DE69931921T2

DE69931921T2 - Magnetische Haltevorrichtung für Zahnprothesen

Info

Publication number: DE69931921T2
Application number: DE69931921T
Authority: DE
Inventors: c/o Aichi Steel Corporation Yoshinobu Tokai-shi Aichi-ken Honkura; c/o Aichi Steel Corporation Kazuo Tokai-shi Aichi-ken Arai; c/o Aichi Steel Corporation Kazunari Tokai-shi Aichi-ken Kimura; c/o Aichi Steel Corporation Lei Tokai-shi Aichi-ken Tian
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: EP1095629A1; DE69931921D1; EP1095629B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dünne magnetische Zahnhalterung, die in einen kleinen Raum eines Gebisses eingesetzt ist, um das Gebiss in der Mundhöhle durch magnetische Anziehungskraft auf Zahnwurzeln zu halten.
Beschreibung des technischen Hintergrunds
Bis zum heutigen Tag ist eine magnetische Zahnhalterung, welche das Gebiss durch magnetische Anziehungskraft auf Zahnwurzeln auf feste Weise hält und stabilisiert, gut bekannt. Wie es in 8 gezeigt ist, wirkt ihre Kraft zwischen einer magnetischen Zahnhalterung 9 in einem Gebiss 80 und einem Anker 10 aus einem weichmagnetischen Material, der in einen Wurzeldeckel 85 eingebettet ist, welcher in eine Zahnwurzel 86 eingeführt ist. Das Gebiss 80 weist künstliche Zähne 84, eine Harzgrundlage 83 und eine magnetische Zahnhalterung 9 auf. Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 4-227253 offenbart eine in 9 gezeigte magnetische Zahnhalterung mit runder Gestalt.
Diese magnetische Zahnhalterung 9 besteht aus einem zylindrisch geformten Magneten 91, einem zylindrisch geformten Bügel 92 mit einer Vertiefung 99 zum Halten des Magneten und einer Dichtungsplatte 98 zum Bedecken des Bodens des Magneten. Hier besteht die Dichtungsplatte aus einer Dichtungsscheibe 96 und einem Dichtungsring 97. Der Bügel, die Dichtungsscheibe und der Anker bestehen aus weichmagnetischen Materialien. Der Magnet ist in der Richtung der Normalen der Ebene der magnetischen Anbringung der magnetischen Zahnhalterung und des Ankers magnetisiert. Wenn die magnetische Zahnhalterung auf den Anker gesetzt wird, wird ein geschlossener Magnetkreis ausgebildet, der aus dem Magneten, dem Bügel und dem Anker besteht. Der magnetische Fluss fließt von dem Oberteil des Magneten durch den Bügel, den Anker und die Dichtungsscheibe zurück zu dem Boden des Magneten. Der Dichtungsring aus unmagnetischem Material ist zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe angeordnet, um das Auftreten eines magnetischen Kurzschlusses zu verhindern. Alle Teile mit Ausnahme des Magneten bestehen aus korrosionsbeständigen Materialien.
Die Dichtungsscheibe 96 und der Dichtungsring 97 sind mit dem Bügel durch Laserschweißen verbunden. Die Laserschweißlinien sind zwei Grenzbereiche zwischen dem Bügel und der äußeren Seite des Dichtungsrings sowie zwischen der Dichtungsscheibe und der inneren Seite des Dichtungsrings. Das bedeutet, dass das Laserschweißen zweimal durchgeführt wird.
Allerdings weist die vorstehende Erfindung einige ernste Nachteile hinsichtlich des Versiegelungsverfahrens auf. In dem Fall, dass der Dichtungsring eine vergleichsweise große Breite aufweist, kann das Laserschweißen leicht vorgenommen werden, aber der Bereich der Scheibe wird so klein, dass die magnetische Anziehungskraft abnimmt. Andererseits ist es in dem Fall, dass der Dichtungsring eng ist, sehr schwierig, den Dichtungsring durch Laser sowohl an den Bügel als auch an die Dichtungsscheibe zu schweißen. Eine große Versetzung oder Spannung, die beim Schweißen durch die Hitze hervorgerufen wird, kann zwischen dem Dichtungsring, dem Bügel und der Dichtungsscheibe leicht einen Spalt oder eine Stufe hervorrufen. Manchmal treten in den geschweißten Stücken Risse auf.
Um die vorstehenden Nachteile zu beseitigen, wird ein weiteres Versiegelungsverfahren, wie es in 10 gezeigt ist, in dem Tagungsband des Jahrestreffens der japanischen Metallgesellschaft (1996) auf Seite 408 vorgeschlagen. Diese magnetische Zahnhalterung wird durch eine Methode mit einmaligem Laserschweißen anstelle der vorstehenden Methode mit zweimaligem Laserschweißen hergestellt. Ihr kleines geschweißtes Stück wirkt als ein unmagnetischer Dichtungsring, was zu einer Vergrößerung der magnetischen Anziehungskraft beiträgt.
Bei diesem Verfahren ist die Dichtungsscheibe 106 mit Ni plattiert oder beschichtet. Das bedeutet, dass der unmagnetische Dichtungsring durch die Ni-Beschichtung 105, die ein weichmagnetisches Material ist, ausgetauscht ist. Die mit Ni beschichtete Scheibe wird auf den Magneten 101 gelegt, welcher in die Vertiefung 108 des Bügels 102 eingesetzt ist, und wird dann mit dem Bügel durch Laser verschweißt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ni-Beschichtung mit dem Bügel 102 und der Dichtungsscheibe 106 aus weichmagnetischem rostfreien Stahl verschmolzen, und das unmagnetische geschweißte Stück wird erzeugt. Allerdings weist dieses Verfahren einige unvermeidbare Leistungsstörungen auf.
Es ist erforderlich, dass die Tiefe des geschweißten Stücks so eingeregelt ist, dass sie gerade gleich zu der Dicke der Dichtungsscheibe ist. Wenn die Tiefe wie bei einer in 10(B) gezeigten gepunkteten Linie (F) nicht ausreichend ist und Ni-Beschichtung zurückbleibt, wird ein magnetischer Kurzschluss erzeugt, da Ni-Metall eines der weichmagnetischen Materialien ist. Infolgedessen nimmt die magnetische Anziehungskraft deutlich ab. Wenn die Tiefe wie bei einer in 10(B) gezeigten gepunkteten Linie (E) zu tief ist, beschädigt die Hitze des Laserschweißverfahrens den Magneten, sodass die magnetische Anziehungskraft vermindert wird. Wenn ein Magnet mit einem kleinen Durchmesser eingesetzt wird, weist der Magnet diese Schädigung nicht auf, aber es ist natürlich so, dass die magnetische Anziehungskraft klein wird.
Darüber hinaus wird das geschweißte Stück leicht zu einer unvollkommenen austenitischen Phase, die ein kleines Volumen an Ferritphase enthält. Das bedeutet, dass es schwierig wird, das geschweißte Stück unmagnetisch auszubilden. Der Grund für das Auftreten der Ferritphase wird auf der Grundlage des Schäfflerdiagramms erwogen, welches die Zusammensetzung der Phase nach dem Schweißen von rostfreien Strählen angibt. In der vorstehenden Veröffentlichung wird ein weichmagnetischer rostfreier Stahl des Typs SUS447J1 mit 30% Cr, 2% Mo und Eisen als Rest als Material für den Bügel eingesetzt. Das geschweißte Stück weist eine chemische Zusammensetzung mit mehr als 15% Ni auf, hat aber sehr viel Ferritphase. Daraus resultiert, dass ein schwacher magnetischer Kurzschluss zwischen dem Bügel 102 und der Dichtungsscheibe 106 auftritt, was zu einer unerwünschten Abnahme der magnetischen Anziehungskraft führt.
Wenn ein anderer weichmagnetischer rostfreier Stahl des Typs SUS430 mit 17% Cr und Eisen als Rest anstelle des Typs SUS447J1 eingesetzt wird, würde ein unmagnetisches geschweißtes Stück erhalten, das eine große magnetische Anziehungskraft ergibt. Aber das geschweißte Stück weist weniger als 17% Cr auf, sodass es in der Mundhöhle stark korrodiert.
Es ist anzumerken, dass die Dicke der Dichtungsscheibe so dünn wie etwa 0,2 mm ist, sodass das übliche Verfahren des Verschweißens mit dem Bügel und der Scheibe durch Laser sehr schwierig ist, und im Falle der mit Ni beschichteten Dichtungsscheibe ist das Laserschweißverfahren noch schwieriger. Infolgedessen ist diese magnetische Zahnhalterung bisher noch nicht hergestellt worden.
Das U.S.-Patent Nr. 5,788,493 offenbart eine gebisstragende Magnetanordnung, die ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse gehaltenen Permanentmagneten und ein Dichtungselement umfasst, wobei das Gehäuse aus einem korrosionsbeständigen magnetischen Material besteht und das Dichtungselement durch ein Dichtungsrahmenelement und ein Dichtungsmittelelement gebildet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die Schwierigkeit des Laserschweißverfahrens zu beseitigen und eine magnetische Zahnhalterung mit runder Gestalt bereitzustellen, die eine starke magnetische Anziehungskraft aufweist.
Eine in dem ersten Anspruch der vorliegenden Erfindung offenbarte magnetische Zahnhalterung ist durch ein unmagnetisches geschweißtes Stück zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe gekennzeichnet.
Die Grundstruktur der vorliegenden magnetischen Anordnung ist ähnlich zu jener, die durch die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 4-227253 offenbart wird, aber das unmagnetische geschweißte Stück ist sehr unterschiedlich. Die magnetische Zahnhalterung besteht aus einem zylindrisch geformten Magneten, einem zylindrisch geformten Bügel mit einer Vertiefung zum Halten des Magneten und einer Dichtungsscheibe zum Bedecken des Bodens des Magneten, wobei die Platte aus einer Dichtungsscheibe und einem Dichtungsring besteht. Hier ist die innere Oberfläche des Dichtungsrings mit Ni plattiert oder beschichtet. Der Bügel, die Dichtungsscheibe und der Anker bestehen aus weichmagnetischem Material. Der Dichtungsring besteht aus unmagnetischem rostfreien Stahl. Die Dichtungsscheibe und der Dichtungsring sind durch Laserverschweißen mit nur einer einzigen Schweißnaht mit dem Bügel verbunden. Das geschweißte Stück wird unmagnetisch und hält den Raum zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe unmagnetisch, sodass er eine magnetische Isolierung ausbildet. Nach dem Laserschweißen wird die geschweißte Oberfläche glattpoliert.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das geschweißte Stück der magnetischen Zahnhalterung durch Verschmelzen des mit Ni beschichteten Dichtungsrings zusammen mit dem Bügel und der Dichtungsscheibe unmagnetisch wird. Der Zweite besteht darin, dass es nur eine Schweißnaht gibt. Der Dritte besteht darin, dass die Ecke des Magneten rundpoliert ist. Und der Vierte besteht darin, dass die geschweißte Oberfläche glattpoliert ist und die Dichtungsscheibe dünner ausgebildet ist.
Die Wirkungen des Vorliegenden sind die folgenden.
Die vorliegende Erfindung kann den Raum zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe mittels der Laserschweißmethode in sicherer Weise unmagnetisch ausbilden, um das unmagnetische geschweißte Stück zu bilden, und kann die magnetische Anziehungskraft verbessern. Das geschweißte Stück wird erzeugt, indem vier Teile verschmolzen werden, nämlich der Bügel, der Dichtungsring, die Ni-Beschichtung und die Dichtungsscheibe. Aber die chemische Zusammensetzung des geschweißten Stücks ist nahe jener des unmagnetischen rostfreien Stahls des Dichtungsrings und das geschweißte Stück wird in sicherer Weise unmagnetisch. Das weichmagnetische Material des Bügels und der Scheibe führt leicht dazu, dass das geschweißte Stück magnetisch wird. Das Ni-Element in der Ni-Beschichtung führt leicht dazu, dass es unmagnetisch wird. Zwei Materialien werden vermischt, sodass beide Wirkungen aufgehoben werden und ausgehend vom unmagnetischen rostfreien Stahl des Dichtungsrings keine oder nur eine geringfügige Abweichung der chemischen Zusammensetzung des geschweißten Stücks auftritt. Das geschweißte Stück ist hauptsächlich von dem unmagnetischen rostfreien Stahl des Dichtungsrings abhängig.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, die geschweißte Ebene zu polieren oder zu schleifen. Das Polierverfahren macht die Scheibe dünner, verringert die Breite des unmagnetischen geschweißten Stücks, vergrößert die Fläche der Scheibe und erzeugt eine glatte Oberfläche, was zu einer Verbesserung der magnetischen Anziehungskraft führt. Insbesondere weist die geschweißte Oberfläche eine große Ungleichmäßigkeit auf. Wenn sie nicht glattpoliert wird, weist die anziehende Oberfläche etwas Luftspalt auf, was zu einer deutlichen Verringerung der Anziehungskraft führt. Der Dritte besteht darin, die Ecken des Magneten zu polieren, sodass sie rund werden. Die runden Ecken schützen den Magneten vor der Hitze des Schweißens, sodass die starke Anziehungskraft beibehalten wird.
Der vierte Aspekt besteht in nur einer einzigen Schweißnaht. Das bedeutet, dass das Schweißen leicht durchgeführt werden kann, was eine geringe Versetzung und Spannung ergibt, sodass Verformung, Spalt und Riss im geschweißten Stück vermindert werden.
Die für die vorstehende Dichtungsscheibe eingesetzten korrosionsbeständigen weichmagnetischen Materialien sind rostfreie Stähle wie etwa 19%Cr-2%Mo-0,2%Ti-Stahl, 17%Cr-2%Mo-0,2%Ti-Stahl und 13%Cr-2%Mo-0,2%Ti-Stahl. Die für den vorstehenden Dichtungsring eingesetzten unmagnetischen Materialien sind rostfreie Stähle wie etwa des Typs SUS304, des Typs SUS316, des Typs SUS316L und des Typs SUS310S.
Eine magnetische Zahnhalterung der vorliegenden Erfindung ist durch das unmagnetische geschweißte Stück aus austenitischem rostfreien Stahl gekennzeichnet, sodass es eine perfekte Austenitphase aufweist. Der ringförmige geschweißte Teil weist eine chemische Zusammensetzung auf, die innerhalb jener von austenitischem rostfreien Stahl liegt, um eine gute unmagnetische Eigenschaft beizubehalten, und hat bevorzugt eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Die 7 ist ein Schäfflerdiagramm, welches die Zusammensetzung der Phase des geschweißten Stücks für rostfreien Stahl zeigt. Wenn der Bügel, die Dichtungsscheibe und der Dichtungsring verschweißt werden, werden der für den Bügel und die Dichtungsscheibe verwendete weichmagnetische rostfreie Stahl, der für den Dichtungsring verwendete unmagnetische rostfreie Stahl und das Ni-Element in der Ni-Beschichtung miteinander verschmolzen und vermengt, sodass ein geschweißtes Metall erzeugt wird.
Die chemische Zusammensetzung und die Zusammensetzung der Phase des geschweißten Metalls können aus diesem Schäfflerdiagramm grob abgeschätzt werden. In dem Fall, dass keine Ni-Beschichtung vorliegt, werden sowohl die Legierung des für den Dichtungsring verwendeten unmagnetischen rostfreien Stahls als auch die Legierung des für den Bügel und die Dichtungsscheibe verwendeten weichmagnetischen rostfreien Stahls vermischt. Die chemische Zusammensetzung des geschweißten Metalls hängt von den chemischen Zusammensetzungen und den geschmolzenen Volumina beider Legierungen ab. Es ist sicher, dass das geschweißte Metall verglichen mit dem für den Dichtungsring eingesetzten unmagnetischen rostfreien Stahl einen viel niedrigeren Ni-Gehalt und größeren Cr-Gehalt aufweist. Wie aus 7 ersichtlich ist, weist das geschweißte Metall in dem geschweißten Stück in dem Diagramm eine Position auf, an der viel Martensit- oder Ferritphase vorliegt, die weichmagnetisch sind. Ohne die Ni-Beschichtung ist das geschweißte Stück nicht unmagnetisch.
Das Ni-Element in der Ni-Beschichtung spielt eine wichtige Rolle dabei, die Zusammensetzung der Phase des geschweißten Metalls zu einer unmagnetischen Austenitphase werden zu lassen. Wenn sowohl die Legierungen des unmagnetischen rostfreien Stahls und des weichmagnetischen rostfreien Stahls als auch die Ni-Beschichtung miteinander verschmolzen werden, weist das geschweißte Metall einen angereicherten Ni-Gehalt auf, sodass es sich von einer dualen Austenit- und Ferritphase zu einer einzelnen Austenitphase wandelt.
Die magnetische Zahnhalterung der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt ein unmagnetisches geschweißtes Stück auf, das mehr als die halbe Dicke der Dichtungsscheibe aufweist. Wenn die Dicke des geschweißten Stücks kleiner als jene der Dichtungsscheibe ist, bleibt der unmagnetische Dichtungsring zurück. Sowohl dieser zurückbleibende Ring als auch das geschweißte Stück bilden zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe einen unmagnetischen Raum aus, sodass sich eine magnetische Isolierung ergibt. Die vorliegende magnetische Zahnhalterung liefert die Vorteile, dass die magnetische Isolierung in sicherer Weise beibehalten wird und der Magnet vor einer Schädigung durch Hitze beim Schweißen geschützt wird. Zusätzlich weist das geschweißte Stück eine kleine Breite auf und die Fläche der Dichtungsscheibe wird breiter, was zu einer bestimmten Verbesserung der magnetischen Anziehungskraft der magnetischen Zahnhalterung führt. Es ist allerdings anzumerken, dass wenn die Dicke des geschweißten Stücks weniger als die Hälfte der Dichtungsscheibe beträgt, die Verbindungsfestigkeit des geschweißten Stücks zu schwach wird, um einen Bruch zu vermeiden.
Die magnetische Zahnhalterung der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt ein unmagnetisches geschweißtes Stück auf, welches flach poliert ist und eine Dicke von 0,05 mm bis 0,15 mm aufweist. Die geschweißte Oberfläche der magnetischen Zahnhalterung ist wenigstens in einer Dicke von 0,05 mm poliert, da der geschweißte Teil eine Ungleichmäßigkeit von mehr als 0,05 mm aufweist. Sie zu stark zu polieren führt zu einer geringeren Dicke des geschweißten Stücks und der Dichtungsscheibe, was die Verbindungsfestigkeit verringert und bei der Verwendung zum Bruch führt. Hinsichtlich der Dicke der Dichtungsscheibe ist es bevorzugt, dass sie weniger als 0,150 mm beträgt, da eine dicke Dichtungsscheibe die magnetische Anziehungskraft verringert und zu einer größeren Höhe der magnetischen Zahnhalterung führt.
Hinsichtlich des in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Magneten ist es bevorzugt, Seltenerdmagnete wie etwa einen Magneten vom Sm-Co-Typ und einen Magneten vom Nd-Fe-B-Typ mit großem maximalen Energieprodukt und großer Koerzitivkraft einzusetzen. Wenigstens eine Ecke des zylindrischen Magneten ist so poliert, dass sie rund ist und einen Krümmungsradius von 0,10 mm bis 0,30 mm aufweist. Ein Krümmungsradius von mehr als 0,10 mm ist erforderlich, um den Magneten vor der Hitze beim Schweißen zu schützen. Ein Krümmungsradius von mehr als 0,30 mm ist nicht bevorzugt, da der Magnet klein wird und sich eine bestimmte Verringerung der magnetischen Anziehungskraft ergibt.
Wenn beide Ecken des zylindrischen Magnetes poliert sind, sodass sie rund sind, ergibt sich ein weiterer Vorteil. Wenn die untere Ecke der Vertiefung des Bügels ebenso wie der Magnet rund ausgestaltet ist, kann der Magnet mit runder Ecke eingeführt werden, ohne dass sich in der Vertiefung ein Spalt ergibt. Die runde untere Ecke der Vertiefung des Bügels kann aufgrund des reibungsfreien Fließens des magnetischen Flusses die magnetische Anziehungskraft der magnetischen Zahnhalterung deutlich vergrößern.
Hinsichtlich des Bügels sieht die Gestalt wie ein Behälter zum Einsetzen des Magneten aus. Und es ist bevorzugt, dass der Bügel aus weichmagnetischen und korrosionsbeständigen Materialien wie etwa rostfreiem Stahl mit 18% Cr, rostfreiem Stahl mit 17% Cr und 2% Mo, rostfreiem Stahl mit 19% Cr und 2% Mo usw. besteht. Es ist für die Materialien des Bügels erforderlich, dass sie in der Mundhöhle eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine hervorragende magnetische Eigenschaft aufweisen, sodass sich ein magnetischer Kreis ergibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist ein Querschnitt, welcher den Aufbau des ersten Beispiels zeigt.
Die 2 ist ein Querschnitt, welcher den Aufbau des ersten Beispiels zeigt.
Die 3 ist ein Querschnitt, welcher den Aufbau des ersten Beispiels zeigt.
Die 4 ist ein Querschnitt, um zu zeigen, wie das unmagnetische geschweißte Stück des ersten Beispiels erzeugt wird.
Die 5 ist ein Querschnitt, um den unmagnetischen Bereich zu zeigen und um zu zeigen, wie in dem Herstellungsverfahren des ersten Beispiels poliert wird.
Die 6 ist eine schräge Zeichnung, die zeigt, wie die Dichtungsplatte anzuordnen ist.
Die 7 ist ein Schäfflerphasendiagramm, welches die Zusammensetzung der Phase des geschweißten Stücks aus rostfreiem Stahl zeigt.
Die 8 ist ein Querschnitt, um zu zeigen, wie die magnetische Zahnhalterung in dem Gebiss zu verwenden ist.
Die 9 ist ein Querschnitt, welcher den Aufbau der früheren magnetischen Halterung zeigt.
Die 10 ist ein Querschnitt, um zu zeigen, wie das unmagnetische geschweißte Stück der früheren magnetischen Halterung erzeugt wird.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Drei Arten von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben.
Die magnetische Zahnhalterung 1 des ersten Beispiels ist in 1 gezeigt. Sie umfasst einen zylindrisch geformten Magneten 11, einen zylindrisch geformten Bügel 12 mit einer Vertiefung 125 zum Halten des Magneten, eine Dichtungsscheibe 15 zum Bedecken des Bodens des Magneten 19 und ein unmagnetisches geschweißtes Stück 18 zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe. Hier ist das unmagnetische geschweißte Stück erzeugt, indem der Bügel, der Dichtungsring, die Ni-Beschichtung und die Dichtungsscheibe miteinander verschweißt sind. Und die geschweißte Oberfläche 13 der magnetischen Zahnhalterung ist glattpoliert.
Die magnetische Zahnhalterung 2 des zweiten Beispiels ist ähnlich zu der ersten und wird in 2 gezeigt. Allerdings ist die Dicke des unmagnetischen geschweißten Stücks 28 dünner als jene der Dichtungsscheibe 15. Es verbleibt ein Stück des unmagnetischen Dichtungsrings 26. Um ein mechanisches Versagen zu vermeiden, muss die Dicke des unmagnetischen geschweißten Stücks mehr als die Hälfte der Dichtungsscheibe betragen.
Die in 3 gezeigte magnetische Zahnhalterung 3 des dritten Beispiels ist ebenfalls ähnlich zu der ersten. Der Unterschied besteht darin, dass der Bügel des dritten Beispiels eine konische oder runde Seite aufweist, um die magnetische Anordnung in der Gebissbasis 83 des Gebisses 80 zu halten, wie es in 8 gezeigt ist. Der Durchmesser (DK2) der konvexen Seite des Bügels ist größer als (DK1) des Bodens der magnetischen Anordnung.
Das vorstehende unmagnetische geschweißte Stück weist eine Austenitphase und eine chemische Zusammensetzung auf, die gleich zu einem Cr-Ni-artigen austenitischen rostfreien Stahl ist. Nachdem der Magnet in die Vertiefung des zylindrischen Bügels eingesetzt worden ist, wird die Dichtungsscheibe mit dem Bügel verschweißt. Wie aus 4(A) ersichtlich ist, gibt es zwei Stücke des Dichtungsrings 16 aus austenitischem rostfreien Stahl und der Ni-Beschichtung 17 zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe 15. Der Bügel, der Dichtungsring, die Ni-Beschichtung und die Dichtungsscheibe werden durch Laserschweißen miteinander verschmolzen, wobei der Fokus auf den Dichtungsring gerichtet wird, um ein unmagnetisches geschweißtes Stück zu erzeugen. Die Zusammensetzung des geschweißten Stücks wird in der Gegend von jener des austenitischen rostfreien Stahls gehalten, der für den unmagnetischen Dichtungsring verwendet wird. Da das Ni-Element in der Ni-Beschichtung den Ni-Gehalt in dem geschweißten Stück anreichert, aber das geschweißte Stück des Bügels und der Dichtungsscheibe Cr-Element zuführt und den Cr-Gehalt erhöht. Beide Wirkungen hinsichtlich des metallurgischen Vermögens, die Zusammensetzung der Phase zu verändern, werden beseitigt oder ausgeglichen.
Wenn das durch Laserschweißen erzeugte geschweißte Stück flach ist, verbleibt ein Teil des Dichtungsrings aus austenitischem rostfreien Stahl und der Ni-Beschichtung ungeschmolzen.
Die Dichtungsplatte 60 besteht aus der Dichtungsscheibe 15, der Ni-Beschichtung 17 und dem Dichtungsring 16. Das Herstellungsverfahren ist in 6 gezeigt. Eine runde Stange aus weichmagnetischem rostfreien Stahl 65 mit 19% Cr, 2% Mo, 0,2% Ti und Eisen als Rest wird mit Ni beschichtet und dann in eine dünne Röhre aus SUS316-artigem unmagnetischen rostfreien Stahl 66 eingeführt. Danach werden sie zu dem festgelegten Durchmesser ausgezogen. Schließlich werden sie zu dünnen Dichtungsplatten 60 geschnitten.
Als Nächstes wird das erste Beispiel detailliert unter Verwendung von 4 erläutert.
Der Bügel bestand aus weichmagnetischem rostfreien Stahl aus 19% Cr, 2% Mo, 0,2% Ti und Eisen als Rest. Seine Gestalt war zylindrisch mit einer Vertiefung, was wie ein Behälter aussieht. Hinsichtlich seiner Abmessung hatte der Bügel einen Außendurchmesser von 4,00 mm, und der Ring wies eine Dicke von 0,45 mm und eine Höhe von 1,45 mm auf. Die Vertiefung hatte einen Durchmesser von 3,10 mm und eine Tiefe von 0,80 mm. Die Ecke der oberen Seite des Bügels wurde um etwa 0,40 mm abgeschnitten, sodass sich eine Abschrägung von 45° ergab. Die untere Ecke der Vertiefung des Bügels wies einen Krümmungsradius von 0,20 mm auf.
Der verwendete Magnet 41 war ein Nd-Fe-B-artiger Seltenerdmagnet mit einem maximalen Energieprodukt von 42 MGOe. Seine Gestalt war die eines Zylinders mit einem Durchmesser von 3,05 mm und einer Höhe von 0,6 mm sowie einer runden Ecke mit einem Krümmungsradius von 0,20 mm.
Der Magnet wurde in die Vertiefung des Bügels 42 eingesetzt und der Boden des Magneten wurde mit der Dichtungsplatte 60 bedeckt. Die 6 zeigt die Struktur der Dichtungsplatte 60. Sie besteht aus der Dichtungsscheibe, der Ni-Beschichtung und dem Dichtungsring. Die Dichtungsscheibe aus weichmagnetischem rostfreien Stahl mit 19% Cr, 2% Mo und 0,2% Ti wies einen Durchmesser von 2,76 mm auf, und die Ni-Beschichtung wies eine Breite von 0,01 mm auf. Der Dichtungsring aus SUS316-artigem unmagnetischen rostfreien Stahl wies einen Durchmesser von 3,08 mm und eine Breite von 0,25 mm auf. Und die Dichtungsplatte war eine Scheibe mit einer Dicke von 0,15 mm.
Das in 4(B) gezeigte unmagnetische geschweißte Stück wurde durch Verschmelzen des Bügels, des Dichtungsrings, der Ni-Beschichtung und der Dichtungsscheibe miteinander durch Laserschweißen erzeugt, wobei der Fokus auf den Dichtungsring gerichtet war und ein Laserstrahl mit einem Durchmesser von 0,2 mm eingesetzt wurde. Das geschweißte Stück behielt die Austenitphase bei.
Beim Schweißen gibt es einige Probleme. Eines ist eine kleine Stufe, die nach dem Schweißen zurückbleibt und beim Zusammensetzen des Magneten, des Bügels und der Dichtungsplatte entsteht. Ein weiteres ist, dass das Schweißen von einer gewissen Ungleichmäßigkeit begleitet wird.
Diese Stufe und Ungleichmäßigkeit werden beseitigt, indem die Dicke von etwa 0,15 mm mit einem Schleifer von 500 Mesh poliert oder geschliffen wird. Nach dem Polieren ist die Dicke der Dichtungsscheibe um etwa 0,10 mm verringert, die Breite des geschweißten Stücks veränderte sich von 0,55 auf 0,35 mm, der Durchmesser der Dichtungsscheibe vergrößerte sich von 2,40 mm auf 2,60 mm und die geschweißte Oberfläche wurde flach. Diese Veränderung der Gestalt führte zu einer deutlichen Zunahme der magnetischen Anziehungskraft der magnetischen Zahnhalterung.
Die magnetische Anziehungskraft der magnetischen Zahnhalterung wurde durch das Polieren von 6,2 N/mm² auf 7,0 N/mm² verbessert.
Das in 2 gezeigte zweite Beispiel wies nach dem Zusammensetzen wie in 4(a) ein Stück des unmagnetischen Dichtungsrings auf, welches durch Laserschweißen mit geringerer Energie als im ersten Beispiel nicht schmolz. Hier wurde unter Verwendung eines Laserstrahls mit einem Durchmesser von 0,2 mm unter Fokussieren auf dem Dichtungsring oder der Ni-Beschichtung lasergeschweißt. Das ungeschmolzene Stück des unmagnetischen Dichtungsrings wies eine Dicke von 0,04 mm auf. Andererseits betrug die Dicke des unmagnetischen geschweißten Stücks nach dem Polieren etwa 0,06 mm. Die Dichtungsplatte wies eine Dicke von etwa 0,10 mm und einen Durchmesser von 2,65 mm auf. Die magnetische Anziehungskraft des zweiten Beispiels betrug 7,5 N/mm².
Bei dem in 3 gezeigten dritten Beispiel wies der Bügel eine Höhe von 1,45 mm, einen Außendurchmesser (DK1) von 4,00 mm und eine Dicke der Hülle des Bügels von 0,45 mm auf. Die konische Seite des Bügels wies einen konvexen Durchmesser (TK2) von 4,20 mm und von der Grundfläche der konvexen Linie aus eine Höhe von 1,30 mm auf. Die Vertiefung des Bügels wies an der unteren Ecke einen Durchmesser von 3,10 mm, eine Tiefe von 0,80 mm und einen Krümmungsradius von 0,20 mm auf. Die magnetische Anziehungskraft des dritten Beispiels betrug 8,5 N/mm². Der Widerstand, es von der Gebissharzbasis abzuziehen, was durch die Zugfestigkeit in einer Zugprüfung abgeschätzt wurde, wurde von 110 N/mm² des ersten Beispiels auf 200 N/mm² verbessert.
Die Wirkung der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von 5 erläutert.
Der erste Vorteil besteht darin, dass das unmagnetische geschweißte Stück zwischen dem Bügel und der Dichtungsscheibe eine magnetische Isolierung bildet, sodass sich ein magnetischer Kreis ergibt, bei dem der magnetische Fluss entlang des Pfades von dem Magneten 11 durch die Dichtungsscheibe 15, den Anker 10 und den Bügel 12 schließlich zu dem Magneten 11 fließt. Das unmagnetische geschweißte Stück kann ein ungeschweißtes Stück des unmagnetischen Dichtungsrings aufweisen. In diesem Fall wird die magnetische Isolierung sicherer ausgebildet, was eine gute magnetische Anziehungskraft liefert.
Der zweite Vorteil besteht darin, dass die geringe Breite des geschweißten Stücks die magnetische Anziehungskraft verbessert. Die schmale Breite des geschweißten Stücks kann mittels Laserschweißen auf nur einer einzelnen Schweißlinie ausgebildet werden, was eine sehr geringe Breite des Dichtungsrings erfordert, und durch Polieren der geschweißten Oberfläche.
Der dritte Vorteil besteht darin, dass die flache Oberfläche des Bodens der Halterung zu einer deutlichen Verbesserung der magnetischen Anziehungskraft führt. Nach dem Schweißen gibt es in einem gewissen Ausmaß eine Ungleichmäßigkeit und eine Stufe auf der geschweißten Oberfläche. Das Polieren der Oberfläche macht diese sehr glatt und flach.
Hier wird die Beziehung zwischen dem Polieren der geschweißten Oberfläche und der Fläche der Dichtungsscheibe detailliert unter Verwendung von 5 beschrieben. Die Durchmesser der Dichtungsscheibe vor dem Polieren und nach dem Polieren sind DS1 bzw. DS2. Die Innendurchmesser des Bügels vor dem Polieren und nach dem Polieren sind DY1 bzw. DY2. Der Außendurchmesser des Bügels ist D und jener des Magneten ist Dm. Die Dicke der Dichtungsscheibe vor dem Polieren und nach dem Polieren ist T2 bzw. T1. Die durch Polieren entfernte Dicke ist t.
Wenn die geschweißte Oberfläche durch Polieren um die Dicke t vermindert wird, nimmt die Fläche des unmagnetischen geschweißten Stücks um die Fläche ((DS2)² – (DS1)²) × π/4 ab, und die Fläche der Bodenoberfläche des Bügels nimmt um die Fläche ((DY1)² – (DY2)²) × π/4 zu. Diese Veränderungen der Flächen führen zu einer bestimmten Verbesserung der magnetischen Anziehungskraft der magnetischen Zahnhalterung.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine magnetische Zahnhalterung mit überlegener magnetischer Anziehungskraft, einem kleinen unmagnetischen geschweißten Stück und einer flachen, geschweißten, polierten Oberfläche.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine magnetische Zahnhalterung mit überlegener magnetischer Anziehungskraft, einem kleinen unmagnetischen geschweißten Stück und einer flachen, geschweißten, polierten Oberfläche. Die magnetische Zahnhalterung besteht aus einem Magneten 11, einem Bügel 12 mit einer Vertiefung 125, um den Magneten zu halten, einer auf der Öffnung der Vertiefung platzierten Dichtungsscheibe, um den Magneten abzudecken, und einem unmagnetischen geschweißten Stück zwischen dem Bügel und der Scheibe. Der Bügel und die Scheibe bestehen aus weichmagnetischem Material. Das unmagnetische geschweißte Stück, welches den Bügel und die Scheibe verbindet, ist durch Verschweißen des Bügels, der Dichtungsscheibe, des Dichtungsrings aus unmagnetischem austenitischen rostfreien Stahl und der Ni-Beschichtung zwischen der Dichtungsscheibe und dem Dichtungsring miteinander erzeugt. Hier ist es bevorzugt, dass ein Stück des unmagnetischen Dichtungsrings zurückbleibt. Und die geschweißte Oberfläche 13 der magnetischen Zahnhalterung ist glattpoliert.
BEZEICHNUNG DES TEILS GEMÄSS DEM BEZUGSZEICHEN IN DER ZEICHNUNG
1: Gebiss, 10: Anker, 11: Magnet, 110: Krümmung der Ecke des Magneten auf der oberen Seite, 111: Krümmung der Ecke des Magneten auf der unteren Seite, 12: Bügel, 12': Teil des Bügels, der durch Polieren abgeschnitten wird, 121: 125: Boden der Vertiefung, 13: 15: Dichtungsscheibe, 15': durch Polieren entfernter Teil der Dichtungsscheibe, 16: Dichtungsring aus austenitischem rostfreien Stahl, 17: Ni-Beschichtung, 18: unmagnetisches geschweißtes Stück, 18': durch Polieren entfernter Teil des unmagnetischen geschweißten Stücks, 19: Öffnung der Vertiefung, 26: nicht geschmolzenes Stück des Dichtungsrings, 28: unmagnetisches geschweißtes Stück, 32: Bügel, 41: Magnet, 42: Bügel, 421: Krümmung der Bodenseite in der Vertiefung, 425: Boden der Vertiefung, 48: unmagnetisches geschweißtes Stück, 49: Öffnung der Vertiefung, 60: Dichtungsplatte, 65: runde Stange aus weichmagnetischem Material, 66: Röhre aus austenitischem rostfreien Stahl, 67: Ni-Beschichtung, 80: Gebiss, 83: Harzbasis, 84: künstlicher Zahn, 85: Wurzeldeckel, 86: Zahnwurzel, 9: magnetische Zahnhalterung, 91: Magnet, 92: Bügel, 96: Dichtungsscheibe, 97: Dichtungsring, 98: Dichtungsplatte, 99: Vertiefung des Bügels, 990: Öffnung der Vertiefung, 101: Magnet, 102: Bügel, 105: Ni-Beschichtung, 106: Dichtungsscheibe, 108: Öffnung der Vertiefung, 109: geschweißtes Stück

Claims

Magnetische Zahnhalterung (1), die in die Basis (83) eines Gebisses einzusetzen ist, welche einem Anker (10) gegenüber steht, der ein weichmagnetisches Material umfasst, und auf das Oberteil eines Wurzeldeckels (85) aufzusetzen ist, und die durch magnetische Anziehungskraft ein Gebiss (80) in einer Mundhöhle hält, wobei die magnetische Zahnhalterung (1) umfasst: a) einen Magneten (11) b) einen Bügel (12) mit einer Vertiefung (125), welche den Magneten (11) hält, wobei der Bügel (12) aus weichmagnetischem Material besteht, c) einer Dichtungsscheibe (15), die auf solch eine Weise auf eine Öffnung der Vertiefung (125) gesetzt ist, dass sie den Magneten (11) bedeckt, wobei die Dichtungsscheibe (15) aus weichmagnetischem Material besteht, gekennzeichnet durch d) ein ringförmiges unmagnetisches geschweißtes Stück (18; 28; 48), das durch Verschmelzen eines Dichtungsrings (16; 26), der aus unmagnetischem austenitischem rostfreiem Stahl besteht und mit Nickel beschichtet ist, mit der Dichtungsscheibe (15) und dem Bügel (12) erhältlich ist, um ein geschweißtes Metall mit einer unmagnetischen austenitischen Phase bereitzustellen, wobei eine Oberfläche der magnetischen Zahnhalterung (1), welche dem Anker (10) gegenüber stehen wird, glattpoliert ist.
Magnetische Zahnhalterung nach Anspruch 1, wobei das ringförmige unmagnetische geschweißte Stück Cr einschließt.