DE60214821T2

DE60214821T2 - Orthodontische Vorrichtung

Info

Publication number: DE60214821T2
Application number: DE60214821T
Authority: DE
Inventors: Tomy Incorporated Kozo Kawaguchi; Tomy Incorporated Kenji Nagase; Tomy Incorporated Kiyoshi Shiga; Tomy Incorporated Masaaki Orikasa
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4135867B2; US20040002033A1; JP2003230573A; DE60214821D1; EP1332727A2; EP1332727A3; EP1332727B1; US6887075B2

Description

Beschreibung des Stands der Technik
Die orthodontische Vorrichtung wird für die orthodontische Behandlung an Zahnoberflächen befestigt, und dient dazu, Rückstellkräfte eines Metallbogens auf die Zahnwurzel zu übertragen.
Eine wie in 10 gezeigte orthodontische Vorrichtung 70 umfasst eine Basis 71, einen Hauptkörper 72, einen Schlitz für Metallbogen 74 und eine auswechselbare Abdeckkappe 75. Die Basis 71 ist direkt oder indirekt fest an den Zähnen befestigbar. Der Hauptkörper 72 ist an einer Seite der Basis 71 angebracht. Der Schlitz für Metallbogen 74 ist als Fuge entlang der mesiodistalen Richtung in den Hauptkörper 72 eingeformt und ermöglicht es, darin einen Metallbogen (nicht gezeigt) zu stützen. Die auswechselbare Abdeckkappe 75 verschließt den Schlitz für Metallbogen 74 entlang der Längsrichtung.
Im Stand der Technik sind im Querschnitt des Schlitzes für Metallbogen 74 ein Paar Endöffnungen vorgesehen, welche mit abgestuften Teilbereichen 76, 76 zur Aufnahme von Endteilen der auswechselbaren Abdeckkappen 75 ausgestattet sind.
Die orthodontische Vorrichtung 70 wird durch Fixierung und Einfüllen eines Silberlötmaterials zwischen die Enden der auswechselbaren Abdeckkappe 75 und den abgestuften Teilbereichen 76, 76 gelötet, so dass die auswechselbare Abdeckkappe 75 an dem Hauptkörper 72 befestigt wird.
Die mit einer auswechselbaren Abdeckkappe 75 ausgestattete orthodontische Vorrichtung 70 wird hauptsächlich an den ersten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer eingesetzt und wird vorzugsweise als ein auswechselbares wangenwärts gerichtetes Röhrchen bezeichnet.
Wenn die zweiten Backenzähne wachsen, wird die auswechselbare Abdeckkappe 75 von dem Schlitz für Metallbogen 74 abgenommen und die orthodontische Vorrichtung 70 wird ähnlich eines gewöhnlichen Zweifachbrackets eingesetzt.
Wenn es auf anderen Zähnen eingesetzt wird, als z.B. den ersten Backenzähnen und den zweiten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefern, wird die orthodontische Vorrichtung 70 als auswechselbares Bracket bezeichnet.
Als die mit einer auswechselbaren Abdeckkappe ausgestattete orthodontische Vorrichtung sind allgemein ein auswechselbares wangenwärts gerichtetes Röhrchen, auswechselbare Doppelröhrchen, auswechselbarer zweifachwangenwärts gerichtete Röhrchen, auswechselbare dreifachwangenwärts gerichtete Röhrchen oder auswechselbare Brackets bekannt (siehe z. B. US 4 820 151 ).
Die orthodontische Vorrichtung 70 aus dem Stand der Technik geht jedoch mit den folgenden Problemen einher.
So ist das orthodontische Vorrichtungsteil 70 des Stands der Technik nicht konstant in der Kraft des Abscherens der auswechselbaren Abdeckkappe 75 von dem Schlitz für Metallbogen 74. Des Weiteren gibt es einen Fall, dass die Lötstelle zu hart ist, um die auswechselbare Abdeckkappe 75 abzuscheren auch nicht mit einem exklusiv eingesetzten Werkzeug (nicht gezeigt). Des Weiteren gibt es den Fall, dass die auswechselbare Abdeckkappe 75 nachlässig von dem Schlitz für Metallbogen 74 mit geringer Kraft abgenommen wurde.
Im Allgemeinen ist die auswechselbare Abdeckkappe 75 an den abgestuften Teilbereichen 76, 76 des Hauptkörpers 72, der aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, mit einem Dentalsilberlötmaterial (BAg-8: Ag 72%, Cu 28%, oder BAg-18: Ag 60%, Cu 30%, Sn 10%) gelötet. In dem Fall, dass es nur mit dem Silberlötmaterial fixiert wird, wurde jedoch beobachtet, dass die Scherbeanspruchung sehr stark von den Haftbedingungen des Silberlötmaterials abhängig ist, welches in einen Bereich zwischen der auswechselbaren Abdeckkappe 75 und den entsprechenden abgestuften Teilbereichen 76, 76 des Hauptkörpers 72 eingefüllt ist.
Der Raum zwischen der auswechselbaren Abdeckkappe 75 und den abgestuften Teilbereichen 76, 76 des Hauptkörpers 72 wird hauptsächlich durch die Deformation des Hauptkörpers 72 erzeugt. Da die Deformation auf ein oder mehrere Produkte verteilt ist, ist es extrem schwierig, die Haftfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe und den Einfluss auf den Hauptkörper 72 zu regeln.
Zusätzlich besteht hauptsächlich in Folge eines galvanischen Phänomens bei verschiedenen Metallarten unter den Gegebenheiten in dem Mund ein Problem in Form von Korrosion, die um die gelöteten Teile des Silberlötmaterials (BAg-8 oder BAg-18) der auswechselbaren Abdeckkappe 75 herum auftritt.
Mit anderen Worten waren zwei Korrosionsarten vorhanden, die von den gelöteten Oberflächen nach der Verschmelzung erstarrte und die in einer Verbindung der gelöteten Teile.
Ähnlich der Korrosion von der gelöteten Oberfläche eluiert vorzugsweise Cu in der Zusammensetzung des Silberlötmaterials und sowohl der Hauptkörper als auch die auswechselbare Abdeckkappe 75 eluieren vorzugsweise bei einer Einwirkung des eluierten Cu an der Berührungsfläche zwischen dem Hauptkörper 72 und der auswechselbaren Abdeckkappe 75 und dem Silberlötmittel.
Deswegen geht die Lötfestigkeit mit der Zeit eines Zahnhärtezeitraums nach unten und wenn ein Arzt den Metallbogen auswechselt, tritt ein Problem auf, dass die auswechselbare Abdeckkappe 75 unvorsichtig von dem Schlitz für Metallbogen 74 abgelöst wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde unter Anbetracht der oben erwähnten Probleme entwickelt. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine orthodontische Vorrichtung zu bieten, welche die Scherbelastung der auswechselbaren Abdeckkappe konstant aufrecht erhält, ungeachtet der Hafteigenschaften des Silberlötmaterials, das einfache Ablösen der auswechselbaren Abdeckkappe von dem Schlitz für Metallbogen ermöglicht, wenn nötig, keine Abschwächung der Scherfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe hat, auch unter den Bedingungen in dem Mund und keine Möglichkeit hat, die auswechselbare Abdeckkappe unvorsichtig von dem Schlitz für Metallbogen abzulösen.
Zur Durchführung der oben stehenden Aufgabe ist die vorliegende Erfindung, wie in einer ersten Ausführungsform dargelegt, eine orthodontische Vorrichtung, welche umfasst:
eine Basis, welche direkt oder indirekt fest an einem Zahn anbringbar ist;
ein Hauptkörper, welcher an einer Seite der Basis angebracht ist;
ein Schlitz für Metallbogen, welcher nutförmig entlang einer mesiodistalen Richtung in den Hauptkörper eingeformt ist und es ermöglicht, einen Metallbogen darin zu tragen,
eine auswechselbare Abdeckkappe, die den Schlitz für Metallbogen entlang einer Längsrichtung verschließt; und
abgestufte Teilbereiche, welche an einem Paar Enden einer Öffnung im Querschnitt des Schlitzes für Metallbogen gebildet werden, zur Aufnahme der Enden der auswechselbaren Abdeckkappe,
worin die auswechselbare Abdeckkappe fest mit einem Silberlötmaterial aus Ag 90% oder mehr gelötet ist.
Die orthodontische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kennzeichnet hierin allgemein orthodontische Vorrichtungen, welche die auswechselbare Abdeckkappe haben. Die orthodontische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist z.B. auf dem wangenwärts gerichteten Röhrchen anwendbar, um auf den ersten Backenzähnen und den zweiten Backenzähnen eingesetzt zu werden und auf dem Bracket anwendbar, um auf den ersten vorderen Backenzähnen und den zweiten vorderen Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer einsetzbar zu sein, ein Eckzahn, ein mittlerer und seitliche Schneidezähne und ein schräger Zahn.
Die orthodontische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist mit einer Klebeart des direkten Befestigens an den Zähnen mit einem Bindemittel anwendbar und mit einer Schweißverbindungsart des Befestigens an den Zähnen über ein Band, welches an den Zähnen angekront ist.
Gemäß der Lötmethode mit dem Silberlötmaterial sind des Weiteren z.B. eine der auswechselbaren Abdeckkappe oder die abgestuften Bereiche vorher mit dem Silberlötmaterial überplattiert, die Endteile der auswechselbaren Abdeckkappe werden in den abgestuften Teilbereichen aufgenommen und dann werden der Hauptkörper und die auswechselbare Abdeckkappe von beispielsweise einem elektrischen Schmelzofen erhitzt, um die Silberplatte zu schmelzen, und die Silberplatte mit Fließeigenschaften wird in den Raum zwischen der auswechselbaren Abdeckkappe und den abgestuften Teilbereichen eingefüllt. Andernfalls ist es ausreichend, dass ein Silbermaterial vorher in eine Schichtform mit einer vorgegebenen Stärke ausgestaltet wird, welche gegen die auswechselbare Abdeckkappe gepresst wird, um ein kaschiertes Material zu erhalten.
Bei der Lötmethode mit Silberlötmaterial wird außerdem die auswechselbare Abdeckkappe an ihren Endteilen in den abgestuften Teilbereichen aufgenommen und dann kann das geschmolzene Silberlötmaterial in den Raum zwischen der auswechselbaren Abdeckkappe und den abgestuften Teilbereichen eingefüllt werden.
In dem Silberlötmaterial können andere Materialien als Ag, z.B. beliebige Arten von Au, Sn, Zn oder Li teilweise enthalten sein.
In dem Fall, das Au enthalten ist, steigt die Festigkeit des Silberlötmaterials, wenn es Sn und Zn enthalten sind, kann die Löttemperatur des Silberlötmaterials gesenkt werden und wenn Li enthalten ist, wird die Benetzbarkeit des Silberlötmaterials verbessert.
Wenn das Silberlötmaterial 90% Ag oder mehr enthält, weist in der somit zusammengesetzten orthodontischen Vorrichtung das geschmolzene Silberlötmaterial das vorteilhafte Fließvermögen zum Löten auf.
Deswegen ist in der orthodontischen Vorrichtung, wenn genügend Lötmaterial geliefert wird, um den Raum zwischen den abgestuften Teilbereichen des Hauptkörpers und der auswechselbaren Abdeckkappe zu füllen, ungeachtet der Größe des Raums, das geschmolzene Silberlötmaterial exakt in den Raum gefüllt und kann die auswechselbare Abdeckkappe mit einer vorbestimmten Haftfestigkeit durch die Klebefestigkeit des Lötmaterials oder der Festigkeit des Lötmaterials an sich sichern. Deswegen ist es möglich, das Problem des Stands der Technik zu lösen, dass die Scherfestigkeit zum Entfernen der auswechselbaren Abdeckkappe nicht konstant ist.
Mit anderen Worten, wenn außerdem in der orthodontischen Vorrichtung das Silberlötmaterial 90% Ag oder mehr enthält, ist der Cu-Gehalt niedriger als der des Silberlötmaterials des Stands der Technik.
Dementsprechend ist es in der orthdontischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, Korrosion und Elution des Cu von der Lötoberfläche zu reduzieren und der zu eluierende Cu-Gehalt in der gelöteten Übergangsstelle zwischen dem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl und der auswechselbaren Abdeckkappe zu reduzieren, und eine gewünschte Haftfestigkeit über einen längeren Zeitraum als die des Stands der Technik aufrecht zu erhalten.
Wenn des Weiteren in der vorliegenden Erfindung, wie in einer zweiten Ausführungsform dargelegt, das Silberlötmaterial 99% Ag oder mehr enthält, ist der oben beschriebene Effekt Bemerkenswerterweise öfter verfügbar.
Wenn in der vorliegenden Erfindung, wie in einer dritten Ausführungsform dargelegt, das Silberlötmaterial kein Cu enthält, treten weder Korrosion und Elution von Cu von der Lötoberfläche, noch Elution des Cu-Gehalts in der gelöteten Übergangsstelle zwischen dem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl und der auswechselbaren Abdeckkappe auf. Deswegen ist es möglich, die Haftfestigkeit über den längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung, wie in einer vierten Ausführungsform davon dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass die orthodontische Vorrichtung das wangenwärts gerichtete Röhrchen ist.
Für das wangenwärts gerichtete Röhrchen sind hierin beispielhaft ein auswechselbares einzelnes Röhrchen, ein auswechselbares doppeltes Röhrchen, ein auswechselbares zweifach wangenwärts gerichtetes Röhrchen, oder ein auswechselbares dreifach wangenwärts gerichtetes Röhrchen und an den Zähnen anbringbar erläutert, aber nicht darauf beschränkt.
Die vorliegende Erfindung ist, wie in einer fünften Ausführungsform davon dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass jede der abgestuften Teilbereiche im Wesentlichen in der Querschnittsform als Schwalbenschwanz ausgeführt ist.
In der dadurch gebildeten orthodontischen Vorrichtung kann zusätzlich zu der Klebefestigkeit des Silberlötmaterials und einer besonderen Scherfestigkeit die Haftfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe besser durch die plastische Verformung der schwalbenschwanz nutähnlichen abgestuften Teilbereiche überprüft werden. Des Weiteren kann bei einer Einführung in die Schwalbenschwanznut die Scherkraft der auswechselbaren Abdeckkappe fast konstant aufgebracht werden, unabhängig von den Hafteigenschaften des Lötmittels.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die die elementaren Teile der orthodontischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung vergrößert darstellt;
3A und 3B sind Bilder, die die elementaren Teile des Vergleichsbeispiels 1 vergrößert darstellen;
4A und 4B sind Bilder, die die elementaren Teile des Beispiels 1 vergrößert darstellen;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Querschnittsansicht, die die elementaren Teile der orthodontischen Vorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung vergrößert darstellt,
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt und;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die die orthodontische Vorrichtung gemäß des Stands der Technik zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachstehend wird eine Erläuterung der Ausführungsformen der orthodontischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gegeben.
1 ist eine Ansicht, die eine orthodontische Vorrichtung einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine Schnittansicht, die den Hauptkörper der ersten Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die orthodontische Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eine Basis 11, einen Hauptkörper 12, Halteflügel 17, einen Schlitz für Metallbogen 14, eine auswechselbare Abdeckkappe 15 und abgestufte Teilbereiche 16, 16. Die Basis 11 ist direkt an den Zahnoberflächen 60 angebracht oder indirekt durch Anschweißen an ein Korrekturband daran angebracht. Der Hauptkörper 12 ist an der oberen Oberfläche der Basis 11 angebracht. Die Halteflügel 17 erstrecken sich von dem Hauptkörper 12 in Richtung einer Seite des Zahnfleischs und einer Okklusionsseite. Der Schlitz für Metallbogen 14 ist als Nut entlang einer mesiodistalen Richtung in dem Hauptkörper 12 eingebracht und ermöglicht die Abstützung eines Metallbogens 13 darin. Die auswechselbare Abdeckkappe 15 verschließt den Schlitz für Metallbogen 14 entlang einer Längsrichtung. Die abgestuften Teilbereiche 16, 16 werden an einem Paar von Enden in der Öffnung im Querschnitt des Schlitz für Metallbogen 14 vorgesehen, um die Enden der auswechselbaren Abdeckkappe 15 aufzunehmen.
Wenn die orthodontische Vorrichtung 10 an anderen als z.B. den ersten Backenzähnen und den zweiten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer eingesetzt ist, wird sie als austauschbares Bracket bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt, ist für das Anbringen der auswechselbaren Abdeckkappe 15 an den entsprechenden abgestuften Teilbereichen 16, 16, die auswechselbare Abdeckkappe 15 mit einer Silberplatte 15A als Instrument zur Bildung einer Silberschicht mit einer vorgegebenen Stärke auf der Oberfläche der auswechselbaren Abdeckkappe 15 versehen.
Die Ag-Platte 15A beinhaltet 90% Ag oder mehr ohne Verunreinigungen, vorzugsweise 99% oder mehr und ist ein reiner Ag-Gehalt ohne eingeschlossenes Cu.
Die Ag-Platte 15A könnte wahlweise andere Stoffe als Ag enthalten, wenn benötigt z.B. beliebige Arten von Au, Sn, Zn oder Li. In diesem Fall, wenn Au enthalten ist, geht die Festigkeit des Silberlötmaterials nach oben, wenn Sn und Zn enthalten sind, könnte die Löttemperatur des Silberlötmaterials gesenkt werden, und wenn Li enthalten ist, wird die Benetzbarkeit des Silberlötmaterials verbessert.
Die Stärke der Ag-Platte 15A ist zum Ausbilden nur der oberen Oberfläche oder der unteren Oberfläche der auswechselbaren Abdeckkappe 15, 6 bis 12 μm, vorzugsweise 8 bis 10 μm, und zum Formen beider Oberflächen, 3 bis 6 μm, vorzugsweise 4 bis 5 μm.
Als nächstes wird die auswechselbare Abdeckkappe 15 mit den Seiten der beiden Enden in die abgestuften Teilbereiche 16, 16 eingeführt. Zu dieser Zeit könnte ein Instrument wie z.B. ein Punktschweißer eingesetzt werden, um sie vorübergehend zu halten. Dann wird diese Baugruppe für 30 bis 60 Minuten in einem hydrogenen, atmosphärischen, elektrischen Brennofen erhitzt, der 1000 bis 1100°C hält.
Die Ag-Platte 15A der auswechselbaren Abdeckkappe 15 wird dabei eingeschmolzen und dringt zwischen die beiden Endseiten der auswechselbaren Abdeckkappe 15 und den abgestuften Teilbereichen 16, 16 ein, so dass die auswechselbare Abdeckkappe 15 an die abgestuften Teilbereiche 16, 16 angelötet wird.
Die Scherbelastung der auswechselbaren Abdeckkappe 15, die durch den oben stehenden Arbeitsablauf gelötet wurde, wurde von einem ausschließlich dafür eingesetzten Prüfgerät gemessen. Die Prüfergebnisse zeigen große Verbesserungen der Haftfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe 15 im Vergleich mit der des Stands der Technik. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Im Übrigen wurde das ausschließlich dafür eingesetzte Prüfgerät von einer Firma hergestellt, die der Anmelder dieser Erfindung ist, wobei ein Keil eines distalen Winkels, der 30° hat, in den Schlitz für Metallbogen 14 von der mesialen Seite 1 eingeführt wird, und die auswechselbare Abdeckkappe 15 von dem Hauptkörper 12 abgeschert wird, und die Schubbeanspruchungen zu diesem Zeitpunkt gemessen werden. [Tabelle 1] Gegenüberstellung der Scherbelastung zwischen BAg-8, 3 μm und Ag, 8 μm
In der Tabelle 1 ist das Beispiel 1 die orthodontische Vorrichtung 10 der oben angeführten ersten Ausführungsform. Vergleichsbeispiel 1 ist die Ag überzogene orthodontische Vorrichtung des Stands der Technik mit 3 μm BAg-8 (Ag 72% und Cu 28%) und an einer Seite bei 950 °C für 30 Minuten in der Wasserstoffatmosphäre in den gleichen Einheiten der gleichen Stückzahlen erhitzt.
Ein überkomplexes Silberlot, wie BAg-8 oder BAg-18 aus dem Stand der Technik, hat eine hohe Klebefestigkeit und hat eine hohe mechanische Festigkeit des Silberlötmaterials an sich. Wenn das Silberlötmaterial mit einer solchen Menge bereitgestellt wird, um den Raum zwischen dem Hauptkörper und der auswechselbaren Abdeckkappe komplett auszufüllen, ist deswegen die Lötstelle wahrscheinlich zu hart, um die auswechselbare Abdeckkappe abzulösen, auch nicht mit dem exklusiv eingesetzten Werkzeug.
Die Haftfestigkeit war zu diesem Zeitpunkt 20 kg oder mehr gemäß den gemessenen Ergebnissen in dem oben angeführten Prüfgerät.
Dementsprechend wurde das Vergleichsbeispiel 1 so konstruiert, dass es mit 3 μm Stärke an einer Seite beschichtet wurde, um nicht vollständig den Raum zwischen dem Hauptkörper und der auswechselbaren Abdeckkappe auszufüllen, aber auf Grund der Produktionsstückzahlen wurden die Räume gefüllt oder nicht gefüllt und wie in Tabelle 1 zu sehen, konnte die konstante Haftfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe nicht erreicht werden.
Dies kann durch die Vergrößerung der Standardabweichungen (S.D.) des Vergleichsbeispiels 1 in Tabelle 1 verstanden werden.
Andererseits wurde Beispiel 1 konstruiert, um mit 8 μm Stärke aus der einfachen Silberzusammensetzung beschichtet zu werden, und um den Raum zwischen dem Hauptkörper und der auswechselbaren Abdeckkappe komplett auszufüllen, so dass eine vergleichsweise konstante Scherbelastung erreicht werden konnte. Die Standardabweichungen (S.D.) von 1,0 oder darunter sind nicht selten abhängig von den Stückzahlen.
Da die Haftfestigkeit des Beispiels 1 in etwa das ½-fache des Vergleichsbeispiels 1 beträgt (20 kg oder mehr, wenn komplett gefüllt), können sehr überschlägige Werte bis optimierte Werte von 7 bis 12 kg von dem oben erwähnten Prüfgerät erreicht werden.
Außer wenn in dem Vergleichsbeispiel 1 die Elutionstemperatur von BAg-8: 780 °C ist und die Elutionstemperatur von BAg-18: 600 bis 720 °C ist, ist die Löttemperatur nahe an der Wärmebehandlungstemperatur in einem Sensibilisierungsbereich, der eine spannungskorrosionsbedingte Rissbildung des rostfreien Stahls verursacht.
In Beispiel 1 hat das Silberlötmaterial jedoch eine einfache Silberzusammensetzung, ein Schmelzpunkt von Ag ist 960 °C, und die Löttemperatur liegt innerhalb eines Bereichs von 1.000 bis 1.100 °C. Die Löttemperatur des Beispiels 1 existiert deshalb in den Bereichen der Kristallisation des rostfreien Stahls und einer breiten Wärmebehandlung, so dass der austenitische rostfreie Stahl, wie die auswechselbare Abdeckkappe, lediglich erweicht und leicht verformbar ist, so dass in geeigneter Weise die auswechselbare Abdeckkappe abgelöst werden kann.
Der rostfreie Stahl von einer Abscheidungsaushärtegruppe kann das Festigkeitsziel und Härte durch die nachfolgende Wärmebehandlung erreichen.
Die so hergestellten Vergleichsbeispiele 1 und Beispiel 1 werden in einer künstlichen Speichelflüssigkeit für 62 Tage untergetaucht, und Bilder der abgelösten gelöteten Grenzen des Tauchbads sind in den 3A, 3B und 4A, 4B dargestellt.
3A und 3B sind Bilder, die die Grundelemente des Vergleichsbeispiels 1 vergrößert darstellen, worin 3A das Bild einer 35fachen Vergrößerung des Grundelements ist und 3B das Bild einer 100fachen Vergrößerung des Grundelements ist.
Andererseits sind 4A und 4B Bilder, die die Grundelemente des Beispiels 1 vergrößert darstellen, worin 4A das Bild einer 35fachen Vergrößerung des Grundelements ist und 4B das Bild einer 100fachen Vergrößerung des Grundelements ist.
Die Daten der Scherbelastung des Vergleichsbeispiels 1 und Beispiel 1 sind in Tabelle 2 dargestellt und die Daten des Elutionsversuchs sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 2 Änderung der Scherbelastung im zeitlichen Verlauf bei Eintauchen in künstliche Speichelflüssigkeit für zwei Monate (Einheit: kgf)
Tabelle 3 Elusionswert bei künstlicher Speichelflüssigkeit (Einheit: ppb)
Wie in den 3A und 3B zu sehen, ist in der gelöteten Grenzfläche des Vergleichbeispiels 1 die Elution des Silberlötmaterials zu erkennen und außerdem insbesondere die abgestuften Teilbereiche des aus rostfreiem Stahl hergestellten Hauptkörpers sind größtenteils korrodiert und eluiert.
Wie in den 4A und 4B zu sehen ist, ist im Vergleich dazu nicht nur die Elution des Silberlötmaterials nicht von der gelöteten Grenzfläche des Beispiels 1 zu erkennen, aber auch der Grad der Korrosion des Hauptkörpers ist gering.
Dies ist von der Scherbelastung während des Zeitverlaufs in Tabelle 2 nachvollziehbar. Ein überkomplexes Silberlot an einer Seite der 3 μm von BAg-8 im Vergleichsbeispiel 1 war in etwa 10 kg vor dem Eintauchen in eine künstliche Speichelflüssigkeit, aber nachdem zwei Monate vergangen waren, war es auf die Hälfte reduziert.
Im Gegensatz dazu hat sich das Lot aus der einzelnen Silberzusammensetzung in Beispiel 1 kaum verändert.
Des Weiteren ist gemäß der Elutionsprüfdaten in Tabelle 3 zu sehen, dass der Cu-Gehalt in vergleichsweise hoher Dichte von anfänglichen Zeitabschnitten in sowohl dem überkomplexen Silberlot aus BAg-8 in Vergleichsbeispiel 1 als auch dem Lot aus der einzelnen Silberzusammensetzung in Beispiel 1 eluiert.
In dem überkomplexen Silberlot aus BAg-8 im Vergleichsbeispiel 1 eluiert zuerst der Cu-Gehalt der gelöteten Oberfläche und wenn die Dichte des eluierten Cu ansteigt, ist der Hauptkörper aus rostfreiem Stahl in der Nähe der gelöteten Grenzfläche extrem korrodiert. Dies ist von dem schnellen Anstieg danach von Fe, Ni und Cr in dem Gehalt des rostfreien Stahls nachzuvollziehen.
In dem Lot aus einer einfachen Silberzusammensetzung in Beispiel 1 ist die Elution des Cu-Gehalts des rostfreien Stahls der ausgeschiedenen Härtegruppe (Cu: 3,0 bis 5,0 %) zu erkennen, aber andererseits ist der Grad des rostfreien Stahls an sich gering.
5 und 6 zeigen eine orthodontische Vorrichtung 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die orthodontische Vorrichtung 50 der zweiten Ausführungsform hat abgestufte Teilbereiche 56, 56 die im Wesentlichen in Schwalbenschwanznuten im Querschnitt geformt sind. Eine auswechselbare Abdeckkappe 55 ist im Querschnitt nahezu trapezförmig und aus z.B. dem austinitschen rostfreien Stahl.
Die auswechselbare Abdeckkappe wird in die abgestuften Teilbereiche 56, 56 von der mesialen Seite eingeführt und gelötet.
In der zweiten Ausführungsform ist der Winkel θ der Abschrägung der abgestuften Teilbereiche 56, 56 in etwa 10 bis 15 ° in Bezug auf eine vertikale Linie.
Auf die gleiche Weise, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, wird die auswechselbare Abdeckkappe 55 mit einer Silberplattierung von 8 μm an einer Seite in die abgestuften Teilbereiche 56, 56 in der mesiodistalen Richtung eingeführt und unter den gleichen Bedingungen wie in der ersten Ausführungsform gelötet.
Wenn die gelötete auswechselbare Abdeckkappe 55 von der mesialen Seite durch den Gebrauch des exklusiven Werkzeugs abgelöst wird, schaben die Endbereiche der auswechselbaren Abdeckkappe 55 und die schrägen Oberflächen 56a, 56a der abgestuften Teilbereiche 56, 56 aneinander und beide werden zerstört. Deswegen erhalten die abgestuften Teilbereiche 56, 56 und die auswechselbare Abdeckkappe einen Schiebungsbruch über die gesamte Länge in der mesiodistalen Richtung.
Dadurch wird die Scherbelastung konstanter gemacht und wird nicht durch die Hafteigenschaften des Lötmaterials beeinflusst.
7 zeigt eine orthodontische Vorrichtung 80 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die orthodontische Vorrichtung 80 der dritten Ausführungsform umfasst eine Basis 81, einen Hauptkörper 82, Halteflügel 87, einen Haken 88, ein Röhrchen 89, einen Schlitz für Metallbogen 84, eine auswechselbare Abdeckkappe 85 und abgestufte Teilbereiche 86, 86. Der Hauptkörper 82 ist an der oberen Oberfläche der Basis 81 angebracht. Die Halteflügel 87 erstrecken sich von dem Hauptkörper 82 in Richtung einer Zahnfleischseite. Der Haken 88 ist mit den Halteflügeln 87 verbunden. Das Röhrchen 89 ist in Gegenstel lung zu den Halteflügeln 87 installiert und mit einem Gesichtsbogen und einem Ende eines Lip-Bumpers eingesetzt. Der Schlitz für Metallbogen 84 ist als Nut entlang der mesiodistalen Richtung in den Hauptkörper 82 eingeformt und ermöglicht die Stützung eines Metallbogens darin. Die auswechselbare Abdeckkappe 85 verschließt den Schlitz für Metallbogen 84 entlang der Längsrichtung. Die abgestuften Teilbereiche 86, 86 sind an einer Öffnung in dem Querschnitt des Schlitz für Metallbogen 84 vorgesehen.
Die orthodontische Vorrichtung 80 wird als auswechselbares Doppelröhrchen bezeichnet, welches an den ersten Backenzähnen und den zweiten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist bei solchen orthodontischen Vorrichtungen 80 anwendbar.
8 zeigt eine orthodontische Vorrichtung 90 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die orthodontische Vorrichtung 90 der vierten Ausführungsform umfasst eine Basis 91, einen Hauptkörper 92, Halteflügel 97, ein Röhrchen 99 für einen Hilfsdraht, einen Haken 98, einen Schlitz für Metallbogen 94, eine auswechselbare Abdeckkappe 95 und abgestufte Teilbereiche 96, 96.
Der Hauptkörper 92 ist an der oberen Oberfläche der Basis 91 angebracht. Die Haltewinkel 97 erstrecken sich von dem Hauptkörper 92 in Richtung der okklusalen Seite. Das Röhrchen 99 für einen Hilfsdraht ist entgegengesetzt zu den Halteflügeln 97 installiert und mit dem Hilfsdraht eingefügt. Der Haken 98 ist mit dem Röhrchen 99 verbunden. Der Schlitz für Metallbogen 94 ist als Nut entlang einer mesiodistalen Richtung in den Hauptkörper 92 eingeformt und ermöglicht die Stützung eines Hauptmetallbogens darin. Die auswechselbare Abdeckkappe 95 verschließt den Schlitz für Metallbogen 94 entlang einer Längsrichtung. Die abgestuften Teilbereiche 96, 96 sind an einer Öffnung im Querschnitt des Schlitz für Metallbogen 94 angebracht.
Die orthodontische Vorrichtung 90 wird als austauschbares zweifach wangenwärts gerichtetes Röhrchen bezeichnet, welches an den ersten Backenzähnen und den zweiten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist bei einer solchen orthodontischen Vorrichtung 90 anwendbar.
9 zeigt eine orthodontische Vorrichtung 100 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die orthodontische Vorrichtung 100 der fünften Ausführungsform umfasst eine Basis 101, einen Hauptkörper 102, ein Röhrchen 109 für einen Hilfsdraht, ein Röhrchen 110, einen Haken 108, einen Schlitz für Metallbogen 104, eine auswechselbare Abdeckkappe 105 und abgestufte Teilbereiche 106, 106. Der Hauptkörper 102 ist an der oberen Oberfläche der Basis 101 angebracht. Das Röhrchen 109 für einen Hilfsdraht ist in der Zahnfleischseite des Hauptkörpers 102 angeordnet und mit dem Hilfsdraht eingefügt. Das Röhrchen 110 ist an einer Okklusionsseite des Hauptkörpers 102 angeordnet und mit dem Gesichtsbogen und den Enden des Lip-Bumpers eingesetzt. Der Haken 108 ist mit dem Röhrchen 109 für den Hilfsdraht verbunden.
Der Schlitz für Metallbogen 104 ist als Nut entlang einer mesiodistalen Richtung in dem Hauptkörper 102 eingeformt, und ermöglicht die Stützung eines Hauptmetallbogens darin. Die auswechselbare Abdeckkappe 105 verschließt den Schlitz für Metallbogen 104 entlang der Längsrichtung. Die abgestuften Teilbereiche 106, 106 werden an einer Öffnung im Querschnitt des Schlitz für Metallbogen 104 vorgesehen.
Die orthodontische Vorrichtung 100 wird als ein austauschbares dreifach wangenwärts gerichtetes Röhrchen bezeichnet, welches an den ersten Backenzähnen der oberen und unteren Kiefer eingesetzt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist auch in einer solchen orthodontischen Vorrichtung 100 anwendbar.
Im Übrigen ist in den oben stehenden Ausführungsformen die Ag-Platte als Instrument zum Formen einer Ag-Schicht von vorbestimmter Stärke auf der Oberfläche der auswechselbaren Abdeckkappe beispielhaft erläutert und das Ag-Schichtformende Instrument umfasst auch ein plattiertes Material, wo das Silbermaterial als Schicht geformt ist, welcher im Vorschub eine vorgegebene Stärke hat, und unter Druck an der auswechselbaren Abdeckkappe befestigt ist.
Wenn wie oben stehend erläutert, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Silberlötmaterial 90% Ag oder mehr enthält, besitzt es die besonders guten Fließeigenschaften. Durch die Bereitstellung von ausreichenden Lötmaterial um den Raum zwischen den abgestuften Teilbereichen und dem Hauptkörper und der auswechselbaren Abdeckkappe zu füllen, ungeachtet der Größe des Raums, wird des Weiteren das geschmolzene Silberlötmaterial exakt in den Raum gefüllt. Darüber hinaus könnte in Folge der Klebefestigkeit des Lötmaterials oder der Festigkeit des Lötmaterials an sich, die auswechselbare Abdeckkappe bei der vorgegebenen Haftfestigkeit befestigt werden.
Wenn zusätzlich ist in dieser orthodontischen Vorrichtung das Silberlötmaterial 90% Ag oder mehr enthält, ist in anderen Worten der Cu-Gehalt niedriger als in dem Silberlötmaterial des Stands der Technik und es ist möglich, Korrosion und Elution des Cu von der gelöteten Oberfläche zu reduzieren und der Cu-Gehalt, der in der gelöteten Grenzschicht zwischen dem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl und der auswechselbaren Abdeckkappe eluiert, und die gewünschte Haftfestigkeit für einen längeren Zeitraum als dem im Stand der Technik aufrecht zu erhalten.
Wenn ferner gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in einer zweiten Ausführungsform davon dargelegt, das Silberlötmaterial 99% Ag oder mehr enthält, sind die oben stehenden Effekte öfter verfügbar.
Wenn des Weiteren gemäß der vorliegenden Erfindung in einer dritten Ausführungsform das Silberlötmaterial kein Cu beinhaltet, treten weder Korrosion und Elution des Cu von der gelöteten Oberfläche, noch Elution des Cu-Gehalts in der gelöteten Grenzfläche zwischen dem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl und der auswechselbaren Abdeckkappe auf. Deswegen ist es möglich, die Haftfestigkeit für den längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in einer vierten Ausführungsform beschrieben, ist als das wangenwärts gerichtete Röhrchen die vorliegende Erfindung allgemein in der orthodontischen Vorrichtung in der Art der auswechselbaren Abdeckkappe einsetzbar.
Wenn des Weiteren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in einer fünften Ausführungsform davon erläutert, die abgestuften Teilbereiche im Wesentlichen als Schwalben schwanznuten im Querschnitt ausgeformt sind, kann zusätzlich zu der Klebefestigkeit des Silberlötmaterials und einer bestimmten Scherfestigkeit, die Haftfestigkeit der auswechselbaren Abdeckkappe besser durch die plastische Deformation der schwalbenschwanz nutähnlichen abgestuften Teilbereiche kontrolliert werden. Des Weiteren ist die auswechselbare Abdeckkappe in die Schwalbenschwanznut eingefügt, und die Scherbelastung der auswechselbaren Abdeckkappe kann nahezu konstant sein, ungeachtet der Löthafteigenschaften.

Claims

Eine orthodontische Vorrichtung (10) umfasst: eine Basis (11), welche direkt oder indirekt fest an einem Zahn anbringbar ist; einen Hauptkörper (12), der an einer Seite der Basis (11) angebracht ist; einen Schlitz für Metallbogen (14), der als Fuge entlang einer mesiodistalen Richtung in den Hauptkörper (12) eingeformt ist, der es ermöglicht, darin einen Metallbogen (13) zu stützen; eine auswechselbare Abdeckkappe (15), die den Schlitz für Metallbogen (14) entlang einer Längsrichtung verschließt; abgestufte Teilbereiche (16), die an den Enden einer Öffnung im Querschnitt des Schlitzes für Metallbogen (14) vorgesehen sind, um die Enden der auswechselbaren Abdeckkappe (15) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die auswechselbare Abdeckkappe (15) mit einem Silberlötmaterial fest gelötet ist, welches 90% Ag oder mehr beinhaltet.
Die orthodontische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Silberlötmaterial 99% Ag oder mehr beinhaltet.
Die orthodontische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Silberlötmaterial kein Cu beinhaltet.
Die orthodontische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin die orthodontische Vorrichtung ein wangenwärts gerichtetes Röhrchen ist.
Die orthodontische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin jede der abgestuften Teilbereiche im Querschnitt im Wesentlichen als Schwalbenschwanz geformt ist.