JP3575486B2 - 義歯アタッチメント - Google Patents

Description

本発明は、限られた義歯床内において必要な磁気吸引力を確保できる、小型の磁気式の義歯アタッチメントに関する。

従来、磁気吸引力を利用した義歯アタッチメントとしては、例えば図７、図８に示すものが提案されている（特許文献１）。図７に示すごとく、義歯８０を装着するため、人体の歯根部９６には根面板９５が埋設され、該根面板９５の中にキーパー９が埋めこまれている。義歯８０は、該キーパー９と対向するように設けた義歯アタッチメント８と、これを包むレンジ床９３及びホウロウ質の人工歯９４からなる。

上記義歯アタッチメント８は、図８に示すように、上記キーパー９と当接する吸着面に対し磁束が交差する方向に着磁された、円柱状の永久磁石よりなる磁石体８１と、該磁石体８１を収納する凹所８９を有すると共に軟磁性材料よりなる箱型のヨーク８２とを有する。また、上記磁石体８１をヨーク８２内に封入するようにヨークの凹所開口部８９０に配設されたシールド板８６及びシールドリング８７とを有する。なお、シールド板８６とシールドリング８７とを合わせてシールプレート８８と称している。
上記各部材は、全て耐食性材料により構成されている。

ところで、上記従来の義歯アタッチメントの製造方法は、ヨーク８２とシールドリング８７の外周、及び該シールドリング８７の内周とシールド板８６の外周における、それぞれの突き合わせ部をレーザー溶接している。
しかしながら、このような二重の溶接をすると、溶接時の熱による歪みのために、ヨーク８２とシールドリング８７の外周との突き合わせ部に空隙が生じたり、凹凸が生じたりする。そのため、シールドリング８７の内周とシールド板８６との突き合わせ部がレーザー溶接しにくいと共に、溶接割れが生じやすいという問題点があった。

これらの問題点を解決するために、非特許文献１においては、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す製造方法が提案されている。
本文献に示されている製造方法は、まずシールプレート８４１の外周に予めＮｉ皮膜８５１を設けておく。そして、磁石体８１１を収納したヨーク８２１の凹所開口部８２０に、上記シールプレート８４１を配置して蓋をした後に、ヨーク８２１とシールプレート８４１の外周との間を溶接する。

この溶接時に、上記Ｎｉ皮膜を溶融させると共にこれを、上記ヨーク８２１とシールプレート８４１との間に溶け込ませる。これにより、溶融部８７１（図９（Ｂ））を非磁性化している。
これにより、レーザーによる溶融が一回ですむために溶接回数が一回省略でき、それに伴う問題点も解決される。

特開平４−２２７２５３号公報 日本金属学会講演概要集（１９９６年９月２９日）第４０８頁

しかしながら、この製造方法には以下のような欠点がある。
即ち、上記溶接時に、図９（Ｂ）に示すごとく、ヨーク８２１とシールプレート８４１との間に上記Ｎｉ皮膜を溶け込ませて溶融部８７１を形成する際には、上記溶融部８７１の溶接深さは図９（Ｂ）に実線Ｄで示すごとく、丁度シールプレート８４１の厚み分だけ形成する必要がある。これにより、上記ヨーク８２１とシールプレート８４１との間の非磁性化を図ることができる。
しかし、この際、もしも同図に破線Ｅで示すごとく溶融部８７１の溶接深さが深くなり、磁石体８１１も溶融すると、磁石体８１１が損傷を受け、磁気吸引力が低下してしまう。

一方、この危険を回避するため、同図に点線Ｆで示すごとく、上記溶接深さを浅くすると、軟磁性材料であるＮｉ皮膜が未溶融状態のまま残存するため、ヨーク８２１とシールプレート８４１との間に磁束の短絡が発生し、磁気吸引力が低下してしまう。更には、上記シールプレート８４１の厚みは例えば０．２ｍｍ程度と非常に薄い。それ故、溶融部８７１を形成するための溶接条件が極めて厳しい。
このように、上記の製造方法では、ヨークとシールプレートとの間に非磁性領域を形成することが、非常に困難である。

更に、この製造方法では、Ｎｉ皮膜８５１を溶融するため、上記のごとくシールプレート８４１の厚さ分だけ溶融深さを取る必要があった。そのため、従来の単なる溶接に比べ溶融部が大きくなり、凝固収縮が大きいため割れを誘因するおそれがある。
更に、レーザーによる溶融はエネルギー密度が高いために瞬間的であり、十分撹拌されないため、偏析が生じ、局所的に軟磁性部が生じてしまうこともある。そのため、ヨーク８２１とシールプレート８６１との間に必要な非磁性領域が十分に確保されず、ヨーク８２１から直接にシールプレート８４１へ、短絡的にショートしてしまう磁束が増えることになり、磁気吸引力が低下する。

また、上記Ｎｉ皮膜８５１付きのシールプレート８４１をヨーク８２１の凹所開口部８２０に対して大きめにつくり嵌入したときには、Ｎｉ皮膜８５１はメッキで形成してあるため密着力が不十分で、剥離を生じることがある。
また、上記の剥離のために、Ｎｉ量不足による溶融部の非磁性化が不十分になることがある。

また、Ｎｉ皮膜８５１付きのシールプレート８４１をヨーク８２１の凹所開口部８２０に対して小さめにつくり挿入したときには、上記嵌入は容易である。しかし、周回溶接時に終端に向かうに連れて凝固収縮が生じ隙間が徐々に拡大し、最後には隙間が大きくなってしまう。或いは、上記の凝固収縮歪みと隙間発生との作用により、溶接割れを生じることがある。
また、そのため製品歩留りが悪く生産性が低下する。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、安定した非磁性領域を有し、磁気吸引力に優れ、かつ生産性の高い、義歯アタッチメントを提供しようとするものである。

請求項１の発明は、磁石体と、該磁石体を収納する凹所を有すると共に軟磁性ステンレス鋼よりなるヨークと、上記磁石体を封入するよう上記ヨークの凹所開口部に配設されたシールプレートとよりなり、
該シールプレートは、軟磁性ステンレス鋼よりなるシールド板と、該シールド板の外周に接合した非磁性ステンレス鋼よりなる非磁性リング部とよりなり、
また、上記シールド板と非磁性リング部と上記ヨークとの間は、その表面側が一度で一体的に溶接された溶接部を有することを特徴とする義歯アタッチメントにある。

本発明において最も注目すべき点は、上記シールプレートが、軟磁性材料よりなるシールド板と該シールド板の外周に接合した非磁性材料よりなる非磁性リング部とよりなること、及び上記シールド板と非磁性リング部とヨークとの三者間は表面側が一体的に溶接されていること（図１）である。

次に本発明の作用効果について説明する。
本発明の義歯アタッチメントにおいては、シールプレートが、上記のごとく、まず軟磁性材料よりなるシールド板と、その外周に接合した非磁性材料よりなる非磁性リング部とによって形成されている。
また、本発明においては、非磁性領域は、ヨークとの溶接が可能な非磁性材料よりなる非磁性リング部により形成している。

また、シールプレートにおいて、上記磁石体の殆どの面と対面配置される軟磁性材料よりなるシールド板と、ヨークの凹所の内壁に対面する非磁性材料よりなる非磁性リング部とは、強く接合された状態にある。
そのため、上記従来技術に示したごとく、シールプレートをヨークの凹所に嵌合する際に非磁性材料が破損して、非磁性領域が破壊されるといったことがない。
それ故、本発明によれば、、シールプレートとヨークとの間に、安定した優れた非磁性領域を確保することができる。また、そのため磁気吸引力に優れている。

また、シールプレートにおいて、上記非磁性リング部は、シールド板の外周に外皮のごとく密着している。そのため、上記シールド板と非磁性リング部とヨークの三者間を溶接する場合にも、これらの三者の少なくとも表面側を溶接すれば、これらは一体的に固定することができる。
このように、本発明においては、上記非磁性リング部を設けることにより、容易かつ確実に非磁性領域を形成することができる。そのため、製品歩留り性に優れ、生産性が高い。

したがって、本発明によれば、安定した非磁性領域を有し、磁石吸引力に優れ、かつ生産性の高い義歯アタッチメントを提供することができる。

上記シールプレートにおいて、上記シールド板に用いる軟磁性材料としては、１９Ｃｒ−２Ｍｏ−０．２Ｔｉ−Ｆｅ、１７Ｃｒ−２Ｍｏ−０．２Ｔｉ−Ｆｅ、１３Ｃｒ−２Ｍｏ−０．２Ｔｉ−Ｆｅなどがある。
また、非磁性リング部に用いる非磁性材料としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、３１６Ｌ、３１０Ｓ等のステンレス鋼がある。
シールド板と非磁性リング部の接合に関しては後述の製造方法において説明する。

また、シールド板と、非磁性リング部とヨークとの三者間は、少なくともその表面側、つまりヨークの凹所開口部側において溶接されておれば良い。これは、本発明においては、シールプレートとヨークとの間は、シールプレートの外周の非磁性リング部によって既に確実に非磁性領域が形成されているので、上記の三者の間は、表面側で溶接されていれば十分であることを意味している。それ故、この点においても本発明は特徴を有している。

また、上記非磁性リング部の幅（即ち外周方向への厚み）は０．０５〜０．５ｍｍとすることが好ましい。０．０５ｍｍ未満では非磁性領域の形成が不十分のおそれがあり、一方０．５ｍｍを越えるとシールプレートのシールド板と非磁性リング部とヨークとを一度に一体的に溶接できないという問題がある。
また、シールプレートにおけるシールド板の厚み、及び非磁性リング部の厚みは、０．０５〜０．４ｍｍとすることが好ましい。０．０５ｍｍ未満ではシールプレートの機能を果たし難く、一方０．４ｍｍを越えると義歯アタッチメントが大きくなり過ぎるという問題がある。

なお、上記シールド板と非磁性リング部との境界部は、融合状態にあることが好ましい。
この場合には、両者間は一体化されて、シールド板の外周に、強固に密着形成された非磁性リング部を確実に形成できる。そのため、シールプレートとヨークとの間に優れた非磁性領域を確実に形成できる。
また、上記の融合状態は、後述するごとく、例えば上記シールド板と非磁性リング部との間の境界部を融合させるための加熱処理を施すことにより形成する。

次に、上記非磁性リング部の外周にはニッケル層が形成されていることが好ましい。
この場合には、非磁性リング部をヨークに溶接した後においても、その非磁性状態を一層安定化することができる。なお、ニッケル層の幅は、０．００３〜０．２ｍｍとすることが好ましい。０．００３ｍｍ未満では非磁性安定化効果が少なく、一方０．２ｍｍを越えると非磁性領域の安定化効果を減少するおそれがある。

次に、上記義歯アタッチメントの製造方法としては、例えば、軟磁性材料よりなる中実体の周囲に非磁性材料よりなる環状体を嵌合すると共にクラッド加工を施してクラッド棒となし、
次いで、該クラッド棒を、その長手方向と直交する方向に切断して、軟磁性材料よりなるシールド板の外周に非磁性材料よりなる非磁性リング部を一体的に有するシールプレートを作製し、
次いで、上記とは別に準備した、軟磁性材料よりなるヨークの凹所内に、磁石体を収納すると共に、ヨークの凹所開口部に上記方法により作製したシールプレートを配置し、
その後、上記シールド板と非磁性リング部と上記ヨークとの間を、少なくともその表面側を一度で一体的に接合することを特徴とする義歯アタッチメントの製造方法がある。

上記製造方法において注目すべき点は、上記シールプレートの作製に当たって、軟磁性材料よりなる中実体と非磁性材料よりなる環状体を用いてクラッド加工によりクラッド棒を作製し、次いでスライス切断して薄板状のシールプレートとすることにある。

本製造方法によれば、上記クラッド加工によりシールド板の外周に非磁性リング部を強固に密着形成することができる。また、上記クラッド加工とスライス切断とにより、シールプレートを大量に生産することができる。
そのため、従来技術に比較して生産性に優れていると共にシールプレートとヨークとの間に優れた非磁性領域を確保することができる。また、上記のごとき優れた義歯アタッチメントを容易に製造することができる。

本製造方法において、上記中実体はシールプレートのシールド板となり、上記環状体はシールプレートの非磁性リング部となるものである。それ故、各材料はそれぞれに応じた、上記のごとき軟磁性材料と非磁性材料とを用いる。
なお、上記中実体の内径は通常１〜５ｍｍ、環状体の幅（外径−内径）は、０．０５〜０．５ｍｍとすることが好ましい。これらの径は、作製しようとするシールプレートの直径、クラッド加工時の径収縮率に応じて選択する。

次に、上記中実体を環状体内に嵌入した後、クラッド加工を行なう。クラッド加工は、例えば引抜き、スウェージングにより行なう。クラッド加工後のクラッド棒における、圧下率は１〜５０％とすることが好ましい。１％未満では中実体と環状体の境界面に隙間が生じるという問題がある。一方５０％を越えると表面に割れを生じるという問題がある。

次に、クラッド棒をスライス切断して薄板状のシールプレートとする。シールプレートの厚みは、上記のごとく、０．０５〜０．４ｍｍとすることが好ましい。
また、シールプレートの非磁性リング部とヨークとの間の接合方法としては、レーザー溶接、電子ビーム溶接などがある。

また、上記クラッド棒には、上記切断を施す以前に、上記非磁性リング部の外周にニッケル層を形成することが好ましい。
これにより、上記のごときニッケル層形成による効果を得ることができる。
かかるニッケル層の形成方法としては、メッキ、蒸着、スパッタリング、クラッド加工などがある。

なお、Ｎｉ層が厚い場合は、上記クラッド棒における非磁性リング部とニッケル層との境界部は、上記スライス切断の前に融合させておくことが好ましい。これにより、上記のごとく、シールプレートとＮｉ層とを強固に密着することができる。
上記の融合は、上記クラッド棒とＮｉ層を上記境界部が融合しうる温度に加熱処理することにより行なう。例えば、中実体としてステンレス鋼を、環状体としてステンレス鋼をＮｉ層としてメッキ法を用いた場合には９００〜１５００℃である。
上記加熱処理は真空又は不活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。

また、本発明において使用する磁石体は、単位体積当たりの起磁力が高い磁石であり、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系をはじめとする高エネルギー積を持つ希土類磁石が好ましい。また、その形状は円柱状からなりキーパーと当接する吸着面に対し磁束が交差する方向にＮ−Ｓ極又はＳ−Ｎ極が伸びている。

また、ヨークは、上記磁石体を収納するための容器形状を有し、耐蝕性軟磁性材料からなる。
即ち、該ヨークは、口腔内での使用上の問題を発生させないよう、必要な耐蝕性を有し、かつ磁石からの磁束を伝える磁気回路を形成するために優れた磁気特性を有する必要がある。該ヨークに使用される材料としては、１８Ｃｒ系ステンレス鋼、１７Ｃｒ−２Ｍｏ、１９Ｃｒ−２Ｍｏ系ステンレス鋼などの耐蝕性軟磁性材料が好ましい。

（実施例１）
本発明にかかる義歯アタッチメント及びその製造方法につき、図１〜図５を用いて、説明する。
本例の義歯アタッチメント１は、図１、図２に示すごとく、磁石体１１と、該磁石体１１を収納する凹所１２５を有すると共に軟磁性材料よりなるヨーク１２と、上記磁石体１１を封入するよう上記ヨーク１２の凹所開口部１９に配設されたシールプレート２とよりなる。

該シールプレート２は、軟磁性材料よりなるシールド板２１と、該シールド板２１の外周にクラッド接合された非磁性材料よりなる非磁性リング部２２とよりなる。

また、上記シールプレート２の非磁性リング部２２と上記ヨーク１２との間は、その表面側が溶接されて、溶接部分２９を有している。
次に、上記義歯アタッチメント１を製造するに当たっては、図３〜図５に示すごとく、軟磁性材料よりなる中実体３の周囲に非磁性材料よりなる環状体４を嵌合し（図３）、次いでクラッド加工を施してクラッド棒３５とする（図４）。

次いで、該クラッド棒３５に、上記中実体３と環状体４との境界部を融合させるための加熱処理を施す。
次いで、該クラッド棒３５を、図５に示すごとく、その長手方向と直交する方向に切断して、軟磁性材料よりなるシールド板の外周に非磁性材料よりなる非磁性リング部を一体的に有すると共に両者の境界部は融合しているシールプレート２を作製する。

次いで、図１に示すごとく、上記とは別に準備した、軟磁性材料よりなるヨーク１２の凹所１２５内に、磁石体１１を収納すると共に、ヨーク１２の凹所開口部１９に上記方法により作製したシールプレート２を配置する。
その後、該シールプレートの非磁性リング部２２と上記ヨーク１２との間を、少なくともその表面側を接合する。

次に、本例の具体例につき、上記製造方法に沿って説明する。
まず、中実体３としては１９Ｃｒ−２Ｍｏ−０．２Ｔｉ−Ｆｅの軟磁性材料を、環状体４としてはＳＵＳ３１６よりなる非磁性材料を用いた。そして、図３に示すごとく、外径４．９ｍｍの中実体３を、内径５．０ｍｍ、外径５．４ｍｍ（幅０．２ｍｍ）の環状体４の内腔４１の中に嵌入した。

次いで、引抜きによるクラッド加工を施し、図４に示すごとく、直径３．０６ｍｍのクラッド棒３５を作製した。このクラッド棒３５における中実体部分３０の直径は２．７６ｍｍ、環状体部分４０の幅は０．１５ｍｍであった。

次に、図５（Ａ）に示すごとく、上記クラッド棒３５を、その長手方向と直角方向に、カッターを用いてスライス切断した。これにより図５（Ｂ）に示すごとく、シールド板２１の外周に非磁性リング部２２を密着形成し、厚み０．２ｍｍのシールプレート２を得た。

次いで、上記のごとく、ヨーク１２の凹所１２５内に磁石体１１を投入し、上記シールプレート２を被冠し、シールプレート２の非磁性リング部２２とヨーク１２との間を、レーザー溶接した。
上記ヨークとしては、１９Ｃｒ−２Ｍｏ−０．２Ｔｉ−Ｆｅ、磁石体としては（ＢＨ）ｍａｘ＝４２ＭＧＯｅのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を用いた。

上記のごとく、製造した義歯アタッチメント１を、図１に示すごとく、キーパー９に装着したところ、非磁性領域を十分に有し、優れた磁気吸引力を有していた。
上記のごとく、本例によれば、安定した非磁性領域を有し、磁気吸引力に優れ、生産性の高い、義歯アタッチメント及びその製造方法を提供できることが分かる。

（実施例２）
本例は、図６に示すごとく、シールプレート２の非磁性リング部２２の外周に、更にニッケル層２３を設けた例である。
上記ニッケル層２３は、実施例１に示したクラッド棒３５の外周に対して、電解メッキにより形成した。その幅は、０．０１ｍｍであった。
次に、上記クラッド棒を、温度１２５０℃で、７時間、アルゴンガス雰囲気中で加熱し、中実体部分４０と環状体部分３０との間の境界部を融合させた。
その他は実施例１と同様である。

本例によれば、上記ニッケル層２３を有するので、シールプレートをヨークに溶接した後においても、非磁性領域が一層安定している。
その他、実施例１と同様の効果を得ることができる。

上記のごとく、本発明によれば、安定した非磁性領域を有し、磁気吸引力に優れ、かつ生産性の高い、義歯アタッチメント及びその製造方法を提供することができる。

実施例１における、義歯アタッチメントの断面説明図。 実施例１における、シールプレートの一部平面図。 実施例１における、義歯アタッチメントの製造方法を示す説明図。 図３に続く説明図。 実施例１における、シールプレートの作製の説明図。 実施例２における、シールプレートの一部平面図。 従来例における、義歯の説明図。 従来例における、義歯アタッチメントの説明図。 他の従来例における、義歯アタッチメントの説明図。

符号の説明

１ 義歯アタッチメント
１１ 磁石体
１２ ヨーク
２ シールプレート
２１ シールド板
２２ 非磁性リング部
３ 中実体
３５ クラッド棒
４ 環状体
８０ 義歯
８ 義歯アタッチメント
９ キーパー
９５ 根面板

Claims (4)

1. 磁石体と、該磁石体を収納する凹所を有すると共に軟磁性ステンレス鋼よりなるヨークと、上記磁石体を封入するよう上記ヨークの凹所開口部に配設されたシールプレートとよりなり、
   該シールプレートは、軟磁性ステンレス鋼よりなるシールド板と、該シールド板の外周に接合した非磁性ステンレス鋼よりなる非磁性リング部とよりなり、
   また、上記シールド板と非磁性リング部と上記ヨークとの間は、その表面側が一度で一体的に溶接された溶接部を有することを特徴とする義歯アタッチメント。
2. 請求項１において、上記非磁性リング部の外周にはニッケル層が設けてあることを特徴とする義歯アタッチメント。
3. 請求項１又は２において、上記シールド板と上記非磁性材料とはクラッド接合されていることを特徴とする義歯アタッチメント。
4. 請求項３において、上記クラッド接合は引き抜き加工又はスウェージング加工により行なわれていることを特徴とする義歯アタッチメント。

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