(57)【要約】【課題】捻りおよび研削技術を使用して、やすりなどの多種多様な超弾性歯内療法器具を製造する方法の提供【解決手段】長手方向の軸線を有し、超弾性材料から形成された素材の塑性変形によって形成される歯内療法用器具が提供される。この器具は、素材の超弾性材料をオーステナイト相に変態させるステップと、長手方向軸線を中心に素材をねじり、螺旋形の刃先を有する器具を形成するステップと、ねじられた素材に熱処理を施して、前記器具の超弾性特性を最適化するステップとによって形成される。【選択図】図１
2010131457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の軸線を有し、超弾性材料から形成された素材の塑性変形によって形成される歯内療法用器具であって、
素材の超弾性材料をオーステナイト相に変態させるステップと、
長手方向軸線を中心に素材をねじり、螺旋形の刃先を有する器具を形成するステップと、
前記ねじられた素材に熱処理を施して、前記器具の超弾性特性を最適化するステップとによって形成される器具。
【請求項２】
素材の超弾性材料をオーステナイト相に変態させるステップが、前記素材を前記超弾性材料の作業温度範囲Ｔｗに加熱するステップを含む、請求項１に記載の歯内療法用器具。
【請求項３】
前記作業温度範囲Ｔｗが約２００°Ｆ（９３℃）〜４００°Ｆ（２０４℃）である、請求項２に記載の歯内療法用器具。
【請求項４】
ねじり中に内部摩擦によって素材を加熱する、請求項１に記載の歯内療法用器具。
【請求項５】
前記超弾性材料をマルテンサイト相に変態させるステップを更に含む、請求項１に記載の歯内療法用器具。
【請求項６】
ねじり中に前記超弾性材料がマルテンサイト相に変態する、請求項５に記載の歯内療法用器具。
【請求項７】
超弾性材料を備え、長手方向軸線および作業長さに沿って長手方向の縁を規定する頂点を備えた所定の横断面を有する、予備形成したワイヤ素材から歯内療法用やすりを形成する方法であって、
素材の超弾性材料をオーステナイト相に変態させるステップと、
長手方向軸線を中心に素材をねじり、前記素材を螺旋形に永久変形させ、螺旋形の刃先を有する器具を形成するステップと、
前記ねじられた素材に熱処理を施して、前記器具の超弾性特性を最適化するステップとを含む方法。
【請求項８】
ねじりステップの前に、方法がさらに、やすりの作業長さとほぼ等しい距離だけ、やすりの外側に沿って少なくとも１つの細長い表面を研削するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
素材の超弾性材料をオーステナイト相に変態させるステップが、前記素材を前記超弾性材料の作業温度範囲Ｔｗに加熱するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記作業温度範囲Ｔｗが約２００°Ｆ（９３℃）〜４００°Ｆ（２０４℃）である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記超弾性材料をマルテンサイト相に変態させるステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
ねじり中に前記超弾性材料がマルテンサイト相に変態する、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね超弾性歯内療法器具、および特にやすりやリーマなどの器具、およびこのような器具を製造する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この数年、根管やすりなどの歯内療法器具は、炭素鋼またはステンレス鋼の棒またはワイヤの研削とねじり（捻り）を同時に実行して製造してきた。特に、鋼のワイヤ素材を、最初に、正方形、三角形または菱形などの所望の断面形状、および適切なサイズおよびテーパに研削する。次に、研削した素材を一方端で把持し、ばねを装填した顎部を素材の研削部分に接触させる。把持した端から素材を回転するにつれ、顎部をその端部から軸方向即ち軸線方向に離してゆく。したがって、顎部は回転する素材を捻り、素材に螺旋形の溝を形成する。素材の縦方向の研削縁は、やすりに螺旋形の切削縁を形成する。顎部の軸方向の速度、捻る速度およびばねの力を制御して、所望の螺旋形状を獲得する。
【０００３】
ニッケル・チタン合金などの超弾性材料の出現とともに、歯内療法器具の製造業者は、現在では、はるかに可撓性が高い歯内療法根管やすりを形成することができる。これは、根管治療にやすりを使用する間、歯内治療医を大いに補助する。しかし、超弾性材料を使用すると、加えた力を解放した後、材料が元の形状に戻る傾向があるため、重大な製造上の懸念を幾つか生じる。超弾性材料で製造するやすり素材は、概して、炭素鋼およびステンレス鋼のやすりの製造に使用する従来の捻り方法に、このように反応する。さらに、超弾性やすり素材に、溝形成手順中に捻りすぎるなど、過度の応力を加えると、材料は破損する。このような理由から、歯内療法用やすりの現在の製造業者は、素材に捻り力をかけずに、超弾性素材に直接、螺旋形の輪郭を研削する方法をとる。このように直接研削する方法は、時間および費用がかかる。最終製品に形成できる断面形状の多様性も制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の背景に留意すると、捻りおよび研削技術を使用して、やすりなどの多種多様な超弾性歯内療法器具を製造する方法を提供することが望ましい。要するに、超弾性材料の利点と、製造を単純化し、多種多様な断面を生産できる捻りおよび研削手順の利点とを維持すると有利である。
【０００５】
本発明は、従来の鋼のやすりと比較すると捻り撓み性および曲げ撓み性が向上し、先行技術の超弾性やすり生産技術に対して改良されたプロセス即ち方法で製造される、超弾性歯内療法器具、好ましくはやすりまたはリーマを提供する。概して、本発明は、超弾性歯内療法器具のプレフォームまたは素材を研削し、次に材料に過度の応力を加えて破損することなく、塑性変形で捻る、つまり捻った形状を維持することができるプロセスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の独特のプロセスは、少なくとも捻る前、好ましくは捻り操作の前およびその最中に、器具の素材を超弾性材料のオーステナイト相に維持することを含む。素材をオーステナイト相に維持するには、素材を特定の超弾性材料のオーステナイト完了温度（Ａｆ）に維持することが好ましい。素材は、超弾性材料の作業温度範囲Ｔｗに維持することが、より好ましい。多種多様な超弾性合金について、この範囲は２００°Ｆ（９３℃）〜４００°Ｆ（２０４℃）である。素材の材料は、捻り操作中に加える応力によって、オーステナイト相からマルテンサイト相に転換する。応力で誘発されたマルテンサイト変態を経験する材料は、捻り中に塑性変形し、したがって捻りプロセスの完了後も溝付きの輪郭が維持される。例えばやすり素材を予備研削できるので、従来は鋼材料で獲得していたような多くの異なる横断面形状を有する超弾性歯内療法用やすりを製造することが可能である。
【０００７】
本発明の別の態様では、超弾性素材のオーステナイト完了温度Ａｆまで温度を上昇させるのは、周囲の加熱、誘導加熱、ジュール加熱、または放射加熱、または加熱した液体への浸漬など、幾つかの異なる方法で達成することができる。例えば、周囲加熱は炉内で達成でき、誘導加熱は、捻り操作中に素材を囲む誘導加熱コイルを使用する。
【０００８】
加熱した液体に浸漬すると、素材を迅速かつ制御された方法で加熱できるようにすることができる。加熱液体は、油または塩溶液、または特定の超弾性材料のＡｆより下、またはその近くで沸騰しない他の液体でよい。溝形成装置は、概して、液体を含む容器の上に設け、やすり素材などの器具の素材を保持して回転する回転動作機構、やすり素材の研削部分を受ける掴み機構、および回転速度に比例する速度でやすり素材の縦軸即ち軸長手方向軸線に沿って掴み機構を移動させる直線または軸方向即ち軸線方向運動機構を含む。この代替加熱法によると、捻り操作は、加熱液体に浸漬した素材の研削部分で実行することが好ましい。捻りプロセスが完了した後、所望の物理的特性を達成するため、溝付きの超弾性やすりを、その後の焼き鈍しまたは熱処理操作にかけることができる。
【０００９】
本発明の追加の目的および利点は、好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を、図面と組み合わせて検討することにより、当業者にはより容易に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による超弾性やすりの製造に使用する１タイプの装置の概略斜視図である。
【図１Ａ】図１の装置で形成したやすりの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの線１Ｂ−１Ｂで切り取った拡大断面図である。
【図２】やすり素材の長さに沿って平坦な表面を形成する１つの装置の概略側面図である。
【図２Ａ】図２または図６の装置を使用して仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸即ち長手方向軸線に垂直な横断面図である。
【図２Ｂ】図２または図６の装置を使用して仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図２Ｃ】図２または図６の装置を使用して仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図２Ｄ】図２または図６の装置を使用して仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図３】やすり素材の長さに沿って凹状の表面を形成する、図２と同様の装置の概略側面図である。
【図３Ａ】図３の装置を使用し、やすり素材に形成した凹状表面を示す仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図３Ｂ】図３の装置を使用し、やすり素材に形成した凹状表面を示す仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図３Ｃ】図３の装置を使用し、やすり素材に形成した凹状表面を示す仕上げたやすりまたはやすり素材の縦軸に垂直な横断面図である。
【図４】菱形のやすり先端の詳細図である。
【図５】幾つかのやすり素材の長さに沿って平坦な表面を形成する別の装置の斜視図である。
【図６】超弾性ワイヤの直線化に使用する装置の斜視図である。
【図７】加熱液体と組み合わせて本発明の超弾性やすりを製造するのに使用する別のタイプの装置の概略立面図である。
【図８】図７に示した装置の底面図である。
【実施例】
【００１１】
超弾性材料は通常、大きく変形した後に元の形状に戻る金属合金である。ニッケル・チタン（ＮｉＴｉ）などの超弾性合金は、ステンレス鋼などの従来の材料より数倍の歪みに塑性変形せずに耐えることができる。さらに、超弾性材料は概ね、常温で捻った後、約６％回復するが、ステンレス鋼は、捻り後の１〜２％しか回復しない。通常、超弾性合金は、応力で誘発されたマルテンサイト変態を受け、これは形状記憶特性を与える。形状記憶および超弾性は、化学量論的なＮｉＴｉ、例えば５０．８原子パーセントのＴｉおよび４９．２原子パーセントのＮｉなど、ほぼ等原子比のＮｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｔｉ−ＮｂおよびＮｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、さらにベータ相のチタンまたは他のＴｉ系合金に見られる。種々の化学量論的比率の適切なニッケル・チタン合金の例が、米国特許第５，０４４，９４７号（ニッケル・チタン銅合金）、および発明者がSachdevaその他で「NiTiNb Alloy Processing Method and Articles Formed Thereby」と題した米国特許出願第０８／２２１，６３８号および第０８／４５４，０１６号（ニッケル・チタン・ニオブ合金）で開示されている。米国特許第５，０４４，９４７号および前述した出願の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１２】
本発明の歯内療法用器具に使用する特定の合金組成は重要ではない。本発明は、超弾性特徴を呈する多くの材料を使用できるからである。参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第５，４２９，５０１号は、超弾性で形状記憶のベータ相チタンを開示する。ベータ相チタンを形成するには、金属チタンをモリブデン、クロム、ジルコン、錫、バナジウム、鉄またはニオブと合金にすることができる。Ｃｕ−Ｚｕ合金などの他の組成も超弾性であることが知られ、本発明に使用するのに適している。本発明に使用するのに適した別の材料は、カリフォルニア州ArcadiaのUnitek Corp.が矯正ワイヤ用にNITANOLという商標名で販売しているものなど、マルテンサイト結晶組織を有する加工硬化したニッケル・チタンである。
【００１３】
超弾性材料は、材料が永久変形できる温度範囲を有する。この範囲は、作業温度範囲Ｔｗとして知られる。超弾性ワイヤを作業温度範囲Ｔｗの温度まで加熱すると、ワイヤは永久変形し、したがってワイヤを冷却しても、変形した形状が維持される。通常、超弾性ワイヤはコイル状に梱包されており、研削および捻りの前に直線にするとよい。ワイヤ８を直線にする１つの方法は、図６に示すようなマンドレル１６０にワイヤを巻き付ける。次に、マンドレル１６０を炉に入れ、ワイヤ８をＴｗまで加熱する。次に、ワイヤ８を冷却し、マンドレルから外して、湾曲した端部をトリミングする。
【００１４】
超弾性合金は、オーステナイト変態温度即ちオーステナイト完了温度Ａｆ、つまり材料が約１００％オーステナイトである温度より下にある場合、マルテンサイト相である。これらの合金は、マルテンサイト相で応力を受けると、変形形状を維持する。しかし、Ａｆより上まで加熱すると、形状記憶特性が、変形した材料を元の変形前の形状に戻す。本発明では、人体に使用中に器具がオーステナイト相であるよう、約３７℃（つまり体温）より低いＡｆの温度を有する合金を使用することが好ましい。
【００１５】
超弾性材料を捻る即ちねじると、材料は応力で誘発されたマルテンサイト相を形成することがある。というのは、オーステナイトを変形するより、マルテンサイトに応力を誘発し、変形するのに必要なエネルギーの方が小さいからである。やすりのプレフォームを室温で変形し、マルテンサイト相の塑性変形を誘発するのに十分な歪みがない場合、捻り力即ちねじり力を解放すると、ワイヤは元の形状に跳ね返る。捻る前、または捻る間にＴｗの範囲内に加熱し、超弾性材料を永久変形することも可能である。典型的な超弾性材料は、２００°Ｆ（９３℃）〜４００°Ｆ（２０４℃）のＴｗ範囲を有する。本発明によりプレフォームまたは素材を永久変形するもう一つの方法は、急速な捻りステップ即ちねじり段階を実行し、材料が応力で誘発されるマルテンサイトを形成する温度まで、内部摩擦によって超弾性材料を加熱することである。
【００１６】
本明細書では、形状記憶合金および超弾性材料または合金という用語、または同様の用語は、それぞれ形状記憶および／または超弾性特性を有する適切な合金組成全部を含むものとする。さらに、超弾性という用語は、ステンレス鋼が塑性変形せずに耐えられる歪みの少なくとも２倍の歪みに耐える材料の能力を意味するものとする。形状記憶という用語は、温度を使用することにより、ワイヤが元の状態に戻る能力を意味するものとする。菱形または偏菱形という用語は、４つの主な辺を有し、ほぼ平行四辺形である、つまり４つの等しい辺を含み、直角の内角がない幾何学的形状を定義するものとする。
【００１７】
本発明のやすりおよびやすり形成プロセスは、１つの好ましい実施形態では、図１に示す装置１０のような装置で実現される。捻る前に、やすりのプレフォームまたは素材を、図２、図３または図５に示す装置の１つで、長さ、横断面およびテーパなど、所望の形状に研削する。
【００１８】
図２を参照すると、円筒形の超弾性の棒またはワイヤ８を研削して、やすりのプレフォームまたは素材１２を形成し、その後、これを捻って螺旋溝があるやすり１１を形成する。円筒形の棒またはワイヤ８を、コレット５２に装着し、これを、矢印５５ａおよび５５ｂで示すような反対方向に水平方向で選択的に回転可能な台５４に固定する。棒８をコレット５２に装着したら、研削ホィール５０を下げて、棒８に接触させる。次に、台５４を図２で見て水平方向右側に前進させ、平坦な表面１０１が棒８の片側に研削されるよう、コレット５２および棒８を軸方向即ち軸線方向に移動させる。このような平面、つまり平坦な表面が棒の作業長さに沿って１つ形成されたら（図１Ａ参照）、研削ホィールを垂直に持ち上げ、台５４を初期またはホーム位置へと軸方向で左側に移動させ、研削ホィール５０が部分的に検索された棒の作業長さの内端の上部分と整列するようにする。次に、コレット５２を所定の角度だけ中心軸即ち中心軸線を中心に割出しするが、その大きさは完成したやすりに望ましい溝の数によって決まる。溝が２、３および４本のやすりでは、それぞれ１８０°、１２０°および９０°の割出し回転角度を使用する。一連の角度（例えば６０°、１２０°、６０°）だけコレットを回転して、偏菱形の断面を有するやすりのプレフォームを獲得することも可能である。次に、研削ホィール５０を棒８の望ましい接触深さまで下げてから、台５４を右側に移動させ、棒８が研削ホィール５０を軸方向に通過するようにし、やすりの素材の第２の平坦な表面を研削する。やすりの素材に平面が全て研削されるまで、以上のプロセスを繰り返す。
【００１９】
記載のように、コレット５２が棒８を割出しする角度を変化させることにより、概ね図２Ａから図２Ｃに示す３つ以上の頂点１０３を有するやすり素材を形成することが可能である。予備研削したやすり素材の頂点１０３は、捻って永久的に螺旋形の溝を切ると、螺旋溝付きやすりの刃先を形成する。通常、歯内療法用やすりは、３つまたは４つの頂点または螺旋形の刃先１０３を含む。
【００２０】
図２Ａに示すように正方形の横断面を有するやすり素材を形成するため、棒８は、各平坦表面１０１を研削した後、９０°で割出しする。３つの頂点および三角形の横断面を有するやすり素材を形成するには、棒を、（図２Ｂに示すように）各平坦表面を形成した後、１２０°で割出しする。本発明の方法を用いて、偏菱形の横断面（図２Ｃ）を有するやすりを形成することも可能である。これは、第１平坦表面１０1ｃ1を研削し、図２Ｃで見て時計回りに棒を６０°割送って即ち割出して第２平坦表面１０１ｃ2を研削し、図２Ｃで見て時計回りに棒を１２０°割送って第３平坦表面１０１ｃ3を研削し、図２Ｃで見て時計回りに棒を６０°割送って第４平坦表面１０１ｃ4を研削することによって達成される。図２Ａから図２Ｃでそれぞれ示す正方形、三角形および偏菱形のプレフォームを製造するのに、ホィールの初期切削深さを変更する必要はない。しかし、図２Ｄに示すような長方形の断面を有するプレフォームを製造するには、平坦な各側面を形成する前に、初期切削深さを調節するか、対向する刃先対を研削した後、調節することができる。例えば、図２Ｄで見られるように、第１平坦側部１０１ｄ1を研削し、棒８を９０°割送って初期切削深さを小さくし、第２平坦側部１０１ｄ2を研削し、次に棒８を９０°割出しして初期切削深さを側部１０１ｄ1の切削に使用する深さまで大きくし、第３平坦側部１０１ｄ3を研削し、次に棒８を９０°割出しして、初期切削深さを側部１０１ｄ2の切削に使用する深さまで小さくし、第４側部１０１ｄ4を切削する。平坦な側部１０１ｄ1を研削し、棒を１８０°割出しして平坦な側部１０１ｄ4を研削し、棒を９０°割出しして初期切削深さを小さくして平坦な側部１０１ｄ2を研削し、最後に棒を１８０°割出しして最後の平坦な側部１０１ｄ3を研削することも可能である。
【００２１】
研削ホィールの表面および／または割出し角度を変化させることにより、種々の異なる断面形状を形成することが可能である。例えば、表面が図３に示すよう凸状になるよう、研削ホィール５０の表面を窪ませることにより、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示す表面１０１の平坦な表面ではなく、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示す凹状の形状を有する研削表面１０５を形成することが可能である。研削ホィール５０の表面が凸状である場合、頂点１０７の角度Ａ（図３Ａ）は、同じ割出し角度および辺の数を有するやすりの場合、研削ホィール５０の表面が平坦（図２）である場合の頂点１０３の角度Ａ’（図２Ａ）より鋭角である。角度Ａがより鋭角になり、刃先が鋭くなると、頂点の材料の量が少なくなるので、その刃先は弱くなる。したがって、図２Ａから図２Ｃに示す頂点は、使用可能な刃先を維持し、使用寿命を長くするため、より頑丈である。
【００２２】
円筒形の棒８を研削する別の装置を、図５に示す。図５は、多数の棒８の縦軸即ち長手方向軸線を横断して移動し、棒に平坦な表面を研削する広い研削ホィール１２０を示す。円筒形の棒８を支え１２２に載せる。棒８は平行に配置され、ほぼ支え１２２の全幅に沿って延在する。平行な棒８は、反対側の矢印１２８ａおよび１２８ｂによって示すように、支え１２２の長さに沿って移動可能な保持器１２４によって保持される。可動保持器１２４は、棒８の端部分上に延在して棒を支え１２２に固定し、研削中に棒の回転を防止する側方突起１２４ａを含む。棒８を側方突起１２４ａと支え１２２との間に保持したら、研削ホィール１２０が支え１２２の幅全体で前後に移動し、各棒８の作業長さ全体に平坦な表面を研削する。通常、研削ホィール１２０は、各棒上を２回移動するが、１回は突起１２４ａから離れ、１回は突起１２４ａに向かって移動する。研削中、ホィール１２０は棒上を直線上に移動するか、８の字またはジグザグ・パターンで移動することができる。研削ホィールは、毎分３，０００から８，０００表面フィート（９１４〜２４３８ｍ）の速度、好ましくは毎分約５，０００表面フィート（１５２４ｍ）で回転するＡＮＳＩ規格Ｃ−６０１Ｖホィールなど、多孔質ホィールであることが好ましい。材料は、毎分約５０から１００線フィート（１５．２〜３０．５ｍ）の供給速度でホィールの下を通過する。
【００２３】
第１平坦側部を研削した後、可動保持器１２４を支え１２２に対して並進させる。保持器１２４の側方突起１２４ａは、棒８に接触したままであり、したがって矢印１２８ａ、１２８ｂで示す方向に保持器が移動すると、各棒が棒８の縦軸を中心に所定の角度だけ回転する。回転が終了すると、第２平坦表面を棒の作業長さ全体で研削する。やすり１１の所望の断面に応じて、棒８は通常、１回または複数回、回転させ、研削する。
【００２４】
超弾性やすり素材を所望の断面輪郭のプレフォーム形状まで研削した後、これは、熱エネルギーまたは摩擦エネルギー、あるいはその組合せを使用した捻り操作の前、その間、およびその後、周囲温度より高い温度まで加熱することが好ましい。この温度は、特定の超弾性材料のオーステナイト完了温度Ａｆより高いことが好ましく、材料の作業温度範囲Ｔｗほど高くてもよい。
【００２５】
加熱プロセスは、誘導コイル、放射加熱要素または電極を設けてジュール熱を提供することにより、コレット１４内のワイヤ・プレフォームを外部から加熱することができる。プレフォームを加熱する温度は、使用する特定の合金によって決まる。２００°Ｆ（９３℃）〜４００°Ｆ（２０４℃）の温度が典型的と想定される。あるいは、外部熱源からの熱を与えず、内部摩擦がやすりを加熱するよう、急速に捻って加熱することができる。
【００２６】
やすりのプレフォームが形成されたら、図１に示すような装置で捻るか、加熱して捻る。図１に示す捻り装置１０は、水平軸を中心に回転する駆動ヘッド９を含む。駆動ヘッド９からはコレット１４が延在し、これは予備形成して研削したやすり素材１２の近端または内端を、その縦軸即ち長手方向軸線を中心に回転させるために円周方向に把持するか固定する。やすり素材１２の遠端または外端部分は、対向する顎部２０、２２によって固定され、これは台２８に装着され、それはコレットがやすり素材１２を回転させて捻るにつれ、（図１で見て水平な）やすり素材の縦軸に平行に、所定の速度でコレット１４から離れる。少なくとも一方の顎部は、ばねまたは空気シリンダ１６を含み、したがって一定の力で対向する顎部に押しつけることができる。各顎部は、保護剤の層２４、２６を含み、これは展性であり、やすり素材１２の作業温度に耐えることができる。真鍮は、適切であることが知られている材料の１つである。その後、各やすりを形成するにつれ、顎部２０、２２には引取リールなどのソース３２、３４からの細片２９、３０から、新しい保護剤の層２４、２６を設ける。保護剤の層は、任意選択で加熱要素２５、２７と接触することができ、これはジュール熱の電気加熱プロセス、放射または誘導加熱などの任意の適切なプロセスで加熱するか、蒸気または油などの加熱流体を供給することができる。
【００２７】
完成したやすりの超弾性特性を最適にするため、捻ったやすりを加熱処理することが、不可欠ではないが望ましい。熱処理は、空気が循環する任意の炉で実行することができる。ジュール加熱を提供する放射加熱要素または電極を、捻り後の熱処理に使用することができる。
【００２８】
通常、やすりは１９〜３０ｍｍと変化する種々の作業長さで作成する。このようなやすりの製造において通常制御する特定の変数を、表１および表２に示す。表１および表２では、変数ＡおよびＢは、刃先からそれぞれ１６．００ｍｍおよび３．０ｍｍの横断面の最小厚さを表す。変数ＣおよびＤは、刃先からそれぞれ１６．００ｍｍおよび３．０ｍｍの横断面の最大厚さを示す。
【００２９】
表１は、捻った偏菱形やすりの特性を述べる。偏菱形やすりの縦断面を見ると、菱形の長軸による長い溝１５３と、菱形の短軸による小さい溝１５１とが交互にある。表１で、「溝密着限界」の列は２つの値を含む。最初の値は、菱形の短軸の捻りによって生じる小さい溝１５１の許容可能な最小長さである。第２の値は、菱形の長軸の捻りによって生じる大きい溝１５３の許容可能な最小長さである。同様に、「溝疎限界」と題した列は２つの値を含む。最初の値は、菱形の短軸の捻りによって生じる小さい溝１５１の許容可能な最大長さである。第２の値は、菱形の長軸の捻りによって生じる大きい溝１５３の許容可能な最大長さである。表１では、最大Ｔとラベルされた列は、やすりの遠位先端で捻っていない部分の許容可能な最大長さを表す。表２では、Ｌの値は棒の研削部分の長さである。
【００３０】
次に図７を参照すると、超弾性歯内療法用やすり素材２０２を溝付きの超弾性やすりに形成する装置２００が図示されている。やすり素材２０２は、装置２００で溝を付ける前に、上述による方法などで研削してある。装置２００は、概ね、図１の装置１０に類似した線形または軸線方向運動機構２０６に操作可能な状態で接続された回転運動機構２０４を備える。各機構２０４、２０６は、記載の目的のため、やすり素材２０２に接続される。回転運動機構２０４および線形運動機構２０６は、歯内療法用やすりに螺旋形溝を形成するため、当技術分野で知られている従来の機構でよい。各機構２０４、２０６は、適切な電気モータ２１０によって操作される。歯車伝動装置２１２が従来の方法でモータ２１０の出力部２１０ａと線形運動機構２０６の間に接続され、モータ２１０の回転運動を線形運動に変換する。歯車伝動装置２１２は、単純さのために、単に２つの歯車２１２ａ、２１２ｂを含むよう図示されているが、歯車２１２ａ、２１２ｂの間に遊び歯車を使用してもよいころが理解される。このような遊び歯車は、従来、材料の供給速度を設定するため使用されている。回転運動機構２０４を線形運動機構２０６に接続するため、一般に支持板２２０を設ける。支持板２２０は、記載の理由のため、装置２００を上下させるのに使用する機構（図示せず）の装着板としても働くことができる。
【００３１】
回転運動機構２０４は、さらに、モータ２１０の出力軸２１０ａに直接結合できる回転軸２２２を備える。超弾性やすり素材２０２の近端を保持するため、従来のコレット２２４を設ける。超弾性やすり素材２０２は、さらに、研削部分または作業長さが、図８で最もよく図示されているように、ばねを装填した１対の掴み具２２６、２２８の間に保持される。掴み具は、掴み具支持体２３０の相対的下端２３０ａに保持される。掴み具支持体２３０は、従来のバイアス付与機構を有し、掴み具２２７、２２８を所望の締付け力で互いに向かって押しやることが好ましい。さらに、掴み具支持体２３０は、相対的上端２３０ｂで回転するため、螺旋ねじ軸２３２を保持する。螺旋ねじ軸２３２は、歯車伝動装置２１２の歯車部材２１２ａの内ねじでも保持され、したがって、モータ２１０で歯車伝動装置２１２を作動させると、歯車部材２１２ａが回転し、螺旋ねじ軸２３２も回転する。これによって、軸２３２が縦軸即ち長手方向軸線に沿って直線上に移動し、掴み具支持体２３０および掴み具２２６、２２８を、予備研削した超弾性やすり素材２０２の長さに沿って移動させる。
【００３２】
本発明の１つの態様によると、容器２３６に含まれる加熱液体２３４が、捻りおよび溝付け操作の間、やすり素材２０２の研削部分を受ける。加熱液体媒質２３４は、例えば、塩溶液または油などの他の適切な液体を備えることができる。選択される液体は、沸点が特定の超弾性材料のＡｆ温度より高いか、Ｔｗよりさらに高いことが好ましい。現在、液体２３４の適切な使用温度は約５００℃以上であると予期される。この場合も、液体は選択された使用温度で沸騰することが好ましい。液体２３４は、電気加熱要素２３８または加熱ジャケットなど、任意の従来の方法で加熱することができる。
【００３３】
図７および図８に示す装置２００の操作を説明するため、予期される一例は、概ね上述したように超弾性合金で形成し、偏菱形の断面で形成した研削やすり素材２０２を、コレット２２４に入れる。次に、掴み具２２６、２２８をコレット２２４に隣接したやすり素材２０２の研削近端の周囲に配置する。これで、装置２００を、約５００℃の温度に加熱した塩溶液で構成された加熱液体に向けて下げることができる。素材は、研削部分が加熱液体２３４中に浸漬されるまで下げねばならない。約５秒後、線形または軸線方向運動機構２０６を約６インチ（１５．２ｃｍ）／分の速度で下降させ、溝形成作業を実行する。素材２０２の回転は、所望の数の捻りを形成する相当の速度で、機構２０４によって実行することができる。掴み具２２６、２２８が研削やすり素材２０２の相対的下先端に到達すると、溝形成作業は終了し、装置２００を加熱液体２３４から持ち上げ、コレット２２４から外すことができる。次に適宜、完成したやすりの急冷または熱処理を実行することができる。
【００３４】
合金の組成が異なると、形状記憶特徴、変態温度（Ａｆ）、弾性率、および作業温度範囲Ｔｗが異なることが理解される。本発明の教示に基づき、使用する材料の特定の特性に基づき、加熱、捻りおよび熱処理ステップを調節することは、当業者の技術に入る。
【００３５】
本発明を種々の実施形態の説明により例示し、これらの実施形態を詳細に述べてきたが、添付の請求の範囲をこれらの詳細に限定またはいかなる意味でも制限することは、出願人の意図ではない。当業者には追加の利点および変形が容易に明白である。したがって、本発明は、より広い態様において、図示し、述べてきたような特定の詳細、代表的装置および方法に制限されるものではない。本明細書は、現在知られている限り、本発明を実行する好ましい方法に沿った記述である。しかし、本発明自体は、添付の請求の範囲によってのみ規定される。
【００３６】
【表１】
2010131457.tif 000003
【００３７】
【表２】
2010131457.tif 000004
【図１】
2010131457.tif 000005
【図１Ａ】
2010131457.tif 000006
【図１Ｂ】
2010131457.tif 000007
【図２】
2010131457.tif 000008
【図２Ａ】
2010131457.tif 000009
【図２Ｂ】
2010131457.tif 000010
【図２Ｃ】
2010131457.tif 000011
【図２Ｄ】
2010131457.tif 000012
【図３】
2010131457.tif 000013
【図３Ａ】
2010131457.tif 000014
【図３Ｂ】
2010131457.tif 000015
【図３Ｃ】
2010131457.tif 000016
【図４】
2010131457.tif 000017
【図５】
2010131457.tif 000018
【図６】
2010131457.tif 000019
【図７】
2010131457.tif 000020
【図８】
2010131457.tif 000021