JPH04227253A - 義歯安定用永久磁石組立体 - Google Patents
義歯安定用永久磁石組立体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
力を利用して義歯を保持する補綴方法に用いるための永
久磁石組立体の構成に関するものである。
軟磁性合金との間に働く吸引力を用いようとする試みは
すでに種々行われており、その例が、たとえば「T.R
.Jackson:オッセオインテグレイテッド・イン
プラントに対しての希土類磁石による維持装置の応用,
オーラル・マキシロフェイシャル・インプラント,Vo
l.1(1987),No.2,77〜89頁」に種々
述べられている。この種の義歯を実用化するためには、
人体に無害であることが立証されている材料の中に永久
磁石が完全に密閉されていること、外部への磁束漏洩が
小さいことなどが必要条件とされており、例えば図5に
示すような構成の永久磁石組立体が使用されてきた。図
5において、(a)は永久磁石組立体の外観を示す図、
(b)はその断面を示す図である。矢印で示すように軸
方向に着磁された円柱状の希土類コバルト磁石1を、耐
食性に優れかつ磁性を有するステンレス合金からなる断
面凹状の有底円筒状ケース2内に入れ、耐食性に優れた
非磁性ステンレス合金からなる薄い円板3で蓋をして、
これら各部品を接着剤4で接合し密閉構造の永久磁石組
立体とする。このような永久磁石組立体を、例えば図6
に示すようにして義歯の固定に用いる。すなわち、磁石
1、ケース2、円板3などから構成された前記磁石組立
体を義歯床8に埋設する。一方、歯槽9には軟磁性合金
からなる根面部材7を埋設する。次に、図に示すように
、磁石組立体の非磁性円板3側が根面部材7に対向する
ように義歯を載置すると、磁石組立体と根面部材との間
には磁気的吸引力が作用する。この吸引力によって義歯
床8は歯槽9に押し付けられ、義歯固定の役を果たす。 このとき、磁石1から出る磁束は、磁石1→根面部材7
→ケース2→磁石1の経路からなる磁路を通るため、外
部に対する漏洩磁界は極めて小さい。また、ケース2、
非磁性円板3等はステンレス材料により構成してあるた
め、耐食性および義歯固定に用いるときの噛合力に対す
る耐摩耗性は実用上充分であり、接着剤4についても、
その接着力、口中で使用するときの密閉性、化学的安定
性など充分実用可能なものであるとされている。
上述した構成の永久磁石組立体には、つぎのような問題
点が残されていることを知った。すなわち、接着剤4は
、実用上充分な特性を有するものであるとは言え有機化
合物であるがために、長期間にわたる化学的安定性の維
持、接着強度などの点に不安があり、より信頼性の高い
密閉方式の磁石組立体の実現が望まれている。また、磁
気回路の構成が、外部への漏洩磁束を小さくする点では
優れているものの、肝心の吸引力の点では必ずしも充分
ではなく、より吸引力が大きく安定して義歯を保持でき
るのが望まれている。本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、より信頼性に富み、吸引力の大きい歯科
補綴用永久磁石組立体を提供することを目的とする。
に本発明は、永久磁石と、永久磁石を収納する凹部を有
する耐食性磁性材料からなるケースと、ケース凹部の開
口部から前記永久磁石が露出しないように覆うための耐
食性非磁性材料からなるシールプレートとを有する義歯
安定用永久磁石組立体であって、これら各部品の突合わ
せ部はシーム溶接されていることを特徴とするものであ
る。本発明において、上記シールプレートは、非磁性材
料のみから構成されていても良いが、より好ましくは、
シールプレートは耐食性非磁性材料からなるシール縁部
材と、シール縁部材の内周形状に略同じ外周形状を有す
る耐食性軟磁性材料シール板とから構成するのが良い。 この場合には、シール板が軟磁性材料であるために、磁
石と根面部材間の磁気空隙が極めて小となり、吸着力を
格段と向上できる利点がある。また、上記構成の本発明
永久磁石組立体によれば、接着剤によらず金属による封
止を採用しているため、化学的安定性、接着強度等につ
いての信頼性が向上できる。なお、金属による封止手段
としては、ろう付、はんだ付等多くのものがあるが、構
造上着磁した永久磁石を密閉するための封止であり磁石
の磁気特性を阻害する恐れのない処理であること、人体
に対して無害であることが充分確認されている金属のみ
を使用し、かつ封止処理によって材質が殆ど変化せず、
封止部が極めて微細であることなどの理由から、本発明
においては、特にシーム溶接に限定した。また、本発明
において使用する永久磁石としては、小型でできるだけ
強い磁束が得られることが必要であり、このため、Sm
Co系磁石またはNdFe系磁石などのような希土類磁
石が使用される。また、その形状は、用いられる個所に
もよるが、通常は円筒状または円柱状のものが使用され
る。このため、シール縁部材としてはリング状薄板部材
が、シール板としては円板状薄板部材が使用されること
が多い。また、永久磁石の着磁は、通常、ケースに入れ
る前に行うが、磁石体を組み立てた後に着磁しても良い
。
、本発明は、これら実施例のみに限定されるものではな
いこと言うまでもない。 (実施例1)図1は、本発明の一例を示す説明図である
。外形2mm、高さ1.5mmの円柱状永久磁石1は、
外形3mm、内径2.4、高さ2mmのケース2の凹部
内に接着剤4により固定されており、この上にケース2
の外径とほぼ同じ外径寸法をもつシームプレート3がお
かれ、レーザによりケース2とシールプレート3の境界
部をシーム溶接している。矢印Aは溶接用レーザ光の入
射方向を示し、10は溶接によって融合した部分を示す
。かかる構成の永久磁石組立体は、接着剤4が組立体の
外周面に全く露出していないため、接着剤の経年変化等
による劣化等を心配する必要がなく、信頼性の高い磁石
組立体を得ることができる。ただし、本実施例の構造の
ものは、ケース2の円周面(側面)と、シールプレート
3の円周面とを、つねに全円周面にわたって同位置に揃
えることが非常に困難であり、シーム溶接部の信頼性を
維持するのが難しいという問題がある。すなわち、レー
ザビームの直径は、10μm程度のオーダーまで絞り込
むことが可能であるため、薄板の溶接は可能と考えられ
ていたが、図1にB部拡大図として示したように、両部
材の円周面の位置に段差が生じると溶接は著しく不安定
、不均一のものとなるが、ケース2、シールプレート3
の加工精度および両部品のセッティング精度の観点から
、これを満足できる程度の段差とすることが難しい。ま
た、円筒状物品の側面への溶接であるため、通常は、円
筒側を回転させつつシーム溶接を行うがセッティングが
非常にわずらわしい。更にまた、シールプレート3は、
所定以上の吸引力を保つ必要があるため厚くできず(本
実施例では15μm程度)、レーザビーム照射の精度を
高くする必要があった。また、シールプレートの熱容量
が小さく、ケースの熱容量とのアンバランスが大きいた
め、シールプレートが薄い場合には蒸発してしまい溶接
できなくなることも問題であった。このため、これらの
点の改善をはかるために、本発明者等は図2のような方
法も検討した。すなわち同図においてレーザビームをC
方向から照射させ、11に示すような融合部を得ようと
したが、やはりシールプレートが薄いと、シール溶接時
にプレート部が蒸発してしまい充分な改善結果は得られ
なかった。また上記本実施例の方法では、磁石と根面部
材間に非磁性のシールプレートが介在するために、接着
剤の厚さに相当する磁気空隙部分の減少による吸引力の
改善だけであり、大幅な改善は図れない。 (実施例2)図3は、本発明の他の実施例を示す断面図
である。図において、1は永久磁石、2は磁性を有する
耐食性ステンレスからなるケース、5はシール縁部材で
あリ非磁性の耐食性ステンレスからなるシールリング、
6はシール板であリ磁性耐食性ステンレスからなるシー
ル円板、4は接着剤である。本実施例のものは、実施例
1のものにおける永久磁石1を密閉するためのケースお
よびシールプレート等の構成と寸法とを見直すことによ
り実現されたものであり、レーザビーム照射方向は、ケ
ース等の円筒面にあてるのではなく、円筒の中心軸と並
行にし、また、被溶接部品の突合わせ部に直接に照射す
るような構成としたものである。また、吸引力を増加さ
せる手段としては、シールプレート3を同心の2重構造
とし、中心部側に磁性ステンレスを用いている。ここで
特徴的であることは、実施例1の構成におけるシールプ
レートよりも著しく厚い約250μm厚のシールプレー
トを用いたことであり、このシールプレートは、外側は
非磁性のシールリング5、また内側は磁性ステンレスに
よるシール円板6を用い、同心の2重構造として構成し
ていることである。このため図1に矢印で示した方向に
着磁されている永久磁石1の磁束は容易に磁性体からな
るシール円板6の表面まで達することができる。したが
って、本実施例による永久磁石組立体を図10に示した
ようにして根面部材7に対向させれば、本実施例のもの
は、図9に示した従来の構成のものに比して約7%の吸
引力増加効果を得ることができる。なお、本実施例にお
けるシールリング5は非磁性材料からなるために、ケー
ス2の外周部分と、シール円板6とが磁気的に短絡され
るのを防いでいる。シールリング5の幅寸法を、本実施
例では0.4mmに設定したが、上記の磁気的短絡防止
効果のためと、レーザ溶接による溶融部たとえば20と
30とが接近しないようにして適宜選定することが望ま
しい。図2は、図1の構成のものをシールプレート側か
ら見た上面図である。図において、20〜25、30〜
32はレーザ溶接のスポットを示す。すなわち、まず適
当な直径に絞られたレーザスポットを照射することによ
り、20の部分が円錐状に溶融し、ケース2とシールリ
ング5とが完全に接合される。つぎにNC制御等の適当
な方法によりレーザスポットの照射位置を21に相当す
る位置に移動させて照射を行えば、21の部分が円錐状
に溶融しケース2とシールリング5との接合が行われる
。溶融部は一部が20の部分と重なるため、すきまのな
い完全な接合が行われる。以下同様にして21、22、
23、…とスポットを移動させつつレーザ溶接を行えば
、ケース2とシールリング5とは、完全に溶融部を介し
て接合される。(図ではスポットを25までしか示して
いないが、ケース2とシールリング5の突合わせ部全周
にわたって同様にスポットを重ね合わせつつ溶融が行わ
れることは言うまでもない。)シールリング5とシール
円板6の突合わせ部もスポットを30から31、32、
…と移動させつつレーザ溶接を行うことにより完全に溶
融部を介して接合が行われる。このようにすることで、
永久磁石1は外部とは完全に遮断密封される。また、外
周部も人体に無害であり、耐食性および耐摩耗性も充分
であることが保証されているステンレス材料、およびそ
の相互融着部のみからなるため、極めて信頼性の高い永
久磁石組立体を得ることができる。ケース2の外周部と
シールリング5の突合わせ部、あるいはシールリング5
とシール円板6の突合わせ部は、それぞれの部品の加工
寸法のバラツキにより若干の隙間を生じていることがあ
るが、レーザスポットの直径と照射エネルギーを適当に
することにより、突合わせ部両側の金属が溶融後隙間部
にて混合され、その後隙間部を埋めた形で冷却固化する
ため、完全な接合を得ることができる。一例として、隙
間が約0.07mmの場合、レーザスポット直径を0.
25〜0.35mmとすることにより、充分な密封状態
が得られる。また、シールリング5とシール円板6とは
、図3に示すように同心状の丸棒として引抜き製造する
ことが可能であり、この場合には、引き抜きした後スラ
イスすることにより隙間の全くないものを得ることがで
きる。また、ケースとシールリングとの突合わせ部も加
工時、嵌合となるように寸法を選定管理することにより
、隙間のないものとすることも可能である。本実施例に
よるものは、シール円板6が磁性ステンレス材料からな
るため、前記のごとく吸引力を増加させることができた
る。また、シールリング5およびシール円板6の厚さを
大きくしても吸引力減少を伴わないため、実施例1の構
成のものに比し厚さを大きく設定することができるので
、ケース2、シールリング5、およびシール円板6の加
工、組合せ、溶接条件設定等が著しく容易なものとなっ
た。また、あわせて使用期間中の摩耗に対する余裕度も
大きくとることができた。 なお、本実施例において
はケース2およびシール円板6に用いる耐食性磁性ステ
ンレスとしてはMo2%、Cr30%を含む極低カーボ
ンフェライトステンレスを、またシールリング5に用い
る耐食性非磁性ステンレスとしては非磁性の点からオー
ステナイト系のSUS316Lを用い、レーザ溶接は窒
素雰囲気中で行った。腐食試験の結果充分所定の密封度
を維持できることが判明しているが、本発明を実施する
際し材質の選定には注意が必要である。 (実施例3)図4の(a)〜(c)は本発明の更に他の
実施例を示す断面図である。何れも永久磁石1はケース
2の内部に置かれるが、永久磁石1の磁束ができるだけ
有効にシール円板に導かれ、吸引力に寄与するよう、磁
石の効率向上を狙って、磁石上面部の直径をシール円板
6の直径と略一致させ、また永久磁石1の側面と、ケー
ス2の内側面とをできるだけ離すようにしたものである
。 (実施例4)図7は、本発明の他の実施例を示すもので
あり、外径3.2mm、高さ1.4mmの円柱状磁石1
を、外径4.4mm、内径3.4mm、高さ2.1mm
のケース2内に入れ、外径3.4mm、厚さ0.25m
mのシールプレートで密閉封止したものである。なお、
シールプレートは、外径3.4mm内径2.6mmのシ
ールリング5と外径2.6mm厚さ0.25mmのシー
ル円板6とから構成されている。本実施例においては、
磁石1をケース2内に入れた後、シール円板6およびシ
ールリング5を載置し、シール円板6およびシールリン
グ5を約1kg/mm2程度の加圧力で押圧しながらシ
ーム溶接を施すことにより、磁石1をケース2に接着す
ることなく、磁石をケース内に固定保持した。本実施例
によれば、接着剤を全く用いないために、極めて信頼性
の高い磁石組立体を得ることができる。また、シール円
板の外径およびシールリングの内径を磁石の外径より小
とすることにより、両部材は磁石上に係止させられるの
で、容易に押圧しつつシーム溶接ができる。図8は、上
記構成の永久磁石体を用いた義歯を、図10に示したも
のと同様にして、装着したときの様子を示したものであ
る。この場合には、永久磁石組立体と根面部材の間に磁
気空隙は殆ど存在しないため、より優れた吸着力が得ら
れる利点がある。また、図8においては、根面部材によ
り高透磁率の板12を埋設してあるため、さらに吸着力
が改善される。
固定用永久磁石組立体を、接着剤を組立体外周面に露出
することなく若しくは全く使用することなく完全に封止
することができるので、密閉の信頼性を高めることがで
き、また、磁石と根面部材との間の磁気空隙が極めて小
となるので、吸引力の増加、摩耗に対する余裕度の向上
をはかることができる。
ある。
る。
ある。
る。
の一例を示す外観図である。
る。
図である。
法の一例を示す説明図である。
視図である。
例を示す説明図である。
Claims (7)
- 【請求項1】永久磁石と、永久磁石を収納する凹部を有
する耐食性磁性材料からなるケースと、ケース凹部の開
口部から前記永久磁石が露出しないように覆うための耐
食性非磁性材料からなるシールプレートとを有し、これ
ら各部品の突合わせ部はシーム溶接されていることを特
徴とする義歯安定用永久磁石組立体。 - 【請求項2】シールプレートが、ケースの凹部に嵌合装
着されていることを特徴とする請求項1記載の義歯安定
用永久磁石組立体。 - 【請求項3】前記永久磁石が円板状または円柱状若しく
は円筒状であり、軸方向または厚さ方向に着磁されてい
ることを特徴とする請求項1または2に記載の義歯安定
用永久磁石組立体。 - 【請求項4】永久磁石と、永久磁石を収納する凹部を有
する耐食性磁性材料からなるケースと、ケース凹部の開
口部から前記永久磁石が露出しないように覆うための耐
食性材料からなるシールプレートとを有し、該シールプ
レートは耐食性非磁性材料からなるシール縁部材と該シ
ール縁部材の内周形状に略同じ外周形状の耐食性軟磁性
材料からなるシール板の2種の部品から構成されており
、ケースおよびシールプレートの突合わせ部がシーム溶
接されていることを特徴とする義歯安定用永久磁石組立
体。 - 【請求項5】シール縁が、ケースの凹部に嵌合装着され
ていることを特徴とする請求項4記載の義歯安定用永久
磁石組立体。 - 【請求項6】シール板の外形寸法が、永久磁石における
着磁方向と直交する断面の外形寸法よりも小なることを
特徴とする請求項4または5記載の義歯安定用永久磁石
組立体。 - 【請求項7】永久磁石が円板状または円柱状若しくは円
筒状であり、軸方向方向に着磁されていることを特徴と
する請求項4乃至6のいずれかに記載の義歯安定用永久
磁石組立体。
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