(57)【要約】【課題】義歯床や歯冠を成形するための樹脂を封入したカプセルをカプセルごと加熱し、内部の樹脂を目標とする温度に精度良く、且つ均一温度に溶融させる。【解決手段】樹脂カプセルを挿脱可能に収容するシリンダと、該シリンダを挿脱可能に収容する貫通孔を有する金属製ブロックと、前記貫通孔の片側開口が存する面を除くブロック外面を囲繞する耐火物と、該耐火物中に埋め込んだ抵抗発熱体と、金属製ブロックにおける片側開口の存する面を開閉可能に塞ぐ耐火物張りの扉とを備える。樹脂カプセルをシリンダに収容して金属製ブロックの貫通孔に収容した後、扉にて片側開口の存する面を塞ぎ、その状態にて抵抗発熱体に通電して樹脂カプセル内の樹脂を加熱溶融する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
義歯床や歯冠成形用の樹脂を封入した樹脂カプセルを加熱する加熱炉であって、
前記樹脂カプセルを挿脱可能に収容するシリンダと、
前記シリンダを挿脱可能に収容する貫通孔を有する金属製ブロックと、
前記金属製ブロックにおける前記貫通孔の片側開口が存する面を除くブロック外面を囲繞する耐火物と、
前記金属製ブロック周りの耐火物中に埋め込まれた抵抗発熱体と、
前記金属製ブロックにおける前記片側開口の存する面を開閉可能に塞ぐ耐火物張りの扉と、を備え、
前記樹脂カプセルを前記シリンダに収容して前記金属製ブロックの前記貫通孔に収容した後、前記扉にて前記片側開口の存する面を塞ぎ、該状態にて前記抵抗発熱体に通電して前記樹脂カプセル内の樹脂を加熱溶融することを特徴とする加熱炉。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱炉において、前記シリンダを収容するために前記金属製ブロックに設ける孔を貫通孔の代わりに有底孔としたことを特徴とする加熱炉。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の加熱炉において、前記樹脂カプセルを円柱状とし、前記シリンダを円筒状としたことを特徴とする加熱炉。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の加熱炉において、前記シリンダを前記金属製ブロック内に水平に収容するように構成したことを特徴とする加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、義歯床や歯冠を成形するための樹脂を封入したカプセルを加熱して内部の樹脂を溶融させる樹脂カプセル用の加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
義歯床や歯冠を成形する方法の一つに射出成形法がある。射出成形法では、軽合金製の二つ割りのフラスコ内に義歯床や歯冠を成形する石膏型が形成され、その型内に溶融した熱可塑性樹脂が高速で射出注入され、その後、全体が冷却されて目的とする義歯床等が形成される。
【０００３】
このフラスコ内の石膏型内に溶融樹脂を注入する従来技術としては、例えば、特許文献１に開示されている技術がある。この技術では図７に示すような底部に樹脂通路４０を設けその上にアルミプレート４２を装填したシリンダ４１を準備し、それを図８に示すような樹脂溶解装置５０のアルミ製ブロック５１に設けた有底孔５２に挿入する。その状態でアルミ製ブロック５１を介してシリンダ４１を加熱しながら、シリンダ４１内に樹脂５３を投入して溶融する。溶融完了後、未溶融の樹脂５４を少量投入し、その上にシリコンパッキン５５で封をして樹脂溶解装置５０から取り出す。取り出したシリンダ４１の内部は、図７の断面図のようになっている。それを図９に示すような頂部に樹脂注入口５７を有するフラスコ５８の上に載置する。そして、上部よりピストン５９でシリコンパッキン５５を押下する。樹脂５３は圧縮され、底部に装填したアルミプレート４２が破断する。その結果、溶融した樹脂はフラスコ５８の樹脂注入口５７を通って内部の石膏型６０内に注入されるというものである。
【０００４】
しかし、この技術の場合、溶融樹脂がシリンダ４１内壁に付着して残り、その除去に手間がかかるという問題がある。また、図８に示すように上部を開放した状態でシリンダ４１を加熱するため、シリンダ４１内で溶融した樹脂の温度が一定しない。むしろ、この技術の場合はシリンダ４１内下部の樹脂温度は高く、上部の樹脂温度は低くなるように溶融することを狙いとしている。
【０００５】
上記のようなシリンダ内壁への樹脂の付着を防ぐ対策として、樹脂をアルミカプセルに封入した状態で加熱溶融し、そのままの状態で射出に使う技術がある（例えば、特許文献２、３）。特許文献２の技術の場合、図１０に断面を示すような円筒状アルミカプセル１１に予め適量の樹脂を充填して密封し、それを鉄製シリンダ４１内に収容する。そのシリンダ４１は、図１１に示すような射出成形装置７０に固定したフラスコ５８と空気圧シリンダ７４のピストン棒７３との間に設けられたカプセル装着部７１に取り付ける。この状態でカプセル装着部７１にカバー７２を被せ、カバー６２内に取り付けたヒータでシリンダ４１ごと樹脂カプセル２０を加熱して内部の樹脂を溶融させる。溶融後、ピストン棒７３をシリンダ４１内に前進させて樹脂カプセル２０を圧搾変形させる。すると、樹脂カプセル２０の底部に予め設けた肉薄部２５が破断し、内部の溶融樹脂がフラスコ５８内に注入されるというものである。
【０００６】
この技術の場合、シリンダ４１の内壁に溶融樹脂が付着した状態で残らない利点がある。しかし、樹脂カプセル２０を装填したシリンダ４１をカプセル装着部７１に装着した状態で１０〜２０分間も加熱するため、射出成形装置７０の能率が低くなる問題がある。また、カプセル装着部７１に装着した状態でヒータにより加熱を行なうため、溶融した樹脂の平均温度、長手方向の温度バラツキを目標値に精度良く一致させることは難しい。溶融樹脂には微量の色素が混ぜてあるため、平均温度や温度バラツキが目標値内に納まらないと完成した義歯床や歯冠の色が目標とする色から外れてしまい、商品価値が低下する問題を起こす。
【特許文献１】特開平０７−２２７４００号公報
【特許文献２】特開平０８−１７３４５８号公報
【特許文献３】特公昭６２−６０１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術のこうした問題点を解決するためになされたもので、その課題は義歯床や歯冠を成形するための樹脂を封入したカプセルをカプセルごと加熱し、内部の樹脂を目標とする温度に精度良く、且つ均一温度に溶融させることのできる加熱炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、義歯床や歯冠成形用の樹脂を封入した樹脂カプセルを加熱する加熱炉であって、樹脂カプセルを挿脱可能に収容するシリンダと、シリンダを挿脱可能に収容する貫通孔を有する金属製ブロックと、金属製ブロックにおける前記貫通孔の片側開口が存する面を除くブロック外面を囲繞する耐火物と、金属製ブロック周りの耐火物中に埋め込まれた抵抗発熱体と、金属製ブロックにおける前記片側開口の存する面を開閉可能に塞ぐ耐火物張りの扉とを備え、樹脂カプセルをシリンダに収容して金属製ブロックの貫通孔に収容した後、扉にて前記片側開口の存する面を塞ぎ、その状態にて抵抗発熱体に通電して樹脂カプセル内の樹脂を加熱溶融することを特徴とする加熱炉である。
【０００９】
本構成の加熱炉によれば、樹脂カプセルはシリンダに収容された状態で金属製ブロックの貫通孔内に置かれた状態で加熱される。そして、その金属製ブロックは貫通孔の開口がある面を含む全てのブロック外面が耐火物で覆われた状態で加熱される。従って、外部に放熱される熱量が極めて少なくなり、シリンダ及び樹脂カプセル内に温度勾配が生じなくなる。そのため金属製ブロックを目標温度に制御して定常状態に達しさせた状態では、樹脂カプセルの温度は精度良く目標温度に一致し、その温度バラツキも極めて小さくなる。その結果、温度により発色程度が大きく変化する色素を含む樹脂を原料とした場合でも完成した義歯床や歯冠に色落ちが生じず、商品価値を高めることができる効果を奏する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加熱炉において、前記シリンダを収容するために前記金属製ブロックに設ける孔を貫通孔の代わりに有底孔としたことを特徴とする加熱炉である。
【００１１】
シリンダを収容する金属製ブロックをこのような構成した場合も外部に放熱される熱量が極めて少なくなる。そのため樹脂カプセルは精度良く目標温度に加熱され、その温度バラツキも極めて小さくなる。従って、完成した義歯床や歯冠に色落ちが生じず、商品価値を高めることができる効果を奏する。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加熱炉において、前記樹脂カプセルを円柱状とし、前記シリンダを円筒状としたことを特徴とする加熱炉である。
【００１３】
このような形状とすれば樹脂カプセルとシリンダ内面との隙間を狭くすることができることから、樹脂カプセルの温度バラツキを小さくできる効果を奏する。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の加熱炉において、前記シリンダを前記金属製ブロック内に水平に収容するように構成したことを特徴とする加熱炉である。
【００１５】
水平に収容すればシリンダの内孔を貫通孔としても、シリンダに樹脂カプセルを収納した状態で搬送できる利点がある。また、水平に置けば空気の対流による熱移動が少なくなるため樹脂カプセルの長手方向の温度バラツキが小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る加熱炉の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の加熱炉は義歯床や歯冠を成形するための樹脂を封入した樹脂カプセルを加熱し、内部の樹脂を射出成形に適した均一な温度に加熱溶融する炉である。図１にその構成を斜視図で示す。本実施形態の加熱炉１は炉本体２と扉３、それにシリンダ５と図１には図示しない温度調節器により構成されている。
【００１７】
炉本体２の外郭としての外箱６は鉄板で四角箱型に形成してあり、前面は開口している。その前面には、下方に回動して開く扉３が蝶番を使用して取り付けてある。扉３も外殻は鉄板で四角箱型に形成してあり外箱６に面する側は開口している。内部全体に耐火物７が張られている。
【００１８】
炉本体２は外箱６内に耐火物７、金属製ブロック９、抵抗発熱体１０を収納して構成してある。金属製ブロック９はアルミニウム又はアルミ合金を材料とし、図２に示すように外観が直方体形状に形成してある。その対向する２面（前後面）間には、円筒状のシリンダ５を挿脱可能に収容する２つの貫通孔１２が形成してある。貫通孔１２の内径はシリンダ５の外径にほぼ等しい寸法とし、シリンダ５を収容した時の両者の隙間が極力小さくなるようにしている。金属製ブロック９の奥行き寸法は、貫通孔１２の長さがシリンダ５の長さより僅かに大きい寸法となるように設定してある。
【００１９】
この金属製ブロック９は外箱６内を埋める耐火物７に埋め込まれた形で取り付けてあり、シリンダ５を挿脱する側の前面を除く５面は囲繞する耐火物７に接している。金属製ブロック９のシリンダ５を挿脱する前面は、外箱６の開口面と一致させてある。耐火物７も外箱６の開口面まで張られている。
【００２０】
本加熱炉１は電気加熱式の炉である。金属製ブロック９の両側面に近接した耐火物７中には、帯状の抵抗発熱体１０が埋め込んである。２つの抵抗発熱体１０は図３に示すように並列に接続してあり、商用電源２８を電源とするサイリスタ出力式の温度調節器１４により投入電力が制御される。金属製ブロック９には、その中心部分の温度を検出する熱電対１５が取り付けてある（図５参照）。温度調節器１４は検出された温度が設定温度に一致するように、ＰＩＤ制御により投入電力を制御する。
【００２１】
図４は、シリンダ５の斜視図である。シリンダ５は鉄製で円筒状をなしており、内径は樹脂カプセル２０の外径より僅かに大きい寸法にしてある。長さは樹脂カプセル２０を収容できる寸法にしてある。シリンダ５の一端の外側には、把手２１が取り付けてある。金属製ブロック９の貫通孔１２の入り口部分には、把手２１を収納する切欠き２３が設けてある。シリンダ５の金属製ブロック９への挿脱は、この把手２１部分をペンチ等の把持工具で挟んで行なう。
【００２２】
樹脂カプセル２０は、「背景技術」で説明した従来のものと同じである。図１０に断面を示したような円筒状アルミカプセル１１に適量の樹脂を充填して密封したものである。その一方の端面の中央部には、カプセルが圧搾された時に破断する肉薄部２５が設けてある。封入される樹脂は、ペレット状のポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルホン、シリコン等である。
【００２３】
次に、このような構成の下で樹脂カプセル２０を加熱する際の手順と作用について説明する。最初に、加熱する樹脂カプセル２０を空のシリンダ５の孔中央部に挿入する。次にシリンダ５の把手２１を把持工具で挟んで持ち上げ、炉本体２に取り付けた金属製ブロック９の貫通孔１２に挿入する。必要に応じて２個目のシリンダ５を挿入する。挿入完了後、扉３を閉める。扉３を閉めた後、温度調節器１４により金属製ブロック９の両側面近くに配置した２つの抵抗発熱体１０に通電して加熱を行なう。温度調節器１４は、金属製ブロック９の中心部に先端を埋め込んだ熱電対１５により検出した温度が設定値に一致させるような制御を行なう。
【００２４】
図５は、扉３を閉めた後の状態を側面から見た炉内の縦断面図である。シリンダ５の外周面は、金属製ブロック９の貫通孔１２の内面に殆ど接する状態となる。金属製ブロック９における貫通孔１２を有する２面の内、炉本体２側（後側）は耐火物７により塞がれ、扉３側（前側）は扉３に張られた耐火物７により塞がれた状態となっている。
【００２５】
金属製ブロック９は熱伝導度の高いアルミニウム又はアルミ合金で製作されている。そのため抵抗発熱体１０の発熱により金属製ブロック９に与えられた熱は、金属製ブロック９の隅々に迅速に運ばれ金属製ブロック９の各部温度は均一になりやすい。更に、金属製ブロック９は、扉３側を含む６面全てが熱遮断性に優れた耐火物７により囲まれている。そのため、金属製ブロック９から耐火物７に伝えられ、耐火物７を通って外部に逃げる熱量は極僅かとなる。耐火物７を通って外部に逃げる熱量が少ないと、金属製ブロック９から耐火物７に伝えられる熱量も少なくなる。耐火物７に伝えられる熱量が少ないことは、定常状態においては金属製ブロック９内に熱を移動させるための温度勾配が殆ど存在しないことを意味する。温度勾配が殆ど存在しないということは、金属製ブロック９の各部の温度が同じということである。従って、温度調節器１４が金属製ブロック９の中心部の温度を設定値に精度良く制御すれば、定常状態においては金属製ブロック９の各部温度は同じ温度になる。
【００２６】
シリンダ５はこのようにして定常状態に均一温度となる金属製ブロック９の内部に設けた貫通孔１２に挿入されているため、シリンダ５も定常状態では均一温度になる。また、シリンダ５も熱伝導度の高い鉄で製作されているため、長手方向に温度差が生じたとしても自身の熱伝導によりその温度差を解消しようとする作用をなす。こうしてシリンダ５も定常状態には均一温度となる。樹脂カプセル２０はシリンダ５内に挿入されているので、樹脂カプセル２０も定常状態では均一温度となる。
【００２７】
樹脂カプセル２０が均一温度に加熱され、内部の樹脂も均一温度に溶融したと思われる時点で扉３を開け、樹脂カプセル２０を収容した状態のシリンダ５を把持工具で把手２１を挟んで取り出す。そして図１１に示したような横型の射出成形装置７０のカプセル装着部７１に素早く取り付ける。取り付け後、直ちにピストン棒７３をシリンダ５（４１に同じ）内に前進させて樹脂カプセル２０を圧搾変形させる。圧搾により樹脂カプセル２０の底部に設けられた肉薄部２５が破断し、内部の溶融樹脂がフラスコ５８内に注入される。
【００２８】
シリンダ５は、金属製ブロック９内に収納された状態では樹脂カプセル２０の長手方向の温度差を無くす作用をする。樹脂カプセル２０を射出成形装置７０に移す際には、樹脂カプセル２０の温度低下を防ぐ作用をする。そして射出成形装置７０内では、樹脂カプセル２０を圧搾変形する際に樹脂カプセル２０が長手方向にのみ圧縮されるように制限し、カプセルの側壁が破断するのを防止する。
【００２９】
このような一連の操作と作用により樹脂カプセル２０内の樹脂は精度良く目標とする温度に均一に加熱溶融される。そして、その温度状態のまま迅速に射出成形に供される。樹脂には微量の色素が混ぜてあり、温度が目標値から少しでも外れると完成後の義歯床や歯冠の色が目標とする色から外れて商品価値が低下する。本実施形態の加熱炉１では、樹脂は精度良く目標温度に加熱させるため、そうした不具合が発生しない効果を奏する。
【００３０】
なお、本実施形態の加熱炉１の構成における重要なポイントは、金属製ブロック９の前面（扉３側の面）を加熱中は扉３の内側に張った耐火物７により塞いでいる点と、樹脂カプセル２０を挿入したシリンダ５を炉内に水平に置くようにしている点にある。「背景技術」で説明した図１０に示す樹脂溶解装置５０ではシリンダを縦に置いて加熱している。従って、内半径が同一のシリンダでは樹脂カプセルは抜け落ちて取り出すことができない。また、仮にシリンダ底部に樹脂カプセルの抜け落ちを防止する工夫をしたとしても、この樹脂溶解装置５０では樹脂カプセルの長手方向を均一温度に加熱することできない。なぜなら、この樹脂溶解装置５０の構造ではシリンダや内部の樹脂カプセルから上方への放熱量が多い。上方への放熱量が多いと、その熱を運ぶためにシリンダや樹脂カプセル内に温度勾配が生ずる。その温度勾配のため底部分の温度は高く、上方部分は低くなる。このため内部の樹脂は均一温度に加熱溶融されない問題がある。
【００３１】
これに対して本実施形態の加熱炉１では、樹脂カプセル２０を挿入したシリンダ５を金属製ブロック９内に水平に置くようにしている。このため内半径同一のシリンダを用いても樹脂カプセル２０の搬送か可能である。そして、シリンダ５の収容した状態の金属製ブロック９の貫通孔１２の両開口部を耐火物７で塞いでいる。これにより熱が長手方向に流れるのを防止し、シリンダ５や内部の樹脂カプセル２０に長手方向の温度勾配が生ずるのを防いでいる。こうした工夫により樹脂カプセル２０が長手方向にも均一温度に加熱される構造になっている。
【００３２】
（変形実施形態）
図６は、金属製ブロック９の変形実施形態である。この金属製ブロック９ａでは、シリンダ５を収容する孔を貫通孔とする代わりに有底孔としている。このようにしても収容されたシリンダの長手方向への熱移動を防止できる。従って、前述の実施形態の場合と同様にシリンダ及び内部に収容した樹脂カプセルを長手方向にも均一温度に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る加熱炉１の斜視図である。
【図２】金属製ブロック９の斜視図である。
【図３】抵抗発熱体１０を加熱する電気回路のブロック図である。
【図４】シリンダ５の斜視図である。
【図５】加熱炉１内の縦断面図である。
【図６】金属製ブロックの変形実施形態である。
【図７】従来技術に係る樹脂加熱用シリンダ４１の断面図である。
【図８】従来技術に係る樹脂溶解装置５０の外観図である。
【図９】従来技術に係る義歯床射出成形の概念図である。
【図１０】樹脂を封入する円筒状アルミカプセル１１の断面図である。
【図１１】従来技術に係る射出成形装置７０の構造例である。
【符号の説明】
【００３４】
図面中、１は加熱炉、２は炉本体、３は扉、５はシリンダ、７は耐火物、９、９ａは金属製ブロック、１０は抵抗発熱体、１２は貫通孔、１４は温度調節器、２０は樹脂カプセルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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