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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft Zahnprothesen
haltende Permanentmagnet-Befestigungen unter Verwendung magnetischer
Anziehungskräfte,
und insbesondere Zahnprothesen haltende Permanentmagnet-Befestigungen,
die als Festhalter zum Festhalten von Zahnprothesen verwendet werden
und die jeweils über
eine Halteplatte mit einem auf die Oberfläche einer in eine Zahnwurzel
eingesetzten Stiftkappe aufgeklebten magnetischen, rostfreien Stahl
und eine in eine Zahnprothesenbasis eingesetzte Permanentmagnetanordnung
verfügen.
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Hintergrundbildende
Technik
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Es erfolgten bereits verschiedene
Versuche zum Ausnutzen magnetischer Anziehungskräfte, wie sie zwischen einem
Permanentmagneten und einer magnetischen Materiallegierung existieren,
wenn eine Zahnprothese in einen Mundraum eingesetzt wird. Diese
Versuche sind z. B. von Tomas R. Jackson in "The application of
Rare Earth magnetic retention to osseointegrated implants", Int.
J. Oral Maxillofac. Implants, Vol. 1, Nr. 2(1987), S. 77–89 beschrieben.
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Hinsichtlich Erfordernissen, die
zu erfüllen
sind, um diese Art von Zahnprothesen dem praktischen Gebrauch zuzuführen, wird
davon ausgegangen, dass ein Permanentmagnet vollständig dicht
in einem Gehäuse aus
Materialien eingeschlossen wird, für die sich erwies, dass sie
für den
menschlichen Körper
harmlos sind, und dass der magnetische Streufluss klein ist. Es
wurde z. B. eine Zahnprothesen haltende magnetische Befestigung
mit dem in der 3 dargestellten
Aufbau verwendet.
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Die 3 zeigt
eine Zahnprothesen haltende magnetische Befestigung 30 mit
einer Permanentmagnetanordnung 10 und einer Halterung 20.
In der 3 bezeichnet
die Bezugszahl 1 einen Permanentmagneten, die Zahl 2 bezeichnet
ein Gehäuse,
die Zahl 13 bezeichnet ein Dichtungselement. Das Dichtungselement 13 verfügt über ein
Dichtungsrahmenelement 14 und ein Dichtungsmittenelement 15,
die durch Nahtschweißen
zu einem Einzelkörper
ausgebildet sind. Auch sind das Dichtungselement 13 und
das Gehäuse 2 durch Nahtschweißen 16 zu
einer Einheit vereint.
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In diesem Fall besteht das Gehäuse 2 aus
(magnetischem), rostfreiem Ferritstahl, z. B. SUS447J1 mit einem
Außendurchmesser
von 4,4 mm, einem Innendurchmesser von 3,23 mm, einer Höhe von 2,1
mm und einer Tiefe von 1,60 mm (die Dicke des Bodens und der Seiten
beträgt
0,50 mm). Das Gehäuse 2 beherbergt einen
Magneten 1 aus dem SmCo-System mit einem Außendurchmesser
von 3,2 mm und einer Höhe
von 1,4 mm. Andererseits ist das Dichtungselement 13 durch
Nahtschweißen
eines Dichtungsmittenelements aus (magnetischem) rostfreiem Ferritstahl
wie SUS447J1 und einem Dichtungsrahmenelement aus (unmagnetischem)
austenitischem rostfreiem Stahl wie SUS316L (a) als ein Körper ausgebildet.
Das Dichtungselement, das mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm,
einem Innendurchmesser von 2,7 mm und einer Dicke von 0,21 mm ausgebildet
ist, ist in ein offenes Ende des Gehäuses 2 eingesetzt,
und dann dichtet es den Permanentmagneten 1 durch Nahtschweißen 16 ab.
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(Übersetzungshinweise):
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Ein Code mit dem Präfix "SUS"
kennzeichnet einen gemäß dem japanischen
Industriestandard (JIS) definierten rostfreien Stahl. Der Stahl
SUS447J1 enthält
in Gewichts%: 28,5–32,0
Cr, 1,5–2,5
Mo und Eisen als Rest. SUS316L enthält in Gewichts%: 16–18 Cr,
12–15
Ni, 2–3
Mo und Eisen als Rest.)
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In der 3 kehrt
der Magnetfluss aus dem Permanentmagneten 1 über das
Gehäuse 2,
die Halterung 20 und das Dichtungsmittenelement zum Magneten
zurück.
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Die 4 ist
ein Teilschnitt, der eine beispielhafte Zahnprothesen-Befestigungseinrichtung
zeigt, bei der eine Zahnprothesen haltende magnetische Befestigung
verwendet ist. In der 4 bezeichnet
die Bezugszahl 7 ein in eine Zahnwurzel 9 eingesetztes
Wurzelelement, das mit einer Halterung 20 versehen ist,
die an ihrer Oberseite aus magnetischem, rostfreiem Stahl besteht
und die einen im Wesentlichen T-förmigen Längsschnitt aufweist. Die Bezugszahl 8 bezeichnet
eine Zahnprothesenbasis, in der die in der 3 dargestellte Permanentmagnetanordnung 10 so
platziert ist, dass die Seite mit dem Dichtungselement 13 dem
Wurzelelement 7 zugewandt ist. Die oben beschriebene Anordnung
erzeugt zwischen der Permanentmagnetanordnung 10 und dem
Wurzelelement 7 eine anziehende Magnetkraft, die bewirkt,
dass die Zahnprothesenbasis 8 gegen die Zahnwurzel 9 gedrückt wird,
um es dadurch zu ermöglichen,
den Kunstzahn 11 innerhalb des Mundraums zu halten.
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Die auf die oben beschriebene Weise
aufgebaute Permanentmagnetanordnung 10 wurde auf die folgende
Weise verwendet. Wie es in der 5 dargestellt
ist, werden eine Zahnprothesenbasis und ein Kunstzahn 11 als
Zahnprothese in einen Raum eingesetzt, in dem sich die Zahnkrone
eines natürlichen Zahns
zu befinden pflegte, und in die Zahnprothesenbasis 10 wird
eine Permanentmagnetanordnung 10 eingesetzt. Im Fall eines
in der 5 dargestellten
Molaren beträgt
die vertikale Lücke
"h" zwischen dem Wurzelelement 7 und dem eingreifenden
Zahn ungefähr
4,0 mm, und die horizontale Lücke
"d" oder die minimale Länge
der Zahnwurzel beträgt
ungefähr
5,5 mm. In einer derart begrenzten Lücke wird nun eine Dichtungselement
mit einem Durchmesser von 4,0 mm und einer Dicke von 2,1 mm als
solche mit möglichst
kleiner Größe verwendet,
während
ihre Anziehungskraft auf über
250 gf gehalten wird. Jedoch ist die Miniaturisierung der Permanentmagnetanordnung 10 erforderlich,
um eine Zahnprothese verwenden zu können, ohne Unbehagen zu spüren.
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Jedoch weisen bei einer herkömmlichen
Permanentmagnetanordnung das Gehäuse
und das Dichtungsmittenelement, die aus einer magnetischen Materiallegierung
bestehen, eine Sättigungsmagnetflussdichte
Bs vom kleinen Wert von 9 KG auf, und der verwendete Permanentmagnet,
der ein SnCo-Magnet ist, weist eine remanente Magnetflussdichte
von 9 KG Br auf, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass eine Miniaturisierung
einer Permanentmagnetanordnung zu einer Verringerung der Anziehungskraft
der Anordnung führt.
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Ferner ist zwar die Permanentmagnetanordnung
eingebettet, wie es in der 5 dargestellt
ist, jedoch sind das Dichtungselement 15 und das Gehäuse 2,
die in der 3 dargestellt
sind und die dem Wurzelelement 7 zugewandt sind, nicht
abgedeckt. Bestimmten Arten rostfreier Stähle (Fe-Ni-Cr-Legierungen) und Co-Cr-Mo-Legierungen
wird die Möglichkeit
zugeschrieben, dass sie auf Grund von Ni oder Co zu einer Metallallergie
führen.
Ti-Ni-Legierungen und Ti-6Al-4V-Legierungen
sind zumindest vom Welfare Ministry (in Japan) und der FDA (in den
USA) als medizinische Metallmaterialien zugelassen, wohingegen die
drei skandinavischen Länder,
u. a. wegen Allgerien auf Grund von Ni, die Verwendung von Legierungen,
die 0,9% oder mehr an Ni enthalten, als medizinisches Material verbieten.
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Das Dokument US-4,815,975, das als
nächstkommender
Stand der Technik zum Gegenstand des Anspruchs 1 angesehen wird,
offenbart eine Zahnprothesen haltende Permanentmagnetanordnung mit
einem Gehäuse
und einem einen Permanentmagneten einbettenden Dichtungselement.
Das Dichtungselement ist mit dem Gehäuse entweder verschweißt oder
durch einen klebenden Dichtungsring an diesem gehalten. Das Gehäuse besteht
aus einem ferromagnetischen, rostfreien Stahl mit hohem Chromgehalt
mit 12 bis 22 Gewichts% Chrom. Das Dichtungselement ist. eine Magnetscheibe,
die das Gehäuse
auf derjenigen Seite bedeckt, an der die Anordnung mit der Halterung
in Kontakt steht, und es besteht aus einem magnetischen Stahl, der
wesentliche Anteile von Chrom und Kobalt enthält.
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Die in EP-A-387 350 offenbarte Zahnprothesen
haltende Permanentmagnetanordnung verwendet Nb-Fe-B-Legierungen.
JP-A-63-54157 offenbart
einen Permanentmagneten, der direkt mit TiN beschichtet ist, zur
Verwendung in einer Zahnwurzel.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
eine Zahnprothesen haltende Permanentmagnetanordnung mit hoher Anziehungkraft
zum Festhalten einer Zahnprothese, mit hoher Korrosionsbeständigkeit
und unter Vermeidung von Komponenten, die Allergie hervorrufen könnten, zu
schaffen.
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Diese Aufgabe ist durch eine Anordnung
gelöst,
wie sie im Anspruch 1 dargelegt ist. Die Unteransprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Durch eine Ausführungsform der Erfindung ist
eine Zahnprothesen haltende Permanentmagnetanordnung mit derart
kleiner Größe geschaffen,
dass ihre Einbettung in die oben beschriebene Lücke hxd mit ausreichender Toleranz
möglich
ist, wobei sie eine Struktur aufweist, die verhindert, dass Metallionen
herausgelöst werden,
und die über
eine Anziehungskraft verfügt,
die dazu geeignet ist, eine Zahnprothese festzuhalten. Auch sind
durch sie eine Zahnprothesen haltende Permanentmagnetanordnung und
eine Zahnprothesen haltende Halterung mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit
geschaffen.
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Durch die Erfindung sind magnetische
Befestigungen geschaffen, die selbst dann jeweils eine hervorragende
Anziehungskraft aufrechterhalten, wenn sie miniaturisiert sind,
wozu ein korrosionsbeständiges,
magnetisches Material mit hoher Sättigungsmagnetflussdichte als
Material für
die Permanentmagnetanordnung und die Halterung verwendet ist. Außerdem sind
die Permanentmagnetanordnung und die Halterung mit Ti oder einer
Ti-Verbindung beschichtet, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, während eine
für die Praxis
ausreichende Anziehungskraft aufrechterhalten ist, um die Sicherheit
der daraus bestehenden magnetischen Befestigung zu erhöhen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Aufbau einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Durchmesser D1 und
der Anziehungkraft für
Permanentmagnetanordnungen gemäß der Erfindung
und gemäß dem Stand
der Technik zeigt;
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3 ist
eine Schnittansicht einer herkömmlichen
Perma nentmagnetanordnung;
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4 ist
ein veranschaulichendes Diagramm zum beispielhaften Darstellen,
wie eine erfindungsgemäße magnetische
Zahnprothesenhalterung zum Halten einer Zahnprothese verwendet wird;
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5 ist
eine Schnittansicht zum Erläutern
einer Lücke,
die zum Einbetten einer Magnetanordnung in einen einem Molaren entsprechenden
Teil erforderlich ist;
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6 ist
eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Permanentmagnetanordnung;
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7 ist
ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Zahnprothesenhalterung;
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8 ist
ein Diagramm, das ein System zeigt, das gemäß dem Opferwachsprozess für eine Stiftkappe und
eine erfindungsgemäße Zahnprothesenhalterung
eingegossen wurde und den Zustand eines gegossenen Gegenstands;
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9 ist
eine Schnittansicht, die Ausführungsformen
erfindungsgemäßer, Zahnprothesen
haltender Permanentmagnetanordnungen zeigt.
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Erläuterung
von Bezugszahlen
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- 1:
- Permanentmagnet
- 2:
- Gehäuse
- 8:
- Zahnprothesenbasis
- 10:
- Zahnprothesen
haltende Permanentmagnetanordnung
- 11:
- Kunstzahn
- 13:
- Dichtungselement
- 14:
- Dichtungsrahmenelement
- 15:
- Dichtungsmittenelement
- 20:
- Halterung
- 22:
- Hantiervorrichtung
- 30:
- Zahnprothesen
haltende, magnetische Befestigung
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Bei einer Zahnprothesen haltenden
Permanentmagnetanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung bestehen das Gehäuse
und das Dichtungselement aus einem korrosionsbeständigen,
magnetischen Material, das entweder 15,5–18,5 Gew.% Cr und Eisen als
Rest oder in Gewichts% Folgendes enthält: 15,5–18,5 Cr, 0,05–1,5 Mo
und Eisen als Rest.
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Wenn der Chromgehalt im korrosionsbeständigen,
magnetischen Material weniger als 15,5 Gew.% beträgt, wird
die Korrosionsbeständigkeit
unzureichend. Ein Chromgehalt über
18,5 Gew.% führt
dagegen zu einer Verringerung der Sättigungsmagnetflussdichte Bs
und demgemäß einer
Beeinträchtigung
der Anziehungskraft. Es wird darauf hingewiesen, dass Molybdän im Bereich
von 0,05 – 1,5
Gew.% zugesetzt werden kann, um die Korrosionsbeständigkeit
zu erhöhen.
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Das Dichtungselement, das über magnetische
und unmagnetische Teile verfügt,
kann entweder unter Verwendung eines magnetischen Verbundelements
mit sowohl Magnetismus als auch fehlendem Magnetismus oder durch
gemeinsames Verbinden magnetischer und unmagnetischer Elemente gebildet
werden.
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Obwohl das korrosionsbeständige, magnetische
Material eine Sättigungsmagnetflussdichte
Bs von 1,3 T oder mehr aufweist, führt zu einer stärkeren Anziehungskraft,
wenn die Sättigungsmagnetflussdichte
größer als
1,5 T gemacht wird.
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Um die Korrosionsbeständigkeit
bei einer erfindungsgemäßen Zahnprothesen
haltenden Permanentmagnetanordnung zu erhöhen, ist es bevorzugt, beim
Herstellprozess immer ein Einmischen von C, SI oder Mn in eine Permanentmagnetlegierung
einzuschränken.
Das heißt,
dass die Gehalte an C, SI und Mn vorzugsweise 0,2 oder weniger,
0,50 oder weniger bzw. 0,50 oder weniger, in Gewichts%, betragen.
Insbesondere beträgt
der Kohlenstoffgehalt bevorzugter weniger als 0,1 Gew.%, da Kohlenstoff
Carbide bildet, aus denen Korrosion herrühren kann.
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Eine Permanentmagnetanordnung unter
Verwendung einer Gehäuses
und eines Dichtungsmittenelements, die aus einem korrosionsbeständigen,
magnetischen Material, wie oben dargelegt, bestehen, zeigt hervorragende
Korrosionsbeständigkeit.
Jedoch kann noch hervorragendere Korrosionsbeständigkeit dadurch erzielt werden,
dass eine Deckschicht aus Ti oder Ti-Verbindung mit hervorragender Stabilität und hoher
Korrosionsbeständigkeit
auf der Oberfläche
der Permanentmagnetanordnung hergestellt wird.
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Als Ti-Verbindung sind TiN, TiC und
TiCN bevorzugt.
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Wenn die Dicke der Deckschicht weniger
als 1 μm
beträgt,
wird die Korrosionsbeständigkeit
nicht ausreichend erhöht,
da es schwierig ist, die Deckschicht gleichmäßig herzustellen. Wenn die
Dicke 20 μm überschreitet,
nimmt die Anziehungskraft der Magnetanordnung ab. Daher beträgt die Dicke
der Deckschicht wünschenswerterweise
1 bis 20 μm,
bevorzugter 1 bis 10 μm.
Wenn eine stärker
Anziehungskraft benötigt
wird, sind 7 μm
oder weniger bevorzugt. Auch können
mehr als zwei Deckschichten aus Ti oder eine Ti-Verbindung übereinander
hergestellt werden, in welchem Fall die Gesamtdicke der Deckschichten
1 bis 20 μm
betragen muss.
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Da unter den Seiten der Permanentmagnetanordnung
die anderen als die Seite, die der Halterung zugewandt ist, durch
die Zahnprothesenbasis abgedeckt sind, hat eine Deckschicht, die
auf der der Halterung zugewandten Seite der Permanentmagnetanordnung
ausgebildet ist, ausreichende Wirkung dahingehend, die Korrosionsbeständigkeit
zu verbessern. Jedoch ist eine Beschichtung der gesamten Oberfläche der
Permanentmagnetanordnung bevorzugt, um ein Ablösen der Deckschicht zu verhindern.
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Eine Deckschicht aus Ti oder einer
Ti-Verbindung kann durch Ionenplattierung bei einer Temperatur von
150° bis
500°C und
einem Unterdruck von 10–2 bis 10–5 Torr
für 0,5
bis 40 Minuten hergestellt werden. Es ist wünschenswert, die Oberfläche der
Permanentmagnetanordnung in einer alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von
12–14
für 10
bis 40 Minuten vor dem Herstellen der Deckschicht zu reinigen, wobei
die Reinigung vorzugsweise durch Ultraschallreinigung erfolgt. Alternativ
kann eine Deckschicht aus Ti oder einer Ti-Verbindung durch ein
beliebiges von PVD-Verfahren, wie herkömmliche Aufdampfung im Vakuum
und Sputtern, sowie CVD-Verfahren hergestellt werden.
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Ferner kann die Korrosionsbeständigkeit
einer Permanentmagnetanordnung dadurch erhöht werden, dass das Gehäuse der
Permanentmagnetanordnung aus magnetischem oder unmagnetischem Material
mit einem aus Ti oder einer Ti-Verbindung hergestellten Gehäuse überkront
wird.
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Die 6 ist
eine Permanentmagnetanordnung, die mit einem Gehäuse aus Ti-Material überkront
ist. In der 6 bezeichnet
die Bezugszahl 2 ein Gehäuse aus magnetischem Material
mit einer Öffnung
an einem Ende, die Zahl 1 bezeichnet einen im Gehäuse untergebrachten
Permanentmagneten, 13 bezeichnet ein Dichtungselement aus
einem Dichtungsrahmenelement 14 und einem Dichtungsmittenelement 15 zum
Abdichten des offenen Endes des Gehäuses, 18 bezeichnet
ein Gehäuse aus
einem Ti-Material, das das Gehäuse 2 bedeckt.
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Um eine Permanentmagnetanordnung
zu miniaturisieren, ist es bevorzugt, einen Magneten mit einer remanenten
Magnetflussdichte Br von 1,0 T oder mehr zu verwenden. Als solcher
Magnet kann ein Magnet aus dem Nd-Fe-B-System verwendet werden.
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Da Magnete aus dem Nd-Fe-B-System
ein Seltenerdmetall wie Neodym enthalten, das leicht oxidieren kann,
ist es bevorzugt, auf der Magnetoberfläche einen korrosionsbeständigen Film
von 10 bis 40 μm
Dicke herzustellen, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Der
korrosionsbeständige
Film kann entweder ein einschichtiger Film, der durch Beschichten
mit Harz, Elektrolyseplatierung mit Ni, Cu usw., stromloses Plattieren
mit Ni-P usw. und Beschichten mit Metall hergestellt wurde, oder
ein diese Filme aufweisender Verbundfilm sein.
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Eine Zahnprothesenhalterung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verfügt über die
Funktion des Festhaltens einer Magnetanordnung durch eine magnetische
Anziehungskraft, die auf die Magnetanordnung einwirkt. Um die hervorragende
Anziehungskraft der Anordnung effektiv zu nutzen, ist es wünschenswert, ein
Material mit einer Sättigungsmagnetflussdichte
Bs von 1,3 T oder mehr, vorzugsweise 1,5 T oder mehr, als eine Halterung
bildendes Material zu verwenden. Wie im Fall des Gehäuses einer
Permanentmagnetanordnung ist es bevorzugt, als derartiges Material
ein korrosionsbeständiges,
magnetisches Material zu verwenden, das entweder 15,5–18,5 Gew.%
Cr und Eisen als Rest oder in Gewichts% Folgendes enthält: 15,5–18,5 Cr,
0,05–1,5
Mo und Eisen als Rest. Ferner kann eine Halterung mit hoher Korrosionsbeständigkeit
dadurch erhalten werden, dass eine Deckschicht aus Ti oder einer
Ti-Verbindung auf der Oberfläche
der Halterung hergestellt wird. Obwohl es ausreichend sein kann,
eine Deck schicht nur zumindest auf derjenigen Seite einer Halterung
herzustellen, die der Permanentmagnetanordnung zugewandt ist, ist
eine Beschichtung auf der gesamten Oberfläche der Halterung bevorzugt,
um ein Abschälen
der Deckschicht zu verhindern. Auch wird, wie im Fall einer Permanentmagnetanordnung,
die Deckschicht für
eine Halterung wünschenswerterweise
mit einer Dicke von 1 bis 20 μm,
vorzugsweise 1 bis 10 μm,
hergestellt.
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Eine Halterung ist vorzugsweise mit
einer Hantiervorrichtung zur Verwendung beim Fixieren der Halterung
innerhalb einer Form beim Eingießen einer Halterung und einer
Stiftkappe bei einem Opferwachsprozess versehen. Wenn eine Halterung
mit einer derartigen Hantiervorrichtung versehen wird, ist ihre
Handhabung in einer Zahnpraxis vereinfacht. Die Hantiervorrichtung
besteht vorzugsweise aus Ti oder Ti-Verbindung.
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Die 7 zeigt
eine Zahnprothesenhalterung mit einer Hantiervorrichtung. In der 7 bezeichnet die Bezugszahl 21 einen
Halterungsteil oder den Halterungshauptkörper aus einem magnetischen
Material, dessen Oberfläche
mit Ti oder einer Ti-Verbindung beschichtet ist. Die Zahl 22 ist
ein Hantiervorrichtungsteil aus Ti oder einer Ti-Verbindung.
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Nun wird das Eingießen einer
Hantiervorrichtung mit einer Stiftkappe durch einen Opferwachsprozess unter
Bezugnahme auf die 8(A) beschrieben.
In der 8(A) bezeichnet die Bezugszahl 31 ein
Wachsmuster mit der Form einer Stiftkappe, 32 bezeichnet
ein Präzisionsgussmaterial.
Eine Halterung 20 mit einer Hantiervorrichtung 22 wird
an einer vorbestimmten Position des Wachsmusters 31 angeordnet,
und das Wachsmuster und die Halterung werden zur Formung mit dem
Präzisionsgussmaterial,
und in dieses, eingebettet. Die Hantiervorrichtung 22 der
Halterung 20 wird so im Wachsmuster fixiert, dass sich
die Halterung selbst dann nicht in der Form bewegt, wenn das Wachsmuster
entwachst wird. Nach dem Entwachsen des Wachsmusters wird das geschmolzene
Material aus einer Einfüllöffnung 33 eingegossen,
um eine Stiftkappe zu gießen,
wobei gleichzeitig die Halterung eingegossen wird.
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Nachdem die Halterung unter Verwendung
einer Halterung mit Hantiervorrichtung in die Stiftkappe 34 eingegossen
wurde, wird ein Teil der Hantiervorrichtung, der über die
Stiftkappe übersteht,
abgeschnitten. Das heißt,
dass in der Stiftkappe 34 ein Teil der Hantiervorrichtung
verbleibt, wie es in der 8(B) dargestellt
ist. Wenn die Hantiervorrichtung aus Ti oder einer Ti-Verbindung
hergestellt wird, sorgt dies für
eine weitere Erhöhung
der Korrosionsbeständigkeit,
da der Abschnitt der Hantiervorrichtung und die verbindende Grenzfläche zwischen
der Halterung selbst und der Hantiervorrichtung nie freigelegt werden.
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Auch können eine Zahnprothesen haltende
Permanentmagnetanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung und eine Zahnprothesen haltende magnetische Befestigung
unter Verwendung der Anordnung, eine Zahnprothesen haltende Permanentmagnetanordnung
mit einer Ti-Beschichtung auf der Oberfläche und eine Zahnprothesen
haltende magnetische Befestigung unter Verwendung der gerade genannten
Anordnung sowie eine mit einem Ti-Gehäuse überkronte, Zahnprothesen haltende
Permanentmagnetanordnung sowie eine Zahnprothesen haltende magnetische
Befestigung unter Verwendung der letztgenannten Anordnung bei Permanentmagnetanordnungen
verschiedener Strukturen angewandt werden, um deren Korrosionsbeständigkeit
zu verbessern. Sie sind auch z. B. bei (a) Sandwich-Permanentmagnetanordnungen
und (b) Permanentmagnetanordnungen mit unterteilten Polen, wie in
der 9 dargestellt, anwendbar.
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Die 9(a) zeigt
eine Sandwich-Permanentmagnetanordnung mit einem Permanentmagneten 1,
einem Gehäuse 2 und
einem Dichtungselement 13. Das Dichtungselement 13 besteht
aus einem Dichtungsrahmenelement 14 aus magnetischem Material
und einem Dichtungsmittenelement 15 aus unmagnetischem
Material. In der 9(a) besteht das
Gehäuse 2 aus
unmagnetischem Material, und der Permanentmagnet ist in der Richtung
parallel zum Dichtungsmittenelement 15 magnetisiert (die
Magnetisierungsrichtung ist durch einen Pfeil dargestellt).
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Die 9(b) zeigt
eine Permanentmagnetanordnung mit unterteilten Polen mit Permanentmagneten 1,
einem Gehäuse 2,
einem Dichtungselement 13 und einem Joch 19. Das
Dichtungselement 13 besteht aus einem Dichtungsrahmenelement 14 aus
magnetischem Material und einem Dichtungsmittenelement 15 aus unmagnetischem
Material. Allgemein gesagt, besteht das Gehäuse aus unmagnetischem Material
und das Joch 19 besteht in der (b) aus
magnetischem Material. Die Permanentmagnete 1 sind in zueinander
entgegengesetzten Richtungen und rechtwinklig zum Dichtungsmittenelement 15 magnetisiert
(die Magnetisierungsrichtungen sind durch Pfeile dargestellt).
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Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele
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Nun werden Effekte von Zahnprothesen
haltenden Permanentmagnetanordnungen und Zahnprothesen haltenden
magnetischen Befestigungen gemäß der Erfindung
auf Grundlage bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben.
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Es wurden versuchsweise verschiedene
Permanentmagnetanordnungen mit Durchmessern von 3,0 bis 4,5 mm und
Dicken von 1,0 bis 1,6 mm hergestellt. Die Anziehungssollkraft wurde
auf 370 bis 910 gf eingestellt, bei der es sich um die minimale
Anziehungskraft handelt, wie sie für Molare erforderlich ist,
sowie die Anziehungskraft, gegenüber
der selbst ein durch Myelopathie beeinflusster Zahn nicht herausgezo gen
verbleibt.
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Die 1 ist
eine Schnittansicht einer Zahnprothesen haltenden Permanentmagnetanordnung
mit einem Gehäuse 2 aus
einem magnetischen Material und mit einer Öffnung an einem Ende, einem
im Gehäuse untergebrachten
Permanentmagneten 1 und einem Dichtungselement 13 zum
Abdichten des offenen Endes des Gehäuses. Das Dichtungselement 13 verfügt über ein
Dichtungsrahmenelement 14 aus unmagnetischem Material und
ein Dichtungsmittenelement 15 aus magnetischem Material,
wobei das Letztere in das Erstere eingesetzt ist. Die Naht zwischen
dem. Gehäuse 2 und
dem Dichtungselement 13, die zusammengesetzt wurden, und
die Naht zwischen dem Dichtungsrahmenelement 14 und dem
Dichtungsmittenelement 15 werden durch Laserschweißen verbunden.
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Bei den nachfolgenden veranschaulichenden
Ausführungsformen 1 bis 4 wurden
Permanentmagnetanordnungen unter Variieren des Durchmessers D2 und
der Dicke H2 des Permanentmagneten, des Außendurchmessers D1 und
der Dicke H1 des Gehäuses 2,
der Dicke H3 des Dichtungselements und des Gewichts G des
in der 1 dargestellten
Dichtungsrahmenelements hergestellt, und dann wurde die Anziehungskraft für jeden
Fall ausgewertet.
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Bei den folgenden veranschaulichenden
Ausführungsformen 5 bis 9 wurde
eine Deckschicht aus Ti oder einer Ti-Verbindung auf der Oberfläche der
in der 1 dargestellten
Permanentmagnetanordnung hergestellt, und es wurden die Korrosionsbeständigkeit,
die Abnutzungsbeständigkeit
und die Haftfestigkeit der Deckschicht ausgewertet.
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(Ausführungsform 1)
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Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf die folgende Weise hergestellt: ein Nd-Fe-B-Magnet 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurde zu
einem Durchmesser D2 von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; Epoxid wurde mit einer Dicke von 25 μm aufgetragen; es
erfolgte Magnetisierung in der durch einen Pfeil gekennzeichneten
Richtung; er wurde in ein Gehäuse 2 aus rostfreiem
Ferritstahl SUS430 (magnetisches Material: 17,7 Cr und Fe als Rest)
mit einem Außendurchmesser D1 von
4,5 mm und einer Dicke von 1,52 mm eingesetzt; und dann wurde er
durch ein Dichtungselement 13 abgedeckt, das dadurch hergestellt
wurde, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus demselben
Material wie dem des Gehäuses
mit einer Dicke von H3 von 0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus
austenitischem, rostfreiem Stahl SUS316L (unmagnetisches Material)
eingesetzt wurde. Die Sättigungsmagnetflussdichte Bs von
SUS430 beträgt
16 KG, und die Weite G des Dichtungsrahmenelements beträgt 0,25
mm. Ein Schleifvorgang zum Beseitigen von Materialperlen führte zu
H1 = 1,5 mm. Die Anziehungskraft wurde als Kraft definiert, wie
sie erforderlich ist, wenn dafür
gesorgt wird, dass eine aus demselben Material wie dem des Gehäuse bestehende
Halterung von einem Durchmesser von 4,5 mm und einer Dicke von 0,8
mm angezogen wird, die Halterung rechtwinklig von der Permanentmagnetanordnung
wegzuziehen, und es wurde die Anziehungskraft einer Permanentmagnetanordnung
mit einem Durchmesser von D1 von 4,5 mm gemäß der Erfindung
gemessen, und sie ergab sich zu 910 gf.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme
hergestellt, dass der Permanentmagnet ein SmCo5-Magnet
war (remanente Magnetflussdichte Br = 9,5 KG, Koerzitivfeldstärke iHc
= 14 kOe), wobei als Material für
das Gehäuse
und das Dichtungsmittenelement ein rostfreier Ferritstahl SUS447J1
(Sätti gungsmagnetflussdichte
Bs = 12 KG) verwendet wurde, mit G = 0,25 mm. Es wurde dafür gesorgt,
dass die Permanentmagnetanordnung eine Halterung aus demselben Material
wie dem des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 4,5 mm und einer Dicke von 1,0 mm anzog, und
die Anziehungskraft wurde gemessen und ergab sich zu 440 gf. Daher
ist die Anziehungskraft bei der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beispiele
ungefähr
doppelt so groß wie
die beim ersten Vergleichsbeispiel.
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(Ausführungsform 2)
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Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf die folgende Weise hergestellt: ein Nd-Fe-B-Magnet 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurde zu
einem Durchmesser D2 von 3,06 mm und einer Dicke H 2
von 0,7 mm bearbeitet; er wurde mit einer Dicke von 20 μm mit Epoxid
beschichtet; er wurde in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung
magnetisiert; er wurde in ein Gehäuse 2 aus rostfreiem
Ferritstahl SUS430 (Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 16 KG) mit einem Außendurchmesser D1 von
4,0 mm und einer Dicke von 1,52 mm eingesetzt; und dann wurde er
mit einem Dichtungselement 13 bedeckt, das dadurch hergestellt
worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus demselben
Material wie dem des Gehäuses
mit einer Dicke H3 von 0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus
austenitischem, rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G des
Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum Beseitigen
von Materialperlen führte
zu H1 = 1,5 mm. Wenn die Anziehungskraft als diejenige Kraft definiert
wird, die dazu erforderlich ist, wenn dafür gesorgt wird, dass eine Permanentmagnetanordnung eine
Halterung aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 mit einem Durchmesser
von 4,0 mm und einer Dicke von 0,8 mm anzieht, die Halterung rechtwinklig
von der Permanentmagnetanordnung wegzuziehen, wurde die Anziehungskraft
der Permanentmagnetanordnung mit einem Durchmesser D1 von
4,0 mm gemäß der Erfindung
zu 720 gf gemessen.
-
(Vergleichsbeispiel 2)
-
Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme
hergestellt, dass der Permanentmagnet ein SmCoS-Magnet war (remanente
Magnetflussdichte Br = 9,5 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 14 kOe), wobei als
Material des Gehäuses
und des Dichtungsmittenelements ein rostfreier Ferritstahl SUS447J1
(Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 12 KG) verwendet wurde, mit G = 0,25 mm. Es wurde dafür gesorgt,
dass die Permanentmagnetanordnung eine Halterung anzog, die aus demselben
Material wie dem des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 4,0 mm und einer Dicke von 1,0 mm bestand,
und es wurde die Anziehungskraft gemessen, die sich zu 387 gf ergab.
Daher beträgt
die Anziehungskraft bei der zweiten Ausführungsform oder einem Beispiel
der Erfindung ungefähr
das 1,9-fache derjenigen beim zweiten Vergleichsbeispiel.
-
(Ausführungsform 3)
-
Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf die folgende Weise hergestellt: ein Nd-Fe-B-Magnet 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurde zu
einem Durchmesser D2 von 2,70 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; er wurde mit Nickel einer Dicke von 25 μm plattiert; er
wurde in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung magnetisiert;
er wurde in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 (Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 16 KG) mit einem Außendurchmesser D1 von
3,5 mm und einer Dicke von 1,52 mm eingesetzt; und dann wurde er
mit einem Dichtungselement 13 bedeckt, das dadurch hergestellt
worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus demselben
Material wie dem des Gehäuses
mit einer Dicke H3 von 0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus
austenitischem, rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite
G des Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum
Beseitigen von Materialperlen führte
zu H1 = 1,5 mm. Wenn die Anziehungskraft als diejenige Kraft definiert
wird, die dazu erforderlich ist, wenn dafür gesorgt wird, dass eine Permanentmagnetanordnung
eine Halterung aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 3,5 mm und einer Dicke von 0,8 mm anzieht,
die Halterung rechtwinklig von der Permanentmagnetanordnung wegzuziehen,
wurde die Anziehungskraft der Permanentmagnetanordnung gemäß der Erfindung
zu 530 gf gemessen.
-
(Vergleichsbeispiel 3)
-
Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf dieselbe Weise wie bei der dritten Ausführungsform mit der Ausnahme
hergestellt, dass der Permanentmagnet ein SmCoS-Magnet war (remanente
Magnetflussdichte Br = 9,5 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 14 kOe), wobei als
Material des Gehäuses
und des Dichtungsmittenelements ein rostfreier Ferritstahl SUS447J1
(Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 12 KG) verwendet wurde, mit G = 0,25 mm. Es wurde dafür gesorgt,
dass die Permanentmagnetanordnung eine Halterung anzog, die aus demselben
Material wie dem des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 3,5 mm und einer Dicke von 1,0 mm bestand,
und es wurde die Anziehungskraft gemessen, die sich zu 288 gf ergab.
Daher beträgt
die Anziehungskraft bei der dritten Ausführungsform oder einem Beispiel
der Erfindung ungefähr
das 1,8-fache derjenigen beim dritten Vergleichsbeispiel.
-
(Ausführungsform 4)
-
Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf die folgende Weise hergestellt: ein Nd-Fe-B-Magnet 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurde zu
einem Durchmesser D2 von 2,32 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; er wurde mit Nickel einer Dicke von 20 μm plattiert; er
wurde in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung magnetisiert;
er wurde in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 (Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 16 KG) mit einem Außendurchmesser D1 von
3,0 mm und einer Dicke von 1,52 mm eingesetzt; und dann wurde er
mit einem Dichtungselement 13 bedeckt, das dadurch hergestellt
worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus demselben
Material wie dem des Gehäuses
mit einer Dicke H3 von 0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus
austenitischem, rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite
G des Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum
Beseitigen von Materialperlen führte
zu H1 = 1,5 mm. Wenn die Anziehungskraft als diejenige Kraft definiert
wird, die dazu erforderlich ist, wenn dafür gesorgt wird, dass eine Permanentmagnetanordnung
eine Halterung aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 3,0 mm und einer Dicke von 0,8 mm anzieht,
die Halterung rechtwinklig von der Permanentmagnetanordnung wegzuziehen,
wurde die Anziehungskraft der Permanentmagnetanordnung mit einem
Durchmesser D1 von 3,0 mm gemäß der Erfindung zu 370 gf gemessen.
-
(Vergleichsbeispiel 4)
-
Eine Permanentmagnetanordnung wurde
auf dieselbe Weise wie bei der dritten Ausführungsform mit der Ausnahme
hergestellt, dass der Permanentmagnet ein SmCoS-Magnet war (remanente
Magnetflussdichte Br = 9,5 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 14 kOe), wobei als
Material des Gehäuses
und des Dich tungsmittenelements ein rostfreier Ferritstahl SUS447J1
(Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 12 KG) verwendet wurde;, mit G = 0,25
mm. Es wurde dafür
gesorgt, dass die Permanentmagnetanordnung eine Halterung anzog,
die aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 mit einem Durchmesser
von 3,0 mm und einer Dicke von 1,0 mm bestand, und es wurde die
Anziehungskraft gemessen, die sich zu 190 gf ergab. Daher beträgt die Anziehungskraft
bei der vierten Ausführungsform
oder einem Beispiel der Erfindung ungefähr das 1,9-fache derjenigen
beim vierten Vergleichsbeispiel.
-
Die Beziehung zwischen dem Durchmesser D1 und
der Anziehungskraft der Permanentmagnetanordnungen der Ausführungsformen
1 bis 4 ist in der Fig. 2 dargestellt.
-
Wie es aus der 2 erkennbar ist, verfügt eine erfindungsgemäße Permanentmagnetanordnung über eine
merklich erhöhte
Anziehungskraft im Vergleich zur herkömmlichen, so dass die erfindungsgemäße Permanentmagnetanordnung
selbst bei Miniaturisierung für
eine Anziehungskraft sorgen kann, die derjenigen entspricht, die
eine herkömmliche
liefert, oder größer ist.
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(Ausführungsform 5)
-
Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
einem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; sie wurden mit Epoxid mit einer Dicke von 20 μm beschichtet;
sie wurden in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 mit einem Durchmesser D1 von 4,5 mm
und einer Dicke H2 von 1,52 mm eingesetzt; und dann wurden
sie mit einem Dichtungselement 13 abgedeckt, das dadurch
hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H2 von
0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austenitischem
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G der
Dichtungsrahmenelemente betrug 0,25 mm. Die sich ergebenden Magnetanordnungen,
bei denen ein Schleifen zu Beseitigen von Materialperlen zu H1 =
1,5 mm führte,
wurden in einer alkalischen Lösung
mit einem pH-Wert von 12–14
für 20
als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden einschichtige Deckschichten,
die als Nr. A bis D, Y und Z bezeichnet sind, wie es in der ersten
Tabelle angegegen ist, durch Ionenplattieren bei einer Temperatur
von 200° bis
950°C bei
einem Unterdruck von 5 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten hergestellt. Die Deckschichten wurden mit einer Dicke
von 2,5 μm
auf der gesamten Oberfläche
der Magnetanordnungen hergestellt. Folgend auf das Herstellen der
Deckschicht wurden die Magnetanordnungen in der Pfeilrichtung magnetisiert,
wodurch Permanentmagnetanordnungen erhalten waren.
-
Es wurde dafür gesorgt, dass jede der Permanentmagnetanordnungen
eine Halterung anzog, die aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 bestand
und einen Durchmesser von 4,5 mm und eine Dicke von 0,8 mm aufwies;
es wurde die Kraft gemessen, die dazu erforderlich war, die Halterung
rechtwinklig von der Permanentmagnetanordnung wegzuziehen, um diese
Kraft als Anziehungskraft zu definieren; dabei ergab sich die Anziehungskraft
jeder Permanentmagnetanordnung mit einer Deckschicht zu 870 gf.
-
Um die Korrosionsbeständigkeit
jeder der oben genannten Permanentmagnetanordnungen auszuwerten,
erfolgte in Test unter Verwendung einer physiologischen Salzlösung als
Testlösung
bei einer Testtemperatur von 37°C
für eine
Testzeit von 240 Stunden, und es wurden die Oberflächenzustände vor
und nach dem Test unter Verwendung des optischen Mikroskops verglichen.
Jede der Ausführungsformen
A, ..., D, X zeigte gute Korrosionsbeständigkeit. Dann wurden, um die
Korrosionsbe ständigkeit
weiter auszuwerten, die Permanentmagnetanordnungen für eine Zeit
von 24 Stunden in eine Lösung
von 6% FeCl3 + N/20HCl auf einer Testtemperatur
von 35°C
eingetaucht, und es wurden gelöste
Ionen gemessen, um das Ausmaß der
Korrosionsbeständigkeit
zu bewerten. Wenn das Ausmaß der
Korrosionsbeständigkeit
im Fall "ohne Beschichtung" (Nr. X) als eins angenommen wird, sind
die Ausmaße
der Korrosionsbeständigkeit
für die
Ausführungsformen
A bis D in der Tabelle 1 dargestellt, und je größer das Ausmaß der Korrosionsbeständigkeit
ist, desto besser ist diese.
-
Ferner wird die Abnutzungsbeständigkeit
dadurch ausgewertet, dass durch eine Saphirkugel mit einem Durchmesser
von 10 mm 106 mal ein Druck von 10 KG auf den zentralen Teil eines
Dichtungselements ausgeübt
wird. Die Auswertung der Haftfestigkeit der Deckschicht am Basismaterial
jeder Permanentmagnetanordnung erfolgte durch einen Abziehtest.
Genauer gesagt, wurde eine Zieheinrichtung auf die anziehende Seite
jeder der beschichteten Permanentmagnetanordnungen durch einen kommerziell
erhältlichen
Zahnkleber "Super-Bond" aufgeklebt, und ob die anziehende Seite
abgezogen wurde, wurde dadurch beobachtet, dass die Zieheinrichtung
rechtwinklig zur anziehenden Seite weggezogen wurde.
-
Wie es aus der Tabelle 1 erkennbar
ist, zeigten die Ausführungsformen
A bis D keine Änderung
des Oberflächenzustands
beim Test zur Korrosionsbeständigkeit
unter Verwendung der physiologischen Salzlösung, so dass sich bessere
Ergebnisse als bei den Bezugsbeispielen Y und Z ergaben, bei denen
sich Rost ansammelte. Aus einem Vergleich der Ausmaße der Korrosionsbeständigkeit
ergibt es sich, dass die Korrosionsbeständigkeit dadurch merklich angehoben
wird, dass eine Deckschicht aus Ti oder einer Ti-Verbindung hergestellt
wird. Die Bewertung der Abnutzungsbeständigkeit ist dergestalt, dass
die Ausführungsformen
A bis D viel kleinere Abnutzung als die Bezugsbeispiele Y und Z
zeigten. Hinsichtlich der Haftfestigkeit der Deckschicht ergab es
sich, dass sich bei den Bezugsbeispielen Y und Z die Deckschichten
abziehen ließen,
während
jede der Ausführungsformen
eine ausreichende Haftkraft zeigten, so dass ein Abziehen an der
Grenzfläche
zwischen dem Kleber und der Deckschicht auftrat.
-
-
(Ausführungsform 6)
-
Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
einem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; sie wurden mit Epoxidharz mit einer Dicke von
10–40 μm beschichtet;
sie würden
in ein Gehäuse 2 aus
17,2 Cr, 0,53 Mo und Fe als Rest (Gew.%) mit einem Außendurchmesser
von D1 von 4,5 mm und einer Dicke H2 von 1,52
mm eingesetzt; und dann wurden sie durch ein Dichtungselement 13 abgedeckt,
das dadurch hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H2 von 0,21
mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austenitischem,
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G jedes Dichtungsrahmenelements
betrug 0,25 mm. Eine Schleife zum Beseitigen von Materialperlen
führte
zu H1 = 1,5 mm. Die sich ergebenden Permanentmagnetanordnungen wurden
in einer alkalischen Lösung
mit einem pH-Wert von 12–14
für 20
Minuten als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden einschichtige
Deckschichten, die mit den Nr. A bis D gekennzeichnet sind, wie
es in der zweiten Tabelle angeben ist, durch Ionenplattieren bei
einer Temperatur von 200° bis
250°C und
einem Unterdruck von 5 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten durch Ionenplattieren hergestellt. Die Deckschichten
wurden auf der gesamten Oberfläche der
Magnetanordnungen mit einer Dicke von 2,5 μm hergestellt. Folgend auf das
Herstellen der Deckschicht wurden die Magnetanordnungen in der Richtung
des Pfeils magnetisiert, wodurch Permanentmagnetanordnungen erhalten
wurden.
-
Aus demselben Material und auf dieselbe
Weise wie im Fall der Permanentmagnetanordnung wurde eine Deckschicht
auf der Oberfläche
einer Halterung hergestellt, die aus demselben Material wie dem
des Gehäuses 2 bestand
und einen Durchmesser von 4,5 mm und eine Dicke von 4,8 mm aufwies;
es wurde dafür gesorgt,
dass jede der Permanentmagnetanordnungen die Halterung anzog; es
wurde die Kraft gemessen, die dazu erforderlich war, die Halterung
rechtwinklig von der Permanentmagnetanordnung abzuziehen, und diese Kraft
wurde als Anziehungskraft definiert; und die Anziehungskraft jeder
Permanentmagnetanordnung mit einer Deckschicht ergab sich zu 860
gf .
-
Als Nächstes wurde, um die Korrosionsbeständigkeit
der Nr. A bis D zu bewerten, das Ausmaß der Korrosionsbeständigkeit
unter Variieren der Testzeit in einer Lösung von 6% FeCl3 +
N/20HCl bei einer Testtemperatur von 35°C gemessen. Unter der Annahme,
dass das Ausmaß der
Korrosionsbeständigkeit
den Wert eins hat, wenn keine Beschichtung "vorliegt" (Nr. X) und
die Testzeit 12 Stunden beträgt, sind die Ausmaße der Korrosionsbeständigkeit
für die
Ausführungsformen
A bis D in der Tabelle 2 angegeben. Aus der Tabelle 2 ist es erkennbar,
dass das Herstellen einer Deckschicht den Effekt zeigt, die Korrosionsbeständigkeit
zu verbessern, wobei der Effekt umso merklicher ist, je länger die
Testzeit wird.
-
-
(Ausführungsform 7)
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Permanentmagnetanordnungen wurden
auf die folgende Weise hergestellt: Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
einem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; wie wurden mit Epoxid mit einer Dicke von 10– 40 μm beschichtet;
sie wurden in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 mit einem Außendurchmesser D1 von
4,5 mm und einer Dicke H2 von 1,52 mm eingesetzt; dann
wurden sie mit einem Dichtungselement 13 abgedeckt, das
dadurch hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H3 von
0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austenitischem,
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G jedes
Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum Beseitigen
von Materialperlen führte
zu Permanentmagnetanordnungen mit H1 = 1,5 mm. Die sich ergebenden
Magnetanordnungen wurden in einer alkalischen Lösung mit einer pH-Wert von 12–14 für 15 Minuten
als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden doppelschichtige
Deckschichten, die als Nr. E bis J bezeichnet sind, wie es in der
dritten Tabelle angegeben ist, durch Ionenplattieren bei einer Temperatur
von 200° bis
250°C und
einem Unterdruck von 2 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten hergestellt. Die Deckschichten wurden mit einer Gesamtdicke
von 2,5 μm
auf der gesamten Fläche
der Magnetanordnungen hergestellt. Folgend auf die Herstellung der
Deckschicht wurden die Magnetanordnungen in der Pfeilrichtung magnetisiert,
wodurch die Permanentmagnetanordnungen fertiggestellt wurden.
-
Es wurde dafür gesorgt, dass jede der Permanentmagnetanordnungen
eine Halterung aus demselben Material wie der des Gehäuses 2 mit
einem Durchmesser von 4,5 mm und einer Dicke von 0,8 mm anzogen; die
Kraft, die dazu erforderlich war, die Halterung rechtwinklig von
der Permanentmagnetanordnung wegzuziehen, wurde gemessen, um diese
Kraft als Anziehungskraft zu definieren; dabei ergab sich die Anziehungskraft jeder
Permanentmagnetanordnung mit einer Deckschicht zu 870 gf .
-
Die sich ergebenden Permanentmagnetanordnungen
wurden auf dieselbe Weise wie bei der fünften Ausführungsform ausgewertet, und
die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 angegeben.
-
Wie es aus der Tabelle 3 erkennbar
ist, führte
das Ausbilden der Deckschichten als Mehrschichtstrukturen zu höherer Korrosionsbeständigkeit.
Die Ausführungsformen
E bis J zeigten eine viel kleinere Abnutzung als die Bezugsbeispiele
Y und Z. Auch war die Haftfestigkeit zwischen der Deckschicht und
der Permanentmagnetanordnung gut.
-
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(Ausführungsform 8)
-
Permanentmagnetanordnungen wurden
auf die folgende Weise hergestellt: Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
einem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; wie wurden mit Epoxid mit einer Dicke von 10– 40 μm beschichtet;
sie wurden in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 mit einem Außendurchmesser D1 von
4,5 mm und einer Dicke H2 von 1,52 mm eingesetzt; dann
wurden sie mit einem Dichtungselement 13 abgedeckt, das
dadurch hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H3 von
0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austeni tischem,
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G jedes
Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum Beseitigen
von Materialperlen führte
zu Permanentmagnetanordnungen mit H1 = 1,5 mm. Die sich ergebenden
Magnetanordnungen wurden in einer alkalischen Lösung mit einer pH-Wert von 12–14 für 15 Minuten
als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden dreischichtige Deckschichten,
die als Nr. K bis N bezeichnet sind, wie es in der vierten Tabelle
angegeben ist, durch Ionenplattieren bei einer Temperatur von 200° bis 250°C und einem
Unterdruck von 2 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten hergestellt. Die Deckschichten wurden mit einer Gesamtdicke
von 2,5 μm
auf der gesamten Fläche
der Magnetanordnungen hergestellt. Folgend auf die Herstellung der
Deckschicht wurden die Magnetanordnungen in der Pfeilrichtung magnetisiert,
wodurch die Permanentmagnetanordnungen fertiggestellt wurden.
-
Die sich ergebenden Permanentmagnetanordnungen
wurden auf dieselbe Weise wie bei der fünften Ausführungsform ausgewertet, und
die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben.
-
Wie es aus der Tabelle 4 erkennbar
ist, führte
das Ausbilden der Deckschichten als Mehrschichtstrukturen zu höherer Korrosionsbeständigkeit.
Die Ausführungsformen
K bis N zeigten eine viel kleinere Abnutzung als die Bezugsbeispiele
Y und Z der fünften
Ausführungsform.
Auch war die Haftfestigkeit. zwischen der Deckschicht und der Permanentmagnetanordnung
gut.
-
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(Ausführungsform 9),
-
Permanentmagnetanordnungen wurden
auf die folgende Weise hergestellt: Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
einem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; wie wurden mit Epoxid mit einer Dicke von 10– 40 μm beschichtet;
sie wurden in ein Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 mit einem Außendurchmesser D1 von
4,5 mm und einer Dicke H2 von 1,52 mm eingesetzt; dann
wurden sie mit einem Dichtungselement 13 abgedeckt, das
dadurch hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H3 von
0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austenitischem,
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G jedes Dichtungsrahmenelements
betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum Beseitigen von Materialperlen
führte
zu Permanentmagnetanordnungen mit H1 = 1,5 mm. Die sich ergebenden
Magnetanordnungen wurden in einer alkalischen Lösung mit einer pH-Wert von 12–14 für 15 Minuten
als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden vierschichtige Deckschichten,
die als Nr. O bis R bezeichnet sind, wie es in der fünften Tabelle
angegeben ist, durch Ionenplattieren bei einer Temperatur von 200° bis 250°C und einem
Unterdruck von 2 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten hergestellt. Die Deckschichten wurden mit einer Gesamtdicke
von 2,5 μm
auf der gesamten Fläche
der Magnetanordnungen hergestellt. Folgend auf die Herstellung der
Deckschicht wurden die Magnetanordnungen in der Pfeilrichtung magnetisiert,
wodurch die Permanentmagnetanordnungen Nr O bis R fertiggestellt
wurden.
-
Die sich ergebenden Permanentmagnetanordnungen
wurden auf dieselbe Weise wie bei der fünften Ausführungsform ausgewertet, und
die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 angegeben.
-
Wie es aus der Tabelle 5 erkennbar
ist, führte
das Ausbilden der Deckschichten als Mehrschichtstrukturen zu höherer Korrosionsbeständigkeit.
Die Ausführungsformen
O bis R zeigten eine viel kleinere Abnutzung als die Bezugsbeispiele
Y und Z der fünften
Ausführungsform.
Auch war die Haftfestigkeit zwischen der Deckschicht und der Permanentmagnetanordnung
gut.
-
-
(Ausführungsform 10)
-
Permanentmagnetanordnungen wurden
auf die folgende Weise hergestellt: Nd-Fe-B-Magnete 1 (remanente
Magnetflussdichte Br = 13 KG, Koerzitivfeldstärke iHc = 15 kOe) wurden zu
ei nem Durchmesser D von 3,46 mm und einer Dicke H2 von
0,7 mm bearbeitet; wie wurden mit Epoxid mit einer Dicke von 10 – 40 μm beschichtet;
sie wurden in der Pfeilrichtung magnetisiert; sie wurden in ein
Gehäuse 2 aus
rostfreiem Ferritstahl SUS430 (Sättigungsmagnetflussdichte
Bs = 16 KG) mit einem Außendurchmesser D1 von
4,0 mm und einer Dicke H2 von 1,52 mm eingesetzt; dann
wurden sie mit einem Dichtungselement 13 abgedeckt, das
dadurch hergestellt worden war, dass ein Dichtungsmittenelement 15 aus
demselben Material wie dem des Gehäuses mit einer Dicke H3 von
0,21 mm in ein Dichtungsrahmenelement 14 aus austenitischem,
rostfreiem Stahl SUS316L eingesetzt wurde. Die Weite G jedes
Dichtungsrahmenelements betrug 0,25 mm. Ein Schleifen zum Beseitigen
von Materialperlen führte
zu Permanentmagnetanordnungen mit H1 = 1,5 mm. Die sich ergebenden
Magnetanordnungen wurden in einer alkalischen Lösung mit einer pH-Wert von
12–14
für 15
Minuten als Vorbereitungsprozess entfettet. Dann wurden TiC-Deckschichten mit
den in der sechsten Tabelle angegebenen Dicken an den Außenseitenflächen 2b jedes
Gehäuses
aus magnetischem Material, der äußeren Bodenfläche 2a des
Gehäuses
und der Außenseite
jede Abschirmungsplatte hergestellt. Die Deckschichten wurden durch
Ionenplattieren bei einer Temperatur von 200° bis 250°C und einem Unterdruck von 2 × 10–4 Torr
für 5 bis
15 Minuten hergestellt.
-
Folgend auf die Herstellung der Deckschicht
wurden die Magnetanordnungen in der Pfeilrichtung magnetisiert;
es wurde dafür
gesorgt, dass jede der Permanentmagnetanordnungen eine Halterung
anzog, die aus demselben Material wie dem des Gehäuses 2 bestand
und einen Durchmesser von 4,0 mm und eine Dicke von 0,8 mm aufwies;
die zum Abziehen der Halterung rechtwinklig von Permanentmagnetanordnung
wurde gemessen, um die Kraft als Anziehungskraft zu definieren.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 angegeben.
-
Aus der Tabelle 6 ist es erkennbar,
dass eine für
die Praxis ausreichende Anziehungskraft erzielt wird, wenn die Dicke
der Deckschicht im Bereich von 1 bis 20 μm liegt, und insbesondere dann,
wenn die Dicke zu 1 bis 10 μm,
gemacht wird, wird eine hervorragende Anziehungskraft erzielt.
-
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Wie es aus der Beschreibung in Zusammenhang
mit den obigen veranschaulichenden Ausführungsformen ersichtlich ist,
kann dann, wenn eine Permanentmagnetanordnung in eine Zahnprothesenbasis
mit begrenztem Raum einzusetzen ist, wo eine Krone eines vorderen
Zahns lag, die Anziehungskraft zwischen der Permanentmagnetanordnung
und einer Halterung so beibehalten werden, dass sie als Kraft ausreichend
zufriedenstellend ist, die zum Festhalten der erfindungsgemäßen Zahnprothese
dient, und zwar selbst dann, wenn die Permanentmagnetanordnung miniaturisiert
ist, so dass die Zahnprothese nur schwer ausbrechen kann. Ferner
ist durch die Erfindung eine klinisch sichere magnetische Zahnprothesenhalterung
geschaffen, da es möglich
ist, vollständig
zu verhindern, dass Metallionen in Lösung gehen, da die Oberfläche einer
derartigen Halterung als Permanentmagnetanordnung beschichtet ist.
