JP5931425B2

JP5931425B2 - 人工歯作製装置

Info

Publication number: JP5931425B2
Application number: JP2011271683A
Authority: JP
Inventors: 彰久大野; 紳吾花島
Original assignee: Roland DG Corp
Current assignee: Roland DG Corp
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP2013121466A

Description

本発明は、人工歯作製装置に関し、さらに詳細には、インプラント治療に用いる人工歯を作製する人工歯作製装置に関するものである。

従来より、インプラント治療に用いられる人工歯は、人工歯作製装置を用いて、ジルコニアなどのセラミックス材料やアクリル樹脂などの樹脂を所望の形状に切削加工して作製していた。

こうした人工歯作製装置は、略箱状の筐体の内部に加工空間が設けられ、この加工空間内に、樹脂などの被加工物を保持する保持部と、被加工物を所定の形状に切削する切削部と、人工歯作製装置と別体に設けられる集塵装置と加工空間とを連結する集塵管とを有して構成されている。

そして、マイクロコンピューターの制御により、保持部と切削部とがそれぞれ所定の方向に相対的に移動することによって、保持部に保持された被加工物に対して、切削部における加工工具が相対的に３次元方向に移動しながら、当該被加工物を切削するようにしている。

また、切削部による被加工物の切削加工の際に生じる削りかす（以下、「削りかす」を「粉塵」と称することとする。）を集塵管を介して集塵装置で集塵し、加工空間内部から粉塵を除去するようになされている。

しかしながら、こうした人工歯作製装置においては、樹脂などの被加工物を切削する際には、切削により生じた粉塵がプラス側に帯電し、帯電した粉塵が加工空間内の壁面などに付着してしまっていた。

このため、集塵装置により加工空間から粉塵を十分に除去することができず、集塵装置による粉塵の除去効率が低下することとなり、除去されなかった粉塵が加工工具にからみつき、加工工具が取り付けられたスピンドルがロックして被加工物の切削を行うことができなくなるといった問題点が指摘されていた。

また、こうした人工歯作製装置においては、切削部により被加工物を切削する際には、切削により生じた粉塵を吹き飛ばすために、被加工物の切削箇所に空気流を生成するエアブロー装置（図示せず。）を使用する。

しかしながら、集塵装置が人工歯作製装置と別体で設けられているので、集塵装置を起動せずに人工歯作製装置により人工歯の作製を行ってしまうことがあった。

これにより、エアブロー装置（図示せず。）により加工空間に流れ込んだ空気が行き場を失って、粉塵が人工歯作製装置の隙間から装置外部へ流出し、当該人工歯作製装置の近傍で作業をしている作業者が粉塵を吸入してしまい、人体に悪影響を及ぼすことが問題点として指摘されていた。

さらに、エアブロー装置（図示せず。）により加工空間に流れ込んだ空気が行き場を失って、粉塵が人工歯作製装置の加工空間以外の構成部分へ流出し、当該粉塵により当該人工歯作製装置が故障してしまうといった問題点が指摘されていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削加工の際に生じるプラスに帯電した粉塵を除電することができる人工歯作製装置を提供しようとするものである。

また、本発明の目的とするところは、集塵装置の起動を検知することができる人工歯作製装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、加工空間内において被加工物を切削し、切削によって生じた粉塵を上記加工空間に接続された集塵装置により集塵しながら人工歯を作製する人工歯作製装置において、被加工物の切削箇所近傍の加工工具に向けて空気を射出するエアブロー装置と、放電により空気分子を電離してマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生手段と、集塵装置に接続され、延長方向と略垂直に支管部が形成された管部と、温度を検知する第１の温度検知手段と、上記第１の温度検知手段の一方側に第１の空間を空けて配設された発熱手段と、上記第１の温度検知手段の他方側に上記第１の間隔よりも長い第２の間隔を空けて配設された第２の温度検知手段とを備えたセンサと、上記第１の温度検知手段と上記第２の温度検知手段との温度差に基づいて上記集塵装置が起動しているか否かの判断を行う判断手段と、上記判断手段により上記集塵装置が起動していると判断されると、切削加工の開始が可能となり、上記判断手段により集塵装置が起動してないと判断されると、切削加工の開始が不可能となる制御手段とを有し、上記マイナスイオン発生手段で発生したマイナスイオンは、上記エアブロー装置から射出した空気に乗って上記被加工物の切削箇所近傍の加工工具に達し、上記センサは、上記支管部に配設され、上記支管部における空気が流入する側に発熱手段が位置し、上記支管部における空気が流出する側に上記第２の温度検知手段が位置するようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、切削加工の際に生じるプラスに帯電した粉塵を除電することができるという優れた効果を奏する。

また、本発明は、以上説明したように構成されているので、集塵装置の起動を検知することができるという優れた効果を奏する。

図１（ａ）は、本発明による人工歯作製装置を示す概略構成説明図であり、また、図１（ｂ）は、本発明による人工歯作製装置を示す概略構成斜視説明図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図であり、また、図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１（ａ）のマイナスイオン発生部を破断し、マイナスイオン発生部の近傍を拡大した拡大図である。図４は、図２（ｂ）の集塵管の近傍を拡大した拡大図である。図５（ａ）は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、また、図５（ｂ）は、２つのサーミスタにより検知された集塵装置起動前後の温度変化を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による人工歯作製装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

ここで、図１（ａ）には、本発明による人工歯作製装置の概略構成説明図が示されており、また、図１（ｂ）には、本発明による人工歯作製装置の概略構成斜視説明図が示されている。

また、図２（ａ）には、図１（ｂ）のＩ−Ｉ線による断面図が示されており、また、図２（ｂ）には、図１（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線による断面図が示されている。

また、図３には、本発明による人工歯作製装置のマイナスイオン発生部を破断し、マイナスイオン発生部の近傍を拡大した拡大図が示されている。

また、図４には、図２（ｂ）の集塵管の近傍を拡大した拡大図が示されている。

この人工歯作製装置１０は、筐体１２内に設けられた加工空間３０の上面３０ａに設けられ、被加工物２００を切削する切削部１４と、加工空間３０の右側面３０ｂに設けられ、被加工物２００を保持する保持部１６と、加工空間３０の左側面３０ｃに設けられ、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生部１８と、加工空間３０の後方側に設けられ、加工空間３０の背面３０ｄの下方側に設けられた開口部３０ｄａを介して、別体に設けられた集塵装置（図示せず。）と加工空間３０とを連結する集塵管２０とを有して構成されている。

なお、加工空間３０は、上面３０ａ、右側面３０ｂ、左側面３０ｃ、背面３０ｄ、底面３０ｅおよび筐体１２のカバー１２ａにより閉空間となり、こうした加工空間３０において被加工物２００の切削加工が行われる。

また、こうした人工歯作製装置１０の全体の動作は、マイクロコンピューター（図示せず。）によって制御されている。

より詳細には、切削部１４は、加工空間３０の上面３０ａにおいて、ＸＹＺ直行座標系のＸ軸方向およびＺ軸方向に移動することが可能なキャリッジ１４−１と、キャリッジ１４−１に固定的に配設されたスピンドル１４−２と、スピンドル１４−２に着脱自在に設けられた加工工具１４−３とを備えている。

また、保持部１６は、ＸＹＺ直行座標系のＹ軸方向に移動することができるとともに、保持した被加工物２００をＸ軸周りに回転することができるキャリッジ１６−１と、被加工物２００をキャリッジ１６−１に固定する固定部１６−２とを備えている。

従って、マイクロコンピューター（図示せず。）により、スピンドル１４−２は、キャリッジ１４−１の移動に伴って、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動される。また、被加工物２００は、キャリッジ１６−１の移動に伴ってＹ軸方向に移動される。

これにより、スピンドル１４−２に取り付けられた加工工具１４−３と、固定部１６に固定された被加工物２００との相対的な位置関係は、ＸＹＺ軸方向の任意の方向で移動可能となっている。

また、マイナスイオン発生部１８は、マイナスイオン発生器１８−１とマイナスイオン発生器１８−１を保護するカバー１８−２とにより構成されている（図３を参照する。）。

そして、マイナスイオン発生部１８は、マイナスイオン発生器１８−１によりマイナスイオンを発生し、発生したマイナスイオンを切削部１４により切削されている被加工物２００の加工箇所近傍の加工工具１４−３に向けて射出するようになされている。

なお、こうして射出されたマイナスイオンは、エアブロー装置（図示せず。）のエアブローノズル（図示せず。）から被加工物２００の加工箇所近傍の加工工具１４−３に向けて射出される空気に乗って、加工箇所近傍の加工工具に達するようになされている。

即ち、マイナスイオン発生部１８とエアブロー装置（図示せず。）のエアブローノズル（図示せず。）とは、マイナスイオン発生部１８において発生したマイナスイオンが当該エアブローノズルより射出した空気の流れに乗って、加工箇所近傍の加工工具１４−３に達するように配設されている。

また、マイナスイオン発生器１８−１は、電子放射方式やコロナ放電方式など、放電により空気分子を電離する方式により、マイナスイオンを発生する。

また、加工空間３０の後方側に設けられた集塵管２０は、一方の端部２０ａが加工空間３０の背面３０ｄの下方側に設けられた開口部３０ｄａと接続されている。また、他方の端部２０ｂは、接続部２８を介して集塵装置（図示せず。）に接続されている。なお、この開口部３０ｄａは、複数のスリットにより構成されている。

これにより、集塵管２０により、加工空間３０と集塵装置（図示せず。）とが連結された状態となる。

さらに、集塵管２０はＹ軸方向に延長して配設されており、略中央部において、集塵管２０の延長方向に対して略垂直に支管部２０−１が設けられており、この支管部２０−１に風速センサ２２が設けられている（図４を参照する。）。なお、図２（ａ）（ｂ）および図４においては、集塵管２０の他方の端部２０ｂにおいて集塵装置（図示せず。）と接続するための接続部２８を設けるようにしたが、接続部２８を設けないようにしてもよい。

風速センサ２２は、略円筒形状の筒部２２−１内に、基板２２−２が配設された構成となっている。

この基板２２−２は、前方面２２−２ａにおいて、温度を検知するサーミスタ４０、４２が配設されるとともに、サーミスタ４０の近傍に発熱体としての抵抗４４が配設されている（図５（ａ）を参照する。）。なお、こうした基板２２−２は、保護部材２２−３により少なくとも前方面２２−２ａおよび後方面２２−２ｂが保護されている。

詳細には、前方面２２−２ａの略中央部においてサーミスタ４０が配設され、サーミスタ４０の上方側に間隔ｇ１をあけて抵抗４４が設けられている。

また、サーミスタ４０の下方側に、間隔ｇ１よりも長い間隔ｇ２をあけてサーミスタ４２が設けられている。

そして、保護部材２２−３により保護された基板２２−２は、後方面２２−２ｂ側を筒部２２−１の内壁に接するように配設される。これにより、基板２２−２の前方面２２−２ａ側と筒部２２−１の内壁との間に空間Ｓ１が形成されるようになる。

以上の構成において、人工歯作製装置１０によりアクリル樹脂などの被加工物２００から人工歯を作製するには、まず、保持部１６の固定部１６−２に被加工物２００を固定するとともに、スピンドル１４−２に加工工具１４−３を取り付ける。

次に、人工歯作製装置１０に接続部２８を介して集塵装置（図示せず。）を接続し、当該集塵装置を起動する。

その後、筐体１２のカバー１２ａを閉め人工歯作製装置１０を起動させ、操作パネル（図示せず。）を介して作業者が切削加工の開始を指示する。

切削加工の開始が指示されると、マイクロコンピューター（図示せず。）は、風速センサ２２を監視し、風速センサ２２の測定結果に基づいて切削加工の開始を制御する。

即ち、マイクロコンピューター（図示せず。）が、風速センサ２２の測定結果に基づいて集塵装置（図示せず。）が起動していると判断すると、切削加工が開始され、当該集塵装置が起動していないと判断すると、切削加工が開始されない。

ここで、風速センサ２２による測定について説明する。風速センサ２２においては、人工歯作製装置１０が起動すると、抵抗４４が発熱し、サーミスタ４０とサーミスタ４２とで検知温度に差が生じる。つまり、抵抗４４が近傍に配設されているサーミスタ４０では検知温度が高くなり、サーミスタ４２での検知温度より高い値となる。

こうした状態で、集塵装置（図示せず。）が起動すると、加工空間３０の空気が集塵管２０を介して当該集塵装置により吸引されるとともに、加工空間３０の後方の空間Ｓ２、つまり、集塵管２０の上方に位置する空間Ｓ２の空気が当該集塵装置により吸引される。

即ち、集塵装置（図示せず。）が起動すると、加工空間３０の空気が開口部３０ｄを介して集塵管２０に流入し、集塵管２０では、一方の端部２０ａから他方の端部２０ｂに向かって空気が流れる。さらに、集塵管２０の上方に位置する空間Ｓ２の空気が、風速センサ２２が位置する空間Ｓ１を介して支管部２０−１に流入し、支管部２０−１から他方の端部２０ｂに向かって空気が流れる。

このとき、風速センサ２２の空間Ｓ１においては、上方側から下方側に向かって空気が流れるため、流れる空気によってサーミスタ４０とサーミスタ４２とにおける検知温度が経時的に低下し、サーミスタ４０とサーミスタ４２とにおける検知温度の差が小さくなる（図５（ｂ）を参照する。）。

上記の作用を利用して、マイクロコンピューター（図示せず。）は、風速センサ２２で検知された、サーミスタ４０とサーミスタ４２とにおける温度差が所定の温度差以下となった場合に、集塵装置（図示せず。）が起動したと判断し、サーミスタ４０とサーミスタ４２との温度差が所定の温度差以上となった場合に、集塵装置（図示せず。）は起動していないと判断することとなる。

そして、マイクロコンピューター（図示せず。）が集塵装置（図示せず。）が起動していると判断して、切削加工が開始されると、次に、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により、マイナスイオン発生器１８−１が起動され、マイナスイオン発生部１８から被加工物２００の加工箇所（つまり、被加工物２００が加工工具１４−３により切削加工されている部分である。）近傍の加工工具１４−３に向けてマイナスイオンが射出される。

こうして射出されたマイナスイオンは、エアブロー装置（図示せず。）のエアブローノズル（図示せず。）より射出された空気の流れに乗って、加工箇所近傍の加工工具１４−３に達することとなる。

ここで、被加工物２００を切削加工する際に生じた粉塵はプラス側へ帯電するが、マイナスイオン発生部１８により、被加工物２００の加工箇所近傍の加工工具１４−３に向けてマイナスイオンが射出されるため、プラス側へ帯電した粉塵は除電される。

これにより、被加工物２００を切削加工する際に生じた粉塵は、加工空間３０の壁面などに付着することがなく、加工空間３０の下方側に設けられた開口部３０ｄａから集塵管２０を介して集塵装置（図示せず。）に集塵され、加工空間３０から粉塵が除去される。

なお、マイクロコンピューター（図示せず。）は、切削加工中に風速センサ２２を監視し、当該マイクロコンピューターが、切削加工中に、風速センサ２２の測定結果に基づいて集塵装置（図示せず。）が起動していると判断すると、切削加工を継続し、当該集塵装置が起動していないと判断すると、操作パネル（図示せず。）の表示部（図示せず。）などに集塵装置（図示せず。）が起動していない旨の警告を促す。

一方、マイクロコンピューター（図示せず。）により集塵装置（図示せず。）が起動していないと判断されて、切削加工が開始されない場合には、操作パネル（図示せず。）の表示部（図示せず。）などに集塵装置（図示せず。）を起動を促す旨の指示を表示する。

そして、集塵装置（図示せず。）が起動されると、被加工物２００の切削加工を開始する。

こうして、人工歯作製装置１０において、集塵装置（図示せず。）により加工空間３０から粉塵を除去しながら、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により被加工物２００を切削加工して人工歯を作製する。

以上において説明したように、本発明による人工歯作製装置１０は、加工空間３０においてマイナスイオン発生部１８を設け、被加工物２００の加工箇所に対して、マイナスイオン発生部１８から発生したマイナスイオンを加工工具１４−３に向けて射出するようにしたものである。

また、本発明による人工歯作製装置１０は、加工空間３０と集塵装置（図示せず。）とを連結する集塵管２０に設けられた支管部２０−１において風速センサ２２を設け、風速センサ２２の測定結果に基づいて、マイクロコンピューター（図示せず。）によって当該集塵装置が起動したか否かの判断を行うようにしたものである。そして、当該集塵装置が起動したと判断されたときのみ切削部１４により被加工物２００の切削加工を開始するようにしたものである。

これにより、本発明による人工歯作製装置１０においては、被加工物２００を切削加工する際に生じた粉塵のプラス側への帯電を除電することができる。

このため、加工空間３０の内壁などに粉塵が付着することなく、発生した粉塵を確実に集塵装置（図示せず。）により集塵し、加工空間３０から効率よく粉塵を除去することができるようなる。

また、本発明による人工歯作製装置１０においては、別体に設けられている集塵装置（図示せず。）が起動している場合にのみ被加工物２００への切削加工が行われるので、エアブローを行っても、粉塵が装置の外部に流出したり、加工空間以外の構成部分へ流入することがなくなる。

さらに、本発明による人工歯作製装置１０においては、風速センサ２２が粉塵に接することなく測定可能のため、安定した測定結果を得ることができ、確実に集塵装置（図示せず。）の起動を監視することができる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（３）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、被加工物２００としてアクリル樹脂を一例として挙げたが、被加工物２００としては、セラミックス材料、各種の合成樹脂や天然樹脂を用いるようにしてもよいことは勿論である。

（２）上記した実施の形態においては、マイナスイオン発生器１８−１は、電子放射方式やコロナ放電方式など、放電により空気分子を電離する方式によりマイナスイオンを発生するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、各種のマイナスイオンを発生する方式を用いるようにしてもよく、要は、加工空間３０内に配置することができれば、どのような方法によりマイナスイオンを発生するようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、インプラント治療に使用する人工歯を作製する際に用いて好適である。

１０人工歯作製装置、１２筐体、１４切削部、１６保持部、１８マイナスイオン発生部、２０集塵管、２２風速センサ、２２−２基板、４０、４２サーミスタ、４４抵抗、３０加工空間、被加工物２００

Claims

加工空間内において被加工物を切削し、切削によって生じた粉塵を前記加工空間に接続された集塵装置により集塵しながら人工歯を作製する人工歯作製装置において、
被加工物の切削箇所近傍の加工工具に向けて空気を射出するエアブロー装置と、
放電により空気分子を電離してマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生手段と、
加工空間と集塵装置とを接続し、延長方向と略垂直に支管部が形成された管部と、
温度を検知する第１の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段の一方側に第１の空間を空けて配設された発熱手段と、前記第１の温度検知手段の他方側に前記第１の間隔よりも長い第２の間隔を空けて配設された第２の温度検知手段とを備えたセンサと、
前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段との温度差に基づいて前記集塵装置が起動しているか否かの判断を行う判断手段と、
前記判断手段により前記集塵装置が起動していると判断されると、切削加工の開始が可能となり、前記判断手段により集塵装置が起動してないと判断されると、切削加工の開始が不可能となる制御手段と
を有し、
前記マイナスイオン発生手段で発生したマイナスイオンは、前記エアブロー装置から射出した空気に乗って前記被加工物の切削箇所近傍の加工工具に達し、
前記センサは、前記支管部に配設され、前記支管部における空気が流入する側に発熱手段が位置し、前記支管部における空気が流出する側に前記第２の温度検知手段が位置する
ことを特徴とする人工歯作製装置。