JP2018186901A - 被加工物成型用型および切削対象物作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に使用される材料の量を少なくする。【解決手段】被加工物成型用型１０は、切削装置６０によって切削される被加工物５を成型するものである。被加工物５は、切削装置６０に保持される保持部６と、切削対象物が作製される対象部７と、保持部６と対象部７とを連結させる連結部８とを備えている。被加工物成型用型１０の本体１１は、底部材１２と、底部材１２から上方に延びた外枠部材１３とを有する。本体１１には、底部材１２と外枠部材１３によって囲まれた空間であり、かつ、材料が注入される空間である注入空間１５が形成されている。注入空間１５は、保持部６が成型される保持空間２６と、対象部７が成型される対象空間２７と、連結部８が成型される連結空間２８とを有する。底部材１２には、平面視において外枠部材１３に囲まれた底部材１２の部位から上方に延びた凸部材２９が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物成型用型および切削対象物作製方法に関する。詳しくは、本発明は、切削装置によって切削される被加工物を成型する被加工物成型用型、および、被加工物成型用型と切削装置を用いて切削対象物を作製する方法に関する。

従来から、セラミックまたは樹脂などの所定の材料によって成型された被加工物を所望の形状に切削することによって、対象物を作製する切削装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。被加工物は、例えば円盤形状である。特許文献１に開示された切削装置では、円盤形状の被加工物の円弧部分が略Ｃ字状の保持部材に保持された状態で、加工工具により切削される。

特開２０１５−１２０２２２号公報

ところで、特許文献１に開示された切削装置では、上述のように、円盤状の被加工物を所望の形状に切削することで、所望の対象物が作製される。従来の被加工物は、内部の全てに所定の材料が詰まっている。所望の対象物の形状は、被加工物の形状と異なることがあり得る。この場合、切削される被加工物の部分が多く、切削される被加工物の部分の材料は、廃棄されるものであった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、切削される被加工物の部分が少なくなるような被加工物を、所定の材料によって成型することが可能な被加工物成型用型および切削対象物作製方法を提供することである。

本発明に係る被加工物成型用型は、被加工物を保持する切削保持部と、前記被加工物を切削する切削部とを備えた切削装置によって切削される前記被加工物を成型する被加工物成型用型である。前記被加工物は、前記切削保持部に保持される保持部と、切削されることで切削対象物が作製される対象部と、前記保持部と前記対象部とを連結させる連結部とを備えている。前記被加工物成型用型は、底部材と、前記底部材から上方に延びた外枠部材とを有する本体を備えている。前記本体には、前記底部材と前記外枠部材によって囲まれた空間であり、かつ、材料が注入される空間である注入空間が形成されている。前記注入空間は、前記保持部が成型される保持空間と、前記対象部が成型される対象空間と、前記連結部が成型される連結空間と、を有している。前記底部材には、平面視において前記外枠部材に囲まれた前記底部材の部位から上方に延びた凸部材が設けられている。

前記被加工物成型用型によれば、注入空間に材料を注入することで、保持部と対象部と連結部とを有する被加工物を成型することができる。本発明に係る被加工物成型用型の本体には、底部材から上方に延びた凸部材が設けられている。この凸部材によって、被加工物には、空間が形成される。よって、従来のような、内部の全てに材料が詰まった被加工物で用いられる材料の量と比較して、本発明に係る被加工物成型用型によって成型された被加工物で用いられる材料の量は、上記空間の分、少ない。よって、被加工物で用いられる材料の量を少なくすることができる。したがって、切削装置によって切削される被加工物の部分が少ない被加工物を成型することができる。

本発明によれば、切削される被加工物の部分が少なくなるような被加工物を所定の材料によって成型することができる。

実施形態において、切削対象物を作製する手順を示したフローチャートである。 切削対象物の一例を示した斜視図である。 実施形態に係る被加工物成型用型の斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面における被加工物成型用型の断面図である。 図３のＶ−Ｖ断面における被加工物成型用型の断面図である。 被加工物成型用型を使用して成型された被加工物の斜視図である。 アダプタが取り付けられた被加工物の平面図である。 切削装置の斜視図である。 切削装置の正面図であり、カバーを開けた状態を示す図である。 ツールマガジン、回転支持部材およびクランプの斜視図である。 切削装置のブロック図である。 他の実施形態に係る被加工物成型用型の平面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面における被加工物成型用型の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る被加工物成型用型、および、切削対象物作製方法について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１は、実施形態において、切削対象物を作製する手順を示したフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る切削対象物作製方法は、切削装置６０（図８参照）を使用して、切削対象物を作製する方法である。詳しくは、本実施形態に係る切削対象物作製方法は、所望の切削対象物の材料によって成型された被加工物を作製し、切削装置６０を使用して、被加工物を所望の形状に切削することで、切削対象物を作製する方法である。

図２は、切削対象物Ａの一例を示した斜視図である。図２に示すように、切削対象物Ａとは、例えば歯科の分野で使用される対象物である。例えば、本実施形態に係る切削対象物Ａには、図２に示すように、クライアントの歯型を模った支台歯モデルのような切削対象物が含まれる。ただし、切削対象物Ａには、支台歯モデル以外にも、インプラントを埋入する際に使用されるサージカルガイド、クライアントの歯型を模った総義歯であるフルデンチャー、歯科用ベースプレート、および、マウスピースなどが含まれる。ただし、切削対象物Ａは、上述した支台歯モデルなどの対象物に限定されない。以下では、一例として、切削対象物Ａとして支台歯モデルを作製する方法について説明する。

本実施形態では、切削対象作製方法は、図１に示すように、成型工程Ｓ１と、切削工程Ｓ２と、切り離し工程Ｓ３と、仕上工程Ｓ４を包含する。以下、各工程について詳述する。

まず、成型工程Ｓ１では、切削対象物Ａが作製される被加工物５の成型が行われる。本実施形態では、成型工程Ｓ１は、注入工程Ｓ１１と、待機工程Ｓ１２と、取り外し工程Ｓ１３とを包含する。図３は、本実施形態に係る被加工物成型用型１０の斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面における被加工物成型用型１０の断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ断面における被加工物成型用型１０の断面図である。図６は、被加工物成型用型１０によって成型された被加工物５の斜視図である。なお、図面中のＦ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味する。ただし、これらの方向は、便宜上定めた方向であり、本発明および本実施形態を何ら限定するものではない。本実施形態では、図１の成型工程Ｓ１では、図３に示すような被加工物成型用型１０を使用して被加工物５（図６参照）が成型される。

被加工物成型用型１０は、後述する本体１１の注入空間１５に対象材料を注入することで、被加工物５を成型する型である。被加工物成型用型１０は、形状が異なる被加工物５ごとに用意されるものである。対象材料とは、被加工物５を成型する材料であり、切削対象物Ａを形成する材料のことである。対象材料の種類は特に限定されない。本実施形態では、対象材料の種類は、例えば、石膏、重合レジン、歯科用ワックスなどの何れかである。対象材料は、例えば、歯科用セラミック材料、歯科用樹脂材料などである。なお、対象材料は、作製する切削対象物Ａの種類によって異なる。例えば、切削対象物Ａとして、図２に示すような支台歯モデルを作製する場合、対象材料として石膏が用いられる。切削対象物Ａとして、サージカルガイド、フルデンチャー、歯科用ベースプレート、マウスピースなどを作製する場合、対象材料として、重合レジンが用いられる。

切削装置で使用される従来の被加工物は、内部が対象材料で詰まったものであり、内部に空間が形成されていない。しかしながら、図６に示すように、被加工物成型用型１０によって成型された被加工物５の内部には、一部に空間が形成されている。そのため、本実施形態に係る被加工物５において使用される対象材料の量は、従来の被加工物において使用される対象材料の量に比べて少ない。

本実施形態では、被加工物５は、保持部６と、対象部７と、連結部８とを有している。保持部６は、後述するアダプタ４（図７参照）を介して、後述するクランプ６６（図１０参照）に保持される部位である。保持部６には、アダプタ４の一部が接触する。対象部７は、切削装置６０（図８参照）によって切削される部位であり、切削することで切削対象物Ａとなる部位である。連結部８は、保持部６と対象部７とを連結させる部位である。

なお、保持部６、対象部７および連結部８のそれぞれの形状および大きさは特に限定されない。例えば、図示は省略するが、保持部６は、対象部７を囲むような形状であってもよい。保持部６は、アダプタ４の内周面の一部に対応した形状であってもよい。対象部７の形状は、切削対象物Ａの種類によって異なる。対象部７は、作製される切削対象物Ａよりも一回り大きい形状である。また、対象部７は、平面視において少なくとも一部に曲面を有している。対象部７において、少なくとも一部は湾曲している。対象部７は、切削対象物Ａの形状に沿った形状である。例えば、図２に示すように、切削対象物Ａが支台歯モデルの場合、図６に示すように、対象部７の形状は、平面視においてＵ字形状である。連結部８は、切削装置６０によって被加工物５が切削されている際に折れない程度の大きさおよび形状であることが好ましい。本実施形態では、対象部７の厚みは、保持部６の厚みよりも厚く、連結部８の厚みよりも厚い。また、連結部８の厚みは、保持部６の厚みと同じである。しかしながら、連結部８の厚みは、保持部６の厚みより厚くてもよいし、保持部６の厚みよりも薄くてもよい。なお、本実施形態では、「厚み」とは、平均厚みのことをいう。また、本実施形態において、「厚み」とは、上下方向の長さのことをいう。なお、本実施形態では、被加工物５には、保持部６、対象部７および連結部８によって囲まれた空間９が形成されている。この空間９の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。空間９の形状および数は、保持部６、対象部７、および連結部８のそれぞれの大きさおよび形状によって適宜決定される。

次に、被加工物成型用型１０の構成について説明する。本実施形態では、図３に示すように、被加工物成型用型１０は、本体１１を備えている。本体１１の形状は、矩形状である。しかしながら、本体１１の形状は特に限定されない。例えば、本体１１は、円盤形状であってもよい。本実施形態では、本体１１の上部は開口している。図４に示すように、本体１１は、底部材１２と、外枠部材１３とを備えている。外枠部材１３は、底部材１２の端から上方に延びたものである。ただし、外枠部材１３は、底部材１２の途中部分から上方に延びたものであってもよい。

ここでは、底部材１２と外枠部材１３とによって囲まれた空間が注入空間１５である。この注入空間１５には、対象材料が注入される。本実施形態では、注入空間１５の形状は、被加工物５に対応した形状であって、被加工物５が嵌め込み可能な形状である。本実施形態では、注入空間１５は、保持空間２６と、対象空間２７と、連結空間２８とを有している。保持空間２６は、対象材料によって被加工物５の保持部６（図６参照）が成型される空間である。保持空間２６の形状は、保持部６に対応した形状である。対象空間２７は、対象材料によって被加工物５の対象部７（図６参照）が成型される空間である。対象空間２７は、対象部７に対応した空間である。連結空間２８は、対象材料によって被加工物５の連結部８（図６参照）が成型される空間である。連結空間２８は、連結部８に対応した空間である。

本実施形態では、図４に示すように、対象空間２７の上下方向の長さＬ１２は、連結空間２８の上下方向の長さＬ１３よりも長く、保持空間２６の上下方向の長さＬ１１よりも長い。連結空間２８の上下方向の長さＬ１３は、保持空間２６の上下方向の長さＬ１１と同じである。しかしながら、連結空間２８の上下方向の長さＬ１３は、保持空間２６の上下方向の長さＬ１１よりも長くてもよいし、短くてもよい。ここで、それぞれの空間２６、２７、２８の上下方向の長さＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３とは、底部材１２の上面のうち最下端の位置から、空間２６、２７、２８に最大量の対象材料を注入したときの対象材料の最上端の位置までの長さのことである。

本実施形態では、対象空間２７の下方に位置する底部材１２の部位１２ｂの高さＨ１２は、連結空間２８の下方に位置する底部材１２の部位１２ｃの高さＨ１３よりも低く、保持空間２６の下方に位置する底部材１２の部位１２ａの高さＨ１１よりも低い。ここでは、連結空間２８の下方に位置する底部材１２の部位１２ｃの高さＨ１３と、保持空間２６の下方に位置する底部材１２の部位１２ａの高さＨ１１は同じである。しかしながら、部位１２ｃの高さＨ１３は、部位１２ａの高さＨ１１よりも高くてもよいし、低くてもよい。なお、ここでは、各部位１２ａ、１２ｂ、１２ｃの高さＨ１１、Ｈ１２、Ｈ１３とは、平面上に被加工物成型用型１０を配置したときの各部位１２ａ、１２ｂ、１２ｃの最上端の位置のことをいう。本実施形態では、対象空間２７の下方に位置する底部材１２の部位１２ｂの厚みは、連結空間２８の下方に位置する底部材１２の部位１２ｃの厚みよりも薄く、保持空間２６の下方に位置する底部材１２の部位１２ａの厚みよりも薄い。ここでは、部位１２ｃの厚みと、部位１２ａの厚みとは同じである。しかしながら、部位１２ｃの厚みは、部位１２ａの厚みより厚くてもよいし、薄くてもよい。なお、ここでは、各部位１２ａ、１２ｂ、１２ｃの厚みとは、平均厚みのことをいう。

本実施形態では、図５に示すように、本体１１には、底部材１２から上方に向かって延びた凸部材２９が設けられている。図３に示すように、凸部材２９は、平面視において外枠部材１３に囲まれた底部材１２の部位から上方に延びている。凸部材２９によって、被加工物５に空間９（図６参照）が形成される。凸部材２９の形状は、空間９に対応した形状である。ここでは、図５に示すように、凸部材２９の上端の高さＨ１４は、外枠部材１３の上端の高さＨ１５と同じである。しかしながら、凸部材２９の上端の高さＨ１４は、外枠部材１３の上端の高さＨ１５よりも高くてもよいし、低くてもよい。なお、底部材１２に設けられる凸部材２９の数は特に限定されない。凸部材２９の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。凸部材２９の形状および数は、保持空間２６、対象空間２７、および、連結空間２８のそれぞれの形状、および大きさによって適宜設定されるものである。また、凸部材２９の形状および数は、被加工物５内の空間９の形状および数によって適宜設定されるものである。

本体１１、すなわち、底部材１２、外枠部材１３および凸部材２９は、可撓性を有している。本体１１の材質は、特に限定されない。例えば、本体１１は、固化した対象材料を本体１１から取り出し易いように、弾性力を有する材料であることが好ましい。例えば、本体１１の底部材１２、外枠部材１３および凸部材２９は、樹脂製である。本実施形態では、底部材１２、外枠部材１３および凸部材２９は、型取り用材料として使用されるシリコーンゴムなどによって形成されている。また、本体１１を構成する底部材１２、外枠部材１３および凸部材２９は、一体的に形成されている。しかしながら、底部材１２、外枠部材１３および凸部材２９の一部は、別体で形成されていてもよい。

以上、被加工物成型用型１０について説明した。図１の成型工程Ｓ１では、以上のような被加工物成型用型１０を使用して、被加工物５を成型する。具体的には、図１の注入工程Ｓ１１では、被加工物成型用型１０の注入空間１５に対象材料を注入する。図２に示すように、切削対象物Ａが支台歯モデルの場合、図１の注入工程Ｓ１１では、被加工物成型用型１０の注入空間１５に、対象材料の一例である石膏を注ぎ込む。なお、注入空間１５に注入する対象材料の量は特に限定されない。例えば、注入空間１５に注入する対象材料の量は、底部材１２の上面から凸部材２９の上端までが満たされる量である。

注入工程Ｓ１１において、被加工物成型用型１０の注入空間１５に対象材料を注入した後、図１の待機工程Ｓ１２では、所定の時間、待機する。ここで、所定の時間とは、注入空間１５内の対象材料が固化する時間である。所定の時間は、注入空間１５に対象材料を注入し終えた後からの経過時間である。所定の時間は、対象材料の種類によって適宜設定される時間である。例えば、対象材料が石膏である場合、所定の時間は、１０分〜５０分である。

待機工程Ｓ１２において、注入空間１５内に対象材料が注入されてから所定の時間が経過した後、図１の取り外し工程Ｓ１３では、注入空間１５内の対象材料を本体１１から取り外す。ここでは、本体１１は、可撓性を有しているため、利用者の手で撓ませることが可能である。そのため、取り外し工程Ｓ１３では、本体１１を撓ませることで、被加工物成型用型１０から、固化した対象材料を取り外すことができる。このように、被加工物成型用型１０によって、対象材料が形作られることで、図６に示すような保持部６と、対象部７と、連結部８とを有する被加工物５が成型される。ここでは、図３に示すように、注入空間１５の保持空間２６に注入された対象材料によって、保持部６（図６参照）が成型される。注入空間１５の対象空間２７に注入された対象材料によって、対象部７（図６参照）が成型される。注入空間１５の連結空間２８に注入された対象材料によって、連結部８（図６参照）が成型される。また、凸部材２９によって、被加工物５に、保持部６、対象部７および連結部８に囲まれた空間９（図６参照）が形成される。このように、図１の成型工程Ｓ１において、図６に示すような被加工物５が成型される。

成型工程Ｓ１において、切削対象物Ａを作製するための被加工物５が完成した後、次に、図１の切削工程Ｓ２が行われる。切削工程Ｓ２では、被加工物成型用型１０によって成型された被加工物５の対象部７を切削することで、図２に示すような切削対象物Ａを作製する。本実施形態に係る切削工程Ｓ２では、切削装置６０（図８参照）を使用して、被加工物５を切削する。

本実施形態では、切削装置６０は、被加工物５を保持した状態で、被加工物５の対象部７を切削することで、切削対象物Ａを作製する。図７は、アダプタ４が取り付けられた被加工物５の平面図である。図７に示すように、被加工物５には、切削装置６０に保持される際、アダプタ４が取り付けられる。ここでは、被加工物５の保持部６がアダプタ４に保持される。被加工物５の保持部６は、アダプタ４と接触する部位である。なお、被加工物５の対象部７および連結部８は、アダプタ４には接触しない。アダプタ４の形状は特に限定されない。例えば、アダプタ４は、クランプ６６（図１０参照）の一部に対応した形状をしている。ここでは、アダプタ４の形状は、略Ｃ字形状である。

次に、切削工程で使用される切削装置６０について説明する。図８は、切削装置６０の斜視図である。図９は、切削装置６０の正面図であり、カバー６２を開けた状態を示す図である。図１０は、ツールマガジン６４、回転支持部材６５およびクランプ６６の斜視図である。以下の切削装置６０に関する説明では、左方、右方とは、切削装置６０の正面にいる利用者から見た左方、右方をそれぞれ意味する。また、後述するが、切削装置６０の底壁５３は、上記利用者から見て手前から奥に向かうにしたがって下方に傾斜している。そこで、底壁５３に沿って上記利用者に近づく方を前方、遠ざかる方を後方とする、また、この底壁５３に直交する方向において、上を上方、下を下方とする。切削装置６０は、相互に直交する軸を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸としたとき、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面に配置されている。Ｘ軸は左右方向に延びた軸である。Ｙ軸は前後方向に延びた軸である。Ｚ軸は上下方向に延びた軸である。また、符号θｘ、θｙ、θｚは、それぞれＸ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りの回転方向を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、切削装置６０の設置態様を何ら限定するものではない。

本実施形態では、図８に示すように、切削装置６０は、切削ケース本体６１と、カバー６２と、スピンドル６３（図９参照）と、ツールマガジン６４（図１０参照）と、回転支持部材６５と、クランプ６６（図１０参照）とを備えている。切削ケース本体６１は、箱状に形成されており、内部に空間を有している。切削ケース本体６１の前部は開口している。本実施形態では、切削ケース本体６１は、底壁５３と、左壁５４と、右壁５５と、後壁５６と、上壁５７とを有している。図示は省略するが、底壁５３は、前方から後方に向かうにしたがって下方に傾斜している。左壁５４は、底壁５３の左端から上方に延びている。右壁５５は、底壁５３の右端から上方に延びている。後壁５６は、底壁５３の後端から上方に延びている。上壁５７は、左壁５４、右壁５５および後壁５６のそれぞれの上端に接続されている。本実施形態では、切削ケース本体６１の前部は開口されている。底壁５３、左壁５４、右壁５５および上壁５７に取り囲まれることによって開口５８（図９参照）が形成されている。図９に示すように、カバー６２は、左壁５４の前端および右壁５５の前端に沿って上下方向に移動することによって開閉自在に構成されている。カバー６２が上方に移動することで、切削ケース本体６１の内部と外部とが連通される。本実施形態では、カバー６２には窓部６２ａが設けられている。利用者は窓部６２ａから内部空間を視認することができる。

スピンドル６３は、加工ツール７８を使用して、加工ツール７８を回転させて被加工物５を切削するものである。スピンドル６３は、ツール把持部７１と、回転部７２とを備えている。ツール把持部７１は、加工ツール７８の上端部を把持するものである。本実施形態では、ツール把持部７１の上端には、回転部７２が設けられている。

回転部７２は、ツール把持部７１に把持された加工ツール７８を回転させるものである。回転部７２は、上下方向に延びている。ここでは、回転部７２には、第１駆動モータ７２ａ（図１１参照）が接続されている。この第１駆動モータ７２ａが駆動することで、回転部７２は、Ｚ軸回りθｚに回転可能に構成されている。回転部７２の回転に伴い、ツール把持部７１に把持された加工ツール７８はＺ軸回りθｚに回転する。また、回転部７２は、図示しない第１駆動機構によって左右方向および上下方向に移動するように構成されている。なお、本実施形態では、スピンドル６３および加工ツール７８は、本発明の「切削部」の一例である。

図１０に示すように、ツールマガジン６４は、複数の加工ツール７８を収容することが可能なものである。本実施形態では、ツールマガジン６４は、箱状に形成されている。ツールマガジン６４の上面には、加工ツール７８を収容する複数の孔部８１が形成されている。加工ツール７８は、その上部が露出された状態で孔部８１に挿通されている。加工ツール７８を交換する際には、ツール把持部７１によって把持されている加工ツール７８を孔部８１に戻す。そして、次に使用する加工ツール７８の上方の位置までツール把持部７１および回転部７２を移動させ、ツール把持部７１の下方に位置する加工ツール７８の上端をツール把持部７１が把持する。

ツールマガジン６４には、回転支持部材６５を回転可能に支持する第１回転軸８３が設けられている。第１回転軸８３は左右方向に延びており、回転支持部材６５に連結している。図示は省略するが、ツールマガジン６４には、第２駆動部材が設けられている。第１回転軸８３は、この第２駆動部材によって、Ｘ軸回りθｘに回転可能に構成されている。第１回転軸８３がＸ軸回りθｘに回転することによって、回転支持部材６５はＸ軸回りθｘに回転する。

回転支持部材６５は、クランプ６６を回転可能に支持している。回転支持部材６５は、平面視で、略Ｃ字形状に形成されている。回転支持部材６５は、第１回転軸８３と連結されている。回転支持部材６５は、前後方向に延びた第１部分９１と、第１部分９１の後端から左方に延びた第２部分９２と、第１部分９１の前端から左方に延びた第３部分９３とを備えている。クランプ６６は、第２部分９２および第３部分９３に回転可能に支持されている。本実施形態では、クランプ６６には、第２回転軸８４ａの一端が接続されており、第２回転軸８４ａの他端には、第２部分９２が接続されている。また、クランプ６６には、第３回転軸８４ｂの一端が接続されており、第３回転軸８４ｂの他端には、第３部分９３が接続されている。図示は省略するが、本実施形態では、第３部分９３には、クランプ６６をＹ軸回りθｙに回転させる第２駆動モータ９５（図１１参照）が設けられている。

クランプ６６は、被加工物５を切削する際に被加工物５を保持する部材である。本実施形態では、クランプ６６は、被加工物５に取り付けられたアダプタ４（図７参照）を保持し、アダプタ４を介して被加工物５を保持する。なお、図１０では、アダプタ４が省略されている。また、図１０では、説明の便宜上、被加工物５は円盤形状に記載されている。しかしながら、実際には、図１０の被加工物５は、図６のような形状をしている。例えば、クランプ６６は、被加工物５に取り付けられたアダプタ４（図７参照）の形状の一部に対応した形状をしている。クランプ６６は、平面視において、略Ｃ字形状である。本実施形態では、クランプ６６によって保持された被加工物５に対して、切削が行われる。なお、本実施形態では、クランプ６６は、本発明の「切削保持部」に対応している。

次に、制御装置１１０について説明する。図１１は、切削装置６０のブロック図である。図１１に示すように、切削装置６０は、制御装置１１０を備えている。制御装置１１０は、被加工物５の切削に関する制御をする装置である。制御装置１１０は、マイクロコンピュータからなっており、切削ケース本体６１の内部に設けられている。また、制御装置１１０の一部は、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータによって実現されてもよい。制御装置１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えている。ここでは、マイクロコンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、被加工物５の切削に関する制御を行う。このプログラムは、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）などの記録媒体に保存されており、この記録媒体から読み込むことができる。なお、上記プログラムは、インターネットを通じてダウンロードするようにしてもよい。

本実施形態では、制御装置１１０は、第１駆動モータ７２ａおよび第２駆動モータ９５に電気的に接続されている。制御装置１１０は、第１駆動モータ７２ａの駆動を制御することで、スピンドル６３の回転部７２の回転を制御する。なお、図示は省略するが、制御装置１１０は、回転部７２を左右方向および上下方向に移動するように制御することが可能である。制御装置１１０は、第２駆動モータ９５の駆動を制御することで、クランプ６６のＹ軸回りθｙの回転を制御する。図示は省略するが、制御装置１１０は、第１回転軸８３（図１０参照）をＸ軸回りθｘに回転するように制御することが可能である。

本実施形態では、制御装置１１０は、記憶部１１１と、切削制御部１１２とを備えている。記憶部１１１には、例えば、切削データが記憶されている。切削データは、いわゆる、ＮＣデータである。切削データとは、切削装置６０が切削対象物Ａをどのような手順で作製するかを示したデータである。切削データとは、スピンドル６３（図９参照）の動作、および、被加工物５を保持するクランプ６６（図１０参照）の動作を座標値によって定義した加工工程が複数記録されたものである。この切削データは、例えば、コンピュータ支援製造装置（以下、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置ともいう。）によって作成されるデータである。本実施形態では、ＣＡＭ装置は、切削対象物Ａの形状のデータである切削対象物データに基づいて、切削データを作成する。切削対象物データとは、切削対象物ＡのＳＴＬデータのことであり、例えば、コンピュータ支援設計装置（以下、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）装置ともいう。）によって作成されるデータである。本実施形態では、ＣＡＭ装置およびＣＡＤ装置は、制御装置１１０と通信可能に接続されている。そのため、ＣＡＭ装置によって作成された切削データは、制御装置１１０の記憶部１１１に保存される。

切削制御部１１２は、記憶部１１１に記憶された切削データに基づいて、切削加工の制御を行う。本実施形態では、切削制御部１１２は、切削データ内の座標値に基づいて、スピンドル６３およびクランプ６６の動作を制御する。切削制御部１１２は、スピンドル６３の動作と共に、クランプ６６の動作を全体として統括的に制御する。このことによって、クランプ６６に保持された被加工物５と加工ツール７８との相対的な位置関係を３次元で変化させて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りθｘ、Ｙ軸周りθｙの５軸制御による高精度な切削を実現することができる。本実施形態では、スピンドル６３によって回転された加工ツール７８の刃物部７８ａ（図９参照）を、クランプ６６に保持された被加工物５の対象部７（図６参照）に当接させることで、被加工物５の対象部７に対する切削を行うことができる。ここでは、被加工物５の対象部７に対して、任意の位置に加工ツール７８が任意の角度で当接されることによって、対象部７に切削対象物Ａが作製される。

以上、本実施形態に係る切削装置６０について説明した。図１に示すように、切削工程Ｓ２では、まず、被加工物成型用型１０によって成型された被加工物５に、図７に示すようなアダプタ４を取り付ける。次に、切削工程Ｓ２では、被加工物５が取り付けられたアダプタ４を、切削装置６０のクランプ６６（図１０参照）に取り付けて、クランプ６６に被加工物５を保持させる。その後、切削工程Ｓ２では、切削装置６０を用いて、制御装置１１０が記憶部１１１に記憶された切削データに基づいて、スピンドル６３およびクランプ６６の動作を制御することで、被加工物５の対象部７を切削する。このことによって、被加工物５の対象部７に、切削対象物Ａが作製される。

切削工程Ｓ２において、被加工物５の切削を行った後、図１の切り離し工程Ｓ３では、被加工物５の対象部７から連結部８を切り離す。例えば、切り離し工程Ｓ３では、刃を有するカッターなどの道具を利用して、対象部７と連結部８とを切り離すとよい。このことによって、対象部７は、連結部８および保持部６から切り離された状態となる。なお、被加工物５の保持部６および連結部８は、廃棄されるものである。

切り離し工程Ｓ３の後、図１の仕上工程Ｓ４では、対象部７を切削したことで作製された切削対象物Ａに対して、仕上げ処理を行う。この仕上処理は、切削対象物Ａの種類によって異なる、例えば、この仕上処理には、やすりなどを用いて、切削対象物Ａの表面を研磨する研磨処理が含まれる。このことによって、切削対象物Ａの表面を滑らかにすることができる。なお、この仕上工程Ｓ４は、省略してもよい。本実施形態では、このような各工程を順に行うことで、切削対象物Ａを作製することができる。

以上、本実施形態では、図３に示すように、被加工物成型用型１０の注入空間１５に対象材料を注入することで、図６に示すように、保持部６と対象部７と連結部８とを有する被加工物５を成型することができる。図５に示すように、被加工物成型用型１０の本体１１には、底部材１２から上方に延びた凸部材２９が設けられている。この凸部材２９によって、図６に示すように、被加工物５には、空間９が形成される。よって、従来のような、内部の全てに対象材料が詰まった被加工物で用いられる対象材料の量と比較して、本実施形態に係る被加工物５で用いられる対象材料の量は、空間９の分、少ない。よって、被加工物５で用いられる対象材料の量を少なくすることができる。

本実施形態では、切削装置６０によって被加工物５の対象部７を切削する際、被加工物５の空間９に加工ツール７８を挿入した状態で、対象部７を切削することができる。よって、対象部７の側面を、加工ツール７８を用いて切削し易い。また、本実施形態では、切削装置６０は、スピンドル６３のツール把持部７１に把持された加工ツール７８と、クランプ６６に保持された被加工物５との相対的な位置関係を３次元で変化させて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りθｘ、Ｙ軸周りθｙの５軸制御をすることで被加工物５を切削している。従来では、空間９を有さない被加工物であって、内部が対象材料で詰まった被加工物を切削していたため、５軸制御の切削において、内部が詰まった被加工物のうち内部の切削し難い部分が存在した。そのため、従来では、切削装置６０によって、加工ツールを使用して内部が詰まった被加工物に空間９のような空間を形成した上で、切削を行っていた。しかしながら、本実施形態では、空間９に加工ツール７８を挿入した状態で、５軸制御で被加工物５を切削することができる。よって、５軸制御によって切削し難い部分を減らすことが可能な被加工物５を、被加工物成型用型１０を使用して作製することができる。

本実施形態では、切削装置６０によって切削される前において、被加工物５には空間９が形成されている。よって、切削装置６０によって、被加工物５に空間９を形成する必要がないため、切削装置６０による切削時間を短くすることができる。

本実施形態では、図３に示すように、被加工物成型用型１０の本体１１、すなわち、底部材１２、外枠部材１３、および、凸部材２９は、可撓性を有する。例えば、本体１１は、樹脂によって形成されている。本体１１の注入空間１５に注入された対象材料が固化した後、固化した対象材料を本体１１から取り外す。このとき、本体１１を撓ませながら、固化した対象材料を本体１１から取り外すことができる。よって、固化した対象材料を本体１１から取り外しやすい。なお、固化した対象材料とは、被加工物５のことである。

本実施形態では、図５に示すように、凸部材２９の上端の上下方向の位置は、外枠部材１３の上端の上下方向の位置と同じである。このことによって、図６に示すように、被加工物成型用型１０の注入空間１５に注入して固化した対象材料が成型されてできた被加工物５には、貫通した空間９が形成される。この空間９は、凸部材２９によって形成された空間である。このように、本実施形態では、被加工物５には、貫通した空間９が形成されるため、従来の被加工物と比較して、使用される対象材料の量を少なくすることができる。

本実施形態では、図４に示すように、対象空間２７の下方に位置する底部材１２の部位１２ｂの上面の高さＨ１２は、連結空間２８の下方に位置する底部材１２の部位１２ｃの上面の高さＨ１３よりも低い。このことによって、図６に示すように、被加工物成型用型１０によって成型された被加工物５において、連結部８の厚みは、対象部７の厚みよりも薄い。被加工物５の連結部８は、廃棄されるものである。よって、廃棄される連結部８に使用される対象材料の量を少なくすることができる。

本実施形態では、図３に示すように、対象空間２７を形成する面の少なくとも一部は曲面である。本実施形態に係る切削対象物Ａは、例えば支台歯モデル（図２参照）、サージカルガイド、フルデンチャー、歯科用ベースプレート、および、マウスピースなどである。これら切削対象物Ａは、曲面を有している。ここでは、対象空間２７の曲面は、切削対象物Ａの曲面の何れかに対応する。本実施形態では、被加工物５の対象部７は、作製する切削対象物Ａよりもひと回り大きい形状である。そのため、対象部７は、切削対象物Ａに近い形状に形作られた状態で、切削装置６０によって切削されるため、切削される箇所を少なくすることができる。よって、切削装置６０による切削時間を短くすることができる。

本実施形態では、図３に示すように、底部材１２と、外枠部材１３と、凸部材２９とは、一体的に形成されている。このことによって、底部材１２と外枠部材１３と凸部材２９との間に隙間ができ難い。そのため、注入空間１５に対象材料を注入した際に、対象材料が隙間から漏れ難くすることができる。

本実施形態では、図１に示すように、切削対象物Ａを作製する際、成型工程Ｓ１（詳しくは、注入工程Ｓ１１、待機工程Ｓ１２、取り外し工程Ｓ１３）、切削工程Ｓ２、切り離し工程Ｓ３、仕上工程Ｓ４の順に工程を行う。このことによって、所望な対象材料を使用して、所望な形状の切削対象物Ａを作製することができる。

本実施形態では、注入工程Ｓ１１で注入空間１５に注入する対象材料は、例えば、石膏、重合レジン、および、歯科用ワックスなどのうちの何れかである。例えば、利用者が所望する対象材料の種類は、市販されている被加工物を形成する材料の種類とは異なることがあり得る。しかしながら、本実施形態では、利用者が自ら選んだ対象材料を被加工物成型用型１０に注入することで、所望な対象材料で成型された被加工物５が得られる。

本実施形態において、切削工程Ｓ２では、被加工物５をアダプタ４（図７参照）に取り付け、被加工物５が取り付けられたアダプタ４をクランプ６６（図１０参照）に保持させる。このことによって、例えば、被加工物５の保持部６の大きさが小さい場合、クランプ６６に保持させることが難しいことがあり得る。しかしながら、本実施形態では、保持部６の大きさが小さい場合であっても、保持部６をアダプタ４に接触させて保持させて、そのアダプタ４をクランプ６６に保持させることができる。よって、保持部６の大きさが小さい場合であっても、被加工物５をクランプ６６に保持させることが容易である。

なお、本実施形態では、本発明に係る被加工物成型用型は、図３のような被加工物成型用型１０であった。しかしながら、本発明に係る被加工物成型用型は、他の被加工物成型用型であってもよい。図１２は、他の実施形態に係る被加工物成型用型１０Ａの平面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面における被加工物成型用型１０Ａの断面図である。例えば、本発明に係る被加工物成型用型は、図１２のような被加工物成型用型１０Ａであってもよい。この被加工物成型用型１０Ａは、本体１１Ａを備えている。図１３に示すように、本体１１Ａは、底部材１２Ａと外枠部材１３Ａとを有している。本体１１Ａには、注入空間１５Ａが形成されている。注入空間１５Ａは、図１２に示すように、保持空間２６Ａと、対象空間２７Ａと、連結空間２８Ａとを有している。また、図１３に示すように、底部材１２Ａには、上方に延びた凸部材２９Ａが３つ設けられている。このような被加工物成型用型１０Ａであっても、空間が形成された被加工物を成型することができる。

５ 被加工物
６ 保持部
７ 対象部
８ 連結部
９ 空間
１０ 被加工物成型用型
１１ 本体
１２ 底部材
１３ 外枠部材
１５ 注入空間
２６ 保持空間
２７ 対象空間
２８ 連結空間
２９ 凸部材
６０ 切削装置

Claims (10)

1. 被加工物を保持する切削保持部と、前記被加工物を切削する切削部とを備えた切削装置によって切削される前記被加工物を成型する被加工物成型用型であって、
   前記被加工物は、前記切削保持部に保持される保持部と、切削されることで切削対象物が作製される対象部と、前記保持部と前記対象部とを連結させる連結部とを備え、
   底部材と、前記底部材から上方に延びた外枠部材とを有する本体を備え、
   前記本体には、前記底部材と前記外枠部材によって囲まれた空間であり、かつ、材料が注入される空間である注入空間が形成され、
   前記注入空間は、
   前記保持部が成型される保持空間と、
   前記対象部が成型される対象空間と、
   前記連結部が成型される連結空間と、
   を有し、
   前記底部材には、平面視において前記外枠部材に囲まれた前記底部材の部位から上方に延びた凸部材が設けられている、被加工物成型用型。
2. 前記本体は可撓性を有する、請求項１に記載された被加工物成型用型。
3. 前記本体は、樹脂によって形成されている、請求項２に記載された被加工物成型用型。
4. 前記凸部材の上端の上下方向の位置は、前記外枠部材の上端の上下方向の位置と同じである、請求項１から３までの何れか１つに記載された被加工物成型用型。
5. 前記対象空間の下方に位置する前記底部材の部位の上面の高さは、前記連結空間の下方に位置する前記底部材の部位の上面の高さよりも低い、請求項１から４までの何れか１つに記載された被加工物成型用型。
6. 前記対象空間を形成する面の少なくとも一部は曲面である、請求項１から５までの何れか１つに記載された被加工物成型用型。
7. 前記底部材と、前記外枠部材と、前記凸部材とは、一体的に形成されている、請求項１から６までの何れか１つに記載された被加工物成型用型。
8. 前記切削装置を使用して前記切削対象物を作製する切削対象物作製方法であって、
   請求項１から７までの何れか１つに記載された被加工物成型用型の前記注入空間に前記材料を注入する注入工程と、
   前記注入工程において、前記注入空間に前記材料を注入した後、所定の時間、待機する待機工程と、
   前記待機工程において、前記所定の時間、待機した後、前記材料によって成型された前記被加工物を前記被加工物成型用型から取り外す取り外し工程と、
   前記被加工物の前記保持部を前記切削保持部に保持させ、前記切削部によって前記被加工物の前記対象部を切削する切削工程と、
   前記切削工程において切削が行われた後、前記被加工物の前記対象部から前記連結部を切り離す切り離し工程と、
   を包含する、切削対象物作製方法。
9. 前記注入工程で前記注入空間に注入する前記材料は、石膏、重合レジン、および、歯科用ワックスのうちの何れかである、請求項８に記載された切削対象物作製方法。
10. 前記切削工程では、前記被加工物をアダプタに取り付け、前記被加工物が取り付けられた前記アダプタを前記切削保持部に保持させる、請求項８または９に記載された切削対象物作製方法。
    
    

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