JP5368835B2 - 捩れ及び繰り返し疲労による破損に対する耐久性が高い長手方向に研削されたヤスリ - Google Patents

Description

本発明は、概して歯科分野に関し、より特定すると、歯の歯根管を清浄し且つ拡げるために使用される歯内器具に関する。

発明の背景

歯内治療医が歯根管内を空にし且つ清浄することができるようにする器具は当該技術において知られている。典型的には歯内ヤスリと称されるこれらの器具は、使用中に著しい曲げ及び捩れを受けて破壊し易くなる。破壊の問題及び破壊が患者に提供する危険性により、ニッケル−チタン合金（NiTi又はニチノール（登録商標））は、一般的に、これらの器具を製造するのに使用するためのステンレス鋼よりも優れた材料と見られている。ステンレス鋼と比較して、NiTiは、遙かに大きな捩れ又は曲げに対して永久的な変形又は破壊を受けることなく耐えることができる。

ステンレス鋼製の器具を製造するために典型的に使用される製造方法は、NiTiに適用された場合に満足できないものであることが証明している。これらの方法は、（１）溝付きの切り刃を備えたヤスリを形成するために四角形又は三角形の断面を有している角柱ロッドを捻ること、及び（２）１以上の螺旋状の切削面を備えたヤスリを形成するために、円形又はテーパーが付けられたロッドの長さに沿って螺旋状の溝を研削することを含んでいる。捩れは、NiTiの超弾性特性のために使用することができず、伝統的な研削方法は、ヤスリの捻れに対する耐久性を減じる径方向の平らな要素を有する歪み領域を残す。

NiTiのために特別に設計された製造方法は、清浄な切り刃を提供するが、これは、ヤスリの長手軸線に直角に横たわっている応力領域を形成することによってヤスリの捻れ強度を減じる研削又は粗面仕上げ方法を含んでいる。ステンレス鋼によって作られたヤスリを形成するために使用される伝統的な研削及び粗面仕上げ方法についても同じである。捻れによるヤスリの破壊は、通常、これらの断面領域の１以上において生じる。更に、現在利用できる歯内ヤスリとして使用するためにNiTiを研削する方法は、比較的高価で且つゆっくりと為される。従って、ステンレス鋼又はNiTi又はヤスリの捩れ強度を衰退させないNiTiの所望の超弾性特性を呈する他の材料によって作られた歯内ヤスリを製造する方法の必要性がある。従来技術のいずれもが、単独で又は組み合わせられて、この必要性に適合し又は本発明を自明のものにする本発明の主題であるタイプの器具に関する背景技術情報に対しては、以下の登録された米国特許及び出願公開が関連性を有する。

本発明は、一般的に歯内ヤスリと称される歯科用器具を製造する方法に関する。製造された歯内ヤスリは、その機能する長さに亘って連続的に螺旋形にされた１以上の溝を備えており、当該ヤスリは、筒形状又はテーパーが付けられ且つ筒状とすることができる。当該方法は、全ての研削が歯科用器具のブランク材の長手軸線の面とほぼ平行な面内でなされるように、歯科用器具のブランク材を回転研削ホイールを通り過ぎるように送り出すことを含んでいる。ブランク材を長手軸線に平行な面内で研削することによって、当該ブランク材の捻れ強度は、歯内ヤスリを製造する方法の最中に損なわれない。当該ブランク材はまた、１回転でブランク材が回転する距離に対応する送り速度で研削ホイールを通過するように送ることができる。研削ホイールの回転軸線は、螺旋状のヤスリが研削されるときにブランク材の機能長さに亘って選択された研削深さを維持するように、テーパーが付けられた歯科用器具に対して位置決めされる。

本発明はまた、上記の方法による歯内ヤスリを製造するための装置をも含んでいる。当該装置は、歯科用器具のブランク材が研削中に固定される把持固定装置を備えている。当該把持固定装置は、当該固定装置がブランク材をその長手軸線を中心に回転するときに、歯科用器具のブランク材を直線経路に沿って研削ホイールを通り過ぎるように移動させる助けとなる。当該ブランク材の回転は、研削がブランク材の長手軸線にほぼ平行な面内で生じるように研削固定装置の移動に対して割り送りされる。

本発明のより良い理解は、添付図面に関連してなされている以下の好ましい実施形態の詳細な説明及び特許請求の範囲によって得ることができるであろう。

図１は、テーパーが付けられた筒状ロッド形態の歯科用器具のブランク材の図であり、研削ホイールと接触している長さを中心に回転され且つその長さに沿って送られている状態の図である。当該研削ホイールは、当該ホイールの回転軸線に対して直角に向けられている。ロッドが当該ホイールを通り過ぎるように動かされるとき、当該ホイールは、ロッドを切削してロッドの面に沿って第一の溝を形成する。全ての研削は、ロッドの長手軸線にほぼ平行な面内で生じる。 図２は、研削ホイールが第一の溝の切削を完了した後のロッドの図である。 図３は、図２の線３−３に沿ったロッドの断面図であり、前記第一の溝と研削ホイールとの輪郭を示している。 図４は、図３の線４−４に沿ったロッドの断面図である。 図５は、研削ホイールが第三の溝の切削を完了した後のロッドの図である。 図６は、図５の線６−６に沿ったロッドの断面図であり、研削ホイールが第三の溝の切削を完了した後のロッドと研削ホイールとの輪郭を示している。 図７は、図６の線７−７に沿ったロッドの断面図である。 図８は、完成された歯内ヤスリの図である。 図９は、ロッドの面に沿ったテーパー及び溝を研削する前の筒状のテーパーが付けられていない歯科用器具ロッドの形態の歯科用器具のブランク材の図である。 図１０は、研削ホイールがロッド内の第一の溝を切削しているときのロッドの図である。当該ロッドは、当該ロッドの長手軸線を中心に回転され且つ研削ホイールと接触してその長さに沿って送られる。当該研削ホイールは、当該研削ホイールの回転軸線に対して直角に向けられている。当該ホイールの相対経路は、当該ロッドの長手軸線に対して若干の角度をたどり、全ての研削は、当該ロッドの長手軸線に対してほぼ平行な面内で生じる。当該ホイールの形状及び若干の角度は、ロッドの面が当該ホイールと接触し且つ当該ホイールを通り過ぎるときに溝及びテーパーを形成する。 図１１は、完成した歯内ヤスリの図である。 図１２は、研削が始まったときの筒状ロッドの図である。当該ロッドは、その筒状軸線を中心に回転され、当該ホイールの相対経路は、ロッドの長手軸線に対して若干の角度をなしている。 図１３は、図１２の線１３−１３に沿ったロッドの断面図である。 図１４は、ロッドの面に沿って第一の螺旋状の溝を形成するために、第一のパス（通過）が当該研削ホイールを通り過ぎた後の当該ロッドの図である。 図１５は、図１４の線１５−１５に沿ったロッドの図であり、ロッドのテーパー部と末端とを示している。 図１６は、図１４の線１６−１６に沿ったロッドの断面図である。 図１７は、第一のパスが研削ホイールを通り過ぎた後のロッドの断面図である。 図１８は、図１７の線１８−１８に沿ったロッドの断面図である。 図１９は、ロッドの面に沿って第二の螺旋状の溝を形成するために、第一のパスが研削ホイールを通り過ぎた後のロッドの断面図である。 図２０は、図１９の線２０−２０に沿ったロッドの断面図である。 図２１は、ロッドの面に沿って第三の螺旋状の溝を形成するために、第一のパスが研削ホイールを通り過ぎた後のロッドの断面図である。 図２２は、図２１の線２２−２２に沿ったロッドの断面図である。 図２３は、ロッドの面に沿った第一の螺旋状の溝を完成させるために第二のパスが研削ホイールを通り過ぎた後のロッドの断面図である。 図２４は、図２３の線２４−２４に沿ったロッドの断面図である。 図２５は、ロッドの表面に沿って第二の螺旋状の溝を仕上げるために第二のパスが研削ホイールを通過した後の当該ロッドの断面図である。 図２６は、図２５の線２６−２６に沿ったロッドの断面図である。 図２７は、ロッドの表面に沿って第三の螺旋状の溝を仕上げるために第二のパスが研削ホイールを通過した後の断面図である。 図２８は、図２７の線２８−２８に沿った断面図である。

発明の実施の形態

ここに記載されるべきである本発明は、添付図面に示されている部品の構造及び配置の細部に対する用途に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態とすることができ且つ種々の方法で実行し又は実施することができる。ここで採用されている言葉遣い及び用語は、説明の目的のためのものであり限定的なものではない。

図面に示されている部材は以下の符号によって特定されている。
１０ 歯内ヤスリ ３６ 螺旋状ランド、
１２ ロッド、 ３８ 研削ホイール、
１４ 軸部端部、 ４０ 軸、
１６ 軸部端部の直径、 ４２ 軸の回転、
１８ 末端、 ４４ ハンドル、
２０ 末端の直径、 ４６ 軸部、
２２ ブランク材の直線移動経路、 ４８ 校正された深さ標識、
２４ 螺旋状移動経路、 ５０ ヤスリ部分、
２６ 作動長さ、 ５２ ロッドの長手軸線、
２８ ロッドの回転、 ５４ 軸部の長手軸線、
３０Ａ 第一の溝、 ５８ ホイールの相対移動経路
３０Ｂ 第二の溝、
３０Ｃ 第三の溝
最初に図１及び２を参照すると、軸部端部１４と末端１８とを備えているロッド１２の形態の歯科器具のブランク材は、軸部端部１４において把持固定装置（図示せず）に固定されている。当該把持固定装置は、当該技術において公知のタイプであり且つロッド１２を当該ロッドの長手軸線５２を中心に同時に回転させながら直線移動経路２２に沿って細かい粒径の研削ホイール３８を通り過ぎ且つ当該研削ホイールと接触した状態で動かすことができる。直線移動経路２２と回転２８との組み合わせによって、ロッド１２が研削ホイール３８を通過するときに、ロッド１２の作動長さ１８に沿った螺旋状の移動経路２４が提供される。

ロッド１２は、歯内ヤスリ１０を形成するための当該技術において公知のタイプ、大きさ及び幾何学的構造であり、典型的には筒状であり又はテーパーが付けられ且つ筒状である。ロッド１２の軸部端部の直径１６及び末端の直径２０は、製造されるべき歯内ヤスリ１０の所望の軸部端部直径１６及び所望の末端の直径２０に厳密に合致している。また、ロッド１２の直径が歯内ヤスリ１０の軸部端部直径１６に厳密に合致しており、次いで、ロッド１２の作動長さ２６に沿って研削されて所望のテーパー及び末端直径２０が形成されても良い。

ロッド１２の回転２８は、ロッド１２の表面に沿って且つロッド１２の作動長さ２６に亘って溝３０Ａの形態の所望の連続的な螺旋構造を形成するのに必要な螺旋状の移動経路２４を形成するために、研削ホイール３８に対する把持固定装置（図示せず）の直線的な変位をもたらすように割り送られる。製造されるべき歯内器具１０がその作動長さ２６に沿ってテーパーが付けられるべきである場合には、ロッド１２を保持する把持固定装置は、ロッド１２の作動長さ２６に沿った研削の深さを制御し且つ変えるように、研削ホイール３８の幾何学的構造に対して角度が付けられている。研削ホイール３８もまた、ロッド１２の幾何学的構造に対して角度を付けられても良い。

研削ホイール３８は、標準的な研削機Ｍの軸４０に取り付けられている。研削ホイール３８は、当該研削ホイール３８が軸４０の長手軸線５４を中心に回転するような軸部４０上の向きとされている。軸部４０の長手軸線５４は、直線的に進み且つ回転するロッド１２の長手軸線５２にほぼ直角である。この構造は、ロッド１２の長手軸線５２にほぼ平行な面内での研削ホイール３８の回転をもたらす。図３によって示されているように、ロッド１２の表面上の全ての研削は、ロッド１２の長手軸線５２にほぼ平行な面内でなされる。溝３０Ａの研削は、ロッド１２の長手軸線５２にほぼ平行な（直角ではない）面内で行われるので、歯内ヤスリ１０の捩れ強度は損なわれない。図４に示されているように、螺旋状の移動２４の適切な速度及び深さと組み合わせた研削ホイール３８の切削面の湾曲した形状の幾何学的構造によって、溝３０Ａの所望の幾何学的構造が形成される。

研削ホイール３８を通過するロッド１２の送り速度、研削ホイール３８の速度及び研削ホイール３８の研削深さは、単一のパスにおいて溝３０Ａの所望の幾何学的構造を形成するのに必要な材料の量を削り取るのに十分であるかも知れず、又は研削深さが連続的に下がるように設定されている研削ホイール３８による多数回のパスが採用されても良い。単一のパスが使用される場合には、ロッド１２の作動長さ２６は、歯内ヤスリ１０に必要とされる溝の数に等しい回数だけ通過するように動かされる。研削ホイール３８を通過するロッド１２の連続するパスの各々の間で、ロッド１２は、次の溝３０を研削するためにロッド１２の非研削面を提供するために、把持固定装置によって割り送られる。３つの溝３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有する歯内器具に対して、ロッド１２は、研削ホイール３８を通過する連続するパス間で１２０°だけ割り送られる。

図５〜７によって示されているように、研削ホイール３８を通過するロッド１２の第一、第二及び第三のパスによって、各々、第一の溝３０Ａ、第二の溝３０Ｂ及び第三の溝３０Ｃが形成される。各溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃは、ロッド１２の作動長さ２６に沿ってほぼ類似した幾何学的構造及び連続螺旋構造を備えている。溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃを形成するロッド１２の研削はまた、ロッド１２の外周上に螺旋状のランド３６をも形成している。螺旋状のランド３６は、ロッド１２の作動長さに沿って連続しており且つ隣接する溝との間に配置されている。

図８は、上記の方法によって製造された歯内ヤスリ１０を示している。ヤスリ１０は、ハンドル４４、校正された深さ標識４８を有する軸部４６及びヤスリ部分５０を備えている。

好ましい実施形態においては、円形断面を有し且つNiTiによって作られ、作動長さ２６、軸部端部直径１６、末端の直径２０及びその作動長さ２６に沿ったテーパー程度（これらは全て、製造されているヤスリ１０の特性による）を有するヤスリのブランク材１２が使用される。把持固定装置は、ロッド１２の外周面の研削深さをその作動長さ２６に沿って制御し且つ変えるために垂直方向に対して角度が付けられている。ロッド１２は、その長手軸線２５を中心に回転され且つ回転研削ホイール３８を通過するように直線移動経路２２に沿って動かされる。研削ホイール３８は、実質的に凸状であり且つ全ての研削がロッド１２の長手軸線５２にほぼ平行な面内で行われるような向きとされている。ロッド１２の回転２８と研削ホイール３８を通過する直線移動との組み合わせによって、ロッド１２内に連続的な螺旋形状２８が形成される。全ての研削がロッド１２の長手軸線に対してほぼ平行な面内でなされるので、ロッド１２内に径方向の平面構成要素を有する応力領域が形成されることが排除されるか又は少なくとも実質的に減じられる。すなわち、研削は、仕上げられたヤスリ１０内の捩れ応力による脆弱化の発生を減じる形態で行われる。３つのパス全体が、３つの連続している溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃ並びにこれらに関連する螺旋状のランド３６を有する最終的な歯内器具１０を形成するために使用される。

図９〜１１を参照すると、別の好ましい実施形態において、テーパーと螺旋状の溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃとを同時に形成するために、ほぼ凹状の研削ホイール３８が使用されている。筒状のロッド１２の形態の歯科器具ブランク材は、ロッド１２の表面に沿って螺旋状の移動経路２４を形成するために、その長手軸線５２を中心に回転され且つ研削ホイール３８を通過するように直線方向２２に動かされる。ロッド１２が回転し且つ直線的に送られると、螺旋状の溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃが形成される。

図１２〜１７によって示されているように、ロッド１２の幾何学的構造に対する研削ホイール３８の移動５８は、所望のテーパー度合いが達成されるように若干の角度に追従せしめられる。別の方法として、把持固定装置（図示せず）は、研削ホイール３８に対して角度を付けても良い。第一のパスにおいては、螺旋状の溝３０Ａを形成するための溝がロッド１２の表面に沿って研削される。溝３０Ａの研削深さは、ロッド１２の末端１８に向かって深くなる。図１９〜２２によって示されているように、ロッド１２は、次いで、研削ホイール３８を２〜３回通過して、各々、溝３０Ｂ及び３０Ｃを形成する螺旋状の溝が研削によって形成される。溝３０Ａと同様に、溝３０Ｂ、３０Ｃの研削深さは、ロッド１２の末端１８に向かって深くなっている。図２３〜２８によって示されているように、第四、第五及び第六のパスは、各々、溝３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃを仕上げて溝３０、３２及び３４が完全に形成される。仕上げられた歯内ヤスリ１０は、所望のテーパー及び溝構造を備えている。

以上、本発明をある程度特定して説明したけれども、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、構成部品の構造及び配置の細部に多くの変更を加えても良い。本発明は、説明の目的のためにここに記載された実施形態に限定されず、各部材に付与される等価物の全範囲を含む添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが理解できる。

１０ 歯内ヤスリ、
１２ ロッド、
１４ 軸部端部、
１６ 軸部端部の直径、
１８ 末端、
２０ 末端の直径、
２２ ブランク材の直線移動経路、
２４ 螺旋状移動経路、
２６ 作動長さ、
２８ ロッドの回転、
３０Ａ 第一の溝、
３０Ｂ 第二の溝、
３０Ｃ 第三の溝、
３６ 螺旋状ランド、
３８ 研削ホイール、
４０ 軸、
４２ 軸の回転、
４４ ハンドル、
４６ 軸部、
４８ 校正された深さ標識、
５０ ヤスリ部分、
５２ ロッドの長手軸線、
５４ 軸部の長手軸線、
５８ ホイールの相対移動経路

Claims (7)

1. 捻れ及び繰り返し疲労による破壊に対して高い耐性を有する長手方向に研削されたヤスリを製造する方法であり、
   第一の回転軸線と溝形成外周面とを有する研削ホイールを準備するステップと、
   前記研削ホイールを、前記第一の回転軸線を中心として回転させるステップと、
   長手軸線を有する回転歯科用器具のブランク材を、前記回転する研削ホイールの第一の回転軸線と前記回転歯科用器具のブランク材の長手軸線とが互いに直角で且つ該直角を維持させつつ、前記長手軸線を中心に回転させながら前記回転研削ホイールを通過するように軸線方向に送って、前記回転する歯科用器具のブランク材に螺旋状の溝を研削するステップとを含む、ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であり、
   前記回転歯科用器具ブランク材にテーパーが付けられている方法。
3. 請求項１に記載の方法であり、
   前記回転歯科用器具ブランク材が筒状である方法。
4. 請求項３に記載の方法であり、
   前記研削ホイールがテーパー形成外周面を更に含んでいる方法。
5. 請求項４に記載の方法であり、
   前記螺旋状の溝が研削されるときに、前記回転歯科用器具のブランク材内に所定のテーパーを研削によって形成することを含んでいる方法。
6. 請求項１に記載の方法であり、
   前記送りステップにおいて、単一の回転において前記回転歯科用器具のブランク材が移動する距離に相当するリードで前記回転歯科用器具のブランク材が送られる方法。
7. 請求項１項に記載の方法であり、
   前記螺旋状の溝の研削深さを維持するために、前記回転歯科用器具のブランク材の送りに従って、前記研削ホイールの回転軸線を前記回転歯科用器具のブランク材に対して選択可能に位置決めするステップを更に含んでいる方法。

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