JP2009034310A - ステンレススチールバー - Google Patents

Abstract

【課題】 細かい凹凸の部分など、必要な場合には健全な象牙質でも切削できるが、健全な象牙質を突き抜けて歯随まで切削が達しないようなスチールバーを提供する。
【解決手段】 基端側にハンドピースに着脱自在に結合される柄部１１を有し、先端に歯を掘削するための刃の付いた作業部１２を有し、該作業部と前記柄部との間を、テーパー状の中間部１３で接続している。このスチールバーは、オーステナイト系ステンレススチールを伸線加工により加工硬化させ、ファイバー状組織としたものである。前記作業部の最大径から先端部をエッチング等により処理して、刃先を丸くし、健全な象牙質を切削できるが、切れ味を悪くして、削りすぎを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は歯科の虫歯治療において、歯のう蝕部を切削するのに使用するステンレススチールバーに関する。

健康な歯は、表面がエナメル質で覆われており、その下に象牙質があり、象牙質の中に歯髄がある。象牙質には歯根が一体的に形成されている。

虫歯は、虫歯菌が繁殖することにより発生するが、虫歯菌は、通常、エナメル質の表面の凹部に付着し、エナメル質をう蝕し始める。エナメル質のう蝕が進行すると、う蝕部は、象牙質に達して軟化する。さらに放置すると、う蝕部は歯髄に達する。

う蝕部が、たとえば、象牙質までの場合、虫歯の治療は、歯からう蝕部を削り取って、できた穴に補綴物を詰めることによって行われる。

う蝕部の削り取りに使用する切削具は、対象となる部分がエナメル質の場合と象牙質の場合とで相違させている。

エナメル質は硬度がＨｖ２７０〜３００と非常に硬いので、歯科用バーで削っている。歯科用バーは、ハンドピース等の回転器具に取り付けられ、ダイヤモンドバーやタングステンカーバイドバー等が使用されている。

このような歯科用バーでは、硬いエナメル質の部分でも簡単に削り取ることができるので、その下にある象牙質はさらに容易に切削することができる。しかしながら、歯科用バーで象牙質のう蝕部を削ると、切削が容易なため、う蝕部以外の周辺部まで大きく削りすぎて、歯の損傷が大きくなってしまう。

そこで、従来は、歯科用バーでは、エナメル質のう蝕部分だけを削り、象牙質に達したら、スチールバーで切削するようにしている。スチールバーは、歯科用バーに比べて硬度が低いので、健全な象牙質部分を大きく切削することを防止することができる。

しかし、スチールバーによる切削には次のような問題がある。スチールバーは、炭素鋼からなり、熱処理によって硬度はＨｖ８００を越える。一方、象牙質のう蝕部は、硬度がＨｖ２０程度、健全な象牙質の硬度はＨｖ５０〜６０である。上記の硬度を有するスチールバーで象牙質のう蝕部を切削するのは、容易にできるが、健全な象牙質の部分を削っても、感触がう蝕部を削っているのとあまり変わらないので、健全な象牙質を大きく削ってしまう可能性があるという問題である。健全な象牙質まで大きく削ることは歯質の低下を招く原因となるため、回避しなければならない。また、術者の知らないうちに象牙質を突き抜けて切削が歯随にまで達してしまい、歯の損傷を大きくし、かつ、患者には鋭い痛みを感じさせるという問題があった。

このような問題に対し、特許文献１（特表２００２−５３２１３３）では、虫歯でない健全な象牙質の硬度より低い硬度の切削具を使用することを提案している。すなわち、象牙質のう蝕部の硬度（Ｈｖ２０程度）と健全な象牙質の硬度（Ｈｖ５０〜６０）の中間の硬度の切削具を使用する。切削具がう蝕部を削り、健全な象牙質に達すると、切削具の刃が摩耗して切削できなくなるので、健全な象牙質を削る心配がない。
特表２００２−５３２１３３

しかし、う蝕部と健全な象牙質との境界が滑らかな面であればよいが、細かい凹凸があったりすると、特許文献１に記載の切削具では、細かい凹部内にあるう蝕部を完全に取り除くことができない。う蝕部を完全に取り除かないと感染源となり、完治を大きく阻む要因となる。

本発明は、このような実状から考えられたもので、細かい凹凸の部分など、必要な場合には健全な象牙質でも切削できるが、健全な象牙質を切削しているときは、特に、下の歯随に向かう方向の切削力を低下させ、誤って歯随まで切削する可能性の低いスチールバーを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明のスチールバーは、基端側にハンドピースに着脱自在に結合される柄部を有し、先端に歯を切削するための刃の付いた作業部を有し、該作業部と前記柄部との間の少なくとも一部がテーパー形状を有しているスチールバーにおいて、該スチールバーを伸線加工により加工硬化させ、ファイバー状組織としたオーステナイト系ステンレススチールで形成し、前記作業部の先端部分の刃を鈍らせて切れ味を悪くしたことを特徴としている。

前記作業部の先端部の刃を、エッチング処理やバレル研磨、バフ研磨等を単独又は組み合わせて行うことによって鈍らせたり、前記作業部の刃が、作業部の先端で最も大きく鈍くされ、先端から離れるにしたがって徐々に鋭くなり、最も太い径を越えた位置では通常の鋭さになっている構成としたりすることができる。

本発明のステンレススチールバーは、オーステナイト系ステンレス製ではあるが、伸線加工によりファイバー状組織とし、加工硬化を受けているので、象牙質の部分を切削するのに十分な硬度と強度を備えている。しかし、作業部の先端部の刃を鈍らせているので、先端での掘削力は小さく、下向きに使用した場合、掘り下げる力は弱い。

象牙質のう蝕部は、硬度が低いので、鈍らせた刃でも問題なく掘り下げながら切削することができる。しかし、う蝕部から健全な象牙質に達すると、切削力が大きく低下するので、術者には健全な象牙質を切削していることが分かる。そして、健全な象牙質でも切削速度は落ちるが、切削は可能である。う蝕部に凹凸があっても、周辺の健全な象牙質を切削して、う蝕部を残すことなくきれいに切削し、適切なところで切削を終了することができ、歯随まで達する可能性を低くすることができる。一方、作業部の刃の全体を鈍らせることなく、作業部の最も太い径を越えた（柄部側の）位置では刃を通常の鋭さとすることによって、この部分があたる可能性の高いエナメル質によって刃を早期に磨耗させることなく、この部分でエナメル質自体も多少切削可能な性能を持たせることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明のステンレススチールバーの正面図である。外観的には従来例と殆ど同じである。

従来のスチールバーは、鋼鉄製であったが、本発明のステンレススチールバーは、オーステナイト系ステンレススチールから形成されたものである。オーステナイト系ステンレススチールの線材を、１回以上、冷間線引き加工して所望の太さにしている。オーステナイト系ステンレスの組織は、線引き加工によって結晶粒が軸方向にファイバー状に伸長され、曲げ強度が向上されると共に、全長にわたってバラツキのない均一な強度を発揮させることが可能となる。このような素材では、同心円状の硬度分布を有している。即ち、表面近傍の硬度が最も高く、中心に向かって徐々に硬度が低くなる。伸線加工により最も硬くなる減面率があるが、これを限度として、伸線加工の回数や減面率を適当に選択することにより、所望の硬度の素材を得ることが可能となる。また、最も硬くなる限界を越えて伸線加工する場合は、伸線加工と伸線加工との間に焼鈍工程を設け、ファイバー組織を元の粒状組織に近づける場合もある。このようにオーステナイト系ステンレススチールから形成された本発明のステンレススチールバーは加工硬化により硬さを持たせているので、刃部に硬さの均一性があるということと、従来のスチールバーよりやわらかく作業部と柄部の間が撓むということのために、健全な象牙質を切削したときの感触の違いが際立つという特徴がある。

このようにして所定の径に伸線加工された素材を、所定の長さに切断しステンレススチールバー１０の素材とする。

図１のステンレススチールバー１０は、基端側の柄部１１と、先端の作業部１２と、この作業部１２に形成された複数の刃１２ａと、作業部１２と柄部１１との間のテーパー状の中間部１３とを有する。

柄部１１は、ハンドピースに接続される取付部１１ａと、回転器具が把持するためのストレート部１１ｂとを有する。取付部１１ａは、回り止めの機能を備えるために、異形形状となっている。

作業部１２は、球形で、周囲に多数の円弧状の刃１２ａが形成されている。本発明の実施例では、この刃１２ａの硬度は、Ｈｖ６００〜７００程度となっている。これは、象牙質は勿論、エナメル質も切削できる硬度である。しかし、あえて刃１２ａのすくい角を鈍にしてエナメル質は切削できない構成としても良い。刃１２ａのすくい角度（切刃と回転中心を結ぶ線とすくい面とのなす角度）およびリード角を適当な値に設定することで、健全象牙質に達した際の感知しやすさ及び切削性のバランスをコントロールすることができる。すくい角度は０度〜−３０度、リード角は１０度〜３０度の範囲等とすることで、良好な切削性を発揮させるとともに健全象牙質に達したときに振動しやすくなり、切削抵抗が大きくなるため術者が健全象牙質に達したことを感知しやすくすることができる。すくい角度を０度またはリード角を３０度より大きく（正の方向へ増加）すると、切れ味が良すぎて健全象牙質に達したことを感知しにくくなる傾向になる。また、すくい角度を−３０度またはリード角を１０度より小さく（負の方向へ増加）すると、切削抵抗および振動が大きくなりすぎて切削性が悪くなる傾向になる。尚、排出性を考慮し逃げ角度はある程度大きくした方が良いが、すくい角度を鋭く（正の方向に大きい）した場合に逃げ角度を大きくすると刃の先端角が小さくなり耐久性に影響を与えるため、耐久性を考慮するとすくい角度は鈍角（負の方向に大きく）にすることが好ましい。
このように、すくい角度およびリード角を適当な値に設定することで、上記相反する性能のバランスを取る事ができる。中間部１３は先端方向に細くなるテーパー状である。なお、中間部１３の途中から作業部１２に向けてストレート状等にしてもよく、中間部の少なくとも一部がテーパー状であれば良い

図２は、作業部１２の部分を拡大した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。

刃１２ａは、テーパー状の中間部１３の先端に球形の作業部１２を形成し、ここに砥石で切れ目を入れて形成される。刃１２ａは、砥石で形成した状態では、作業部の全体において、刃先まで鋭く尖っていて、先端での切削力は大きいものとなっている。

また、ファイバー状の結晶構造を持ったステンレススチールをほぼファイバー方向に切削して刃１２ａを形成するので、刃先にバリが出き易い。そこで、本発明では、最も太い位置から先端側の刃１２ａのバリを取ることで、刃先を鈍くしている。バリの取り方としては、エッチング処理やバレル研磨、バフ研磨等がある。エッチング処理では、エッチング液に作業部１２の先端を浸漬することで、目的の箇所のバリを取り、刃１２ａを鈍くすることができる。エッチングによる処理時間を調整することによって、刃先の丸みを加減することが可能である。最初に作業部１２の最も太い径の位置までエッチング液に漬け、徐々に引き上げていくことで、作業部１２の刃１２ａが、作業部１２の先端で最も大きく鈍くされ、先端から離れるにしたがって徐々に鋭くなり、最も太い径を越えた位置では通常の鋭さになるようにすることができる。

バレル研磨では、球形の作業部１２の直径より２倍以上大きいバレルメディア(研磨石)を使用することにより、作業部１２の先端側は研磨されるが作業部１２の中間部１３との境界部にはメディアが入りこめないことになる。つまり境界部においては、メディアは作業部１２の最大径付近と中間部１３とで接触をするためその間が研磨されないことになり、従って、境界部は通常の鋭さを有する事になる。

バフ研磨では、バーを球形の作業部１２の最大径付近まで研磨される位置に冶具で把持して研磨機にセットして研磨することにより、刃１２ａを鈍くすることができる。バフ研磨の場合、作業部１２の先端が最も強く研磨され、最大径付近に近づくに連れて研磨が弱くなるので、研磨後の作業部１２では、先端で最も大きく鈍くされ、先端から離れるにしたがって徐々に鋭くなり、最も太い径を越えた位置では通常の鋭さになっている。

刃先の鈍らせ方は、作業部１２の先端、たとえば、先端から１／２までの刃１２ａを一律に鈍らせるようにしてもよい。あるいは、作業部１２の先端に近づくほど大きく鈍らせ、先端から離れるにしたがって、鈍らせ方を減少し、作業部の最も太くなる位置より中間部１３側では、全く鈍らせていない状態となるようにしてもよい。後者の場合、図２の（ｄ）に示す先端近くでは、刃１２ａ”の刃先が大きく丸まっており、（ｃ）では、刃１２ａ’の刃先は、（ｄ）より軽い程度に丸められている。（ｂ）に示す最も太い位置を越えたところの刃１２ａは、全く丸められておらずに、鋭い刃先になっている。

図３は、図１のステンレススチールバー１０で象牙質２２のう蝕部２２ａを切削している状態を示す図である。

虫歯２０の歯肉から突出した部分の表面はエナメル質２１で覆われており、その下に象牙質２２がある。象牙質２２の内部に歯随２３がある。図３のう蝕部２２ａは、エナメル質２１の部分から象牙質２２の中間まで進行している。う蝕部２２ａの底面には凹凸ができている。この虫歯２０を治療する場合、まず、エナメル質２１のう蝕部を、歯科用バーで切削し、エナメル質２１に空けた穴から、図１のステンレススチールバー１０で象牙質２２のう蝕部２２ａを切削する。ステンレススチールバー１０は、図示しないハンドピースに取り付けられて回転する。

う蝕部２２ａはＨｖ２０程度と柔らかいので、刃先が丸まったステンレススチールバー１０の作業部１２でも、十分にう蝕部２２ａを切削し、掘り下げていくことができる。う蝕部２２ａの底面に凹凸があって、作業部１２がこの凹凸に当たっても、切削力は低下するものの、切削は可能である。

図４は、ステンレススチールバー１０の作業部１２が健全な象牙質２２を切削している状態を示す図である。作業部１２が、健全な象牙質２２に達すると、健全な象牙質２２は、Ｈｖ５０以上と、う蝕部２２ａに比べて硬いことから、作業部１２の先端の丸まった刃１２ａ”や、１２ａ’では、掘り下げていく速度は遅くなる。しかし、う蝕部２２ａに図３に示すような凹凸があっても、象牙質２２部分を切削することが可能なので、図４に示すようにきれいにう蝕部２２ａを取り除くことができる。

う蝕部２２ａが、図２に示すようにエナメル質２１の穴より大きい範囲に拡がっていると、最初に歯科用バーで空けた穴では小さすぎることになる。このような場合、再度、切削工具を歯科用バーに代えて切削をするのは面倒である。本発明のステンレススチールバー１０は、作業部１２の最も太い位置から中間部１３側では、刃１２ａは鈍くなっていないので、この部分でエナメル質２１も切削することができる。この場合のエナメル質２１の切削は凹凸を調整する等、小さい規模であるから、十分に対応できることになる。また刃１２aが鈍くなっていないためエナメル質２１にあたっても早期に磨耗することなく、長く使用することができる。

次に、作業部が球形以外の場合の刃先を鈍くする範囲について説明する。通常、このような作業部でも、先端が細く、段々と太くなり、最大の径に達する形状をしている。そこで、本発明では、先端から最大の径付近までの刃の刃先を丸めることとしている。最大の径に達した後の部分は、たとえば、同じ径の部分が続く場合や、球形ではないが、徐々に小径になっていく場合のいずれの場合も、刃先を丸めずに鋭利なままとしている。

本発明のステンレススチールバー１０は、オーステナイト系ステンレススチールを使用しているので、錆びにくいという特徴がある。スチールバーは、使い捨てではなく、繰り返し使用するが、一度使用したら、次に使用する前に、オートクレーブ等による滅菌処理を行っている。鋼鉄製のスチールバーの場合、オートクレーブを繰り返すことで、錆が発生し、黒く変色する。これに対し、本発明のものは、ステンレススチール製なので、何回オートクレーブを繰り返しても錆びることなく使用することができる。

本発明のステンレススチールバーの正面図である。 図２は、作業部の部分を拡大した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。 図１のステンレススチールバーで虫歯のう蝕部を切削している状態を示す図である。 図１のステンレススチールバーで健全な象牙質を切削している状態を示す図である。

符号の説明

１０ ステンレススチールバー
１１ 柄部
１１ａ 取付部
１１ｂ ストレート部
１２ 作業部
１２ａ 刃
１３ 中間部
２０ 虫歯
２１ エナメル質
２２ 象牙質
２２ａ う蝕部
２３ 歯随

Claims (3)

1. 基端側にハンドピースに着脱自在に結合される柄部を有し、先端に歯を切削するための刃の付いた作業部を有し、該作業部と前記柄部との間の少なくとも一部がテーパー形状を有しているスチールバーにおいて、該スチールバーを伸線加工により加工硬化させ、ファイバー状組織としたオーステナイト系ステンレススチールで形成し、前記作業部の先端部分の刃を鈍らせて切れ味を悪くしたことを特徴とするステンレススチールバー。
2. 前記作業部の先端部の刃を、エッチング処理、バレル研磨、又はバフ研磨のいずれか１以上の方法によって鈍らせたことを特徴とする請求項１に記載のステンレススチールバー。
3. 前記作業部の刃が、作業部の先端で最も大きく鈍くされ、先端から離れるにしたがって徐々に鋭くなり、最も太い径を越えた位置では通常の鋭さになっていることを特徴とする請求項１又は２記載のステンレススチールバー。

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