JP2005152281A

JP2005152281A - 歯科用バーの製造方法

Info

Publication number: JP2005152281A
Application number: JP2003394928A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Nishimura; 村賢造西
Original assignee: SUN TECHNO KK
Current assignee: SUN TECHNO KK
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】歯科用バーの台金からの砥粒の脱落を極力減少させ、研削量及び寿命を著しく向上させる。
【解決手段】台金の表面にメッキ処理により金属層を形成して砥粒を仮付けし、
次いでろう付処理あるいはレーザ加によって仮付けした砥粒を台金の表面に完全に固着する。
【選択図】図４

Description

本発明は、歯科治療において歯または歯冠等の研削に用いられる歯科用バー、いわゆるダイヤモンドバー、の製造方法に関する。

従来歯科治療に用いられている歯科用バー（ダイヤモンドバー）では、図５（ａ）に示すように、台金３１の表面にメッキ法（電着法）によって金属層３１を形成し、この金属層３１によって砥粒（例えば、ダイヤモンド粒子）３２を保持して、砥粒３２を台金３１の表面に固着して砥石部３０を構成する。

また、図５（ｂ）に示すように、台金４１の表面にろう付法によって金属層４３を形成し、この金属層４３によって砥粒４２を台金３１の表面に固着した砥石部４０をダイヤモンドバーに形成する（特許文献１参照）。

また、図６に示すように、ダイヤモンドバーの台金５１の表面にメッキ法によってニッケル等からなる第１次金属層５３と第２次金属層５４とを順次形成し、これらの金属層５３と５４によって砥粒５５，５６をそれらの一部が金属層５３，５４の表面から突出した状態で保持することにより砥粒５５，５６を台金５１に固着して砥石部５０を形成する（特許文献２参照）。
特公昭５５−２２１９４号公報特公平２−５３０５６号公報

しかしながら、従来のこのような製造方法により製造したダイヤモンドバーでは、直径約１〜２ｍｍ、シャンク長が約２０ｍｍ程度のダイヤモンドバーを歯科用タービンの回転軸等に固着して注水下で最大回転数３５０，０００〜４５０，０００ｒｐｍで回転させるが、砥粒を台金の表面に保持しているメッキあるいはろう付剤の摩耗とともに、砥粒の脱落、切屑詰り等が生じ、砥石部の寿命と研削性能とが著しく短時間のうちに低下することが多かった。また、メッキのみによる固着方法では、ダイヤモンド粒子は、台金に均一に付着されるが、その密着力が極めて弱く、他方、ろう付のみによる固着方法では、台金へのダイヤモンド粒子の密着力は強いが、ろう付用合金をろう付時に高温（例えば、１，３００℃）で溶融させるので、折角台金に付着したダイヤモンド粒子が台金から流れ出し均一に固着し難いという問題点があった。

そこで、本発明の歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法では、台金表面に砥粒をまずメッキ法により仮止めし、さらにろう付法あるいはレーザ加工法によって堅固に砥粒を台金表面に完全に固着するようにしたことを特徴とする。

本発明の歯科用バーの製造方法は、台金の表面にメッキ処理により金属層を形成して砥粒を仮付けし、次いでろう付処理あるいはレーザ溶着によって仮付けした砥粒を台金の表面に完全に固着する、ことを特徴とする。

本発明の歯科用バーの製造方法によれば、砥粒がメッキ層とろう付層あるいはレーザ溶着層とにより台金の表面に両層の相乗効果により堅固かつ均一に固着されているので、台金のテーパ部からの砥粒の脱落が極力減少し、歯科用バーの研削量及び寿命が著しく向上する。また、砥粒に天然ダイヤモンドを用いているので砥石部の寿命が人造ダイヤモンドに比して極めて長くなる。

以下、本発明の歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法の実施の形態について、添付した図面を参照して説明する。

まず、図１は、本発明のダイヤモンドバーの製造方法により製造したダイヤモンドバー（歯科用バー）Ｂを示し、棒状（直径１〜２ｍｍ程度）の台金１（硬質ステンレス鋼、例えばＳＵＳ４２０）からなり、この台金１の一端部には、円柱状のシャンク部１ａ（長さ約２０ｍｍ程度）が、また、その他端部には、先細のテーパ部１ｂが形成されている。このテーパ部１ｂには、後述するメッキ（電着）法とろう付法あるいはレーザ加工とにより二層の金属層が順次形成され、これらの金属層によって例えば、１００〜３００メッシュ程度の砥粒（天然ダイヤモンド粒子）がこのテーパ部１ｂの表面全体に固着されて砥石部２が構成されている。この砥石部２をもつダイヤモンドバーＢを歯科用タービンに把持して高速回転（例えば、３５０，０００ｒｐｍ）させることにより砥石部２で歯科治療としての患者の歯または歯冠等の研削が行われる。

図２は、本発明のダイヤモンドバーの製造方法により製造されたダイヤモンドバーＢの砥石部２の拡大断面図を示し、台金１のテーパ部１ｂの表面全体に多数の砥粒５（天然ダイヤモンド粒子）がメッキ層３及びろう付層あるいはレーザ溶着層４とにより堅固に固着されている。

また、図３は、本発明のダイヤモンドバーの製造方法に用いられるメッキ装置の概略縦断面図である。

このメッキ装置１０は、テーパ部１ｂにメッキ処理を施す台金１を差し込む多数の１００〜３００メッシュ程度の大きさの砥粒（天然ダイヤモンド粒子）１３ａを収容した砥粒槽１３と、この砥粒槽１３を台座１４を介して浸漬する電解液（メッキ液）１２ａを収容したメッキ槽１２と、メッキ槽１２を浸漬する温度調整器２０付の湯槽１１とから構成されている。ここで、湯槽１１内の温水の温度は、均一にメッキ槽１２を加熱するために、メッキ槽１２内の電解液の温度（例えば、６０℃）より１０℃程度高くなるよう温度調整器２０により常時温度調整されている。

砥粒槽１３には、長さ６ｍｍ程度の収縮チューブ１９によりシャンク部１ａの一部がマスキングされた台金１が専用治具１５により複数個（例えば６個）直列に配列されて浸漬され、台金１の負極とメッキ槽１２内に配設した電極１８の正極１７との間に電流を流すことによって、台金１のテーパ部１ｂの表面に金属層（メッキ層）を析出させる。この金属層（図２のメッキ層３）によって、台金１のテーパ部１ｂの表面近くにある砥粒を台金１に付着させ、砥粒のテーパ部１ｂ表面への仮止めができるようになっている。なお、この仮付方法として、この液相メッキのほかに、真空蒸着、スパッタ蒸着、イオンプレーティング等のＰＶＤ、化学的方法としてのＣＶＤ、あるいはレーザ溶着を用いてもよい。

次に、本発明のダイヤモンドバーの製造方法の製造工程を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、所定寸法に加工した台金素材をバレル研磨機に投入して約１ｍｍ程度の大きさの研磨材を用いて２５０ｒｐｍの回転数で約２０分間回転させて、台金素材のバリ取りバレル研磨を行う（ステップＳ１）。

次に、台金素材のシャンク部１ａの一部に約６ｍｍ程度の長さの収縮チューブをかぶせ、ドライヤで温めて、マスキング（シャンク部１ａにメッキの際、金属層が析出しないようにするため）を行い、台金素材を複数個（例えば、６個）直列に専用治具にセットする（ステップＳ２）。

さらに、３０ｇ／ｌの電解洗浄剤を収容し５０℃程度に加熱された電解槽（図示なし）内で負極電解で２分間、台金素材に通電し、また、正極電解で３分間、台金素材に通電して、電解脱脂を行う（ステップＳ３）。

次いで、イオン交換水で電解脱脂した台金素材を別途設けた洗浄槽（図示なし）で洗浄する（ステップＳ４）。

さらに、メッキ槽（図示なし）に収容した１５〜３０℃の温度の塩化ニッケル２００ｇ／ｌと塩酸１００ｍｌ／ｌのメッキ液内に台金素材を浸漬して正極電解で２分間、台金素材に通電し、また、負極電解で３分間、台金素材に通電し、ストライクメッキ処理を台金１に対して行う（ステップＳ５）。

またさらに、イオン交換水でストライクメッキ処理した台金素材の洗浄をする（ステップＳ６）。

次に、以下のメッキ液条件で台金素材の電気メッキ（下地メッキ）を別途設けた下地メッキ槽（図示なし）内で負極電解で３分間、台金素材に通電して行う（ステップＳ７）。

メッキ液成分：硫酸ニッケル
塩化ニッケル
硼酸
添加剤
ＰＨ４
下地メッキ処理温度約５５℃
さらに、前出のステップＳ７に示したものと同一成分のメッキ液中にステップＳ２で専用治具にセットした台金素材（例えば、６個）を１００〜３００メッシュ程度の天然ダイヤモンドからなる砥粒１３ａが充填された砥粒槽１３内にセットし、約３時間３０分間、台金素材に通電して、負極電解を行い台金素材のテーパ部の表面に金属層を析出させ、テーパ部１ｂの表面近くにある砥粒（天然ダイヤモンド粒子）を台金素材のテーパ部１ｂの表面に固着させて、仮付けメッキ処理を行う（ステップＳ８）。

次いで、イオン交換水で砥粒を仮付けした台金素材の洗浄を行う。

さらに、所定の条件下で、台金素材に形成した仮付けメッキ層の上にろう付加工を行い砥粒を台金のテーパ部に両層の相乗効果により堅固に固着させる（ステップＳ１０）。

すなわち、ステップＳ１０のろう付工程では、例えば、ろう付用合金として、ニッケルおよびコバルトからなる群から選ばれた１種または２種の金属の少なくとも５０重量％、クロムの２〜２６重量％、および硼素、珪素、燐よりなる群より選ばれた１種または２種以上の元素の合計１２重量％以下よりなるものを用いる。そして、還元性雰囲気または真空中でろう付用合金の融点（例えばニッケル：１４５５℃、クロム：１８５７℃、コバルト：１４９５℃）以下の約１３００℃以下の温度まで加熱してろう付用合金を溶融した後、冷却して該ろう付用合金を固化させダイヤモンド粒子を台金基材のテーパ部１ｂに結合させる。

または、ステップＳ１０で、ろう付に代えて、レーザ加工により先に施した仮付けメッキ部分３あるいは台金１の一部を溶融させてダイヤモンド粒子の囲りをこれらの溶融金属により包み、その後、冷却・固化させて、台金１にダイヤモンド粒子を結合させてもよい。このレーザー溶着には、通常使用されているＹＡＧレーザ微細溶接機を用いる。

最後に、イオン交換水でろう付加工が完了した台金素材を別の洗浄槽（図示なし）で洗浄してダイヤモンドバー（歯科用バー）の完成品を得る（ステップＳ１１）。

本発明の歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法は、歯科用バーに限らず、広く、先端部に砥粒をメッキ及びろう付あるいはレーザ溶着した回転加工用切削工具に利用可能である。

本発明に係る歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法により製造された歯科用バー（ダイヤモンドバー）の全体図である。本発明に係る歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法により製造されたダイヤモンドバーの砥石部の拡大断面図である。本発明に係る歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法の各工程を示すフローチャートである。本発明に係る歯科用バー（ダイヤモンドバー）の製造方法に使用する仮付けメッキ装置の概略縦断面図である。従来の歯科用バー（ダイヤモンドバー）の砥石部の拡大断面図であって、（ａ）は、メッキ法により砥粒を台金の表面に固着した状態を、また、（ｂ）はろう付法あるいはレーザ加工法により砥粒を台金の表面に固着した状態を示す。従来の歯科用バー（ダイヤモンドバー）の砥石部の拡大断面図であって、第１次金属層と第２次金属層とを、いずれもメッキ法により形成し、砥粒を台金の表面に固着した状態を示す。

符号の説明

１台金
１ａシャンク部
１ｂテーパ部
２砥石部
３メッキ層
４ろう付層あるいはレーザ溶着層
５砥粒（天然ダイヤモンド粒子）
１０仮付けメッキ装置
１１湯槽
１１ａ湯水
１２メッキ槽
１２ａ電解液
１３砥粒槽
１３ａ砥粒（天然ダイヤモンド粒子）
１４台座
１５取付治具
１６負極
１７正極
１８電極
１９収縮チューブ
２０温度調整器

Claims

台金の表面にメッキ処理により金属層を形成して砥粒を仮付けし、
次いでろう付処理によって仮付けした砥粒を台金の表面に完全に固着する、
ことを特徴とする歯科用バーの製造方法。
台金の表面にメッキ処理により金属層を形成して砥粒を仮付けし、
次いでレーザ加工によって仮付けした砥粒を台金の表面に完全に固着する、
ことを特徴とする歯科用バーの製造方法。
上記仮付けメッキ処理の前に下地メッキ処理を行う請求項１あるいは２に記載の歯科用バーの製造方法。
上記砥粒が天然ダイヤモンド粒子であり、かつ上記歯科用バーがダイヤモンドバーであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の歯科用バーの製造方法。