ホーム > 特許ランキング > マグネデザイン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-17
(45)【発行日】2022-08-25
(54)【発明の名称】磁石式義歯アタッチメント
(51)【国際特許分類】
A61C 13/235 20060101AFI20220818BHJP
A61C 8/00 20060101ALI20220818BHJP
【ＦＩ】
A61C13/235
A61C8/00 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022023463
(22)【出願日】2022-02-18
【審査請求日】2022-03-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】713000630
【氏名又は名称】マグネデザイン株式会社
(72)【発明者】
【氏名】本蔵 義信
(72)【発明者】
【氏名】菊池 永喜
(72)【発明者】
【氏名】本蔵 晋平
【審査官】森林 宏和
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－１２２４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５１２３８４３（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平１０－１７９６１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３０９５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３２１３９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｃ ８／００ － ８／０２
Ａ６１Ｃ １３／２３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
義歯に配設される磁石構造体と支台歯の上に配設される軟磁性材料よりなるキーパーとを備え、前記磁石構造体の吸着面と前記キーパーの被吸着面とを当接させることにより両者が磁力による自己吸引力によって互いに吸着するように構成された磁石式義歯アタッチメントにおいて、前記磁石構造体は、開口部を有するカップ状の形状を有し、その底部と側面部はＣｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップと前記キャップの凹部に収納する永久磁石と前記キャップの開口部に蓋をするシールドプレートとからなり、
前記シールドプレートは、外縁部は非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼からなり、外縁部以外は厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に飽和着磁したＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石からなり、
かつ、前記キャップ側面部の最端部と前記シールドプレートとの境界部は溶接によって接合され、その溶接部は平滑化された吸着面を形成しており、
前記キーパーは、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼からなることを特徴とする磁石式義歯アタッチメント。
【請求項2】
請求項１において、前記磁石構造体は、直径は１．５～５ｍｍ、高さ０．８～２ｍｍの円柱形状からなることを特徴とする磁石式義歯アタッチメント。
【請求項3】
請求項１または２において、前記Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石は、８，０００～１２，０００Ｇの飽和磁化、１００～２００Ｏｅの保磁力、８００Ｇ以上の異方性磁界かつ６，０００～１０，０００Ｇの残留磁気を有することを特徴とする磁石式義歯アタッチメント。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか一項において、前記キーパーの被吸着面は、Ｃｒ拡散層を有していることを特徴とする磁石式義歯アタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯科医療分野において磁石吸引力を利用して義歯を維持固定するために用いるキャップ状の磁石式義歯アタッチメントに関する。
【背景技術】
【0002】
近年義歯は、Ｘ線画像解析装置や３次元の形状測定を使って、口腔内の歯列状態を診断して、コンピュータで義歯を設計し、設計したデジタルデータをもとに、３次元プリンターで製作され始めている。つまり義歯は、精密鋳造デンチャーからデジタルデンチャーへと変わりつつある。
磁石式義歯アタッチメントは、精密鋳造デンチャーにおいては、歯にやさしい維持装置として使用されてきたが、デジタルデンチャーの製作に当たっては、磁石の自己吸引力を活用して、デンチャーを支台歯に精度よく安定的に維持する装置として期待されている。そのために、吸着力の増加が求められている。
磁石式義歯アタッチメントは、精密鋳造デンチャーにおいては、歯にやさしい維持装置として使用されてきたが、デジタルデンチャーの製作に当たっては、磁石の自己吸引力を活用して、デンチャーを支台歯に精度よく安定的に維持する装置として期待されている。そのために、吸着力の増加が求められている。
【0003】
従来、磁気吸引力を利用した義歯アタッチメントとしては、特許文献１に開示されている図５、図６の例がある。図５によれば、義歯５０を装着するために、人体の歯根部６１には根面板６２が埋設され、根面板６２の中にはキーパー６が埋め込まれている。義歯５０は、キーパー６と対向するように設けた義歯アタッチメント５と、これを包むレジン床６３とホウロウ質の人工歯６４からなる。
義歯アタッチメントとしては、キャップ型とサンドイッチ型など各種の構造のタイプが知られているが、本発明は磁石構造体の高さが低くできるキャップ型タイプの性能向上を図ったものである。
なお、キャップ状の磁石式義歯アタッチメントは、特許文献２に開示されている。
義歯アタッチメントとしては、キャップ型とサンドイッチ型など各種の構造のタイプが知られているが、本発明は磁石構造体の高さが低くできるキャップ型タイプの性能向上を図ったものである。
なお、キャップ状の磁石式義歯アタッチメントは、特許文献２に開示されている。
【0004】
本装置は、可能な限り小型で強い吸着力が求められている。さらに、咬合時において義歯に対して発生する回転力とそれによる義歯の傾きが生じた場合、吸着力が急減して外れやすいという欠点があった。そこで吸着面に隙間が発生した場合の磁力の低下防止が求められていた。さらに、磁気回路の中のさびやすい磁石のシールドの仕方が難しく、その方法の改善が求められたものである。
上記義歯アタッチメントの磁石構造体は、図６に示すように、上記キーパー６と当接する吸着面に対し磁束が交差する方向に着磁された、円柱状の永久磁石よりなる磁石体５１と、磁石体５１を収納する凹所５６を有すると共に軟磁性材料よりなる箱型のキャップ５２を有する。また、上記磁石体５１を封入するようにキャップ５２の開所開口部５６０に配設されたシールド板５３及びシールドリング５４を有する。なお、シールド板５３とシールドリング５４とを合わせてシールドプレート５５と称している。上記各部材は、全て耐食性材料により構成されている。
歯根側の磁性ステンレス製のキーパーと吸着して、磁石構造体とキーパーが一体となって、磁気回路を形成して、吸着力を大幅に高める工夫をしたものである。この吸着力を改善するさらなるアイデアが求められていた。
上記義歯アタッチメントの磁石構造体は、図６に示すように、上記キーパー６と当接する吸着面に対し磁束が交差する方向に着磁された、円柱状の永久磁石よりなる磁石体５１と、磁石体５１を収納する凹所５６を有すると共に軟磁性材料よりなる箱型のキャップ５２を有する。また、上記磁石体５１を封入するようにキャップ５２の開所開口部５６０に配設されたシールド板５３及びシールドリング５４を有する。なお、シールド板５３とシールドリング５４とを合わせてシールドプレート５５と称している。上記各部材は、全て耐食性材料により構成されている。
歯根側の磁性ステンレス製のキーパーと吸着して、磁石構造体とキーパーが一体となって、磁気回路を形成して、吸着力を大幅に高める工夫をしたものである。この吸着力を改善するさらなるアイデアが求められていた。
【0005】
別の重大な課題として、上記の義歯アタッチメントの製造方法は、キャップ５２とシールドリング５４の外周、およびシールドリング５４の内周とシールド板５３の外周における、それぞれの突き合わせ部をレーザー溶接している。
しかしながら、このような二重の溶接をすると、溶接時の熱による歪みのために、キャップ５２とシールドリング５４の外周との突き合わせ部に空隙が生じたりする。そのため、シールドリング５４の内周とシールド板３６の突き合わせ部がレーザー溶接しにくいと共に、溶接割れが生じやすいという欠点があった。
しかしながら、このような二重の溶接をすると、溶接時の熱による歪みのために、キャップ５２とシールドリング５４の外周との突き合わせ部に空隙が生じたりする。そのため、シールドリング５４の内周とシールド板３６の突き合わせ部がレーザー溶接しにくいと共に、溶接割れが生じやすいという欠点があった。
【0006】
非特許文献１に、これらの問題点を解決すべく製造方法が図７（Ａ）、（Ｂ）に開示されている。
その製造方法は、まずシールドプレート７３の外周に予めＮｉ皮膜７４を設けておく。そして、磁石体７１を収納したキャップ７２の凹所開口部に、上記シールドプレート７３を配置して蓋をした後に、キャップ７２とシールドプレート７４の外周との間を溶接する。
この溶接時に、上記Ｎｉ皮膜７４を溶融させると共にこれを、上記キャップ７２とシールドプレート７３との間に溶け込ませる。これにより、溶融部７５（図７（Ｂ））を非磁性化している。これにより、レーザーによる溶接が１回ですむために溶接回数を１回省略でき、それに伴う問題点も解決される。しかし、品質問題がある上に、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
その製造方法は、まずシールドプレート７３の外周に予めＮｉ皮膜７４を設けておく。そして、磁石体７１を収納したキャップ７２の凹所開口部に、上記シールドプレート７３を配置して蓋をした後に、キャップ７２とシールドプレート７４の外周との間を溶接する。
この溶接時に、上記Ｎｉ皮膜７４を溶融させると共にこれを、上記キャップ７２とシールドプレート７３との間に溶け込ませる。これにより、溶融部７５（図７（Ｂ））を非磁性化している。これにより、レーザーによる溶接が１回ですむために溶接回数を１回省略でき、それに伴う問題点も解決される。しかし、品質問題がある上に、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
【0007】
しかしながら、この製造方法には以下のような欠点がある。
上記溶接時に、図７（Ｂ）に示すように、キャップ７２とシールドプレート７３との間に上記Ｎｉ皮膜７４を溶け込ませて溶融部７５を形成する際には、上記溶融部７５の溶融深さは図７（Ｂ）に実線Ｄで示すごとく、丁度シールドプレート７３の厚み分だけ形成する必要がある。これにより、上記キャップ７２とシールドプレート７３との間の非磁性化を図ることができる。
上記溶接時に、図７（Ｂ）に示すように、キャップ７２とシールドプレート７３との間に上記Ｎｉ皮膜７４を溶け込ませて溶融部７５を形成する際には、上記溶融部７５の溶融深さは図７（Ｂ）に実線Ｄで示すごとく、丁度シールドプレート７３の厚み分だけ形成する必要がある。これにより、上記キャップ７２とシールドプレート７３との間の非磁性化を図ることができる。
【0008】
しかし、この際、もしも同図に破線Ｅで示すように、溶融部７５の溶接深さが深くなり、磁石体７１も溶融すると、磁石体７１が損傷を受け、磁気吸引力が低下してしまう。
一方、この危険を回避するため、同図に点線Ｆで示すように、上記溶接深さを浅くすると、軟磁性材料であるＮｉ皮膜７４が未溶融状態のまま残存するため、キャップ７２とシールドプレート７３との間に磁束の短絡が発生し、磁気吸引力が低下してしまう。
このように、上記の製造方法では、キャップ７２とシールドプレート７４との間に非磁性領域を形成することが、非常に困難である。品質問題がある上に、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
一方、この危険を回避するため、同図に点線Ｆで示すように、上記溶接深さを浅くすると、軟磁性材料であるＮｉ皮膜７４が未溶融状態のまま残存するため、キャップ７２とシールドプレート７３との間に磁束の短絡が発生し、磁気吸引力が低下してしまう。
このように、上記の製造方法では、キャップ７２とシールドプレート７４との間に非磁性領域を形成することが、非常に困難である。品質問題がある上に、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
【0009】
特許文献２は、上記の問題点を解決すべく製造方法が図８に開示されている。
その製造方法は、軟磁性材料よりなるシールド板８３とそのシールド板の外周に接合した非磁性材料からなる非磁性リング８４とからなるシールプレート８５を形成する。磁石体８１を収納した軟磁性材料よりなるキャップ８２の凹所開口部に、上記シールドプレート８５を配置して蓋をした後に、シールド板８３（軟磁性材料）と非磁性リング部８４（非磁性材料）とキャップ８２（軟磁性材料）との三者間は表面側が一体的に溶接され、溶接部８６が形成されている。
これにより、確実に非磁性領域を形成することができるが、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
その製造方法は、軟磁性材料よりなるシールド板８３とそのシールド板の外周に接合した非磁性材料からなる非磁性リング８４とからなるシールプレート８５を形成する。磁石体８１を収納した軟磁性材料よりなるキャップ８２の凹所開口部に、上記シールドプレート８５を配置して蓋をした後に、シールド板８３（軟磁性材料）と非磁性リング部８４（非磁性材料）とキャップ８２（軟磁性材料）との三者間は表面側が一体的に溶接され、溶接部８６が形成されている。
これにより、確実に非磁性領域を形成することができるが、工程が複雑で経済性の点で問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開平４－２２７２５３号公報
【文献】特開２００４－１５４５９６号公報
【非特許文献】
【0011】
【文献】日本金属学会講演概要集（１９９６年９月２９日第４０８頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかし、特許文献２による発明は、直径４ｍｍの場合吸着力が６００ｇと不十分で、その向上が強く求められていた。また、磁石を保護するためのシールド方法として、非磁性リングと軟磁性シールド板の複合体を形成し、かつ溶接は非磁性リングとシールド板とキャップの３部品を一度に溶接するものである。
この製造方法には３つの問題点が生じていた。第１に非磁性リングとシールド板の組み立てが複雑であること、次に溶接部は二つのＣｒ系軟磁性ステンレス鋼および一つの非磁性ステンレス鋼を溶かし、合金化して溶接部を形成するために溶接部にはδフェライト相が生成することから、第２に磁気的遮断が十分とはならない欠点、第３に溶接部の強度が不安定であるという欠点があった。
この製造方法には３つの問題点が生じていた。第１に非磁性リングとシールド板の組み立てが複雑であること、次に溶接部は二つのＣｒ系軟磁性ステンレス鋼および一つの非磁性ステンレス鋼を溶かし、合金化して溶接部を形成するために溶接部にはδフェライト相が生成することから、第２に磁気的遮断が十分とはならない欠点、第３に溶接部の強度が不安定であるという欠点があった。
【0013】
本発明はかかる従来製品の欠点である低い吸着力の問題と溶接の難しさと品質の不安定の問題を解決した磁石式義歯アタッチメントを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明者らは、従来の軟磁性ステンレス鋼を用いた磁気回路に代えて、シールドプレート部をＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石に置き換えることによって、磁気吸引力の向上を図ることができるとの新しい考えに思い至った。そこで、磁石式磁性アタッチメントの吸着力に対するこの新しい考えの有効性について鋭意検討した。
【0015】
磁石構造体の大きさは、直径４．０ｍｍ、高さ１．３ｍｍである。内蔵されている永久磁石は５２ＭＧＯｅのＮｄＦｅＢ磁石にて、その直径は３．４ｍｍ、高さ０．９ｍｍである。
キャップは従来の軟磁性ステンレス鋼であるＣｒ系磁性ステンレス鋼を用い、キーパーは磁性材料として保磁力を０～５０Ｏｅ以下のＣｒ系ステンレス鋼を用いた。
シールドプレートは、外縁部には非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼からなり、外縁部以外には厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に飽和着磁したＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石とした。前記Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の残留磁気を、０から１万Ｇまで変化させて、吸着力の影響を調査した結果、図２に示すように、磁気吸引力は残留磁気の強さに比例することが分かった。また磁石構造体とキーパーとを０．１ｍｍ離した時の磁気吸引力は、従来品に比べて改善を示した。
キャップは従来の軟磁性ステンレス鋼であるＣｒ系磁性ステンレス鋼を用い、キーパーは磁性材料として保磁力を０～５０Ｏｅ以下のＣｒ系ステンレス鋼を用いた。
シールドプレートは、外縁部には非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼からなり、外縁部以外には厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に飽和着磁したＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石とした。前記Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の残留磁気を、０から１万Ｇまで変化させて、吸着力の影響を調査した結果、図２に示すように、磁気吸引力は残留磁気の強さに比例することが分かった。また磁石構造体とキーパーとを０．１ｍｍ離した時の磁気吸引力は、従来品に比べて改善を示した。
【0016】
ＮｄＦｅＢ磁石に加えてＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石との複合磁石を採用することにより、磁石構造体の内蔵する磁気エネルギーを増大させて磁気吸引力の向上が可能となった。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石としては、飽和磁化は８，０００Ｇ以上、保磁力は１００Ｏｅ～２００Ｏｅ、異方性磁界は８００Ｇ以上、かつ残留磁気を６，０００Ｇ以上の性能を有する磁石を採用した。
好ましくは、８，０００～１２，０００Ｇの飽和磁化、８００～１，３００Ｇの異方性磁界、６，０００～１０，０００Ｇの残留磁気を有する磁石である。
好ましくは、８，０００～１２，０００Ｇの飽和磁化、８００～１，３００Ｇの異方性磁界、６，０００～１０，０００Ｇの残留磁気を有する磁石である。
【0017】
次に、製造方法の簡素化について研究した。
シールドプレートの構成について、軟磁性材料よりなるシールド板と非磁性材料よりなるリングとからなる２部品から、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石と非磁性外縁部とからなるシールドプレートの１部品に変更することにした。
シールドプレートの製造方法は、先ずＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼棒を冷間引抜にて８０％以上のマルテンサイト変態を生ぜしめ、長さ方向に繊維組織を形成し、張力熱処理を施したのちに、そのワイヤから円板を切り出した。張力熱処理は、張力を０～３０ｋｇ／ｍｍ２負荷した状態で４５０℃～５７０℃の温度で行った。次に、このマルテンサイト変態状態の円板の外縁部（外周部）を高周波加熱してオーステナイト相に戻す非磁性改質を行なった。これにより、外周部は非磁性材料で外周部以外（外縁部以外）は半硬質磁性材料からなる複合磁性円板を作製した。なお、外周部の加熱はレーザー加熱で行ってもよい。
シールドプレートの構成について、軟磁性材料よりなるシールド板と非磁性材料よりなるリングとからなる２部品から、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石と非磁性外縁部とからなるシールドプレートの１部品に変更することにした。
シールドプレートの製造方法は、先ずＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼棒を冷間引抜にて８０％以上のマルテンサイト変態を生ぜしめ、長さ方向に繊維組織を形成し、張力熱処理を施したのちに、そのワイヤから円板を切り出した。張力熱処理は、張力を０～３０ｋｇ／ｍｍ２負荷した状態で４５０℃～５７０℃の温度で行った。次に、このマルテンサイト変態状態の円板の外縁部（外周部）を高周波加熱してオーステナイト相に戻す非磁性改質を行なった。これにより、外周部は非磁性材料で外周部以外（外縁部以外）は半硬質磁性材料からなる複合磁性円板を作製した。なお、外周部の加熱はレーザー加熱で行ってもよい。
【0018】
そして、この複合磁性プレート円板の着磁は、溶接後に、ＮｄＦｅＢ磁石と一緒に厚み方向に３０，０００Ｏｅ以上の磁界を印加して行なった。これにより、非磁性材料のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼よりなるリング状の外周部とＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石よりなる円板状の外周部以外の部分とからなるシールドプレートを得ることができた。
【0019】
なお、キャップの製造方法は、磁性材料からなるＣｒ系ステンレス鋼板から円板を打ち抜き、それを円筒状に絞り込み作成した。冷間成形のまま使用してもよいし、熱処理して使用してもよい。
【0020】
磁石構造体の製造方法は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップに永久磁石を装入し、キャップの開口部に蓋としてのＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼とＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石よりなるシールドプレートを圧入して磁石構造体を組み立てる。次にシールドプレートとキャップとの境界部を一体的に溶接する。溶接された境界部（溶接部）は、軟磁性のＣｒ系ステンレス鋼と非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を溶け込ませた合金のためにδフェライト相が析出して弱磁性部となる。そこで、外周部の非磁性改質部の幅を境界部の溶け込み部よりも大きくすることで、磁気的遮断は完全にすることが可能である。
【0021】
次に、吸着面となる磁石構造体に対して被吸着面となるキーパーの構成は次の通りである。
キーパーの材質は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼からなる。そのキーパー吸着面は、耐酸化性と耐摩耗性が求められ、かつ軟磁性が求められている。従来は、Ｃｒメッキが行われていたが、その際に非磁性膜ができ、磁気吸引力低減の一因にもなっている。そこで、本発明ではＣｒ拡散層を形成することにより、硬さはＨｖ４００程度、好ましくはＨｖ４５０以上することとした。硬くすることによりキーパー被吸着面とシールドプレート吸着面の摩耗防止、特にキーパー吸着面の硬さをシールドプレート（マルテンサイト組織）の硬さより硬くして、キーパーの摩耗を防止することが必要である。
キーパーの材質は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼からなる。そのキーパー吸着面は、耐酸化性と耐摩耗性が求められ、かつ軟磁性が求められている。従来は、Ｃｒメッキが行われていたが、その際に非磁性膜ができ、磁気吸引力低減の一因にもなっている。そこで、本発明ではＣｒ拡散層を形成することにより、硬さはＨｖ４００程度、好ましくはＨｖ４５０以上することとした。硬くすることによりキーパー被吸着面とシールドプレート吸着面の摩耗防止、特にキーパー吸着面の硬さをシールドプレート（マルテンサイト組織）の硬さより硬くして、キーパーの摩耗を防止することが必要である。
【発明の効果】
【0022】
本発明は、シールドプレートにＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を採用することにより、高い磁気吸引力を実現した。かつ、外周部（外縁部）の非磁性部とそれ以外（外縁部以外）の部分は磁石とからなるシールドプレートを利用することで、製造方法を簡素化し、かつ溶接部をキャップの軟磁性材料との１か所の境界部のみとすることで、溶接部の強度を高めることを可能にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】磁石式義歯アタッチメントの断面を示す図である。
【図2】磁気吸引力に及ぼすＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の残留磁気との関係を示す図である。
【図3】シールドプレートを示す図である。
【図4】磁石構造体の溶接部を示す図である。
【図5】従来例における、義歯を説明する図である。
【図6】従来例における、義歯アタッチメントの断面を示す図である。
【図7】他の従来例における、義歯アタッチメントの断面を示す図である。
【図8】他の従来例における、義歯アタッチメントの断面を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
本発明の第1の実施形態は次の通りである。
本発明の磁石式義歯アタッチメントは、
義歯に配設される磁石構造体と支台歯の上に配設される軟磁性材料よりなるキーパーとを備え、前記磁石構造体の吸着面と前記キーパーの被吸着面とを当接させることにより両者が磁力による自己吸引力によって互いに吸着するように構成された磁石式義歯アタッチメントにおいて、
前記磁石構造体は、開口部を有するカップ状の形状を有し、その底部と側面部はＣｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップと前記キャップの凹部に収納する永久磁石と前記キャップの開口部に蓋をするシールドプレートとからなり、
前記シールドプレートは、外縁部は非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼からなり、外縁部以外は厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に飽和着磁したＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石からなり、
かつ、前記キャップ側面部の最端部と前記シールドプレートとの境界部は溶接によって接合され、その溶接部は平滑化された吸着面を形成しており、
前記キーパーは、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼からなることを特徴とする。
本発明の磁石式義歯アタッチメントは、
義歯に配設される磁石構造体と支台歯の上に配設される軟磁性材料よりなるキーパーとを備え、前記磁石構造体の吸着面と前記キーパーの被吸着面とを当接させることにより両者が磁力による自己吸引力によって互いに吸着するように構成された磁石式義歯アタッチメントにおいて、
前記磁石構造体は、開口部を有するカップ状の形状を有し、その底部と側面部はＣｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップと前記キャップの凹部に収納する永久磁石と前記キャップの開口部に蓋をするシールドプレートとからなり、
前記シールドプレートは、外縁部は非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼からなり、外縁部以外は厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に飽和着磁したＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石からなり、
かつ、前記キャップ側面部の最端部と前記シールドプレートとの境界部は溶接によって接合され、その溶接部は平滑化された吸着面を形成しており、
前記キーパーは、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼からなることを特徴とする。
【0025】
磁石式義歯アタッチメントについて、図１～４を用いて説明する。
磁石式義歯アタッチメント１０は、磁石構造体１０１とキーパー１０２とから構成されている。磁石構造体１０１は義歯床に配設されて磁気吸引力を発揮している。一方、キーパーは支台に配設される軟磁性材料からなる。両者の関係は、一方は磁石構造体に吸着面が設けられ、他方はキーパーには被吸着面が設けられており、吸着面と被吸着面とは当接されることにより両者が磁気吸引力によって互いに吸着し、吸着されるように構成されている。
磁石式義歯アタッチメント１０は、磁石構造体１０１とキーパー１０２とから構成されている。磁石構造体１０１は義歯床に配設されて磁気吸引力を発揮している。一方、キーパーは支台に配設される軟磁性材料からなる。両者の関係は、一方は磁石構造体に吸着面が設けられ、他方はキーパーには被吸着面が設けられており、吸着面と被吸着面とは当接されることにより両者が磁気吸引力によって互いに吸着し、吸着されるように構成されている。
【0026】
先ず磁石構造体１０１について説明する。
磁石構造体１０１は、永久磁石２と永久磁石を収容するキャップ１とキャップの開口部の蓋をするシールドプレート３から構成される。
永久磁石２は、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石（ＮｄＦｅＢ磁石）など希土類磁石が好ましい。ＮｄＦｅＢ磁石では、最大エネルギー積は大きいほど好ましく、ＢＨｍａｘが３５～５５ＭＧＯｅとする。ＢＨｍａｘ３５ＭＧＯｅ未満のＢＨｍａｘでは十分な磁気吸引力を得ることができない。汎用的なＮｄＦｅＢ磁石として上限はＢＨｍａｘ５５ＭＧＯｅとする。
キャップ１は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼からなる。その特性は、保磁力Ｈｃは５０Ｏｅ以下にてＢｓは１．３Ｔ以上が好ましい。これにより十分な磁気吸引力を得ることができる。
磁石構造体１０１は、永久磁石２と永久磁石を収容するキャップ１とキャップの開口部の蓋をするシールドプレート３から構成される。
永久磁石２は、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石（ＮｄＦｅＢ磁石）など希土類磁石が好ましい。ＮｄＦｅＢ磁石では、最大エネルギー積は大きいほど好ましく、ＢＨｍａｘが３５～５５ＭＧＯｅとする。ＢＨｍａｘ３５ＭＧＯｅ未満のＢＨｍａｘでは十分な磁気吸引力を得ることができない。汎用的なＮｄＦｅＢ磁石として上限はＢＨｍａｘ５５ＭＧＯｅとする。
キャップ１は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼からなる。その特性は、保磁力Ｈｃは５０Ｏｅ以下にてＢｓは１．３Ｔ以上が好ましい。これにより十分な磁気吸引力を得ることができる。
【0027】
シールドプレート３は、円板状形状で、外延部は非磁性で、外延部以外はＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石からなっている。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石は厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に着磁されており、その性能は、飽和磁化は８，０００Ｇ以上、保磁力は１００Ｏｅ～２００Ｏｅ、異方性磁界は８００Ｇ以上 かつ残留磁気を６，０００Ｇ以上とした。特に残留磁気を大きくするほど、磁気吸引力は増加するので、６，０００Ｇ以上確保することが重要である。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石３とキャップ１に収容されている永久磁石２とよりなる複合磁石を形成し大きな磁気吸引力を実現している。
同時にシールドプレート３は、キャップとの境界部を溶接して、永久磁石２を口腔内の唾液などから保護し腐食から守っている。さらにシールドプレート３の非磁性部は、複合磁石とキャップとを磁気的に遮断し、磁気吸引力の低下を防止している。
同時にシールドプレート３は、キャップとの境界部を溶接して、永久磁石２を口腔内の唾液などから保護し腐食から守っている。さらにシールドプレート３の非磁性部は、複合磁石とキャップとを磁気的に遮断し、磁気吸引力の低下を防止している。
【0028】
ここで、Ｃｒ－Ｎｉステンレス系磁石の製造方法は次の通りである。
先ず、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製のプレート磁石の製造方法は、図３に示すように、オーステナイト相のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼棒を冷間引抜加工して８０％以上のマルテンサイト変態を生ぜしめ、そこから輪切りして、厚み方向の繊維状組織を持つシールド板３１（Ａ）を作製する。
次に、このマルテンサイト変態状態のシールド板３１の外周部をレーザー加熱してオーステナイト相からなるＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼３２に戻す非磁性改質を行なう。その幅は０．１５～０．３ｍｍ、厚みは０．０５～０．１０ｍｍが好ましい。これにより、中央部は磁性材料からなるとともに外周部は非磁性材料（非磁性部）からなる複合シールド板（Ｂ）を作製する。
この複合シールド板の着磁は、電磁石を用いて３，０００～４，０００Ｏｅの磁界を円板の厚み方向に印可して行ない永久磁石とする。また、シールドプレートとＮｄＦｅＢ磁石を重ねて、一緒にパルス着磁をしてもよい。
なお、プレート磁石の製造方法は、残留磁気を６，０００Ｇ以上確保する方法であれば、上記方法に限るものではない。
先ず、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製のプレート磁石の製造方法は、図３に示すように、オーステナイト相のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼棒を冷間引抜加工して８０％以上のマルテンサイト変態を生ぜしめ、そこから輪切りして、厚み方向の繊維状組織を持つシールド板３１（Ａ）を作製する。
次に、このマルテンサイト変態状態のシールド板３１の外周部をレーザー加熱してオーステナイト相からなるＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼３２に戻す非磁性改質を行なう。その幅は０．１５～０．３ｍｍ、厚みは０．０５～０．１０ｍｍが好ましい。これにより、中央部は磁性材料からなるとともに外周部は非磁性材料（非磁性部）からなる複合シールド板（Ｂ）を作製する。
この複合シールド板の着磁は、電磁石を用いて３，０００～４，０００Ｏｅの磁界を円板の厚み方向に印可して行ない永久磁石とする。また、シールドプレートとＮｄＦｅＢ磁石を重ねて、一緒にパルス着磁をしてもよい。
なお、プレート磁石の製造方法は、残留磁気を６，０００Ｇ以上確保する方法であれば、上記方法に限るものではない。
【0029】
磁石構造体の製造方法は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップに永久磁石を装入し、キャップの開口部に蓋としてのＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼とＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石よりなるシールドプレートを圧入して磁石構造体を組み立てる。次にシールドプレートとキャップとの境界部を一体的に溶接する。溶接された境界部（溶接部）は、軟磁性のＣｒ系ステンレス鋼と非磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を溶け込ませた合金のためにδフェライト相が析出して弱磁性部となる。そこで、外周部の非磁性改質部の幅を境界部の溶け込み部よりも大きくすることで、磁気的遮断は完全にすることが可能である。
【0030】
次に、Ｃｒステンレス鋼製のキャップは、１８Ｃｒステンレス鋼、１８Ｃｒ－２Ｍｏステンレス鋼などの軟磁性Ｃｒステンレス鋼板を円板形状に打ち抜き、それを絞り加工により円筒上の容器を作製する。そのまま使用してもよいし、その後熱処理して使用してもよい。
組み立ては、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップ１にＮｄＦｅＢ系磁石よりなる永久磁石２を装入し、次いでキャップ１の蓋となるシールドプレート３を圧入する。
組み立ては、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼よりなるキャップ１にＮｄＦｅＢ系磁石よりなる永久磁石２を装入し、次いでキャップ１の蓋となるシールドプレート３を圧入する。
【0031】
溶接については、図４に示すように、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼のキャップ１とシールドプレート３のリング状のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼３２との境界部（接合部）の表面側をレーザー溶接する。レーザー溶接により形成される溶接部３３は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼とＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を溶け込ました合金にてδフェライト相が析出はしているが、非磁性部３２にまで至らないので磁気的遮断は完全にすることができる。なお、溶接部３３のサイズは、幅０．１０ｍｍ、深さ０．０８ｍｍ、その公差は０．０１ｍｍが好ましい。
その後、溶接部３３は研磨されて平坦面となる。
その後、溶接部３３は研磨されて平坦面となる。
【0032】
キーパー１０２は、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼板を円板状の所定のサイズに打ち抜いて作製する。なおキーパーとしては、ルートキーパほか各種形状のものが市販されているが、いずれも上面は磁石構造体との吸着面である。
【0033】
第２の実施形態として、磁石構造体の直径は１．５～５ｍｍ、高さ０．８～２ｍｍの円柱形状からなることを特徴とする。これらの寸法は人工歯の形状に適合するものである。大きすぎると義歯が割れやすくなり、小さすぎると十分な吸着力が得られない。
【0034】
第３の実施形態としてＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石は、飽和磁化は８，０００Ｇ以上、保磁力は１００Ｏｅ～２００Ｏｅ、異方性磁界は８００Ｇ以上 かつ残留磁気を６，０００Ｇ以上の磁石を採用した。特に残留磁気を６，０００Ｇ以上とすることで、磁気吸引力を強くすることができる。
【0035】
さらに、第4の実施形態としては、キーパーの被吸着面にＣｒ拡散層を有することを特徴とする。
これにより、耐酸化性と耐摩耗性を高めてキーパーの軟磁性の特性を確保することができる。Ｃｒメッキの場合は非磁性膜が形成されるために好ましくない。
耐摩耗性を高めるために硬さはＨｖ４００程度とし、Ｃｒ拡散層の硬さはＨｖ４５０以上が好ましい。硬くすることにより被吸着面のキーパーと吸着面のシールドプレートとの摩耗防止を図ることができる。この際、キーパーの硬さをシールドプレートの硬さより硬くしてキーパーの摩耗を防止することが必要である。
これにより、耐酸化性と耐摩耗性を高めてキーパーの軟磁性の特性を確保することができる。Ｃｒメッキの場合は非磁性膜が形成されるために好ましくない。
耐摩耗性を高めるために硬さはＨｖ４００程度とし、Ｃｒ拡散層の硬さはＨｖ４５０以上が好ましい。硬くすることにより被吸着面のキーパーと吸着面のシールドプレートとの摩耗防止を図ることができる。この際、キーパーの硬さをシールドプレートの硬さより硬くしてキーパーの摩耗を防止することが必要である。
【実施例】
【0036】
［実施例１］
本発明にかかる磁石式義歯アタッチメントおよびその製造方法について、図１、３、４を用いて説明する。
本例の磁石式義歯アタッチメント１０は、図１、３に示すように、磁石構造体１０１は永久磁石２と、永久磁石２を収納する容器であるキャップ１と、キャップ１の凹所開口部の蓋となるシールドプレート３とからなり、キーパー１０２とともに構成されている。
本発明にかかる磁石式義歯アタッチメントおよびその製造方法について、図１、３、４を用いて説明する。
本例の磁石式義歯アタッチメント１０は、図１、３に示すように、磁石構造体１０１は永久磁石２と、永久磁石２を収納する容器であるキャップ１と、キャップ１の凹所開口部の蓋となるシールドプレート３とからなり、キーパー１０２とともに構成されている。
【0037】
磁石構造体１０１の構成について、説明する。
永久磁石２は、組成はＮｄＦｅＢ系磁石にて、そのＢＨｍａｘは５２ＭＧＯｅ、Ｍｓは１．３３Ｔである。サイズは直径３．０ｍｍ、高さ０．８ｍｍにて、コーナーにはＲ部が形成されている。
キャップ１は、１８Ｃｒ－２Ｍｏステンレス鋼にて、その保磁力Ｈｃは３０Ｏｅ、飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔである。サイズは直径３．８ｍｍ、高さ１．３ｍｍである。
永久磁石２は、組成はＮｄＦｅＢ系磁石にて、そのＢＨｍａｘは５２ＭＧＯｅ、Ｍｓは１．３３Ｔである。サイズは直径３．０ｍｍ、高さ０．８ｍｍにて、コーナーにはＲ部が形成されている。
キャップ１は、１８Ｃｒ－２Ｍｏステンレス鋼にて、その保磁力Ｈｃは３０Ｏｅ、飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔである。サイズは直径３．８ｍｍ、高さ１．３ｍｍである。
【0038】
その製造方法は、厚さ０．３ｍｍの１８Ｃｒ－２Ｍｏステンレス鋼板を直径６．４ｍｍの円板状
に打ち抜いて、次いで絞り加工法により直径３．８ｍｍ、高さ１．３ｍｍの容器としたものである。
に打ち抜いて、次いで絞り加工法により直径３．８ｍｍ、高さ１．３ｍｍの容器としたものである。
【0039】
シールドプレート３は、円板状で、外縁は非磁性で、外縁部以外はＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石からなっている。Ｃｒ－Ｎｉ系テンレス磁石は厚み方向に繊維状組織を有し、その方向に着磁されており、その性能は、飽和磁化は８，０００Ｇ以上、保磁力は１００Ｏｅ～２００Ｏｅ、異方性磁界は８００Ｇ以上 かつ残留磁気を６，０００Ｇ以上である。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石３とキャップ１に収容されている永久磁石２と複合磁石を形成し大きな磁気吸引力を実現している。
同時にシールドプレート３は、キャップとの境界部を溶接して、永久磁石２を口腔内の唾液などから保護し腐食から守っている。さらにシールドプレート３の非磁性部は、複合磁石とキャップとを磁気的に遮断し、磁気吸引力の低下を防止している。
同時にシールドプレート３は、キャップとの境界部を溶接して、永久磁石２を口腔内の唾液などから保護し腐食から守っている。さらにシールドプレート３の非磁性部は、複合磁石とキャップとを磁気的に遮断し、磁気吸引力の低下を防止している。
【0040】
永久磁石２をキャップ１に装入し、次いでキャップ１の凹所開口部に蓋となるシールドプレート３を圧入して、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼のキャップ１とシールドプレート３のリング状のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼３２との接合部の表面側をレーザー溶接する。溶接部３３の幅は０．３ｍｍ、深さは０．０８ｍｍとした。
【0041】
次に、キャップ１とキーパー１０２は、１８Ｃｒ－２Ｍｏステンレス鋼にて、その保磁力は１Ｇ、飽和磁束密度Ｂｓは１．６Ｔである。
【0042】
本発明のＣｒ系磁性ステンレス鋼のキャップとＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼磁石とから構成される磁石式義歯アタッチメントと、従来の軟磁性ステンレス鋼のキャップとシールプレートから構成される義歯アタッチメントについて、磁気吸引力の比較試験を行なった。両者ともにサイズおよび永久磁石等は同じで、磁石式か軟磁性ステンレス鋼式かの相違のみである。
その結果、従来の義歯アタッチメントは６００ｇｆに対して、磁石式義歯アタッチメントは８２０ｇｆと磁気吸引力は３６％の向上が得られた。
その結果、従来の義歯アタッチメントは６００ｇｆに対して、磁石式義歯アタッチメントは８２０ｇｆと磁気吸引力は３６％の向上が得られた。
【0043】
［実施例２］
キーパー１０２に厚み５μｍのＣｒ拡散層を形成した結果、硬さＨｖ５００を得られた。
キーパー１０２に厚み５μｍのＣｒ拡散層を形成した結果、硬さＨｖ５００を得られた。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明は、シールドプレートにＣｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を採用することにより、磁気吸引力を向上し、同時にキャップとシールドプレートの接合部の溶接を簡素化して品質の安定を高めることができた。また、簡素な構造で経済性にも優れている。これにより幅広い普及が期待される。
【符号の説明】
【0045】
１０： 磁石式義歯アタッチメント
１０１：磁石構造体
１０２；キーパー
１；キャップ
２；永久磁石
３；シールドプレート
３１；外縁部以外（Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石）
３２；外縁部（Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の非磁性部）
３３；溶接部
１０１：磁石構造体
１０２；キーパー
１；キャップ
２；永久磁石
３；シールドプレート
３１；外縁部以外（Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石）
３２；外縁部（Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の非磁性部）
３３；溶接部
【要約】 （修正有）
【課題】高い磁気吸引力と、十分な磁気的遮断性と優れた溶接強度を有する溶接部からなり、併せて工程の簡素化を図る。
【解決手段】永久磁石２を収容するキャップ１にＣｒ系磁性ステンレス鋼、キャップ１の凹所開口部の蓋であるシールドプレート３は外縁部以外３１には１８Ｃｒ－８Ｎｉステンレス鋼磁石とその外縁部３２は非磁性改質した１８Ｃｒ－８Ｎｉステンレス鋼の非磁性部からなり、キャップ１とシールドプレート３の非磁性部からなる外縁部３２の境界部をレーザー溶接による溶接部を形成する。キーパー１０２は、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼からなり、その被吸着面はＣｒ拡散層が形成される。
【選択図】図１
【解決手段】永久磁石２を収容するキャップ１にＣｒ系磁性ステンレス鋼、キャップ１の凹所開口部の蓋であるシールドプレート３は外縁部以外３１には１８Ｃｒ－８Ｎｉステンレス鋼磁石とその外縁部３２は非磁性改質した１８Ｃｒ－８Ｎｉステンレス鋼の非磁性部からなり、キャップ１とシールドプレート３の非磁性部からなる外縁部３２の境界部をレーザー溶接による溶接部を形成する。キーパー１０２は、Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼からなり、その被吸着面はＣｒ拡散層が形成される。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】