JPH0215890A - インプラント及び／または補綴術用構造に含まれる２つの要素を接合するための方法及び装置 - 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、硬い材料、好ましくはチタンから成り、イン
プラント（１ＩＩＩｐｌａｎｔ　）及び／または補綴術
用構造に含まれる２つの要素を少なくとも実質的にひず
みなく接合する方法に関する。

ここに企図される型式の構造例は、歯補綴ブリッジ（ｂ
ｒｉｄｇｅ　）、歯金冠装置、接合部材、他の補綴部品
などである。本過程は、２つの相反的に配置できる接触
面が正確に整合されて接合個所により互いに固定される
第−工程と、正規の接合がレーザー装置を用いた溶接に
より行われる第二工程とから成る。本発明は、この新規
な方法を実施するための装置にも関する。

（従来の技術） そのような接合がレーザー溶接を用いた純粋に一般的条
件において実行できることを提案することは、従来技術
において既知である。溶接工程に先立つ工程において個
別の形状及び大きさがいずれにしても当該の構造のため
に得られるように選定され、また互いに適合した事前製
作されるモジュール要素を用いてここ、に企画された型
式の補綴構造を製造することも、従来技術において知ら
れている。これは、構造の個別性質のゆえに複雑で高価
な製造工程を要する一体での構造の製造の場合に比べて
、有利である。

ある先行技術の工程では、接触面の正確な切削及び適合
が行われる。ブリッジ（歯の補綴体）の製造に関する例
では、はめ合い精度の要求がきわめて高い。切削作業は
切削と石を用いて行われ、また表面も研削または研磨工
具で加工されるが、それによりユニツ）（ｕｎｉｔ）間
の接合個所及びすき間ｆこおける高品質な仕上げがもた
らされる。

先行技術の工程において、関連歯科印象のポジティブ・
ワーキング・モデル（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｗｏｒｋｉｎ
ｇｍｏｄｅｌ　）が利用されている。このモデルはモジ
ュール要素のための固定装置に関連して設計されており
、該固定装置はそれらの位置及び大きさの高い精度を以
て患者の日中に挿入された固定装置（ピン）の実際位置
に合致している。

（発明が解決しようとする課題） 補綴構造及びインプラント構造、特に人工歯構造物にお
いて採用される物の製造では、全製造工程を通じて高い
精度が維持できることが絶対的要件であり、１ミリメー
トルの百分の−ないし二、三の精度が実現可能でなけれ
ばならない。受は入れられない程の偏差は、再検査及び
再加工を必要とするため、患者に対して大きなストレス
を与えることになる。

チタンあるいは類似の硬い材料の溶接による接合は、採
用される工程及び装置に対する高い精度を必要とする。

製造は、機械により、また合理的方法において実施でき
なければならない。

溶接は、ブリッジまたは類似構造がきわめて小さな許容
公差以上の変形を生じるような応力及びねじれをモジュ
ール要素（ブリッジ）に与えてはならない。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、前記及び他の諸問題を解決するための
新規な工程及び新規な装置を提供することにある。

本発明による新規な工程は、要素が整合する周囲部分、
例えば側面を以て２つの集束光学装置にさらされ得る接
合個所上に配置され、また該光学装置がレーザーパルス
またはレーザー光線を放射し、レーザー装置の一部を構
成することを特徴とする。整合する接合個所の周囲部分
において、装置は２つの実質的に整合する、あるいは少
し互いにずれた開始区域の一方にそれぞれ対向するが、
該区域のそれぞれは要素の周辺材料部と共に各相対接合
個所の周囲部分から成るそれらの区分を含む。レーザー
装置は光学装置を介して前記のレーザーパルスまたはレ
ーザー光線を発するように励起され、一方で要素と光学
装置は、接合個所周囲部分と材料部との関連区分を含む
開始区域及び次の区域に対するレーザー出力を得るため
に、互いに影響される。

そのような場合に、光学装置はそれらのレーザーパルス
またはレーザー光線を同時に、あるいは交互に発するよ
うに操作できる。

ある実施態様では、要素は互いに接合する接触面を以て
固定具として利用されるポジティブ・モデルにおいて固
定される。モデルは調整できる、例えば垂直に調整でき
る面上に固持され、鉄面はレーザー出力時には集束光学
装置に応じて操作されるが、光学装置はこの場合には鉄
面に対して固定的に配設されている。要素と装置との間
の相互制御は、好ましくは要素、接合個所、装置の同時
の視覚走査の下で実施される。

要素と装置との間の相互運動は、装置がまず関連区域に
向けられ、その後に溶接作業用のレーザーパルスが発せ
られるように制御される。代案として、ジグザグ状のス
ポット溶接を行うこともできる、すなわち、新しい区域
への移動後に片側だけに溶接し、次の区域へ前進した時
に反対側だけに溶接するやり方である。さらに別の代案
として、最初に一方の装置で溶接し、次いで要素と装置
との間の相互運動が生じる前に他方の装置で溶接するこ
ともできる。

本発明に基づく新規な装置の特徴は、適合されて固定さ
れた状態の要素が適用基面に装着された際に、２つの集
束光学装置がそれらの側面から接合個所の整合する周囲
部分（側面）に対してそれぞれ位置調整できるように配
設されることにあるとみなされる。前記の集束光学装置
と適用基面は互いに移動調整可能であるため、集束装置
はまず要素の周辺材料部と共に各相対接合個所の周囲部
分から成るそれらの区分を含む２つの実質的に整合する
、あるいは少し互いにずれた開始区域に対して調整でき
、その後に開始区域に続くと共に接合個所の周囲部分及
び材料部から成る関連区分を持つ区域に対して段階的に
、または連続的に調整できる。レーザー装置は、この移
動制御に応じて作業レーザーパルスまたはレーザー光線
を発するように配設される。

好ましい実施態様に基づき、集束光学装置は適用基面に
対して固定的に配設されるが、該基面は該装置に対して
一方向ないし多方向に、例えば垂直方向に制御可能であ
る。この装置は好ましくは、異なる区域に対する位置調
整を制御できると同時に接合個所及び溶接工程を監視で
きる拡大装置を含む型式とすべきである。

異なる溶接点つまり溶接区域への前進は段階的に実施で
き、またレーザーパルス放射は各前進段階後に行われる
。そのような場合に、レーザーパルス放射は、同時に集
束光学装置から行われる。代案として、ジグザグ状のス
ポット溶接を行うことができる、すなわち、第一装置は
１回おきにレーザーパルスを発するように、また第二装
置も１回おきにレーザーパルスを発するように励起され
るが、この場合には接合個所の両側での溶接スポットは
一段ずれることになる。レーザーパルスの代案として、
連続レーザー光線の放射を行うことができる。

（作用） 本発明に基づく方法及び装置の採用は、チタン及び類似
の硬い材料から成る本質的にひずみのないインプラント
構造ないし補綴構造を実現するであろう。構造のきわめ
て多岐の個別設計にもかかわらず、合理的かつ経済的な
製造が可能となる。

（実施例） 各図面に言及するならば、本発明に基づく装置はそれ自
体公知の機械１を含むが、それは可動車２を備えている
。第１図において、この卓はそれぞれ３及び４の作動装
置（微動ねじ型式）によりＹ軸及びＹ軸に沿って移動で
きる。作動方向は、それぞれ矢印５及び６により示され
ている。卓は、本質的に公知のやり方で機械枠１ａで担
持される。

それ自体公知の型式のポジティブ・ワーキング・モデル
９は、保持部材７．８により卓に固定される。ワーキン
グ・モデルは、象牙質印象のポジティブ・コピＣから成
る。多成分ブリッジはこのモデルを用いて製造でき、ま
た事前製作されたモジュール要素１０．１１から構成さ
れる。モジュール要素の数は２個ないしそれ以上とする
ことができ、またそれらは実質的に同一であることも、
あるいは互いに異なることも可能である。

図示された場合では、ひとつおきのモジュール要素１０
は例えばねじ形式で保持部材１２を用いてワーキング・
モデルに公知のやり方で固定されている。ねじはモデル
９の保持部材へねじ込まれるが、これらの保持部材はそ
の位置及び大きさにおいて患者の象牙質内のインプラン
ト・ピンに相当する。図示された実施態様では、ひとつ
おきの要素１１が梁状要素の形をしているが、それは端
面により最初に述べたモジュール要素１０に固定的に溶
接することができる。

第１図に基づく装置はレーザー線源１３及び集束光学装
置１４．１４を備えたそれ自体公知のレーザー溶接装置
も含んでいるが、これらの光学装置は放射分配器１６に
接続され、この分配器はさらに結線エフによりレーザー
線源１３に接続される。放射分配器と光学装置との間の
接続は、可撓性の光ファイバー１８及び１９により行わ
れる。゛尚該例では、２つの装置１４及び１５が使用さ
れる。実際には、同様のやり方でユニット１６に接続さ
れるより多くの装置を使用することができる。代案とし
て、それぞれが独自の集束光学装置を具備した２つのレ
ーザー線源１３を使用することができる。比較的僅少の
光フアイバー断面積を以て高い出力伝達をもたらす集束
光学装置及び結線１８．１９を使用することが、好まし
い。そのような結１ｊ！１８゜１９を有する光フアイバ
ー装置が、市場で容易に入手される。そのようなファイ
バー結線の代案として、接合された光学的結線（関節点
で接続された固定導電部品）を使用することができる。

装置は、機械１に関連して固定的に配設される。この固
定は、それ自体公知のジグ及び係止装置（ねじ）を用い
て行われる。第１図には、これらのジグが参照番号２０
．２１及び２２゜２３により模式的に示されている。

第２図は、第１図に基づく装置の縦断面図である。装置
１４．１５は、垂直方向にも調整でき、この場合のジグ
は参照番号２４．２５により示される。装置１４．１５
に対する固定装置により、これらは卓２に関して固定的
に配設されるが、この卓も第２図によれば垂直方向２６
に調整することができる。保持装置７．８は、留め金な
どから成る。第２図では、保持装置７は見やすくするた
めに一部が削除されている。

垂直制御は、それ自体公知のやり方で手動用レバー２７
を用いて行われる。シャフト２８はレバーに固定的に取
り付けられ、また歯車２９（第２図では一部が隠れてい
る）はその上に非回転的に設けられており、歯車ラック
３０とかみ合っている。このラックは、卓２の支柱２ａ
に固定的に取り付けられている。レバーを動かすならば
、卓２が垂直方向に移動する。代案として、卓２の垂直
方向の制御は、前記の歯車ラック３０とかみ合う歯車が
その出力軸上に設けられているパルスモータ−３１によ
り行うことができる。

装置１（第１図）は公知のやり方で拡大装置を具備する
こともできるが、この拡大装置は第２図ではそれらの光
学部３３により表示されている。したがって、図示され
た実施態様によれ１．１１１ ば、要素１０．１１は装置１４．１５に１−レで移動可
能に配設されている。当然ながら１．本システムでは、
装置１４．１５を固定配置された要素（卓２）に対して
移動可能な仕様とすることもできる。装置１４．１５の
それらの保持体２１−２５における広範な調節能力の結
果として、才た卓２上のモデル９の選択された固持位置
により、集束光学装置は要素１０．１１間の要素及び接
合個所の、それぞれの側面１０ａ。

１０ｂに対して位置調整で、きる。第２図では、該装置
の前端は、それぞれ参照番号１４ａ及び１５ａにより表
示されている。装置は溶接に対する最適距離が各溶接点
において得られるように、接合個所３４（第、１図）に
近接して設置される。第１図及び第２図に示された例は
、モジュール要素１０．１１が垂直に伸びる側面１０ａ
。

１０ｂ及び接合側面を有する場合である。そのような装
置により、最適の溶接が接合個所の全長に沿って実施で
きるのであり、卓２は溶接中は垂直方、、向に移、動す
る。接合個所及び要素の側面が異な、る大きさである場
合には、要素と装置との間の相互運動は適切に制御され
なければならない。装置を非垂直接合個所及び側面に調
整できる固定具を備えた装置を設計することも、実際に
可能である。要素と装置との間の相対的案内に対する基
本的要求は、装置が接合個所に対する最適距離を常に保
つことである。

第３図では、接合個所に沿った溶接点つまり「溶接スボ
ツ、ト」が示されている。これらのスポットは、それぞ
杵が接合側面部会友ｑ要素１０．１１の周、辺材料を、
包む区域１を、ｉ感す、、る。

第３図では、開始区域が参照番号３５で表わされている
。この開始区域は、接合側面１部分３４ｍならびに材料
部位１００及ｕ１１　ｂ、を含む。当該装置１４．１５
からの開始点を表、、わすもの生みなされる区域３５は
、原則的にでき層かぎり小さくすべきである（つ才り、
装置からの放射光線は高濃度とされるべきである）。基
本的に溶接作業は各装置、ゆＳ区域３５から成る４開、
、、始区、域に向けられるよ、う［に、進められる。３
．次、、、！／）でレーザーパルスが贅食した部分に対
して放射、さ、れるが、それにより溶接へが、生成する
。その後に１１１．　、、、＊素と装！との間の相互位
置は当該装置、、９位、置調整が次の区域３６に対して
行われるよ１．う７．に変化し、次いで接合個所全体が
漸次スポット溶接されるまでレーザーパルスの放射が続
けられる。

本発明に基づいて、溶接作業は接合個所の両側面３４ｂ
及び３４ｃにおいて対等に行われるべきである。そのよ
うな場合には、装置１４ｍが側面３４ｂでの溶接機能を
果たし、また装置１５ａが側面３４０での溶接機能を果
たす。図では、装置先端部１４Ｍ及び１５ａが、それぞ
れ区域３５及び３５′に隣接するように描かれている。

次いで区域３６　、３６’に隣接した場合の相対的位置
変化は、それぞれ参照番号１４８′及び１５８′により
示されている。ある実施態様では、レーザー装置及び装
置１４．１５の作動が同時に行われるが、その場合には
互いに整合して位置する２つの溶接点が同時に接合個所
に得られる。代案として、溶接点３５を溶接３５′より
前に溶接することもでき、あるいはその逆も可能である
。

別の変更態様が第５図に示されているが、この場合には
各接合側面３４ｂ及び３４０のひとつおきの区域のみが
それぞれ溶接されている。

これらの異なる態様は、各溶接点で必要とされるエネル
ギー量ならびに使用されるレーザー溶接装置の出力に照
応する。各側面でレーザー線源の出力の半分を用いて十
分に溶接できる場合には、各溶接点の同時溶接を行うこ
とができる。

そのような場合には、レーザー線源１３からの出力は放
射分配器１６において２つの平行経路へ分割され、一方
は結線１８を介して装置１４へ、また他方は結線１９を
介して装置１５へ導かれる。各溶接点に対して大きな出
力が必要きされる場合には、ジグザグ状溶接を採用する
ことができる。第６図は、接合個所３５の深さａを示し
ている。溶接接合が材料及び接合個所へ深く貫入するこ
とが、肝要である。側糸として約０．４　ｍの接合深さ
が例えば２．０朋の要素の幅Ｂにおいて望ましいことが
言及できるであろう。

接触面は、参照番号１０ｄ及び１１Ｃにより示される。

モジュール要素は、矩形または正方形以外の断面形状と
することもできる。

第７図は、レーザー装置及び装置１４．１５からのイン
パルス発出が新たな区域３５．３６への前進が行われる
と直ちに実行され名ことを示している。レバー２７また
はモーター３１へ接続できる前進機構は、各前進位置に
おいてレーザー装置への起動信号を発するが、レーザー
装置は各前進位置におい？４のインパルスを発するよう
に起動される。レーザー装置の起動は、要素と装置との
間で生じ□る相互の転位とは無関係に行われる。変更的
には、レーザー装置は手動式起動器３７により起動する
ことができる。

繭記の前進機構は、参照番号３８により表示されている
。

本発明に基づくひとつの取り組み方法として、接合個所
がまず取゛付は物において研削されることにより準備さ
れる。原則的に、すき間はＯまたはできるかぎり小さく
す読蕎で゛ある。すべての隅は、鋭′＜シなければなら
ない。いずれかのすき間がある基準、゛例えばＯ，’１
　ｔｔｍを超える接合個所は再研磨しで、設定値０．１
ｎ以下である接合個所の要件を充足しなければならない
。ゆるんだ梁は、樹脂接着剤（ろうは不可′）を用いて
モデルに固定する。□汚れた溶接面は、溶接作業の実施
前に洗浄しなければならない。レーザーのパラメーター
は溶接作業の開始前に吟味するが、それは特殊工具内セ
試験棒を溶接することにより行われる。この棒は、平滑
に研磨された端面を持つように設計される。このように
して実施された溶接が点検された後に、レーザーのパラ
メーターに対するあらゆる調整：が実施される。

次に、□モジュール′要素つまりブリッジが、溶接取付
は物（ワーキング・モデル）に装着される。すべての接
合個所は、顕微鏡により、及び／または装置に接続され
たテレビ・モニターで検査される。すべそのレーザー溶
゛接の□場谷ｙ尚様に、この場合にも溶接中はシールド
ガスが利用できる。そのよ□うな場合には、シールドガ
スが全溶接個所を公知のやり方でおおうととが肝要であ
る。その後に、溶接が開始される。杆゛上つたブリッジ
は、両側面を顕微鏡を用いてひび、孔、凹み、変色など
について検査を行う。ねじ１２を外して、はめ合いを点
検する。

変更態様において、連続的つまり実質的に無段のレーザ
ー放射溶接が装置及び要素１０．１１の前記の同時の相
互案内中に各装置１４及び１５により行われるが、その
ような案内はこの場合には連続的である。

本発明は例示として前述された実施態様に限定されるも
のとみなされるべきではなく、多くの改良がここに開示
された精神及び特許請求の範囲ならびに発明的概念から
逸脱することなく着想可能なのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、作業卓上に配設されたワーキング・モデルに
装着されたモジュール要素のレーザー溶接用で、レーザ
ー線源に接続された集束装置が接合個所の両側面を溶接
するために設けられた装置を基本的に示す水平断面図で
ある。 第２図は、第１図に基づく装置の各部分の垂直断面図で
ある。 第３図は、２つの要素間の接合個所における溶接点を示
す第１図及びＭ２図に関する拡大側面図である。 第４図は、第３図に基づく接合個所の横断面図である。 第５図は、第４図に基づく接合個所の変更態様図である
。 第６図は、溶接接合個所の例の平面図である。 第７図は、要素と集束光学装置との相互調整用前進機構
の模式図である。 １・・・機械、２・・・基面、９・・・歯補綴用ブリッ
ジ、１０．１１・・・要素、ＩＯｃ、ｌｌｂ・・・周辺
材料部分、ｌｉｄ、ＩＩＱ・・・接触面、１２・・保持
部材、１３・・・レーザー装置、１４　、　ｌ　５−９
．集束光学装置、３３・・・拡大装置、３４・・・接合
個所、３４Ｍ・・・区分、３４ｂ、３４Ｑ・・・整合周
囲部分（側面）、３５　、３５’、　３５″、　３６”
・・・開始区域、３６・・・次位区域。 手 続 補 正 書 平成 餡１狂 １年り月／ 日 ３゜ 補正をする者 事件との関係 特行脳瀬友 虫；轡＝件千− ４゜ 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インプラント構造及び／または補綴術用構造、例え
   ば歯補綴ブリッジ（９）、歯金冠装置などに含まれる硬
   い材料、好ましくはチタンから成る２つの要素（１０、
   １１）のひずみのない接合のために、２つの整合する接
   触面（１０ｄ、１１ｃ）が高い精度を以て互いに調整さ
   れ、接合個所（３４）により相互に固定される第一工程
   と、レーザー装置（１３）による溶接のための第二工程
   とを含む方法において、該要素が整合する周囲部分（側
   面）（３４ｂ、３４ｃ）を以て溶接のためのレーザーパ
   ルスまたはレーザー光線を発出してレーザー装置の一部
   を成す２つの集束光学装置（１４、１５）にさらされ得
   る接合個所上に配置されること、装置が整合する接合周
   辺部分において要素（１０、１１）上に周辺材料部分（
   １０ｃ、１１ｂ）と共に各相対接合周囲部分のそれらの
   区分（３４ａ）を含む２つの実質的に整合する、あるい
   は少し互いにずれた開始区域（３５、３５′及び３５″
   、３６″）の一方にそれぞれ向けられること、また該レ
   ーザー装置は装置（１４、１５）を介してそれらから同
   時に、あるいは交互に前記のレーザーパルスまたはレー
   ザー光線を発出するように励起され、一方で要素及び装
   置は接合周囲部分及び材料部分から成る関係区分を持つ
   開始面及び次位区域（３６）に対するレーザー出力発出
   を得るために互いに影響されることを特徴とする方法。 ２、該要素が互いに適合され、また垂直に調整できる基
   面（２）に固定されたポジティブ・モデル（９）におい
   て互いに隣接する接触面を以て固定され、該基面はレー
   ザー出力発出時には基面に対して固定的に配置される集
   束光学装置（１４、１５）に対して起動されることを特
   徴とする請求項１記載の方法。 ３、該要素及び装置が要素、接合個所、装置の同時の視
   覚検査の下に相互に起動されることを特徴とする請求項
   １または２記載の方法。 ４、要素と装置との間の相互運動が、最初に装置が関連
   区域に対して位置調整され、その後に溶接のためのレー
   ザーパルスが発出されるように行われることを特徴とす
   る請求項１、２または３記載の方法。 ５、インプラント構造または補綴術用構造に含まれる硬
   い材料、好ましくはチタンから成り、互いに適合されて
   接合個所（３４）により相互に固定される２つの接触面
   （１０ｄ、１１ｃ）を示す２つの要素（１０、１１）を
   レーザー装置によりひずみなく接合するための請求項１
   記載の方法を実施するための装置において、２つの集束
   光学装置（１４、１５）が適合されて固定された状態の
   該要素が適用基面（２）へ装着される際にそれらの側面
   から接合個所（３４）の整合する周囲部面（側面）（３
   ４ｂ、３４ｃ）に対してそれぞれ位置調整されるように
   配設されること、集束光学装置と適用基面は集束装置が
   要素上の周辺材料部分（１０ｃ、１１ｂ）と共に各相対
   接合周囲部分から成るそれらの区分（３４ａ）をそれぞ
   れ含む２つの実質的に整合する、あるいは少し互いにず
   れた開始区域（３５、３５′及び３５″、３６″）に対
   してまず位置調整でき、またその後に該開始区域に続き
   、かつ接合周囲部分及び材料部分から成る関連区分を持
   つ区域（３６）に対して位置調整できるように、互いに
   移動可能に制御できること、またレーザー装置（１３）
   が移動案内に関連して溶接を行うレーザーパルスまたは
   レーザー光線を発出するように配設されることを特徴と
   する装置。 ６、装置（１４、１５）が固定的に配設されること、ま
   た適用基面（２）が該装置に対して一方向またはそれ以
   上の方向に案内できることを特徴とする請求項５記載の
   装置。 ７、異なる区域に対する位置調整が点検できる拡大装置
   （３３）を含むことを特徴とする請求項５または６記載
   の装置。 ８、異なる区域間の相互セッティングが段階的に行われ
   ること、またレーザー出力発出が各セッティング後に行
   われることを特徴とする請求項５、６または７記載の装
   置。 ９、レーザー出力発出が各側面（３４ｂ、３４ｃ）にお
   いてひとつおきの段階で行われるように操作されること
   を特徴とする請求項５−８のいずれかに記載の装置。 １０、レーザー出力発出ならびに各装置及び要素の相互
   案内が、接合個所の一方または両方の側面において実質
   的に無段に、すなわち連続的に行われることを特徴とす
   る請求項５−８のいずれかに記載の装置。