JP3955134B2 - 歯科用ポーセレン自動焼成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科補綴の分野において、人工歯用ポーセレンの焼き付けに使用される自動焼成装置に関する。
【０００２】
歯科用ポーセレン焼成装置は、予め鋳造形成した金属製歯冠部にポーセレン（陶材）を焼き付けて外観エナメル質感の陶歯を形成するために広く使用される装置で、通常は、焼成炉の加熱室の内側に電熱ヒータを設け、加熱室下方に開口部を設けてある。加熱炉の下部には、炉の開口部から加熱室内に挿通可能な焼成台が昇降装置に支持されて昇降可能に配置されており、焼成台上に載せた部品皿上に立設した金属製歯冠部品を高温の炉内で焼成するものである。
【０００３】
この装置の使用時には、焼成台を降ろした状態で、多数の金属製歯冠部品を載せた部品皿を焼成台上に載せて、焼成台を上昇させて、炉内に焼成台を装入し、そのまま所定の温度に昇温して所要時間歯冠部品を加熱保持し、加熱後は、焼成台を降下させて、部品皿を焼成台から外すと言う作業が繰り返されてきた。
【０００４】
ポーセレン自動焼成装置は、１個の陶歯を完成させるために、金属製歯冠部品をそのまま加熱してその金属表面に酸化皮膜を形成する工程、次いで、皮膜形成後の歯冠部に色消しのための下地用陶材を塗布乾燥して焼成する工程、下地形成した歯冠部に本陶材を塗布乾燥して本焼成する工程、さらに、エナメル質感の光沢を出させるための仕上げ陶材を塗布して仕上げ焼成する工程とを含む通常４つの焼成工程があり、各焼成工程は２０〜３０分を必要としていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置においては、焼成終了後に、降下させた焼成台から高温にある部品皿を外して別に歯冠部品を配設した部品皿を載せ変える必要があり、その作業は、焼成タイミングに応じて人手により行う必要があり、しかも歯冠部品を配設作業も煩雑であり、しかも部品皿がなお高い温度にあって部品皿の取扱に注意を要する等、能率が悪かった。
【０００６】
本発明は、焼成台への部品皿の載せ変え作業を自動化することを目的とするものであり、そのために、予め多数の歯冠部品を配設した部品皿を準備して、自動的に且つ連続して、炉内への装入と載せ変えとを行い得るようなポーセレン自動焼成装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の歯科用ポーセレン自動焼成装置は、炉内が下向き開口部を有する縦型焼成炉と、該開口部に焼成台を内装して閉止する昇降自在の焼成台駆動手段と、焼成台上に取外し自在に載置される人工歯牙固定用の１個又は複数個の部品皿と、から成る歯科用ポーセレン自動焼成装置を対象にしている。そして、本発明の特徴とする所は、該自動焼成装置には、上記部品皿を焼成台上との授受を可能にする２以上の皿持ち手段と、各皿持ち手段を先側に固定した移動可能なアームと、アームを移動させるアーム駆動手段とを有する部品皿移送装置を備えたことにある。
【０００８】
本装置においては、皿持ち手段は予め多数の歯冠部品を配設した部品皿を保持し、アームの回動により皿持ち手段を焼成台に近接させて、焼成台上に部品皿を載置して、次いで、アームにより皿持ち手段を退避させ、焼成台を炉内に上昇移動させて歯冠部品を焼成する。焼成終了後は、下降した焼成台に皿持ち手段を近接させて、皿持ち手段が、焼成台上に部品皿を受け取って、アームを退避させ、適宜、皿持ち手段に保持した部品皿を交換する。
【０００９】
本発明は、このような部品皿移送装置において、上記のアームが、アーム駆動手段に回動軸に固定された２以上の水平旋回アームであって、上記の皿持ち手段を、該アーム先端に固定され且つ部品皿の底部を支持するフォークとするものが含まれる。
【００１０】
また、本発明の自動焼成装置は、好ましくは、上記アーム駆動手段が、回動軸の回動とともに水平旋回アームを上下動させる昇降手段を備えて、皿持ち手段の焼成台上への載置と持ち上げとを容易にしたものが採用される。
【００１１】
本発明の自動焼成装置は、部品皿移送装置に隣接してターンテーブルを備え、該ターンテーブルは、水平旋回アーム先端の皿持ち手段が届く位置に部品皿を載せるための仮置き台が周縁に複数個配設され、旋回手段の垂直軸まわりに旋回可能とされているものである。この皿移動装置の皿持ち手段が、旋回アームの旋回により、仮置き台上との部品皿の授受と、部品皿の焼成台との授受とを可能にしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
添付図面に基づいて本発明のポーセレン自動焼成装置を以下に詳細に説明する。
この装置の第１の形態を図１と図２に示すが、図１は、その縦断面図であるが、まず、縦型焼成炉について、本装置基台の上面部材９１の上部に、支持体（不図示）を介して縦型焼成炉３が固定され、焼成炉３の加熱室３０は内側に電熱ヒータ３１を備えて下向きの開口部３２を有している。その開口部３２直下には焼成台３３が、支持用の昇降装置（不図示）の焼成台アーム３６先端部３５に固定されて、焼成台３３は、上昇位置で、加熱室３０内に内装され、下降位置では、開口部３２下端３２０と焼成台３３の上面３３０との間に、後述の皿持ち手段に保持された部品皿４が少なくとも通過できる程度の相当の間隔を設けて、停止するようにされている。
【００１３】
焼成台３３は、部品皿４を載せる上面３３０を有する上部と拡径された下部３４とを有し、上昇時には、上部が加熱室３０内に装入されて部品皿４が加熱され、焼成台３３下部３４は開口部３２を密閉して熱放散を防止するようにされている。
【００１４】
部品皿４は、上皿形状であって、図２において、その上面４０に焼成される金属製の歯冠部品９を立設するために多数の穴４９が開設さた円板部４１とその下部に縮径された支台部４２を備えたセラミックス等の耐熱材料で形成されている。
【００１５】
本発明のポーセレン自動焼成装置に使用される部品皿移送装置１は、本装置基台（不図示）の上面部材９１にアーム回動軸１２を貫通して軸固定手段１９により固定されたアーム駆動手段を有し、アーム駆動手段は、上面部材より上方に突出したアーム回動軸１２の上端部１２０に水平方向に延出した少なくとも二方のアーム１０、１０（図１、この例では、アーム１０は細板状である）が固定され、アーム先側に後述の皿持ち手段が形成されている。図２は、三方にアーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有する例を示している。
【００１６】
さらに、部品皿移送装置１のアーム駆動手段は、アーム回動軸１２下方にプーリ１３が固定され、上記軸固定手段１９から取着して延出した固定具１９１を介してモータ１８が固定され、モータ１８の回転軸のプーリ１７とアーム回動軸１２のプーリ１３とベルト１５により接続して、モータ１８の回転と反転によりアーム回動軸１２が回動し、これによりアーム１０が旋回されるようにされている。
【００１７】
図２は、ポーセレン自動焼成装置の上面図である（この図には、焼成炉３本体は省略してある）が、焼成炉３の焼成台３３と部品皿移送装置１を含む自動焼成装置を表している。この図で、部品皿移送装置１は、上述のようにアーム回動軸１２の先端に三方に放射状のアーム１０を備えている。
【００１８】
この各アーム１０先端が皿持ち手段をなすが、この皿持ち手段は、細板で形成されたフォーク状であって、フォーク１１形状の中に切欠き部１１０が円周方向、即ちアーム１０の回転方向に向けて、開くように形成されている。フォーク１１の上記切欠き部１１０が、部品皿４の支台４２の側部を受け入れて、フォークの上面が部品皿４の上部下面４１を支持して、部品皿を持ち上げて保持することができ、さらに、アーム１０の回動によりその回動方向に部品皿を移送することができる。
【００１９】
三方のアーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、アーム１０先端の皿持ち手段、即ち本例では、フォーク１１が焼成台３３の上面位置で停止できるように調整されて（図２の想像線で描いたアームの位置）、アーム回動軸１２の回動により６０°間隔の角度位置で停止可能に回転と反転とができるように上記モータ１８とこのモータの回動停止を規制するモータ駆動制御手段（不図示）により制御される。この制御には、図１（Ｂ）に図示の如く、アーム回動軸１２に回転角検出用の６個のスリット１４１を半径方向に等角に形成したディスク１４が固定されて、光センサ１４ａにより、スリット１４１位置を検出して、停止させる制御機構を介して、アームの旋回角度位置制御がなされる。
【００２０】
本装置の使用に際しては、所要の金属製の歯冠部品９の小棒を部品皿４上面の多数の穴４９に挿入して配置した部品皿４を１つまたは３つ準備して適宜、アーム１０先端の皿持ち手段のフォーク１１上に載置しておく（図２参照、実線で描いたアーム位置参照）。次に、何れかの部品皿４の載ったアームを選択して、焼成台３３上に移送して（図２の想像線で描いたアーム位置参照）、焼成台３３をその昇降装置により僅かに挙げると（図１参照）、部品皿４の支台４２の底面が焼成台３３上に受止され、フォーク１１上面と部品皿４上部下面４１との間に隙間を設けて、アーム回動軸１２を回転させると、フォーク１１が引き抜かれ、さらに、アームの退避位置で停止させて（図２参照、実線で描いたアーム位置参照）、焼成台３３をその昇降装置により加熱室３０内に押し挙げる。その後に歯冠部品９を通常の要領で焼成する昇温、焼成、降温作業に移る。
【００２１】
歯冠部品９の焼成後は、焼成台３３をその昇降装置により下降させ、次に、前記とは逆の手順で、アーム１０を回転させて、フォーク１１を焼成台３３と部品皿４の上部４１下面との間に切欠き部１１０が入るようにフォーク１１を差し入れて、焼成台３３の昇降装置を下降させると、フォーク１１が部品皿４の上部下面４１を支持して、アームの回転により、部品皿４を焼成台３３上面から移送することができる。
【００２２】
そして、次の待機中の歯冠部品９を選択して歯冠部品９を載せたアームを焼成炉３の試料台の上に移送して、焼成台３３への載置、フォーク１１の引き抜き、及びアーム退避の各過程を経て焼成工程に移るようにする。このようにして部品皿４の移送と焼成を連続的に繰り返すことができる。
【００２３】
他方、上記の加熱室３０内から取り出して歯冠部品９は、放冷のためフォーク１１上に載せたまま適宜保持した後、冷却した部品皿４を外して、次に、別に歯冠部品を準備した部品皿４を、何れか空のフォーク１１上に載せて、その後の焼成の機会まで待機させる。これらの部品皿４取り替え作業は、充分放冷した後では手指に把持してより安全に確実にすることもできる。これにより、焼成直後のまだ熱い歯冠部品９や部品皿４を、手で直接扱う必要がなくなり、予め準備して歯冠部品９を載置した部品皿４を順次焼成することができるのである。
【００２４】
上記実施形態では、フォーク１１の引き抜きや差し込みの際の焼成台３３を上下微調整をしたが、これに代えて又はこれと共に、上記アーム駆動手段が上記のアームを上下動させる昇降手段をアーム回動軸１２に備えて、アーム１０の、従って、フォーク１１の上下移動微調整を可能にするようにしてもよく、この場合には、部品皿を焼成台３３上への載置したり持ち上げたりすること、載置後のフォーク１１の引き抜いたり、持ち上げのためのフォーク１１の差し込みを容易にすることもできる。このような上下移動調整手段は、後述の如くに図３の符号６６〜６７の付されたカム機構が有効に採用できる。
【００２５】
次に、本発明の第２の形態においては、歯科用ポーセレン自動焼成装置は、図３にその部分縦断面図を、図４に上面図を示すように、第１の形態で述べたような縦型焼成炉３、焼成台３３、部品皿４を利用し、部品皿移送装置１に隣接して、１個以上の部品皿４を載せて準備ないし溜待ちができる仮置き台用、ないし準備用のターンテーブル２を加えて配置した例を以下に示す。ここにターンテーブル２には、実質的に後述の突片が２１含めるられる。
【００２６】
部品皿移送装置１に隣接してターンテーブル２が装置本体上面に備えられ、水平旋回アーム１０先端の皿持ち手段１には、この例においても上例のフォーク１１が採用されるが、該ターンテーブル２は、これらフォーク１１が、部品皿４の授受可能に届く位置に部品皿４を載せるための仮置き台が周縁に複数個配設されている。
【００２７】
この例では、部品を仮置する台は、ターンテーブル２の周縁に均等に６個の部品皿用の支持突片２１を取着し、各突片２１は、それぞれ係合用突起２１１が上方を向けて形成されている。これに使用される部品皿４は、第１の形態で述べた部品皿と違う点は、図３に示すように部品皿４の支台４２の底部中心部に係合用穴４１１が貫通開口され、上記仮置台の係合用突起２１１が支脚底部の係合用穴に嵌まるように、部品皿４を仮置台を安定に位置ズレ無しに載せることができる。尤もこの例では、ターンテーブル２の周縁に上記支持突片を設けたが、これら突片無しにて、ターンテーブル２の周縁に直接に係合用突起２１１を形成してもよいことは勿論である。
【００２８】
ターンテーブル２は、そのテーブル回転軸２２が本装置基台の上面部材９１を貫通した軸固定手段２９に回動可能に軸承固定され、テーブル回転軸２２にはテーブル駆動手段を有している。このテーブル駆動手段は、テーブル回動軸２２下方にプーリ２３が固定され、上記軸固定手段２９から延出した固定具に介してテーブル用モータ２８が固定され、モータ２８の回転軸のプーリ２７とテーブル回動軸２２に固定のプーリ２３とをベルト２５で接続して、モータ２８の回転と反転によりテーブル回動軸２２が回動し、これによりテーブル２が回動するようにされている。
【００２９】
このテーブル回動軸２２には、回転角検出用の６個のスリット２４１を半径方向に等角に形成したディスク２４が固定されて、光センサ２４ａにより、スリット２４１位置を検出して停止させる制御手段（不図示）を介して、ターンテーブル２の角度位置制御がなされる。
【００３０】
ターンテーブル２と焼成炉３の焼成台３３との間には、２方に設けたアーム１０ａ、１０ｂの部品皿移送１が設けられ、アーム１０先端に形成した皿持ち手段、この例では、フォーク１１の切欠部１１０が、それぞれ、ターンテーブル２の突片２１上面と、焼成台３３上面とに同時に位置づけ可能にして配置され、このアームの回動により、ターンテーブル２の突片２１上面と焼成台３３上面との間を、フォーク１１が部品皿４の移送をするのを可能にしている。
【００３１】
この形態の部品移送手段１の上記２方のアーム１０は、退避位置での停止を含めて、９０°間隔での回動と共に、フォーク１１による部品皿４の授受を能率的に行うために、昇降可能とされている。アーム１０の回動は、この例では、アーム回転軸１２の下方に固定の大歯車６５とアーム駆動用のモータ１８の小歯車６６とを噛合させてある。なお、小歯車６６は、後述のようにアーム回転軸１２の移動に伴い大歯車６５が上下移動するので、大歯車６５の上下幅に対応する長い噛み合い歯部を有している。
【００３２】
アームの回転角の制御は、大歯車６５の側面にアームの停止位置に対合して立植した４つの検知棒６７と、各検知棒６７を検出する光センサ６８とにより、位置検出機構となし、光センサ６８が検知棒６７の停止位置に検出して制御手段により、所望の停止位置で、アームを停止するようにモータが駆動される。
【００３３】
他方、アーム１０の昇降は、アーム回転軸１２にカム受け円板６２が固定され、横向けに固定されたカム用モータ６０の回転軸に偏芯カム６１が、そのカム６１の外周面のカム面がカム受け円板６２の下面を接触摺動するように固定されて、カム６１の回転によりカム受け円板６２が上下移動し、上記のアーム回転軸１２、従って、アームが上下動するものである。アームの上下位置制御には、カム受け円板６２の周端面位置を上下にある光センサ６４により検出して、制御手段を経由して、カム用モータ６０を制御するものである。
【００３４】
アーム１０の昇降位置は、アーム１０下限が、上記のターンテーブル２の支持突片２１上面にある部品皿４の支台４２にフォーク１１を抜き差しでき、同時に、焼成台３３上の部品皿４の支台４２にフォーク１１の抜き差しできる高さであり、上限は、いずれも、アーム１０が、フォーク１１上に載せた部品皿４を持ち上げて、ターンテーブル２及び焼成台３３の上方を通過できる高さであれば良い。
【００３５】
このような構成のポーセレン自動焼成装置は、先ず仮置き台としてのターンテーブル２の突片２１の１つ以上或いは全部に、焼成すべき歯冠部品９を配設した部品皿４を適宜載置してあり、ターンテーブルを回転させて、選ばれた部品皿４をアーム近接位置に移動させ、次いで、退避位置からアーム１０を回動して何れかのアーム１０のフォーク１１でもって、部品皿４の上部下面４１に差し込み、アーム１０を上昇して、部品皿４の係合穴４１１から係合突起２１１を相対的に抜けば、部品皿４がフォーク１１上に保持される。
【００３６】
次いで、アーム１０を半回転させて、部品皿４を載せたフォーク１１を焼成炉３下の焼成台３３上に位置づけし、アーム１０を降下させて、部品皿４を焼成台３３に接触させて、フォーク１１を抜く方向にアーム１０を回転させる。そして、アーム１０を９０°回転位置で（図４で、想像線の位置）退避させて、焼成台３３を上昇して焼成炉３の加熱室３０に装入し、加熱を開始して焼成処理を行う。
【００３７】
焼成後は、降下させた焼成台３３に向けて、アーム１０を回転させてそのフォーク１１を部品皿４の上部４１下面に差し入れて、アーム１０を上昇させて、部品皿４をフォーク１１により持ち上げる。アーム１０を反転させて、ターンテーブル２の焼成台３３側の突片２１に向けて部品皿４を位置づけし、アーム１０を降下させて、部品皿４を上記の突片２１の係合用突起２１１に部品皿４の底面の穴４１１に差し込むように固定し、アーム１０を後退位置に回転させる。
【００３８】
この実施形態では、２方のアーム１０には反対位置にそれぞれフォーク１１があるので、これを利用すると、焼成台３３から焼成後の部品皿４をフォーク１１上に載せ代える過程と、ターンテーブル２の突片２１上の焼成すべき部品皿４をフォーク１１上に載せる過程とは同時にすることができ、さらに、アーム１０を反転することにより、焼成後の部品皿４をフォーク１１から空のターンテーブル２突片２１上に降ろすことと、これから焼成すべき部品皿４をフォーク１１から焼成台３３に移すことが同時にできる。このようにして、この実施形態のポーセレン自動焼成装置は、歯冠部品９を準備した幾つかの部品皿４をターンテーブル２上に配置して置けば、部品皿移送装置が部品皿４を取り上げては順次焼成してはターンテーブル２上に帰すので、連続的に効率的に焼成処理を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の歯科用ポーセレン自動焼成装置は、焼成台に部品皿の載置と取り外しをする部品皿移送装置を含み、この部品皿移送装置が、上記部品皿を持ち挙げて焼成台上との授受を可能にする皿持ち手段と、該皿持ち手段を先側に固定した移動可能なアームと、アームを移動させるアーム駆動手段とを有するので、複数のアームの各皿持ち手段に、部品皿を適宜置きながら、アームの移動により、焼成台に移送して焼成し、焼成後には、焼成台上の部品皿をアーム上に移すことができ、これにより、焼成後のまだ熱い歯冠部品や部品皿を、手で直接扱う必要がなくなり、予め準備して歯冠部品を載置した部品皿を順次焼成することができるのである。
【００４０】
さらに、本発明のポーセレン自動焼成装置は、部品皿移送装置に隣接してターンテーブルを備え、該ターンテーブルは、水平旋回アーム先端の皿持ち手段が届く位置に部品皿を載せるための仮置き台が周縁に複数個配設され、旋回手段の垂直軸まわりに旋回可能とされているので、歯冠部品を準備した幾つかの部品皿４をターンテーブル２上に配置して置けば、部品皿移送装置が部品皿４を取り上げては順次焼成してはターンテーブル上に帰すので、連続的に効率的に焼成処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様に係る本装置の主要部分の縦断面図（Ａ）と、これに使用される回転角検出用のディスク（Ｂ）を示す。
【図２】本発明の実施態様に係る本装置の上面図を示す。
【図３】本発明の他の実施態様に係る本装置の主要部分の縦断面図を示す。
【図４】本発明の他の実施態様に係る本装置の上面図を示す。
【符号の説明】
１ 部品皿移送装置
１０ アーム
１１ フォーク
１２ アーム回動軸
２ テーブル
２１ 突片
２２ テーブル回動軸
３ 焼成炉
３０ 加熱室
３２ 開口部
３３ 焼成台
９ 歯冠部品

Claims (2)

1. 加熱室が下向き開口部を有する縦型焼成炉と、該開口部に焼成台を内装して閉止する昇降自在の焼成台駆動手段と、焼成台上に取外し自在に載置される人工歯牙固定用の部品皿と、部品皿を焼成台に載置と取り外しをする部品皿移送装置とから成る歯科用ポーセレン自動焼成装置であって、
   部品皿移送装置が、上記部品皿を持ち挙げて焼成台上との授受を可能にする皿持ち手段と、該皿持ち手段を先側に固定した移動可能なアームと、アームを移動させるアーム駆動手段とを有し、更に上記アームが、アーム駆動手段に回動軸に固定された２以上の水平旋回アームであって、上記皿持ち手段が、該アーム先端に固定され且つ部品皿の底部を支持するフォークであり、更にまた、上記アーム駆動手段が、水平旋回アームを上下動させる昇降手段を備えて、皿持ち手段の焼成台上への載置と持ち上げとを容易にしたことを特徴とする歯科用ポーセレン自動焼成装置。
2. 部品皿移送装置に隣接してターンテーブルを備え、該ターンテーブルは、水平旋回アーム先端の皿持ち手段が届く位置に部品皿を載せるための仮置き台が周縁に複数個配設され、旋回手段の垂直軸まわりに旋回可能とされて成り、
   皿移動装置の皿持ち手段が、旋回アームの旋回により、仮置き台上の部品皿の授受と部品皿の焼成台への授受とを可能にしたことを特徴とする請求項１記載の自動焼成装置。

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