JP2011512262A - コンピュータ制御マシニングセンタのｃａｄ／ｃａｍ削出具 - Google Patents

Abstract

本発明は、歯科技工で使用されるツールを作製するためのコンピュータ制御マシニングセンタ（１）、特にＣＡＤ／ＣＡＭ削出具のクランプ具（２）に関する。クランプ具（２）は、移動式に支持されている保持具（３）を有しており、その上で、形削り用ブランク（７）を受領するキャリアプレート（４）が支持されている。キャリアプレート（４）は、少なくとも１本の貫通孔（５）を有しており、その中にブランク（７）が、キャリアプレート（４）の主面に平行な回転軸（ａ、ｂ）で回転するように挿入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ制御された切削工作機のためのクランプ具、特に、形削り用ブランク（以降、単に「ブランク」という。）を搭載するキャリアプレートがその上で支持されている移動式保持具を有した歯科技工用工作物を製造するＣＡＤ／ＣＡＭ削出具のためのクランプ具に関する。

歯科技工用工作物を製造する従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいては、まず、歯基底部（残根）の模型が立体的に計測され、製作する工作物の構造がコンピュータによって計算される。このコンピュータデータに基づき、切削工作機用の削出プログラムが計算される。この切削工作機は、ブランクから所望の構造を削り出す。このブランクは、十分に焼き固められた材料よりも大幅に軟質である事前焼固処理された酸化ジルコニウムを含有する。このように作製された歯科技工用工作物には最終焼固処理が施される。

セラミック工作物を削り出す従来の切削工作機は、従来型の３軸削出工作機を基礎としており、歯科技工用工作物に関して要求されるような自由形状表面工作の需要には必ずしも適していない。従って、従来の削出システムにおいては、とりわけ裏面の工作のためには工作物は、そのクランプ状態を変更せねばならず、従って工作精度に影響を及ぼしていた。

よって、本発明の目的は、歯科技工用工作物の正確および簡単で、しかも安価な作製を可能にする、上述のコンピュータ制御切削工作機を提供することにある。

キャリアプレートの主面に対して実質的に平行である少なくとも１本の回転軸の周囲でブランクが回動可能に設置されるよう、キャリアプレートに少なくとも１つの貫通孔を提供し、その中にブランクを挿入することで本発明の目的は達成される。

本発明の別の実施態様によれば、キャリアプレートの主面に対して実質的に平行である２本の回転軸をブランクが回転できるように設置されるよう、キャリアプレートに少なくとも１つの貫通孔を設け、その中にブランクを挿入する。これら２本の回転軸は好適には直交する。

自由形状表面工作のために必要とされる５本の移動／回転軸のうちの２軸は、ブランクの回転／回動用である。

本発明の一好適実施態様では、キャリアプレートは、その主面に対して実質的に平行である回転軸で回転する移動可能に支持された保持具にて支持されている。少なくとも１つの貫通孔内にて回転するように設置されているブランクの回転軸は、好適にはキャリアプレートの回転軸と直交する。この構成によって高度な安定性が得られる。キャリアプレートは、キャリアプレートの搭載に直接的に作用する駆動モータによって簡単に設置できる。

別の実施態様による貫通孔にブランクを固定する簡単な方法は、円盤形状である保持要素によってブランクを少なくとも１つの貫通孔内に保持することである。ブランクは、好適には接着剤により円盤形状保持要素の貫通孔内に接着することで簡単および確実に固定される。

本発明の別の好適実施態様によれば、少なくとも１つの貫通孔内でブランクを回転可能に設置することは、ブランクを固定するクランプ構造物を利用することで可能である。このクランプ構造物は、キャリアプレートの主面に対して平行である少なくとも１本の回転軸で回転するようにキャリアプレート上に設置されている。ブランクの確実な保持は、クランプ構造物を環状としてブランクを少なくとも部分的に取り囲ませ、ブランクを円盤形状保持要素によってクランプ構造物内に設置することで可能である。

円盤形状保持要素内でのブランクの設置は、クランプ構造物に、保持要素を解放自在に固定する少なくとも１つのグリップ具を提供することで可能である。取り扱いを容易にするためには、少なくとも１つのグリップ具に、好適には締付ネジにより固定できるグリップ顎を提供する。

別の実施態様では、キャリアプレートの貫通穴内でのブランクの固定は、キャリアプレートを２部品で構成し、円盤形状保持要素を利用することで実行される。好適には環状である２部品は、同軸に配置され、直交する２本の回転軸で回転する。

本発明の特に好適な実施態様によれば、キャリアプレートは、主面に対して平行である回転軸で回転するように保持具に搭載され、好適には正確に円形である貫通孔を有している。この貫通孔には、円盤形状保持要素によってブランクを回転軸で回転するように保持する環状クランプ構造物が回転式に設置されている。この回転軸は、キャリアプレートの回転軸と直交しており、キャリアプレートの主面に対して平行に延びている。

本発明の別の実施態様では、クランプ具は、コンパクト形態であり、移動式に搭載されている保持具は、フープ（輪）形態で、好適にはＵ形状であり、２つの平行に提供されている腕部と、腕部を連結する脚部とを有している。キャリアプレートは、フープ形態の保持具の両腕部間に回転式に搭載されている。

この点に関して、フープ形態の保持具がキャリアプレートの回転角度を制限し、あるいはキャリアプレートのアバットメントとして作用するように、フープ形態の保持具の脚部までのキャリアプレートの回転軸の最大間隔が、回転軸からキャリアプレートの外側エッジまでの最大間隔よりも小さいなら、構造高を小さくすることができる。

この点に関して、キャリアプレートの回転角度が１５０°以下の回転であってもブランクの全面加工は可能である。クランプ具の小構造高およびブランクの全面加工は、キャリアプレートの回転角度が約１００°であれば達成される。

本発明は、さらに、ブランクを少なくとも１つの貫通孔内にて回転軸の周囲で２７０°以上回転するように設置させる。この点に関して、好適にはブランクは、３６０°以上回転可能である。

別の実施態様では、ブランクを全面加工し、複雑な立体形状を削り出すには、ブランクを３６０°回転できるようにし、約１００°の回転角度にて、直交するように回転式に搭載する。

本発明は、請求項１から１７のいずれかに記載されたクランプ具を有した歯科技工用工作物の作製のためのＣＡＤ／ＣＡＭ削出具にも関する。本発明による保持具の移動式搭載と、保持具の搭載具により可能とされた２本の移動軸によって、マシーンツールの搭載具は２移動軸を利用するだけで済む。

工作の種類によってマシーンツールを交換する面倒を回避するため、本発明の別の実施態様では、併置状態で平行に設置された少なくとも２体のマシーンツールのために位置決め具が利用される。マシーンツールは、移動式に搭載されており、それぞれの加工ごとに正確に１体のマシーンツールがクランプ具に対応して作業位置に移動できる。

マシーンツールの移動式搭載は、第４の移動軸を提供する。

本発明の別の実施態様による第５の移動軸は、次の構成により提供される。すなわち、位置決め具に少なくとも１体、好適には、複数体のマシーンツールを第１移動方向で移動させ、第１移動方向に直交する第２移動方向で１体のマシーンツールを移動させるアクチュエータ要素を提供する。あるいは位置決め具にそれぞれのマシーンツール用のアクチュエータ要素を提供する。

この点に関して、アクチュエータ要素にピストン−シリンダ装置が提供されていれば構造が単純化される。本発明の一好適実施態様は、空力アクチュエータ要素を利用する。本発明の実施には、油圧アクチュエータ要素であっても同様に適している。

本発明のさらなる利点と詳細は、図面で図示されている実施例を利用して以下において詳細に解説されている。

図１は本発明によるクランプ具の第一実施例の斜視図である。 図２ａは、回転式クランプ具の実施例の斜視図である。 図２ｂは、回転式クランプ具の実施例の斜視図である。 図３ａは、本発明の一実施例による切削機の斜視図である。 図３ｂは、本発明の一実施例による切削機の正面図である。 図３ｃは、本発明の一実施例による切削機の平面図である。 図４は、本発明の一実施例による位置決め具の斜視図である。

図１は、本発明の第一実施例によるクランプ具２の斜視図である。

クランプ具２は、フープ形態である保持具３によってベース部２２に移動式に搭載されている。ベース部２２は、コンピュータ制御切削機１のベースプレート１９上で、ベースプレート１９のダスト通路開口部２３が工作対象のブランク７の直下に配置されるように設置される。

ブランク７は、例えば接着剤によって円盤形状保持具８の貫通孔９内に固定されており、円盤形状保持具８によって、クランプ構造物１０内に固定される。この目的でクランプ構造物１０は、複数のグリップ具１１を有する。各グリップ具１１は、締付ネジ１２で固定されるグリップ顎１３を含んでおり、ブランク７が固定されている円盤形状保持具８をその場で固定できる。

図２ａと図２ｂで図示するように、クランプ具２のキャリアプレート４は、回転軸ａで回転するように、保持具３に搭載されている。回転軸ａから脚部１５までの間隔は、回転軸からキャリアプレート４の外側エッジまでの間隔よりも小さく、キャリアプレート４の回転角度βは、保持具３の脚部１５によって制限される。

環状のクランプ構造物１０は、回転軸ａと直角αを成す回転軸ｂの周囲で３６０°の角度λを回転するように環状キャリアプレート４の貫通孔５内に設置されている。

別の実施例では、キャリアプレートは、２体の同軸リングにより構成されている。外側リングは、保持具に回転式に搭載され、内側リングは、外側リングに回転式に搭載されている。外側リングと内側リングの回転軸は直交している。

回転軸ａ周囲のキャリアプレート４の回動または回転移動および回転軸ｂ周囲のクランプ構造物１０の回転は、図示の実施例では、駆動装置２０、２１によってコンピュータ制御される。

図３ａから図３ｃは、本発明のクランプ具２を備えた本発明のＣＡＤ／ＣＡＭ削出具１の一実施例を図示する。

マシーンツール１７の位置決め具１６は、クランプ具２から水平方向に離れたベースプレート１９上に搭載されている。マシーンツール１７は、位置決め具１６上で第１移動方向ｚに移動できるように搭載されており、適切な垂直位置に移動後は、空力ピストン−シリンダ装置により形成されている図示実施例のアクチュエータ要素１８によってクランプ具２の方向である移動方向ｙで移動し、それぞれ引き離される。

図４は、本発明の位置決め具１６の１好適実施例を図示する。

この実施例では、３体のマシーンツール１７、１７’、１７”が位置決め具１６上にて移動方向ｚで共に移動できるようにアレンジされている。位置決め具１６は、マシーンツール１７、１７’、１７”のそれぞれの空力ピストン−シリンダ装置の形態であるアクチュエータ要素１８、１８’、１８”を有する。この構成によって、従来の場合とは違って、異種の削り出し工作を実行する際にもマシーンツール１７、１７’、１７”は、交換不要であり、それぞれに必要とされるマシーンツール１７、１７’、１７”は、単にｙ方向およびｚ方向に移動するだけで作業位置に到達できる利点が提供される。

以上に説明したクランプ具と削出具は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明によるブランクが回動式に設置された貫通孔内に回動式に搭載されたキャリアプレートを有したクランプ具の多数の可能な実施態様の単なる例示であることが理解されるべきである。

Claims (23)

1. コンピュータ制御切削機用のクランプ具であって、特に歯科技工用工作物の作製のためのＣＡＤ／ＣＡＭ削出具用のクランプ具であり、移動式に搭載された保持具を備えており、該保持具上で形削り用ブランクを受領するキャリアプレートが支持されており、前記キャリアプレート（４）は、少なくとも１つの貫通孔（５）を有しており、該貫通孔内には、前記形削り用ブランク（７）が、前記キャリアプレート（７）の主面に対して平行である少なくとも１本の回転軸（ａ、ｂ）周囲を回転するように設置されていることを特徴とするクランプ具。
2. 形削り用ブランク（７）は、キャリアプレートの主面に対して平行であり、好適には９０°の角度（α）で交わる２本の回転軸で回転するように貫通孔（５）内に設置されていることを特徴とする請求項１記載のクランプ具。
3. キャリアプレート（４）は、主面に対して平行である回転軸（ａ）で回転すべく、移動式に支持されている保持具（３）により支持されており、少なくとも１つの貫通孔（５）内で回転式に設置されている形削り用ブランク（７）の回転軸（ｂ）は、前記キャリアプレート（４）の回転軸（ａ）に対して好適には９０°の角度（α）で交わることを特徴とする請求項１または２記載のクランプ具。
4. 形削り用ブランク（７）は、円盤形状保持要素（８）によって少なくとも１つの貫通孔（５）内に保持されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクランプ具。
5. 形削り用ブランク（７）は、円盤形状保持要素（８）の貫通孔（９）内に、好適には接着剤で固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクランプ具。
6. 少なくとも１つの貫通穴（５）内での形削り用ブランク（７）の回転式設置は、該形削り用ブランク（７）を固定するクランプ構造物（１０）により提供されており、該クランプ構造物（１０）は、キャリアプレート（４）の主面に対して平行である回転軸（ｂ）で回転するように該キャリアプレート上に設置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のクランプ具。
7. クランプ構造物（１０）は、環状であり、形削り用ブランク（７）の少なくとも一部を囲んでいることを特徴とする請求項６記載のクランプ具。
8. 形削り用ブランク（７）は、円盤形状保持要素（８）によってクランプ構造物（１０）内に保持されていることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載のクランプ具。
9. クランプ構造物（１０）は、保持要素（８）を解放自在に固定する少なくとも１つのグリップ具（１１）を備えていることを特徴とする請求項８記載のクランプ具。
10. 少なくとも１つのグリップ具（１１）は、好適には締付ネジ（１２）によって固定されるグリップ顎（１３）を備えていることを特徴とする請求項８または９記載のクランプ具。
11. キャリアプレート（４）は、主面に対して平行である回転軸で回転できるように保持具（３）によって支持され、正確な円形である貫通孔（５）を備えており、形削り用ブランク（７）を固定する環状クランプ構造物（１０）は、前記貫通孔（５）内で回転軸（ｂ）で回転するように円盤形状保持要素（８）によって保持され、該回転軸（ｂ）は、前記キャリアプレート（４）の回転軸（ａ）と直角（α）で交わり、該キャリアプレート（４）の主面に対して平行に延びていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のクランプ具。
12. 移動式に搭載される保持具（３）は、フープ形態であって、好適にはＵ形状であり、平行に提供されている２体の腕部（１４、１４’）と、該両腕部を連結する脚部（１５）とを有しており、キャリアプレート（４）は、前記フープ形態の保持具（３）の両腕部（１４、１４’）間で回転式に搭載されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のクランプ具。
13. フープ形態の保持具（３）の脚部（１５）とキャリアプレート（４）の回転軸（ａ）との最大間隔は、該キャリアプレート（４）の回転軸（ａ）から外側エッジへの最大距離よりも小さく、前記フープ形態の保持具（３）は、前記キャリアプレート（４）の回転角度（β）を制限し、該キャリアプレート（４）のアバットメントとして作用することを特徴とする請求項１２記載のクランプ具。
14. キャリアプレート（４）の回転角度（β）は、１５０°未満であることを特徴とする請求項１３記載のクランプ具。
15. キャリアプレート（４）の回転角度（β）は、略１００°であることを特徴とする請求項１４記載のクランプ具。
16. 形削り用ブランク（７）は、２７０°以上の角度（γ）で少なくとも１本の回転軸（ｂ）で回転できるよう、少なくとも１つの貫通孔（５）内に搭載されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載のクランプ具。
17. 形削り用ブランク（７）は、３６０°の角度（γ）で回転できることを特徴とする請求項１６記載のクランプ具。
18. 請求項１から１７のいずれかに記載のクランプ具を備えていることを特徴とする歯科技工用工作物を作製するＣＡＤ／ＣＡＭ削出具。
19. 平行状態で併置された少なくとも２体のマシーンツール（１７、１７’、１７”）のための位置決め具（１６）を備えていることを特徴とし、それぞれの場合に、前記マシーンツール（１７、１７’、１７”）のうちの１体がクランプ具（２）と対応した作業位置に正確に移動できることを特徴とする請求項１８記載の削出具。
20. 少なくとも１体で、好適には複数体であるマシーンツール（１７、１７’、１７”）は、第１移動方向（ｚ）に移動できるよう位置決め具（１６）に搭載されており、該位置決め具（１６）は、マシーンツール（１７、１７’、１７”）のうちの１体を第２移動方向（ｙ）に移動させるアクチュエータ要素（１８、１８’、１８”）を有しており、該第２移動方向（ｙ）は、前記第１移動方向（ｚ）と直交することを特徴とする請求項１９記載の削出具。
21. 位置決め具は、それぞれのマシーンツール（１７、１７’、１７”）のためのアクチュエータ要素（１８、１８’、１８”）を有していることを特徴とする請求項２０記載の削出具。
22. アクチュエータ要素は、ピストン−シリンダ装置であることを特徴とする請求項２０または２１記載の削出具。
23. アクチュエータ要素は、空力で作動することを特徴とする請求項２０または２１記載の削出具。

Images