JPH02126843A - 歯科用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は歯科用工具に関し、さらに詳しく言うと、切削
性能、研磨性能などの加工性能に優れるとともに、この
優れた加工性能の劣化が少なくて、加工性能の劣化に伴
なう治療精度の劣化や苦痛を患者に与えないで、しかも
衛生的に長期間にわたって使用することのできる歯科用
工具に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課Ｉｌｌ従来
、歯科用工具としては、たとえばタングステンカーバイ
ドやステンレススチールなどからなる所謂エンジン回転
バーやダイヤモンド砥粒をメタルボンドなどを介して切
削刃本体の表面に固着してなる所謂タービン回転バー等
の回転工具あるいはスケラーチップなど種々のものが知
られている。

ところで、歯科用工具においては、被削材が比較的に硬
質の歯牙であるとともに、特に回転バーについては高速
で回転させながら使用する必要があるので、切削性能、
研磨性能などの加工性能が劣化し易いという問題がある
。

そして、加工性能の劣化は、たとえば作業時間の延長、
円滑な作業の困難化、あるいは必要以上の切削や研磨を
生じたりする等の種々の不都合を招いて、患者に新たな
苦痛を与えることになる。

ここで、従来の歯科用工具の一例を第２図（ａ）および
同図（ｂ）に示し、従来の歯科用工具についてさらに具
体的に説明する。

第２図（ａ）および同図（ｂ）に示したものは、従来の
歯科用工具の一例であり、本体１′に設けた加工作用１
ｓ２′の作用面３上にメタルボンド４を介してダイヤモ
ンド砥粒５を固着してなるものである。

この種の歯科用工具において、上記のメタルボンドの材
質には、通常、主として電着ニッケル等のニッケル系金
属が用いられているとともに、本体の材質には、通常、
ステンレススチール（ＳＵＳ）等が用いられている。

そして、この種の歯科用工具において、作用面上にメタ
ルボンドでダイヤモンド砥粒を設ける方法として、たと
えば、第３図に示すような電着装置を用いた電着方式に
よる以下の方法が、通常、採用されている。

すなわち、通常の場合、先ず、硫酸ニッケルを主体とす
る電解メッキ液６Ａ中に、ダイヤモンド粒子を入れた細
かな網目のメツシュ槽フを浸漬する。このメツシュ檜７
中に電解メツキ液を浸入させて、電解メッキ液７中にダ
イヤモンド粒子なスラリー状に分散させる。そのダイヤ
モンドスラリー８中に歯科用工具の加工作用部２を浸漬
し、電解メツキにより、ニッケルをニッケルボンドとし
て、ダイヤモンド粒子と共に加工作用部２上に電着させ
ることにより、加工作用部２上にメタルボンドでダイヤ
モンド砥粒が付着した歯科用工具が得られる。

この種の歯科用工具においては、ミクロに見ると、第２
図（ｂ）に示すように、ダイヤモンド砥粒５のうち、あ
るものはメタルボンド４中に層状に埋め込まれ、またあ
るものはメタルボンド４の表面近くで層状に埋め込まれ
ると共にその表面から突出した状態で作用面３に付着し
たものであり、メタルボンド４から突出したダイヤモン
ド砥粒５の分布が粗の状態となっている。

ところで、従来の歯科用工具で歯牙を切削・研磨すると
、歯牙の表面とダイヤモンド砥粒の存在する作用面とが
非常に大きな摩擦力でもって摺接するので、これをミク
ロの状態について考察すると、突出したダイヤモンド砥
粒に巨大な応力がかかるのに対してメタルボンドのダイ
ヤモンド砥粒の保持力が弱いことによって、切削中また
は研磨中に容易にダイヤモンド砥粒がニッケルボンドか
ら脱落し、切削能力が急速に低下するという問題が有る
。

そこて、この問題の解決を図るために、第２図（ｂ）に
示すように、メタルボンド４中にダイヤモンド砥粒５を
埋め込むと共に、メタルボンド４の表面からダイヤモン
ド砥粒５を突出させる、言わばダイヤモンド砥粒５の二
層構造あるいは多層構造を形成してなる歯科用工具が工
夫されたのであるが、このような二層構造あるいは多層
構造を形成しても、本質的な寿命の改善対策ではないの
て、なお切削寿命が短いという問題点を解決するには至
らず、しかも、電着時間が大幅に長くなり（たとえば、
−層目としてのダイヤモンドの付着に２時間、二層目の
ダイヤモンドの付着に３時間程度を要する。）、また、
より多くのダイヤモンド粒子を必要とするので経済的に
不利であるなどの問題点がある。

また、前述の製造方法において、光沢剤を用いるにとに
より、ダイヤモンド粒子を付着し易くするとともに、ニ
ッケルの硬度を向上させようとする対策も用いられてい
るのであるが、この方法によりても、寿命の改善は不充
分であり、しかも、耐熱性が低下するなどの問題点があ
る。

さらに、従来のこの種の歯科用工具においては、前述の
ように、ダイヤモンド砥粒のメタルボンドからの突出部
分がメタルボンド表面において粗に分布しているので、
切削能力、研磨能力が充分ではないという重大な問題点
もある。

また、一般的に歯科用工具には、腐食しにくくて、長期
間にわたって衛生的に使用することのできる特性が要求
されるのであるが、従来の歯科用工具は、この点におい
ても未だ改善の余地がある。

本発明は、前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、切削性能、硬岩性能などの加工性能に
優れるとともに、この優れた加工性能の劣化が少なくて
、加工性能の劣化に伴なう治療精度の低下や苦痛を患者
に与えないて長期間にわたって衛生的に使用することの
できる歯科用工具を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明者らが鋭意検討を重
ねた結果、たとえば切削刃本体やダイヤモンド砥粒て形
成された切削部、研磨部などの加工作用部の表面にダイ
ヤモンド類薄膜を備える歯科用工具は、切削性能、研磨
性能などの加工性能が大幅に向上したものであるととも
に、この優れた加工性能の劣化が少なくて初期性能を長
期間にわたって発揮するものであり、加工性能の劣化に
伴なう治療精度の低下や苦痛を患者に与えないで、しか
も腐食しにくくて長期間にわたって衛生的に使用するこ
とができることを見い出して、本発明に到達した。

請求項１の発明の構成は、加工作用部の表面にダイヤモ
ンドおよび／またはダイヤモンド状炭素薄膜を備えるこ
とを特徴とする歯科用工具であ請求項２の発明の構成は
、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドにより付着してなる
加工作用部の表面に、ダイヤモンドおよび／またはダイ
ヤモンド状炭素からなる薄膜を備えることを特徴とする
歯科用工具である。

本発明の歯科用工具は、被治療歯の状態や治療目的等に
応じて種々の態様に形成することができる。

たとえば、本体をタングステンカーバイドやステンレス
スチールで形成してなり、ブレーンカット状あるいはク
ロスカット状の切削刃を有する工具に形成することがで
きる。この工具は、通常、ｓ、ｏｏｏ〜１０，０００ｒ
ｐ−程度の回転数で回転させて、主に虫歯の治療に使用
するものである。また、加工作用部の表面にダイヤモン
ド砥粒を備える工具に形成することもできる。この工具
は、通常、１０．０００〜ＺＯ０，０００ｒｐｍの比較
的に高い回転数で回転させて、歯牙の切削、研磨、穴あ
け等に使用するものであり、その作業目的に応じて砥粒
の太きさ、形状等を適宜に決定することができる。さら
に、歯石除去等に使用される非回転のスケラーチップに
形成してもよい。

ここで、前記加工作用部とは、少なくとも工具に要求さ
れる本来の機能を発揮する部分の意味であり、たとえば
切削部、研磨部、穴あけ部などを言う。

したがって、本発明において、前記ダイヤモンドおよび
／またはダイヤモンド状炭素からなる薄１５！（以下、
ダイヤモンド類薄膜と称゛することがある。）は、必ず
しも歯科用工具の全体に備える必要はない。

前記加工作用部の表面にダイヤモンド類薄膜を形成する
ことにより歯科用工具を形成する歯科用工具部材の形成
材料については、特に制限はなく、たとえば、ステンレ
ス鋼などの鋼、鉄、銅、コバルト、クロム、マンガン、
モリブデン、ニオブ、ニッケル、パラジウム、白金、レ
ニウム、ロジウム、ルテニウム、タンタル、トリウム、
チタン、ウラン、バナジウム、タングステン、イツトリ
ウム、ジルコニウムなどの金属、これらの酸化物、窒化
物および炭化物、これらの合金、Ｗ−Ｃ系、Ｔｉ　−Ｃ
系、’１ｌｃ−Ｃｏ系、ｌＩＣ−ＴｉＣ−Ｃ。

系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−（：ｏ系などの超硬合金、
＾１　＊０３−Ｆｅ系、　ＴｉＣ−Ｎｉ系、　ＴｉＣ−
Ｇｏ系、ＴｉＣ−Ｎｉ系およびＢ、Ｃ−Ｆｅ系などのサ
ーメット、さらには各種セラミックスなどのいずれをも
使用することができる。

たとえば歯科用工具の切削刃においては、通常、ステン
レス鋼もしくはステンレス鋼系の金属ないし合金、トベ
系およびＴｉ　−Ｃ系の超硬合金が用いられる。

また、本発明においては、ダイヤモンド砥粒を備えない
切削歯などの場合、前記歯科用工具部材が少なくとも前
記加工作用部上に、Ｖｉａ、ＶａおよびｖＩａ族金属あ
るいはＳｉの炭化物、窒化物。

ホウ化物および酸化物から選ばれた一種以上よりなる被
覆層を有するものでありてもよい。

前記歯科用工具部材が、このような被覆層を有すると、
後に詳述するダイヤモンド類薄膜の密着性がより優れた
ものになる。

前記被覆層の厚みは、通常、０．０５〜ｌｙＬｍ、好ま
しくは０．１〜０．５終ｍである。

前記被覆層は、形成する■ａ、ＶａおよびＶｌａ族金属
としては、たとえばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、ＭＯ２Ｗなどが挙げられる。

前記被覆層は、たとえばコーティング法を採用して形成
することができる。

前記コーティング法としては、たとえば真空蒸着法、イ
オンブレーティング法、ＭＯＣＶＤ法、スパッタリング
法などが挙げられる。

前記加工作用部の形状については特に制限がなく、従来
より公知のものを採用することが可能であり、たとえば
六角形状などの多角形もしくは多面体状、円板状、方形
板状、長方形板状、丸棒状、角棒状、シート状、ヘラ状
など種々の形状を、切削、研磨などの加工目的に応じて
適宜に採用することができる。いずれにせよ、本発明の
歯科用工具が、たとえば所謂エンジン回転バーやタービ
ン回転バーなどの回転工具であると、本発明の利点を特
に有効に活用することができる。

次に、本発明の歯科用工具が、ダイヤモンド砥粒をメタ
ルボンドを介して切削刃本体に固着してなる歯科用工具
であるときについて詳述する。

すなわち、前記ダイヤモンド砥粒の粒径は、使用目的等
により異なるので一層に規定することができないが、た
とえば、仕上げ研磨用の歯科用工具である場合には、通
常、２０〜３０ｐｍ程度にするのが好適であり、粗削り
用の歯科用工具である場合には、通常、８０〜９０＃Ｌ
ｍ程度にするのが好適である。

前記メタルボンドの材質としては、公知のものなど各種
のものを使用することかできるが１通常は、ニッケルも
しくはニッケル系の合金等のニッケル系金属類などを好
適に使用することができる。

また、前記歯科用工具の製造工程における電解メツキに
使用する電解メツキ液の組成としては、公知のものなど
を使用することができる。たとえば、ニッケルもしくは
ニッケル系金属類をメタルボンドとして電着させる場合
には、硫酸ニッケル等を好適に使用することができる。

さらに、前記歯科用工具においては、その製造工程、特
に電解メツキによる電着工程において、所望により、適
当な光沢剤を使用してもよいが、光沢剤を特に使用しな
いでも、充分な強度を得ることができる。

前記歯科用工具は、たとえば、第２図（ｂ）に例示した
ようなダイヤモンド砥粒５を二層設けたものであっても
よく、二層より多い暦数を設けたものであってもよく、
あるいは、ダイヤモンド砥粒５を一層のみ設けたもので
あってもよく、いずれでもよいが、通常は、ダイヤモン
ド砥粒５を一層設ければ、充分な強度、寿命等の優れた
特性を得ることができる。

また、本発明の歯科用工具は、市販の歯科用工具の前記
加工作用部の表面にダイヤモンド類薄膜を形成したもの
であってもよいし、少なくとも前記加工作用部を有する
歯科用工具部材を新たに製造して、この歯科用工具部材
の前記加工作用部の表面にダイヤモンド類薄膜を形成し
たものであってもよい。

新たに歯科用工具部材を製造する場合、その製造方法に
は特に制限はなく、たとえば第２図（ａ）および第２図
（ｂ）に示す歯科用工具の製造には、通常の電解メツキ
法による電着方式を用いた従来の製造方法等を採用すれ
ばよい。

ただし、特に本発明の歯科用工具が第２図（ａ）および
第２図（ｂ）に示す歯科用工具であると、前述したよう
に、ダイヤモンド砥粒を一層に形成すれば充分であるの
で、前述の電着時間を大幅に短縮することができて、し
かも、ダイヤモンド砥粒の使用量を大幅に節約すること
ができるので、製造コストを著しく低減することができ
る。

本発明の歯科用工具は、前記加工作用部の表面（たとえ
ば第２図（ａ）および同図（ｂ）に示す歯科用工具にお
いては、加工作用部２°上に設けられたダイヤモンド砥
粒５とメタルボンド４とからなる面）上にダイヤモンド
類ｓ！Ｉを設けてなる。

前記ダイヤモンド類薄膜の性状については、これを−概
に規定することができないのであるが、その性状の一例
を挙げるとすれば、それはダイヤモンドおよび／または
ダイヤモンド状炭素（以下、両者をダイヤモンド類と総
称することがある。）微結晶の緻密な集合体であると形
容することができる。

前記ダイヤモンド類微結晶の平均粒径は、通常、０．０
５〜１０＃Ｌｍ程度、好ましくは０．０５〜５　ｇ　ｍ
である。このような極微細なダイヤモンド類微結晶の緻
密な集合体であるダイヤモンド類薄膜を形成すると切削
能力や研磨能力などの加工能力や加工寿命を一段と向上
させることができる。

前記ダイヤモンド類薄膜の厚みは、本発明の歯科用工具
の用途、種類により相違するので一層に規定することは
できないが、たとえば粒径２０〜３０４ｍ程度のダイヤ
モンド砥粒を切削刃本体に固着してなる歯科用工具の場
合には１通常、０．１　ヘ１５ｐｍ、好ましくは０．５
”ＩＯμｍ程度の範囲内とするのが好適であり、また、
粒径が８０〜９０４ｍ程度のダイヤモンド砥粒を切削刃
本体に固着してなる歯科用工具の場合には、通常、０．
１〜２０終ｍ、好ましくはＯ，Ｓ〜１５終ｍ程度の範囲
内とするのか好適である。また、たとえばタングステン
カーバイド、ステンレススチールなどからなる所謂エン
ジン回転バーや歯石除去に用いられるスケラーチップの
場合には１通常０．１〜２０終ｍ、好ましくは０．２〜
１０＝ｍ程度の範囲内とするのが好適である。

前記ダイヤモンド類薄膜を得る方法には、たとえば、炭
素源ガスを含有する原料ガスを励起して得られた励起ガ
スを、少なくとも前記加工作用部の表面に接触させる方
法を好適に採用することができる。

前記の方法において使用に供される前記原料ガスは、少
なくとも炭素源ガスを含有するものであればよく、具体
例としては、たとえば炭素源ガスと水素ガスとの混合ガ
スを挙げることができる。

前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含酸素化合物
、含窒素化合物等のガスを使用することができる。

炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロ
パン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のパラフィン系炭
化水素：エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等の
オレフィン系炭化水素；アセチレン、アリレン等のアセ
チレン系炭化水素；ブタジェン等のジオレフィン系炭化
水素二ジクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン
、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；シクロブタジェ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタ
レン、フェナントレン等の芳香族炭化水素あるいは前記
種々の化合物のへロゲン化物などが挙げられる。

含酸素化合物としては、例えばアセトン、ジエチルケト
ン、ベンゾフェノン等のケトン類：メタノール、エタノ
ール、プロパツール、ブタノール等のアルコール類；メ
チルエーテル、エチルエーテル、メチルエチルエーテル
、メチルプロピルエーテル、フェノールエーテル、ジオ
キサン等のエーテル類：ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類：酢酸、プ
ロピオン酸、コへり酸等の有ａｉｅ１類；酢酸メチル、
酢酸エチル等の酸エステル類：エチレングリコール、ジ
エチレングリコール等の二価アルコール類−一酸化炭素
、二酸化炭素等を挙げることができる。

含窒素化合物としては、例えばメチルアミン、エチルア
ミン、アニリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン
などのアミン１１等を挙げることができる。

また、炭素源として、単体てはないが、消防法に規定さ
れる第４類危険物；ガソリンなどの第１石油類、ケロシ
ン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの第２石油類
１重油などの第３石油類、ギヤー油、シリンダー油など
の第４石油類などをも使用することができる。また前記
各種の炭素化合物を混合して使用することもてきる。

これらの炭素源の中でも、常温で気体または蒸気圧の高
いメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素
、アセトン、ベンゾフェノン等のケトン類、メタノール
、エタノール等のアルコール類、−酸化炭素、二酸化炭
素ガス等の含酸素化合物が好ましい。

また前記各種の炭素化合物を混合して使用することもで
きる 前記炭素源ガスの中でも、たとえば、メタン、−酸化炭
素、二酸化炭素、あるいは、これらの混合ガス等を好適
に使用することかできる。特に、これらと水素ガスとの
混合ガスは好適に使用することが可能であり、中でも、
特に−酸化炭素と水素ガスとの混合ガスは好ましい。

一酸化炭素と水素ガスとの混合ガスを用いた場合には、
ダイヤモンド類ａｍの成長速度が特に大きく、たとえば
、同一条件で、メタンと水素ガスとの混合ガスを用いた
場合の成長速度の２〜１０倍程度の値を示すことがあり
、ダイヤモンド類薄膜の密着性が特に良好となる。また
、混合ガス中の水素ガスは、これを励起すると、−酸化
炭素を励起して得られる励起炭素から生成する黒鉛構造
の炭素を除去する作用、および析出したダイヤモンド結
晶中の炭素原子のｓ　ｐ　３構造を高温においても維持
する作用を有するものと推定される。

前記混合ガス中の一酸化炭素の濃度としては、３〜８０
％に調製するのが好ましい、−酸化炭素の濃度が８０％
を越えると、生成するダイヤモンド類の純度が低下する
ことがある。

前記−酸化炭素としては、たとえば石炭、コークスなど
と空気とを熱時反応させて得られる発生炉ガスや水性ガ
スを十分に精製したもの、通常に市販されているボンベ
入り一酸化炭素ガス、あるいはメタノールを分解して得
られる分解ガスなどをいずれも好適に使用することがで
きる。

前記水素ガスには、特に制限がなく、たとえば石油類の
ガス化、天然ガス、水性ガスなどの変成、水の電解、鉄
と水蒸気との反応、石炭の完全ガス化などにより得られ
るものを充分に精製したものを用いることができる。

前記原料ガスに炭素源ガスと水素ガスとの混合ガスを使
用する場合の炭素源ガスと水素ガスとの混合比は、通常
、前記炭素源ガスと前記水素との合計流量に対して前記
炭素源ガスの流量が０．１〜９０モル％、好ましくは０
．２〜８０モル％、さらに好ましくは０．２〜６０モル
％である。

混合ガス中の炭素源ガスの流量が０．１モル％よりも少
ないとダイヤモンド類が析出しなかったり、ダイヤモン
ド類がたとえ析出してもその堆積速度が著しく小さくな
ったりすることがある。

前記の方法においては、所望により、前記原料ガスとと
もに、不活性ガス等のキャリヤーガスを用いることがで
きる。

前記不活性ガスとしては、たとえばアルゴンガス、ネオ
ンガス、ヘリウムガス、キセノンガス、窒素ガスなどが
挙げられる。

これらは一種単独て用いてもよいし、２種以上を組合わ
せて用いてもよい、前記キャリヤーガスの中でも、窒素
ガス、アルゴンガスなどが好ましい。

前記原料ガスを励起する手段には、特に制限はなく、た
とえば直流放電法、直流または交流アーク放電法、高周
波プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、電
子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）−プラズマＣＶＤ法、
有磁場マイクロ波プラズマＣＶＤ法、プラズマ分解をイ
オン室またはイオン銃で行なわせて電界によりイオンを
引き出すイオンビーム法、化学輸送法、熱フィラメント
による加熱により熱分解する熱分解法（ＥＡＣＶＤ法を
含む、）あるいはこれらの組合せ法などのいずれをも採
用することができる。

前記の方法においては、以下の条件下に反応か進行して
、前記加工作用部の表面にダイヤモンド類薄膜が形成さ
れる。

すなわち、前記加工作用部の表面の温度は、前記炭素源
ガスの励起手段によって異なるので。

概に決定することはできないが、通常、常温〜ｔ、ｓｏ
ｏ℃、好ましくは４００〜１．２００℃である。

たとえば、プラズマＣＶＤ法を用いる場合には、４５０
〜１，１００℃が好ましい。

前記温度が、常温より低い場合には、ダイヤモンド類薄
膜の堆積速度が遅くなったり、励起状態の炭素が生成し
ないことがある。一方、ｔ　、　ｓｏｏ℃よりも高いと
、ダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状炭素が生
成しにくくなったり、加工作用部上に堆積したダイヤモ
ンド類薄膜がエツチングにより削られたりして堆積速度
の向上が見られないことがある。

反応圧力は、通常、１０−’〜１０コｔｏｒｒ　、好ま
しくはｌｏ−５〜８００　ｔｏｒｒである０反応圧力が
１０−’ｔｏｒｒよりも低いと、ダイヤモンド類薄膜の
堆積速度が遅くなったり、ダイヤモンド類薄膜が析出し
なくなったりする。一方、１０−’ｔｏｒｒより高くし
てもそれに相当する効果は得られないことがある。

次に、本発明の歯科用工具の一例を図面を用いて説明す
る。

第１図（ａ）は１本発明の歯科用工具の一例であるダイ
ヤモンド砥粒を備える歯科用工具を示す概略説明図であ
り、第１！！（ｂ）は、その歯科用工具の先端部にある
切削刃の外表面付近の状態の一例を示す部分拡大説明図
である。

第１図中の１は歯科用工具の本体、２は加工作用部、３
は作用面、４はメタルボンド、５はダイヤモンド砥粒、
６はダイヤモンド畑薄膜を表す。

第１図に示す歯科用工具においては、適宜の加工作用部
２上に、ダイヤモンド類薄膜６か形成されている。

このダイヤモンド類薄膜６は、プラズマＣＶＤ法によっ
て形成されたものであり、メタルボンド４の表面を保護
し、かつダイヤモンド砥粒５を一体化して保持力を向上
させているので、初期の切削・研磨能力が長期間にわた
って維持されるとともに、それ自体が切削・研磨力を有
する切削・研磨有効面積を増大させるので、切削・研磨
能力の向上が実現する。

また、本発明の歯科用工具か、たとえば第１図に示すよ
うな歯科用工具であるとき、この歯科用工具においては
、ダイヤモンド砥粒５が、強固に保持されているので、
ダイヤモンド砥粒５は、第１図（ｂ）に示すように、ダ
イヤモンド層を一層形成するだけで充分であり、電着時
間を短縮することができて、コストの低減を図ることが
できる。

なお、ダイヤモンド類薄膜は、公知のものを含めて様々
な形状の加工作用部上に設けることができるので、使用
目的に応じて、たとえば所謂エンジン回転バー、所謂タ
ービン回転バー、スケラーチップなどの歯科用工具を得
ることができる。

本発明の歯科用工具は、たとえば切削刃などの加工作用
部の表面にダイヤモンド類薄膜を設けているので、切削
性能、研磨性能などの加工性能に優れるとともに、この
優れた加工性能の劣化が少なくて、加工性能の劣化に伴
なう治療精度の低下や苦痛を患者に与えないで長期間に
わたって衛生的に使用することのできるものである。

［実施例］ 次に、実施例および比較例を示し、本発明についてさら
に具体的に説明する。

（実施例１〜６） 電解剤として硫酸ニッケルを用い、ダイヤモンド粒子と
して粒径分布の異なる２種類のダイヤモンド粒子を用い
、第３図に略示した電着装置な使用する電着方式により
、２時間の電着を行い、第４図に示した寸法を有するス
テンレス鋼製の歯科用工具部材の先端部分（第４図中の
斜線部分）の面上に、ニッケルをメタルボンドとして電
着することにより、ダイヤモンド粒子をダイヤモンド砥
粒として付着させて、ダイヤモンド砥粒が一層設けられ
た歯科用工具Ａ、および歯科用工具Ａ２を作製した。

なお、歯科用工具ＡＩ中のダイヤモンド砥粒の粒径分布
は、２０〜３０ｇｍ程度であり、歯科用工具Ａ２中のダ
イヤモンド砥粒の粒径分布は、８０〜９０終ｍ程度であ
った。

前記作製例Ａで得られたのと同じ歯科用工具Ａ１および
歯科用工具Ａ２を、それぞれ複数個用意し、それぞれの
加工作用部の表面上に下記の手法によりダイヤモンド類
薄膜を合成して、第１表に示す膜厚のダイヤモンド類薄
膜を備える歯科用工具を得た。

モン　　　　の マイクロ波プラズマＣＶＤ装置において、反応室内に一
酸化炭素と水素とを全流量１００ｓｃｃ■（−酸化炭素
濃度＝７容量％）で導入して、加工作用部の温度９００
℃、圧力５Ｏｔｏｒｒの条件下で、周波数２．４５Ｇ）
ｌｚのマイクロ波電源の出力を３５０Ｗに設定したマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンド類の合成を
第１表に示す時間行なって。

前記温度に制御した加工作用部上に第１表に示す厚みの
ダイヤモンド類薄膜を形成した。

このようにして得られた６種類のダイヤモンド類薄膜付
き歯科用工具について、下記の試験方法により、それぞ
れの切削能および耐久性を調べた。

結果を第１表に示す。

メｌし１法 前記の切削能および耐久性の試験は、第５図に略示した
試験装置を用いて行った。

すなわち、前記のダイヤモンド類薄膜付き歯科用工具を
、ハントピース１０に取り付け、これを１０万「ｐ−で
回転させた。一方、厚み２０■■の直方体であるガラス
片を被切削片として用量し、その端面に、前記ダイヤモ
ンド類薄膜付き歯科用工具を、１２０ｇ重の加重をかけ
つつ、押し当て、前記端面を前記ダイヤモンド類薄膜付
き歯科用工具で切削した。

そして、前記ダイヤモンド類薄膜付き歯科用工具で前記
被切削片の端面な切削すると、最初の１０分間で何ｍｍ
切削することができるかにより、切削能力を判定した。

また、前記ダイヤモンド類薄膜付き歯科用工具で切削し
続けた場合に、切削速度がｌ　ａｍ／分以下になった時
点をもって、切削寿命が尽きたと判定した。

結果を第１表に示す。

（比較例１．２） 前記実施例１〜６におけるのと同様の歯科用工具Ａ、お
よび歯科用工具Ａ、を、そのまま、ダイヤモンド類薄膜
を設けることなく用いて、この歯科用工具Ａ１および歯
科用工具Ａ８について、前記実施例１〜６におけるのと
同様にして切削能および寿命を評価した。

結果を第１表に示す。

（比較例３，４） 前記作製例Ａにおいて、電着時間を５時間にすることに
より、第１表に示す粒径分布のダイヤモンド砥粒を二層
有する従来のタイプの歯科用工具Ａ、およびＡ４をそれ
ぞれ作製し、これらについて、前記実施例１〜６におけ
るのと同様にして切削能および寿命を評価した。

結果を第１表に示す。

（実施例７〜９） ステンレススチール製回転バー（丸状：６枚刃）を基材
に用いて、以下の条件の真空蒸着法により基材にタング
ステンコーティングを行なった。

真空度；　１０−’ｔｏｒｒ 基材温度：３００℃ 体積速度；ＩＯＡ／秒 次いで、この回転バーを基材として反応室内に設置し、
反応室内に一酸化炭素ガスと水素ガスとを全流量１０Ｑ
ｓｃｃ−の割合で導入して、基材温度９００℃、反応室
内の圧力５（ｌｔｏｒｒの条件下て、周波数２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波電源の出力を３５０ｗに設定したマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンド類の合成を
第１表に示す時間行なって、前記温度に制御した基材上
に第２表に示す厚みの堆積物を得た。なお、−酸化炭素
ガスの濃度を第２表に示す。

得られた堆ａ物の表面について、ラマン分光分析を行な
ったところ、ラマンスペクトルの１３３２ｃ■−１付近
にダイヤモンドに起因するピークが見られ、不純物のな
いダイヤモンド薄ＩｔＩ″ｒ！あることを確認した。

（実施例１０） 前記実施例７〜９におけるのと同様にしてタンゲステン
コーティングを行なった回転／（−を基材として反応室
内に設置し、反応室内に、アルゴンガスと水素ガスと一
酸化炭素ガスとを、それぞれ、アルゴンガス２５交／分
、水素ガスｌ０Ｊｌ／分、−酸化炭素ガスｉＪｌ／分の
割合で導入して、基材温度９００℃、常圧下で、周波数
４　ＭＨｚのプレート電源の出力を３５０Ｗに設定した
。

この条件のＲＦ熱プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンド
類の合成を第２表に示す時間性なって、前記温度に制御
した基材上に第２表に示す厚みの堆積物を得た。

得られた堆積物の表面について、ラマン分光分析を行な
ったところ、ラマンスペクトルの１３３２ｃｍ−’付近
にダイヤモンドに起因するピークが見られ、不純物のな
いダイヤモンド薄膜であることを確認した。

次に、実施例７〜１０で得られた歯科用工具を実際の虫
歯治療に用いたところ、ダイヤモンド類薄膜を備えない
ものと比較して切削性能がおよそ３倍以上向上している
ことを確認した。

第 表 注） ＊１：Ｄｉａ＝ダイヤモンド 本２：ダイヤモンド砥粒を一層形成。

本３：ダイヤモンド砥粒を二層形成。

＊４ニラマンスペクトルにより判定。

第 表 第 表 続 き 注） ＊ｌ：Ｄｉａ＝ダイヤモンド ＊２ニラマンスペクトルにより判定。

（評価） 第１表等から明らかなように、本発明の歯科用工具は、
従来の歯科用工具に比較していずれも切削能力に優れて
いるとともに、この優れた切削能力が長期間にわたって
維持されて耐久性か著しく向上していることが確認され
た。

［発明の効果］ 本発明によると、 （１）　　切削、研磨などの加工作用部の表面にダイヤ
モンド類薄膜が設けられているので、加工作用部の寿命
が大幅に改善される、 （２）　　ダイヤモンド類薄膜自体が、加工能力を有す
るので、加工有効面積の大幅な増大が実現して加工能力
が大きく向上している、 （３）シたがって、優れた加工能力が急激に低下するこ
とがないので、加工能力の低下に伴なう加工精度の低下
や新たな苦痛を患者に与えることがなくて、しかも衛生
的に長期間にわたって使用することができる、 （４）　　また、特にダイヤモンド砥粒を加工作用面に
固着してなる歯科用工具においては、ダイヤモンド砥粒
が強固に保持されるのて、ダイヤモンド砥粒を一層にの
み形成すれば充分であり、したがって、電着時間を大幅
に短縮することがてきるとともに、ダイヤモンド砥粒を
節約することができる等により、コストの低減を図るこ
とかてきる、等の利点を有する歯科用工具を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の歯科用工具の一例を示す概略説
明図、同図（ｂ）はその歯科用工具の先端部を示す部分
拡大説明図、第２図（ａ）は従来の歯科用工具の一例を
示す概略説明図、同図（ｂ）はその歯科用工具の先端部
を示す部分拡大説明図、第３図は従来の歯科用工具およ
び本発明の歯科用工具の製造において、加工作用部上に
メタルボンドをダイヤモンド砥粒とともに電着・付着す
る際に使用することのできる電着装置の一例を示す概略
説明図、第４図は実施例１〜６および比較例１〜４にお
いて用いた歯科用工具部材の構造を示す概略説明図、第
５図は実施例１〜６および比較例１〜４において使用し
た試験装置の概要を示す概略説明図である。 １、ｌｏ　・・・歯科用工具の本体、２．２′・・加工
作用部、３・・・作用面、４・・・メタルボンド、５・
・・ダイヤモンド砥粒、６・・・ダイヤモンド類薄膜、
６Ａ・・・電解メツキ液、７・・・メツシュ槽、８・・
・ダイヤモンドスラリー、９・・・被切削ガラス片、ｌ
Ｏ・・・ハントピース 第 図 第２図 （ａ） 第５図 ＝ Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工作用部の表面に、ダイヤモンドおよび／また
   はダイヤモンド状炭素からなる薄膜を備えることを特徴
   とする歯科用工具。
2. （２）ダイヤモンド砥粒をメタルボンドにより付着して
   なる加工作用部の表面に、ダイヤモンドおよび／または
   ダイヤモンド状炭素からなる薄膜を備えることを特徴と
   する歯科用工具。