WO2019198777A1 - 歯科用ファイル - Google Patents

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WO2019198777A1
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virtual circle
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dental file
dental
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晋作 畔柳
光一 那花
憲男 前田
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マニー株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/40—Implements for surgical treatment of the roots or nerves of the teeth; Nerve needles; Methods or instruments for medication of the roots
    • A61C5/42—Files for root canals; Handgrips or guiding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/40—Implements for surgical treatment of the roots or nerves of the teeth; Nerve needles; Methods or instruments for medication of the roots

Definitions

  • the present invention relates to a dental file used for enlarging / cleaning a root canal in dental treatment.
  • Reamers and files are available as dental root canal cutting tools used for root canal enlargement and cleaning in dental treatment (see Patent Document 1).
  • the reamer mainly cuts the root canal by rotating, and the file cuts the root canal by rotating or pushing and pulling in the axial direction.
  • Conventional dental root canal cutting tools are made of stainless steel, but in recent years, nickel titanium with high elasticity suitable for treatment of curved root canals may be used. Furthermore, not only a manual type but also an electric type used as a power connected to a dental handpiece (engine) is increasing. And, it is possible to perform treatment quickly by using an electric type.
  • FIG. 7 is a plan view of a general dental file.
  • the dental file 100 shown here is used by being connected to a dental handpiece.
  • the dental file 100 includes a working unit 101 formed of a cutting blade having a spiral shape that narrows toward the tip, a shaft 102 connected to the rear end of the working unit 101, and a rear end of the shaft 102. And a grip portion 103 attached to the dental handpiece.
  • a general method for manufacturing such a dental file is to first process a portion that becomes a working portion from a thin wire with a centerless processing machine so as to have a constant taper rate (for example, 6/100). Then, a groove that becomes the cutting edge of the working part is formed by a blade groove grinding machine.
  • a method of grinding a thin wire in two stages of taper formation and cutting edge formation is employed. In the case of a dental file made of nickel titanium, it is particularly easy to damage the grindstone.
  • the main performances required for dental files include flexibility to follow complex-shaped root canals, cutting ability to properly cut root canals, and fracture resistance that does not break during work. It is done. The higher these performances, the easier and quicker the root canal can be formed, and the burden on the practitioner and patient can be reduced.
  • an object of the present invention is to provide a dental file having high performance in flexibility, machinability, and fracture resistance.
  • the dental file of the present invention has a working portion that is spiral and has a smaller cross section toward the tip, and has a single cross-sectional shape at an arbitrary position of the working portion. It is a substantially rectangular shape composed of an arc and three lines, and the points at the four corners of the substantially rectangular shape are arranged on each of the virtual circle and the inside of the virtual circle, each of which is part of the arc, The center position of the virtual circle is inside the substantially rectangular shape, and the length of the shortest perpendicular line from the center position of the virtual circle to the three lines is the radius of the virtual circle. It is characterized by being 45% or more and 65% or less.
  • the helical pitch is narrower as the spiral of the working part is closer to the tip.
  • the dental file of the present invention there is an effect that high performance can be exhibited in flexibility, machinability, and fracture resistance. Furthermore, when the helical pitch is made closer to the tip, the lifting load from the root canal can be reduced, and the root canal forming operation can be performed more easily.
  • (A) is a plan view of a dental file
  • (b) is an enlarged cross-sectional view taken along line AA. It is a figure explaining the manufacturing process of a dental file, Comprising: (a) is a top view of a wire, (b) is a top view of a taper material, (c) is a top view of a dental file. It is a figure explaining the cross-sectional shape of a dental file, (a) is a figure in which the core is in contact with three sides, (b) is a figure in which the core is in contact with one side, and (c) is a figure in which the core is in two sides. It is the figure which touches.
  • FIG. 1 (a) is a plan view of a dental file of the present invention
  • FIG. 1 (b) is an enlarged cross-sectional view taken along line AA.
  • the dental file 10 includes a working unit 11 for cutting the root canal, a shaft 12 connected to the rear end of the working unit 11, and a gripping unit (not shown) connected to the rear end of the shaft 12 and attached to the dental handpiece. And have.
  • the working unit 11 has a tapered shape in which the cross section decreases toward the tip, and a similar cross section is connected in a spiral shape.
  • the cross-sectional shape at an arbitrary position of the working unit 11 is a substantially rectangular shape in which an outer edge is formed by three lines 41, 42, 43 and one arc 40 (hereinafter referred to as “land”). That is, the outline of the cross-sectional shape is a rectangle, and the three lines 41, 42, and 43 mean a straight line or a curve close to a straight line. The details of the cross-sectional shape of the working unit 11 will be described later.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of a dental file, where (a) is a plan view of the wire, (b) is a plan view of the tapered material, and (c) is a plan view of the dental file.
  • the working part 11 of the dental file 10 is formed by the following manufacturing process.
  • a nickel titanium product wire 30 is prepared.
  • the cross section of the wire 30 is circular, and the length is determined based on the length of the finished dental file 10.
  • Nickel-titanium products are made of highly elastic material and can easily follow complicated root canals.
  • the wire rod 30 is ground to form a taper member 31 having a taper portion 32 that is tapered toward the tip at a constant rate. Since the tapered portion 32 is a portion that becomes the working portion 11 in the finished product, the tapered portion 32 has a conical shape having a length corresponding to the working portion 11 and a taper rate.
  • the taper rate is, for example, 4/100 to 6/100 (gradient on one side) Can be a predetermined value of 2/100 to 3/100).
  • the working portion 11 is formed by further grinding the tapered portion 32 so that the cross-sectional shape of FIG.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining a cross-sectional shape of a dental file, wherein FIG. 3A is a diagram in which the core is in contact with three sides, FIG. 3B is a diagram in which the core is in contact with one side, and FIG. Is a figure in contact with two sides.
  • the land 40 is formed by grinding only the portions of the three lines 41, 42, and 43 without grinding the surface of the tapered portion 32.
  • the line 41 and the line 42 and the line 42 and the line 43 are orthogonal to each other. That is, the line 41 and the line 43 are parallel, and the line 42 is orthogonal to both the line 41 and the line 43.
  • the line 41 may be a slightly curved curve in order to form a scooping angle on the cutting blade 15.
  • the line 42 and the line 43 since the working unit 11 is spiral, it is difficult to grind to a complete straight line, and it is considered that the line 42 and the line 43 become curves close to a straight line. Therefore, the line 41 and the line 43 may not be completely parallel, and the angle formed by the line 42 and the line 41 and the angle formed by the line 42 and the line 43 may not be 90 °. However, since these are loose curves, the outline of the cross-sectional shape of the working unit 11 may be a rectangle. Accordingly, the lines 41, 42, and 43 are regarded as straight lines and will be described below.
  • the axial center position of the taper material 31 is O, and the radius of the tapered portion 32 in the cross section at an arbitrary position is R. Then, in the dental file 10 that is a finished product, a circle with a radius R centered on the axial center position O is defined as a virtual circle 50. That is, since the land 40 is a part of the virtual circle 50, the points at both ends of the land 40 are on the virtual circle 50.
  • the axial center position O is the center position O of the virtual circle 50, and naturally the center position O is positioned inside the substantially rectangular shape that is the cross-sectional shape of the working unit 11.
  • the distances from the center position O of the virtual circle 50 to the three lines 41, 42, 43 are the lengths of the vertical lines dropped from the center position O to the three lines 41, 42, 43, respectively.
  • the circular portion having a radius r0 from the center position O is a portion that extends over the entire length of the spiral working portion 11, and this is a dental file.
  • Ten cores 51 are provided. Since the radius r0 decreases toward the tip of the dental file 10, the core 51 has a conical shape that narrows toward the tip.
  • FIG. 3A is a diagram in the case where the lengths of the perpendiculars dropped on the lines 41, 42, 43 are equal, in other words, the lines 41, 42, 43 in which the core 51 is the three sides of the cross section of the working unit 11. It is a figure in case it touches. Therefore, the cross section of the working portion 11 is formed by grinding the circular cross section of the tapered portion 32 by a depth of (R ⁇ r0) from three directions.
  • the lengths of the respective vertical lines can be set to different values.
  • FIG. 3B is a diagram in the case where the length r0 of the perpendicular drawn to the line 42 is the shortest.
  • the core 51 is in contact only with the line 42 that is one side of the cross section of the working unit 11.
  • the line in contact with the core 51 may be a line 41 or a line 43, and in this case, the position of the shortest perpendicular line changes.
  • the cross section of the working portion 11 was formed by grinding the (R ⁇ r0), (R ⁇ r1), and (R ⁇ r2) depths from three directions with respect to the circular cross section of the tapered portion 32, respectively. It will be.
  • FIG. 3C is a diagram in the case where the lengths r0 and r0 of the perpendiculars dropped to the line 41 and the line 43 are the shortest, in other words, the line 41 in which the core 51 is two sides of the cross section of the working unit 11. And it is a figure in the case of touching the line 43.
  • the two sides that are in contact with the core 51 may be a line 41 and a line 42, or may be a line 42 and a line 43.
  • the cross section of the working portion 11 was formed by grinding the circular cross section of the tapered portion 32 by the depths (R ⁇ r0), (R ⁇ r0), and (R ⁇ r3) from three directions, respectively. It will be.
  • the core ratio becomes a constant value over the entire length of the working unit 11.
  • the core rate is preferably 45% or more and 65% or less.
  • FIG. 4 is a diagram for comparing cross-sectional shapes depending on the difference in core ratio, where (a) shows a core ratio of 45% and (b) shows a core ratio of 65%.
  • the case where the core 51 is in contact with three sides of the cross section of the working unit 11 is illustrated.
  • the cross-sectional shape of the working unit 11 becomes a substantially rectangular shape whose cross section is longer than that in FIG. 4A, resulting in a problem that the strength is insufficient.
  • the core ratio is about 70%
  • the intersection 16 of the line 41 and the line 42 and the intersection 17 of the line 42 and the line 43 are substantially on the circle of the virtual circle 50, so when cutting the root canal These intersections 16 and 17 tend to bite into the root canal wall, and this causes a problem that the flexibility and fracture resistance are affected. Therefore, it is assumed that the intersection 16 of the line 41 and the line 42 and the intersection 17 of the line 42 and the line 43 are both arranged inside the virtual circle 50.
  • intersections 16 and 17 may come into contact with the root canal wall at a portion bent by the root canal, but this does not lower the flexibility and fracture resistance.
  • the intersection points 16 and 17 function as a cutting blade that gently cuts and contributes to the machinability.
  • the dental file 10 of the present invention is characterized by being excellent in flexibility and fracture resistance due to being off-center, and having a smooth cutting edge due to good dischargeability of the cutting piece.
  • the core ratio is 60% or more and 65% or less, and when the taper ratio is 6/100, the core ratio is 55% or more and 60% or less. Tests have shown that folding performance is good.
  • the land length L can be obtained if the core rate is determined.
  • the land length L is 0.93R ⁇ L ⁇ 1.42R. That is, when the core 51 is in contact with three sides of the cross section of the working unit, the dental file 10 of the present invention can be defined in the range where the land length L is 0.95R or more and 1.40R or less instead of the core ratio. It is.
  • FIGS. 5A and 5B are comparative diagrams in which the spiral pitch of the working unit is changed, in which FIG. 5A is a dental file having an equal pitch, and FIG. 5B is a dental file having a narrow pitch toward the tip (hereinafter, “prepared”). "Pitch").
  • the visible portion of the land 40 is filled in.
  • the pitches having the same pitch are all the same, but the pitches having the front pitch are narrower as the pitch is closer to the tip.
  • FIG. 5B a product having a wider pitch toward the tip is also conceivable, but in that case, the strength near the tip becomes weak and deformation tends to occur. I decided to exclude it.
  • FIG. 6A and 6B are cross-sectional shapes of the working parts subjected to performance comparison, where FIG. 6A is a cross-section of a conventional product, and FIG. 6B is a cross-section of the present invention.
  • the cross section of the working part 111 of the conventional product is a substantially rectangular shape formed by parallel lines 141 and 143 and opposing lands 140 and 142, and the cutting blades 115 are formed at two places.
  • the cross section of the working part 11 according to the present invention is a substantially rectangular shape formed by one land 40 and three lines 41, 42, 43, and the cutting blade 15 is only at one place.
  • the root canal followability test is a test for evaluating whether or not the root canal wall is evenly cut when the respective working parts 111 and 11 are inserted and cut into an S-shaped root canal model simulating a root canal. . That is, it is a test for evaluating whether or not only one wall of the root canal can be prevented from being greatly cut (transportation).
  • the root canal followability test it was found that the root canal followability was superior because the root canal wall was cut more uniformly in the dental file 10 of the present invention than in the conventional dental file 110. .
  • the reason is that the cross section of the working unit 11 according to the present invention is more flexible because the second moment of the cross section is smaller than that of the conventional product, and because the cross section is off-center at one land, the cross section of the working unit 11 is higher than that of the conventional product. It is considered that there is a gap between the pipe wall. Therefore, it is considered that the dental file 10 of the present invention has a structure that easily follows the root canal shape even in a root canal that is bent in an S-shape or the like.
  • the dental file 10 of the present invention has a land having an appropriate length and has one cutting blade 15, the root canal can be appropriately cut without being excessively cut.
  • the intersections 16 and 17 are in contact with the root canal wall and function as a cutting blade that gently cuts at the root bend, so the root canal wall is evenly distributed even in the S can. It is thought that it was possible to cut it.
  • a torsional fracture angle comparison test and a fatigue fracture test were performed.
  • the comparison of torsional break angles is a test for measuring the angle at the time of breaking by twisting a dental file.
  • the conventional product was 680 °, whereas the file of the present invention was 590 °.
  • the fatigue rupture test is a test in which a dental file is inserted into a jig simulating a curved root canal and the number of rotations until the rupture is measured. In the fatigue rupture test, the conventional product was 2800 rotations.
  • the file of the present invention was 3950 revolutions, and the file of the present invention was 1.4 times or more superior in fatigue durability than the conventional product. This is because the working unit 11 according to the present invention is off-center with one land, and the land has an appropriate length and high flexibility, so that fatigue is generated against pressure from the root canal wall. This is probably because it is difficult to accumulate.
  • the dental file of the present invention has excellent performance in all of flexibility, machinability, and fracture resistance.

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Abstract

柔軟性、切削性、耐破折性に優れた歯科用ファイルを提供する。本発明の歯科用ファイル（１０）は、螺旋状で先端に向かって断面が小さくなっている作業部（１１）を有し、その作業部（１１）の任意の位置での断面形状が１本の円弧（４０）と３本の線（４１，４２，４３）で構成される略長方形であり、その略長方形の四隅の点は、前記円弧（４０）を一部分とする仮想円（５０）の円上と仮想円（５０）の内側にそれぞれ２点ずつ配置されており、かつ前記略長方形の内側に仮想円（５０）の中心位置があり、前記円弧（４０）を一部分とする仮想円（５０）の中心位置から前記３本の線（４１，４２，４３）までのそれぞれの垂線の長さのうち最短の垂線の長さが、前記仮想円（５０）の半径に対して４５％以上６５％以下であることとする。

Description

歯科用ファイル
　本発明は、歯科治療において根管の拡大・清掃に用いられる歯科用ファイルに関する。
　歯科治療において根管の拡大や清掃に用いられる歯科用根管切削具として、リーマやファイルがある（特許文献１参照）。リーマは主に回転させることで根管内を切削し、ファイルは回転させたり軸方向に押し引きしたりして根管内の切削をするものである。
　従来の歯科用根管切削具はステンレス製であったが、近年は湾曲した根管の治療に適した弾力性の高いニッケルチタン製が用いられることがある。更に、動力としては手動式だけでなく、歯科用ハンドピース（エンジン）に接続して用いられる電動式も増えている。そして、電動式にすることで、治療を迅速に行うことを可能としている。
　図７は、一般的な歯科用ファイルの平面図である。ここに示した歯科用ファイル１００は、歯科用ハンドピースに接続して用いられるものである。この歯科用ファイル１００は、螺旋状で先端に向かって細くなっている形状の切刃からなる作業部１０１と、その作業部１０１の後端に連なるシャフト１０２と、そのシャフト１０２の後端に連なり歯科用ハンドピースに取り付けられる把持部１０３と、を有している。
　このような歯科用ファイルの一般的な製造方法は、まず、細い線材から作業部になる部分をセンターレス加工機により一定のテーパー率（例えば、６／１００等）になるように加工し、その後、刃溝研削機により作業部の切刃になる溝を形成する。ここで、太い線材から加工すれば、作業部になる部分のテーパーと、切刃になる溝とを同時に形成することが技術的には可能であるが、研削量が多く砥石を傷めやすいことから、細い線材からテーパー形成と切刃形成の２段階に研削するという方法を採用することが多い。ニッケルチタン製の歯科用ファイルの場合は、特に砥石を傷めやすいので、細い線材から形成するのがよい。
　歯科用ファイルに要求される主な性能としては、複雑な形状の根管に追従できる柔軟性、根管を適切に切削できる切削性、作業中に破損することがない耐破折性などが挙げられる。これらの性能が高い程、根管形成を容易かつ素早く行うことが可能となり、施術者及び患者の負担を軽減させることができる。
特許第４２４７３４６号
　上記のような事情に鑑み、本発明は、柔軟性、切削性、耐破折性に高い性能を有する歯科用ファイルを提供することを目的としている。
　上記の目的を達成するために本発明の歯科用ファイルは、螺旋状で先端に向かって断面が小さくなっている作業部を有し、その作業部の任意の位置での断面形状が１本の円弧と３本の線で構成される略長方形であり、その略長方形の四隅の点は、前記円弧を一部分とする仮想円の円上と仮想円の内側にそれぞれ２点ずつ配置されており、かつ前記略長方形の内側に仮想円の中心位置があり、仮想円の中心位置から前記３本の線までのそれぞれの垂線の長さのうち最短の垂線の長さが、仮想円の半径に対して４５％以上６５％以下であることを特徴とするものである。
　さらに、作業部の螺旋状が、先端に近いほど螺旋ピッチが狭いことにするとよい。
　本発明の歯科用ファイルによれば、柔軟性、切削性、耐破折性に高い性能を発揮することができるという効果を奏する。さらに、螺旋ピッチを先端に近いほど狭いことにすると、根管からの引き上げ荷重を低減することができ、より根管形成作業を容易に行うことができるようになる。
（ａ）は歯科用ファイルの平面図であり、（ｂ）はＡ－Ａ線拡大断面図である。 歯科用ファイルの製造工程を説明する図であって、（ａ）は線材の平面図、（ｂ）はテーパー材の平面図、（ｃ）は歯科用ファイルの平面図である。 歯科用ファイルの断面形状を説明する図であり、（ａ）はコアが３辺に接している図、（ｂ）はコアが１辺に接している図、（ｃ）はコアが２辺に接している図である。 コア率の違いによる断面形状を比較する図であって、（ａ）はコア率４５％、（ｂ）はコア率６５％である。 作業部の螺旋ピッチを変化させた比較図であって、（ａ）は等ピッチの歯科用ファイル、（ｂ）は先端に向かってピッチが狭い歯科用ファイルである。 性能比較を行った作業部の断面形状であって、（ａ）は従来品の断面、（ｂ）は本発明の断面である。 一般的な歯科用ファイルの平面図である。
　以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
　図１（ａ）は本発明の歯科用ファイルの平面図であり、図１（ｂ）はＡ－Ａ線拡大断面図である。
　歯科用ファイル１０は、根管を切削する作業部１１と、その作業部１１の後端に連なるシャフト１２と、そのシャフト１２の後端に連なり歯科用ハンドピースに取り付けられる把持部（図示省略）と、を有している。ここで、作業部１１は、先端に向かって断面が小さくなるテーパー形状であり、かつ、相似形の断面が螺旋状に繋がった構成をしている。作業部１１の任意位置での断面形状は、３つの線４１，４２，４３と、1つの円弧４０（以下、「ランド」とする。）で外縁が形成された略長方形である。つまり、断面形状の概観は長方形であって、３つの線４１，４２，４３は、直線又は直線に近い曲線という意味である。なお、作業部１１の断面形状の詳細については、さらに後で述べる。
　図２は、歯科用ファイルの製造工程を説明する図であって、（ａ）は線材の平面図、（ｂ）はテーパー材の平面図、（ｃ）は歯科用ファイルの平面図である。歯科用ファイル１０の作業部１１は、以下の製造工程により形成される。
　まず、ニッケルチタン製品の線材３０を用意する。この線材３０の断面は円形で、長さは完成品の歯科用ファイル１０の長さに基づいて決定される。ニッケルチタン製品にするのは、弾力性に富んだ素材であり、複雑な形状の根管に追従し易いからである。
　次に、線材３０を研削し、先端に向かって一定の割合で細くなっているテーパー部分３２を有するテーパー材３１を形成する。テーパー部分３２は、完成品では作業部１１になる部分なので、作業部１１に相当する長さ及びテーパー率の円錐形状とする。ここで、テーパー部分３２の任意の位置における断面の半径をＲとすると、軸方向に対する直径２Ｒの変化率がテーパー率であり、そのテーパー率は、例えば４／１００～６／１００（片側の勾配は２／１００～３／１００）の所定の値とすることができる。
　最後に、テーパー部分３２を図１（ｂ）の断面形状が螺旋状に繋がるように、さらに研削して、作業部１１が形成される。
　図３は、歯科用ファイルの断面形状を説明する図であり、（ａ）はコアが３辺に接している図、（ｂ）はコアが１辺に接している図、（ｃ）はコアが２辺に接している図である。
　作業部１１の断面形状において、ランド４０はテーパー部分３２の表面のままで研削せず、３つの線４１，４２，４３の部分のみ研削して形成されている。ここで、線４１と線４２、及び、線４２と線４３は、互いに直交している。つまり、線４１と線４３は平行であり、線４２が線４１及び線４３のいずれとも直交している。また、線４１とランド４０の交点が切削刃１５となるので、切削刃１５に掬い角を形成するために、線４１は僅かに反った曲線になることがある。また、線４２と線４３についても、作業部１１が螺旋状であることから、完全な直線に研削するのは難しく、直線に近い曲線になると考えられる。従って、線４１と線４３も、完全な平行ではない場合もあり、また線４２と線４１とのなす角及び、線４２と線４３とのなす角についても、９０°ではない場合もある。ただし、これらは緩い曲線なので、作業部１１の断面形状の概観としては、長方形と言ってもよい。よって、線４１，４２，４３は、直線とみなして以下の説明をする。
　テーパー材３１の軸心位置をＯとし、任意の位置の断面におけるテーパー部分３２の半径をＲとする。そして、完成品である歯科用ファイル１０において、軸心位置Ｏを中心とした半径Ｒの円を仮想円５０とする。つまり、ランド４０は仮想円５０の一部分ということになるので、ランド４０の両端の点は仮想円５０の円上にあることになる。そして、軸心位置Ｏは、仮想円５０の中心位置Ｏであり、当然この中心位置Ｏは、作業部１１の断面形状である略長方形の内側に位置している。
　仮想円５０の中心位置Ｏから３本の線４１，４２，４３までの距離は、中心位置Ｏから３本の線４１，４２，４３にそれぞれ降ろした垂線の長さということになる。ここで、この垂線のうち最短のものの長さをｒ０とすると、中心位置Ｏから半径ｒ０の円形部分は、螺旋状の作業部１１の全長に亘って連続する部分であり、これを歯科用ファイル１０のコア５１とする。なお、半径ｒ０は歯科用ファイル１０の先端に向かって小さくなるので、コア５１は先端に向かって細くなる円錐形状ということになる。
　図３（ａ）は、線４１，４２，４３に降ろした垂線の長さが等しい場合の図であり、言い換えると、コア５１が作業部１１の断面の３辺である線４１，４２，４３に接している場合の図である。したがって、作業部１１の断面は、テーパー部分３２の円形断面に対し３方向から（Ｒ－ｒ０）の深さだけ研削することで形成されたことになる。なお、このようにそれぞれの垂線の長さが等しい場合を基本とするが、垂線の長さをそれぞれ違う値にすることもできる。
　図３（ｂ）は、線４２に降ろした垂線の長さｒ０が最短になる場合の図であり、言い換えると、コア５１が作業部１１の断面の１辺である線４２にのみ接している場合の図である。ここで、ｒ０以外の垂線の長さをｒ１及びｒ２とすると、ｒ０＜ｒ１、ｒ０＜ｒ２であり、ｒ１＝ｒ２となる場合もある。なお、図示していないが、コア５１が接する線が線４１や線４３の場合もあり、そのときは最短の垂線の位置が変わることになる。また、作業部１１の断面は、テーパー部分３２の円形断面に対し３方向からそれぞれ、（Ｒ－ｒ０）、（Ｒ－ｒ１）、（Ｒ－ｒ２）の深さだけ研削することで形成されたことになる。
　図３（ｃ）は、線４１及び線４３に降ろした垂線の長さｒ０，ｒ０が最短になる場合の図であり、言い換えると、コア５１が作業部１１の断面の２辺である線４１及び線４３に接している場合の図である。なお、図示していないが、コア５１が接する２辺は、線４１と線４２であってもよいし、線４２と線４３であってもよい。また、作業部１１の断面は、テーパー部分３２の円形断面に対し３方向からそれぞれ、（Ｒ－ｒ０）、（Ｒ－ｒ０）、（Ｒ－ｒ３）の深さだけ研削することで形成されたことになる。
　また、コア半径ｒ０と仮想円半径Ｒの割合（ｒ０／Ｒ×１００）をコア率とすると、コア率は作業部１１の全長に亘って一定の値になる。具体的には、コア率は４５％以上６５％以下とするのがよい。図４は、コア率の違いによる断面形状を比較する図であって、（ａ）はコア率４５％、（ｂ）はコア率６５％である。なお、ここでは、コア５１は、作業部１１の断面の３辺に接する場合を例示している。
　ここで、仮にコア率を４５％より小さくすると、作業部１１の断面形状は、図４（ａ）よりも断面が細長い略長方形になり、強度が足りなくなるという問題が生じる。また、コア率を約７０％にすると線４１と線４２の交点１６、及び、線４２と線４３の交点１７が、それぞれほぼ仮想円５０の円上になるので、根管を切削する際に、これらの交点１６，１７が根管の壁に食い込み易くなり、柔軟性や耐破折性に影響を及ぼすことになるという問題が生じる。したがって、線４１と線４２の交点１６及び線４２と線４３の交点１７は、いずれも仮想円５０の内側に配置されていることとする。このとき、根管で曲がった箇所においては、交点１６，１７が根管壁に当接することもあるが、それによって柔軟性や耐破折性が下がることはない。却って、交点１６，１７が、緩やかに削る切削刃として機能し切削性に寄与することも考えられる。
　作業部１１の断面の重心位置をＧとすると、中心位置Ｏと重心位置Ｇは、３つの線４１，４２，４３を形成したことによって、図３（ａ）に図示しているように、ランド４０の方にずれることになる。このような状態をオフセンターという。本発明の歯科用ファイル１０は、オフセンターになっていることで柔軟性や耐破折性に優れているとともに、切削片の排出性が良いため切れ味が滑らかになるという特徴がある。
　また、テーパー率が４／１００のときは、コア率を６０％以上６５％以下、テーパー率が６／１００のときは、コア率を５５％以上６０％以下にすると、より柔軟性や耐破折性の性能がよいことが試験により分かっている。
　図３（ａ）の場合、ランド長Ｌは、Ｌ＝２Ｒ×ａｒｃｓｉｎ（ｒ０／Ｒ）で求められるので、コア率が決定されれば、ランド長Ｌを求めることができる。例えば、コア率が４５％以上６５％以下の場合、ランド長Ｌは、０．９３Ｒ≦Ｌ≦１．４２Ｒということになる。つまり、コア５１が作業部断面の３辺に接する場合には、コア率の代わりにランド長Ｌが０．９５Ｒ以上１．４０Ｒ以下という範囲で本発明の歯科用ファイル１０を定義することも可能である。
　更に性能の良い歯科用ファイルを求めて、作業部の螺旋ピッチを変化させて、性能比較をしてみた。図５は、作業部の螺旋ピッチを変化させた比較図であって、（ａ）は等ピッチの歯科用ファイル、（ｂ）は先端に向かってピッチが狭い歯科用ファイル（以下、「前詰めピッチ」とする。）である。なお、ピッチを分かりやすくするために、ランド４０の見える部分は、塗りつぶして記載している。等ピッチのものは、全てピッチが同一であるが、前詰めピッチのものは、先端に近いほどピッチが狭くなる構成である。なお、図５（ｂ）とは逆に先端に向かってピッチを広くした製品も考えられるが、その場合は、先端付近の強度が弱くなり、変形が生じやすくなってしまうため、比較対象からは除外することとした。
　比較試験としては、作業部１１が根尖へ進む力を推定するスクリューイング試験と、根管から引き抜く際の引き上げ荷重の比較を行った。その結果、根尖へ進む力は、ピッチを変えてもほぼ同程度であったが、引き上げ荷重は、前詰めピッチの方が軽くなった。これは、前詰めピッチの方が、作業部１１の根元側のピッチが広いために、切削刃１５の掬い角が根管壁に対して鈍くなり、抵抗が小さくなったためだと考えられる。
　したがって、歯科用ファイル１０の性能をより高めるためには、螺旋ピッチを先端に向かって前詰めにするのが効果的であることが分かった。
　本発明の歯科用ファイルの性能を評価するために、従来品と性能比較を行った。図６は、性能比較を行った作業部の断面形状であって、（ａ）は従来品の断面、（ｂ）は本発明の断面である。従来品の作業部１１１の断面は、平行な線１４１，１４３と、相対するランド１４０，１４２によって形成された略長方形であり、切削刃１１５は２カ所に形成されることになる。一方、本発明に係る作業部１１の断面は、１本のランド４０と３本の線４１，４２，４３で形成された略長方形であり、切削刃１５は１カ所のみである。
　まず、柔軟性や切削性を比較するために、根管追従性試験を行った。根管追従性試験は、根管を模したＳ字根管模型にそれぞれの作業部１１１，１１を挿入し、切削したときに、根管壁が均等に切削されているかを評価する試験である。つまり、根管の片側の壁のみが大きく切削されること（トランスポーテーション）を抑制できるか否かを評価する試験である。
　根管追従性試験の結果、従来品の歯科用ファイル１１０よりも本発明の歯科用ファイル１０の方が根管壁が均等に切削されたので、根管追従性が優れていることが分かった。その理由としては、本発明に係る作業部１１の断面は、従来品よりも断面二次モーメントが小さいので柔軟性が高いことと、ランドが1カ所で断面がオフセンターなので、従来品よりも根管壁との間に隙間があるということが考えられる。したがって、本発明の歯科用ファイル１０の方が、Ｓ字等に曲がった根管においても、その根管形状に追従し易い構造であると考えられる。さらに、本発明の歯科用ファイル１０は、適度な長さのランドを有し、切削刃１５が１カ所なので、根管を削り過ぎず適度に切削することができる。それとともに、根管で曲がった箇所においては、交点１６，１７が根管壁に当接し、緩やかに削る切削刃として機能するので、Ｓ字等に曲がった根管においても、根管壁を均等に切削することができたと考えられる。
　また、耐破折性を比較するために、捩り破断角度比較試験や疲労破断試験を行った。捩り破断角度の比較は、歯科用ファイルを捩じって、破断した際の角度を測る試験であるが、従来品は６８０°であったのに対し本発明ファイルは５９０゜であり、本発明ファイルの方が破断角度は小さかったものの、いずれも５００゜以上の捩り破断角度を得ることができたので、性能的には、問題ないと考えられる。また、疲労破断試験については、湾曲根管を模擬した冶具に歯科用ファイルを挿入し、破断するまでの回転数を測る試験であるが、疲労破断試験では従来品が２８００回転であったのに対し、本発明ファイルが３９５０回転という結果であり、従来品よりも本発明ファイルの方が１．４倍以上疲労耐久性に優れているという結果を得ることができた。これは、本発明に係る作業部１１は、ランドが１カ所でオフセンターになっているとともに、ランドが適度な長さであり柔軟性が高いので、根管壁からの圧力に対して疲労が蓄積されにくいためであると考えられる。
　以上より、本発明の歯科用ファイルは、柔軟性、切削性、耐破折性のいずれにおいても優れた性能を有していることが分かった。
１０ 歯科用ファイル
１１ 作業部
１２ シャフト
１５ 切削刃
１６，１７ 交点
３０ 線材
３１ テーパー材
３２ テーパー部分
４０ 円弧（ランド）
５０ 仮想円
５１ コア
Ｒ 仮想円半径
ｒ０ コア半径（最短の垂線の長さ）
Ｌ ランド長

Claims (2)

  1. 　螺旋状で先端に向かって断面が小さくなっている作業部を有し、
    　前記作業部の任意の位置での断面形状が１本の円弧と３本の線で構成される略長方形であり、
    　前記略長方形の四隅の点は、前記円弧を一部分とする仮想円の円上と前記仮想円の内側にそれぞれ２点ずつ配置されており、かつ前記略長方形の内側に前記仮想円の中心位置があり、
    　前記仮想円の中心位置から前記３本の線までのそれぞれの垂線の長さのうち最短の垂線の長さが、前記仮想円の半径に対して４５％以上６５％以下であることを特徴とする歯科用ファイル。
  2. 　前記作業部の螺旋状が、先端に近いほど螺旋ピッチが狭いことを特徴とする請求項１に記載の歯科用ファイル。
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