專利名稱：義齒磁固位體的制作方法
技術領域：
本發明涉及可在有限的義齒床內保證有足夠的磁吸附力的義齒磁固位體。
在特開平4-227253號公報中揭示了一種現有技術的義齒磁固位體，如圖8，圖9所示。如圖8所示，為了將義齒80裝入，在人體的齒根部86里埋入根面板85，該根面板85的中間又埋有保持板10。義齒80即由保持板10、其對面設置的義齒磁固位體9和包在其外面的義齒樹脂床83和人工齒84組成。
如圖9所示，上述義齒磁固位體9與上述保持板10相對的吸合面相接，充磁方向與吸合面相垂直。具有圓柱形永磁鐵制成的磁鐵91、包容該磁鐵91用凹所99的軟磁箱狀磁軛92、將磁鐵91和人磁軛92、在磁軛凹陷開口處990設置的軟磁性密封板96和非磁性封環97。并且，密封板96和密封環97組成密封塊98。
即，上述義齒磁固位體從磁體91出來的磁力線，通過磁體91→密封板96→保持板10→磁軛92→回到磁體91形成一個磁氣回路與支持板相吸。在此磁氣回路中，為了不引起密封板96和磁軛92之間的磁氣短路，其間配有非磁性材料的密封環97。
上述所有部件全部為耐腐蝕性材料組成。
因此，上述義齒磁固位體的構造和制造方法還有以下問題第一，為防止磁氣短路的非磁性密封環97與該密封環97的內周和密封板96的外周的焊接縫，使磁鐵91向保持板10需通過的磁力線通路變窄，導致磁吸引力降低。
第二，這種雙重焊接方法，由焊接時的放熱引起的應變導致磁軛92和密封環97的外周的接縫處出現空隙和凹凸，因此義齒磁固位體和保持板之間會出現空隙，由磁氣空隙而導致下降。同時，密封環97的內周和密封板96的接縫處由于激光焊接困難，也容易出現焊接裂縫。
為了解決上述問題，日本金屬學會講演概要集(1996年9月29日)第408頁上提出了如

圖10(A)，(B)所示的義齒磁固位體的制造方法。
該文獻所示的義齒磁固位體構造簡單，并且可將非磁性部分去掉，而通過將構成磁氣回路所需要的部分進行非磁性化處理。
這種制造方法先將密封塊106的外周預先涂上Ni皮膜105，其次，在保有磁鐵101的磁軛102的凹陷開口108處放上密封塊106作為蓋，將磁軛102和密封塊106的外周之間加以焊接。
焊接時，上述Ni皮膜通過熔融在上述磁軛102和密封塊106之間，使熔融部109(圖10(B))非磁性化。
但是，這種構造和制造方法有其不可避免的缺點。
即，在進行上述焊接時，如圖10(B)所示，磁軛102和密封塊106之間將上述Ni皮膜通過熔融形成熔融部109時，上述熔融部109的焊接深度如圖9(B)的實線D所示，只需要有密封塊106的厚度，并由它構成磁軛102和密封塊106之間的非磁性化。
但是，這種方法的實驗例表明，在母材(SUS447J1)的成分30Cr-2Mo中Ni的熔入量超過了15％，如圖7所示不銹鋼的熔融金屬組織中殘留有菲氏體，不易得到非磁性體。從而，磁軛102和密封塊106之間就會有磁氣短路，引起磁力下降。
在這種情況下，如果用Cr含量低的SUS430(17Cr)來取代母材SUS447J1(30Cr-2Mo)來達到非磁性化的目的，雖然也可以得到高吸引力，但義齒磁固位體在口腔內嚴峻的腐蝕環境中很容易生銹，因此也不能使用。
并且，如果如同圖點線E所示的熔融部109的過深的焊接深度，磁鐵101也會被熔融的話，磁鐵101的損壞會直接導致磁力的下降。
另一方面，為了回避這種危險，如果如同圖點線F所示的熔融部109的過淺的焊接深度，軟磁性材料的Ni皮膜還處在末熔融狀態下，也會使磁軛102和密封塊106之間產生磁氣短路，引起磁力下降。
更進一步說，上述密封塊106的厚度只有象0.2mm這樣薄，所以在形成109熔融部所需的焊接條件極端困難。
綜上所述，要制造出上述方法所述的磁軛102和密封塊106之間的非磁性領域是非常困難的。即使形成非磁性領域，也很容易出現磁軛102和密封塊106接縫處的凹凸不平，使磁固位體9和保持板10之間有間隙，并由磁氣空隙而導致磁力下降。
并且，由于激光焊接的熔融瞬間熱能量集中，無法攪拌均勻而出現偏析，會產生局部材質變為軟磁性。這樣，磁軛102和密封塊106之間的非磁性領域難以確保，磁力線會從磁軛102直接進入密封塊106，造成磁氣短路，引起磁力下降。
附著有Ni皮膜105的密封塊106在磁軛102接縫處開口部109處嵌入過深時，鍍層皮膜105有可能會脫離，從而使熔融部因Ni含量不足而導致非磁性化不足。
本發明鑒于上述問題，其目的在于提供一種具有小型，穩定的非磁性部、磁力性能良好的義齒磁固位體。
技術方案1為一種與埋設于齒根部由軟磁性合金形成保持片相對、埋設于義齒床內的義齒磁固位體，其特點是由磁體具有收縮該磁體的凹部并由軟磁性材料形成的磁軛、為封入上述磁體在上述磁軛的凹部開口處配備的由軟磁性材料形成的密封板、以及在該密封板外周部及上述磁軛內周部之間的軟磁性材料、融合鎳及奧氏體不銹鋼的環狀非磁性改質材料所組成，而且，上述磁軛、由上述環狀非磁性改質部及上述軟磁性密封板磁軛的保持片一側的圓狀端面為研磨加工。
本發明的關鍵為，密封板由軟磁性板和其外周部附著的非磁性改質部組成。非磁性改質部與磁軛內周部之間也熔融為一體，它們形成的與保持板靠磁力相接的面經研磨形成的平面，其內部的圓柱狀磁鐵的端面都加有圓角。
本發明的效果本發明所述義齒磁固位體，其密封板如前面所述由軟磁性板和其外周部附著的非磁性改質部組成。非磁性改質部與磁軛內周部之間也熔融為一體。
并且，本發明中與保持板靠磁力相接的一面，為經過研磨后的平面，磁體中的磁鐵靠密封板一側端面有圓角加工。其它端面也可進行圓角加工。
因此，本發明可以確保密封板和磁軛之間有穩定，良好的非磁性部，加之與保持板接觸之外表面磨削后變薄而平坦，非磁性部的結構由有利于磁氣回路，故具有優異的磁吸引力。
同時，對柱狀磁鐵與密封板相近一側的圓角加工，使磁鐵避免了由激光焊接及非磁性改質時產生的高溫熱量對磁鐵的影響，確保優異的磁力性能。
上述密封板的軟磁性不銹鋼材料可選用19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe，17Cr-2Mo-0.2Ti-Fe，13Cr-2Mo-0.2Ti-Fe等。在密封板和磁軛之間構成非磁性環狀部的材料，可設置非磁性不銹鋼SUS304，SUS316，SUS316L和Ni等，通過激光熱可以使它們和軟磁性材料熔融的材料。
這里的非磁性改質部系以密封板和磁軛之間的非磁性材料為基礎，通過用激光將兩者熔合，可以確保密封板和磁軛之間的非磁性部的形成。
但是，這里的由非磁性改質部形成的非磁性領域在密封板一側如果過大，會減少密封板的磁性領域，導致磁力下降。因此，非磁性改質時產生的非磁性領域應盡量少。
同時，在將磁軛，密封板等組裝或用激光進行非磁性改質時，磁軛，環狀非磁性部材和密封板在與保持板接觸面如果產生凹凸不平，造成磁氣空隙，就會導致磁力下降。因此，有必要消除磁氣空隙，保持其平面度。
為了消除磁氣空隙，有必要對保持板一側的圓狀端面進行磨削，一方面可減少被擴大了的非磁性領域，另一方面可將磁軛，環狀非磁性改質部，密封板的端面齊平。根據非磁性領域和非磁性改質的凹凸程度進行粗磨，細磨和研磨。
技術方案2為環狀非磁性改質部材由不銹鋼的奧氏體組織形成，這樣可以使非磁性組織狀態更進一步穩定下來。
如圖7的不銹鋼熔融金屬的組織所示，磁性材料的密封板或與磁軛之間設置的奧氏體不銹鋼在熔融情況下與密封板或磁軛的結合面熔合時，容易從奧氏體領域發生馬氏體或菲氏體，它從結合面向內部擴散時會降低非磁性領域的穩定化效果。
因此，至少需要在環狀非磁性部中間有奧氏體，即利用密封板外周表面的Ni皮膜與奧氏體熔融在一起，抑制馬氏體和菲氏體的形成。
其次，環狀非磁性改質部材只要有非磁性部材厚度的一半即可。密封板和磁軛之間，有保持板側的環狀非磁性部，而磁鐵側有奧氏體不銹鋼非磁性領域。本結構的環狀非磁性部很小，可擴大密封板的磁性領域，對有效改善磁氣回路有積極作用。
上述磁軛、上述環狀非磁性該質部和上述磁性密封板的保持板一側的圓端面至少要磨掉0.05mm的厚度而成平坦的表面，并且上述密封板厚度為0.05mm-0.15mm。
這里，研磨厚度的0.05mm為消除組裝上述部件時所產生的級差，凹凸和應變所需。如果去掉過多，非磁性領域太少，會導致磁鐵露出，因此密封板的厚度至少要有0.05mm。相反，如果除去過少，磁氣回路效果會有影響，義齒磁固位體的體積有大，因此將密封板的厚度上限定為0.15mm。
本發明所使用的磁鐵建議使用磁性能高的稀土類磁鐵，如Sm-Co，Nd-Fe-B等。并且其一側端面加工有半徑為0.1-0.3mm的圓角，磁力線方向與保持板面相垂直。
同樣，當磁鐵的兩端面加工有圓角時，它要裝入磁軛的里端側面也要加圓角才能與它密合。并且，圓角又能使磁軛中的磁力線通過的更流暢，提高磁吸引力。
本發明所述磁軛呈可將磁鐵收入的容器狀，為軟磁性材料構成，為了保證在口腔內使用安全，需要有充分的耐腐蝕性能和良好的磁性能。建議使用的材料為18Cr類不銹鋼17Cr-2Mo，19Cr-2Mo類不銹鋼的耐腐蝕性能好的軟磁性材料。
附圖的簡單說明圖1為實施例1的義齒磁性固位體的截面示意圖。
圖2為實施例2的義齒磁性固位體的截面示意圖。
圖3為實施例3的義齒磁性固位體的截面示意圖。
圖4為實施例1的義齒磁性固位體的制造方法示意圖。
圖5為實施例1的義齒磁性固位體的的制造方法中，非磁性領域和研磨的示意圖。
圖6為實施形態中密封板等的一體制造方法的立體示意圖。
圖7為以往例中的義齒示意圖。
圖8為不銹鋼金屬的熔化狀態組織示意圖。
圖9為以往例中的義齒磁性固位體的示意圖。
圖10為其它以往例中的義齒磁性固位體的示意圖。
本發明所述的義齒磁固位體的制造方法如圖1-7所示。
如圖1所示，實施例1的義齒磁固位體，由磁鐵11、裝納它的凹處125的軟磁性磁軛12、將磁鐵11封入時在上述磁軛12凹陷部19設置的軟磁性密封板15，密封板15的外廚面與磁軛12內周面之間的軟磁性材料、以及由環狀Ni皮膜和奧氏體熔合在一起的非磁性改質部18組成。并且它們與保持板相接觸面要研磨成平坦的面。
實施例2的義齒磁固位體如圖2所示，與圖1相比，非磁性改質部18的一部分(1/2厚度以下)為非磁性材料26，而非磁性改質部28變薄。
實施例3的義磁固位體如圖3所示，與圖1的義齒磁固位體相比，使磁鐵11和容納它的凹處125的軟磁性磁軛12具有如圖8所示的防止磁固位體從義齒80的樹脂床83中脫落下來的變形結構，即其肩部的外徑DK1比與保持板相接面的外徑DK2要大的磁軛32。
上述環狀非磁性改質部材如圖4(A)所示，磁軛42的凹處425時放入磁鐵41后，如圖6所示密封板15與該密封板外周的環狀Ni皮膜17和奧氏體不銹鋼16構成的密封板60，并用激光聚焦在奧氏體不銹鋼66和Ni皮膜67而使它們熔融形成有奧氏體組織的非磁性該質部材48。
當此激光的加熱熔融深度淺的時候，環狀Ni皮膜17和奧氏體不銹鋼16處于未熔融狀態。
這里如圖6所示的密封板15與該密封板外周的環狀Ni皮膜17和奧氏體不銹鋼16構成的密封板60具體按如下方法制作。
如圖6所示，通過拉伸加工，將19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的軟磁性材料65和非磁性材料SUS316通過將其界面用Ni皮膜隔開而制成一體的材料，并制成所需厚度的密封薄片60。
具體例根據圖4加以說明。
如圖4，由19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的軟磁性材料制成的磁軛42呈凹陷殼狀，其外徑4.0mm，高度1.45mm，開口部直徑3.1mm，殼外徑厚度0.45mm及深度0.8mm。殼外周肩部呈45度傾斜，高度各降低0.4mm，殼凹陷處425的內側肩部有0.2mm的圓角。
磁鐵41選用(BH)max=42MGOe的Nd-Fe-B永久磁鐵。直徑3.05mm，高度0.6mm，上下端面各有0.2mm的圓角加工。
將磁鐵41裝入殼(磁軛42)的凹陷內，開口處49裝上密封板60。密封板60如圖6所示，由19Cr-2Mo-0.2Ti-Fe的軟磁性材料制成的密封圓板15的直徑為2.76mm，Ni皮膜厚度為0.01mm，最外層厚度為0.15mm-0.25mm的奧氏體不銹鋼16層，整體直徑為3.08mm。
其次，如圖4(B)所示，將直徑200μm的激光聚焦在SUS316和Ni皮膜上形成非磁性改質部48，此非磁性改質部48如圖7所示可確保奧氏體的存在。
在上述制造過程中，如圖4(A)所示，在磁軛42的凹陷處放入磁鐵，之后在裝設密封板60的組裝時，殼426與密封板60之間產生級差。為了去除此級差，以密封板面為基準，用500號砂輪將表面磨去0.15mm，這樣，如圖1所示，密封板的厚度為0.10mm，保持板10側的非磁性改質部材的寬度(激光光線的熔融寬度)從0.55mm縮小到0.35mm。密封板的直徑從2.4mm到2.6mm，端面13也得到平坦面，從而得到了具有優良磁氣性能的小型義齒磁固位體。
即，義齒磁固位體的磁力從研磨前的6.2N/mm2，提高到研磨后的7.0N/mm2。
如圖2所示的實施例系在如圖4(A)所示組裝后當抑制在SUS316和Ni皮膜照射的200μm寬的激光從而控制其非磁性改質部材的形成時，Ni皮膜的一部分未熔融部作為非磁性部材26殘留，之后研磨后的非磁性改質部28的厚度為0.06mm，非磁性部材的殘余厚度為0.04mm，密封板厚度0.1mm，密封板直徑2.65mm，并且，此義齒磁固位體的吸引力為7.5N/mm2。
如圖3所示的實施例系在如圖4(A)所示組裝后，磁軛42的DK2外徑為4.2mm，DK1的外徑為4.0mm，從DK2到DK1之間的1.3mm為傾斜面，高度1.45mm開口部直徑3.1mm，殼外徑厚度0.45mm，深度0.8mm。殼的外周肩部角度為30度傾斜，外徑比內徑小0.4mm。另外，殼凹陷處425的內側肩部有0.2mm的圓角。以下制造方法相同。
因此，此義齒磁固位體的磁力為8.5N/mm2，接伸強度也由110N/mm2改善到200N/mm2。
以下根據圖5說明本發明的效果。
為了實現密封板15和軟磁性材料的磁軛12之間的非磁性領域的非磁性改質部18，磁氣回路從磁鐵11到密封板15到保持板10到磁軛12到磁鐵11。
這樣，首先可以形成穩定的非磁性改質部，沒有磁力線泄漏，從而提高磁氣回路的磁力。
但是，非磁性改質時容易引起凹凸不平，應變等，從而產生磁氣泄漏。
因此，通過研磨得到的平坦的吸引面同時又可使非磁性領域減小，使磁氣回路中磁力線的通道不因非磁性改質而使磁性領域受影響。
例如，圖5所示，磁性領域中的軟磁性材料制成的密封板研磨前后(15’和15)的外徑為DS2，DS1，磁軛研磨前后(研磨部分12’)的內徑為DY2，DY1，磁軛的外徑為D，磁鐵的直徑為DM。密封板研磨前后的厚度為T2，T1，研磨厚度為t。
研磨掉厚度為t(T2-T1)時，非磁性改質部的18’被除去，密封板的磁性領域擴大到((DS2)2-(DS1)2)×(π/4)。磁鐵(直徑DM)的磁性效率更能得到發揮。同時，與保持板10緊密接觸的磁軛12的磁性領域也因12’的切除擴大到((DY1)2-(DY2)2)×(π/4)。
綜上所述，本發明可以得到體積小，性能穩定，有非磁領域，吸合面平坦，磁力性能優越的義齒磁固位體。
權利要求
1．一種與埋設于齒根部由軟磁性合金形成保持板相對埋設于義齒床內的義齒磁固位體，其特征在于，由磁鐵、具有容納該磁鐵的凹部并由軟磁性材料形成的磁軛，為封入上述磁鐵在上述磁軛的凹部開口處配備的由軟磁性材料形成的密封板，以及通過融合在該密封板外周部和上述磁軛內周部之間的軟磁性材料，鎳皮膜及奧氏體不銹鋼的環狀非磁性改質材料組成，而且，上述磁軛由上述環狀非磁性改質材料及上述軟磁性密封板形成的其保持板一側的圓狀端面經研磨加工。
2．如權利要求1所述的義齒磁固位體，其特征在于，上述環狀非磁性改質材料由不銹鋼的奧氏體組織形成。
3．如權利要求1所述的義齒磁固位體，其特征在于，上述環狀非磁性改性材料含有厚度為1/2以下未經改性的非磁性材料。
4．如權利要求1所述的義齒磁固位體，其特征在于，上述環狀非磁性改質材料及上述軟磁性密封板形成的保持片一側的圓狀端面經研磨去掉0.05mm以上形成平整面，且上述密封板厚度為0.050-0.150mm。
全文摘要
為提供具有穩定的非磁性領域、磁力性能優良的義齒磁固位體,本發明的義齒磁固位體由磁鐵(11)、具有收縮該磁鐵的凹部(125)并由軟磁性材料形成的磁軛(12)、為封入上述磁鐵在上述磁軛的凹部開口處(19)配備的由軟磁性材料形成的密封板(15),該密封板外周部及上述磁軛內周部之間的軟磁性材料、融合鎳及奧氏體不銹鋼的環狀非磁性改質材料(18)所組成,且上述環狀非磁性改質材料(18)、上述軟磁性密封圓板(15)及磁軛(12)的保持板一側的端面經研磨加工。
文檔編號A61C13/235GK1294901SQ9912364
公開日2001年5月16日 申請日期1999年10月28日 優先權日1999年10月28日
發明者本藏義信, 荒井一生, 木村一誠, 田蕾 申請人:愛知制鋼株式會社