JP2013525131A - ブランクからの製品製造方法、システム、および装置 - Google Patents

Abstract

実施例は、セラミックまたは金属ブランクから、医療または歯科のプロテーゼなどの切削またはミリングされる製品を製造する方法および装置に関する。いくつかの実施例は、医療または歯科のプロテーゼなどの製品を製造するブランクを保持するために、切削またはミリングステーションと共に用いられ得る新規なアセンブリに関する。実施例は、また、そのようなブランクの形状、および形態に関する。

Description

関連出願の相互参照
本願は、何れもあらゆる目的で全体が参照によりここに組み込まれる、２０１０年４月２９日に出願された、発明の名称が「新規な方法、装置、コンポーネント、およびブランク」である暫定出願第６１／３２９，４６８、および２０１０年６月２日に出願された、発明の名称が「ブランクからの製品の製造方法、システム、および装置」である暫定出願第６１／３５０，８５９の米国特許法§１１９（ｅ）における利益を主張する。

実施例は、セラミックまたは金属ブランクから、医療または歯科のプロテーゼなどの切削またはミリングされる製品を製造する方法および装置に関する。

いくつかの実施例は、医療または歯科のプロテーゼなどの製品を製造するブランクを保持するために、切削またはミリングステーションと共に用いられ得る新規なアセンブリに関する。

実施例は、また、そのようなブランクの形状、および形態に関する。

図１（Ａ）〜（Ｆ）は、実施例に従って切削またはミリングされる製品を製造する装置の実施例を示す。 図２（Ａ）〜（Ｆ）は、実施例に従って切削またはミリングされる製品を製造するブランクを保持する、切削またはミリングマシンと共に使用され得る新規なアセンブリの実施例を示す。 図３（Ａ）〜（Ｆ）は、実施例に従ったブランクの形態を示す。 図４は、実施例に従ったブランクフレームの平面図である。 図５は、実施例に従った図４中の図５−図５線に沿ったブランクフレームの側面図である。 図６（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例に従ったステージフレームの形態を示す。 図７は、実施例に従った保持器具の平面図である。 図８は、実施例に従った保持器具の背面図である。

図１（Ａ）に示すように、マシニングユニット１は、数値制御装置であり得、スピンドルおよび回転切削ツール２と、保持器具３とを含み得る。マシニングユニット１は、さらに、モニタまたはユーザインタフェース（不図示）を含み得る。マシニングユニット１は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（不図示）と結び付けられるモニタまたはユーザインタフェースを含むＣＡＤ／ＣＡＭシステムからの指令を受け取り得る。ＣＡＤ／ＣＡＭ技術および／またはシステム、および関連する数値制御装置は、特に限定されるものではなく、商業的に利用可能なシステムを含み得る。

スピンドルおよび回転切削ツール２の向きは特に限定されず、垂直、または水平方向きを含み得る。いくつかの実施例では、マシニングユニット１は、２以上のスピンドルおよび回転切削ツールを含み得る。ツールは、特に限定されず、ロータリーエンドミル、ドリル、ロータリーソーおよびブローチツールを含み得る。スピンドルおよび回転切削ツール２の移動軸は特に限定されず、ｘ、ｙ、およびｚ平面の１以上の動きを含み得る。いくつかの実施例では、スピンドルおよび回転切削ツールは固定され、ｘ、ｙ、またはｚ平面内で移動しない。

図１（Ａ）に示すように、保持器具３は、手動または自動で保持器具３を回転させるために用いられ得る回転アセンブリ１０を含み得る。回転アセンブリ１０を介した保持器具３の回転の実施例は、図１（Ａ）〜（Ｆ）に示される。保持器具３の動きの軸は特に限定されず、ｘ、ｙ、およびｚ平面の１以上内の動きを含み得る。いくつかの実施例では、保持器具３は固定され、ｘ、ｙ、およびｚ平面内で移動しない。

図１（Ａ）、図２（Ｄ）（Ｅ）に示すように、保持器具３は、ブランク５を取り外し可能に保持するように構成され得る。ブランク５の構成は特に限定されず、焼結または非焼結状態の酸化ジルコニウムまたは磁器などのセラミック材料を含み得、または加工可能なワックス、プラスチック、またはチタニウムまたは他の金属などの金属材料を含み得る。

ブランク５の形状も特に限定されず、直線、角、またはカーブした側部、およびフラットまたはセミフラットな上面および下面を有する３次元形状を含み得る。ブランク５の上面および下面は、円、楕円、三角形、正方形、長方形または他の多角形形状（multi-sided shape）を含み得る。三角形、正方形、長方形または他の多角形形状の上面または下面を含む実施例では、ブランクの上面および下面の側部は、直線的、またはセミラウンデッドでもよい。また、三角形、正方形、長方形または他の多角形形状の上面または下面を含む実施例では、ブランクの上面および下面のコーナーは、鋭角的、セミラウンデッド、またはラウンデッドでもよい。最後に、三角形の上面または下面を含む実施例では、三角形の側部の長さは等しく、または異なり得る。いくつかの実施例では、ブランク５の上面および下面は、同一または類似した形状を有する。いくつかの実施例では、ブランクの上面および下面は、異なる形状を有する。

ブランク５の大きさは特に限定されない。いくつかの実施例では、上面および下面は、約 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 200 または 300 ｍｍの直径（円の場合）、長軸（楕円、長円、または卵型の場合）、または高さ（三角形、正方形、長方形、または他の多角形形状の場合）を含み得る。さらに、上面および下面は、何れかの上記値の間の範囲の直径、長軸、または高さを含み得る。いくつかの実施例では、ブランク５の上面および下面は、同一または類似した大きさを含み得る。いくつかの実施例では、ブランク５の上面および下面は、異なる大きさを含み得る。いくつかの実施例では、ブランク５の厚さは、約2, 5, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 35 または 40 ｍｍを含み得る。さらにいくつかの実施例では、ブランク５の厚さは、何れかの上記値の間の範囲の値を含み得る。

図３（Ａ）〜（Ｆ）は、三角形形状を有する表面を含むブランクの実施例を示す。本願において、「三角形形状」の語は、広い用語の意味であり、限定なく、概ね３つの側部を含む、あらゆる形状と同様に、その平明な通常の意味である。これらの側部は同一または異なる長さを含み得、直線的または曲線的であり得る。いくつかの実施例では、三角形形状の側部は定義された角（defined corners）で出会う。角はどんな角度でもよく、また鋭角、丸形、または平坦であり得る。角は角度または形状において同一または相違し得る。

三角形形状ブランクの側部の長さ（角から角の距離として測定される）は特に限定されず、約 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30 または 35 ｃｍを含み得る。さらに、三角形形状ブランクの側部の長さは、何れかの上記値の間の範囲の値を含み得る。三角形形状ブランクの１つ以上の側部がカーブした実施例では、カーブの半径は特に限定されず、約 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30 または 35 ｃｍを含み得る。さらに、三角形形状ブランクの側部のカーブの半径は、何れかの上記値の間の範囲の値を含み得る。いくつかの実施例では、三角形形状ブランクの１つ以上の側部は２以上のカーブの半径を含み得る。

三角形形状ブランクの１つ以上の角が丸形またはカーブである実施例では、角のカーブの半径は特に限定されず、約 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30 または 35 ｍｍを含み得る。さらに、三角形形状ブランクの角のカーブの半径は、何れかの上記値の間の範囲の値を含み得る。

さらに、ブランクがマルチピースブリッジなどの歯科のプロテーゼを製造するために用いられる実施例では、三角形形状ブランクの角はあごのカーブにフィットするように形作られ得る。ブランクからの医療プロテーゼの製造を含む実施例では、角は体の他の部分のカーブにフィットするように形作られ得る。

いくつかの適用では、三角形形状ブランクは、ユーザに保持器具内への再挿入の誘導（guidance for re-insertion）を提供することによって、製造効率の向上をもたらし得る。数値制御装置を含むいくつかの適用では、複数回（on multiple occasions）ブランクが切削され、または加工される。再挿入においてブランクの適切な切削を確実にするために、ブランクは毎回同じ向きに組み込まれなければならない。さもなくば、ツールが、すでに除去または穴あけされた領域に亘って切削し得る。もし、例えばブランクの表面が三角形形状を含むなら、ユーザは常に角の１つがユーザに向かい、または常にマシンに向かうようにブランクを挿入するように案内され得る。

また、いくつかの適用では、三角形形状は、無駄にされるブランク材料の量を低減し得る。多くの適用において、ブランクは酸化ジルコニウム、チタニウムなどの高価な材料を含み得る。そこで、材料の使用を最大化し無駄を最小化することが好ましい。例えば、歯科プロテーゼの領域では、ブランクは、口のカーブにフィットする円弧を含むマルチエレメントブリッジを製造するために用いられ得る。円形形状の表面を有するブランクでは、エッジがブリッジの円弧に平行に成り得ず、材料が無駄となる。さらに、正方形または他の多角形形状の表面を有するブランクでは、角の角度がブリッジの円弧に沿うには狭すぎることになり得、やはり、材料が無駄となる。しかし、実施例に従えば、ブランクはマルチエレメントブリッジの円弧に、より効果的に沿う形状にされてブランク材料の使用を最大化するエッジおよび角を有する三角形形状の表面を含み得る。

図２（Ｄ）（Ｅ）に示されるように、保持器具３は、ブランク５を受け、取り外し可能に保持するように形成されたステージフレーム７、および開口８を含み得る。実施例に従えば、開口８は、ブランク５が取り外し可能に保持器具３に保持されたときにブランク５の上下面が両方とも露出するように形成されている。そのような実施例では、ブランクが保持器具３および回転アセンブリ１０によって回転されるので、スピンドルおよび回転切削ツール２は、ブランク５の両面を切削または機械加工するために用いられ得る。いくつかの実施例では、マシニングユニットは１つ以上のスピンドルおよび回転切削ツールを含み得、両面を同時に切削または機械加工し得る。いくつかの実施例に従えば、開口８の大きさおよび形状はブランク５の大きさおよび形状と同一または類似している。しかし、他の実施例では、開口８の大きさ、および／または形状はブランク５の大きさ、および形状と異なり得る。

図２（Ｃ）（Ｅ）および図４〜図５に示されるように、ブランク５は、いくつかの実施例ではブランクフレーム６を含み得る。ブランクフレーム６は、ブランク５の外周を取り囲み、保持器具３内でのブランク５の取り外し可能な保持を補助し得る。ブランクフレーム６は、図５に示されるように、ブランク５の厚さ全体に亘って延び、またはブランク５の厚さの一部だけに延び得る。ブランクフレーム６の厚さは特に限定されない。ブランク５の周辺から外に延びるブランクフレーム６のリップの長さは特に限定されず、約 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25 または 30 ｍｍを含み得る。さらに、ブランクフレーム６のリップは、何れかの上記値の間の範囲の長さを含み得る。いくつかの実施例では、ブランクフレームの外周の形状は、ブランクの形状に類似し得る。他の実施例では、ブランクフレームの外周の形状は、ブランクの形状と異なり得る。

図４は、三角形形状のブランクを保持するように形成されたブランクフレームの実施例を示す。図４に示されるように、ブランクフレームは内周１１と外周１２とを有している。内周１１の側部の長さ（角から角まで測定される）、側部の湾曲、および角の形状／湾曲は限定されず、三角形形状のブランクについて上述されたような、あらゆる側部の長さ、側部の湾曲、または角の形状／湾曲を含み得る。

外周１２の側部の長さ（角から角まで測定される）は、内周１１の側部の長さよりも大きい。内外周の間の側部の長さの差は限定されず、約 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25 または 30 ｍｍを含み得る。さらに、側部の長さの差は、何れかの上記値の間の範囲の値を含み得る。外周１２の側部の湾曲、および角の形状／湾曲は、三角形形状ブランクについて上述されたような、あらゆる側部の湾曲または角の形状／湾曲を含み得る。いくつかの実施例では、内周１１の側部の湾曲、および角の形状／湾曲は、外周１２の側部の湾曲、および角の形状／湾曲と合致する。他の実施例では、２つの周の側部の湾曲、および角の形状／湾曲は異なる。

ブランクフレーム６は、化学的に、または機械的に、ブランク５に固定される。いくつかの実施例では、ブランクフレーム６は、１以上の接着剤の使用を通じて、ブランク５に化学的に固定される。他の実施例では、ブランクフレーム６は、クランプまたは他の機械的手段を通じて機械的にブランクに固定される。

いくつかの実施例では、ブランクフレーム６は、フレームの内周がブランク５の周囲よりも幾分小さいように、形状のスタンピングまたは切削によって用意される。ブランクフレーム６の内周は、そこで、内周がブランク５の周囲にフィットし、ブランクフレーム６をブランク５に取り付けるための表面をもたらすように、開口を通して押し出し、または深絞りダイ、または他のツールを用いて、上方に曲げられ、またはプレスされ得る。

他の実施例では、ブランクフレーム６は、初期材料（starting material(s)）のモールディングまたはキャスティングによって用意され得る。

いくつかの実施例では、ブランクフレームはシートメタルを含み得る。他の実施例では、ブランクフレームはプラスチックを含み得る。ブランクフレームがプラスチックを含む、ある実施例では、ブランクフレームは、ブランクフレームに埋め込まれ、または結合された金属片を含み得る。

ブランクフレーム６は、クランプ、ねじ、またはマグネットなどの種々のメカニズムによってステージフレーム７に取り付けられ得る。図２（Ｄ）（Ｅ）および図６（Ａ）〜（Ｅ）に示されるように、ステージフレーム７は、いくつかの実施例では、配置されたブランクフレーム６を保持し相互作用するために１つ以上のマグネット９を含む。マグネットの配置はステージフレーム７に限らず、保持器具３の他の領域も含み得る。他の実施例では、ブランクフレーム６は、ステージフレーム７を保持し相互作用するために１つ以上のマグネット９を含む。ある実施例では、ブランクフレーム６はプラスチックまたはセラミックの材料を含み得る。

マグネットの大きさ、位置、および数は、特に限定されない。いくつかの実施例では、マグネット９はステージフレーム７またはブランクフレーム６の開口の周りに均等に配置され得る。いくつかの実施例では、ステージフレーム７またはブランクフレーム６は、それぞれ開口８またはブランク５を取り囲む１つのマグネット９を含み得る。いくつかの実施例では、１つ以上のマグネット９は棒磁石を含み得、他の実施例では１つ以上のマグネット９は円筒磁石を含み得る。棒磁石または円筒磁石を含む、ある実施例では、マグネット、およびブランクフレームとステージフレームとの間の相互作用は、回転カムなどの機械的手段によって活性化および／または不活性化され得る。

いくつかの実施例では、１つ以上のマグネット９は、１つ以上の電磁石を含み得る。電磁石の大きさ、配置、および数は限定されない。いくつかの実施例では、電磁石はマシニングユニット１内の電源に接続され電力を供給される。いくつかの実施例では、電磁石は保持器具３に埋め込まれてこれを通る配線を介して、マシニングユニット１内の電源に接続され得る。図７および図８は、保持器具３の後ろに孔１３が設けられた保持器具３を含み、それを通して配線が１つ以上のマグネット９に接続され得る実施例を示す。

いくつかの実施例では、１つ以上の電磁石に接続された電源は、ユーザにより、モニタまたはユーザインタフェースを用いて制御され得る。これらの実施例では、ユーザはモニタまたはユーザインタフェースを介して電磁石を活性化し、機械加工の間、ブランク５を固定するためにブランクフレーム６およびブランク５を保持器具３に位置させることができる。ブランクフレーム６およびブランク５を取り除くためには、ユーザはモニタまたはユーザインタフェースを介して電磁石を不活性化し得る。

図２（Ｅ）に示されるように、保持器具３は、ブランクフレーム６の形状と関連付けるために凹部１４（recess or depression）を有し得る。他の実施例では、保持器具は平坦で凹部を有しない。

いくつかの実施例では、ブランクフレームおよびステージフレームは、ブランクを保持器具に一貫して配置するように構成されたコンポーネントを含み得る。いくつかの実施例では、ブランクフレームおよびステージフレームは、ブランクの一貫した配置を補助するためにロックおよびキーコンポーネントを含み得る。ある実施例では、ブランクフレームが孔または溝を有し、ステージフレームが、ブランクフレームの上記孔または溝と相互作用する、対応するピンまたは突起を有し得る。他の実施例では、ブランクフレームがピンまたは突起を有し得、ステージフレームが対応する孔または溝を有し得る。

図２（Ａ）〜（Ｆ）はいくつかの実施例に従ったマシニングユニットアセンブリを用意するシーケンスを示す。ステップのシーケンスは限定されず、種々の順序で行われ得る。ステップは、単に例示の目的のために図示に関して述べられ、示されるステップに限定することが意図されるものではない。いくつかの実施例では、図２（Ａ）に示されるようなブランクフレーム６は、図２（Ｂ）に示されるようなブランク５に取り付けられ得、図２（Ｃ）に示されるようにブランクアセンブリが形成される。ブランクアセンブリは、次に図２（Ｄ）（Ｅ）に示されるような保持器具３に配置され、コンピュータモニタまたはインタフェースを用いて活性化され得るマグネット９を介して、取り外し可能に保持される。連結されたブランクアセンブリおよび保持器具が図２（Ｆ）に示される。

Claims (4)

1. ブランクから製品を製造するシステムであって、
   マシニングユニットと、
   スピンドルおよび回転切削ツールと、
   保持器具と、
   を備え、
   保持器具は、ブランクを受け、磁力によって取り外し可能に保持するように構成されていることを特徴とするシステム。
2. 三角形形状を有するブランク。
3. ブランクリングであって、
   上記ブランクリングは磁力によって保持器具と相互作用するように構成されていることを特徴とするブランクリング。
4. 製品を製造するためのブランクアセンブリであって、
   三角形形状を有するブランクと、
   ブランクリングと
   を備え、
   上記ブランクリングは磁力によって保持器具と相互作用するように構成されていることを特徴とするブランクアセンブリ。

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