JPH05285160A - 歯科用磁気アタッチメント - Google Patents

歯科用磁気アタッチメント

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Publication number
JPH05285160A
JPH05285160A JP4093251A JP9325192A JPH05285160A JP H05285160 A JPH05285160 A JP H05285160A JP 4093251 A JP4093251 A JP 4093251A JP 9325192 A JP9325192 A JP 9325192A JP H05285160 A JPH05285160 A JP H05285160A
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JP
Japan
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permanent magnet
magnetized
magnetic
keeper
suction force
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Pending
Application number
JP4093251A
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English (en)
Inventor
Hirohide Yamada
宏秀 山田
Shigeru Takeda
茂 武田
Tsutomu Iimura
勉 飯村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPH05285160A publication Critical patent/JPH05285160A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00Dental prostheses; Making same
    • A61C13/225Fastening prostheses in the mouth
    • A61C13/235Magnetic fastening
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0081Magnetic dental implant retention systems

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着力が強い小型で高性能な歯科用磁気アタ
ッチメントを得る。 【構成】 永久磁石と軟磁性体よりなるキーパーの吸引
力を利用して人工歯を口腔内に固定する歯科用磁気アタ
ッチメントにおいて、前記永久磁石が多極着磁されてい
る歯科用磁気アタッチメント。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人工歯を口腔内に固定
するために用いられる、小型、軽量で高吸引力を有する
歯科用磁気アタッチメントに関する。
【0002】
【従来の技術】人工歯を口腔内に固定するために用いら
れる歯科用磁気アタッチメントは、小型、軽量で高吸引
力の特性が望まれている。図1は、従来技術による歯科
用磁気アタッチメントの断面構造を示す。1は永久磁
石、2は軟磁性材料よりなるヨーク、3は非磁性体、4
はキーパーと呼ばれる軟磁性体である。永久磁石1を含
む上部の組立体は人工歯に取り付けられ、キーパーは口
腔内に埋め込まれる。永久磁石1はキーパー4に対向す
る面に対して垂直方向に単極着磁されており、口腔内の
キーパーにクーロン力により吸引される。図中の矢印5
は永久磁石の着磁方向を示す。また、永久磁石1は通常
希土類磁石よりなるため、酸化され易く、口腔内で使用
する場合、耐食性の良好な物質で完全に密閉する必要が
ある。図1の構造では、ヨーク2と非磁性体3はレーザ
溶接等により密封接合され、永久磁石1は完全に外界と
遮断されている。人体に直接接触するヨーク2、非磁性
体3、キーパー4は、耐食性に優れた、非磁性ステンレ
ス及び磁性ステンレスが用いられる。特に、高吸引力を
得ようとする場合、ヨーク2とキーパー4には、耐食性
に優れた飽和磁化の大きい軟磁性材料が要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図2は従来技術の原理
を説明する図である。従来技術による歯科用磁気アタッ
チメントの構造は、単極着磁された永久磁石1が高透磁
率を有する軟磁性材料(キーパー)の無限平面6に対向
しているモデルで考えることができる。図1に示すよう
に、実際のキーパー4は有限の大きさを有するので、厳
密にはこのモデルとは異なるが、吸引力の定性的な理解
を得るためには充分な近似である。この場合、磁荷影像
法の考え方を導入し、永久磁石1の影像1’が前記軟磁
性材料(キーパー)6の内部に現れると考える。軟磁性
材料の透磁率がきわめて大きければ、永久磁石1の上下
面の磁荷±σと同じ大きさの磁荷の影像±σが現れる。
このとき、永久磁石1が軟磁性材料6に吸引される力F
は、点磁荷の粗い近似を用いると次のようになる。
【数1】
【数2】 ここで、Sは永久磁石の吸着面の面積、σは永久磁石の
表面磁荷である。また、δは永久磁石1の吸着面とその
影像との間隔であり、図1で非磁性体3とキーパー4が
接触している場合、非磁性体3の厚みの約2倍に相当す
る。dは磁石の厚みである。図2から分かるように、一
般にδ<<dである。数2から分かるように、吸引力F
はδが小さく、dが大きいほど強くなる。δは非磁性体
3の厚みをできるだけ薄くすることにより小さくできる
が、耐食性と機械的強度を保つためには、自ずと限界が
ある。従って、δを一定とすると、吸引力を増すために
は、dを大きくすること、すなわち磁石の長さを長くす
ることである。無限の長さの永久磁石を用いたとする
と、吸引力の理論上の限界値は数3のようになる。
【数3】 このように従来技術の図2の構造では、できるだけ大き
な吸引力を得ようとすると、磁石の厚みdを大きくする
必要がある。これは、小型化、軽量化に反する。一方、
小型化を実現しようとして、永久磁石1の厚みdを小さ
くし、δのオーダーに近づくと吸引力Fは急激に低下す
る。これは、永久磁石の上の面に生じている磁荷−σが
吸引力を弱めるように作用するからである。このように
従来技術の図2の構造は、小型化は吸引力とお互いに強
い相反関係にあり好ましくない。これに対して、改良さ
れた従来技術においては、図3に示すようにヨーク2a
を利用する方法が使われている。この考え方は軟磁性体
(キーパー)6とヨーク2aにより閉磁路を形成し、実
質上永久磁石1の上面の磁荷−σを消してしまうことで
ある。これが実現できれば、薄い永久磁石でも理論的に
は無限の長さを持った永久磁石を使用したことと等価に
なる。しかし、現実には磁荷−σを打ち消すためには、
永久磁石1と同じ程度の飽和磁化を有するヨーク2aを
磁気回路的に磁束漏洩のないように設計する必要があ
り、必然的にヨーク2aが永久磁石の外周部で飽和しな
いように厚く設計しなければならない。また、優れた耐
食性を有する磁性材料の飽和磁化は一般にかなり小さ
く、この点からも従来の単極着磁の構造では小型化のヨ
ーク設計に限界があることが分かる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の上
記欠点に鑑みなされたものであり、永久磁石と軟磁性体
よりなるキーパーの吸引力を利用して人工歯を口腔内に
固定する歯科用磁気アタッチメントにおいて、前記永久
磁石が多極着磁されていることを特徴としている。
【0005】
【作用】上記多極着磁の構成によれば、従来構造より小
型軽量で高吸引力を有する歯科用磁気アタッチメントを
実現できる。
【0006】本発明の理論的背景次に、本発明の基本と
なった理論的背景について述べる。図4は、本発明の原
理を説明するために、2極着磁された永久磁石を用いた
歯科用磁気アタッチメントのモデル断面図である。永久
磁石1は同じ表面積S/2の二つの領域に2分割されて
それぞれ反対方向に着磁されている。きわめて大きな透
磁率を有する無限平面の軟磁性体(キーパー)6の内部
に、同じように2極着磁された影像が現れると考える。
このときの永久磁石1が軟磁性体に引き寄せられる力F
は次のようになる。
【数4】 請求項1は極着磁されたそれぞれの領域における影像と
の吸引力であり、結果的には、数2と同じになる。請求
項2は、永久磁石1の2極着磁された吸着面の磁荷±σ
と2極着磁された上面の磁荷の隣接影像との相互作用8
a,8bによるものであり、これは吸引力を増加させる方
向に作用する。請求項3は永久磁石の2極着磁された上
面の磁荷±σとその隣接影像との相互作用によるもので
あり、吸引力を減少させる方向に作用させる。ここで、
ηとξは、1〜2の大きさを有するほぼ同じ大きさのパ
ラメータである。請求項2は請求項3に比較して約2倍
の大きさがあり、2分割着磁することにより吸引力が増
加することが分かる。ここで、吸着面の磁荷±σとその
隣接影像間の相互作用も考えられるが、これは横方向に
反発する反対向きの力となり、それぞれ打ち消し合って
結果的に吸引力には全く寄与しないと考えられる。この
ように、本発明の多極着磁の一つの例である2極着磁に
おいてヨークがない場合でも吸引力が増加することが理
論的に示された。図5は、本発明における2極着磁の場
合のヨーク2bの効果を説明する図である。この場合、
ヨーク2bは永久磁石1の上面のみに装着されており、
図3の従来構造と異なり、永久磁石1の側面にはない。
磁荷の打ち消し合いは上面のヨーク2bの中でのみ行わ
れる。完全に磁荷が打ち消されれば、数4においてdを
含む項がなくなり、吸引力は理論上の値に近づく。この
とき、ヨーク2bを通過する磁束7aは、永久磁石1の断
面積Sの1/2に相当する磁束が対象となり、従来構造
に比較すると1/2と見積れる。これにより、従来構造
に比較し約1/2厚みのヨーク2bで同じ性能を実現す
ることができる。本発明の構造では、永久磁石1の側面
にヨ−クを装着する必要がないので、同じ寸法で従来構
造と比較すると、永久磁石1の横方向の占有率を大きく
でき、その分吸引力は強くなる。これらのことから、本
発明の多極着磁の方法を用いると、きわめて小型軽量の
歯科用磁気アタッチメントを設計できることが分かる。
図6は、本発明の例の一つである3極着磁の場合のヨー
ク2bの効果を説明する図である。二つの着磁方向の異
なる領域の表面積が同じとすると、永久磁石の上面の磁
荷±σは磁石上面に取り付けられたヨーク2b内部で打
ち消される。このときヨーク2bを通過する磁束は図5
よりさらに小さくできるので、ヨーク2bの小型薄型設
計はさらに可能となる。本発明の考え方をさらに発展さ
せて4極、5極とすることにより、ヨーク設計をさらに
小型薄型にできることは明かであろう。しかし、現実問
題としては、多極着磁の極数が極端に多くなった場合、
隣接磁極間の境界領域の面積比率が無視できなくなり、
これが吸引力が低下する原因となる。また、製造上の問
題としては多極着磁させる場合、極数が多くなると永久
磁石を完全に飽和まで磁化できないという問題もあるの
で、極数には自ずと制限がある。これまでの説明図で
は、軟磁性体(キーパー)6は無限平面を考えたが、図
1のキーパー4に示すように、実際には永久磁石1と同
じ程度の大きさを有する軟磁性体である。この場合は、
影像として現れる磁荷はσではなく、1より小さい係数
αをかけた磁荷ασが現れると考えると全く同じ議論を
展開することができる。
【0007】
【実施例】図7は、本発明の一つの実施例であり、円柱
状の永久磁石1が同心円状に2極着磁された状態の平面
図とAA’断面図を示す。永久磁石の外径Doに対し
て、2極着磁の境界領域の直径DiはDi=Do/√2の
関係にあり、異なる二つの磁化領域5a,5bの面積が同
じになるように設計されている。図8は、本発明の一つ
の実施例であり、図7の2極着磁された永久磁石を用い
た歯科用磁気アタッチメントの組立断面図である。同心
円状に2極着磁された永久磁石1の上面は耐食性のある
磁性ステンレス製のヨーク2b、残りの部分は非磁性ス
テンレス製のカバー3aで覆われている。ヨーク2bとカ
バー3aの接合部はレーザ溶接により密閉されている。
永久磁石1の側面の非磁性ステンレス製のカバ−3aの
厚みは、従来構造のヨ−クの厚みの1/4にすることが
でき、その分永久磁石の半径方向の占有率を増加させる
ことができた。また、キーパー4は従来技術と同じよう
に磁性ステンレスにより構成されている。本発明の構造
を採用することにより、従来構造に比較して吸引力を約
2割向上させることができた。図9は、本発明の一つの
実施例であり、円柱状の永久磁石1が半月状に2極着磁
された状態の平面図とAA’断面図を示す。異なる二つ
の磁化領域5a,5bの面積が同じである。図10は、本
発明の一つの実施例であり、図9の2極着磁された永久
磁石を用いた歯科用磁気アタッチメントの組立断面図で
ある。半月状に2極着磁された永久磁石1の上面は耐食
性のある磁性ステンレス製のヨーク2b、残りの部分は
非磁性ステンレス製のカバー3aで覆われている。ヨー
ク2bとカバー3aの接合部はレーザ溶接により密閉され
ている。本発明の構造を採用することにより、前の実施
例と同じように吸引力を飛躍的に向上させることができ
た。図11は、本発明の一つの実施例であり、円周方向
を4分割して着磁された円柱状磁石の4極着磁状態の平
面図とAA’断面図を示す。異なる二つの磁化領域の面
積は同じである。図12は、正方形の表面形状を有する
永久磁石1aを縞状に4極着磁された場合の本発明の他
の実施例を示す。これまで述べた実施例では、磁石形状
として円柱状、長方体の2種類しか示さなかったが、断
面形状が他の多角形でも多極着磁の本発明の効果が同じ
であることは明白である。また、多極着磁の方法とし
て、これまでの実施例では、同心円状、縞状、円周分割
の3種類しか示さなかったが、他の任意の多極分割法で
も本発明の効果が有効であることは、本技術分野の専門
家であれば容易に理解できるであろう。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、歯科用磁気アタッチメ
ントの磁気回路を永久磁石の多極着磁で構成することに
より、従来技術に比較して、きわめて小型軽量の高吸引
力を有する歯科用磁気アタッチメントを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による歯科用磁気アタッチメントの構
造断面図
【図2】従来技術の原理説明図
【図3】従来技術の原理説明図
【図4】本発明の原理説明図
【図5】本発明の原理説明図
【図6】本発明の原理説明図
【図7】本発明の実施例である永久磁石の平面図と断面
【図8】本発明の実施例である歯科用磁気アタッチメン
トの構造断面図
【図9】本発明の実施例である永久磁石の平面図と断面
【図10】本発明の実施例である歯科用磁気アタッチメ
ントの構造断面図
【図11】本発明の実施例である永久磁石の平面図と断
面図
【図12】本発明の実施例である永久磁石の平面図と断
面図
【符号の説明】
1 永久磁石 2 ヨ−ク 2a ヨ−ク 2b ヨーク 3 非磁性体 3a 非磁性体 4 軟磁性体(キーパー) 5 着磁方向 5a 着磁方向 5b 着磁方向 6 無限平面の軟磁性体 7 磁束の流れ 7a 磁束の流れ 7b 磁束の流れ 8a 吸引力 8b 吸引力

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 永久磁石と軟磁性体よりなるキーパーの
    吸引力を利用して人工歯を口腔内に固定する歯科用磁気
    アタッチメントにおいて、前記永久磁石が多極着磁され
    ていることを特徴とする歯科用磁気アタッチメント。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記永久磁石の着磁
    方向と垂直な断面が円形もしくは多角形であり、該永久
    磁石のキーパーに対向する吸着面が非磁性体で覆われて
    おり、該永久磁石の他の表面が軟磁性体で覆われている
    ことを特徴とする歯科用磁気アタッチメント。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記永久磁石の着磁
    方向と垂直な断面が円形もしくは多角形であり、該永久
    磁石のキーパーに対向する吸着面と該永久磁石の側面が
    非磁性体で覆われており、該永久磁石の前記吸着面と反
    対側の表面が軟磁性体で覆われていることを特徴とする
    歯科用磁気アタッチメント。
  4. 【請求項4】 請求項2もしくは請求項3において、前
    記多極着磁が着磁方向と垂直な面において同心円もしく
    は同心多角形の形状に着磁されていることを特徴とする
    歯科用磁気アタッチメント。
  5. 【請求項5】 請求項2もしくは請求項3において、前
    記多極着磁が着磁方向と垂直な面において縞状の形状に
    着磁されていることを特徴とする歯科用磁気アタッチメ
    ント。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019951A1 (fr) * 1994-12-27 1996-07-04 Aichi Steel Works, Ltd. Fixation de prothese dentaire

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019951A1 (fr) * 1994-12-27 1996-07-04 Aichi Steel Works, Ltd. Fixation de prothese dentaire
AU687657B2 (en) * 1994-12-27 1998-02-26 Aichi Steel Works Ltd. Denture attachment
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