴材の代わりに光学式センサと共に作用する。この燃焼補助材７は、熱によって処理される歯科補綴材の下および／または側方に存在することができる。球体２０が歯科補綴材と同等な熱および／または電気および／または誘電特性を有していて、それによって歯科補綴材と同等な温度を示し得ることが好適である。

球体、顆粒、あるいは粉末から形成された燃焼補助材７は例えば開口式の容器内に収容される。歯科補綴材あるいは燃焼対象物２は燃焼補助材７上に載置するか、その中に少なくとも部分的に埋め込むことができる。

図２の実施例においては内装材が設けられていない。図１と同一の構成要素は同一の参照符号によって示されている。図１との違いは、この実施例においては最適な位置設定を確立するために好適に並進移動可能であるがまた回転可能である受容部２５が設けられていることである。

本発明は上記の実施例に限定されることはなく、すなわちセンサは必ずしも光学式センサである必要はない。例えばＩＲセンサあるいはサーモパイル等のその他の非接触式センサも可能である。センサの配置も図示された配置とは異なったものとすることができる。本発明は第１に歯科用対象物の焼結のために機能するが、その他の適用も可能である。

上記のあるいは図示された個別特徴を任意に組み合わせることも可能である。

１ 窯
２ 燃焼対象物
３ ケース部材
４ 燃焼室
５ 内装材
６ 温度検出要素
７ 燃焼補助材
８ 孔部
９ マイクロ波加熱装置
１１ 開口部
１２ フランジ
１３ パネル
１４ 燃焼室底床
１５ 側壁
１６ 測定ヘッド
１７ 測定点
１８ 球体床
２０ 球体
２５ 受容部

独国特許第４４１４３９１Ｃ２号明細書 独国特許出願公開第１９８５３５１３Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００１／０００６１７４Ａ１号明細書 独国特許出願公開第ＡＳ１４９８８２２号明細書 独国特許出願公開第ＡＳ１６４８９０５号明細書

Claims (14)

1. ケース部材（３）と燃焼室（４）と燃焼室底床（１４）と加熱装置（９）と前記燃焼室（４）内の温度を検出することができる少なくとも１つの光学式温度検出要素（６）を備えてなり少なくとも１つの歯科用燃焼対象物（２）を熱処理するための窯（１）であり、前記燃焼対象物（２）が燃焼室（４）内に存在している燃焼補助材（７）の上、および／または中、および／または下、および／またはそれに隣接して載置され、前記光学式温度検出要素（６）が前記燃焼補助材（７）および／または燃焼対象物（２）の温度を検出することを特徴とする窯。
2. 燃焼補助材（７）が燃焼対象物（２）と同等な化学／物理および／または熱および／または電気および／または誘電特性を有することを特徴とする請求項１記載の窯。
3. 燃焼補助材（７）が球体および／または顆粒および／または平行六面体および／または板片および／または粉末状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の窯。
4. 燃焼補助材（７）と光学式温度検出要素（６）の間に測定信号の波長に対して透過性のパネル（１３）が配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の窯。
5. パネル（１３）は燃焼室（４）の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床（１４）上に存在することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の給紙装置。
6. 光学式温度検出要素（６）が燃焼室（４）の上面および／または側壁上および／または燃焼室底床（１４）上に存在することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の窯。
7. 光学式温度検出要素（６）が窯（１）の制御ユニットと結合されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の窯。
8. 光学式温度検出要素（６）が高温計から形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の窯。
9. 高温計の全測定点の中に少なくとも燃焼補助材（７）の一部および／または少なくとも燃焼対象物（２）の一部が存在することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の窯。
10. 加熱装置（９）が一般的なガスあるいは電気加熱装置であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の窯。
11. 加熱装置（９）が誘導加熱装置あるいはマイクロ波加熱装置であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の窯。
12. 燃焼室（４）が固定的に配置されている燃焼室底床（１４）に対して垂直に変位可能および／または旋回可能であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の窯。
13. 燃焼室底床（１４）が固定的に配置された燃焼室（４）に対して垂直に変位可能および／または旋回可能および／または回転可能であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の窯。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の窯（１）を使用した、特に歯科用燃焼対象物（２）を焼結するための熱処理の方法。

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