JP3662990B2 - 真空電気炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科技工分野における陶製義歯の焼成のための真空電気炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陶製義歯の従来よりの焼成方法を図４に基づいて説明する。
先ず、図４の（Ａ）のように、プラットフォーム101 を移動して電気炉102 を開き、陶製義歯103 をプラットフォーム101 上に載せる。
次に、図４の（Ｂ）のように、プラットフォーム101 を移動して電気炉102 を閉じ、真空容器104 内を減圧して真空に保つ。
【０００３】
そして、電気炉102 を作動させて発熱させ、内部の陶製義歯103 を加熱して焼成する。
しかるのち、図４の（Ａ）のように、プラットフォーム101 を移動して電気炉102 を開き、焼成済の陶製義歯103 を取り出すのである。
【０００４】
以上のような焼成方法において、焼成作業後には電気炉102 の内部は高温状態であるので、次の焼成作業のためにはできるだけ保温しておいたほうが効率がよい。そこで、図４の（Ｂ）のように、電気炉102 内部の保温のためにプラットフォーム101 を移動して電気炉102 を閉じると、自然放熱等により電気炉102 内の温度は徐々に降下する。それに従って、炉内の圧力が低下するので負圧になり、再度炉を開けるためにプラットフォーム101 を移動させようとしても、負圧のために開けにくくなる。このような問題を解決するために、真空開放用電磁弁105 を設け、この真空開放用電磁弁105 を開けることによって、炉内の負圧を開放してプラットフォーム101 を開けやすくする方法が採用されている。
【０００５】
炉内を減圧している途中及び真空状態を保持しているときには前記真空開放用電磁弁105 を閉じ、炉を開くために真空開放するとき及び炉内を保温するために炉を閉じているときには前記真空開放用電磁弁105 を開いて外部の空気が炉内へ流通できる状態にするのである。
つまり、炉を開きやすくするためには、炉内を保温するために炉を閉じているときに炉内が負圧にならないように、前記真空開放用電磁弁105 を開けつづける方法と、炉内を保温するために炉を閉じているときに炉内が負圧になっても構わないということで前記真空開放用電磁弁105 を閉じておき、次の陶製義歯をセットするときに前記真空開放用電磁弁105 を開けて真空を開放してから炉を開くという方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、炉内が負圧にならないようにするためには、前記真空開放用電磁弁105 に通電し続けて、閉止用のバネを圧縮し続けなければならないので、機械的また電気的にも負担が大きくなるという問題がある。そのため、寿命が短くなるという問題や、発熱による温度上昇、もしくはエネルギー消費の点からも問題がある。
【０００７】
また、炉内を保温するために炉を閉じているときには前記真空開放用電磁弁105 を閉じておき、次の陶製義歯をセットするときに前記真空開放用電磁弁105 を開けて真空を開放してから炉を開くようにする場合には、前記真空開放用電磁弁105 を開けてから真空が完全に開放されるまでに時間を要するので、その間はプラットフォーム101 を移動させて炉を開けることができないので、作業の能率が低下して不便であるという問題がある。
【０００８】
このように、従来の構造では、熱効率のためには焼成していないときの電気炉の保温が必要であるが、電気炉の保温を重視すると炉を開く作業が不便になるというジレンマがあって、何れかを犠牲にしなければならないという問題があった。
また、焼成のために真空を要しない陶製義歯の場合でも、加熱のためには炉を密閉しなければいけないので、密閉するときにプラットフォームを電気炉に押しつけるときの振動によって、プラットフォームに載せられた焼成前の陶材が脱落したり、載置台上の所定の位置から落下したりするという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、電気炉の保温と炉の開閉操作を能率よく行える機構を提供することを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明では、電気炉を内蔵した容器の開口部と閉止用蓋とで真空保持用パッキンを挟んで密着させて炉を閉止状態にするよう前記容器側もしくは閉止用蓋側の少なくとも一方を閉止方向に駆動する駆動手段を備えた真空電気炉において、前記開口部と前記閉止用蓋と真空保持用パッキンとが所定の微小隙間に近づいたときに検知信号を出力する検知手段と、炉内の保温のために前記容器側もしくは閉止用蓋側の少なくとも一方を閉止方向に駆動するとき、前記検知信号が出力されたときに前記駆動手段を制御して閉止方向の駆動を停止する制御手段とを備え、微小隙間を保って炉内が負圧になることを防止するとともに、炉の内外の空気の流通を防止して放熱を抑制するように構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明の実施の形態を、図１を参照しつつ説明する。
図１において、１は真空容器、２は前記真空容器１内に設けられた電気炉である。前記真空容器１は下方にのみ開口した容器であり、電気炉２の内部空間は吸引弁11を介して真空吸引装置12と接続されている。前記電気炉２には加熱用のヒータが内装されている。
【００１２】
３はプラットフォーム、４は真空保持用のパッキン、５は陶製義歯である。前記プラットフォーム３はモータ等の動力を備えた移動装置31によって、前記真空容器１の開口を塞ぐ密閉位置まで上昇するよう構成されている。前記プラットフォーム３は請求項１の閉止用蓋に相当し、前記移動装置31は請求項１の駆動手段に相当している。
【００１３】
前記真空保持用のパッキン４は、前記真空容器１の開口縁14に合致する位置と形状で前記プラットフォーム３の上面に配設され、前記密閉位置において前記真空容器１とプラットフォーム３との間に挟まれて外部の空気が炉内に侵入することを防止する。前記開口縁14は請求項１の開口部に相当している。
開放弁13は電気炉２が密閉されてその内部が真空状態のときに、プラットフォーム３を下降させて炉を開けやすくするために、外部の空気を炉内に導入して真空を破壊するための電磁弁である。
【００１４】
前記陶製義歯５はプラットフォーム３の載置台32上に載置されている。
７は全閉状態においてプラットフォーム３を真空容器１の開口縁14に押しつけるための弾性体であり、バネやゴムを用いるとよい。
【００１５】
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３はそれぞれプラットフォーム３の位置を検知するリミットスイッチであり、プラットフォーム３の側面に形成された突起33がそれぞれのリミットスイッチに位置にきたときに検知信号を出力する。
リミットスイッチＤ１はプラットフォーム３の全開状態の位置を検知し、リミットスイッチＤ３はプラットフォーム３の全閉状態の位置を検知するように所定の位置に固定されている。
【００１６】
リミットスイッチＤ２は密閉状態の直前の状態、即ち、前記パッキン４と前記真空容器１の開口縁14との間に僅かな隙間ｄ（１ミリ弱）がある状態を検知するよう位置決めされている。このリミットスイッチＤ２が請求項１の検知手段に相当している。
【００１７】
６は請求項１の制御手段に相当する制御部であり、前記移動装置31によるプラットフォーム３の昇降の制御、前記電気炉２の加熱の制御、前記吸引弁11，吸引装置12，開放弁13を、操作スイッチ類の状態と、前記各リミットスイッチの検知信号に応じて所定のプログラムに基づいて制御するものである。
このプログラムは、陶製義歯セット工程と、加熱焼成工程と、陶製義歯取り出し工程と、待機工程とから構成されている。
【００１８】
陶製義歯セット工程は、前記移動装置31を制御して、図１のように、プラットフォーム３を下降させて前記リミットスイッチＤ１によって全開状態を検知し、前記電気炉２の非加熱状態を確認した後に、載置台32への未焼成陶製義歯の載置を促す。
【００１９】
加熱焼成工程は、未焼成陶製義歯を載置したことを操作スイッチにて入力すると、前記移動装置31を制御してプラットフォーム３を上昇させる。そして、図２に示したように、前記リミットスイッチＤ３が全閉状態を検知した後に、吸引弁11を開いて電気炉２内を真空にする。所定の真空度に達した後に吸引弁11を閉じて前記電気炉２に通電を開始して所定の焼成温度まで昇温する。
【００２０】
所定時間の加熱により焼成完了後、陶製義歯取り出し工程に移行する。
陶製義歯取り出し工程においては、電気炉への通電を停止した後、開放弁13を所定時間開けて真空破壊し、移動装置31を制御して、図１のように、プラットフォーム３を全開位置まで下降させる。所定の冷却時間後に焼成された陶製義歯を取り出して、取り出し完了の操作スイッチを操作する。
【００２１】
取り出し完了が確認されると、移動装置31を制御してプラットフォーム３を上昇させ、図３のように、前記リミットスイッチＤ２から検知信号が出力された位置でプラットフォーム３を停止させる。即ち、この状態においては、真空容器１とプラットフォーム３とは密閉状態の直前の状態、即ち、前記パッキン４と前記真空容器１の開口縁14との間に僅かな隙間（１ミリ弱）がある状態となっている。
【００２２】
この状態で待機するので、僅かの隙間では炉の内外の空気は殆ど流通できないので、炉内の温度は十分に保温される。
炉内の温度が徐々に低下して、炉内の圧力が低下した場合には、前記隙間から外部の空気が炉内に流入するので、炉内が負圧になることはない。
【００２３】
このようにして、図３に示した待機状態では、真空容器は僅かな隙間しか開いていないので、放熱が少なく高い保温効果が得られる。よって、再度別の陶製義歯を焼成するために加熱するときに少ない電気エネルギーで所定の温度まで昇温可能となり、大きな省エネルギー効果が得られる。
また、待機状態では、真空容器は僅かな隙間によって負圧になることが防止されるので、炉内の真空破壊用の電磁弁に通電し続ける必要がなくなる。よって、電磁弁の寿命が長くなるとともに電気エネルギーの無駄を省くことが可能となる。
【００２４】
また、待機状態では、炉を密閉しないので、パッキンが圧縮されず、パッキンの寿命も長くなるという効果も得られる。
さらに、焼成のために真空を要しない陶製義歯の場合には、焼成工程においては炉を全閉状態にせずに、図３のような僅かな隙間のある状態で加熱するという加熱焼成運転が可能になる。このような運転によれば、炉を密閉するときの振動が発生しないので、プラットフォームに載せられた焼成前の陶材が脱落したり、載置台上の所定の位置から落下したりすることが無くなり、従来の真空電気炉では処理が困難であった陶製義歯も焼成できるという効果も得られる。
【００２５】
以上においては、プラットフォームの位置をリミットスイッチで検知したが、全閉状態と全開状態はリミットスイッチで検知するが、待機状態のための僅かな隙間は、種々のの精密な位置決め機構を用いることが可能である。
例えば、移動装置31の動力源としてパルスモータを用いて、このモータに供給する駆動パルスの数を制御して精密な位置決めを行うことも可能である。
【００２６】
また、プラットフォームの位置情報を検出するリニアエンコーダや駆動軸の回転量を検出するロータリーエンコーダ等の手段によって、ＤＣサーボモータやＡＣサーボモータをフィードバック制御して精密な位置決めを行うことも可能である。こらの位置決め制御に、駆動時間の時間制御を採用することも可能である。
【００２７】
また、パッキン４はプラットフォーム３側に設けたが、真空容器１の開口縁14に付着させた構造でもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、待機状態においては、僅かな隙間を保っているので、炉内の保温効果と、炉内の負圧を防ぐ効果の両方が得られるので、省エネルギー効果も構成部品の寿命の延長効果も得られるのである。
また、僅かに隙間を開けた状態での焼成処理も可能になるので、従来の真空電気炉では振動により処理できなかった陶製義歯でも処理可能になるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空電気炉の全開状態の側面図である。
【図２】本発明の真空電気炉の全閉状態の側面図である。
【図３】本発明の真空電気炉の待機状態の側面図である。
【図４】従来例の真空電気炉の動きを説明する側面図である。
【符号の説明】
１ 真空容器
14 開口縁（開口部）
２ 電気炉
３ プラットフォーム（閉止用蓋）
31 移動装置（駆動手段）
４ 真空保持用のパッキン
５ 陶製義歯
６ 制御部（制御手段）
Ｄ２ リミットスイッチ（検知手段）
ｄ 所定の微小隙間

Claims (1)

1. 電気炉を内蔵した容器の開口部と閉止用蓋とで真空保持用パッキンを挟んで密着させて炉を閉止状態にするよう前記容器側もしくは閉止用蓋側の少なくとも一方を閉止方向に駆動する駆動手段を備えた真空電気炉において、
   前記開口部と前記閉止用蓋と真空保持用パッキンとが所定の微小隙間に近づいたときに検知信号を出力する検知手段と、
   炉内の保温のために前記容器側もしくは閉止用蓋側の少なくとも一方を閉止方向に駆動するとき、前記検知信号が出力されたときに前記駆動手段を制御して閉止方向の駆動を停止する制御手段とを備え、
   微小隙間を保って炉内が負圧になることを防止するとともに、炉の内外の空気の流通を防止して放熱を抑制するように構成したことを特徴とする真空電気炉。

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