CN1294901A - 义齿磁固位体 - Google Patents

Abstract

为提供具有稳定的非磁性领域、磁力性能优良的义齿磁固位体,本发明的义齿磁固位体由磁铁(11)、具有收缩该磁铁的凹部(125)并由软磁性材料形成的磁轭(12)、为封入上述磁铁在上述磁轭的凹部开口处(19)配备的由软磁性材料形成的密封板(15),该密封板外周部及上述磁轭内周部之间的软磁性材料、融合镍及奥氏体不锈钢的环状非磁性改质材料(18)所组成,且上述环状非磁性改质材料(18)、上述软磁性密封圆板(15)及磁轭(12)的保持板一侧的端面经研磨加工。

Description

义齿磁固位体

本发明涉及可在有限的义齿床内保证有足够的磁吸附力的义齿磁固位体。

在特开平4-227253号公报中揭示了一种现有技术的义齿磁固位体，如图8，图9所示。如图8所示，为了将义齿80装入，在人体的齿根部86里埋入根面板85，该根面板85的中间又埋有保持板10。义齿80即由保持板10、其对面设置的义齿磁固位体9和包在其外面的义齿树脂床83和人工齿84组成。

如图9所示，上述义齿磁固位体9与上述保持板10相对的吸合面相接，充磁方向与吸合面相垂直。具有圆柱形永磁铁制成的磁铁91、包容该磁铁91用凹所99的软磁箱状磁轭92、将磁铁91和人磁轭92、在磁轭凹陷开口处990设置的软磁性密封板96和非磁性封环97。并且，密封板96和密封环97组成密封块98。

即，上述义齿磁固位体从磁体91出来的磁力线，通过磁体91→密封板96→保持板10→磁轭92→回到磁体91形成一个磁气回路与支持板相吸。在此磁气回路中，为了不引起密封板96和磁轭92之间的磁气短路，其间配有非磁性材料的密封环97。

上述所有部件全部为耐腐蚀性材料组成。

因此，上述义齿磁固位体的构造和制造方法还有以下问题：

第一，为防止磁气短路的非磁性密封环97与该密封环97的内周和密封板96的外周的焊接缝，使磁铁91向保持板10需通过的磁力线通路变窄，导致磁吸引力降低。

第二，这种双重焊接方法，由焊接时的放热引起的应变导致磁轭92和密封环97的外周的接缝处出现空隙和凹凸，因此义齿磁固位体和保持板之间会出现空隙，由磁气空隙而导致下降。同时，密封环97的内周和密封板96的接缝处由于激光焊接困难，也容易出现焊接裂缝。

为了解决上述问题，日本金属学会讲演概要集(1996年9月29日)第408页上提出了如图10(A)，(B)所示的义齿磁固位体的制造方法。

该文献所示的义齿磁固位体构造简单，并且可将非磁性部分去掉，而通过将构成磁气回路所需要的部分进行非磁性化处理。

这种制造方法先将密封块106的外周预先涂上Ni皮膜105，其次，在保有磁铁101的磁轭102的凹陷开口108处放上密封块106作为盖，将磁轭102和密封块106的外周之间加以焊接。

焊接时，上述Ni皮膜通过熔融在上述磁轭102和密封块106之间，使熔融部109(图10(B))非磁性化。

但是，这种构造和制造方法有其不可避免的缺点。

即，在进行上述焊接时，如图10(B)所示，磁轭102和密封块106之间将上述Ni皮膜通过熔融形成熔融部109时，上述熔融部109的焊接深度如图9(B)的实线D所示，只需要有密封块106的厚度，并由它构成磁轭102和密封块106之间的非磁性化。

但是，这种方法的实验例表明，在母材(SUS447J1)的成分30Cr-2Mo中Ni的熔入量超过了15％，如图7所示不锈钢的熔融金属组织中残留有菲氏体，不易得到非磁性体。从而，磁轭102和密封块106之间就会有磁气短路，引起磁力下降。

在这种情况下，如果用Cr含量低的SUS430(17Cr)来取代母材SUS447J1(30Cr-2Mo)来达到非磁性化的目的，虽然也可以得到高吸引力，但义齿磁固位体在口腔内严峻的腐蚀环境中很容易生锈，因此也不能使用。

并且，如果如同图点线E所示的熔融部109的过深的焊接深度，磁铁101也会被熔融的话，磁铁101的损坏会直接导致磁力的下降。

另一方面，为了回避这种危险，如果如同图点线F所示的熔融部109的过浅的焊接深度，软磁性材料的Ni皮膜还处在末熔融状态下，也会使磁轭102和密封块106之间产生磁气短路，引起磁力下降。

更进一步说，上述密封块106的厚度只有象0.2mm这样薄，所以在形成109熔融部所需的焊接条件极端困难。

综上所述，要制造出上述方法所述的磁轭102和密封块106之间的非磁性领域是非常困难的。即使形成非磁性领域，也很容易出现磁轭102和密封块106接缝处的凹凸不平，使磁固位体9和保持板10之间有间隙，并由磁气空隙而导致磁力下降。

并且，由于激光焊接的熔融瞬间热能量集中，无法搅拌均匀而出现偏析，会产生局部材质变为软磁性。这样，磁轭102和密封块106之间的非磁性领域难以确保，磁力线会从磁轭102直接进入密封块106，造成磁气短路，引起磁力下降。

附着有Ni皮膜105的密封块106在磁轭102接缝处开口部109处嵌入过深时，镀层皮膜105有可能会脱离，从而使熔融部因Ni含量不足而导致非磁性化不足。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种具有小型，稳定的非磁性部、磁力性能良好的义齿磁固位体。

技术方案1为一种与埋设于齿根部由软磁性合金形成保持片相对、埋设于义齿床内的义齿磁固位体，其特点是由磁体具有收缩该磁体的凹部并由软磁性材料形成的磁轭、为封入上述磁体在上述磁轭的凹部开口处配备的由软磁性材料形成的密封板、以及在该密封板外周部及上述磁轭内周部之间的软磁性材料、融合镍及奥氏体不锈钢的环状非磁性改质材料所组成，而且，上述磁轭、由上述环状非磁性改质部及上述软磁性密封板磁轭的保持片一侧的圆状端面为研磨加工。

本发明的关键为，密封板由软磁性板和其外周部附着的非磁性改质部组成。非磁性改质部与磁轭内周部之间也熔融为一体，它们形成的与保持板靠磁力相接的面经研磨形成的平面，其内部的圆柱状磁铁的端面都加有圆角。

本发明的效果：

本发明所述义齿磁固位体，其密封板如前面所述由软磁性板和其外周部附着的非磁性改质部组成。非磁性改质部与磁轭内周部之间也熔融为一体。

并且，本发明中与保持板靠磁力相接的一面，为经过研磨后的平面，磁体中的磁铁靠密封板一侧端面有圆角加工。其它端面也可进行圆角加工。

因此，本发明可以确保密封板和磁轭之间有稳定，良好的非磁性部，加之与保持板接触之外表面磨削后变薄而平坦，非磁性部的结构由有利于磁气回路，故具有优异的磁吸引力。

同时，对柱状磁铁与密封板相近一侧的圆角加工，使磁铁避免了由激光焊接及非磁性改质时产生的高温热量对磁铁的影响，确保优异的磁力性能。

上述密封板的软磁性不锈钢材料可选用19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe，17Cr-2Mo-0.2Ti-Fe，13Cr-2Mo-0.2Ti-Fe等。在密封板和磁轭之间构成非磁性环状部的材料，可设置非磁性不锈钢SUS304，SUS316，SUS316L和Ni等，通过激光热可以使它们和软磁性材料熔融的材料。

这里的非磁性改质部系以密封板和磁轭之间的非磁性材料为基础，通过用激光将两者熔合，可以确保密封板和磁轭之间的非磁性部的形成。

但是，这里的由非磁性改质部形成的非磁性领域在密封板一侧如果过大，会减少密封板的磁性领域，导致磁力下降。因此，非磁性改质时产生的非磁性领域应尽量少。

同时，在将磁轭，密封板等组装或用激光进行非磁性改质时，磁轭，环状非磁性部材和密封板在与保持板接触面如果产生凹凸不平，造成磁气空隙，就会导致磁力下降。因此，有必要消除磁气空隙，保持其平面度。

为了消除磁气空隙，有必要对保持板一侧的圆状端面进行磨削，一方面可减少被扩大了的非磁性领域，另一方面可将磁轭，环状非磁性改质部，密封板的端面齐平。根据非磁性领域和非磁性改质的凹凸程度进行粗磨，细磨和研磨。

技术方案2为环状非磁性改质部材由不锈钢的奥氏体组织形成，这样可以使非磁性组织状态更进一步稳定下来。

如图7的不锈钢熔融金属的组织所示，磁性材料的密封板或与磁轭之间设置的奥氏体不锈钢在熔融情况下与密封板或磁轭的结合面熔合时，容易从奥氏体领域发生马氏体或菲氏体，它从结合面向内部扩散时会降低非磁性领域的稳定化效果。

因此，至少需要在环状非磁性部中间有奥氏体，即利用密封板外周表面的Ni皮膜与奥氏体熔融在一起，抑制马氏体和菲氏体的形成。

其次，环状非磁性改质部材只要有非磁性部材厚度的一半即可。密封板和磁轭之间，有保持板侧的环状非磁性部，而磁铁侧有奥氏体不锈钢非磁性领域。本结构的环状非磁性部很小，可扩大密封板的磁性领域，对有效改善磁气回路有积极作用。

上述磁轭、上述环状非磁性该质部和上述磁性密封板的保持板一侧的圆端面至少要磨掉0.05mm的厚度而成平坦的表面，并且上述密封板厚度为0.05mm-0.15mm。

这里，研磨厚度的0.05mm为消除组装上述部件时所产生的级差，凹凸和应变所需。如果去掉过多，非磁性领域太少，会导致磁铁露出，因此密封板的厚度至少要有0.05mm。相反，如果除去过少，磁气回路效果会有影响，义齿磁固位体的体积有大，因此将密封板的厚度上限定为0.15mm。

本发明所使用的磁铁建议使用磁性能高的稀土类磁铁，如Sm-Co，Nd-Fe-B等。并且其一侧端面加工有半径为0.1-0.3mm的圆角，磁力线方向与保持板面相垂直。

同样，当磁铁的两端面加工有圆角时，它要装入磁轭的里端侧面也要加圆角才能与它密合。并且，圆角又能使磁轭中的磁力线通过的更流畅，提高磁吸引力。

本发明所述磁轭呈可将磁铁收入的容器状，为软磁性材料构成，为了保证在口腔内使用安全，需要有充分的耐腐蚀性能和良好的磁性能。建议使用的材料为18Cr类不锈钢17Cr-2Mo，19Cr-2Mo类不锈钢的耐腐蚀性能好的软磁性材料。

附图的简单说明

图1为实施例1的义齿磁性固位体的截面示意图。

图2为实施例2的义齿磁性固位体的截面示意图。

图3为实施例3的义齿磁性固位体的截面示意图。

图4为实施例1的义齿磁性固位体的制造方法示意图。

图5为实施例1的义齿磁性固位体的的制造方法中，非磁性领域和研磨的示意图。

图6为实施形态中密封板等的一体制造方法的立体示意图。

图7为以往例中的义齿示意图。

图8为不锈钢金属的熔化状态组织示意图。

图9为以往例中的义齿磁性固位体的示意图。

图10为其它以往例中的义齿磁性固位体的示意图。

本发明所述的义齿磁固位体的制造方法如图1-7所示。

如图1所示，实施例1的义齿磁固位体，由磁铁11、装纳它的凹处125的软磁性磁轭12、将磁铁11封入时在上述磁轭12凹陷部19设置的软磁性密封板15，密封板15的外厨面与磁轭12内周面之间的软磁性材料、以及由环状Ni皮膜和奥氏体熔合在一起的非磁性改质部18组成。并且它们与保持板相接触面要研磨成平坦的面。

实施例2的义齿磁固位体如图2所示，与图1相比，非磁性改质部18的一部分(1/2厚度以下)为非磁性材料26，而非磁性改质部28变薄。

实施例3的义磁固位体如图3所示，与图1的义齿磁固位体相比，使磁铁11和容纳它的凹处125的软磁性磁轭12具有如图8所示的防止磁固位体从义齿80的树脂床83中脱落下来的变形结构，即其肩部的外径DK1比与保持板相接面的外径DK2要大的磁轭32。

上述环状非磁性改质部材如图4(A)所示，磁轭42的凹处425时放入磁铁41后，如图6所示密封板15与该密封板外周的环状Ni皮膜17和奥氏体不锈钢16构成的密封板60，并用激光聚焦在奥氏体不锈钢66和Ni皮膜67而使它们熔融形成有奥氏体组织的非磁性该质部材48。

当此激光的加热熔融深度浅的时候，环状Ni皮膜17和奥氏体不锈钢16处于未熔融状态。

这里如图6所示的密封板15与该密封板外周的环状Ni皮膜17和奥氏体不锈钢16构成的密封板60具体按如下方法制作。

如图6所示，通过拉伸加工，将19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的软磁性材料65和非磁性材料SUS316通过将其界面用Ni皮膜隔开而制成一体的材料，并制成所需厚度的密封薄片60。

具体例根据图4加以说明。

如图4，由19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的软磁性材料制成的磁轭42呈凹陷壳状，其外径4.0mm，高度1.45mm，开口部直径3.1mm，壳外径厚度0.45mm及深度0.8mm。壳外周肩部呈45度倾斜，高度各降低0.4mm，壳凹陷处425的内侧肩部有0.2mm的圆角。

磁铁41选用(BH)max=42MGOe的Nd-Fe-B永久磁铁。直径3.05mm，高度0.6mm，上下端面各有0.2mm的圆角加工。

将磁铁41装入壳(磁轭42)的凹陷内，开口处49装上密封板60。密封板60如图6所示，由19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的软磁性材料制成的密封圆板15的直径为2.76mm，Ni皮膜厚度为0.01mm，最外层厚度为0.15mm-0.25mm的奥氏体不锈钢16层，整体直径为3.08mm。

其次，如图4(B)所示，将直径200μm的激光聚焦在SUS316和Ni皮膜上形成非磁性改质部48，此非磁性改质部48如图7所示可确保奥氏体的存在。

在上述制造过程中，如图4(A)所示，在磁轭42的凹陷处放入磁铁，之后在装设密封板60的组装时，壳426与密封板60之间产生级差。为了去除此级差，以密封板面为基准，用500号砂轮将表面磨去0.15mm，这样，如图1所示，密封板的厚度为0.10mm，保持板10侧的非磁性改质部材的宽度(激光光线的熔融宽度)从0.55mm缩小到0.35mm。密封板的直径从2.4mm到2.6mm，端面13也得到平坦面，从而得到了具有优良磁气性能的小型义齿磁固位体。

即，义齿磁固位体的磁力从研磨前的6.2N/mm²，提高到研磨后的7.0N/mm²。

如图2所示的实施例系在如图4(A)所示组装后当抑制在SUS316和Ni皮膜照射的200μm宽的激光从而控制其非磁性改质部材的形成时，Ni皮膜的一部分未熔融部作为非磁性部材26残留，之后研磨后的非磁性改质部28的厚度为0.06mm，非磁性部材的残余厚度为0.04mm，密封板厚度0.1mm，密封板直径2.65mm，并且，此义齿磁固位体的吸引力为7.5N/mm²。

如图3所示的实施例系在如图4(A)所示组装后，磁轭42的DK2外径为4.2mm，DK1的外径为4.0mm，从DK2到DK1之间的1.3mm为倾斜面，高度1.45mm开口部直径3.1mm，壳外径厚度0.45mm，深度0.8mm。壳的外周肩部角度为30度倾斜，外径比内径小0.4mm。另外，壳凹陷处425的内侧肩部有0.2mm的圆角。以下制造方法相同。

因此，此义齿磁固位体的磁力为8.5N/mm²，接伸强度也由110N/mm²改善到200N/mm²。

以下根据图5说明本发明的效果。

为了实现密封板15和软磁性材料的磁轭12之间的非磁性领域的非磁性改质部18，磁气回路从磁铁11到密封板15到保持板10到磁轭12到磁铁11。

这样，首先可以形成稳定的非磁性改质部，没有磁力线泄漏，从而提高磁气回路的磁力。

但是，非磁性改质时容易引起凹凸不平，应变等，从而产生磁气泄漏。

因此，通过研磨得到的平坦的吸引面同时又可使非磁性领域减小，使磁气回路中磁力线的通道不因非磁性改质而使磁性领域受影响。

例如，图5所示，磁性领域中的软磁性材料制成的密封板研磨前后(15’和15)的外径为DS2，DS1，磁轭研磨前后(研磨部分12’)的内径为DY2，DY1，磁轭的外径为D，磁铁的直径为DM。密封板研磨前后的厚度为T2，T1，研磨厚度为t。

研磨掉厚度为t(T2-T1)时，非磁性改质部的18’被除去，密封板的磁性领域扩大到((DS2)²-(DS1)²)×(π/4)。磁铁(直径DM)的磁性效率更能得到发挥。同时，与保持板10紧密接触的磁轭12的磁性领域也因12’的切除扩大到((DY1)²-(DY2)²)×(π/4)。

综上所述，本发明可以得到体积小，性能稳定，有非磁领域，吸合面平坦，磁力性能优越的义齿磁固位体。

Claims (4)

1．一种与埋设于齿根部由软磁性合金形成保持板相对埋设于义齿床内的义齿磁固位体，其特征在于，由磁铁、具有容纳该磁铁的凹部并由软磁性材料形成的磁轭，为封入上述磁铁在上述磁轭的凹部开口处配备的由软磁性材料形成的密封板，以及通过融合在该密封板外周部和上述磁轭内周部之间的软磁性材料，镍皮膜及奥氏体不锈钢的环状非磁性改质材料组成，而且，上述磁轭由上述环状非磁性改质材料及上述软磁性密封板形成的其保持板一侧的圆状端面经研磨加工。

2．如权利要求1所述的义齿磁固位体，其特征在于，上述环状非磁性改质材料由不锈钢的奥氏体组织形成。

3．如权利要求1所述的义齿磁固位体，其特征在于，上述环状非磁性改性材料含有厚度为1/2以下未经改性的非磁性材料。

4．如权利要求1所述的义齿磁固位体，其特征在于，上述环状非磁性改质材料及上述软磁性密封板形成的保持片一侧的圆状端面经研磨去掉0.05mm以上形成平整面，且上述密封板厚度为0.050-0.150mm。

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