歯科技工用鋳造装置
【課題】 金属を溶融させている間の待ち時間に行う別作業に作業者が集中できるようにしつつ、金属の十分な溶融が終了した時点で速やかに鋳込みが行えるようにする。
【解決手段】 本体装置１とは着脱自在ある携帯タイマ装置２を設け、携帯タイマ装置２が本体装置１に装着された状態で溶融加熱が開始されると、制御部４０により算出された溶融終了までの残時間を示す情報を周期的に携帯タイマ装置２に送る。作業者が別室で別作業を行うために携帯タイマ装置２を本体装置１から取り外すと、それを検知した制御部３の副タイマ９はその直前に受信している残時間の計時から自走でダウンカウントを行い、残時間が所定値になるとブザー６を鳴動させて作業者に報知を行う。これにより、作業者が本体装置１から離れた場所で別作業を行っていても、溶融終了までの残時間を的確に知ることができる。
【解決手段】 本体装置１とは着脱自在ある携帯タイマ装置２を設け、携帯タイマ装置２が本体装置１に装着された状態で溶融加熱が開始されると、制御部４０により算出された溶融終了までの残時間を示す情報を周期的に携帯タイマ装置２に送る。作業者が別室で別作業を行うために携帯タイマ装置２を本体装置１から取り外すと、それを検知した制御部３の副タイマ９はその直前に受信している残時間の計時から自走でダウンカウントを行い、残時間が所定値になるとブザー６を鳴動させて作業者に報知を行う。これにより、作業者が本体装置１から離れた場所で別作業を行っていても、溶融終了までの残時間を的確に知ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
カリエス（虫歯）、歯周疾患等によって一部又は全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。歯の形態は個人で相違し、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適切な鋳造物を得るために、従来より、歯科技工用の鋳造装置が用いられている。
【０００３】
こうした歯科技工用の鋳造装置では、加熱によって貴金属や非貴金属の材料を溶融させ、その溶融金属を補綴物に相当する形状が空洞に形成された鋳型に流し込むわけであるが、材料加熱の方法として、アーク加熱（例えば特許文献１など参照）、高周波誘導加熱（特許文献２など参照）、ヒータ加熱（特許文献３など参照）、などの方法がある。
【０００４】
アーク加熱や高周波誘導加熱はヒータ加熱に比べて金属の温度上昇が速く、加熱時間が短くて済むという利点がある。その反面、正確な温度制御が難しいため、作業者（一般には歯科技工士）が坩堝内の金属の溶融状況を目視で観察しながら、充分に溶融したと判断したときに鋳型をセットして鋳込みを行う必要がある。そのため、作業者の経験や技量によって鋳造物の出来に差が生じ易い。また、溶融が不十分な状態で鋳込みを行うと鋳造欠陥や鋳込不足が発生して不良品となり、一方、金属の温度が高くなり過ぎると、鋳造物の表面がざらつく、いわゆる面荒れや肌荒れの状態となって研磨などの後工程に時間を要し作業効率が劣化する。
【０００５】
これに対し、ヒータ加熱は正確な温度制御が可能であるため、予め設定した温度を所定時間保持して金属を適切に溶融させ、その状態で鋳込みを行うことができる。したがって、作業者の経験や技量に依存することなく、高い歩留まりで良好な鋳造物を作製することができる。その反面、アーク加熱や高周波加熱に比べると加熱開始から鋳込みが可能となるまでに時間が掛かり、通常数分〜十数分程度は待つ必要がある。
【０００６】
上述したように、アーク加熱や高周波誘導加熱を利用した鋳造装置の場合には、加熱時間が短い上に作業者が溶融状況を確認する必要があるため、作業者は加熱開始後にその装置に張り付いて作業を行う。一方、ヒータ加熱を利用した鋳造装置の場合には、作業者が金属の溶融状況を確認する必要がないものの加熱時間が長いため、加熱開始指示後に鋳型の作製や研磨など、別の作業を行うことが多い。
【０００７】
歯科技工の現場では、研磨等の作業があるためこうした作業により発生する粉塵が部屋の中に浮遊し易いが、鋳造の際に粉塵が混入すると不良品の発生の一因となる。そのため、上記のような鋳造装置は他の作業がなされる部屋とは別の清浄な部屋内に設置されているか、或いは同じ部屋内であっても粉塵が入り込まないように仕切られた場所に設置されていることが多い。そのため、作業者は鋳造装置で加熱開始を指示した後に別の場所で研磨等の別作業を行うことがあり、その場合には鋳造装置で溶融終了を報知するブザー音がなっても気が付かないことが多い。それ故に、作業者は溶融が終了したかどうか時間を気にしがちであり、研磨等の作業に必ずしも集中できず、これが作業効率を落とす原因の一つとなっていた。
【０００８】
また、上述したようにヒータ加熱では正確な温度制御が可能であるため、規定の溶融時間が終了してから時間が経っても溶融金属の温度が高くなり過ぎるおそれはないものの、金属の溶融時間が長すぎると、金属中の微量成分が揮発して成分比率が変化することで鋳造物の不良となることがある。したがって、鋳造物の品質を向上させる上でも、規定の溶融時間が経過したならば速やかに鋳込み作業を行うことが望ましい。しかしながら、従来、上記のような理由のために作業者は規定の溶融時間が過ぎたことをうっかり忘れてしまうことがよくあり、良好な鋳込みに支障をきたす場合があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−９６１５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５８１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこうした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、作業者が補綴物の作製作業に集中し易い環境を提供し作業性を向上させることができるともに、金属が適切に溶融した時点での鋳込みを行えるようにすることで鋳造欠陥等の不良品の発生を抑制することができる歯科技工用鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明は、鋳込み材料である金属が収容された坩堝を加熱手段により加熱し、該坩堝内で金属が溶融した後に、作業者により所定位置にセットされた鋳型の中に前記坩堝内の溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用鋳造装置であって、
鋳込みを行う本体装置とは別に該本体装置に着脱自在である携帯型報知装置を具備し、
前記本体装置は、
前記坩堝の加熱による金属の溶融の際に溶融開始指示時点から金属が溶融して鋳込みが可能になるまでの所要時間を算出し、時間経過に伴ってその所要時間から残時間を順次更新する第１の計時手段と、
該第１の計時手段による計時情報を外部に送出する情報出力手段と、
を備える一方、前記携帯型報知装置は、
当該報知装置が前記本体装置と接続された状態では前記情報出力手段による計時情報を受けて該計時に同期した残時間の更新を行い、当該報知装置が前記本体装置から脱離された状態では該脱離直前の残時間から自走による計時を行う第２の計時手段と、
該第２の計時手段による計時が所定値になったときに少なくとも音による報知を行う報知手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る歯科技工用鋳造装置は、そもそも金属を溶融させる際に作業者がこの鋳造装置の傍らを離れることができる、つまり溶融状況を目視等で監視する必要のない装置に有用である。したがって、本発明に係る歯科技工用鋳造装置の一態様としては、前記加熱手段はヒータ加熱であって、前記坩堝の温度をモニタする温度検知手段と、その検知温度に基づいて前記加熱手段に供給する加熱電力を制御する加熱制御手段をさらに備える構成のものに特に有用である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、定常的には携帯型報知装置は本体装置に装着されており、作業者が坩堝に鋳込み材料である金属を収容し、溶融加熱の開始の指示を与えた以降の適宜の時点、典型的には作業者が別作業を行うためにこの鋳造装置から離れるときに携帯型報知装置を本体装置から取り外して携帯する。その取り外し以前には、携帯型報知装置の第２の計時手段の計時は本体装置の情報出力手段から得られる計時情報により第１の計時手段の計時に同期している。溶融加熱の開始から終了までの所要時間は、金属の種類（液相温度）や金属量、或いは溶融加熱開始時の予熱温度などの鋳造条件によって異なるが、第１の計時手段は溶融加熱の実行毎にそのときの鋳造条件から所要時間を算出するので、正確な所要時間が算出される。
【００１４】
そして、作業者により携帯型報知装置が本体装置から取り外されると、第２の計時手段はその取り外し直前の計時から自走による計時（残時間のダウンカウント）を実行し、報知手段はその計時が予め設定された値になると例えばブザー音による報知を行う。したがって、この携帯型報知装置を携帯している作業者は、どのような場所に居ても手元にある携帯型報知装置の報知手段による確実な報知によって、例えば溶融終了までの残時間や溶融が終了したことなどを知ることができる。そのため、従来のように、溶融加熱の開始の指示を行った後に作業者は時間をいちいち気にすることなく、例えば研磨等の別作業に集中することができ、携帯型報知装置により報知が行われたときにその別作業の手を休めて鋳造装置の傍に戻り、溶融終了後に速やかに鋳型をセットして鋳込みを行うことができる。
【００１５】
このように本発明に係る歯科技工用鋳造装置によれば、作業者がその時々の作業に集中できるので、作業性が高まりミスも少なくなる。また、作業者が携帯型報知装置の取り外しさえ忘れなければ、溶融終了が近くなった時点や溶融終了時点が確実に作業者に知らされるので、鋳込みが未だ行われていない状態で溶融金属が溶融終了時点から長い時間放置されることを防止することができる。それによって、溶融金属の状態が良好である、適切なタイミングで以て鋳込みが行われ易くなり、鋳造物の品質の向上に寄与する。さらにまた、本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、本体装置から取り外された後に携帯型報知装置は本体装置とは何の関わりもなく、具体的には電波等で情報を受けることなく計時を行うので、作業者が移動する場所の制約を受けずに済む。
【００１６】
なお、本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、好ましくは、前記報知手段は、前記計時時間による計時がゼロになる以前の所定時間とゼロになったときの少なくとも２回以上、報知を行う構成とするとよい。もちろん、それら複数回の報知はそれぞれ作業者が区別可能なものとするのがよい。
【００１７】
この構成によれば、例えば１回目の報知を契機として作業者が別作業の手を休めて鋳造装置の設置場所への移動を開始し、２回目以降に所定時間がゼロになった時点で実際の鋳込み作業を開始すればよいので、時間的な余裕が持て、鋳造装置の設置場所と別作業の場所とが離れていても問題が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る歯科技工用鋳造装置の一実施例である反転式真空加圧鋳造装置について図面を参照して説明する。
図１は本実施例の加圧鋳造装置（後述する本体装置１内）の内部の要部の概略構成図であり、チャンバ１０の内部について縦断面図で示している。
【００１９】
チャンバ１０は金属製であり容器部１０ａと蓋部１０ｂとから成り、両者は図示しないヒンジにより連結されている。容器部１０ａと蓋部１０ｂとの密着面にはシール材としてＯリング１１が周設されており、両者を密着させて図示しないロック機構によりロックした状態ではチャンバ１０内部は気密に保たれる。容器部１０ａの内部には、断熱材から成る支持基体１２が配設されており、その中央に略円柱形状に窪んで形成された凹部１３の内周面にはヒータ１４が周設されている。ヒータ１４は、例えば白金合金等から成る加熱線ヒータや炭化珪素等から成るセラミックヒータなどである。
【００２０】
凹部１３には有底円筒形状のセラミック製の坩堝レトルト１５が嵌挿され、その内側に坩堝１６が着脱自在に遊嵌される。坩堝レトルト１５の上端縁にはフランジが形成され、そのフランジを押圧するように耐火材から成る上部支持体１７が設けられている。この上部支持体１７にはストッパ片１８が内周側に突出及び退避自在に設けられている。チャンバ１０の倒立時にはこのストッパ片１８が内方に突出し、坩堝１６の開放端縁部（図１では上縁部）がストッパ片１８に当接することにより位置が規制される。凹部１３の底面と坩堝レトルト１５の下底面との間の空隙には支持基体１２を貫通して温度検知用の熱電対１９が設けられ、これにより坩堝１６の温度が検知可能となっている。
【００２１】
チャンバ１０の蓋部１０ｂ天面内側にはコイルばね２０が設けられ、円錐形状のクルーシブル３１を下向きにした状態で装着された鋳型３０の上面をコイルばね２０でもって押圧することにより上部支持体１７の上面と鋳型３０の下面とが密着するようにしている。図１には現れていないが、上部支持体１７は鋳型３０に全周で接しているわけではなく、複数個所で途切れてクルーシブル３１とチャンバ１０内空間とを連通する流路が形成されている。鋳型３０はその側周全体が円筒形状の金属製リング３２で覆われており、その内部にはクルーシブル３１の頂点に開口した湯口に連通する湯道３３と空洞部３４とが形成されている。
【００２２】
チャンバ１０の容器部１０ａには水平に延伸する回転軸２１が固着され、モータ２２の回転駆動力がモータプーリ２３、タイミングベルト２４、プーリ２５を介して回転軸２１に伝達される。これにより、モータ２２が作動すると、回転軸２１を中心にチャンバ１０が回動し得る。また、回転軸２１の内部は中空に形成されており、チャンバ１０の内部と図１には記載していない真空ポンプやガス導入弁とを連通する給排気路２６となっている。
【００２３】
図２は本実施例の加圧鋳造装置の電気系ブロック構成図、図３は携帯タイマ装置２の回路図である。この鋳造装置は、本体装置１と本体装置１に対し例えば電気的な接触点を有するコネクタを介して着脱可能な携帯タイマ装置（本発明における携帯型報知装置）２とから成る。例えば、本体装置１の外装には携帯タイマ装置２を挿入するスロットが形成されており、このスロットに携帯タイマ装置２を差し込むことにより接点部８を介して両者が電気的に接続される。
【００２４】
本体装置１において、制御部４０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むマイクロコンピュータなどを中心に構成されており、主タイマ４１（本発明における第１の計時手段に相当）を含む。この制御部４０には、複数の操作キーを含む操作部４２と数値表示器を含む表示部４３とが接続され、作業者は自分が入力した数値等を表示部４３により確認しながら操作部４２の操作キーにより入力を行うことができる。また、制御部４０にはチャンバ１０の蓋部１０ｂの開閉を検知する蓋開閉スイッチ４５、チャンバ１０内の圧力を検知する圧力センサ４６、熱電対１９により坩堝１６近傍の温度を検知する温度センサ４７、チャンバ１０の回動時にその回転位置を検知する回転位置センサ４８からそれぞれ所定の検知信号が入力される。さらに、制御部４０は鋳込みを行うために、負荷駆動部４１を介して真空ポンプ４９、ガス導入弁５０、モータ２２、ヒータ１４の動作を制御する。ここで、真空ポンプ４９は給排気路２６を介してチャンバ１０内部の空気を外部へ排出するためのものであり、ガス導入弁５０は逆に給排気路２６を介してチャンバ１０内部へ空気又はアルゴンなどの不活性ガスを導入するために設けられている。
【００２５】
一方、携帯タイマ装置２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を中心に構成され機能として副タイマ（本発明における第２の計時手段に相当）９を含む制御部３と、ダイオードブリッジ回路Ｄ１と充電用のコンデンサＣ１とを含み、本体装置１により供給される電力により充電されてフル充電の状態では例えば１時間程度、制御部３に駆動電力を供給することが可能な電源部４と、制御部３により駆動されるＬＥＤである表示器５及び圧電ブザー（本発明における報知手段に相当）６と、作業者により操作される例えば押しボタン型のスイッチ７と、本体装置１との接続のための接点部８と、を含んで構成される。
【００２６】
この携帯タイマ装置２が本体装置１に装着された状態では、接点部８を介して本体装置１の制御部４０より主タイマ４１の計時に基づく残時間の時間情報が周期的に携帯タイマ装置２に送られる（即ち、ここでは制御部４０は本発明における情報出力手段の機能を含む）。但し、ここでは接点の数を減らすために、後述するように、この時間情報を充電用の電源電圧（Ｖｃｃ）と時分割で送るようにしている。制御部３の副タイマ９は上記時間情報を受ける毎にその計時を更新するから、主タイマ４１がマスター、副タイマ９がスレーブの関係で後者は前者に同期している。したがって、例えば主タイマ４１が或る初期値ｔ１から順次ダウンカウントされてゆく動作を行うとき副タイマ９も全く同様に初期値ｔ１から順次ダウンカウントされてゆき、例えば主タイマ４１においてダウンカウントの途中でその値が変更される（例えば何らかの都合でカウント時間が延長されたときなど）とそれに応じて副タイマ９も全く同様にその値が途中で変更される。
【００２７】
上記のような副タイマ９の計時（ダウンカウント又はアップカウント）が実行されている途中で携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、制御部３はその取り外しを検出し、それに応じて副タイマ９はその直前の計時をプリセット値としてそこから自走によるダウンカウントを開始する。そして、制御部３は副タイマ９による計時が予め設定された所定値になったときにブザー６を鳴動させる。具体的にこの実施例では、後述するように携帯タイマ装置２は坩堝１６内の金属を溶融させる溶融加熱の際に利用され、規定の溶融加熱時間が終了時の５分前、１分前、及び終了時（残時間ゼロ）にそれぞれ異なるパターンでブザー６を鳴動させるようにしている。なお、電源部４の充電が不完全な状態である場合や、副タイマ９が本体装置１から時間情報を何ら受け取っていない状態である場合に、携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、その取り外しを検出した制御部３はさらに異なるパターンでブザー６を鳴動させることで作業者に対し警告を発する。
【００２８】
表示器５は携帯タイマ装置２が本体装置１に装着されているときに、取り外しの準備が整っているか否かを作業者に知らせる機能を有する。即ち、携帯タイマ装置２が本体装置１に装着されているとき、制御部３は電源部４の充電が不完全な状態である場合及び本体装置１から有効な時間情報を受け取っていない状態である場合に表示器５を点滅させ、充電が完了し本体装置１から時間情報を受け取ると表示器５を点灯に変える。これが取り外しの準備が整った状態である。また、携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、消費電力を抑制するために制御部３は表示器５を消灯する。
【００２９】
また、ブザー６が鳴動中であるときにスイッチ７が短く押されると、これを受けた制御部３はブザー６を停止する。さらにスイッチ７を例えば２秒以上長押しすると、これを受けた制御部３は時刻報知の機能自体を終了する。即ち、本体装置１からの時間情報に基づく副タイマ９の計時の更新や、副タイマ９自体のダウンカウントによる計時を中止する。
【００３０】
図５は本体装置１から携帯タイマ装置２に送られる信号を示すタイミング図である。接点部８を介する２本の信号線の間には、殆どの期間で充電用の直流電圧Ｖｃｃが印加されているが、時間ｔ毎に時間情報送信期間が設定される。ここではｔ＝１±０．１秒である。この時間情報送信期間には、電圧Ｖｃｃを断続してそのオフ時間の長さで「０」又は「１」の二値を表すようにした１６ビットのデータを送信する。１６ビットのうち１２ビットが残時間を秒で表したデータであり、残りの４ビットがエラー検出符号である。もちろん、こうした規定は一例であり、同様の目的を達成するために適宜に変更できることは当然である。
【００３１】
なお、電源部４では、接点部８に与えられる直流電圧の極性をダイオードブリッジ回路Ｄ１により揃えて後段に印加するようにしているため、接点部８の２個の接点の間の電位はいずれが高くてもよく（つまりいずれがＶｃｃ、ＧＮＤでもよい）、それによって携帯タイマ装置２を本体装置１のスロットに装着する際の逆差しを可能としている。
【００３２】
図４はこの鋳造装置において実行される運転プログラムの一例を、鋳造作業時の時間経過に伴う温度変化（温度プログラム）と実行動作として示す模式図 図６は本実施例の鋳造装置を用いた鋳込み作業を説明するための要部の断面図である。これら図４、図６を参照して、この鋳造装置による鋳造動作について説明する。初期状態として携帯タイマ装置２は本体装置１に装着されていて電源部４の充電は完了しているものとする。
【００３３】
作業者は操作部４２に設けた操作キーを操作することにより、例えばスタート（予熱）温度Ｔｓ、金属の溶融温度Ｔｍ、溶融時間ｔｍなど、鋳造条件に関する各種パラメータを設定する。制御部４０はこれを受けて図４に示すような運転プログラムを作成する。運転プログラムが確定すると、制御部４０は負荷駆動部４４を介してヒータ１４を作動させ、温度センサ４７による検知温度をスタート温度Ｔｓにまで上昇させてその状態を維持する。
【００３４】
図６（ａ）に示すようにチャンバ１０を開放した状態で、作業者は坩堝１６内に金属のインゴットＭ１を収納し、操作部４２にて溶融開始を指示する。すると、制御部４０からの指示によりヒータ１４には大きな加熱電流が供給され始め、温度センサ４７による検知温度が溶融温度Ｔｍに達するまで昇温され、それからその溶融温度Ｔｍ近傍に維持される。
【００３５】
ここでは、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍまでの昇温レートは一定に制御されており、例えば１００℃／分と決められている。そこで、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍに到達するまでの昇温時間は簡単に計算でき、溶融温度Ｔｍに到達した後の保持時間も溶融時間ｔｍとして決まっているから、溶融開始時点ｔ０から溶融終了時点（つまり鋳造準備完了時点）ｔ１までの所要時間ｔａは容易に求まる。制御部４０はこの所要時間ｔａを算出して溶融開始時点で主タイマ４１にセットしてダウンカウントを開始する。いま一例として、スタート温度Ｔｓ＝１１００℃、Ｔｍ＝１４００℃、ｔｍ＝１０分であるとすると、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍまでの昇温時間は３分と計算できるから、溶融開始時点ｔ０から溶融終了時点ｔ１までの所要時間ｔａは１３分と求まる。これに伴い、本体装置１から携帯タイマ装置２に対し上述したように有効な時間情報が送信され始め、制御部３の副タイマ９は主タイマ４１に同期して同一の計時を示す。
【００３６】
溶融開始時点ｔ０までは携帯タイマ装置２に有効な時間情報が送信されていないから、制御部３は表示器５を点滅表示させるが、上述したように溶融開始指示が為されて携帯タイマ装置２に有効な時間情報が送信され始めると制御部３は表示器５を点灯表示に変更する。これにより、作業者は携帯タイマ装置２を取り外す準備が整ったと判断し、本体装置１から携帯タイマ装置２を取り外して例えば服のポケットに入れる。そして、携帯タイマ装置２を携えて、別の作業を行うためにこの鋳造装置の傍らを離れ、例えば別室に行って研磨等の作業を行う。
【００３７】
携帯タイマ装置２において制御部３は、接点部２を介しての信号の受信が無くなったことにより本体装置１からの取り外しを検知すると、表示器５を消灯するとともに副タイマ９による自走のカウントダウンを開始させる。このときの制御部３の駆動電力は電源部４により供給される。例えば主タイマ４１と同期した副タイマ９の計時が１２分であるときに携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、副タイマ９は１２分から自走でダウンカウントを開始する。
【００３８】
本体装置１では、溶融開始指示からの時間経過に伴い坩堝１６の温度が上昇し溶融温度Ｔｍ付近に維持されると、坩堝１６内の金属のインゴットＭ１が徐々に溶解して液化してゆく。一方、携帯タイマ装置２にあっては、溶融終了時点ｔ２までの残時間を示す副タイマ９の計時が減っていって、その計時が５分になると制御部３はブザー６を駆動して所定パターンでブザー６を鳴動させる。これにより、作業者は鋳造準備完了時点までの残時間が５分であることを認識し得るから、例えばその時点で行っている作業を調整することができる。
【００３９】
副タイマ９の計時がさらに減っていってその計時が１分になると、制御部３はブザー６を駆動して先と異なる所定パターンでブザー６を鳴動させる。これにより、作業者は鋳造準備完了時点までの残時間が１分であることを認識し得るから、例えばその時点で行っている作業を一旦中断して鋳造装置の設置された場所に戻る。そして、副タイマ９の計時、つまり残時間がゼロになると、制御部３はブザー６を駆動して鋳造準備完了を報知する所定パターンでブザー６を鳴動させる。作業者はスイッチ７を押してブザー６の鳴動を停止させ、本鋳造装置とは別の電気炉などにおいて例えば６００〜９００℃程度の温度に加熱しておいた鋳型３０を、図６（ｂ）に示すように坩堝１６の上方に上下逆さまにセットし、蓋部１０ｂを閉鎖してチャンバ１０を密閉状態とする。
【００４０】
この蓋部１０ｂの閉鎖は蓋開閉スイッチ４５により制御部４０へ知らされる。鋳型３０はコイルばね２０により下方に強く付勢されており、図６（ｂ）に示すように、鋳型３０の湯口と坩堝１６の開口面とは上下に対向した状態であり、坩堝１６内の金属は十分に溶けた溶融金属Ｍ２となっている。
【００４１】
作業者が操作部４２により鋳造開始を指示すると、制御部４０の指示によりガス導入弁５０が閉鎖されると共に真空ポンプ４９が作動される。これにより、チャンバ１０内部の空気は給排気路２６を介して外部へ排出され、チャンバ１０内の真空度は高まる。この真空吸引期間中も坩堝１６の温度は先の溶融温度Ｔｍに維持される。圧力センサ４６によりチャンバ１０内の圧力はモニタされ、この圧力が所定値に達すると、制御部４０の指示によりモータ２２は駆動され、チャンバ１０は正立位置から正転方向に回転される。坩堝１６内の溶融金属の流動性が高い場合には、チャンバ１０が完全に反転する前に傾斜した坩堝１６から流れ出した溶融金属が鋳型３０のクルーシブル３１の中に注がれ始める。そして、例えば倒立位置よりも少し手前の所定の時点で、制御部４０は真空ポンプ４９の動作を停止すると共にガス導入弁５０を開放させる。すると、給排気路２６を介してチャンバ１０内部へと圧搾空気が急速に流入し、坩堝１６の開口端と鋳型３０との間隙を介してクルーシブル３１内側に空気が流れ込む。これにより、坩堝１６から流れ出た溶融金属がクルーシブル３１の中に流れ込んで湯口を完全に閉塞した直後に、その上面に空気による圧力が加わり、溶融金属はスムーズに空洞部３４に流入する。
【００４２】
ガス導入の直前までチャンバ１０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空洞部３４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溶融金属は湯道３３を通って空洞部３４へと押し込まれる。この間にもチャンバ１０の反転は進み、チャンバ１０が倒立位置に達すると、回転位置センサ４８からその旨の検知信号を受けた制御部４０はモータ２２を停止される。それから所定時間経過後に制御部４０はヒータ１４への通電を停止する。ヒータ１４への通電が停止されると、チャンバ１０内部は自然冷却され、鋳型３０の空洞部３４内に充填された溶融金属は固化し始める。
【００４３】
それから、所定の冷却時間（通常１分程度）が経過して金属が固化すると、制御部４０の指示によりモータ２２は再び駆動され、先の正転方向とは逆方向にチャンバ１０を倒立位置から正立位置まで回転させる。チャンバ１０が正立位置に達したことが回転位置センサ４８により検知されるとモータ２２は停止され、鋳造作業が終了する。その後、作業者はチャンバ１０の蓋部１０ｂを開けて鋳型３０を取り出し、鋳型３０が冷えるのを待って金属製リング３２から鋳型３０を引き抜き、埋没材を粉砕して鋳込まれた金属を取り出す。
【００４４】
以上のように、本実施例による鋳造装置では、本体装置１から着脱自在の携帯タイマ装置２を溶融開始指示後に作業者が取り外して携帯することにより、たとえ鋳造装置（本体装置１）の設置場所から離れた場所に移動して作業を行っていても、携帯タイマ装置２のブザー音により鋳造準備完了までの残時間に応じた適切な報知がなされるので、鋳造に最適なタイミングを逸することがない。また、作業者は時計等で溶融終了までの残時間を気にすることがなくなるので、溶融加熱中に別作業に集中することができる。
【００４５】
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、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例である鋳造装置の内部の要部の概略構成図。
【図２】本実施例の加圧鋳造装置の電気系ブロック構成図。
【図３】図２中の携帯タイマ装置の回路図。
【図４】本実施例の鋳造装置において実行される運転プログラムの一例を、鋳造作業時の時間経過に伴う温度変化（温度プログラム）と実行動作として示す模式図。
【図５】本実施例の鋳造装置において本体装置から携帯タイマ装置に送られる信号を示すタイミング図。
【図６】本実施例の鋳造装置を用いた鋳込み作業を説明するための要部の断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…本体装置
１０…チャンバ
１０ａ…容器部
１０ｂ…蓋部
１１…Ｏリング
１２…支持基体
１３…凹部
１４…ヒータ
１５…坩堝レトルト
１６…坩堝
１７…上部支持体
１８…ストッパ片
１９…熱電対
２１…回転軸
２２…モータ
２３…モータプーリ
２４…タイミングベルト
２５…プーリ
２６…給排気路
３０…鋳型
４０…制御部
４１…主タイマ
４２…操作部
４３…表示部
４４…負荷駆動部
４５…蓋開閉スイッチ
４６…圧力センサ
４７…温度センサ
４８…回転位置センサ
４９…真空ポンプ
５０…ガス導入弁
２…携帯タイマ装置
３…制御部
４…電源部
５…表示器
６…圧電ブザー
７…スイッチ
８…接点部
９…副タイマ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
カリエス（虫歯）、歯周疾患等によって一部又は全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。歯の形態は個人で相違し、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適切な鋳造物を得るために、従来より、歯科技工用の鋳造装置が用いられている。
【０００３】
こうした歯科技工用の鋳造装置では、加熱によって貴金属や非貴金属の材料を溶融させ、その溶融金属を補綴物に相当する形状が空洞に形成された鋳型に流し込むわけであるが、材料加熱の方法として、アーク加熱（例えば特許文献１など参照）、高周波誘導加熱（特許文献２など参照）、ヒータ加熱（特許文献３など参照）、などの方法がある。
【０００４】
アーク加熱や高周波誘導加熱はヒータ加熱に比べて金属の温度上昇が速く、加熱時間が短くて済むという利点がある。その反面、正確な温度制御が難しいため、作業者（一般には歯科技工士）が坩堝内の金属の溶融状況を目視で観察しながら、充分に溶融したと判断したときに鋳型をセットして鋳込みを行う必要がある。そのため、作業者の経験や技量によって鋳造物の出来に差が生じ易い。また、溶融が不十分な状態で鋳込みを行うと鋳造欠陥や鋳込不足が発生して不良品となり、一方、金属の温度が高くなり過ぎると、鋳造物の表面がざらつく、いわゆる面荒れや肌荒れの状態となって研磨などの後工程に時間を要し作業効率が劣化する。
【０００５】
これに対し、ヒータ加熱は正確な温度制御が可能であるため、予め設定した温度を所定時間保持して金属を適切に溶融させ、その状態で鋳込みを行うことができる。したがって、作業者の経験や技量に依存することなく、高い歩留まりで良好な鋳造物を作製することができる。その反面、アーク加熱や高周波加熱に比べると加熱開始から鋳込みが可能となるまでに時間が掛かり、通常数分〜十数分程度は待つ必要がある。
【０００６】
上述したように、アーク加熱や高周波誘導加熱を利用した鋳造装置の場合には、加熱時間が短い上に作業者が溶融状況を確認する必要があるため、作業者は加熱開始後にその装置に張り付いて作業を行う。一方、ヒータ加熱を利用した鋳造装置の場合には、作業者が金属の溶融状況を確認する必要がないものの加熱時間が長いため、加熱開始指示後に鋳型の作製や研磨など、別の作業を行うことが多い。
【０００７】
歯科技工の現場では、研磨等の作業があるためこうした作業により発生する粉塵が部屋の中に浮遊し易いが、鋳造の際に粉塵が混入すると不良品の発生の一因となる。そのため、上記のような鋳造装置は他の作業がなされる部屋とは別の清浄な部屋内に設置されているか、或いは同じ部屋内であっても粉塵が入り込まないように仕切られた場所に設置されていることが多い。そのため、作業者は鋳造装置で加熱開始を指示した後に別の場所で研磨等の別作業を行うことがあり、その場合には鋳造装置で溶融終了を報知するブザー音がなっても気が付かないことが多い。それ故に、作業者は溶融が終了したかどうか時間を気にしがちであり、研磨等の作業に必ずしも集中できず、これが作業効率を落とす原因の一つとなっていた。
【０００８】
また、上述したようにヒータ加熱では正確な温度制御が可能であるため、規定の溶融時間が終了してから時間が経っても溶融金属の温度が高くなり過ぎるおそれはないものの、金属の溶融時間が長すぎると、金属中の微量成分が揮発して成分比率が変化することで鋳造物の不良となることがある。したがって、鋳造物の品質を向上させる上でも、規定の溶融時間が経過したならば速やかに鋳込み作業を行うことが望ましい。しかしながら、従来、上記のような理由のために作業者は規定の溶融時間が過ぎたことをうっかり忘れてしまうことがよくあり、良好な鋳込みに支障をきたす場合があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−９６１５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５８１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこうした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、作業者が補綴物の作製作業に集中し易い環境を提供し作業性を向上させることができるともに、金属が適切に溶融した時点での鋳込みを行えるようにすることで鋳造欠陥等の不良品の発生を抑制することができる歯科技工用鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明は、鋳込み材料である金属が収容された坩堝を加熱手段により加熱し、該坩堝内で金属が溶融した後に、作業者により所定位置にセットされた鋳型の中に前記坩堝内の溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用鋳造装置であって、
鋳込みを行う本体装置とは別に該本体装置に着脱自在である携帯型報知装置を具備し、
前記本体装置は、
前記坩堝の加熱による金属の溶融の際に溶融開始指示時点から金属が溶融して鋳込みが可能になるまでの所要時間を算出し、時間経過に伴ってその所要時間から残時間を順次更新する第１の計時手段と、
該第１の計時手段による計時情報を外部に送出する情報出力手段と、
を備える一方、前記携帯型報知装置は、
当該報知装置が前記本体装置と接続された状態では前記情報出力手段による計時情報を受けて該計時に同期した残時間の更新を行い、当該報知装置が前記本体装置から脱離された状態では該脱離直前の残時間から自走による計時を行う第２の計時手段と、
該第２の計時手段による計時が所定値になったときに少なくとも音による報知を行う報知手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る歯科技工用鋳造装置は、そもそも金属を溶融させる際に作業者がこの鋳造装置の傍らを離れることができる、つまり溶融状況を目視等で監視する必要のない装置に有用である。したがって、本発明に係る歯科技工用鋳造装置の一態様としては、前記加熱手段はヒータ加熱であって、前記坩堝の温度をモニタする温度検知手段と、その検知温度に基づいて前記加熱手段に供給する加熱電力を制御する加熱制御手段をさらに備える構成のものに特に有用である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、定常的には携帯型報知装置は本体装置に装着されており、作業者が坩堝に鋳込み材料である金属を収容し、溶融加熱の開始の指示を与えた以降の適宜の時点、典型的には作業者が別作業を行うためにこの鋳造装置から離れるときに携帯型報知装置を本体装置から取り外して携帯する。その取り外し以前には、携帯型報知装置の第２の計時手段の計時は本体装置の情報出力手段から得られる計時情報により第１の計時手段の計時に同期している。溶融加熱の開始から終了までの所要時間は、金属の種類（液相温度）や金属量、或いは溶融加熱開始時の予熱温度などの鋳造条件によって異なるが、第１の計時手段は溶融加熱の実行毎にそのときの鋳造条件から所要時間を算出するので、正確な所要時間が算出される。
【００１４】
そして、作業者により携帯型報知装置が本体装置から取り外されると、第２の計時手段はその取り外し直前の計時から自走による計時（残時間のダウンカウント）を実行し、報知手段はその計時が予め設定された値になると例えばブザー音による報知を行う。したがって、この携帯型報知装置を携帯している作業者は、どのような場所に居ても手元にある携帯型報知装置の報知手段による確実な報知によって、例えば溶融終了までの残時間や溶融が終了したことなどを知ることができる。そのため、従来のように、溶融加熱の開始の指示を行った後に作業者は時間をいちいち気にすることなく、例えば研磨等の別作業に集中することができ、携帯型報知装置により報知が行われたときにその別作業の手を休めて鋳造装置の傍に戻り、溶融終了後に速やかに鋳型をセットして鋳込みを行うことができる。
【００１５】
このように本発明に係る歯科技工用鋳造装置によれば、作業者がその時々の作業に集中できるので、作業性が高まりミスも少なくなる。また、作業者が携帯型報知装置の取り外しさえ忘れなければ、溶融終了が近くなった時点や溶融終了時点が確実に作業者に知らされるので、鋳込みが未だ行われていない状態で溶融金属が溶融終了時点から長い時間放置されることを防止することができる。それによって、溶融金属の状態が良好である、適切なタイミングで以て鋳込みが行われ易くなり、鋳造物の品質の向上に寄与する。さらにまた、本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、本体装置から取り外された後に携帯型報知装置は本体装置とは何の関わりもなく、具体的には電波等で情報を受けることなく計時を行うので、作業者が移動する場所の制約を受けずに済む。
【００１６】
なお、本発明に係る歯科技工用鋳造装置では、好ましくは、前記報知手段は、前記計時時間による計時がゼロになる以前の所定時間とゼロになったときの少なくとも２回以上、報知を行う構成とするとよい。もちろん、それら複数回の報知はそれぞれ作業者が区別可能なものとするのがよい。
【００１７】
この構成によれば、例えば１回目の報知を契機として作業者が別作業の手を休めて鋳造装置の設置場所への移動を開始し、２回目以降に所定時間がゼロになった時点で実際の鋳込み作業を開始すればよいので、時間的な余裕が持て、鋳造装置の設置場所と別作業の場所とが離れていても問題が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る歯科技工用鋳造装置の一実施例である反転式真空加圧鋳造装置について図面を参照して説明する。
図１は本実施例の加圧鋳造装置（後述する本体装置１内）の内部の要部の概略構成図であり、チャンバ１０の内部について縦断面図で示している。
【００１９】
チャンバ１０は金属製であり容器部１０ａと蓋部１０ｂとから成り、両者は図示しないヒンジにより連結されている。容器部１０ａと蓋部１０ｂとの密着面にはシール材としてＯリング１１が周設されており、両者を密着させて図示しないロック機構によりロックした状態ではチャンバ１０内部は気密に保たれる。容器部１０ａの内部には、断熱材から成る支持基体１２が配設されており、その中央に略円柱形状に窪んで形成された凹部１３の内周面にはヒータ１４が周設されている。ヒータ１４は、例えば白金合金等から成る加熱線ヒータや炭化珪素等から成るセラミックヒータなどである。
【００２０】
凹部１３には有底円筒形状のセラミック製の坩堝レトルト１５が嵌挿され、その内側に坩堝１６が着脱自在に遊嵌される。坩堝レトルト１５の上端縁にはフランジが形成され、そのフランジを押圧するように耐火材から成る上部支持体１７が設けられている。この上部支持体１７にはストッパ片１８が内周側に突出及び退避自在に設けられている。チャンバ１０の倒立時にはこのストッパ片１８が内方に突出し、坩堝１６の開放端縁部（図１では上縁部）がストッパ片１８に当接することにより位置が規制される。凹部１３の底面と坩堝レトルト１５の下底面との間の空隙には支持基体１２を貫通して温度検知用の熱電対１９が設けられ、これにより坩堝１６の温度が検知可能となっている。
【００２１】
チャンバ１０の蓋部１０ｂ天面内側にはコイルばね２０が設けられ、円錐形状のクルーシブル３１を下向きにした状態で装着された鋳型３０の上面をコイルばね２０でもって押圧することにより上部支持体１７の上面と鋳型３０の下面とが密着するようにしている。図１には現れていないが、上部支持体１７は鋳型３０に全周で接しているわけではなく、複数個所で途切れてクルーシブル３１とチャンバ１０内空間とを連通する流路が形成されている。鋳型３０はその側周全体が円筒形状の金属製リング３２で覆われており、その内部にはクルーシブル３１の頂点に開口した湯口に連通する湯道３３と空洞部３４とが形成されている。
【００２２】
チャンバ１０の容器部１０ａには水平に延伸する回転軸２１が固着され、モータ２２の回転駆動力がモータプーリ２３、タイミングベルト２４、プーリ２５を介して回転軸２１に伝達される。これにより、モータ２２が作動すると、回転軸２１を中心にチャンバ１０が回動し得る。また、回転軸２１の内部は中空に形成されており、チャンバ１０の内部と図１には記載していない真空ポンプやガス導入弁とを連通する給排気路２６となっている。
【００２３】
図２は本実施例の加圧鋳造装置の電気系ブロック構成図、図３は携帯タイマ装置２の回路図である。この鋳造装置は、本体装置１と本体装置１に対し例えば電気的な接触点を有するコネクタを介して着脱可能な携帯タイマ装置（本発明における携帯型報知装置）２とから成る。例えば、本体装置１の外装には携帯タイマ装置２を挿入するスロットが形成されており、このスロットに携帯タイマ装置２を差し込むことにより接点部８を介して両者が電気的に接続される。
【００２４】
本体装置１において、制御部４０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むマイクロコンピュータなどを中心に構成されており、主タイマ４１（本発明における第１の計時手段に相当）を含む。この制御部４０には、複数の操作キーを含む操作部４２と数値表示器を含む表示部４３とが接続され、作業者は自分が入力した数値等を表示部４３により確認しながら操作部４２の操作キーにより入力を行うことができる。また、制御部４０にはチャンバ１０の蓋部１０ｂの開閉を検知する蓋開閉スイッチ４５、チャンバ１０内の圧力を検知する圧力センサ４６、熱電対１９により坩堝１６近傍の温度を検知する温度センサ４７、チャンバ１０の回動時にその回転位置を検知する回転位置センサ４８からそれぞれ所定の検知信号が入力される。さらに、制御部４０は鋳込みを行うために、負荷駆動部４１を介して真空ポンプ４９、ガス導入弁５０、モータ２２、ヒータ１４の動作を制御する。ここで、真空ポンプ４９は給排気路２６を介してチャンバ１０内部の空気を外部へ排出するためのものであり、ガス導入弁５０は逆に給排気路２６を介してチャンバ１０内部へ空気又はアルゴンなどの不活性ガスを導入するために設けられている。
【００２５】
一方、携帯タイマ装置２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を中心に構成され機能として副タイマ（本発明における第２の計時手段に相当）９を含む制御部３と、ダイオードブリッジ回路Ｄ１と充電用のコンデンサＣ１とを含み、本体装置１により供給される電力により充電されてフル充電の状態では例えば１時間程度、制御部３に駆動電力を供給することが可能な電源部４と、制御部３により駆動されるＬＥＤである表示器５及び圧電ブザー（本発明における報知手段に相当）６と、作業者により操作される例えば押しボタン型のスイッチ７と、本体装置１との接続のための接点部８と、を含んで構成される。
【００２６】
この携帯タイマ装置２が本体装置１に装着された状態では、接点部８を介して本体装置１の制御部４０より主タイマ４１の計時に基づく残時間の時間情報が周期的に携帯タイマ装置２に送られる（即ち、ここでは制御部４０は本発明における情報出力手段の機能を含む）。但し、ここでは接点の数を減らすために、後述するように、この時間情報を充電用の電源電圧（Ｖｃｃ）と時分割で送るようにしている。制御部３の副タイマ９は上記時間情報を受ける毎にその計時を更新するから、主タイマ４１がマスター、副タイマ９がスレーブの関係で後者は前者に同期している。したがって、例えば主タイマ４１が或る初期値ｔ１から順次ダウンカウントされてゆく動作を行うとき副タイマ９も全く同様に初期値ｔ１から順次ダウンカウントされてゆき、例えば主タイマ４１においてダウンカウントの途中でその値が変更される（例えば何らかの都合でカウント時間が延長されたときなど）とそれに応じて副タイマ９も全く同様にその値が途中で変更される。
【００２７】
上記のような副タイマ９の計時（ダウンカウント又はアップカウント）が実行されている途中で携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、制御部３はその取り外しを検出し、それに応じて副タイマ９はその直前の計時をプリセット値としてそこから自走によるダウンカウントを開始する。そして、制御部３は副タイマ９による計時が予め設定された所定値になったときにブザー６を鳴動させる。具体的にこの実施例では、後述するように携帯タイマ装置２は坩堝１６内の金属を溶融させる溶融加熱の際に利用され、規定の溶融加熱時間が終了時の５分前、１分前、及び終了時（残時間ゼロ）にそれぞれ異なるパターンでブザー６を鳴動させるようにしている。なお、電源部４の充電が不完全な状態である場合や、副タイマ９が本体装置１から時間情報を何ら受け取っていない状態である場合に、携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、その取り外しを検出した制御部３はさらに異なるパターンでブザー６を鳴動させることで作業者に対し警告を発する。
【００２８】
表示器５は携帯タイマ装置２が本体装置１に装着されているときに、取り外しの準備が整っているか否かを作業者に知らせる機能を有する。即ち、携帯タイマ装置２が本体装置１に装着されているとき、制御部３は電源部４の充電が不完全な状態である場合及び本体装置１から有効な時間情報を受け取っていない状態である場合に表示器５を点滅させ、充電が完了し本体装置１から時間情報を受け取ると表示器５を点灯に変える。これが取り外しの準備が整った状態である。また、携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、消費電力を抑制するために制御部３は表示器５を消灯する。
【００２９】
また、ブザー６が鳴動中であるときにスイッチ７が短く押されると、これを受けた制御部３はブザー６を停止する。さらにスイッチ７を例えば２秒以上長押しすると、これを受けた制御部３は時刻報知の機能自体を終了する。即ち、本体装置１からの時間情報に基づく副タイマ９の計時の更新や、副タイマ９自体のダウンカウントによる計時を中止する。
【００３０】
図５は本体装置１から携帯タイマ装置２に送られる信号を示すタイミング図である。接点部８を介する２本の信号線の間には、殆どの期間で充電用の直流電圧Ｖｃｃが印加されているが、時間ｔ毎に時間情報送信期間が設定される。ここではｔ＝１±０．１秒である。この時間情報送信期間には、電圧Ｖｃｃを断続してそのオフ時間の長さで「０」又は「１」の二値を表すようにした１６ビットのデータを送信する。１６ビットのうち１２ビットが残時間を秒で表したデータであり、残りの４ビットがエラー検出符号である。もちろん、こうした規定は一例であり、同様の目的を達成するために適宜に変更できることは当然である。
【００３１】
なお、電源部４では、接点部８に与えられる直流電圧の極性をダイオードブリッジ回路Ｄ１により揃えて後段に印加するようにしているため、接点部８の２個の接点の間の電位はいずれが高くてもよく（つまりいずれがＶｃｃ、ＧＮＤでもよい）、それによって携帯タイマ装置２を本体装置１のスロットに装着する際の逆差しを可能としている。
【００３２】
図４はこの鋳造装置において実行される運転プログラムの一例を、鋳造作業時の時間経過に伴う温度変化（温度プログラム）と実行動作として示す模式図 図６は本実施例の鋳造装置を用いた鋳込み作業を説明するための要部の断面図である。これら図４、図６を参照して、この鋳造装置による鋳造動作について説明する。初期状態として携帯タイマ装置２は本体装置１に装着されていて電源部４の充電は完了しているものとする。
【００３３】
作業者は操作部４２に設けた操作キーを操作することにより、例えばスタート（予熱）温度Ｔｓ、金属の溶融温度Ｔｍ、溶融時間ｔｍなど、鋳造条件に関する各種パラメータを設定する。制御部４０はこれを受けて図４に示すような運転プログラムを作成する。運転プログラムが確定すると、制御部４０は負荷駆動部４４を介してヒータ１４を作動させ、温度センサ４７による検知温度をスタート温度Ｔｓにまで上昇させてその状態を維持する。
【００３４】
図６（ａ）に示すようにチャンバ１０を開放した状態で、作業者は坩堝１６内に金属のインゴットＭ１を収納し、操作部４２にて溶融開始を指示する。すると、制御部４０からの指示によりヒータ１４には大きな加熱電流が供給され始め、温度センサ４７による検知温度が溶融温度Ｔｍに達するまで昇温され、それからその溶融温度Ｔｍ近傍に維持される。
【００３５】
ここでは、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍまでの昇温レートは一定に制御されており、例えば１００℃／分と決められている。そこで、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍに到達するまでの昇温時間は簡単に計算でき、溶融温度Ｔｍに到達した後の保持時間も溶融時間ｔｍとして決まっているから、溶融開始時点ｔ０から溶融終了時点（つまり鋳造準備完了時点）ｔ１までの所要時間ｔａは容易に求まる。制御部４０はこの所要時間ｔａを算出して溶融開始時点で主タイマ４１にセットしてダウンカウントを開始する。いま一例として、スタート温度Ｔｓ＝１１００℃、Ｔｍ＝１４００℃、ｔｍ＝１０分であるとすると、スタート温度Ｔｓから溶融温度Ｔｍまでの昇温時間は３分と計算できるから、溶融開始時点ｔ０から溶融終了時点ｔ１までの所要時間ｔａは１３分と求まる。これに伴い、本体装置１から携帯タイマ装置２に対し上述したように有効な時間情報が送信され始め、制御部３の副タイマ９は主タイマ４１に同期して同一の計時を示す。
【００３６】
溶融開始時点ｔ０までは携帯タイマ装置２に有効な時間情報が送信されていないから、制御部３は表示器５を点滅表示させるが、上述したように溶融開始指示が為されて携帯タイマ装置２に有効な時間情報が送信され始めると制御部３は表示器５を点灯表示に変更する。これにより、作業者は携帯タイマ装置２を取り外す準備が整ったと判断し、本体装置１から携帯タイマ装置２を取り外して例えば服のポケットに入れる。そして、携帯タイマ装置２を携えて、別の作業を行うためにこの鋳造装置の傍らを離れ、例えば別室に行って研磨等の作業を行う。
【００３７】
携帯タイマ装置２において制御部３は、接点部２を介しての信号の受信が無くなったことにより本体装置１からの取り外しを検知すると、表示器５を消灯するとともに副タイマ９による自走のカウントダウンを開始させる。このときの制御部３の駆動電力は電源部４により供給される。例えば主タイマ４１と同期した副タイマ９の計時が１２分であるときに携帯タイマ装置２が本体装置１から取り外されると、副タイマ９は１２分から自走でダウンカウントを開始する。
【００３８】
本体装置１では、溶融開始指示からの時間経過に伴い坩堝１６の温度が上昇し溶融温度Ｔｍ付近に維持されると、坩堝１６内の金属のインゴットＭ１が徐々に溶解して液化してゆく。一方、携帯タイマ装置２にあっては、溶融終了時点ｔ２までの残時間を示す副タイマ９の計時が減っていって、その計時が５分になると制御部３はブザー６を駆動して所定パターンでブザー６を鳴動させる。これにより、作業者は鋳造準備完了時点までの残時間が５分であることを認識し得るから、例えばその時点で行っている作業を調整することができる。
【００３９】
副タイマ９の計時がさらに減っていってその計時が１分になると、制御部３はブザー６を駆動して先と異なる所定パターンでブザー６を鳴動させる。これにより、作業者は鋳造準備完了時点までの残時間が１分であることを認識し得るから、例えばその時点で行っている作業を一旦中断して鋳造装置の設置された場所に戻る。そして、副タイマ９の計時、つまり残時間がゼロになると、制御部３はブザー６を駆動して鋳造準備完了を報知する所定パターンでブザー６を鳴動させる。作業者はスイッチ７を押してブザー６の鳴動を停止させ、本鋳造装置とは別の電気炉などにおいて例えば６００〜９００℃程度の温度に加熱しておいた鋳型３０を、図６（ｂ）に示すように坩堝１６の上方に上下逆さまにセットし、蓋部１０ｂを閉鎖してチャンバ１０を密閉状態とする。
【００４０】
この蓋部１０ｂの閉鎖は蓋開閉スイッチ４５により制御部４０へ知らされる。鋳型３０はコイルばね２０により下方に強く付勢されており、図６（ｂ）に示すように、鋳型３０の湯口と坩堝１６の開口面とは上下に対向した状態であり、坩堝１６内の金属は十分に溶けた溶融金属Ｍ２となっている。
【００４１】
作業者が操作部４２により鋳造開始を指示すると、制御部４０の指示によりガス導入弁５０が閉鎖されると共に真空ポンプ４９が作動される。これにより、チャンバ１０内部の空気は給排気路２６を介して外部へ排出され、チャンバ１０内の真空度は高まる。この真空吸引期間中も坩堝１６の温度は先の溶融温度Ｔｍに維持される。圧力センサ４６によりチャンバ１０内の圧力はモニタされ、この圧力が所定値に達すると、制御部４０の指示によりモータ２２は駆動され、チャンバ１０は正立位置から正転方向に回転される。坩堝１６内の溶融金属の流動性が高い場合には、チャンバ１０が完全に反転する前に傾斜した坩堝１６から流れ出した溶融金属が鋳型３０のクルーシブル３１の中に注がれ始める。そして、例えば倒立位置よりも少し手前の所定の時点で、制御部４０は真空ポンプ４９の動作を停止すると共にガス導入弁５０を開放させる。すると、給排気路２６を介してチャンバ１０内部へと圧搾空気が急速に流入し、坩堝１６の開口端と鋳型３０との間隙を介してクルーシブル３１内側に空気が流れ込む。これにより、坩堝１６から流れ出た溶融金属がクルーシブル３１の中に流れ込んで湯口を完全に閉塞した直後に、その上面に空気による圧力が加わり、溶融金属はスムーズに空洞部３４に流入する。
【００４２】
ガス導入の直前までチャンバ１０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空洞部３４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溶融金属は湯道３３を通って空洞部３４へと押し込まれる。この間にもチャンバ１０の反転は進み、チャンバ１０が倒立位置に達すると、回転位置センサ４８からその旨の検知信号を受けた制御部４０はモータ２２を停止される。それから所定時間経過後に制御部４０はヒータ１４への通電を停止する。ヒータ１４への通電が停止されると、チャンバ１０内部は自然冷却され、鋳型３０の空洞部３４内に充填された溶融金属は固化し始める。
【００４３】
それから、所定の冷却時間（通常１分程度）が経過して金属が固化すると、制御部４０の指示によりモータ２２は再び駆動され、先の正転方向とは逆方向にチャンバ１０を倒立位置から正立位置まで回転させる。チャンバ１０が正立位置に達したことが回転位置センサ４８により検知されるとモータ２２は停止され、鋳造作業が終了する。その後、作業者はチャンバ１０の蓋部１０ｂを開けて鋳型３０を取り出し、鋳型３０が冷えるのを待って金属製リング３２から鋳型３０を引き抜き、埋没材を粉砕して鋳込まれた金属を取り出す。
【００４４】
以上のように、本実施例による鋳造装置では、本体装置１から着脱自在の携帯タイマ装置２を溶融開始指示後に作業者が取り外して携帯することにより、たとえ鋳造装置（本体装置１）の設置場所から離れた場所に移動して作業を行っていても、携帯タイマ装置２のブザー音により鋳造準備完了までの残時間に応じた適切な報知がなされるので、鋳造に最適なタイミングを逸することがない。また、作業者は時計等で溶融終了までの残時間を気にすることがなくなるので、溶融加熱中に別作業に集中することができる。
【００４５】
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、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例である鋳造装置の内部の要部の概略構成図。
【図２】本実施例の加圧鋳造装置の電気系ブロック構成図。
【図３】図２中の携帯タイマ装置の回路図。
【図４】本実施例の鋳造装置において実行される運転プログラムの一例を、鋳造作業時の時間経過に伴う温度変化（温度プログラム）と実行動作として示す模式図。
【図５】本実施例の鋳造装置において本体装置から携帯タイマ装置に送られる信号を示すタイミング図。
【図６】本実施例の鋳造装置を用いた鋳込み作業を説明するための要部の断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…本体装置
１０…チャンバ
１０ａ…容器部
１０ｂ…蓋部
１１…Ｏリング
１２…支持基体
１３…凹部
１４…ヒータ
１５…坩堝レトルト
１６…坩堝
１７…上部支持体
１８…ストッパ片
１９…熱電対
２１…回転軸
２２…モータ
２３…モータプーリ
２４…タイミングベルト
２５…プーリ
２６…給排気路
３０…鋳型
４０…制御部
４１…主タイマ
４２…操作部
４３…表示部
４４…負荷駆動部
４５…蓋開閉スイッチ
４６…圧力センサ
４７…温度センサ
４８…回転位置センサ
４９…真空ポンプ
５０…ガス導入弁
２…携帯タイマ装置
３…制御部
４…電源部
５…表示器
６…圧電ブザー
７…スイッチ
８…接点部
９…副タイマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み材料である金属が収容された坩堝を加熱手段により加熱し、該坩堝内で金属が溶融した後に、作業者により所定位置にセットされた鋳型の中に前記坩堝内の溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用鋳造装置であって、
鋳込みを行う本体装置とは別に該本体装置に着脱自在である携帯型報知装置を具備し、
前記本体装置は、
前記坩堝の加熱による金属の溶融の際に溶融開始指示時点から金属が溶融して鋳込みが可能になるまでの所要時間を算出し、時間経過に伴ってその所要時間から残時間を順次更新する第１の計時手段と、
該第１の計時手段による計時情報を外部に送出する情報出力手段と、
を備える一方、前記携帯型報知装置は、
当該報知装置が前記本体装置と接続された状態では前記情報出力手段による計時情報を受けて該計時に同期した残時間の更新を行い、当該報知装置が前記本体装置から脱離された状態では該脱離直前の残時間から自走による計時を行う第２の計時手段と、
該第２の計時手段による計時が所定値になったときに少なくとも音による報知を行う報知手段と、
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】
前記加熱手段はヒータ加熱であって、前記坩堝の温度をモニタする温度検知手段と、その検知温度に基づいて前記加熱手段に供給する加熱電力を制御する加熱制御手段をさらに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。
【請求項３】
前記報知手段は、前記第２の計時時間による計時がゼロになる以前の所定時間とゼロになったときの少なくとも２回以上、報知を行う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。
【請求項１】
鋳込み材料である金属が収容された坩堝を加熱手段により加熱し、該坩堝内で金属が溶融した後に、作業者により所定位置にセットされた鋳型の中に前記坩堝内の溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用鋳造装置であって、
鋳込みを行う本体装置とは別に該本体装置に着脱自在である携帯型報知装置を具備し、
前記本体装置は、
前記坩堝の加熱による金属の溶融の際に溶融開始指示時点から金属が溶融して鋳込みが可能になるまでの所要時間を算出し、時間経過に伴ってその所要時間から残時間を順次更新する第１の計時手段と、
該第１の計時手段による計時情報を外部に送出する情報出力手段と、
を備える一方、前記携帯型報知装置は、
当該報知装置が前記本体装置と接続された状態では前記情報出力手段による計時情報を受けて該計時に同期した残時間の更新を行い、当該報知装置が前記本体装置から脱離された状態では該脱離直前の残時間から自走による計時を行う第２の計時手段と、
該第２の計時手段による計時が所定値になったときに少なくとも音による報知を行う報知手段と、
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】
前記加熱手段はヒータ加熱であって、前記坩堝の温度をモニタする温度検知手段と、その検知温度に基づいて前記加熱手段に供給する加熱電力を制御する加熱制御手段をさらに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。
【請求項３】
前記報知手段は、前記第２の計時時間による計時がゼロになる以前の所定時間とゼロになったときの少なくとも２回以上、報知を行う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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３７６７５（Ｐ２００７−３７６７５Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２３７１５（Ｐ２００５−２２３７１５）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（３９００３８９９９）株式会社デンケン (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（３９００３８９９９）株式会社デンケン (3)
【Ｆターム（参考）】
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