JP2018064881A

JP2018064881A - 加工工具研磨治具、加工工具の研磨方法、及び歯科補綴物の作製方法

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Publication number: JP2018064881A
Application number: JP2016207028A
Authority: JP
Inventors: 剛眞塩; Takeshi Mashio; 達也藤本; Tatsuya Fujimoto; 隼人横原; Hayato Yokohara; 智大星野; Tomohiro Hoshino; 利彦東; Toshihiko Azuma
Original assignee: GC Corp; GC Dental Industiral Corp
Current assignee: GC Corp
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-04-26
Also published as: US20180110586A1; DE102017009588B4; DE102017009588A1; US11191614B2

Abstract

【課題】加工機に取り付けた加工工具を加工機から取り外すことなく、劣化した加工工具を再使用可能とすることが可能な、加工工具研磨治具を提供する。【解決手段】加工機へ取り付けるための取付部を有し、かつ、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有することを特徴とする加工工具研磨治具とする。【選択図】図１

Description

本発明は、加工工具研磨治具、加工工具の研磨方法、及び歯科補綴物の作製方法に関する。

歯科分野においては、天然歯の喪失により失われた患者の口腔機能を回復させるため、人工的に歯の形状を模した歯科補綴物を作製し、これを口腔内に装着して、患者の口腔機能を回復する治療が行われている。
この歯科補綴物の作製には、コンピュータを使用して所望の歯科補綴物の形状を設計し、電子データとした後、この電子データを加工機に送り、該データに基づいて加工機を用い自動的に所望の歯科補綴物の形状に加工するＣＡＤ／ＣＡＭ（コンピュータ支援設計／コンピュータ支援製造）技術の利用が一般的となりつつある。
このＣＡＭによる加工の手段もいくつか種類があるが、加工機にドリルやバー等の加工工具を装着し、ブランク、ブロック等と呼ばれる未加工品を、データに基づいて自動的に切削ないし研削して歯科補綴物の形状に加工する方法はその１つである（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−２７７０５９号公報

加工工具による加工の課題として、加工を行うほど加工工具が次第に劣化して切削性が悪くなり、最終的には切削することができなくなる問題がある。近年は、強度の高い歯科補綴物が求められることから、未加工品としてジルコニアやガラスセラミックス等の強度の高い材質のものが採用されることが多く、特に加工工具の劣化の問題が顕著である。
加工工具が劣化した場合には新品の加工工具に交換しなければならないが、このためにコスト、手間、及び時間を要することが問題であった。
そこで本発明では、加工機に取り付けた加工工具を加工機から取り外すことなく、劣化した加工工具を再使用可能とすることが可能な、加工工具研磨治具を提供することを課題とする。

本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、加工機へ取り付けるための取付部を有し、かつ、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有することを特徴とする加工工具研磨治具であれば、容易に加工機に取り付けることができ、加工機を作動させて加工工具研磨治具の研磨用面に対して、劣化して切削性が悪くなった加工機に装着した加工工具の加工部を駆動させることにより加工工具を研磨することができるため、加工工具が研磨され再使用可能とすることができることを究明して本発明を完成させたのである。

即ち本発明は、加工機へ取り付けるための取付部を有し、かつ、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有することを特徴とする加工工具研磨治具である。

本発明に係る加工工具研磨治具を用いれば、劣化して切削性が悪くなった加工工具を加工機から取り外すことなく再使用可能とすることができる。

本発明に係る加工工具研磨治具の一実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の研磨用面に対して、加工工具の加工部により研磨した状態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の研磨用面に対して、加工工具の加工部により研磨した状態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の研磨用面に対して、加工工具の加工部により研磨した状態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の他の実施形態を示す説明図歯科補綴物Ｗを作製した状態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の研磨用面に対して、加工工具の加工部により研磨した状態を示す説明図本発明に係る加工工具研磨治具の歯科補綴物用材料で形成された部分に対して、加工工具の加工部による加工中の状態を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る加工工具研磨治具について詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されない。

図１に示したように、加工工具研磨治具１０は、取付部１を有しており、かつ、表面の少なくとも一部が研磨用面Ｓを有している。ここで、図面において研磨用面である部分を斜線で表している。

取付部１は、加工機Ｍへ取り付けられる部分であり、これにより加工機Ｍに対して加工工具研磨治具１０が固定される。取付部１の形状は特に限定されず、例えば、円柱状、多角柱状等が挙げられる。取付部１の材質も特に限定されないが、金属等の硬い材質であることが好ましい。例えば、鉄、アルミ、真鍮等が挙げられる。また取付部は１部材であってもよいし、２部材以上から構成されてもよい。その固定の方法は特に限定されず、接着固定、溶着固定、嵌合固定等が挙げられる。

取付部１にはさらに、把持部２が形成されていることが好ましい。把持部２の形状は特に限定されないが、例えば凹部や凸部が挙げられる。図２に示したように、把持部２が形成されていることにより、加工工具研磨治具１０を加工機Ｍの固定部Ａに固定する際に、ねじ等のチャックＣを締めることにより、より強固に固定することができる。

取付部１は上記の他、加工工具研磨治具１０自体の形状が加工機Ｍへ取り付けに適した形状であることにより具備されていてもよい。例えば図３に示したように、ディスク形状の加工工具研磨治具１０であって、ディスク側面の外周に突起や溝等の凹凸が設けられた加工工具研磨治具１０が挙げられる。このとき、図４に示したように、加工機Ｍの固定部Ａにより、その凹凸に力を作用させて固定することができる。

研磨用面Ｓは、加工工具研磨治具１０の表面の少なくとも一部に形成され、研磨用材料で形成されていることにより加工工具の加工部を研磨することが可能な部分である。ここで、加工機Ｍの設定により加工位置は任意に選択できることから、研磨用面Ｓの位置は特に限定されない。図１に示した例は、円柱状である取付部１の、加工機へ取り付けられる部分と反対側の端部に研磨用面Ｓが設けられた加工工具研磨治具１０である。

ここで、ある部分が「表面が研磨用材料で形成されている」場合には、当該部分が研磨用材料で形成されている場合の他、当該部分の表面に研磨用材料からなる部材又は層が固定されている場合も含むものとする。

研磨用材料としては、砥粒がバインダー中に分散し固化した材料が挙げられる。

砥粒としては特に限定されないが、例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、ダイヤモンド（Ｃ）等が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることができる。

砥粒の粒径としては数平均粒子径が１〜３００μｍであることが好ましく、より好ましくは、２〜２５０μｍである。ここで数平均粒子径は、レーザー回折法によって測定した粒度分布における積算値５０％に対応する粒子径を意味する。

バインダーとしては特に限定されないが、例えば、レジン、ガラス等が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることができる。

研磨用材料中の、砥粒の体積割合は５〜９０％であることが好ましい。

このような研磨用材料は、砥石ブロック等の市販品としても入手可能である。例えば、
カーボランダム砥石等が挙げられる。

加工工具研磨治具１０はさらに、ブロック部３を有していることが好ましい。

ブロック部３は、取付部１に対して固定されたブロック状の部分であり、その形状は特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、多角柱状等が挙げられる。なお、ブロックのエッジ部分は角面取りや丸面取り等の処理が施されていてもよい。

ブロック部３と取付部１との固定の方法は特に限定されず、接着固定、溶着固定、嵌合固定等が挙げられる。図５に示した例では、円柱状の取付部１の加工機へ取り付けられる部分と反対側の面に、四角柱状のブロック部３が接着固定されている。また、図６に示した例では、取付部１は部材１’及び部材１”が溶着固定された２部材からなっており、部材１”の部材１’とは反対側の面に、四角柱状のブロック部３が接着固定されている。

図７に、図５に示した加工工具研磨治具１０を加工機Ｍに取り付けた例を示す。このように、ブロック部３は、加工工具研磨治具１０を加工機Ｍの固定部Ａに取り付けたときに、加工機Ｍの加工工具Ｂの加工部Ｐに当たりやすい部分である。

ブロック部３の材質は適宜選択することができる。例えば、前記した研磨用材料で形成されたブロックとすることができる。このとき、ブロック部３の全面が研磨用面Ｓとなる。図５に示した例は、研磨用材料で形成された四角柱状のブロック部３に金属材料で形成された円柱状の取付部１が固定された加工工具研磨治具１０である。

また、ブロック部３の材質を歯科補綴物用材料とすることができる。歯科補綴物用材料は、加工により歯科補綴物を作製することができる材料であり、例えば、レジン、ガラス、セラミック、ガラスセラミック等が挙げられる。この場合には、ブロック部３以外の部材に研磨用面Ｓを設ければよい。図６に示した例は、歯科補綴物用材料で形成された四角柱状のブロック部３に金属材料で形成された円柱状の取付部１が固定され、さらに、取付部１の表面の一部が研磨用材料で形成された加工工具研磨治具１０である。

また、ブロック部３として、歯科補綴物用材料で形成された部分及び研磨用材料で形成された部分を固定して一体化したものを用いてもよい。両者を一体化する方法は特に限定されず、接着固定、溶着固定、嵌合固定等が挙げられる。図８に示した例は、歯科補綴物用材料で形成された部分３’と研磨用材料で形成された部分３”が一体化されて四角柱状のブロック部３を構成し、歯科補綴物用材料で形成された部分３’の研磨用材料で形成された部分３”とは反対側の面に金属材料で形成された円柱状の取付部１が固定された加工工具研磨治具１０である。即ち、上面が研磨用面Ｓとなっている加工工具研磨治具１０である。

歯科補綴物用材料で形成された部分及び研磨用材料で形成された部分を固定して一体化したブロック部３としては他の態様も考えられる。例えば図９に示した例は、歯科補綴物用材料で形成された部分３’と研磨用材料で形成された部分３”が一体化されて四角柱状のブロック部３を構成し、歯科補綴物用材料で形成された部分３’の研磨用材料で形成された部分３”とは反対側の面以外の４面の何れかに金属材料で形成された円柱状の取付部１が固定された加工工具研磨治具１０である。即ち、側面のうち一面が研磨用面Ｓとなっている加工工具研磨治具１０である。

歯科補綴物用材料で形成された部分及び研磨用材料で形成された部分を固定して一体化したブロック部３としては、図１０及び図１１に示した例のように、面の全てが研磨用面Ｓとなっている一面を持たないブロック部３であってもよい。

また、取付部１及びブロック部３以外の別部材に研磨用面Ｓを設けてもよい。例えば図６に示した例は、取付部１が、金属材料で形成された円柱状の部材１’及び研磨用材料で形成された円柱状の部材１”が溶着固定された２部材からなっており、部材１”の部材１’とは反対側の面に、歯科補綴物用材料で形成された四角柱状のブロック部３が接着固定されて構成された加工工具研磨治具１０である。即ち、部材１”の表面が研磨用面Ｓとなっている加工工具研磨治具１０である。

次に、本発明の一実施形態に係る加工工具の研磨方法について詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されない。

図１に示した加工工具研磨治具１０を用いた加工工具の研磨方法の例を図２に示す。まず、加工工具研磨治具１０の取付部１を加工機Ｍの固定部Ａに固定する。この際に、取付部１に設けた把持部２に嵌合するように、固定部Ａに設けたねじ等のチャックＣを締め付ければ、より強固に固定することができる。

ここで加工機Ｍは、例えば切削加工機又は研削加工機であり、歯科補綴物を作製するための歯科用加工機であることが好ましい。例えば、形状の電子データに基づいて自動的に所望の歯科補綴物の形状に加工する歯科用ＣＡＭ機を挙げることができる。

また加工機Ｍには加工工具Ｂが装着されている。加工工具Ｂは、例えば切削工具又は研削加工具であり、歯科用ダイヤモンドバー等が挙げられる。ここでダイヤモンドバーとは、金属等で形成された棒状部材の先端部の周囲表面に微小なダイヤモンド粒子を多数固着させた加工工具である。ここでは、事前の加工により加工部Ｐが劣化し切削性が悪くなっている加工工具Ｂが装着されている。

次に、加工機Ｍを作動させて、加工工具研磨治具１０の、円柱状である取付部１の加工機へ取り付けられる部分と反対側の端部に設けられた研磨用面Ｓに対して、加工工具Ｂの加工部Ｐを駆動させることにより、加工工具Ｂの研磨を行うことができる。ここで、研磨の位置、時間、回転速度等の駆動条件は、加工機Ｍに接続されたコンピュータを使用して任意に設定することができ、手動によらず自動的な研磨を行うことができる。

このような研磨を行うことにより、劣化した加工工具Ｂが研磨され、切削性が回復し再使用可能となる。この理由としては、ダイヤモンドバーの場合、多数の微小ダイヤモンド粒子間に目詰まりした切削屑が研磨により除去されることや、先端が丸くなった微小ダイヤモンド粒子が研磨により鋭利となるためと考えられる。

研磨終了後、加工工具研磨治具１０を加工機Ｍから取り外し、新たに歯科補綴物用材料で形成された未加工品ブロックの加工を行うことにより、図１２に示したように歯科補綴物Ｗを作製することができる。

別の例として、図５に示した加工工具研磨治具１０を用いた加工工具の研磨方法の例を図７に示す。加工工具研磨治具１０は、ブロック部３が研磨用材料で形成されていることにより、ブロック部３の全面が研磨用面Ｓとなっている。

上記の例と同様に、加工工具研磨治具１０の取付部１を加工機Ｍの固定部Ａに固定する。

次に、加工機Ｍを作動させて、加工工具研磨治具１０のブロック部３に設けられた研磨用面Ｓに対して、事前の加工により劣化し、切削性が悪くなっている加工工具Ｂの加工部Ｐによる自動的な研磨を行う。

さらに別の例として、図８に示した加工工具研磨治具１０を用いた加工工具の研磨方法の例を図１３に示す。加工工具研磨治具１０は、歯科補綴物用材料で形成された部分及び研磨用材料で形成された部分を有しており、歯科補綴物用材料で形成された部分３’と研磨用材料で形成された部分３”が一体化されて四角柱状のブロック部３を構成し、歯科補綴物用材料で形成された部分３’の研磨用材料で形成された部分３”とは反対側の面に金属材料で形成された円柱状の取付部１が固定された加工工具研磨治具１０である。即ち、ブロック部３の上面が研磨用面Ｓとなっている加工工具研磨治具１０である。

次に、加工機Ｍを作動させて、加工工具研磨治具１０のブロック部３の上面に設けられた研磨用面Ｓに対して、事前の加工により劣化し、切削性が悪くなっている加工工具Ｂの加工部Ｐによる自動的な研磨を行う。

研磨終了後、加工工具研磨治具１０を加工機Ｍから取り外すことなくさらに続けて、図１４に示したように、加工工具研磨治具１０のブロック部３における歯科補綴物用材料で形成された部分３’部分の加工を行う。これにより図１２に示したように歯科補綴物Ｗを作製することができる。

このとき歯科補綴物用材料で形成された部分の加工中であっても、必要に応じて研磨用面Ｓに対する研磨を行い、加工工具Ｂの切削性の回復を行うこともできる。なお加工中に研磨用面Ｓが不要となった場合には、その時点で研磨用材料で形成された部分を除去してもよい。

また、歯科補綴物用材料で形成された部分の加工が完了し歯科補綴物Ｗが作製された後であっても、研磨用材料で形成された部分を除去していなければ、研磨用面Ｓに対する研磨を行い加工工具Ｂの切削性の回復を行うことができ次の加工に備えることができる。

このように、歯科補綴物用材料で形成された部分及び研磨用材料で形成された部分を有する加工工具研磨治具１０を用いた場合には、歯科補綴物用材料で形成された部分の加工前、加工中、又は加工後に、研磨用面Ｓに対する研磨を行い加工工具Ｂの切削性の回復を行うことができる。即ち、１個の加工工具研磨治具１０のみで加工工具の切削性の回復と歯科補綴物Ｗの作製の両方を行うことができることから、加工工具研磨治具１０の交換頻度を減らし生産効率を高めることができる。

以下、実施例を挙げて本発明に係る加工工具研磨治具を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
＜加工工具研磨治具の作製＞
砥石ブロック（砥粒：アルミナ、数平均粒子径：８μｍ、バインダー：ガラス、サイズ：２ｃｍ×２ｃｍ×２ｃｍ）を歯科用ＣＡＭ加工機（ジーシー社製型式：Ａａｄｖａ（登録商標）ミルＬＷ−Ｉ）への取付部に接着剤で固定し、加工工具研磨治具を作製した。

＜加工工具の研磨＞
歯科用ＣＡＭ加工機に、事前の歯科用ガラスセラミックブロックの加工により劣化して切削性が悪くなったダイヤモンドバーを装着し、加工機の固定部に、実施例１の加工工具研磨治具を固定した。その後、事前に設定したプログラムにより加工機を作動させ、ダイヤモンドバーの加工部を回転させながら加工工具研磨治具の研磨用面に当てて自動的な研磨を行った。

＜歯科補綴物の加工＞
次に、加工機の固定部に歯科補綴物用材料で形成された未加工品ブロックを固定し、研磨後のダイヤモンドバーを用いて歯科用ガラスセラミックブロックの加工を行ったところ、歯科補綴物Ｗを作製することができた。

［実施例２］
＜加工工具研磨治具の作製＞
歯科用ＣＡＭ加工機への取付部を有する歯科用ガラスセラミックブロックに、取付部とは反対側の面に砥石ブロックを接着剤で固定し、加工工具研磨治具を作製した。

＜加工工具の研磨＞
歯科用ＣＡＭ加工機に、事前の歯科用ガラスセラミックブロックの加工により劣化して切削性が悪くなったダイヤモンドバーを装着し、加工機の固定部に、実施例２の加工工具研磨治具を固定した。その後、事前に設定したプログラムにより加工機を作動させ、ダイヤモンドバーの加工部を回転させながら加工工具研磨治具の研磨用面に当てて自動的な研磨を行った。

＜歯科補綴物の加工＞
続けて、研磨後のダイヤモンドバーを用いて加工工具研磨治具の歯科用ガラスセラミックブロックで形成されたブロック部分の加工を行ったところ、歯科補綴物Ｗを作製することができた。

［比較例１］
歯科用ＣＡＭ加工機に、事前の歯科用ガラスセラミックブロックの加工により劣化して切削性が悪くなったダイヤモンドバーを装着し、加工機の固定部に歯科補綴物用材料で形成された未加工品ブロックを固定して、歯科用ガラスセラミックブロックの加工を行ったが、加工工具の切削性の不良に起因するエラーが起こり歯科補綴物Ｗを作製することができなかった。

１取付部
１’ 部材
１” 部材
２把持部
３ブロック部
３’ 部分
３” 部分
１０加工工具研磨治具
Ｓ研磨用面
Ｍ加工機
Ａ固定部
Ｃチャック
Ｂ加工工具
Ｐ加工部

Claims

加工機へ取り付けるための取付部を有し、かつ、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有することを特徴とする加工工具研磨治具。
加工機へ取り付けるための取付部を有し、かつ、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有する加工工具研磨治具を加工機に取り付ける工程、及び、
前記加工工具研磨治具の前記研磨用面に対して、加工機に装着した加工工具の加工部を駆動させることにより、加工工具を研磨する工程、を含むことを特徴とする加工工具の研磨方法。
加工機へ取り付けるための取付部を有し、表面の少なくとも一部に加工工具の加工部を研磨することが可能な研磨用面を有し、さらに、少なくとも一部が歯科補綴物用材料で形成された加工工具研磨治具を加工機に取り付ける工程、
前記加工工具研磨治具の前記研磨用面に対して、加工機に装着した加工工具の加工部を駆動させることにより、加工工具を研磨する工程、及び、
前記加工工具研磨治具の歯科補綴物用材料で形成された部分に対し、加工機に装着した加工工具の加工部を駆動させることにより、歯科補綴物を作製する工程、を含むことを特徴とする歯科補綴物の作製方法。