JP4130415B2 - 歯科用ワックス溶融器 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

熱溶融性材料であるワックスまたは熱溶融性樹脂を溶融させ、あるいは軟化させる歯科用赤外線照射式溶融装置に関する。

歯科技工において補綴物の製作作業では目的の形態を付与するために歯科用ワックスを溶融、または／あるいは軟化して用いる。
歯科用ワックスの温度をコントロールするために、ガスバーナーが広く使われている。
しかし、ガスバーナーはワックスアップ途中の製作物の希望する部分を加熱して軟化させたい場合、試作物の方の過熱したい面を下向けに持ち直して炎にかざす必要があり、視認性の点でワックスの溶融状態の把握がしにくいなどの問題があった。

また、技工作業で用いる材料には有機溶剤を配合したものも多く、これらの成分が揮発した状態でガスを燃焼させると引火の危険があった。
これらの問題があるにもかかわらずガスバーナーが多用されている理由のひとつとして、ガスバーナーに代わるよい加熱装置が見当たらなかったことが挙げられる。
市販のバーナーの中には、鋭い炎を作ってどの方向に向けても使えるものがあるが、その勢いを得るために充分な空気を供給した高効率の燃焼を行っているため、ワックスアップなどの技工操作に用いるには温度が高すぎたり炎の勢いが強すぎたりするので満足のいく操作性が得られなかった。

月間歯科技工別冊、こだわりのラボ用ＧＥＡＲセレクション、１９９７年、

このようにガスバーナーを用いると炎は上に伸びるので加熱の方向が限定されるという問題があった。更に、ガスの供給がされていない場所では、使用することができなかった。

また技工所では作業中、長時間に渡ってガスバーナーを使用するため、室温の上昇、酸素濃度の低下、二酸化炭素の増加といった問題を引き起こし、作業環境を悪化させるという問題があった。
さらに技工所では作業にさまざまな材料を用いるため、有機溶剤など可燃性物質や引火性物質などの危険物もあり、作業者の火傷や、更に悪い場合には火災の発生につながる危険性もあった。

本発明ではこれらの問題を新規な溶融装置の開発によって解決する。
本発明ではかかる問題点を、赤外線を照射することで歯科用ワックス、熱溶融性樹脂を溶融、軟化させることによって解決する。
本発明は、ワックスや熱軟化性樹脂、その他低融点の金属やこれらの複合材料を溶融、または軟化させるために赤外線を用いた宝飾業界、歯科業界などで使用される溶融装置であり、またその溶融装置の放熱方法、およびその溶融装置の制御方法である。

本発明は赤外線照射部を有する赤外線照射式溶融装置において、赤外線照射部から照射される赤外線によって熱溶融性材料を加熱し、軟化あるいは／または溶融させることを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。
本発明は赤外線照射部とそこから照射される赤外線が当たる位置に一端が存在するように設置した導熱棒と、この導熱棒の他端に接続された熱溶融性材料皿を有する赤外線照射式溶融装置において、赤外線照射部から照射される赤外線が導熱棒の一端に当たって発した熱がこの導熱棒を通じて熱溶融性材料皿の熱溶融性材料を加温することを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。

特に本発明は、歯科技工分野において３０〜３００℃の範囲内で歯科用ワックス、熱溶融性を有する歯科用材料に赤外線を照射し、溶融または軟化させる溶融装置であり、更にその溶融装置の放熱方法、溶融装置の制御方法に関する。
歯科技工作業において、赤外線照射部から照射される赤外線で歯科用ワックス、熱軟化性樹脂を加熱して溶融または軟化させることを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。
本発明は赤外線照射部がハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、導熱線ヒータ、ハロゲンヒータ又は赤外線を放射する発光ダイオードで構成されることを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。
本発明は赤外線照射部から照射する赤外線の波長が０．７〜４μｍであることを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。

本発明は歯科用赤外線照射式溶融装置において、照射される赤外線によって、熱溶融性材料が３０〜３００℃まで温度上昇することを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。
本発明は投入した電力の５０％以上を赤外線として放射する赤外線放射部を用いることを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。
本発明は赤外線をパルスとして放射することを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置である。

ワックスの温度制御が可能になり、ワックスアップの作業の効率化を図ることができると共に、ワックスアップの適合精度が向上する。
従来のように、炎が揺らぐことがなく、危険性が少ない。また有機溶剤などへの引火の危険性が低い。二酸化炭素が発生しない。

赤外線放射部としてハロゲンランプが好適に用いられる。赤外線放射部は赤外線を照射するとき、同時に可視光線や熱を発してもよい。これは不可視光線である赤外線を放射中であることを示す合図の役割をはたすので安全性の向上に資する。

熱溶融性材料皿とは熱溶融性材料が入っている皿であり、導熱棒から誘導された熱により熱溶融性材料が溶融等する皿である。
熱溶融性材料とはワックスまたは熱溶融性樹脂である。
反射笠の過熱防止や、被溶融物の温度制御のために、赤外線は連続的に放射することができ、パルス状に放射したり、連続放射とパルス状放射の組み合わせによる放射を行うことは好ましい。また同じ目的で電圧を連続的に変化させることも好ましい。

ハロゲンランプの定格電力量は１０Ｗから１２００Ｗであることが望ましい。より好ましくは１５Ｗから７５０Ｗである。更に好ましくは２０Ｗから５００Ｗである。
本発明の歯科用赤外線照射式溶融装置はスタンドに赤外線発光部を設置した構造として作業台上に置ける卓上型とすることができる。赤外線放射部を筐体に上向きに設置することも可能である。

赤外線の照射強度を制御する制御ユニットは、溶融または軟化させようとする材料を十分にかつ温度が上昇しすぎないように赤外線照射部に加える電力を制御する働きを持つ。
主な制御パラメータは温度の設定と設定した温度を保持する時間である。使用者がこれら二つのパラメータを設定することにより、または所望する温度を設定することにより制御ユニットは適切な電圧と電流を決定して赤外線放射部に電力を供給する。
または赤外線をパルス状に照射してエネルギーの供給を断続的に行うように適切な電力供給を行う。

連続して運転せずに使用時にのみ赤外線を照射する場合、開始と終了は照射スイッチを操作して行うことができる。照射スイッチを操作して赤外線の照射を開始した後、制御ユニットに内蔵したタイマであらかじめ設定した時間が経過したら自動的に照射を終了するように構成することも更に好ましい。
照射スイッチは手元で操作するほか、フットスイッチを用いて足で操作する方法や、赤外線の焦点付近に、製作物をはさんだツィーザーを持った手で押せるような板状のスイッチを設ける方法、あるいは感熱センサーや赤外線センサーなどを近接スイッチとして用いることで、赤外線照射部にスパチュラや製作物をかざすだけで赤外線の照射が開始されるように構成することが好ましい。

以下本発明にかかる歯科用赤外線照射式溶融装置について詳細に説明する。
本発明の歯科用赤外線照射式溶融装置は波長０．７μｍから４μｍの範囲内にある赤外線を照射可能な点集光型または線集光型または平行照射型のランプと、このランプから照射された赤外線を一定の方向に向け、必要に応じて収束、または拡散あるいは平行に照射するための傘で構成される赤外線照射部と、これを一定の位置で一定の角度に保持するスタンドまたは筐体と、赤外線の強度を制御する制御ユニットで構成する。

赤外線照射装置の構成例を示す。
（自在アーム取り付けタイプ）
赤外線照射ユニットをアームに取り付け、ひとつ以上の回転可能なジョイントを設けたアームの足部分には電源部や制御部、操作スイッチなどを収めた本体を取り付ける。
操作スイッチは、主電源スイッチ、短時間照射スイッチ、非常停止スイッチ、電圧設定つまみまたは温度設定つまみ、短時間照射の時間設定つまみを備える。

短時間照射スイッチは、スパチュラなどを持った手で軽く触れたり、押したりすることで赤外線の照射を開始するためのものである。
短時間照射スイッチとしてはこれらの接触式スイッチのほかに、スパチュラなどを赤外線照射領域にかざすとそれを検知して赤外線の照射を自動的に開始するための検出スイッチとしてレーザー光線の遮断を検知するスイッチや感熱センサースイッチなどの近接スイッチを用いることができる。

電源部は技工所で使われている１００ボルトまたは２００ボルトの電力を赤外線ユニットで使用できる電圧に下げる働きを備える。その他制御ユニットなど溶融装置全般の動作に必要な電力を供給するために用いる。
制御部では電圧と時間を制御する。操作性を高めるためには設定温度と時間を制御し、さらには設定温度のみとして時間は材料の軟化状態を見ながら手元で行う方法が好ましい。またはパラメータは設定温度のみで作業中は連続して赤外線を照射する方法でもよい。

一定の温度を連続的に維持するためには赤外線照射ユニットに供給する電圧を一定の周期で入れたり切ったり、あるいは一定の周期で高圧と低圧を交互に切り替えて出力するパルス制御方法によるものが好ましい。
電圧は入り切り、高低といった２段階に限る必要はなく、必要に応じて段階を設けたり、各段階ごとに電圧を保持する時間を用途に応じて最適になるよう自由に設定することができる。この他電圧を連続的に変化させる方法も好ましい。
所望する温度が得られる限りにおいて、電圧は一定のままで連続して通電しても差し支えない。
安全装置としてヒューズ、サーキットブレーカーや温度センサーなどを備えることが好ましい。

（照射ユニット固定タイプ）
赤外線照射ユニットを照射口が上向けになるように筐体に設置する。ユニットの照射口には上部からワックスや器具が落下してもランプに当たらないようにガラス製の保護板や金属製の網などを設けることが好ましい。
赤外線照射口には金属製の導熱棒をその一方の先端が赤外線に照射される位置に来るように設置し、他方の先端はワックスを溶融しておく溶融皿に接続して設置しておくことができる。これにより、導熱棒が赤外線照射されて温度が上昇し、導熱棒を熱が伝わって溶融皿を加熱することができる。
筐体には前述のアームに取り付けたタイプと同様に操作スイッチ類、電源部、制御部などを設ける。

照射ユニット固定タイプの前面上方からの斜視図。

符号の説明

１近赤外線ランプ
２反射傘
３導熱棒
４ワックス溶融皿
５電源スイッチ
６通電スイッチ
７電源部、制御ユニット、

Claims (1)

1. 赤外線照射部、導熱棒と、熱溶融性材料が入った熱溶融性材料皿を有し、赤外線照射部から照射される赤外線によって熱溶融性材料を加熱し、軟化あるいは／または溶融させる歯科用赤外線照射式溶融装置において、赤外線照射部から照射される赤外線が導熱棒の一端に当たり、熱が導熱棒を通じて熱溶融性材料皿の熱溶融性材料を加温するものであって、赤外線照射部の赤外線照射口には、上部からワックスや器具が落下してもランプに当たらないようにガラス製の保護板又は金属製の網を設けたことを特徴とする歯科用赤外線照射式溶融装置。

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