JPH0975373A - カーバイドバー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯科治療に用いられるカーバイドバーに於い
て、切削性を維持すると共に接合部の強度を向上させ
る。 【解決手段】カーバイドバーＡの切削部１をタングステ
ンを主成分とする超硬合金によって構成し、シャンク部
２をタングステン或いはコバルトを含有する鋼材によっ
て構成する。超硬合金と鋼材を対向させて当接させ、こ
の当接状態を維持して加熱することで両者を一体化させ
る。超硬合金と鋼材を一体化させるに際し、夫々素材の
状態で良く、或いは予め夫々対応する形状に形成されて
いても良い。超硬合金と鋼材を一体化させた後、カーバ
イドバーＡに対応する形状に形成する加工、或いは接合
部４に生じたバリ，膨れを削除する加工を施してカーバ
イドバーＡを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯科治療に際して
用いられるカーバイドバーと、このカーバイドバーを製
造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯科治療では、歯のエナメル質や象牙質
の部分を切削する際にカーバイドバーと呼ばれる切削具
が使用される。このカーバイドバーは、ハンドピース等
の回転駆動装置に装着されて前記各質を切削するもので
あり、研削加工或いは放電加工等によって外周所定部分
に切刃を形成したタングステンカーバイドを主成分とす
る超硬合金からなる切削部と、切削部と連続して形成さ
れたシャンク部とを有して構成されている。

【０００３】上記超硬合金は他の材質を持った金属と溶
接することが出来ない。このため、カーバイドバーは、
比較的大きいサイズのチップから切削部及びシャンク部
を研削加工等によって構成するか、或いはシャンク部を
鋼系の材料で製作して超硬合金からなる切削部とろう付
けして構成されているのが一般である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タングステンカーバイ
ドを主成分とする超硬合金は価格が高く且つ加工が容易
ではない。従って、超硬合金によってシャンクを一体的
に構成するのでは材料費及び加工費が上昇するという問
題が生じる。また超硬合金からなる切削部と鋼系材料か
らなるシャンクをろう付けした場合には、ろう付け部分
の強度に不安が残るという問題がある。

【０００５】本件出願人は、ろう付け部分の強度に対す
る不安を一掃した超硬合金とステンレス鋼との接合方法
を開発して既に特許出願している（特願平4-357812
号）。然し、この方法では接合時に無酸素雰囲気を形成
することが必要となり、製造能力に限界があるという問
題があった。

【０００６】本発明の目的は、良好な切削性を有し且つ
価格を大幅に上昇させることのないカーバイドバーと、
超硬合金と鋼材を接合する作業を大気雰囲気中で行うこ
とが出来る製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本件発明者等は、歯科治
療に用いられるカーバイドバーの品質の安定化をはかる
と共にコストを低減させることが出来る製造方法を開発
するために種々の実験を試みた。その結果、タングステ
ンカーバイドを主成分とする超硬合金とタングステンを
含有する鋼材との組み合わせでは、両者を当接しつつ加
熱することによって一体的に接合することが出来、且つ
接合部位の強度は充分に満足し得るものであることを知
見した。また超硬合金には一般にコバルトが含有されて
おり、この超硬合金とコバルトを含有した鋼材を組み合
わせても一体化し得ることを知見した。

【０００８】従って、本発明に係るカーバイドバーは、
タングステンカーバイドを主成分とする超硬合金からな
る切削部と、タングステン又はコバルトを含有する鋼材
からなるシャンク部を有し、前記切削部とシャンク部が
タングステンカーバイドを主成分とする超硬合金とタン
グステン又はコバルトを含有する鋼材を接合して一体化
したものである。

【０００９】上記カーバイドバーでは、切削部をタング
ステンカーバイドを主成分とする超硬合金によって構成
すると共にシャンク部をタングステン或いはコバルトを
含有する鋼材によって構成したので、高い硬度を持った
エナメル質や象牙質を良好に切削することが出来、且つ
シャンク部の材料は超硬合金と比較して価格が安いた
め、コストを大幅に上昇させることがない。

【００１０】また本発明に係るカーバイドバーの製造方
法は、素材の状態又は予め所定の形状に形成したタング
ステンカーバイドを主成分とする超硬合金と素材の状態
又は予め所定の形状に形成したタングステン又はコバル
トを含有する鋼材を対向させて当接すると共に該当接部
位を加熱して一体化させ、その後、所定の加工を施すこ
とを特徴とするものである。

【００１１】カーバイドバーを製造するに際し、超硬合
金とタングステン或いはコバルトを含有する鋼材を対向
させて当接させ、該当接部を加熱することで一体化させ
ることが出来る。この当接，加熱作業は大気中で実施す
ることが出来る。

【００１２】従って、超硬合金の素材とタングステン或
いはコバルトを含有した鋼材の素材を一体化させ、その
後、研削加工等の方法によって超硬合金部分に切削部を
形成すると共に鋼材部分にシャンクを形成することでカ
ーバイドバーを製造することが出来る。また予め超硬合
金の素材を切削部として加工しておくと共に鋼材をシャ
ンク部として加工しておき、これ等を対向させて当接さ
せ加熱して一体化してもカーバイドバーを製造すること
が出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、上記カーバイドバー及び製
造方法の好適な実施形態について図を用いて説明する。
図１はカーバイドバーの側面図、図２はカーバイドバー
の正面図、図３は当接，加熱装置の一例を示す模式図で
ある。

【００１４】先ず、図１，図２によりカーバイドバーＡ
について説明する。このカーバイドバーＡは歯科治療に
際し、エナメル質や象牙質等の硬度の高い層を切削する
ものであり、タングステンカーバイドを主成分とする超
硬合金からなる切削部１と、タングステン或いはコバル
トを含有する鋼材からなるシャンク部２とによって構成
されている。

【００１５】切削部１には予め設計段階で設定された形
状を持った複数の切刃１ａが形成されている。切削部１
を構成する超硬合金は、主成分として約90％程度のタン
グステンカーバイドを含有し、他の成分として約７％程
度のコバルトと、約１％程度のタンタルカーバイドを含
有している。この超硬合金は極めて高い硬度を有してお
り、該超硬合金に対する加工は研削加工や放電加工によ
って行われる。

【００１６】シャンク部２は図示しないハンドピース等
のチャックに把持し得るように、ストレート部２ａとテ
ーパ部２ｂを有する軸状に形成されている。シャンク部
２は、約19％程度のタングステン及び約10％程度のコバ
ルトを含有する高速度鋼、或いは高級バネ材として用い
られ、約10％程度のタングステンを含有し、他の成分と
して約15％程度のニッケルと約20％程度のクロームを含
有するステンレス鋼系の鋼材を用いて構成されている。

【００１７】歯科治療に用いられるカーバイドバーＡは
極めて微細なものであり、本例に於ける切削部１の外径
は約0.8 mm，切削部１を含む頭部３の長さは約1.8 mm，
シャンク部２のストレート部２ａの太さは約1.6 mm，テ
ーパ部２ｂの最も細い部分の太さは約0.55mmに形成され
ている。このため、図１に示す切削部１とシャンク部２
の接合部４は、ある程度の太さを有し且つ切削性を維持
して超硬合金の使用量を最も少なくし得る位置に設定さ
れている。

【００１８】切削部１とシャンク部２との接合は、後述
するカーバイドバーＡの製造方法の説明で述べるように
両者を接合部４で対向させて当接させ、この当接状態を
維持して加熱することで行われる。

【００１９】上記の如く構成されたカーバイドバーＡで
は、シャンク部２のストレート部２ａを介して該バーＡ
をハンドピース等の回転駆動装置に装着することが可能
である。そして歯科医師がカーバイドバーＡを装着した
ハンドピースを操作することで、切削部１によって歯の
エナメル質や象牙質を良好に切削することが可能であ
る。特に、切削部１が超硬合金によって構成されるた
め、長期間良好な切削性を維持することが可能である。

【００２０】次にカーバイドバーＡの製造方法について
説明する。本発明に係るカーバイドバーの製造方法は、
素材の状態又は予め切削部１に対応する形状に形成した
超硬合金と素材の状態又は予めシャンク部２に対応する
形状に形成したタングステン或いはコバルトを含有する
鋼材（以下「タングステン鋼材」という）を当接させて
加熱することで一体化させ、その後、所定の加工を施し
て目的のカーバイドバーＡを構成するものである。

【００２１】超硬合金の素材とタングステン鋼材の素材
を一体化させてカーバイドバーを製造する場合、一体化
させた材料に対し研削加工等の加工を施して超硬合金に
対応する部分に切削部１を形成すると共に、タングステ
ン鋼材に対応する部分にシャンク部２を形成することで
カーバイドバーＡを製造することが可能である。

【００２２】また予め超硬合金の素材に対し研削加工等
の加工を施して切削部１に対応する形状に形成すると共
に、タングステン鋼材の素材に対し切削加工や研削加工
等の加工を施してシャンク部２に対応する形状に形成
し、これ等の中間部品を互いに対向させて当接させつつ
加熱して一体化させ、その後、接合部４に生じたバリを
除去する加工を施してカーバイドバーＡを製造すること
も可能である。

【００２３】素材或いは切削部１に対応する形状に形成
された超硬合金と、素材或いはシャンク部２に対応する
形状に形成されたタングステン鋼材を一体化させるに際
し、両者は互いに軸芯を一致させて対向して配置された
状態で所望の力を作用させて当接される。

【００２４】本件発明者等の実験では、超硬合金とタン
グステン鋼材とを当接させる際に該当接面に作用させる
圧力は１平方センチメートル当たり約１kg程度が良好で
あった。前記値よりも大きい圧力で当接させた場合、接
合部４に生じるバリが過大となり且つ接合部４の周辺部
分の寸法及び形状が変化して後加工に余分な時間が必要
になる虞がある。また前記値よりも小さい圧力で当接さ
せた場合、充分な接合強度を得ることが困難になる虞が
ある。

【００２５】上記の如くして超硬合金とタングステン鋼
材を当接させて加熱する際の加熱手段は特に限定するも
のではなく、例えば、通電による加熱，高周波或いは低
周波による誘導加熱，火炎による加熱，回転時の摩擦に
伴う発熱による加熱等の手段を選択的に用いることが可
能である。

【００２６】図３は超硬合金とタングステン鋼材を当接
させつつ加熱することが可能な接合装置の一例を示す図
である。図に於いて、チャック11には素材或いは予め切
削部１に対応する形状に形成された超硬合金のチップ12
が保持されており、移動チャック13には素材或いは予め
シャンク部２に対応する形状に形成されたタングステン
鋼材のバー材14が保持されている。

【００２７】移動チャック13は駆動装置15によって矢印
ａ，ｂ方向に往復移動可能に構成されると共に、チップ
12に対しバー材14を予め設定された圧力を持って当接さ
せることが可能なように構成されている。前記駆動装置
15は、エアシリンダーとバネを組み合わせて構成するこ
とが可能であり、バネの付勢力によって移動チャック13
を矢印ａ方向に移動させてバー材14をチップ12に当接さ
せ、エアシリンダーの駆動によって移動チャック13を矢
印ｂ方向に移動させて退避させることが可能である。

【００２８】チャック11及び移動チャック13には電源及
びスィッチやタイマー等からなる通電装置16が接続さ
れ、バー材14をチップ12に当接させた後、予め設定され
た電流を通電することが可能である。

【００２９】上記の如く構成された接合装置では、各チ
ャック11，13に夫々チップ12，バー材14を装着した後、
駆動装置15を作動させてチップ12とバー材14を当接さ
せ、この当接状態を維持して通電装置16を作動させる
と、チップ12及びバー材14が発熱して接合することが可
能である。

【００３０】そして上記当接状態及び通電状態を所定時
間維持した後、通電装置16の作動を停止させて接合した
チップ12，バー材14を冷却させ、各チャック11，13を開
放して離脱させる。このように当接状態を維持して接合
させたチップ12とバー材14では両者の接合部４にバリ或
いは膨れが生じることが多い。

【００３１】このため、チップ12が予め切削部１の形状
に形成され且つバー材14がシャンク部２の形状に形成さ
れたものであっても、接合装置から離脱させた後、バリ
或いは膨れを削除する追加工を施す。またチップ12及び
バー材14が素材の状態である場合には、夫々の部分に所
定の加工を施してバリ或いは膨れを削除すると共に切削
部１及びシャンク部２を形成する。

【００３２】上記の如く、超硬合金及びタングステン鋼
材が素材の状態であるか或いは予め切削部１，シャンク
部２に対応する形状に形成されているかに関わらず、両
者を当接させつつ接合部を加熱して一体化させ、その
後、目的のカーバイドバーＡに対応する形状に加工し、
或いは接合部４に生じたバリ，膨れを削除することでカ
ーバイドバーＡを製造することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
カーバイドバーでは、タングステンを主成分とする超硬
合金とタングステン或いはコバルトを含有する鋼材を接
合して一体化させ、超硬合金部分に切削部を形成すると
共に鋼材部分にシャンク部を構成したので、超硬合金と
鋼材とを高い強度で接合することが出来、且つ長期間に
わたって繰り返し使用しても切削性を維持することが出
来る。このため、シャンク部を含んで超硬合金によって
構成されたカーバイドバーと比較してコストを低減する
ことが出来る。

【００３４】また本発明に係るカーバイドバーの製造方
法では、素材或いは予め切削部に対応する形状に形成さ
れた超硬合金と素材或いは予めシャンク部に対応する形
状に形成された鋼材を対向させて当接させつつ加熱して
一体化させ、その後、カーバイドバーに対応する形状に
加工し、或いは接合部に生じたバリや膨れを削除する加
工を施すことでカーバイドバーを製造することが出来
る。

【００３５】超硬合金と鋼材の接合部は、ろう付けでは
なく溶接接合となるため、接合強度に対する信頼性を向
上させると共に、材料コストを低減することが出来る等
の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】カーバイドバーの側面図である。

【図２】カーバイドバーの正面図である。

【図３】接合装置の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

Ａ カーバイドバー １ 切削部 １ａ 切刃 ２ シャンク部 ２ａ ストレート部 ２ｂ テーパ部 ３ 頭部 ４ 接合部 11 チャック 12 チップ 13 移動チャック 14 バー材 15 駆動装置 16 通電装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タングステンカーバイドを主成分とする
   超硬合金からなる切削部と、タングステン又はコバルト
   を含有する鋼材からなるシャンク部を有し、前記切削部
   とシャンク部がタングステンカーバイドを主成分とする
   超硬合金とタングステン又はコバルトを含有する鋼材を
   接合して一体化されていることを特徴としたカーバイド
   バー。
2. 【請求項２】 素材の状態又は予め所定の形状に形成し
   たタングステンカーバイドを主成分とする超硬合金と素
   材の状態又は予め所定の形状に形成したタングステン又
   はコバルトを含有する鋼材を対向させて当接すると共に
   該当接部位を加熱して一体化させ、その後、所定の加工
   を施すことを特徴としたカーバイドバーの製造方法。