(57)【要約】      （修正有）【課題】金属義歯床の成形方法および該金属義歯の提供。【解決手段】金属義歯床は、患者の口蓋の表面形状に基づいて純チタン薄板Ｚに逐次押圧成形を施すことにより製造される。すなわち、レーザ測定装置１０を用いて患者の口蓋の表面形状を測定し、同レーザ測定装置１０により測定した表面形状を表す測定データをコンピュータ２０を用いて純チタン薄板Ｚを加工するための加工用データに変換し、逐次成形装置１００を用いて前記変換された加工用データに基づく押圧力を純チタン薄板Ｚに加えて、純チタン薄板Ｚに逐次押圧成形を施すことにより製造される。この場合、逐次成形装置１００は、尖頭状に形成された成形工具１２６ｂを備えており、成形工具１２６ｂは、加工用データに含まれている形状データおよび成形パスデータに基づいて、純チタン薄板Ｚに押圧力を加える。そして、製造される金属義歯床には、起立面またはアンダーカット面が成形される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄板に逐次押圧成形を施し、金属義歯床を成形することを特徴とする金属義歯床成形方法。
【請求項２】
尖頭状に形成された成形工具を用い、金属薄板に逐次成形を施し、金属義歯床を成形することを特徴とする金属義歯床成形方法。
【請求項３】
患者の口蓋の表面形状を測定し、
前記測定した表面形状を表す測定データを金属薄板を加工するための加工用データに変換し、
尖頭状に形成された成形工具を用い、前記加工用データに基づいて金属薄板に逐次押圧成形を施し、金属義歯床を成形することを特徴とする金属義歯床成形方法。
【請求項４】
レーザ測定装置を用いて患者の口蓋の表面形状を測定し、
同レーザ測定装置により測定した表面形状を表す測定データをコンピュータを用いて金属薄板を加工するための加工用データに変換し、
逐次成形装置を用いて前記変換された加工用データに基づく押圧力を前記金属薄板に加えて同金属薄板を逐次押圧成形して金属義歯床を成形することを特徴とする金属義歯床成形方法。
【請求項５】
前記加工用データは、前記患者の口蓋の表面形状を表す形状データおよび前記成形工具の動作に関する成形パスデータを少なくとも含む請求項３または請求項４に記載した金属義歯床成形方法。
【請求項６】
前記逐次押圧成形によって起立面が成形される請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床成形方法。
【請求項７】
前記逐次押圧成形によってアンダーカット面が成形される請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床成形方法。
【請求項８】
前記金属薄板は、純チタンの薄板である請求項１ないし請求項７のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床成形方法。
【請求項９】
金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことを特徴とする金属義歯床。
【請求項１０】
尖頭状に形成された成形工具を用い、金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことを特徴とする金属義歯床。
【請求項１１】
患者の口蓋の表面形状を測定し、
前記測定した表面形状を表す測定データを金属薄板を加工するための加工用データに変換し、
尖頭状に形成された成形工具を用い、前記加工用データに基づいて金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことを特徴とする金属義歯床。
【請求項１２】
レーザ測定装置を用いて患者の口蓋の表面形状を測定し、
同レーザ測定装置により測定した表面形状を表す測定データをコンピュータを用いて金属薄板を加工するための加工用データに変換し、
逐次成形装置を用いて前記変換された加工用データに基づく押圧力を前記金属薄板に加えて同金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことを特徴とする金属義歯床。
【請求項１３】
前記加工用データは、前記患者の口蓋の表面形状を表す形状データおよび前記成形工具の動作に関する成形パスデータを少なくとも含む請求項１１または請求項１２に記載した金属義歯床。
【請求項１４】
前記逐次押圧成形によって起立面が成形される請求項９ないし請求項１３のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床。
【請求項１５】
前記逐次押圧成形によってアンダーカット面が成形される請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床。
【請求項１６】
前記金属薄板は、純チタンの薄板である請求項９ないし請求項１５のうちのいずれか一つに記載した金属義歯床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属義歯床成形方法および同方法により成形される金属義歯床に関する。
【発明の開示】
【０００２】
本発明の特徴は、金属薄板に逐次押圧成形を施し、金属義歯床を成形することにある。また、本発明の他の特徴は、尖頭状に形成された成形工具を用い、金属薄板に逐次成形を施し、金属義歯床を成形することにある。また、本発明の他の特徴は、患者の口蓋の表面形状を測定し、前記測定した表面形状を表す測定データを金属薄板を加工するための加工用データに変換し、尖頭状に形成された成形工具を用い、前記加工用データに基づいて金属薄板に逐次押圧成形を施し、金属義歯床を成形することにある。また、本発明の他の特徴は、レーザ測定装置を用いて患者の口蓋の表面形状を測定し、同レーザ測定装置により測定した表面形状を表す測定データをコンピュータを用いて金属薄板を加工するための加工用データに変換し、逐次成形装置を用いて前記変換された加工用データに基づく押圧力を前記金属薄板に加えて同金属薄板を逐次押圧成形して金属義歯床を成形することにある。
【０００３】
これらの場合、前記加工用データは、前記患者の口蓋の表面形状を表す形状データおよび前記成形工具の動作に関する成形パスデータを少なくとも含むとよい。また、前記逐次押圧成形によって起立面が成形されるとよい。また、前記逐次押圧成形によってアンダーカット面が成形されるとよい。さらに、前記金属薄板は、純チタンの薄板であるとよい。
【０００４】
また、本発明を他の観点から捉えると、本発明の特徴は、金属義歯床は、金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことにある。また、本発明の他の特徴は、金属義歯床は、尖頭状に形成された成形工具を用い、金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことにある。また、本発明の他の特徴は、患者の口蓋の表面形状を測定し、前記測定した表面形状を表す測定データを金属薄板を加工するための加工用データに変換し、尖頭状に形成された成形工具を用い、前記加工用データに基づいて金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことにある。また、本発明の他の特徴は、レーザ測定装置を用いて患者の口蓋の表面形状を測定し、同レーザ測定装置により測定した表面形状を表す測定データをコンピュータを用いて金属薄板を加工するための加工用データに変換し、逐次成形装置を用いて前記変換された加工用データに基づく押圧力を前記金属薄板に加えて同金属薄板に逐次押圧成形を施すことにより製造されたことにある。
【０００５】
この場合、前記加工用データは、前記患者の口蓋の表面形状を表す形状データおよび前記成形工具の動作に関する成形パスデータを少なくとも含むとよい。また、前記逐次押圧成形によって起立面が成形されるとよい。また、前記逐次押圧成形によってアンダーカット面が成形されるとよい。さらに、前記金属薄板は、純チタンの薄板であるとよい。
【０００６】
これらによれば、患者の口蓋の表面形状に基づき、純チタンの薄板に患者の口蓋の表面形状に一致した形状を好適に成形することができる。また、起立面やアンダーカット面を成形することができるため、複雑な形状を正確に再現することができる。また、純チタンの薄板を金属義歯床とすることができるため、金属義歯床を軽くて強固なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の逐次成形装置が適用された金属義歯床成形システムの概略を示したブロック図である。この金属義歯床成形システムにおいては、ワークとしての純チタン薄板Ｚを所定形状に押圧成形して、金属義歯床を成形する。このため、金属義歯床成形システムは、患者の上顎の天井部分（口蓋）の詳細な形状を計測するレーザ測定装置１０と、同レーザ測定装置１０にて測定された測定データを加工用データに変換するコンピュータ２０と、同コンピュータ２０から提供された加工用データに基づいて加工する逐次成形装置１００とが、ケーブルＫを介して、接続されて構成されている。
【０００８】
レーザ測定装置１０は、患者の口腔内に挿入される円筒部１１と本体部１２とを備えている。円筒部１１は、その内部に所定波長のレーザ光を発光する発光部分および患者の口蓋の表面にて反射されたレーザ光を受光する受光部分を有するレーザ装置１１ａを内蔵している。そして、円筒部１１の外周面上には、レーザ装置１１ａが発光したレーザ光を照射するとともに、反射されたレーザ光を透過する所定幅のスリット１１ｂが形成されている。本体部１２は、レーザ発光を制御するとともに、受光したレーザ光に基づいて口蓋の表面の形状を測定データとして演算する制御装置を内包している。そして、本体部１２は、演算された測定データをコンピュータ２０に供給するための測定データ供給ポート１２ａを備えている。
【０００９】
コンピュータ２０は、レーザ測定装置１０の測定動作を制御するとともに、レーザ測定装置１０から供給された測定データを取得する。また、コンピュータ２０は、取得した測定データを加工用データに変換して、逐次成形装置１００に供給する。このため、コンピュータ２０は、レーザ測定器１０から供給される測定データを取得するための測定データ取得ポート２１および加工用データを逐次成形装置１００に供給するためのデータ供給ポート２２を備えている。ここで、データ供給ポート２２から逐次成形装置１００に供給される加工用データは、一般的にＣＡＤやＣＡＭで利用される形式のデータであり、患者の上顎表面の形状を表す形状データに加えて、逐次成形装置１００が金属義歯床を成形する動作を制御する制御データすなわち成形パスデータも含まれている。これにより、逐次成形装置１００は、加工用データを取得することにより、形状データおよび制御データに基づいて、金属義歯床を成形する。
【００１０】
逐次成形装置１００は、図１および図２に示すように、ベース１１０に直立して固定されたコラム１２０に主軸台１２１が支持されている。主軸台１２１は、上下動モータ１２２および送りネジ１２３の回動に伴って上下方向に昇降可能とされており、工具回転モータ１２４、主軸ヘッド１２５および逐次成形部１２６を搭載している。
【００１１】
主軸ヘッド１２５は、図３に示すように、その先端側に逐次成形部１２６を脱着可能に保持しており、主軸台１２１の昇降運動に伴って鉛直方向に移動するとともに、工具回転モータ１２４によって逐次成形部１２６を工具回転モータの駆動軸（以下、この軸をφ軸という）回りに所定量回動可能に保持している。逐次成形部１２６は、図３に示すように、主軸ヘッド１２５とボルトによって固定されるツールホルダ１２６ａと、ツールホルダ１２６ａにナットによって組み付けられた成形工具１２６ｂとから構成されている。
【００１２】
成形工具１２６ｂは、その先端方向に向けて尖頭状に形成されており、先端部分に純チタン薄板Ｚに対して成形を施す成形部１２６ｄが形成されている。そして、成形工具１２６ｂは、ツールホルダ１２６ａの保持部１２６ｃによって、成形工具１２６ｂの軸線（Ｌ１軸）とφ軸とが所定の角度αを有するように保持されるとともに、成形部１２６ｄがφ軸上に位置するように保持されている。成形部１２６ｄは、所定の半径の半球形状とされていて、種々の半径とされた半球形状とすることが可能であるが、本実施形態においては、その半径を０．５ｍｍとして実施する。また、成形部１２６ｄは、純チタン薄板Ｚと接触して、同薄板Ｚを押圧成形するため、押圧成形に伴って発生する摩擦力によって、成形部１２６ｄが磨耗する可能性がある。このため、本実施形態においては、成形部１２６ｄ周辺を、例えば、ＴｉＣ（Titanium Carbide：炭化チタン）によってコーティングし、耐摩耗性を向上させて実施する。
【００１３】
ふたたび図２に戻り、ベース１１０には、テーブル１３０が設けられている。テーブル１３０は、Ｘ軸モータ１３１およびＹ軸モータ１３２によって、水平面方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能とされている。また、テーブル１３０には、純チタン薄板Ｚの周縁部を保持するためのワークホルダ１３３が組み付けられている。ワークホルダ１３３は、純チタン薄板Ｚをその上面にて載置する下側プレート１３３ａと、載置された純チタン薄板Ｚを上側から押さえる上側プレート１３３ｂとから構成されている。下側プレート１３３ａおよび上側プレート１３３ｂは、図４に示すように、同一形状とされており、その略中心部には、ロの字状の貫通孔が形成されている。そして、下側プレート１３３ａおよび上側プレート１３３ｂは、純チタン薄板Ｚを挟んだ状態で、互いにボルトによって締め付けられ、さらに、テーブル１３０に別のボルトによって組み付けられて、純チタン薄板Ｚを固定する。
【００１４】
次に、上記のように構成した金属義歯床成形システムの作動について説明する。この金属義歯床成形システムを利用するにあたり、同システムの使用者、例えば、オペレータは、患者の口蓋の表面形状を測定する。具体的には、オペレータは、レーザ測定装置１０の円筒部１１を患者の口腔内に挿入する。そして、コンピュータ２０を操作して、レーザ測定装置１０に測定開始を指示する。レーザ測定装置１０は、同指示に従って、レーザ装置１１ａがスリット１１ｂからレーザ光を照射するとともに、上顎の表面にて反射されたレーザ光を受光し、患者の口蓋の表面形状をスキャニングする。なお、レーザ測定装置１０のスキャニングによる測定においては、患者の口蓋の表面形状を３次元（縦、横、高さ）として測定する。このスキャニング後、レーザ測定装置１０の本体部１２は、受光したレーザ光に基づいて口蓋の形状を３次元データとして演算し、同演算した３次元データを口蓋の表面形状を測定データとして、測定データ供給ポート１２ａを介して、コンピュータ２０に供給する。これにより、コンピュータ２０は、図５に示すように、詳細な患者の口蓋の表面形状を表す測定データを３次元のデータとして取得することができる。
【００１５】
次に、コンピュータ２０は、取得した測定データに基づいて、加工用データを作成する。具体的には、オペレータは、レーザ計測装置１０から取得した測定データのうち、図６（ａ）に示すように、不必要な部分例えば歯槽堤などをトリムし、金属義歯床を成形するために必要な部分の測定データのみをコンピュータ２０に一時的に記憶する。次に、コンピュータ２０は、一時的に記憶された測定データを、図６（ｂ）に示すように、加工用データに変換する。このとき、変換された加工用データには、逐次成形装置１００の動作に関する制御データすなわち成形パスデータが含まれている。このように、加工用データを作成すると、コンピュータ２０は、データ供給ポート２２を介して、逐次成形装置１００に加工用データを供給する。
【００１６】
逐次成形装置１００においては、供給された加工用データに基づいて、純チタン薄板Ｚに対して、押圧成形を施す。具体的に説明すると、逐次成形装置１００は、供給された加工用データに含まれている成形パスデータが表す成形パスを再現するように、主軸ヘッド１２５、テーブル１３０を移動制御する。このとき、逐次成形装置１００は、成形工具１２６ｂの成形部１２６ｄが、純チタン薄板Ｚに対して、常に所定の押圧力で押し付けられた状態で、主軸ヘッド１２５およびテーブル１３０を移動制御する。これにより、純チタン薄板Ｚは、成形部１２６ｄが所定の押圧力を加えている方向に張り出して押圧成形される。
【００１７】
ところで、成形される金属義歯床においては、略垂直に立ち上がる面（起立面）を押圧成形しなければならない場合がある。これについて、逐次成形装置１００は、工具回転モータ１２４の正転、逆転制御して、逐次成形部１２６をφ軸回りに所定量回動させることができる。また、成形工具１２６ｂが、その軸線とφ軸とが所定の角度αを有するように、ツールホルダ１２６ａに組み付けられている。
【００１８】
これにより、起立面を押圧成形する場合には、逐次成形装置１００は、加工用データに基づいて、成形工具１２６ｂの成形部１２６ｄが純チタン薄板Ｚの加工部分に対向するように、工具回転モータ１２４を所定量だけ回動させる。次に、逐次成形装置１００は、加工用データに基づいて、主軸ヘッド１２５を下降させて、成形部１２６ｄを純チタン薄板Ｚに接触させるとともに、成形部１２６ｄが純チタン薄板Ｚに押圧力を伝達することができるようにテーブル１３０を移動させる。そして、加工用データに含まれている成形パスを再現するように、これらの動作を繰り返して、所定の起立面を正確に押圧成形する。
【００１９】
このとき、成形工具１２６ｂは、加工部分に対し対向して保持されているため、上記押圧成形の進行に伴って成形される起立面と成形工具１２６ｂの本体とが接触することがない。したがって、加工面に対して、成形工具１２６ｂの本体を逃がすことができるため、成形が必要な面が深い起立面であっても、正確に押圧成形することができる。
【００２０】
また、成形される金属義歯床においては、起立面からさらに外方に押し出す面すなわちアンダーカット面を成形する場合がある。この場合であっても、逐次成形装置１００は、工具回転モータ１２４を所定量回動させて、成形工具１２６ｂを純チタン薄板Ｚの被加工部分に対向させる。そして、逐次成形装置１００は、加工用データに基づいて、主軸ヘッド１２５を下降させて、所定の押圧力となるように成形部１２６ｄを純チタン薄板Ｚに接触させるとともに、テーブル１３０を成形部１２６ｄが純チタン薄板Ｚに押圧力を伝達できるように移動させる。そして、加工用データに含まれている成形パスを再現するように、これらの動作を繰り返すことにより、成形の必要な面がアンダーカット面であっても、正確に押圧成形することができる。
【００２１】
以上の説明からも理解することができるように、本発明の逐次成形装置１００を適用することにより、起立面やアンダーカット面であっても、成形工具１２６ｂの本体が純チタン薄板Ｚの加工部分と接触することがなく、成形部１２６ｄが正確にかつ加工表面を円滑な状態に加工することができる。また、成形工具１２６ｂのみを使用して、すなわち、成形工具を交換することなく、起立面やアンダーカット面を押圧成形することができるため、工具の交換時間を無くすことができて、加工時間を短縮することができる。さらに、多軸（例えば、５軸や６軸）の逐次成形装置を用いることなく、起立面やアンダーカット面を押圧成形することができるため、設備費用を低減することができて、好適である。
【００２２】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る逐次成形装置１００を金属義歯床成形システムに適用して実施したが、本発明の目的を逸脱しない限り、逐次成形装置１００をその他の成形に適用可能であることはいうまでもない。その他の成形として、例えば、金属薄板に逐次成形を利用して、深い凹部を形成する張り出し加工などがある。この場合であっても、成形工具１２６ｂの本体と金属薄板の既加工面との接触を回避することができるとともに、起立面やアンダーカット面を好適に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の逐次成形装置が適用された実施形態に係る金属義歯床成形システムの全体を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る逐次成形装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に逐次成形装置の逐次成形部の詳細を示す拡大図である。
【図４】本発明の実施形態に係る逐次成形装置のワークホルダを構成するプレートを示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザ測定装置にて測定された患者の口蓋の形状データを表す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係るコンピュータが作成した加工用データを表す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…レーザ測定装置、２０…コンピュータ、１００…逐次成形装置、１１０…ベース、１２０…コラム、１２１…主軸台、１２２…上下動モータ、１２３…送りネジ、１２４…工具回転モータ、１２５…主軸ヘッド、１２６・・・逐次成形部、１２６ａ…ツールホルダ、１２６ｂ…成形工具、１２６ｃ…保持部、１２６ｄ…成形部、１３０…テーブル、１３１…Ｘ軸モータ、１３２…Ｙ軸モータ、１３３…ワークホルダ、Ｚ…純チタン薄板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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