JPH1066706A - 口腔モデルの３次元形状測定補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上顎又は下顎の口腔モデルを３次元形状測定
装置の載物台に載置する際には、これら２つの口腔モデ
ルの相対位置を高精度に保つようにセットでき、しか
も、一般に使用される咬合器に口腔モデルを載せ換える
際にも、相対位置を高精度に保ちつつ装着できる、口腔
モデルの３次元形状測定補助装置を提供する。 【解決手段】 上顎の口腔モデルを保持するための第１
の口腔モデル固定ベースと、下顎の口腔モデルを保持す
るための第２の口腔モデル固定ベースと、これら２つの
口腔モデル固定ベースの間に位置して３次元的位置決め
をする位置合わせ部材と、を具備する口腔モデルの３次
元形状測定補助装置において、これら２つの口腔モデル
固定ベースはいずれも、３次元形状測定装置の載物台に
載置するときと咬合器にセットするときで、水平方向に
ついては共通の位置決め基準を用いる。位置合わせ部材
は２つの口腔モデル固定ベースと着脱自在に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯科の分野におい
て、上下顎の口腔モデルの３次元形状を測定する際と咬
合調整する際に使用される測定補助装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】歯科の分野において、ＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムを用いてクラウン、ブリッジ等の補綴物を製作す
るためには、先ず、石膏にて上下の歯列模型（以下、口
腔モデルという）を作製し、作製された口腔モデルをそ
れぞれ個別に３次元形状測定装置にて測定する。そし
て、その測定データを基にＣＡＤにてクラウン、ブリッ
ジ等の補綴物を設計し、更にそのＣＡＤデータをＮＣデ
ータに変換し、ＮＣデータを基にＮＣフライス盤等を用
いて実際の補綴物を加工するという一連の作業が必要で
あった。

【０００３】このような従来の方法では、上顎と下顎の
口腔モデルの相対位置関係を決めることが困難であり、
その結果、作製された補綴物の対合歯との関係がうまく
いかない場合が多いという問題点があった。又、口腔モ
デルを３次元形状測定装置の被測定物載置台にセットす
る場合に専用の治具が無いため、多大の時間を要すると
いう問題点があった。

【０００４】上記の問題点を解決するために、特開平７
−１７８１２２に示されているような口腔モデルの３次
元形状測定補助装置が発明されている。この３次元形状
測定補助装置は、相対的に配置された、例えば咬合した
状態で上下に配置された上顎と下顎の口腔モデルの位置
調整を可能とするとともに、３次元形状測定装置の被測
定物載置台に口腔モデルを載置する際には短時間で容易
に実施することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−１７８１２
２の発明に係る３次元形状測定補助装置においては、そ
の構成部材の寸法精度が、上顎と下顎の口腔モデルを３
次元形状測定装置上で位置決めする精度に大きな影響を
与えるため、精度良く位置決めすることは困難であっ
た。

【０００６】また、実際に作製された補綴物は、歯科技
工士によって一般に使われている咬合器にセットされた
口腔モデルに嵌めて、上顎と下顎の口腔モデル上で噛み
合わせや干渉等の調整を行う必要がある。しかし、その
ためには、この３次元形状測定補助装置から、一度、上
顎と下顎の口腔モデルを取り外して、一般の咬合器に載
せ換えなければならない。すなわち、口腔モデルを３次
元形状測定補助装置に固定している石膏を取り外し、新
たに咬合器に石膏で固定する作業が必要であり、非常に
時間がかかるという作業性の問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、上顎と下顎の口腔モデルを３次元計
測する際には高精度の位置決めが可能であり、しかも、
咬合器に載せ換える際には、石膏を取り外したり新たに
咬合器に石膏で固定する煩わしさがない口腔モデルの三
次元形状測定補助装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、
「上顎の口腔モデルを保持するための第１の口腔モデル
固定ベースと、下顎の口腔モデルを保持するための第２
の口腔モデル固定ベースと、前記第１の口腔モデル固定
ベースと第２の口腔モデル固定ベースの間に位置して、
前記第１の口腔モデル固定ベースと第２の口腔モデル固
定ベースの３次元的位置決めをするための位置合わせ部
材と、を具備する口腔モデルの３次元形状測定補助装置
であって、前記第１の口腔モデル固定ベースは、咬合器
にセットする際に、前記位置合わせ部材と固定するため
に用いられる第１の位置決め基準を有し、且つ３次元形
状測定装置の被測定物載置台に載置するために用いられ
る第２の位置決め基準を有し、前記第１及び第２の位置
決め基準は、水平方向の位置決め基準を共通とし、前記
第２の口腔モデル固定ベースは、咬合器にセットする際
に、前記位置合わせ部材と固定するために用いられる第
１の位置決め基準を有し、且つ３次元形状測定装置の被
測定物載置台に載置するために用いられる第２の位置決
め基準を有し、前記第１及び第２の位置決め基準は、水
平方向の位置決め基準を共通とし、前記位置合わせ部材
は、前記第１の口腔モデル固定ベースと第２の口腔モデ
ル固定ベースのいずれからも着脱自在であることを特徴
とする、口腔モデルの３次元形状測定補助装置」を提供
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】従来の口腔モデルの３次元形状測
定補助装置は、上顎と下顎の口腔モデルを一般の咬合器
へセットする時に用いる位置決め部材と、３次元形状測
定装置に載せた時に用いる位置決め部材が異なっていた
ので、これら両者の寸法の違いがそのまま上顎口腔モデ
ルと下顎口腔モデルの相対位置の誤差となって現れてい
た。

【００１０】本発明の３次元形状測定補助装置において
は、一般の咬合器で用いられる位置決め部材を３次元形
状測定装置で用いられる位置決め部材として使用するこ
とにより上記の問題を解決した。また、一般の咬合器を
使って咬合調整を行うことを前提としているので、上顎
口腔モデルと下顎口腔モデルを咬合器にマウントした状
態は、同時に三次元形状測定補助装置に固定した状態で
もある。

【００１１】更に、従来例においては、取付基準が３次
元形状測定補助装置と被測定物載置台とでは異なってい
たが、本発明においては、基準の共通化を極力図ったた
めに、３次元形状測定補助装置の部品精度に大きな影響
を受けずに高精度で相対位置関係を決めることが可能で
ある。また、本発明においては、一般の咬合器にマウン
トした上下顎の口腔モデルが同時に３次元形状測定補助
装置に固定されていることになるので、マウントの取り
外しがなくなり作業性が大幅に向上する。

【００１２】以下、図１を参照して、本実施形態に係る
口腔モデルの３次元形状測定補助装置について詳細に説
明する。図１は、上顎口腔モデル５と下顎口腔モデル７
を取り付けた３次元形状測定補助装置１０を、一般の咬
合器２０にマウントした状態を示す正面図である。一般
の咬合器には、平均値咬合器、自由運動路咬合器等数種
類があるがどれを使用しても構わない。

【００１３】先ず、図１に図示された一般の咬合器２０
について説明する。一般の咬合器２０は、上顎フレーム
２１、下顎フレーム２２、マウンティングリング固定ネ
ジ２３、支柱２４、インサイザルピン２５、インサイザ
ルテーブル２６及びヒンジアキシスピン２７から構成さ
れる。咬合調整するときには、上顎フレーム２１をヒン
ジアキシスピン２７を中心に回動させる。上顎フレーム
２１を上方に上げたときには、インサイザルピン２５も
上昇しインサイザルテーブル２６から離脱する。

【００１４】本実施例の３次元形状測定補助装置１０
は、嵌合穴１ａ、１ｂ、挿入部１ｅを設けた第１の口腔
モデル固定ベース１と、嵌合穴２ａ、２ｂ、挿入部２ｅ
を設けた第２の口腔モデル固定ベース２と、第１の口腔
モデル固定ベース１と第２の口腔モデル固定ベース２の
間隔を保持して位置決めをするための位置合わせ部材４
と、第１の口腔モデル固定ベース１と第２の口腔モデル
固定ベース２とを位置合わせ部材４に固定するための固
定用ネジ３と、を主要構成要素とする。

【００１５】次に図１を参照して、上顎口腔モデル５と
下顎口腔モデル７を一般の咬合器２０にマウントする方
法について説明する。先ず、第一の口腔モデル固定ベー
ス１と第２の口腔モデル固定ベース２は、嵌合穴１ａ、
１ｂ，２ａ、２ｂがそれぞれ位置決めピン４ａ〜４ｄに
係合した状態で、位置合わせ部材４に固定ネジ３で固定
された状態としておく。

【００１６】上顎口腔モデル５を一般の咬合器２０に具
備された咬合平面板（図示せず）の上に置きおおよその
位置合わせを行う。その後、３次元測定補助装置１０の
挿入部１ｅがマウンティングリング９ａと上顎口腔モデ
ル５の間の所定の位置に来るようにセットする。この状
態で、マウンティングリング９ａと挿入部１ｅとの間及
び挿入部１ｅと上顎口腔モデル５との間を石膏６で埋め
る。従って石膏６が固まれば、挿入部１ｅ、マウンティ
ングリング９ａ、上顎口腔モデル５は、互いに固着され
る。固着後には咬合平面板は不必要になるので、邪魔に
ならない位置に戻す。尚、このとき、第２の口腔モデル
固定ベース２の挿入部２ｅは、下側のマウンティングリ
ング９ｂと下顎口腔モデル７の間に来ている。

【００１７】ここで、一般の咬合器２０全体を上下反転
させる。反転させた状態で、下顎口腔モデル７を上顎口
腔モデル５の上に噛み合わせるように置く。噛み合わせ
た状態で、マウンティングリング９ｂと挿入部２ｅとの
間及び挿入部２ｅと下顎口腔モデル７との間を石膏８で
埋める。尚、マウンティングリング９ｂと挿入部２ｅと
の間にはほとんど隙間がないのが普通である。石膏８が
固まれば、挿入部２ｅ、マウンティングリング９ｂ、下
顎口腔モデル７は、互いに固着される。

【００１８】以上により、上顎口腔モデル５及び下顎口
腔モデル７は、一般の咬合器２０にも３次元形状測定補
助装置１０にも正しい噛み合わせ位置で装着されたこと
になる。次に、上顎口腔モデル５と下顎口腔モデル７を
一般の咬合器２０から取り外して、３次元形状測定装置
に設置する方法について述べる。

【００１９】先ず、一般の咬合器２０全体を再反転し
て、図１に示す姿勢に戻す。上下のマウンティングリン
グ固定ネジ２３を外して、上顎フレーム２１を上方に回
動させる。上顎フレーム２１はヒンジアキシスピン２７
を中心に回動可能となっているため、ヒンジアキシスピ
ン２７を中心に回動する。回動させると、インサイザル
ピン２５とインサイザルテーブル２６は離れる。

【００２０】マウンティングリング９ａと上顎フレーム
２１間はピン（図示せず）により係合されており、互い
に垂直に離れる方向に離さないと係合は解けないが、上
顎フレーム２１とヒンジアキシスピン２７はセントリッ
クラッチスプリングによって、ある程度は自由に動く範
囲があるため容易に係合を解ける。マウンティングリン
グ９ａと上顎フレーム２１との係合が解けた状態で、３
次元形状測定補助装置１０を上方に持ち上げると、上顎
口腔モデル５、下顎口腔モデル７、３次元形状測定補助
装置１０が一体となって取り外される。ここで、３次元
形状測定補助装置１０の上下にある固定用ネジ３を外す
と、上顎口腔モデル５、第１の口腔モデル固定ベース
１、マウンティングリング９ａ及び石膏６が一体となっ
たものと、下顎口腔モデル７、第２の口腔モデル固定ベ
ース２、マウンティングリング９ｂ及び石膏８が一体と
なったものと、位置合わせ部材４と、に分離する。

【００２１】上顎口腔モデル５、第１の口腔モデル固定
ベース１、マウンティングリング９ａ及び石膏６が一体
となったもの、又は、下顎口腔モデル７、第２の口腔モ
デル固定ベース２、マウンティングリング９ｂ及び石膏
８が一体となったものを形状測定する方法を、図２を用
いて以下に説明する。図２は、本実施形態に係る口腔モ
デルの３次元形状測定補助装置を３次元形状測定装置に
載せた状態の一部分を示す正面図である。具体的には、
下顎口腔モデル７、第２の口腔モデル固定ベース２、マ
ウンティングリング９ｂ及び石膏８が一体となったもの
を、３次元形状測定装置（図示せず）の被測定物載置台
５１に載せた状態を示す。

【００２２】被測定物載置台５１には位置決めピン５２
ａ，５２ｂが立っており、この位置決めピン５２ａ，５
２ｂと第２の口腔モデル固定ベース２の嵌合穴２ａ、２
ｂをはめ合わせることにより水平方向の位置が決まる。
上下方向の位置決めは、被測定物載置台５１の上面５１
ａと第２の口腔モデル固定ベース２の基準面２ｄとによ
って行われる。水平方向及び上下方向の位置決め完了後
に固定用ネジ３を用い、第２の口腔モデル固定ベース２
を被測定物載置台５１に固定する。固定方法としては、
別の方法例えば、バネを用いて固定しても構わない。

【００２３】３次元形状計測はこの状態で、接触式又は
非接触式のプローブを用いて行う。図２では、非接触式
のレーザ変位計６１が示されている。所定の計測が終了
したならば、固定ネジ３を外して、下顎口腔モデル７、
第２の口腔モデル固定ベース２、マウンティングリング
９ｂ及び石膏８が一体となったものを３次元形状測定装
置から取り外す。

【００２４】上顎口腔モデル５、第１の口腔モデル固定
ベース１、マウンティングリング９ａ及び石膏６が一体
となったものについても、３次元形状計測は全く同じ手
順で行う。本実施形態においては、一般の咬合器２０上
にて、第１の口腔モデル固定ベース１及び第２の口腔モ
デル固定ベース２の水平方向の相対的位置を決めたの
は、嵌合穴１ａ、１ｂ，２ａ、２ｂであった。一方、３
次元形状測定装置の被測定物載置台５１上にて位置決め
をする際に用いたものも嵌合穴１ａ、１ｂ，２ａ，２ｂ
であり、共通の位置決め基準を用いた。従って、両者の
間で位置決めの誤差となるのは、嵌合穴と位置決めピン
とのなす隙間、位置決めピン４ａ〜４ｄ間の位置関係及
び位置決めピン５２ａ，５２ｂ間の位置関係だけとなる
ので、高精度の位置決めが可能となる。

【００２５】また、３次元形状計測時の上下方向の位置
決めは、第１の口腔モデル固定ベース１の基準面１ｄ又
は第２の口腔モデル固定ベース２の基準面２ｄを、被測
定物載置台５１の基準面５１ａに押し当てることによっ
て決まる。他方、咬合器に取り付けて咬合状態を調べる
時の上下方向の位置決めは、第１の口腔モデル固定ベー
ス１の基準面１ｃ又は第２の口腔モデル固定ベース２の
基準面２ｃを、位置合わせ部材４のそれぞれ上端面、下
端面に押し当てることで決まる。つまり、第１の口腔モ
デル固定ベース１の基準面と第２の口腔モデル固定ベー
スの基準面は、互いに平行になっているが、計測時と咬
合時では異なっている。

【００２６】従って、図１において、基準面間の距離Ｔ
１及びＴ２の値に設計値からの加工誤差があると、それ
が上下方向の位置決め誤差となってしまう。しかし、本
発明の場合、基準面間の距離Ｔ１，Ｔ２は短くなってお
り、しかも一枚の平板の厚さに等しく、複雑な形状とな
ってはいないので、誤差を最小限に押さえることができ
る。また、位置合わせ部材４の上端面と下端面間の距離
Ｔ３の値も精度に影響を与えるが、ワンピースのブロッ
ク状部材であるため、比較的精度良く加工できるので、
位置決め誤差は少なくなる。

【００２７】尚、計測時と咬合時で、上下方向の基準面
を共通化すれば、Ｔ１，Ｔ２に加工誤差が生じても、上
下方向の位置決め誤差は生じないが、着脱等の作業性の
観点からは望ましくない。一連の計測が終了し、その後
の工程であるＣＡＤによる補綴物の設計、加工機による
加工が終了し、補綴物が完成すると、その補綴物を上顎
口腔モデル５又は下顎口腔モデル７に装着してみる必要
がある。その際、上顎口腔モデル５と下顎口腔モデル７
の咬合状態を再現するために、再度、上顎口腔モデル
５、第１の口腔モデル固定ベース１、マウンティングリ
ング９ａ及び石膏６が一体となったもの、及び下顎口腔
モデル７、口腔モデル固定ベース２、マウンティングリ
ング９ｂ及び石膏８が一体となったものを一般の咬合器
２０にセットする。

【００２８】先ず、マウンティングリング９ｂを下顎フ
レーム２２にマウンティングリング固定ネジ２３で取り
付け、同様に、マウンティングリング９ａを上顎フレー
ム２１にマウンティングリング固定ネジ２３で取り付け
る。これだけの簡単な作業によって、当初の咬合状態を
再現することができる。但し、この状態では、位置合わ
せ部材４は不要であるから取り付けていない。

【００２９】この段階で、出来上がった補綴物（図示せ
ず）を上顎口腔モデル５又は下顎口腔モデル７に装着
し、上顎フレーム２１を動かすことにより、人間の顎運
動を再現し、その時の補綴物と対合歯の干渉の具合等を
見る。この際、第１の口腔モデル固定ベース１及び第２
の口腔モデル固定ベース２は他の部材と干渉する事はな
いため、それらがない場合と同様の作業ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の口腔モ
デルの３次元形状測定補助装置によれば、一般の咬合器
上に相対的に配置された二つの口腔モデルの位置関係を
正確に決めることができる。そのため、上記二つの口腔
モデルが上下顎の口腔モデルで、一方が支台歯側、他方
が対合歯側の場合には、その後の工程であるＣＡＤによ
るクラウン、ブリッジ等の設計の際にも対合歯側の位置
関係を十分考慮に入れて設計することができ、質の良い
補綴物の製作が可能となる。

【００３１】同時に、本発明の３次元形状測定補助装置
に上顎、下顎の口腔モデルを固定しておけば、一般の咬
合器に直接マウントできるので、咬合器を用いて噛み合
わせ、干渉等の調整を行う際にもマウント用の石膏を割
って新たに石膏で貼付ける必要もない。また、本発明の
３次元形状測定補助装置によれば、口腔モデル固定ベー
スに対する口腔モデルの位置決め手段は、３次元形状測
定装置の被測定物載置台に口腔モデルを載せるときの位
置決め手段にもなっているため、載置台に口腔モデルを
容易に短時間でセットできる。

【００３２】更に、３次元形状測定補助装置は、１台の
３次元形状測定装置に対して、通常複数個を用意して用
いるが、本発明の上下１組の３次元形状測定補助装置に
よれば、上下の組を特定の組で使用する必要もなく、任
意の組み合わせで用いても高精度の位置決めが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る上顎口腔モデルと下顎
口腔モデルを取り付けた３次元形状測定補助装置を、一
般の咬合器にマウントした状態を示す正面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る３次元形状測定補助装
置を３次元形状測定装置に載せた時の状態を示す正面図
である。

【符号の説明】

１・・・・・・第１の口腔モデル固定ベース １ａ、１ｂ・・嵌合穴 １ｃ・・・・・基準面（咬合時） １ｄ・・・・・基準面（測定時） １ｅ・・・・・挿入部 ２・・・・・・第２の口腔モデル固定ベース ２ａ、２ｂ・・嵌合穴 ２ｃ・・・・・基準面（咬合時） ２ｄ・・・・・基準面（測定時） ２ｅ・・・・・挿入部 ３・・・・・・固定用ネジ ４・・・・・・位置合わせ部材 ４ａ〜４ｄ・・位置決めピン ５・・・・・・上顎口腔モデル ６、８・・・・石膏 ７・・・・・・下顎口腔モデル ９ａ、９ｂ・・マウンティングリング １０・・・・・３次元形状測定補助装置 ２０・・・・・一般の咬合器 ２１・・・・・上顎フレーム ２２・・・・・下顎フレーム ２３・・・・・マウンティングリング固定ネジ ２４・・・・・支柱 ２５・・・・・インサイザルピン ２６・・・・・インサイザルテーブル ２７・・・・・ヒンジアキシスピン ５１・・・・・三次元形状測定装置の被測定物載置台 ５１ａ・・・・基準面 ５２ａ・・・・位置決めピン ５２ｂ・・・・位置決めピン ６１・・・・・レーザ変位計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上顎の口腔モデルを保持するための第１
   の口腔モデル固定ベースと、下顎の口腔モデルを保持す
   るための第２の口腔モデル固定ベースと、前記第１の口
   腔モデル固定ベースと第２の口腔モデル固定ベースの間
   に位置して、前記第１の口腔モデル固定ベースと第２の
   口腔モデル固定ベースの３次元的位置決めをするための
   位置合わせ部材と、を具備する口腔モデルの３次元形状
   測定補助装置であって、 前記第１の口腔モデル固定ベースは、咬合器にセットす
   る際に、前記位置合わせ部材と固定するために用いられ
   る第１の位置決め基準を有し、且つ３次元形状測定装置
   の被測定物載置台に載置するために用いられる第２の位
   置決め基準を有し、前記第１及び第２の位置決め基準
   は、水平方向の位置決め基準を共通とし、 前記第２の口腔モデル固定ベースは、咬合器にセットす
   る際に、前記位置合わせ部材と固定するために用いられ
   る第１の位置決め基準を有し、且つ３次元形状測定装置
   の被測定物載置台に載置するために用いられる第２の位
   置決め基準を有し、前記第１及び第２の位置決め基準
   は、水平方向の位置決め基準を共通とし、 前記位置合わせ部材は、前記第１の口腔モデル固定ベー
   スと第２の口腔モデル固定ベースのいずれからも着脱自
   在であることを特徴とする、口腔モデルの３次元形状測
   定補助装置。