JPH04263850A - 医療用具用磁力吸着器具 - Google Patents

医療用具用磁力吸着器具

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JPH04263850A
JPH04263850A JP3046208A JP4620891A JPH04263850A JP H04263850 A JPH04263850 A JP H04263850A JP 3046208 A JP3046208 A JP 3046208A JP 4620891 A JP4620891 A JP 4620891A JP H04263850 A JPH04263850 A JP H04263850A
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attraction
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Yasuhiro Matsui
康浩 松井
Masamichi Kabayama
樺山 雅道
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Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁力による義歯固定等
に使用される医療用具用吸着器具及び磁力吸着方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】小型で強力な磁石としてSm−Co系や
Nd−Fe−B系の希土類磁石が開発され、従来のアル
ニコ磁石やフェライト磁石では磁石性能的に求め得られ
なかった超小型精密モーター、電子機器などに使用され
ており、また義歯固定用磁性アタッチメント等への使用
も検討されている。
【0003】しかしこれら希土類磁石は、脆いために加
工やハンドリング中に割れ欠けし易い欠点があり、さら
に腐食し易い欠点がある。腐食の問題があるために希土
類磁石は医療用具等に適用するには、耐食性のあるステ
ンレス箱内に収納してレーザー溶接等で箱を密封しなけ
れば実用に供されず、この加工が困難であるのみならず
、溶接欠陥などがあると医療器具として使用中に腐食の
問題が発生することが大きな欠点となっている。
【0004】これを解決した発明に、本出願人の出願に
係る特願平1−227507号及び特願平2−2137
36号(以下これらの出願を「先願」と言う)に示され
る、希土類磁石に準ずる磁石性能に加えて高い腐食性能
を備えた、いわゆるプラチナ磁石を用いた義歯固定方法
がある。この発明では、開磁路法と閉磁路法が共に実用
時に必要とされる吸引力(100グラム以上)を満たし
ており実用化が期待される。ここで、開磁路法による吸
引力の測定は根面板(被吸着物、高クロムステンレス鋼
)上に直接吸引させた磁石から根面板を引き離すに必要
な力であり、閉磁路法による吸引力は磁石の両端面を根
面板と同じ材質のヨークではさみ、ヨークを介して吸着
した根面板と磁石を引き離す力である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】実用性の観点からは一
般的に開磁路の約3倍の吸引力が得られる閉磁路構造の
方が使い易い。したがって先願にも示された、プラチナ
磁石と軟磁性耐食ステンレス鋼製のヨークを組み合わせ
た閉磁路構造の方が開磁路構造より医療用具の分野で求
められるものと思われる。
【0006】その際に新たな課題として、磁石だけを小
型にしてもヨークの容積分が付加されてしまうので全体
としてはさほど小型にならない問題が派生した。また磁
石とヨークの接着工程で、閉磁路構造での空隙などが生
じると磁束が漏洩して吸着力を損なわれるために、ヨー
ク、磁石と被吸着体のそれぞれの間が平坦な連続面にな
るように密着するアッセンブリー作業に特段の注意を払
う必要がある。そこでこれら、小型化阻害要因であるヨ
ークの使用とアセンブリー作業の煩雑さを一挙に解決す
るべく、発明者等が鋭意研究した結果、いわゆるプラチ
ナ磁石の希土類磁石に準ずる磁石性能、高い耐腐食性能
、および精密自在加工性に着目して、重量が0.05〜
1グラムの超小型磁石の範疇では希土類磁石を含め従来
の磁石では実現しえない強力な吸引力をもつ吸着用具お
よび吸着方法の発明を完成した。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、白金を
33〜47原子%含み、残部が鉄と不可避的不純物より
なる材料を、幅0.005〜1.0ミリメートルでかつ
深さ0.05〜2.0ミリメートルのギャップを有する
U字型形状を呈し、かつ磁石1個当りの重量が0.05
〜1グラムの超小型磁石とし、これを吸着磁石として使
用したことを特徴とする医療用具用磁力吸着器具であり
、その第2は、白金を33〜47原子%と、Ti,Mo
,Nb,Ta,W,Cr,Vの1種又は2種以上を含み
、残部が鉄と不可避的不純物よりなる材料を、幅0.0
05〜1.0ミリメートルでかつ深さ0.05〜2.0
ミリメートルのギャップを有するU字型形状を呈し、か
つ磁石1個当りの重量が0.05〜1グラムの超小型磁
石とし、これを吸着磁石として使用したことを特徴とす
る医療用具用磁力吸着器具であり、その第3は、第1の
発明の超小型磁石を、前記U字型ギャップを強磁性被吸
着物に向け、ヨークを使用することなく強磁性吸着物を
磁石に吸着することを特徴とする磁力吸着方法であり、
その第4は、第2の発明の超小型磁石を、前記U字型ギ
ャップを強磁性被吸着物に向け、ヨークを使用すること
なく強磁性吸着物を磁石に吸着することを特徴とする磁
力吸着方法である。
【0008】本発明において超小型U字型磁石を製造す
るいわゆるプラチナ磁石の加工及び熱処理方法について
は、例えば先ず真空高周波溶解を行なってインゴット・
ケースの中に鋳造して得たインゴットから素材を切りだ
して、更にワイヤ・ソー、放電加工、ダイシングソー、
回転鋸などのいずれかの方法によりU字型の溝切りを施
した後、真空中または非酸化性の雰囲気中で溶体化処理
を行なう。その条件は900〜1400℃の温度で1分
以上100時間以内の熱処理を行ない、その後直ちに水
冷または油冷する。次に上記処理した素材を、真空中ま
たは非酸化性の雰囲気中で450〜800℃の温度で1
分以上500時間以内の熱処理を行なった後炉冷する。 なおいわゆるプラチナ磁石の熱処理は、例えばUSP4
,396,441に説明されている。また、熱処理を行
った後U字型溝切りを行ってもよい。その後U字型試片
を2テスラ以上の直流磁場中で着磁を施す。
【0009】さらに、熱間加工、温間加工、冷間加工な
どを超小型プレス、鍛造機、引抜機などにより、U字型
溝を有する素材を製造することができる。熱間加工温度
は900〜1400℃、温間加工温度は100〜500
℃が適当である。図1に本発明による義歯の固定法を図
解する。図中、1はプラチナ磁石、3は義歯、4は義歯
基部、5は根面板、6は歯根、7は歯肉である。5は高
クロムフェライト系ステンレス鋼からなる被吸着物に該
当する。図に示すように、プラチナ磁石1のU字型溝部
を根面板5の方にむけて吸着を行うことにより、これら
を磁力により固定する。
【0010】
【作用】以下本発明の限定理由を説明する。本発明にお
いて使用される、白金33〜47原子%で残部が鉄から
なり、望ましくは白金が37.5〜42.0原子%であ
り残部が鉄からなる磁石合金、あるいは白金33〜47
原子%とTi,Mo,Nb,Ta,W,Cr,V等のう
ち一種類または二種類以上を0.1〜10原子%含み残
部が鉄からなる磁石合金は、精密自在加工性抜群である
ために微細なU字型形状製作できる。この組成からなる
磁石の磁石性能は、例えば残留磁束密度(Br)10〜
11kG、保磁力(Hc)4.5〜5.5kOe、最大
エネルギー積((BH)max )20〜25MGOe
を有しており、Sm−Co系希土類磁石とほぼ同等に高
性能のものである。磁石合金の組成範囲を上述のとおり
規定した理由は、先ず白金がて33原子%未満では最大
エネルギー積が4MGOe以下と著しく低下して超小型
形状で使用するには磁力的に不適であり、47原子%を
超えるとは残留磁束密度が6kG以下に低下してしまい
、やはり超小型形状で使用するには磁力的に不適なこと
による。
【0011】次にTi,Mo,Nb等の添加元素を含む
理由は、これ等の1種類または2種類以上を0.1〜1
0原子%の範囲で添加した場合には、磁石性能を出すた
めに必要な溶体化処理条件が900〜1400℃の温度
で無添加の場合の保持時間1乃至100時間から、1分
乃至10時間程度に大幅に短縮可能であり、しかも磁石
性能にバラツキが少なく安定して高性能が得られて超小
型形状で使用するのに適しているからである。Ti等の
添加量が0.1%未満では上記の効果がなく、一方10
原子%を超えると磁気特性が劣化する。
【0012】続いてU字片ギャップの寸法限定理由であ
るが、幅が0.005mm未満であると成形が困難であ
り、1.0mmを超えると磁石体積が減少して磁力が低
下することによる。また深さが0.05mm未満ではU
字形状ではなくなり、2.0mmを超えると使用時に破
損や変形のおそれがあることによる。
【0013】また磁石1個当りの重量を0.05〜1グ
ラムの超小型形状に規定した理由は、0.05グラム未
満では磁力が不足するからである。一方1グラムの上限
に関しては、プラチナ磁石の精密自在加工性の独壇場の
領域は極小側であり、1グラムを超えてある程度大きい
形状では馬蹄形アルニコ磁石等の一般磁石でもU字型形
状である程度強力な磁石の製作が可能となり、本発明の
プラチナ磁石を使用する価値が損なわれるからである。
【0014】本発明においては、磁石のU字の一方の先
端N(S)極−被吸着物−他方の先端S(N)極により
磁気回路が作れるので、ヨークを使用することなく被吸
着物と磁石の中に磁力線が閉じ込められる閉磁路構造に
なる。したがってこの構造は磁力線が磁石と被吸着物の
外に漏洩する開磁路よりも吸着力が高くなる。また、磁
石をU字型形状にした理由は、ヨークを使って被吸着物
と閉磁路を構成するよりも、超小型でかつ吸着力が高め
られることを実験により確認した結果による。
【0015】
【実施例】以下、実施例によりさらに詳しく本発明を説
明する。 実施例1 真空高周波溶解によりPt39.8原子%とNb0.5
原子%で残部がFeよりなる合金組成のインゴット(1
0mm厚、50mm幅、100mm長)を鋳造した。こ
のインゴットから4mm厚×4mm幅×4mm長の立方
体試験片1’を多数切り出し、更にワイヤ・ソー加工に
より図2に示す如く、溝幅w=0.13mmで深さd=
2.0mmの切り込みを入れ、U字型形状の試験片に仕
上げた(重さ0.86グラム)。これを真空雰囲気中で
1325℃で30分間の溶体化処理後冷水中に急冷した
。続いて同じく真空中で620℃で43時間熱処理した
後、炉冷した。このU字型試片を、2テスラの直流磁場
中で図3に示すように、着磁装置の着磁用電磁石のコア
10の各磁極を純鉄ヨーク11を介して試験片1’に接
続し、U字の両先端面がそれぞれN極とS極となるよう
に着磁した。
【0016】実施例2 実施例1と同じインゴットから同様に立方体試片を切り
出し、溝幅0.2mmの切り込みを入れ、U字型形状に
仕上げた(重さ0.85グラム)。これに実施例1と同
様の熱処理並びに着磁を施した。
【0017】実施例3 同じインゴットから同様に立方体試片を切り出して、溝
幅0.5mmで深さ2.0mmの切り込みを入れ、U字
型形状に仕上げた(重さ0.82グラム)。これに実施
例1と同様の熱処理並びに着磁を施した。
【0018】実施例4 同じインゴットから同様に立方体試片を切り出して、溝
幅1.0mmで深さ2.0mmの切り込みを入れ、U字
型形状に仕上げた(重さ0.77グラム)。これに実施
例1と同様の熱処理並びに着磁を施した。
【0019】比較例1 比較試料として、実施例1と同じインゴットから4mm
厚×4mm幅×4mm長の立方体試片を切り出し(重量
0.88グラム)、溝を付けないで実施例と同様の熱処
理をしてその後着磁を施した。この際の着磁方法は、立
方体の上、下面をそれぞれN極とS極の両端面着磁とし
て、開磁路測定比較試験用とした。
【0020】以上の磁石試片を準備した、26%Cr−
1%Mo−Fe系の軟磁性ステンレス鋼で造った角板状
の被吸着物に吸着させた後、これ等を引き離すのに必要
な力を図4に示す方法で重量の単位で測定した。すなわ
ち、定盤12の上に置かれた被吸着物13と試験片1’
を吸着させ、次に、非吸着物13から試験片1’をプー
リー15に巻き付けられた釣り糸14と分銅16により
引き離した。
【0021】この等の試験結果を表1に示すが、ヨーク
を使用することなしに吸着力は格段に高められる良好な
結果が得られた。
【0022】
【表1】
【0023】(注1)磁石寸法は全て4mm厚×4mm
幅×4mm長の立方体である。 (注2)溝は面の中央部分に作り、全て2mm深さであ
る。 (注3)被吸着物は26%Cr−1%Mo−Fe系の軟
磁性ステンレス鋼で造った寸法1.5mm厚×10mm
幅×10mm長の角板である。
【0024】表1に示す結果から、本発明によれば最大
で2倍強の吸着力が得られることが分かる。既に述べた
ように100gが実用上必要とされる吸着力であるが、
この2倍強の吸着力が得られるので、所定の吸着力を得
るために磁石の寸法を小さくすることができ、また磁石
の加工寸法精度が多少ばらついても所定吸着力が得られ
ることになる。
【0025】また従来のヨークを使用する閉磁路吸着法
では開磁路吸着法の約3倍の吸着力になったが、ヨーク
を使用するために吸着器具全体の小型化は出来なかった
。これに対して本発明ではヨークを使用せずに同様の比
較で2倍強の吸着力を達成するので、体積当りの吸着の
効率が高く、またヨークと磁石との接合不良による漏洩
磁束による磁力の低下も少ない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はヨーク不
要で、開磁路吸着よりも高い吸着力を達成するので、医
療器具における固定用として極めて適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】義歯の固定法の説明図である。
【図2】溝を付けてU字型にした磁石の斜視図である。
【図3】U字型磁石への着磁方法の説明図である。
【図4】U字型磁石での閉磁路吸着力評価方法の説明図
である。
【符号の説明】
1  プラチナ磁石 3  義歯 4  義歯基部 5  根面板 6  歯根 7  歯肉 10  着磁用電磁石のコア 11  純鉄ヨーク 12  定盤 13  被吸着物 14  釣り糸 15  プーリー 16  分銅

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  白金を33〜47原子%含み、残部が
    鉄と不可避的不純物よりなる材料を、幅0.005〜1
    .0ミリメートルでかつ深さ0.05〜2.0ミリメー
    トルのギャップを有するU字型形状を呈し、かつ磁石1
    個当りの重量が0.05〜1グラムの超小型磁石とし、
    これを吸着磁石として使用したことを特徴とする医療用
    具用磁力吸着器具。
  2. 【請求項2】  白金を33〜47原子%と、Ti,M
    o,Nb,Ta,W,Cr,Vの1種又は2種以上を含
    み、残部が鉄と不可避的不純物よりなる材料を、幅0.
    005〜1.0ミリメートルでかつ深さ0.05〜2.
    0ミリメートルのギャップを有するU字型形状を呈し、
    かつ磁石1個当りの重量が0.05〜1グラムの超小型
    磁石とし、これを吸着磁石として使用したことを特徴と
    する医療用具用磁力吸着器具。
  3. 【請求項3】  白金を33〜47原子%含み、残部が
    鉄と不可避的不純物の組成を有する材料からなり、幅0
    .005〜1.0ミリメートルでかつ深さ0.05〜2
    .0ミリメートルのギャップを有するU字型形状を呈し
    、かつ磁石1個当りの重量が0.05〜1グラムの超小
    型磁石を、前記U字型ギャップを強磁性被吸着物に向け
    、ヨークを使用することなく強磁性吸着物を磁石に吸着
    することを特徴とする磁力吸着方法。
  4. 【請求項4】  白金を33〜47原子%と、Ti,M
    o,Nb,Ta,W,Cr,Vの1種又は2種以上を含
    み、残部が鉄と不可避的不純物の組成を有する材料から
    なり、幅0.005〜1.0ミリメートルでかつ深さ0
    .05〜2.0ミリメートルのギャップを有するU字型
    形状を呈し、かつ磁石1個当りの重量が0.05〜1グ
    ラムの超小型磁石を、前記U字型ギャップを強磁性被吸
    着物に向け、ヨークを使用することなく強磁性吸着物を
    磁石に吸着することを特徴とする磁力吸着方法。
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