JPH11333667A - 輪郭加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複製を目的とする物の形状を計測し、当該計測
で得られたデータに基づき塊状物から複製物を切削加工
して得る装置に於いて切削用に用いられる加工具の有効
的な利用と消耗を抑えながら、加工時間を短縮させる。 【構成】加工工具の側面部を使用して被加工物を輪郭加
工して目的形状迄又はその近似形状を作成する加工方
法。 【作用】加工時、被加工物の外周を、加工工具の側面を
押し当てるように複数回、輪郭的に切削し、更に被加工
物又は加工具を回転させ、同様の加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ制御によ
る自動計測及びこの計測情報に基づく自動加工を行う装
置に関し、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置に代表される自動計測及
び自動加工手段を用いることにより、精密な歯科補綴
物、その他の歯科材、医科材、各種模倣物、被計測物に
同一、類似あるいは対応した加工物を計測並びに製造す
るシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ／ＣＡＭ装置やＮＣ工作機械など
で、塊状物を切削又は研削加工を行う場合、粗加工の工
程と仕上げ加工の工程がある。前者は、ある大きさの塊
状物を目的とする形状の近似までを粗く加工する。その
時は、太い切削又は研削工具を使用して行う。後者は、
粗加工後のものを目的の形状までを加工する。以上の工
程を行う場合の加工方法は、塊状物の上面から順に、下
方に向かって切削又は研削工具で掘り込む形で加工を行
ってきた。この方法は、エンドミルやダイヤモンドバー
などの切削又は研削工具の先端のみを集中的に使用して
きた。一般的なＮＣ工作機械やＣＡＤ／ＣＡＭ装置の場
合、被計測物と被加工物は別々に設置されるか、計測装
置と加工装置が分かれて行っている。歯科補綴物を作製
する場合、支台歯を印象し、支台歯石膏模型を作製す
る。その上に、ワックスにより、歯科補綴物の形状を作
り上げ、鋳造により金属などに置き換えていた。この
間、人手や工数が掛かり、品質にばらつきがあるもので
あった。ＮＣ工作機械にて歯科補綴物（特にクラウン）
を製作することが、実用化に向けて研究や開発されつつ
ある。その歯科補綴物の作製の工程は、ワックスや樹脂
にて歯科補綴物モデルを作り、それを忠実に形状の計測
を行い、ＮＣ工作機械にて切削又は研削加工を経て仕上
げている。またインレーのみではあるが、窩洞形成を行
った歯をカメラにて撮影し、グレースケールにて三次元
形状データを作成し、切削加工するシステムが存在す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、四角
や円筒状の塊状物を切削又は研削する際、塊状物の上面
から順に、下方に向かって切削又は研削工具を掘り込む
形で行ってきたため、エンドミルやダイヤモンドバーな
どの切削又は研削工具の先端のみを使用し、工具の損傷
が激しかった。そのため工具の寿命も短いものとなって
いた。さらに、先端以外に付いている刃やダイヤモンド
砥石などが使用されず、無駄になっていた。また、彫り
込む量も工具の一点に集中して行っているため、加工時
間を要していた。被計測物と被加工物が別々に設置され
ることにより、被計測物の位置を正確に再現しなけれ
ば、被加工物と計測したデータがずれるという問題があ
った。特に三次元形状を再現する際、被計測物と被加工
物を回転することがあり、回転したことの位置合わせの
問題も加わり、更に複雑化していた。それを無くす為
に、被計測物の位置を正確に測定し、被加工物を設置す
ることを余儀なくされており、時間と労力が費やされて
いた。また、計測と加工を同じワークエリアにて行う場
合、加工による汚れが計測に影響与える場合が有った。
歯科分野において、歯科補綴物の製作にあたり、殆ど人
手を要し、機械化が遅れていた。近年ようやく、歯科用
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置が開発し始められている。しかし、
機械加工を施すにあたり、上記の方法の応用であるため
時間やランニングコストが非常に掛かるという問題点が
ある。また、三次元形状計測モデルをワックスや樹脂に
て精度良く作製しなければならない。つまり、三次元形
状計測モデルが悪ければ、良くない歯科補綴物になる。
特に、マージンラインが合っており、適合の良い歯科補
綴物を製作するのは、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置や鋳造
法にても高度な技術を要し、労力や時間もかかってい
る。さらに、安定した品質供給も課題であった。グレー
スケールの場合は、カメラの精度や解像度が、歯科補綴
物の精度に耐えうるものではない状況である。以上のこ
とにより歯科分野の機械化の普及が遅れている要因にも
なっている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンドミルや
ダイヤモンドバーなどの切削又は研削工具の先端以外
に、円筒部（側面部）の刃やダイヤモンド砥石などを有
効に使用することを可能とした。

【０００５】その方法として、はじめにＸＹ平面上に
て、塊状物の外側から切削又は研削工具を近づけ、工具
の円筒部分（工具の側面部）で輪郭までの粗加工を施
す。次に塊状物をＸ軸で９０゜回転し、ＸＺ平面上を同
じように輪郭の粗加工をする。仕上げ加工も同じように
加工をする。しかしながら目的とする形状によっては、
ＸＹ平面の仕上げ加工をし、Ｘ軸で１８０゜反転し同じ
ように仕上げ加工をする場合もある。

【０００６】この方法は、加工形状をＸＹ平面上に投影
した外形は、全て切削又は研削工具の円筒部で加工が可
能となる。さらにＸ軸で９０゜回転しＸＺ平面上も同じ
ように可能となれば、形状によっては、その工程だけで
目的とするものが得られる。また、この方法で粗加工を
終えた塊状物に対し、最終目的の形状に沿った仕上げ加
工を施すとすれば、工具先端部は仕上げの段階で主に使
用されることとなり、粗加工と仕上げ加工で工具を交換
することなく、連続して加工が可能となる。計測と加工
のワークエリアを分けることで、きれいなエリアにて計
測を行うことができる。また、被計測物と被加工物の位
置合わせに関しては、それらを同一軸上に設置すること
で解決できる。特に問題であるそれらの回転軸精度も同
一軸上に存在することにより同じ事が言える。

【０００７】切削や研削などの三次元形状データの作成
に関しては、歯科の印象から製作する支台歯石膏模型を
利用して行う。現行歯科技工士が行っているように、支
台歯石膏模型の必要な部位を抜取り、その部位の支台歯
石膏模型のマージンラインが見易いように、そのライン
の下の歯肉側をＺ軸方向上オーバーハングするようにト
リミングする。トリミングした支台歯石膏模型に、最大
豊隆部から咬合面にかけて、隣在歯や対合歯の大きさや
形状に合わせてワックスや即時重合樹脂などで三次元形
状計測モデルを作製する。

【０００８】最大豊隆部からマージンラインにかけて
は、その豊隆部でオーバーハングするように適当に作製
するか、又は作製しない。その後、支台歯石膏模型と支
台歯石膏模型付計測モデルを三次元形状計測機器にて計
測する。計測で得られたデータのオーバーハング部分
は、データ上削除する。データの削除仕方は、マージン
ラインや最大豊隆部ラインがＺ軸方向の二次元輪郭をデ
ータ処理し、それらのライン以下のデータを削除する方
法、又はＸ軸、Ｙ軸方向の移動量の無いＺ軸方向に移動
したデータのみを削除する方法がある。支台歯石膏模型
の計測で得られ、マージンラインのデータ処理したデー
タを雄雌及びミラー変換し、クラウンなどの歯科補綴物
の内面形状データとした。その際、内面形状データは、
セメント部分を考慮して法線方向にオフセットする場合
がある。そのデータと最大豊隆部ラインのデータ処理し
たデータを用意し、マージンラインから最大豊隆部の部
分を面張りし、一つの歯科補綴物の三次元形状データに
した。即時重合樹脂などを使用し、口腔内で三次元形状
計測モデルを作製したもので、上記と同じように、三次
元形状データを取得及び処理し、内面形状データを利用
して歯科補綴物を作製することもでき、より好ましい三
次元形状計測モデルである。この場合、口腔内で作製し
た三次元形状計測モデルを、ある程度患者に咬ませるこ
とにより、理想の咬合面形状になる。そのため、患者の
違和感のない歯科補綴物を提供できる。

【０００９】また、三次元形状計測モデルの作製を省く
方法も可能である。予め一般的な三次元形状モデルのデ
ータベースを用意して、コンピュータ上にて処理を行
い、上記の方法で得られた内面形状データとを利用し
て、一つの歯科補綴物の三次元形状データにして行う方
法である。更に当分野において口腔内若しくは模型上で
接触点や運動路、豊隆など最低限必要な情報を含むワッ
クスや樹脂の塊状物を製作、計測し、予め用意された歯
形形状のデータベースを計測した三次元データに適合す
るように変形した形状を加工して入れ込む方法も提示す
る。歯科補綴物のコーピングの場合は、上記のトリミン
グした支台歯石膏模型のみで行う。トリミングした支台
歯石膏模型を三次元形状計測機器で計測を行い、マージ
ンライン以下のオーバーハング部分をデータ処理をす
る。そのデータを上記と同じように内面形状データとす
る。また、そのデータをマージンラインからある高さか
ら上の部分を抽出し、法線方向にある量をオフセットす
る。そのデータとマージンラインまでを面張りし、外面
形状データとする。それらの内外面形状データは、コー
ピングの形状データとなる。また義歯床なども、このコ
ーピングと同様に加工データを作ることができる。

【００１０】塊状物の材質は、セラミックス、金属、合
成樹脂、木材及びその他三次元加工工作機にて、三次元
加工が施せる材質のものであり、加工可能であれば特に
限定されない。工具は、エンドミル、ダイヤモンドバ
ー、砥石及びその他塊状物即ち被加工物を加工可能であ
れば特に限定されるものではない。加工平面も同様であ
る。また例えば、同一軸上とは直交座標軸、円筒座標
軸、球面座標軸及びある関数式により、それらの座標軸
が同一あるものであれば特に限定されない。また、支台
歯模型、被加工物及び被計測物の材質、被計測物の作製
方法、三次元形状の計測又は取得方法、加工方法やデー
タのオフセット方法及び量、オーバーハング方向も特に
限定されない。

【００１１】

【作用】工具（切削又は研削工具）の円筒部分（工具の
側面部）を使用し、塊状物を加工することにより、塊状
物にあたる工具の面積が増える。そのことにより、加工
時間が短縮され、且つ工具の寿命が延びる。また、粗加
工と仕上げ加工の工具を分けて使用していたが、粗加工
を工具の側面部、仕上げ加工を工具の先端部と分けられ
ことにより、粗加工と仕上げ加工で工具を交換すること
なく、加工が施せる。計測エリアと加工エリアを分け、
被計測物と被加工物を同一軸上に設置することにより、
加工の汚れによる計測の影響がなくなり、位置合わせが
簡便になる。支台歯の適合が良く、且つマージンライン
が一致した歯科補綴物が、人の技術に依存せず、簡便に
短時間で作製することができる。

【００１２】

【実施例１】本発明として使用する切削加工装置は、金
型などを加工する機械として用いられているＮＣ工作機
械を基本としている。この装置にて、歯科補綴物のクラ
ウンを研削加工を行った。しかし、一般の金型などを切
削するＮＣ工作機械は大型であり、切削精度も医療用材
又は歯科用材に適していない。そのため、図１に示す切
削工作工作機械３は、小型化に且つ切削精度も改良して
いる。図１のＮＣ工作機械３は、三次元形状計測エリア
４と三次元加工エリア５に分かれている。三次元形状計
測エリア４には、接触素子８が付いた三次元形状計測用
プローブ６が設置されている。三次元形状計測用プロー
ブ６はＸ、Ｙ、Ｚ軸テーブル上に乗っており、三次元的
に移動を可能とした。各々の軸の動力にエンコーダー付
ＡＣサーボモーターを使用した。三次元加工エリア５に
は、スピンドルモーター７が設置されている。三次元形
状計測エリア４と同様に、スピンドルモーター７も三次
元的に移動を可能とした。動作の制御に関しては、この
ＮＣ工作機械３にパソコン２を接続して行った。更に、
冷却や加工屑の被加工物からの排除の目的で、注水ノズ
ル３２を設け、三次元加工エリア５を防水加工を施し
た。三次元形状計測エリア４の計測モデル１１を取り付
ける治具１０と三次元加工エリア５の被加工物１５を取
り付ける治具９は、内部でつながっており、各々の軸の
動力に使用しているエンコーダー付ＡＣサーボモーター
で治具９、１０を回転できるようにした。計測したデー
タをそのまま加工した場合、計測モデル１１とはミラー
反転した形状に加工される。そのため一度計測したデー
タをパソコン２で、Ｘ軸とＹ軸をミラー反転して、ＮＣ
工作機械にデータを送って加工をする。

【００１３】歯科治療に使用する石膏模型上で即時重合
レジンにてクラウンモデル１１を作製し、接着剤にて計
測の位置決めができるようにした計測モデル用リブ１２
に付け、上記の装置に設置した。そのクラウンモデル１
１を三次元形状計測用プローブ６にて、形状の計測を行
い、計測データとしてパソコン２で処理を行った。ま
た、パソコン２で計測データを研削加工データに処理し
た。研削加工データとは、ある塊状物からある目的の形
状の近似まで加工する粗加工データと粗加工から目的の
形状まで加工する仕上げ加工の２つである。クラウンを
研削加工するため、実際に歯科補綴物用として使用され
ているポーセレンを角柱ブロックに成形し準備した。そ
のポーセレン角柱ブロック１５を三次元形状計測の計測
モデル１１と同じように装置に設置した。研削加工方法
は、パソコン２で用意した研削加工データを切削加工工
作機械３に流して行う。研削加工工程は、粗加工と仕上
げ加工とに分ける。粗加工の加工工具としてφ２ｍｍ、
仕上げ加工にはφ１ｍｍのダイヤモンドバー工具を用い
る。

【００１４】粗加工は本発明の加工方法にて行う。図
２、図４、図５は、切削加工するブロックを上面から見
た図であり、図３は、側面から見た図である。ブロック
に付された番号は、異なる場合があるが同一のものであ
る。図２に示すＸＹ平面上にクラウンモデル１１の近似
形状をポーセレン角柱ブロック１５上に投影した外形１
７（点線で示す。）までを、φ２ｍｍのダイヤモンドバ
ー工具１９の側面で研削加工を行った。１８は、切削状
態を線上に輪郭で示したものである。輪郭１８の１の輪
郭が１回の切削を示し、外側から内側へ順に複数回の切
削で経時的に切削が推移する状態を示すものである。輪
郭の間隔は及びそのその輪郭で示される切削の回数は、
切削の前段階で、測定データと切削用ブロックの大きさ
の比較で決定されるものであり、多量に削る場合は、間
隔を広げ、少ない部分は、間隔を少なくする様に設定さ
れながらブロックの周囲を、略一巡しながら、往復して
切削動作が行われる。尚、輪郭は、図示するように、途
中で終了する事無く、往復するように一巡する動作が好
ましいが、これに限らず、途中で、停止し、戻るもので
あってもよい。。これは、モデルとブロックの比較に於
いて、差の値が、各部位で、大差があり、一巡する必要
が無い場合に好適となるのである。輪郭と輪郭の間は、
上述の制御により、０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲が好ま
しいものであるが、材質、例えば、多孔質材であれば気
孔率、形状等の状態に応じ適宜選択される。その後、図
１で示す外形１７まで切削が施されたブロック２２を、
図４に示すように、Ｘ軸中心に９０゜回転した。回転量
は、９０°ごとに回転する事が好ましいが、加工具との
加工面の接触性が良好であれば、限定されるものではな
く、適宜回転量は調整される。ＸＺ平面上にクラウンモ
デルの近似形状を投影した外形２３（点線で示す。）ま
でを、図１で示したように複数回の切削を行いながら、
形成した。２４が、一回の切削で形成される輪郭を示
す。図１で示すものと同様、外側から内側へ切削し、輪
郭間の距離は好ましくは、０．０１ｍｍ〜２ｍｍである
が、上述と同様適宜選択される。以上の研削加工による
ＸＺ平面粗取り後、Ｘ軸中心に９０゜回転した。図５に
回転後の状態を示す。図５は、支台歯面を示す。クラウ
ンモデル１１の支台歯面側（内側面）を等高線上２１に
研削加工を行い粗加工が完了した。一つの等高線１が、
一回の切削により形成され、その間隔は好ましくは、
０．０１ｍｍ〜２ｍｍで、その間隔は限定されることな
く、材質、例えば、多孔質材であれば気孔率、形状等の
状態に応じ適宜選択される。輪郭を形成する等高線の間
隔が大きければ、表面は、荒くなり、小さければ、細か
くなる事から、細かい方が好ましいが、細かくした場合
は、輪郭加工回数が多くなり切削時間が長くなる事か
ら、１ｍｍ位の間隔が好ましい。φ２ｍｍのダイヤモン
ドバー工具をφ１ｍｍのダイヤモンドバーに取り替え、
ポーセレンクラウンの支台歯面側（内側面）の仕上げを
一般的な方法で行った。近似形状から目的とする形状ま
での一層を研削加工し、その後被切削物（ポーセレン角
柱ブロック）をＸ軸中心に１８０゜反転し、クラウンの
咬合面を仕上げ研削加工した。仕上がったクラウンを装
置より取り外し、リブの部分を人の手により切除し、手
研磨を行い完成とした。

【００１５】通常の上面から順に下方に向かって、ダイ
ヤモンドバー工具を落としていく粗加工方法で行った場
合、約４時間を費やしていた。また、１本のダイヤモン
ドバー工具で２〜３本の粗加工しか行えなかった。本発
明の様に加工具の加工面を有効に使用することにより粗
加工方法で行った場合、約１時間で完了した。また、１
本のダイヤモンドバー工具で４〜５本研削加工ができ
た。従来は、計測のたびにワークエリアをきれいに掃除
を行っていたが、図１で示すように、計測エリア４と加
工エリア５を分けたことにより、計測ごとに掃除する必
要がなくなった。また、被計測物と被加工物を同軸上に
乗せ、それぞれに治具に差し込むリブの量を調節するた
めのリブストッパー３３により、位置決めが確実行うこ
とができ、クラウンモデルの三次元形状を再現できた。
尚、目的とする形状までをその輪郭に合わせて、加工工
具の側面で行う事で有れば、例示に限るものではない。

【００１６】

【実施例２】実施例１で使用した装置にて、ポーセレン
角柱ブロックから歯科補綴物のインレーを研削加工を行
った。それを図６、７及び８（ａ）（ｂ）に示す。歯科
治療に使用する石膏模型上で即時重合レジンにてインレ
ーモデルを作製し、実施例１と同様に研削加工データの
準備をした。ポーセレン角柱ブロック２５の粗加工と仕
上げ加工の両方で使用することのできるφ３ｍｍとφ１
ｍｍのダイヤモンド砥石のついたダイヤモンドバー工具
３１を設置した。ＸＹ平面上にインレーモデルの近似形
状を投影した外形２６までを、ダイヤモンドバー工具３
１のφ３ｍｍの太い部分の円筒部（側面部）で輪郭加工
を行った。本実施例の輪郭加工における輪郭２７の輪郭
間の距離は、０．０１ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、材質、
例えば、多孔質材であれば気孔率、形状等に応じ、この
範囲に限らず適宜選択される。その後ポーセレン角柱ブ
ロック２８を、Ｘ軸中心に９０゜回転した。ＸＺ平面上
にインレーモデルの近似形状を投影した外形２９（点線
で示す）までを、同じように研削加工を行った。３０が
１回の切削によって形成される輪郭である。当該輪郭３
０の輪郭間隔は、０．０１ｍｍ〜３ｍｍであって、材
質、例えば、多孔質材であれば気孔率、形状等適宜選択
される。

【００１７】次に仕上げ加工に移る前に、粗加工したポ
ーセレン角柱ブロックを粗加工前のＸＹ平面上になるよ
うに、Ｘ軸中心に９０゜逆回転した。この状態を図８
（ｂ）に示す。一般的な仕上げ加工と同様に、近似形状
から目的とする形状までの一層を研削加工した。その
後、被切削物（ポーセレン角柱ブロック）をＸ軸中心に
１８０゜反転し、インレーの裏側を仕上げ研削加工し
た。この時の仕上げ加工に用いたのは、ダイヤモンドバ
ー工具３１のφ１ｍｍの細い部分を使用して加工を行っ
た。 仕上がったインレーを装置より取り外し、リブの
部分を人の手により切除し、手研磨を行い完成とした。

【００１８】このインレーを加工する場合、φ１ｍｍの
ダイヤモンドバー工具のみで上記と同じように加工する
ことができる。しかし、粗加工用のφ３ｍｍと仕上げ加
工用のφ１ｍｍを併せ持つこのダイヤモンドバー工具３
１を使用すれば、粗加工時に量多く研削加工ができるた
め、約半分の時間で研削加工ができた。また、本発明の
方法で行うと粗加工から仕上げ加工までを連続して行う
ことができる。尚、目的とする形状までをその輪郭に合
わせて、加工工具の側面で行い、１本の加工工具にて加
工施せれば、例示に限るものではない。

【００１９】

【実施例３】実施例１の装置を使用して、支台歯石膏模
型の形状と未完全な咬合面ワックスモデルの形状より、
歯科補綴物のクラウンを作製した。模型の形成 患者の口腔内より印象を採得し、支台歯石膏模型を起こ
した。図９に示すようにマージンライン３６より下の歯
肉部分をトリミング３５した支台歯石膏模型３４を用意
した。図１０は、トリミングした支台歯石膏模型に、隣
在歯や対合歯に合わせてワックスモデル３７を作製した
ものである。その際、通常のワックスアップでは、重要
とされているマージンラインと適合に注意してクラウン
形状を作製するが、本発明の場合は最大豊隆部３８より
下側がオーバーハングになっていれば、どのような状態
でもかまわない。

【００２０】模型の表面測定 図１１は、ワックスモデル３７の三次元形状計測を示し
たものである。ワックスモデル３７を乗せた支台歯３４
を固定アダプター４０に設置し、図１の装置の計測エリ
ア４の取付け治具１０に固定アダプター４０のリブ４１
をくわえさせ固定した。図１の装置の接触素子８をワッ
クスモデル３７の表面３９を走らせ、表面３９のＸ、Ｙ
及びＺの座標点を取得した。ワックスモデル３７の最大
豊隆部３８より下側の形状は、オーバーハングになって
いるので取得されず、最大豊隆部３８の輪郭を下方に延
ばした形状として取得している。その際、接触素子８が
固定アダプター４０に当たらないようにパソコン２で設
定し、下限ライン４３に接触素子８が降りてくるとＸＹ
平面方向に逃げるようにした。その後ワックスモデル３
７を外し、支台歯石膏模型３４の表面４２の形状を同じ
ように計測した。それを図１２に示す。この場合も、マ
ージンライン３６より下側がトリミング３５され、オー
バーハング状態、即ち、マージンラインの突出により、
トリミング部分に計測プローブ８が接触されずデータが
得られない状態、になっている。そのため、ワックスモ
デル３７の表面３９と同じように支台歯石膏模型３４の
表面４２形状データとなる。その表面形状４２データを
図１３に示す。

【００２１】計測データの加工 それぞれの形状を計測したデータから三次元形状データ
を作成する。図１４には、支台歯石膏模型の形状計測し
たデータの処理の仕方を示した。支台歯石膏模型３４の
マージンライン３６をより下側のオーバーハングした形
状データは、Ｘ及びＹ軸方向の移動量が無く、Ｚ軸方向
の移動したデータである。そして、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向
が移動しているデータと先程のＸ及びＹ軸方向の移動量
が無く、Ｚ軸方向の移動したデータの境界線がマージン
ライン３６となり、その境界線即ちマージンライン３６
よりＺ軸下方のデータを削除する。残ったデータが支台
歯の形状データとなるわけである。

【００２２】その後、境界線即ちマージンライン３６よ
りある高さのライン４６の部分から上側のデータを法線
方向に５０μｍオフセットし、ライン４６から下側のデ
ータをライン４６から３６にいくに従い、オフセット量
を少なくしてライン３６につないでデータ４５を用意し
た。

【００２３】このとき、ある高さとはマージンライン３
６から１．０ｍｍとした。さらに、オフセット面張りデ
ータ４５を雄雌変換し、クラウンの内面形状データとし
た。オフセットした目的は、クラウンがスムーズにセッ
トしやすいようにし、またそれがクラウンを合着するセ
メント層の空間のためでもある。また加工工具の逃げも
考慮するものである。さらに、クラウン外面加工データ
処理も前述同様にを行う。このオフセット値は、接着剤
の量、セットのしやすさ等の量で決定され、好ましくは
２０μｍ〜１００μｍの範囲が好適であり、又、オフ
セット値とマージンラインに基づいて得られる曲線は、
スプライン曲線、ベジェ曲線等の滑らかな曲線で決定さ
れる事が好ましいがこれに限るものではない。ワックス
モデル３７の表面形状データ３９を図１５に示す。最大
豊隆部３８よりＺ軸下方のデータを削除した。データの
削除の仕方は前述と同様である。残った咬合面形状デー
タ４７と内面形状データ４９を合成した。合成にあた
り、咬合面形状データ４７と内面形状データ４９の位置
合わせは、支台歯石膏模型３４の設置位置を基準とし
た。その後、最大豊隆部３８からマージンライン３６ま
で面データに基づいて面を張り４８、一つのクラウン形
状データ５０とした。面データは、その間に制御点を計
算することで作った。マージンライン３６と最大豊隆部
３８を境界曲線にとり、それらとその間にある制御点を
利用して曲面を生成する方法としては、ベジェ曲線、ス
プライン曲線を利用したもの等があり、これらを利用し
て曲面データを計算した。研削加工時の被加工物を把持
するためのリブ形状データ５１をクラウン形状データ５
０に合成した。それを図１６、１７に示す。

【００２４】クラウン形状データ５０から、実施例１と
同様にポーセレン角柱ブロックからダイヤモンドバー工
具にて研削加工を行い、歯科補綴物のクラウンを作製し
た。従来から高度の技術を要するマージンラインの一致
や内面の適合が良好に行えた。またワックスモデルも従
来よりもラフに作製しても、歯科補綴物の精度に関係し
ない方法でもある。

【００２５】この実施例では、支台歯石膏模型からワッ
クスモデルを作製した。しかし、支台歯模型があれば、
患者の口腔内にて作製したモデルデータや既存の咬合面
データを変形や変換など行ったデータから基づいて、一
つのクラウン形状データとしてもかまわない。マージン
ラインや最大豊隆部などの境界線は、予めＸＹ平面上に
最大面積の輪郭を計測し、それを形状計測したデータに
照らし合わせて、オーバーハングの部分を削除する方法
でも抽出することができる。歯科補綴物のクラウンを例
示したが、連結冠も同様に行うことができる。ブリッジ
の場合は、ポンティック（ダミー）のデータを準備し、
変形や変換などをすることにより対応可能である。ま
た、支台歯模型、被加工物及び被計測物の材質、三次元
形状計測方法、加工方法やデータのオフセット方法及び
量、オーバーハング方向は例示に限るものではない。

【００２６】

【実施例４】実施例１の装置を使用して、支台歯石膏模
型からコーピング（フレーム）を作製した。患者の口腔
内より印象を採得し、支台歯石膏模型を起こした。図９
に示すようにマージンライン３６より下の歯肉部分をト
リミング３５した支台歯石膏模型３４を用意した。実施
例３と同様に支台歯石膏模型の形状を計測した（図１
２）。その後、オーバーハング部分のデータを削除し、
支台歯形状データ４４とした。さらに同じように、境界
線即ちマージンライン３６より１．０ｍｍ高さのライン
４６の部分から下側のデータを削除し、法線方向に５０
μｍオフセットしたデータとマージンライン３６までを
面張りしたデータ４５を用意した。オフセット面張りデ
ータ４５を雄雌及びミラー変換し、コーピングの内面形
状データ５２とした。コーピングの外面形状データ５３
は、支台歯形状データ４４のマージンライン３６より
０．６ｍｍ高さのラインの部分から下側のデータを削除
し、法線方向に０．５ｍｍオフセットし、マージンライ
ン３６までを面張りしたデータである。それらを図１８
に示す。図１９は、コーピングの内面形状データ５２と
外面形状データ５３を合成し、一つのコーピング形状デ
ータ５４にし、加工用リブデータ５５を加えたものであ
る。このデータを基にして、実施例１の装置で通常のチ
タン切削加工を行った。できあがったチタンコーピング
５６からリブの部分を切除した。このチタンコーピング
５６に陶材５７を焼き付け完成とした。図２０に示す。

【００２７】連結冠やブリッジのフレーム、さらに義歯
床も同様の方法で行うことができる。支台歯模型及び被
加工物の材質、三次元形状計測方法、加工方法やデータ
のオフセット方法及び量、オーバーハング方向は例示に
限るものではない。

【００２８】

【発明の効果】本発明においては、ある目的の形状まで
を加工する場合、加工時間の短縮、加工工具の寿命の延
長及び工数の削減を可能とした。また、歯科分野におい
て精度の要求される歯科補綴物の内面適合やマージンラ
インの一致などが、簡便に行うことができるようになっ
た。このことによって、特に歯科の分野において、機械
化の普及の著しい促進につながるものとした。そのこと
により、歯科技工の熟練を不必要にし、歯科補綴物製作
に掛かる工数、人手の省力を可能とし、品質の良い歯科
補綴物の供給につながることを可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の構成図

【図２】 ＸＹ平面粗取り（クラウンモデル）の図

【図３】 図２の輪郭加工の側面図

【図４】 ＸＺ平面粗取り（クラウンモデル）の図

【図５】 支台歯面（内側面）の粗取りの図

【図６】 ＸＹ平面粗取り（インレーモデル）の図

【図７】 図６の輪郭加工の側面図

【図８】 （ａ）は、ＸＺ平面粗取り（インレーモデ
ル）の図であり、（ｂ）は、 （ａ）をＸ軸中
心に９０°逆回転させた図である。

【図９】 トリミングした支台歯石膏模型を示した図

【図１０】 図９にワックスアップした図

【図１１】 ワックスアップした咬合面側の三次元形状
計測を示した図

【図１２】 トリミングした支台歯石膏模型の三次元形
状計測を示した図

【図１３】 図１２の三次元形状計測したデータのマー
ジンライン以下を削除した図

【図１４】 図１３のデータをオフセット及び雄雌変換
して内面加工データにした図

【図１５】 図１１の三次元形状計測したデータの最大
豊隆部ライン以下を削除した図

【図１６】 マージンラインから最大豊隆部ラインまで
の面張りした図

【図１７】 クラウン形状データに加工用リブデータを
合成した図

【図１８】 コーピング内外面形状データを作成した図

【図１９】 コーピング形状データに加工用リブデータ
を合成した図

【図２０】 チタンコーピングに陶材を焼き付けた図

【符号の説明】

１ 汎用パソコンのＣＲＴ ２ 汎用パソコン本体 ３ 加工工作機本体 ４ 三次元形状計測エリア ５ 三次元加工エリア ６ 三次元形状計測用プローブ ７ スピンドルモーター ８ 接触素子 ９ 被加工物を把持する治具（回転可能） １０ 被計測物を把持する治具（回転可能） １１ 歯科補綴物のクラウンモデル １２ 位置決めストッパー付計測用リブ １３ 三次元形状計測データを汎用パソコンに送るケー
ブル １４ ＮＣ工作機械を制御するためにデータを送るケー
ブル １５ ポーセレン角柱ブロック １６ 加工工作機械に把持するためのリブ １７ １５のＸＹ平面上に投影されたクラウンモデル １８ クラウンモデルＸＹ平面上輪郭加工での研削加工
工具の軌跡 １９ 研削加工工具 ２０ クラウンモデル輪郭加工後のポーセレン角柱ブロ
ック ２１ 支台歯面側（内側面）の等高線 ２２ ＸＺ平面上に輪郭加工されたポーセレン角柱ブロ
ック側面 ２３ ２０のＸＺ平面上に投影されたクラウンモデル ２４ ＸＺ平面上輪郭加工での研削加工工具の軌跡 ２５ ポーセレン角柱ブロック ２６ ２５のＸＹ平面上に投影されたインレーモデル ２７ インレーモデルＸＹ平面上輪郭加工での研削加工
工具の軌跡 ２８ インレーモデル輪郭加工後のポーセレン角柱ブロ
ック ２９ ２８のＸＺ平面上に投影されたインレーモデル ３０ ＸＺ平面上輪郭加工での研削加工工具の軌跡 ３１ 研削加工工具（粗加工と仕上げ加工共用） ３２ 注水用ノズル ３３ リブの位置決めストッパー ３４ マージンラインより下の歯肉部分をトリミングし
た支台歯石膏模型 ３５ オーバーハングにトリミングした部分 ３６ 支台歯石膏模型のマージンライン ３７ ワックスモデル ３８ ワックスモデルの最大豊隆部（ライン） ３９ ワックスモデル表面を計測したデータ ４０ 固定アダプター ４１ 固定アダプターリブ ４２ 支台歯石膏模型表面を計測したデータ ４３ 接触素子のＺ軸方向下限ライン ４４ 支台歯形状データ ４５ 支台歯形状データをオフセットしたデータ ４６ マージンラインからのある高さのライン ４７ 咬合面形状データ ４８ マージンラインから最大豊隆部までを面張りした
データ ４９ 内面形状データ（支台歯形状データを雄雌変換し
たデータ） ５０ クラウン形状データ ５１ リブ形状データ ５２ コーピング内面形状データ ５３ コーピング外面形状データ ５４ コーピング形状データ ５５ 加工用リブデータ ５６ チタンコーピング ５７ 陶材 ５８ オーバーハングした不必要な三次元形状データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜家 正 千葉県習志野市鷺沼台１−10−33−205

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工工具の側面部を使用して被加工物を輪
   郭加工して目的形状迄又はその近似形状を作成する加工
   方法。
2. 【請求項２】被加工物又は加工工具を回転又は移動して
   得られる面を輪郭加工する請求項１の加工方法。
3. 【請求項３】被計測物と被加工物を同軸上に存在して計
   測乃至加工を行うか又は被計測物と被加工物を同軸上に
   あり回転又は移動して計測乃至加工を行う方法及びその
   装置。
4. 【請求項４】三次元形状を計測して得られた計測データ
   からオーバーハングしたデータを削除し、必要な三次元
   形状データを基に削除したデータに対し補完処理を行い
   三次元形状データを作成する方法。
5. 【請求項５】請求項４で得られたデータを基に、単数又
   は複数のデータから三次元形状形状データを作成する方
   法。
6. 【請求項６】変形、変換、面張り又はオフセット処理を
   施す請求項５記載の三次元形状データ作成方法。