(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)加熱昇華性材料から成る鋳造原型が埋没した状態のリングが載置されるリング載置台と、
b)上下動自在の昇降台、及び該昇降台が上昇した状態でその台上部を覆う焼成炉を含み、前記リングを加熱して鋳型を形成するリング焼成手段と、
c)鋳込み材料を収納した有底筒状の坩堝が載置される坩堝載置台と、
d)水平軸を中心にして回転自在の有底筒状の容器と、該容器の上面開口を閉塞する蓋体とから成るチャンバ、及び該蓋体を容器に着脱する蓋体着脱手段を含み、容器内に前記坩堝を収納すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように前記鋳型を配し、坩堝内で鋳込み材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に鋳込み材料を注ぎ込んで鋳込みを行う鋳造手段と、
e)前記リングを把持する把持手段を備え、前記リング載置台に載置されたリングを把持して前記リング焼成手段の昇降台上にセットする第１動作、加熱後のリングを把持して前記鋳造手段の容器内に収納された坩堝の上部に載置する第２動作、及び、鋳込み後のリングを把持してリング載置台へ戻す第３動作を実行するリング搬送手段と、
f)前記坩堝を把持する把持手段を備え、前記坩堝載置台に載置された坩堝を把持して前記鋳造手段の容器内に収納する第１動作、及び、該容器内から坩堝を取り出して坩堝載置台へ戻す第２動作を実行する坩堝搬送手段と、
g)予め定められたシーケンスに従って、所定時間に亘るリングの加熱、坩堝の加熱、及び鋳込み動作を実行するように、前記リング焼成手段、鋳造手段、リング搬送手段及び坩堝搬送手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする歯科技工用鋳造装置。
【請求項２】
前記蓋体着脱手段は蓋体を略垂直方向に着脱する手段であって、チャンバが反転した際に蓋体の脱落を防止するために、容器の上縁部に回動可能に設けられ、その周囲の少なくとも一部に歯を形成するとともに内側に突出してツメを有する環状体と、該環状体の歯と噛合するように前記水平軸の周囲に所定角度間隔で設けられた突部と、蓋体にあってチャンバが正立状態にあるときに前記ツメに対応する位置となる欠落部と、を含む蓋体固定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の歯科技工用鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インレー、クラウン（金属冠）、金属床、インプラント、インプラント上部構造などの歯科補綴物を貴金属又は非貴金属で作製するための歯科技工用鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カリエス（虫歯）、歯周疾患等によって一部又は前部の歯を喪失すると、咀嚼や発音機能の低下、容姿の変化をもたらすのみならず、健康にも悪影響を及ぼす。したがって、早期に治療を行い、欠損した歯を修復することが大切である。この修復の一方法として、欠損した部分を金属の鋳造物で置き換える方法が広く用いられている。歯の形態は個人毎に相違し、欠損した部位の大きさや形態も一様ではない。そのため、歯科治療では、欠損した部位を補う補綴物を大量生産することはできず、個人毎の症例に応じて異なる形状の補綴物を作製する必要がある。また、正確な咬合を得るには補綴物を高い精度で作製する必要がある。これらの要求を満たした鋳造物を得るために、歯科鋳造の分野では、一般に高精度の鋳造が可能であるロストワックス法を用いている。
【０００３】
図１９は、ロストワックス法による歯科鋳造の一連の工程を示すフローチャートである。この図を参照して、歯科治療における補綴物の作製手順を説明する。まず、歯科医師等によって患者の口腔内や歯の形状に合わせた型取り（印象の採取）が行われ（ステップＳ１）、その陰型の印象の中へ石膏などの模型材を流し込んで硬化させることにより陽型の模型を作製する（ステップＳ２）。次に、該模型上で、インレー、クラウンなどの各目的に応じて鋳造原型（ワックスパターン）をワックスや樹脂材で形成する（ステップＳ３）。そして、鋳造原型の適宜の箇所に、湯道を形成するためのスプル線をワックスなどを用いて取り付ける（ステップＳ４）。その後、鋳造原型を模型から取り外し、スプル線の一端をゴム製のクルーシブルフォーマに植立する（ステップＳ５）。
【０００４】
図２０は、一般的なクルーシブルフォーマに鋳造原型を植立した状態を示す外観正面図である。クルーシブルフォーマ９０の中央部には略円錐形状の植立台９１が形成されており、その頂部にはスプル線９４を挿入するための挿入穴９２が設けられている。この挿入穴９２に加熱により軟化させたワックスを詰め、一端に鋳造原型９３を固着したスプル線９４の他端を挿入することにより植立を行うことができる。
【０００５】
この鋳造原型９３が内側に収まるようにクルーシブルフォーマ９０に円筒形状の金属製リングを嵌め込み、石膏又はリン酸塩系などの埋没材を金属製リングに流し込んで鋳造原型９３を埋没材中に埋没させる（ステップＳ６）。埋没材を硬化させた後、クルーシブルフォーマ９０をリングから取り外すとともにスプルー線を引き抜き、リングを高温に加熱する。すると、埋没材中に埋没していたワックスが焼却され、スプルー線９４と鋳造原型９３に相当する部分が空洞として残り、鋳型が完成する（ステップＳ７）。
【０００６】
この鋳型を所定温度まで加熱しておき、クルーシブルフォーマの植立台の形状に応じて形成されたクルーシブル（逆円錐状の窪み）に溶融金属を注ぎ込み、スプルー線に対応する管状の空洞である湯道を通して内部の空洞部に溶融金属を流し入れて、いわゆる鋳込みを行う（ステップＳ８）。鋳込んだ金属が冷えて固化したならば、埋没材を崩して内部の鋳造物を取り出し（ステップＳ９）、湯道に沿って固化した金属など不要部分を取り除き、更に鋳造物の表面を研磨する等の所定の後処理を行って（ステップＳ１０）、補綴物が完成する。
【０００７】
上記のような一連の作業は、通常、歯科技工士によって行われる。従来、この作業のステップＳ７においてリングを加熱することによりワックスを焼却するとともに鋳型を所定温度にまで加熱するには、リングファーネスと呼ばれる電気炉が利用されている。また、ステップＳ８の鋳込みを行うには、例えば反転式加圧鋳造装置が利用される。この装置に関しては、例えば本出願人が特願平１０−３５４０６２号（特開２０００−１７６６２９号公報参照）で提案したものなどがある。
【０００８】
反転式加圧鋳造装置による鋳込み動作の概要は次の通りである。加圧鋳造装置は、その内部に坩堝とその坩堝上面開口にクルーシブルが対向するように鋳型とを配置したチャンバを備え、このチャンバは１８０°回転自在に構成されている。まず、坩堝の上面開口が上方を向く状態で坩堝内に合金のインゴットを収納し、坩堝を加熱して合金を溶融させる。その坩堝上方に８００〜９００℃程度の高温に加熱した鋳型を、クルーシブルが下方に向くように置いてチャンバを密閉し、チャンバ内を真空ポンプで減圧する。これにより、鋳型の空洞部内の圧力も下がる。そして、所定のタイミングで坩堝の開口が垂直下方を向くようにチャンバ全体を１８０°反転させる。すると、坩堝内の溶融金属は鋳型のクルーシブルに注ぎ込まれて溜まる。このとき、湯道の入口つまり湯口は塞がれるので、空洞部内は低い圧力に保たれる。その後に、真空状態を解除して圧搾空気などをチャンバ内に送給して加圧を行うと、チャンバ内と空洞内との差圧により、湯道を通して空洞部内に溶融金属が流れ込む。このようにして鋳込みが達成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような鋳造装置では、坩堝内の合金が溶融したあと、速やかに鋳込みを行う必要がある。何故なら、溶融金属のまま時間が経過すると、酸化等、変質を生じるおそれがあり、不良の原因となり易いからである。したがって、金属が溶融したならばできる限り速やかに、既に加熱されている鋳型をリングファーネスから取り出してチャンバにセットし、上述したような鋳込み動作を開始する必要がある。一方、リングファーネスにおいては、７００〜８００℃程度の温度で１時間〜数時間程度の焼成を行う必要があるため、上述のような鋳込みのタイミングから逆算してリングを炉内に収容して加熱を始める必要がある。
【００１０】
歯科技工の現場では、多数の異なった形状の補綴物を作製する必要があり、上述したような鋳造に掛かる手間は大変面倒なものであった。また、焼成温度や金属の溶融温度、焼成時間や溶融時間などは、埋没材や合金材料などによって適宜に設定する必要があり、このような設定が適正でないと補綴物は所望の仕上がりにならない。上述したように、手作業によってこれら一連の作業を行う場合、設定のミスや、作業手順のミス、或いは作業の失念などが生じ易く、補綴物に欠損が生じる等、不良の原因となることがあった。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、作業効率を大幅に改善するとともに、鋳込みに際してミスの少ない歯科技工用鋳造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係る歯科技工用鋳造装置は、
a)加熱昇華性材料から成る鋳造原型が埋没した状態のリングが載置されるリング載置台と、
b)上下動自在の昇降台、及び該昇降台が上昇した状態でその台上部を覆う焼成炉を含み、前記リングを加熱して鋳型を形成するリング焼成手段と、
c)鋳込み材料を収容した有底筒状の坩堝が載置される坩堝載置台と、
d)水平軸を中心にして回転自在の有底筒状の容器と、該容器の上面開口を閉塞する蓋体とから成るチャンバ、及び該蓋体を容器に着脱する蓋体着脱手段を含み、該容器内に前記坩堝を収納すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように前記鋳型を配し、該坩堝内で鋳込み材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に鋳込み材料を注ぎ込んで鋳込みを行う鋳造手段と、
e)前記リングを把持する把持手段を含み、前記リング載置台に載置されたリングを把持して前記リング焼成手段の昇降台上にセットする第１動作、加熱後のリングを把持して前記鋳造手段の容器内に収納された坩堝の上部に載置する第２動作、及び、鋳込み後のリングを把持してリング載置台へ戻す第３動作を実行するリング搬送手段と、
f)前記坩堝を把持する把持手段を含み、前記坩堝載置台に載置された坩堝を把持して前記鋳造手段の容器内に収納する第１動作、及び、該容器内から坩堝を取り出して坩堝載置台へ戻す第２動作を実行する坩堝搬送手段と、
g)予め定められたシーケンスに従って、所定時間に亘るリングの加熱、坩堝の加熱、及び鋳込み動作を実行するように、前記リング焼成手段、鋳造手段、リング搬送手段及び坩堝搬送手段をそれぞれ制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態、及び効果】
本発明に係る歯科技工用鋳造装置を使用するに際し、作業者は、円筒形状の金属製リングの内側に加熱昇華性材料（例えばワックス）から成る鋳造原型が埋没した状態にあるリングをリング載置台上に載置するとともに、鋳込み材料（例えば所定の合金インゴット）を収容した坩堝を坩堝載置台に載置する。
【００１４】
自動鋳造動作が開始されると、制御手段による制御の下に、まず、リング搬送手段はリング載置台上に置かれたリングを把持し、これをリング焼成手段の昇降台上に移送する。すると、昇降台は上昇しリングは焼成炉内に収納され、所定時間加熱されることによって加熱昇華性材料が焼却されるとともに埋没材が焼成され、鋳造原型に相当する個所が空洞となった鋳型が完成する。焼成終了時点よりも所定時間遡った時点で、坩堝搬送手段は、坩堝載置台に置かれた坩堝を把持し、これを鋳造手段の容器内に収納する。容器内は所定温度に加熱され、坩堝内の鋳込み材料は溶融する。
【００１５】
鋳込み材料が完全に溶融した時点でリングの焼成も終了しているから、リング搬送手段は、鋳型が形成されたリングをリング焼成手段から容器内の坩堝の上方に移送する。リングがセットされると、蓋体着脱手段により蓋体が閉鎖され、チャンバは密閉される。そのあと、チャンバは水平軸を中心に倒立状態まで反転され、これにより溶融した鋳込み材料は鋳型に流れ込む。この鋳込みの際には、反転前にチャンバ内の空気を吸引して空洞内を真空状態としておき、反転後に加圧を行うと、鋳込み材料が円滑に空洞内に流れ込んで鋳込みがうまく行われる。空洞に流し込まれた鋳込み材料が固化すると、チャンバは元の正立状態に戻される。そして、蓋体着脱手段により蓋体が開放され、リング搬送手段及び坩堝搬送手段により、リング及び坩堝がそれぞれリング載置台及び坩堝載置台へと移送される。
【００１６】
このように、本発明に係る歯科技工用鋳造装置によれば、埋没材が固化してクルーシブルフォーマを除去したあとのリングと、鋳込み材料である合金インゴットを収容した坩堝とを装置の所定位置に装填しさえすれば、リングの焼成から鋳込み終了までの一連の作業が自動的に遂行され、従来の装置のように作業者がリングを焼成炉から取り出して鋳造装置にセットするといった面倒な作業が全く不要になる。したがって、作業者の負担は大幅に軽減され、作業効率が改善できる。また、作業者の操作ミスや作業ミスによる不良品の発生を大幅に減少させることができる。
【００１７】
この歯科技工用鋳造装置の一実施形態として、例えば、リング搬送手段及び坩堝搬送手段は共に、先端に把持用のグリッパを備えたアームと、アームを垂直軸を中心に旋回させる旋回手段と、アームを上下動させる昇降手段と、アームを直線的に水平方向に移動させる移動手段とを備え、両搬送手段の移動手段は両アームを共通のガイドに沿って移動する構成とすることができる。この構成では、リング載置台とリング焼成手段とを前記ガイドを挟んで互いに反対側に配置するとともに、坩堝載置台と鋳造手段とを該ガイドを挟んで互いに反対側に配置するとよい。この構成によれば、ガイドを挟んで両側にバランスよく各手段が配置されるので、平面的なスペースが有効に活用できる。
【００１８】
また、本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、前記鋳造手段の構成要素である蓋体着脱手段は蓋体を略垂直方向に着脱する手段であって、チャンバが反転した際に蓋体の脱落を防止するために、容器の上縁部に回動可能に設けられ、その周囲の少なくとも一部に歯を形成するとともに内側に突出してツメを有する環状体と、該環状体の歯と噛合するように前記水平軸の周囲に所定角度間隔で設けられた突部と、蓋体にあってチャンバが正立状態にあるときに前記ツメに対応する位置となる欠落部と、を含む蓋体固定手段を備える構成とすることができる。
【００１９】
この構成では、チャンバが正立状態にあるときには、蓋体脱着手段により蓋体が略垂直方向に降下されたとき、欠落部をツメが通過するため、蓋体はツメに当接せずに容器と密着する。鋳込みに際して、チャンバが倒立位置まで回転されるに伴い、突部と歯との噛合により環状体が回転し、ツメが欠落部を外れて蓋体を締結する。したがって、この構成によれば、電気的或いはその他の駆動源を必要とすることなく、蓋体を確実に閉鎖状態でロックすることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明に係る歯科技工用鋳造装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実施例による歯科技工用鋳造装置１の要部の正面外観図、図２は上面外観図である。
【００２１】
まず、本鋳造装置１の概略構成を説明する。本鋳造装置１は、筐体２上面のテーブル３上に、最大５個までのリングＡをセット可能なリング載置台Ｃと、同じく最大５個までの坩堝Ｂを収容可能な坩堝載置台Ｄと、リングＡの把持・搬送を行うリング搬送部Ｅと、坩堝Ｂの把持・搬送を行う坩堝搬送部Ｆと、最大２個のリングＡを同時に且つ独立に温度制御可能に加熱するリング焼成部Ｇと、坩堝Ｂを加熱して該坩堝Ｂに収容されている合金を溶解するとともに、焼成されて鋳型が形成されたリングＡに鋳込みを行う鋳造部Ｈと、を備えている。また、筐体２の内部には、上記各部の機械的及び電気的動作を制御するための制御回路や、圧搾空気供給・遮断機構などを備えている。更にまた、筐体２の前面上部には、作業者が各種設定や指示を行うための操作パネル４が設けられている。
【００２２】
なお、以下の説明では、上述したように埋没材が固化してクルーシブルフォーマを除去したあとの状態、及びこれを焼成してワックスを焼却したあとの状態を共にリングと呼ぶこととするが、図中では、焼成する前の状態をリングＡ１、焼成したあとの状態をリングＡ２として、符号を使い分ける。また、坩堝Ｂについても、固体である合金インゴットが収容された状態を坩堝Ｂ１、加熱により合金が溶融した状態を坩堝Ｂ２として、符号を使い分けるものとする。
【００２３】
上記各部の構成の詳細及び動作について、図１、図２に加え、各部を部分的に詳細に記載した図３〜図１６を参照して説明する。
【００２４】
（１）リング載置台Ｃ
図３はリング載置台Ｃの一部の詳細構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。後述するリング搬送部Ｅのグリッパ２６による把持動作を確実に行うためには、所定位置にリングが置かれている必要がある。そこで、周囲からやや低くなった円形状の台座部１０には、放射状に４個の長形状孔１１が設けられており、その長形状孔１１の開口には下方からそれぞれピン１２が立設している。この４本のピン１２は、図示しないエアシリンダを利用した駆動機構により、径方向に連動して移動可能となっている。
【００２５】
初期状態、つまりリングが置かれていない状態では、図３（ａ）、（ｂ）中の右側に示すように、各ピン１２は長形状孔１１の外周側に位置している。作業者により台座部１０上にリングが置かれ、センタリング動作が行われるとき、エアシリンダにより４本のピン１２はほぼ同時に中央側（方向Ｍ１）に移動する。これにより、始めに図３（ａ）中の左側の位置Ａ０にリングが在ったとしても、ピン１２に押されてほぼ中央に位置が修正される。なお、リングの寸法は予め決まっており、リングが台座部１０上に存在する場合には、各ピン１２が最内周位置まで到達することはあり得ない。そこで、各ピン１２が最内周位置まで到達したことを検知する検知機構を設け、該検知出力が得られた場合にはその台座部１０にはリングが載置されていないと判断するようにしている。
【００２６】
（２）坩堝載置台Ｄ
坩堝載置台Ｄには、図２に示すように、坩堝Ｂを起立状態で保持するための保持孔１３が穿孔されている。
【００２７】
（３）リング搬送部Ｅ
リング搬送部Ｅの構成は、図１、図２及び図４に示す通りである。図４は、図１を左方向から見た状態の要部の図である。リング搬送部Ｅは、リング載置台Ｃの上からリングＡを１個ずつ挟持してリング焼成部Ｇの昇降台４４、４５上に置く動作、焼成の終了したリングを該昇降台４４、４５上から挟持して鋳造部Ｈのチャンバ容器５０内に載置する動作、及び、鋳造部Ｈにあって鋳込みが終了したあとのリングをチャンバ容器５０内から取り出してリング載置台Ｃ上に戻す動作、を行うものである。
【００２８】
上記動作を達成するために、リング搬送部Ｅはアーム機構２０を備える。アーム機構２０は、互いに平行で水平に架設された２本のガイド２７を貫通し、このガイド２７に沿ってスライド移動自在のベース２１と、該ベース２１を垂直方向に貫通して伸縮自在の２本の脚部２２と、該脚部２２の上端に固定された支持台２３と、該支持台２３から垂直上方に延伸して回転自在の主軸２４と、該主軸２４の上端に固定されたアーム２５と、該アーム２５の先端にあって互いに対向しアーム２５の延伸方向に互いに近づく又は遠ざかるように移動自在の１対（４本）のグリッパ２６と、から成る。１対のグリッパ２６は、互いに近接するように移動した際にリングの外周壁を挟持することができる。ベース２１はモータ２９により巻回されるチェーンベルト２８に固定されており、モータ２９の回転動作に応じてガイド２７に沿ってスライド移動するように構成されている。
【００２９】
（４）坩堝搬送部Ｆ
坩堝搬送部Ｆの構成は、図１、図２及び図６に示す通りである。図６は、図１を右方向から見た状態の要部の図である。坩堝搬送部Ｆは、坩堝載置台Ｄの上から坩堝Ｂを１個ずつ把持して鋳造部Ｈのチャンバ容器５０内部に収容する動作、及び、鋳込みが終了したあとの坩堝をチャンバ容器５０内から取り出して元の坩堝載置台Ｄ上に戻す動作、を行うものである。
【００３０】
この坩堝搬送部Ｆのアーム機構３０は、上述したリング搬送部Ｅのアーム機構２０とほぼ同様の構成を有し、ベース３１、２本の脚部３２、支持台３３、主軸３４、アーム３５、及び１対（４本）のグリッパ３６を備える。ベース３１はモータ３８により巻回されるチェーンベルト３７に固定されており、モータ３８の回転動作に応じてガイド２７に沿ってスライド移動するようになっている。すなわち、両アーム機構２０、３０は，同一軸つまりガイド２７に沿って、それぞれ独立にスライド移動するように構成されている。このアーム機構３０のグリッパ３６は坩堝Ｂを把持するが、リング搬送部Ｅのグリッパ２６とは異なり、坩堝Ｂの上面開口内側に挿入されたグリッパ３６が互いに遠ざかる方向に移動して、坩堝Ｂの内壁面を押し広げるようにして保持するようになっている。
【００３１】
なお、アーム機構２０、３０のスライド移動はモータ２９、３８の回転駆動力により達成されるが、アーム機構２０、３０における脚部２２、３２の伸縮によるアーム２５、３５の上下動、主軸２４、３４の回転によるアーム２５、３５の旋回、及び、グリッパ２６、３６の把持・解放動作は、何れも空気圧を利用したエアモータ又はエアシリンダにより達成される。勿論、本発明はこれに限るものではなく、電気駆動力など他の駆動力を利用した機構を用いてもよい。
【００３２】
（５）リング焼成部Ｇ
リング焼成部Ｇの構成は、図１、図２及び図５に示す通りである。支柱４３の上部には、ガイド２７の延伸方向に並んで２個の焼成炉４１、４２が設けられており、各焼成炉４１、４２の下方には支柱４３に沿って上下方向にスライド移動する昇降台４４、４５が設けられている。（但し、図５では昇降台４５は昇降台４４の後方に隠れて見えない。）昇降台４４、４５が最高位置まで上昇したとき、該昇降台４４、４５により焼成炉４１、４２の下側開口は閉塞され、炉内は略密閉される。
【００３３】
（６）鋳造部Ｈ
鋳造部Ｈの構成は、図１、図２、図８、図９及び図１５に示す通りである。図８及び図９は本装置１の要部の正面図、図１５はチャンバの略縦断面図である。
【００３４】
鋳造炉を形成するチャンバは、有底円筒形状の容器５０と、該容器５０の上面開口を閉塞し且つ完全に分離可能な蓋体６０とから成る。容器５０の上端外側には、容器５０と僅かな間隙を有して容器５０の周囲に回転自在の環状体５１が設けられている。容器５０の内部には、断熱材から成る支持基体５２が配設されており、その中央の略円柱形状に窪んだ凹部５３の内周面にはヒータ５４が周設されている。更に、ヒータ５４の内側には、有底円筒形状のセラミック製の坩堝レトルト５５が嵌挿されており、坩堝はその坩堝レトルト５５の内側に着脱自在に遊嵌されるようになっている。坩堝レトルト５５の上端は外側に突出したフランジを形成しており、そのフランジを押さえ付るように耐火材から成る上部支持体５６が設けられている。これにより、チャンバの倒立時にも坩堝レトルト５５は凹部５３から抜け落ちない。
【００３５】
容器５０の側面には水平に延伸する回転軸５７が固着されており、この回転軸５７はモータ５８の回転駆動力により回転するように構成されている。また、回転軸５７は容器５０内に通じる中空体であり、チャンバ内部と図示しない真空ポンプやガス導入弁とを連通する給排気路５９として機能する。
【００３６】
蓋体６０内側の天面にはコイルばね等から成る押圧部６１が設けられており、円錐形状のクルーシブル８１を下向きにした状態で装着されたリングＡ２の上端面を押圧部６１でもって押圧することにより、上部支持体５６上面とリングＡ２の下面との密着性を向上させるようにしている。
【００３７】
蓋体６０は、支柱６３に沿って上下方向にスライド移動する蓋体昇降部６４に着脱自在になっている。すなわち、蓋体６０の上面には垂直上方に突出して２本の傘状のツメ６２が設けられる一方、蓋体昇降部６４の下面にはこのツメ６２が挿入される孔６５が設けられ、その孔６５に挿入されたツメ６２と係合可能な係合板６６が進退自在に設けられている。係合板６６は、図示しないエアシリンダにより水平方向に移動自在であって、ツメ６２が孔６５に充分に挿入された状態で係合板６６が進出すると、係合板６６がツメ６２に係合して蓋体６０は蓋体昇降部６４に懸吊される。また、係合板６６が後退するとツメ６２との係合が解除され、蓋体６０は蓋体昇降部６４から離脱可能となる。
【００３８】
図９に実線で示す状態は、蓋体６０が容器５０の上部に乗った状態である。チャンバは鋳造動作に際して回転軸５７を中心に倒立位置まで回転されるが、その際に蓋体６０が落下しないようにする必要がある。そこで、この装置では次のような蓋体ロック機構を設けている。このロック機構の構成と動作を、図１０〜図１４により説明する。図１０〜図１３は何れも（ａ）がチャンバ上面図、（ｂ）が側面図である。
【００３９】
環状体５１の周囲の所定角度範囲には、図１０（ａ）に示すように歯５１１が形成されている。また、その内周には互いに１８０°対向する位置に円柱形状の突起５１２が設けられている。一方、蓋体６０にあって、外周側に広がる周縁部６０１の縁部には１８０°対向して二個所に切欠６０２が形成されるとともに、その上面に周方向に一方が傾斜状になった凸部６０３（図１４（ｄ）参照）が形成されている。更に、テーブル３に固定された、モータ５８など収容するケース５の前面壁６７には、回転軸５７の周囲に、環状体５１の歯５１１に歯合する複数のピン６８が突設されている。
【００４０】
すなわち、図１０に示すようにチャンバが正立状態にあるときには、切欠６０２と突起５１２との角度位置は一致しており、図１４（ａ）に示すように降下する蓋体６０の周縁部６０１は突起５１２に接触することなく、容器５０に接触する位置まで降下する（図１４（ｂ）参照）。この正立位置から図１１、図１２中の矢印Ｍ９の方向にチャンバが回転されると、ピン６８に歯合する歯５１１はピン６８より力を受け、環状体５１は矢印Ｍ１０の方向に回転する。このとき蓋体６０は容器５０に吸着されているため、環状体５１は蓋体６０に対しても回転する。したがって、突起５１２は切欠６０２の位置から外れ、凸部６０３に近付く方向に摺動する。図１４（ｄ）はこの状態を模式的に示した図である。
【００４１】
更にチャンバが回転し、これに伴い環状体５１が回転すると、図１４（ｅ）に示すように、突起５１２は凸部６０３の傾斜面６０４に乗り上げ、凸部６０３上を摺動する。これにより、図１４（ｃ）に示すように、蓋体６０は突起５１２により押し込まれ、容器５０との密着性が増す。また、図１３に示すように突起５１２は、切欠６０２の位置から外れており、しかも凸部６０３との摩擦は大きいから、チャンバが倒立しても蓋体６０は脱落したりずれたりすることなく、容器５０との高い密着性が維持される。
【００４２】
このように、本鋳造装置１では、モータ等の駆動源を用いることなく、チャンバの回転位置に応じて機械的に蓋体６０を締め付けて、その脱落を防止することができる。なお、このように蓋体６０を固定した状態では、チャンバ内部は気密に保たれ、１ＭＰａ（大気圧を０ＭＰａとしたときの相対圧値）以上の内部圧力に耐え得る構造となっている。
【００４３】
図１０に示すようにチャンバが垂直に正立していれば、蓋体６０の切欠６０２は突起５１２の位置と一致している筈であり、上述したように垂直上方から容器５０に対する蓋体６０の着脱が行えるようになっている。しかしながら、チャンバが僅かでも傾いていると、蓋体６０の周縁部６０１が突起５１２に当たって、蓋体６０の着脱に支障をきたす。そこで、本装置１では、チャンバの位置ずれ（正立位置からの傾き）を修正するとともに、正立位置を維持するための位置決め機構を設けている。
【００４４】
図１６はこの位置決め機構を示す略図であり、チャンバを上方から見た状態である。図１６に示すように、ケース５の前面壁６７には前方に進出・後退自在の突出棒６９が設けられ、一方、容器５０の環状体５１にはこれを受ける凹部５１３が形成されている。図１６（ａ）は容器５０が軸の周囲に僅かに傾いた状態を示しており、少なくとも蓋体６０の着脱を行うときには、突出棒６９が凹部５１３の奥まで嵌り込むように進出させることにより、図１６（ｂ）に示すように容器５０の傾きが修正され、所望の正立姿勢を維持することができる。
【００４５】
次に、上記構成を有する本鋳造装置１の動作を作業順序に従って説明する。
リング載置台Ｃに載置されるリングＡ１は、例えば図１９に示したステップＳ１〜Ｓ６の作業により作製されたものであり、リング載置台ＣにはこのリングＡ１を最大５個まで載置し得る。また、このリングＡ１に対応した鋳込み材料（金属のインゴット）を収納した坩堝Ｂ１をリングＡ１と同じ数だけ載置する。ただし、この作業は同時である必要はなく、後述のようにそれぞれが必要となる時点までにセットされればよい。なお、以下の説明では、２個の鋳造を行う場合について述べる。図１７はこの場合の制御シーケンスの一例であり、図１８は図１７中の鋳込み工程に関する詳細な制御シーケンスである。
【００４６】
作業者は動作開始の指示に先立って、操作パネル４より各種の鋳造条件を設定する。この装置では、歯科技工で使用される一般的な埋没材の材料や鋳込み材料などに適した温度プロファイル等の条件が予め組み込まれており、作業者はその材料の名称などを選択するだけで、適切な鋳造条件が設定されるようになっている。また、作業者自身が細かい鋳造条件を入力することもできるし、このような入力した条件を記憶させておき、次回以降の鋳造の際に利用することもできる。
【００４７】
作業者によるスイッチ操作に応じて、制御回路が動作開始の指示を受けると、１個目のリングの搬送動作を実行する。まず、図３に示したように、第１位置の台座１０のピン１２が内周側にスライド移動するように駆動され、これにより、リングＡ１の載置位置が中央に修正される。
【００４８】
そのあと、モータ２９が駆動されてチェーンベルト２８が巻回され、リング搬送部Ｅのアーム機構２０が所定位置までスライド移動する。なお、アーム機構２０の初期位置としては例えば図１及び図２で最も左側の位置、アーム機構３０の初期位置としては例えば図１及び図２で最も右側の位置としておくとよい。このときアーム機構２０のグリッパ２６は最も開いた状態となっており、グリッパ２６がリングＡ１の上方にくるようにアーム２５が回転したあと所定高さまで下降し、そのあと、図４中の矢印Ｍ２方向にグリッパ２６の間隔が狭まってリングＡ１を挟持する。更に、脚部２２が図４中の矢印Ｍ４方向に伸張することによりアーム２５は上昇し、主軸２４を中心に約１８０°旋回し（図４中の矢印Ｍ３方向）、必要に応じて所定位置までスライド移動して、最下位置まで下降しているリング焼成部Ｇの昇降台４４上にリングＡ１を載置する。そして、アーム２５は旋回して昇降台４４上から退避する。
【００４９】
図５中の実線位置のように昇降台４４上にリングＡ１が載置された状態から、昇降台４４は上昇し（図５中の矢印Ｍ５方向）、リングＡ１を焼成炉４１の内部に収納するとともに、その下面開口を閉塞する。そのあと、焼成炉４１のヒータ（図示せず）に通電が開始され、温度は所定の温度プロファイルに従って上昇される。具体的には、図１７（ｃ）に示すように、約２時間かけて７００〜９００℃まで段階的に昇温される。
【００５０】
リング搬送部Ｅは、上述したように１個目のリングＡ１を焼成炉４４に収容したあと暫く待機するが、所定時間が経過すると再び動作を開始し、上述した動作と同様に、２個目のリングＡ１を第２焼成炉４２に収容する。第２焼成炉４２は、リングＡ１が収容されたあと、第１焼成炉４１と同様の温度プロファイルで加熱される（但し、これは両者の焼成条件が同一である場合であって、例えば埋没材の材料が相違する場合には、それぞれに適した温度プロファイルが設定される）。
【００５１】
上記焼成により、リングＡ１内の埋没材中に埋没しているワックスが焼却され、鋳造原型に対応した空洞ができあがり鋳型となる。リングＡ２は、図１５に示したように側周を円筒形状の金属製リング８０で覆われており、その内部にはクルーシブル８１の頂点に開口した湯口８２に連通する湯道８３と、鋳型原型に対応した空洞部８４とが形成されている。
【００５２】
上述したように焼成炉４４でリングが焼成されている間に、坩堝搬送部Ｆにより、次に鋳込みが実行される対象の坩堝Ｂ１が鋳造部Ｆの容器５０内に収容される。すなわち、モータ３８が駆動されてチェーンベルト３７が巻回され、アーム機構３０は所定位置までスライド移動する。そして、アーム３５が回転したあと、グリッパ３６の下端部が坩堝載置台Ｄの坩堝Ｂ１の内側に挿入される高さまで下降し、そのあと、グリッパ３６の間隔が広がって坩堝Ｂ１を保持する。脚部３２が伸長することにより（矢印Ｍ６の方向）アーム３５は上昇し、１８０°旋回し（図６中の矢印Ｍ７の方向）、必要に応じて所定位置までスライド移動して、チャンバの容器５０の坩堝レトルト５５内に該坩堝Ｂ１を収容する（図６参照）。
【００５３】
図１７（ｆ）に示すように、チャンバのヒータ５４には動作開始時点から加熱電流が供給され、坩堝Ｂ１が容器５０内に収容される時点では所定温度に安定して維持されるようにしている。坩堝Ｂ１が容器５０内に収容されると、ヒータ５４への加熱電流は増加され、金属が充分に溶解する温度（貴金属では１０００℃程度、非貴金属では１４００℃程度）まで上昇され、所定時間その温度が維持される。この間に、坩堝内でインゴットは溶解して液化する。なお、アーム機構３０は坩堝Ｂ１を搬送したあと、初期位置まで戻って待機する。
【００５４】
所定時間が経過して金属インゴットが充分に熔解して鋳込みに最適な状態になると、リングＡ２がリング焼成部Ｇから鋳造部Ｈへと搬送される。すなわち、リング焼成部Ｇの昇降台４４がリングＡ２を上に載置したまま最下位置まで下降する。アーム機構２０はこのリングＡ２を挟持し、スライド移動して容器５０の坩堝Ｂ２の上に載置する（図７参照）。アーム２５が回転して容器５０の上方から退避すると、蓋体昇降部６４が蓋体６０を保持したまま下降し、蓋体６０が容器部５０の上に乗った位置で降下は停止する（図８参照）。
【００５５】
次いで、図示しないガス導入弁が閉鎖されるとともに真空ポンプが作動される。これにより、チャンバ内部の空気は給排気路５９を介して外部へ排出される（図１８（ｂ）参照）。チャンバ内の真空度が高まるに伴い、蓋体６０は容器５０に吸着して密閉度が高まる。このとき、リングＡ２は押圧部６１により下方に付勢されており、図１５に示すように、リングＡ２の湯口８２と坩堝Ｂ２の開口面とは対向した状態となる。この真空吸引期間中も坩堝Ｂ２の温度は先の溶融温度に維持される。図示しない圧力センサによりチャンバ内の圧力はモニタされ、この圧力が所定値（例えば−０．１ＭＰａ）に達すると、蓋体昇降部６４にあっては、係合板６６が後退してツメ６２との係合が解除される。そのあと、蓋体昇降部６４は上昇し、蓋体６０は容器５０の上面開口を閉塞した状態で残される（図９参照）。
【００５６】
引き続いて、制御回路の指示によりモータ５８は駆動され、チャンバは正立位置から正転方向に約１８０°回転される（図１８（ｃ）参照）。このチャンバの回転に伴い、上述したように環状体５１は徐々に回転し、倒立位置に達したときに蓋体６０は完全にロックされる。チャンバ内が真空になっていることによって蓋体６０は容器５０に強く吸着されているので、回転途中の非ロック状態のときでも、蓋体６０が落下したりずれたりすることはない。
【００５７】
坩堝Ｂ１内の溶融金属の流動性が高い場合には、チャンバが或る程度傾くと、傾斜した坩堝Ｂ１から流れ出した溶融金属がリングＡ１のクルーシブル８１の中に注がれ始める。チャンバが倒立位置に到達したあと、又はその手前の適宜の時点で、真空ポンプの動作を停止するとともにガス導入弁を開放させて加圧を開始する（図１８（ｄ）参照）。すると、給排気路５９を介してチャンバ内部へと圧搾空気（又は不活性ガス）が急速に流入し、坩堝Ｂ２の開口端面とリングＡ２との間隙を介してクルーシブル８１内側に空気が流れ込む。すなわち、坩堝Ｂ２から流れ出た溶融金属がクルーシブル８１の中に流れ込んで湯口８２を完全に閉塞した直後に、空気による圧力がその上面に加わる。ガス導入の直前までチャンバ内部は真空雰囲気に維持されるため、溶融金属で閉塞された湯道８３及び空洞部８４内部は真空状態となっており、上面側の空気圧との差圧により湯口８２付近の溶融金属は湯道８３を通って空洞部８４へと押し込まれる。また、このとき加圧によって蓋体６０は外側に強く押されるが、その加圧の前に蓋体６０はロックされているので蓋体６０が脱落することはない。
【００５８】
チャンバが倒立位置に達すると、制御回路の指示によりモータ５８は停止され、それから所定時間経過後にヒータ５４への通電も停止される。ヒータ５４への通電が停止されると、チャンバ内部は自然冷却され、リングＡ２の空洞部８４内に充填された溶融金属は固化し始める（図１８（ａ）参照）。所定時間、加圧を継続して溶解金属がほぼ固化したあと、再びガス導入弁を閉鎖して真空ポンプを動作させる。これにより、蓋体６０が容器部５０に吸着するようにする。そして、制御回路の指示によりモータ５８は再び駆動され、先の正転方向とは逆方向にチャンバを倒立位置から正立位置まで回転させる。この回転途中で蓋体６０のロックは解除されるが、チャンバ内は真空状態になっており蓋体６０は容器５０に吸着しているので、蓋体６０が落下したりずれたりすることはない。
【００５９】
チャンバが正立位置に達すると、モータ５８は停止される。そのあと蓋体昇降部６４は、蓋体６０のツメ６２が孔６５に挿入される（つまり容器部５０上の蓋体６０を軽く押さえる）位置にまで降下して停止する。そして、真空ポンプの動作が停止されることにより、チャンバ内には徐々に空気が流入して真空状態が解除され、外気圧との差が縮小する。圧力差が充分に小さくなった後、蓋体昇降部６４内の係合板６６がツメ６２と係合した状態で、蓋体昇降部６４は蓋体６０を懸吊したまま上昇し、蓋体６０を開放する。そのあと、アーム機構２０が動作して鋳込みの終了したリングを挟持してリング載置台Ｃの所定位置へと搬送する。次いで、アーム機構３０が動作して、坩堝を容器５０内から取り出して坩堝載置台Ｄへと戻す。
【００６０】
引き続いて、既に焼成炉４５に収容されている２個目のリングに対する鋳造を実行する。すなわち、アーム機構３０は２番目の坩堝Ｂ１を坩堝載置台Ｄから把持して容器５０内に収容する。そして、容器５０内で坩堝内の金属インゴットが充分に溶解したあとに、アーム機構２０はリングＡ２を焼成炉４５から搬送してきて坩堝Ｂ２の上部に載置する。そして、上述した１個目のリングの鋳込みと同様の手順に従って、２個目のリングに鋳込みを行う。
【００６１】
本鋳造装置１において３〜５個のリングの鋳造を行う場合でも、基本的には上述したのと同様の動作により行うことができる。図１７を見れば明らかなように、一連の工程の中で最も時間を要するのはリングの焼成である。したがって、各焼成炉４４、４５でのリングの焼成がほぼ切れ目なく行われるように制御シーケンスを組んでおけば、最も効率的に（つまり最短の時間で）５個のリングの鋳造を達成することができる。
【００６２】
その後、作業者はリング載置台Ｃに置かれたリングが冷えるのを待って、金属製リング８０から鋳型を引き抜き、埋没材を粉砕して、鋳込まれた金属つまり補綴物を取り出す。
【００６３】
なお、上記実施例は本発明の一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜修正や変更を行うことができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である歯科技工用鋳造装置の要部の正面外観図。
【図２】  本実施例による歯科技工用鋳造装置１の要部の上面外観図。
【図３】  リング載置台Ｃの一部の詳細構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図。
【図４】  図１を左方向から見た状態でのリング搬送部Ｅ及びリング焼成部Ｆの構成図。
【図５】  図１を左方向から見た状態でのリング焼成部Ｆの構成図。
【図６】  図１を右方向から見た状態での坩堝搬送部Ｆ及び鋳造部Ｈの構成図。
【図７】  図１を右方向から見た状態でのリング搬送部Ｅ及び鋳造部Ｈの構成図。
【図８】  図１を右方向から見た状態での鋳造部Ｈの構成図。
【図９】  図１を右方向から見た状態での鋳造部Ｈの構成図。
【図１０】  鋳造部Ｈのチャンバを蓋体の上方から見た図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図１１】  鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図１２】  鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図１３】  鋳造部Ｈのチャンバを蓋体側から見た図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図１４】  チャンバの蓋体をロックする際の動作を示す略断面図。
【図１５】  チャンバの略縦断面図。
【図１６】  チャンバの位置ずれ修正機構の動作を示す図。
【図１７】  本実施例の歯科技工用鋳造装置の制御シーケンス図。
【図１８】  本実施例の歯科技工用鋳造装置の制御シーケンス図。
【図１９】  ロストワックス法による歯科鋳造の工程手順を示すフローチャート。
【図２０】  一般的なクルーシブルフォーマに鋳造原型を植立した状態を示す外観図。
【符号の説明】
Ａ、Ａ１、Ａ２…リング
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２…坩堝
Ｃ…リング載置台
Ｄ…坩堝載置台
Ｅ…リング搬送部
Ｆ…坩堝搬送部
Ｇ…リング焼成部
Ｈ…鋳造部
１０…台座部
１１…長形状孔
１２…ピン
２０、３０…アーム機構
２１、３１…ベース
２２、３２…脚部
２３、３３…支持台
２４、３４…主軸
２５、３５…アーム
２６、３６…グリッパ
２７…ガイド
２８、３７…チェーンベルト
２９、３８…モータ
４１、４２…焼成炉
４３…支柱
４４、４５…昇降台
５０…容器
５１…環状体
５１１…歯
５１２…突起
５５…坩堝レトルト
５６…上部支持体
５７…回転軸
５８…モータ
５９…給排気路
６０…蓋体
６０１…周縁部
６０２…切欠
６０３…凸部
６０４…傾斜部
６１…押圧部
６２…ツメ
６３…支柱
６４…蓋体昇降部
６５…孔
６６…係合板
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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