(57)【要約】オーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法が開示される。本発明は、患者の歯牙を正常な位置に再配列したセットアップモデルを生成する段階と、セットアップモデル上のブラケット位置を決定する段階と、前記決定されたブラケットのスロットを繋ぐ基準線を生成する段階と、前記生成された基準線を用いて四角形状断面を有する切削加工用データを生成する段階、および前記生成された基準線の切削加工用データを用いて素材を切削加工することで、角形ワイヤを製造する段階と、を含む。【選択図】図２【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の歯牙を正常な位置に再配列したセットアップモデルを生成する段階と、
セットアップモデル上のブラケット位置を決定する段階と、
前記決定されたブラケットのスロットを繋ぐ基準線を生成する段階と、
前記生成された基準線を用いて切削加工用データを生成する段階と、
前記生成された基準線の切削加工用データを用いて素材を切削加工することで、角形ワイヤを製造する段階と、を含むことを特徴とする、
オーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項２】
前記基準線を生成する段階において、前記ブラケットのスロットを通り、折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）がない曲線形状で基準線を生成することを特徴とする請求項１に記載のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項３】
前記の切削加工用データを生成する段階において、少なくとも一部区間の断面積が異なる四角形状断面を有するように切削加工用データを生成することを特徴とする請求項１に記載のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項４】
前記の切削加工用データを生成する段階において、少なくとも一つのループ、フックまたはストップが一体で備えられるように切削加工用データを生成することを特徴とする請求項１に記載のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項５】
前記の切削加工する段階において、放電加工（ＥＤＭ：  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）またはレーザー切削（ｌａｓｅｒ  ｃｕｔｔｉｎｇ）工法により角形ワイヤを加工することを特徴とする請求項１に記載のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項６】
前記の切削加工する段階において、チタン６４または１７−４スチール合金プレートを切削することで角形ワイヤを製造することを特徴とする請求項１に記載のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法。
【請求項７】
患者の歯牙を正常な位置に再配列したセットアップモデルを生成する段階と、
セットアップモデル上のブラケット位置を決定する段階と、
前記決定されたブラケットのスロットを繋ぐ基準線を生成する段階と、
前記生成された基準線を用いて切削加工用データを生成する段階と、
前記生成された基準線の切削加工用データを用いて素材を切削加工することで、角形ワイヤを製造する段階と、を含む製造方法によって製造された、
オーダーメード型歯列矯正用角形ワイヤ。
【請求項８】
前記角形ワイヤは、折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）がない曲線形状を有し、断面は四角形であり、少なくとも一部区間の断面積が異なる構造であることを特徴とする請求項７に記載のオーダーメード型歯列矯正角形ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯列矯正装置の製造技術分野に属する。さらに具体的には、オーダーメード型歯列矯正装置の製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
矯正治療とは、不規則な歯牙をそろえる治療行為を意味する。一般的に歯列矯正は歯牙にブラケットを取付け、矯正用アーチワイヤ（ａｒｃｈｗｉｒｅ）を結紮することで、弧線の復元力によって歯牙の位置や傾きや方向をそろえて整列する方式で行われる。
【０００３】
最近は、患者の理想的な歯牙の状態をセットアップモデルに作った後、コンピュータソフトウェアを用いてブラケットの位置やワイヤの形状を設計するオーダーメード型矯正技術が紹介されている。
【０００４】
３Ｍ  ＩＮＮＯＶＡＴＩＶＥ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＣＯＭＰＡＮＹ社、Ｈ３２社、Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  Ｒｉｔｏｎ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌ社などが保有したオーダーメード型矯正技術関連特許が知られている。
【０００５】
一例に、３Ｍ  ＩＮＮＯＶＡＴＩＶＥ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＣＯＭＰＡＮＹ社のＥＰ２７３６４４４『ＯＲＴＨＯＤＯＮＴＩＣ  ＡＲＣＨＷＩＲＥＳ  ＷＩＴＨ  ＲＥＤＵＣＥＤ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ』は、患者の歯牙位置に符合する弧線の形状を獲得し、これから多数のセグメントからなる舌側矯正用オーダーメード型ワイヤを製作する技術を公知している。
【０００６】
前記ＥＰ２７３６４４４のような従来技術は、ベンディングする位置と角度が入力されると、別途のベンディング装備１を用いて既成の角形ワイヤ（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｗｉｒｅ）をベンディングすることで、オーダーメード型ワイヤを製作する。
【０００７】
このような従来技術は、患者の歯牙状態によって精密なトークとインアウトのコントロールを提供するという長所を強調するが、実際には既成の角形ワイヤの製造方式に起因する問題点とベンディング工程自体の本質的な限界によって十分な程度の精度を確保し難いという問題点がある。
【０００８】
従来技術によると、角形ワイヤはラウンドワイヤなどの素材を引き抜き、押出し、または圧延する方式で製造される。
【０００９】
しかし、このような製造工程の属性上、角形ワイヤの公差が大きくなるため、十分な精度を満足させることができない。特に、角の部分が理想的な直角の形を成しておらず、微細にラウンドされた形状を有するようになる問題点がある。
【００１０】
これによって、角形ワイヤをブラケットのスロットに結紮したときに、遊びが大きくなる問題点が発生し、このような問題点は精度が重要なオーダーメード型矯正器具の場合にさらに深刻に浮き彫りされる。
【００１１】
更に、これらの既成の角形ワイヤを図１の（ａ）に例示された通りにベンディングする場合、実際には素材自体の弾性によって意図した位置で、正確な角度でベンディングされた状態が維持できない問題点が発生する。
【００１２】
特に、歯列矯正時よく使われるニチノール（Ｎｉｔｈｉｎｏｌ）材質のワイヤの場合には、元の状態に戻ろうとする性質のために高温で加熱しない以上、意図通りに正確にベンディングされない問題点がある。
【００１３】
一方、図１の（ｂ）はこのような従来技術によって製造されたオーダーメード型の角形ワイヤを例示する。  
【００１４】
このように製造された角形ワイヤは、製造工程の特性上、多数の折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）を有し、各折曲点を中心に左右区間がおおむね直線に近い形状をする。
【００１５】
患者の歯牙状態によってはブラケットのスロット位置にややばらつきがあるため、単一のワイヤを各ブラケットのスロットに結紮するためには、このようにブラケットの間の区間に折曲点を置く。
【００１６】
ところで、矯正の初期歯牙と歯牙の角度が大きい場合には、ブラケットとブラケットの間の間隔が狭いため、ベンディングが容易ではなく、実際に従来技術によって製造されたオーダーメード型ワイヤの場合、特に段差が多くなる犬歯と第１小臼歯の間の区間の歯牙牽引がスムーズに行われない問題点が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解消するために開発されたものであって、精巧な規格を満足するオーダーメード型矯正用角形ワイヤの製造方法の提供をその目的とする。
【００１８】
本発明の他の目的は、製造工程上の誤差が発生しないようにベンディング過程を省略したオーダーメード型矯正用角形ワイヤ製造方法の提供にある。
【００１９】
本発明の他の目的は、折曲点を置かず、緩やかな曲線形状を有し、少なくとも一部区間の断面構造と断面積が他区間と異なるようにすることで、用途に合う特性を有するオーダーメード型角形ワイヤとその製造方法の提供にある。  
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記のような目的を達成するために、本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法は、患者の歯牙を正常な位置に再配列したセットアップモデルを生成する段階と、
【００２１】
セットアップモデル上のブラケット位置を決定する段階と、
【００２２】
前記の位置が決定されたブラケットのスロットを繋ぐ基準線を生成する段階と、
【００２３】
前記生成された基準線を用いて切削加工用データを生成する段階と、
【００２４】
前記生成された基準線の切削加工用データを用いて素材を切削加工することで、角形ワイヤを製造する段階と、を含む。
【００２５】
この時、前記ブラケットのスロットを通りつつ、折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）がない緩やかな曲線形状に基準線を生成することができる。  
【００２６】
具体的には、スロット区間は直線形状を維持しつつ、スロットの間の区間は緩やかな曲線形状を有するようにすることができる。
【００２７】
特に、隣接した歯間の段差が大きい場合、折曲点のない緩やかな曲線区間を置くことができる。
【００２８】
一方、前記切削加工する段階において、放電加工（ＥＤＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）またはレーザー切削（ｌａｓｅｒ  ｃｕｔｔｉｎｇ）工法により、チタン６４または１７−４スチール合金プレートを切削することで、角形ワイヤを製造することができる。
【００２９】
この時、プレートはブラケットスロットの縦長と一致する厚さを有するものを使用することができる。例えば、０．０１８インチまたはその未満の均一な厚さを有するものを使用することができる。
【００３０】
一方、前記のような目的を達成するための本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角形ワイヤは、前記のような方法により製造される。
【００３１】
この時、製造された角形ワイヤの少なくとも一部区間は、折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）がない曲線形状を有し、断面は好ましくは全区間にわたって四角形を維持する。ただし、これは製造上の便宜のためのことであって、必ず四角形状の断面とは限られない。
【００３２】
一方、角形ワイヤは少なくとも一部区間の断面積が他区間と異なる構造を有する。前歯部と臼歯部区間の断面を異にし、またはスロット結紮部位とブラケットの間の区間の断面積を異にすることができる。
【００３３】
または、角形ワイヤに一体で形成されるループ、フックまたはストップをさらに有することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のような本発明によると、角形ワイヤ製造工程上の精度の下落要因を取り除くことで、十分な精度を有するオーダーメード型角形ワイヤの製造が可能である。特に、公差が少なくてブラケットのスロットに結紮した時遊びが発生しない角形ワイヤの製造が可能である。
【００３５】
更に、前歯部と臼歯部区間の断面を異にし、またはスロット結紮部位とブラケットの間の区間の断面積を異にするなどの設計を通じて用途によって必要な特性を有するように、オーダーメード型の角形ワイヤを製造することが可能となる。
【００３６】
また、本発明によると、必要時フック、ループ、またはストップを一体型に有する角形ワイヤを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術によるワイヤベンディング方法を説明する図面である。
【図２】本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】セットアップモデルを作った後ブラケットを取付け、その位置をスキャニングする過程を例示する図面である。
【図４】コンピュータソフトウェアを用いてブラケット位置とワイヤ形状を設計する過程を例示する図面である。
【図５】ブラケットスロットを繋ぐ曲線形状の基準線を例示する図面である。
【図６】本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法によって製造された角形ワイヤの一例を説明する図面である。
【図７】角形ワイヤにループ、フック、及びストップが一体に備えられた変形例を例示する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下では、本発明の好ましい実施例及び添付する図面を参照して本発明を詳しく説明する。図面の同一参照符号は同一構成要素を示すことを前提として説明する。
【００３９】
発明の詳細な説明または特許請求の範囲において、いずれかの構成要素が他の構成要素を『含む』とする時、これは特に反対する記載がない限り、当該構成要素だけで構成されたものに限って解釈せず、他の構成要素をさらに含むことができるものと理解されなければならない。
【００４０】
以下では、添付の図面を参照して本発明のオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法を詳しく説明する。
【００４１】
まず、患者の歯牙セットアップモデル１０を製作する（Ｓ１１０）。
【００４２】
セットアップモデル１０の製作は、オーダーメード型歯列矯正時に一般的に行われることであって、患者の上顎または下顎不正咬合模型の歯牙を切り取って、理想的な位置に並べ替えることで製作することができる。  
【００４３】
３Ｄスキャナ４０を用いて最初からコンピュータグラフィックを用いてセットアップモデル１０を作ることもできるが、図３の（ａ）に例示された通り、不正咬合模型を切り取って、手作業で製作する方が好ましい。
【００４４】
図３の（ｂ）に例示された通り、セットアップモデル１０が備えられると、これを用いてブラケット２０の取付位置を決定する（Ｓ１２０）。
【００４５】
図３の（ｃ）は、歯牙の舌側面にブラケット２０を取付ける様子を例示する。
【００４６】
図３の（ｃ）に例示された通り、歯牙のセットアップモデル１０にブラケット２０を全て取付けた上、これを３Ｄスキャナ４０で読み込んで各ブラケット２０の座標とブラケット２０スロットの座標を把握することができる。
【００４７】
または、図４の（ａ）に例示された通り、セットアップモデル１０を３Ｄスキャナ４０で読み込んでコンピュータソフトウェア上に表示した後、図４の（ｂ）のようにブラケット２０の取付位置を決定することもできる。
【００４８】
次に、セットアップモデル１０上のブラケット２０の位置が全て決定されると、コンピュータソフトウェアを用いて各ブラケット２０のスロットを繋ぐ基準線３０を生成する（Ｓ１３０）。
【００４９】
従来は、オーダーメード型の角形ワイヤ１００の製作のためにワイヤ上に多数の折曲点（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）の位置を決定し、折曲点における折曲角度を決定した後、図１に示された通りに折曲してワイヤを製造していた。
【００５０】
しかし、本発明は角形ワイヤ１００の製造過程からベンディング工程を完全に省略するため、別途の折曲点を有しない曲線形状を有する角形ワイヤ１００の製造が可能となる。
【００５１】
オーダーメード型角形ワイヤ１００は、後述するように前記の生成した基準線３０の形状に沿って製造される。
【００５２】
例えば、ベジェカーブ（ｂｅｚｉｅｒ  ｃｕｒｖｅ）を用いて各ブラケット２０のスロットを通過する曲線を自動生成し、スロット区間は直線形状を維持するようにスロットの両側にコントロールポイントを設定し、スロットの間の区間は折曲点が生じないようにコントロールポイントの距離を短く設定することで、スムーズに繋がる曲線形状の基準線３０を得ることができる。
【００５３】
もちろん、必要時にはスロットの間の区間を大きな角度で折曲して折曲点を置くこともできるが、曲線形状で角形ワイヤ１００を構成する際により滑らかな歯牙牽引が可能となる。
【００５４】
その結果、従来のオーダーメード型角形ワイヤ１００が、図１の（ｂ）に例示された通り、多数の折曲点を有し、各折曲点の間の区間がおおむね直線に近い形状を有する一方、本発明により製造されるオーダーメード型角形ワイヤ１００は、図５の（ａ）に例示された通り、特定地点を中心に両方が所定の角度で曲がる折曲点を有さず全区間が緩やかな曲線形態をなすことが確認できる。
【００５５】
一方、このように曲線形状の基準線３０が生成されたら、前記生成された基準線３０を用いて切削加工用データを生成する（Ｓ１４０）。
【００５６】
例えば、切削加工の際、０．０１８インチの厚さを有するプレートを利用する場合、前記生成された曲線形状の基準線３０に沿って曲がった長い四角形のデータを得ることができる。
【００５７】
この時、前記生成された切削加工用データは、少なくともその一部区間の断面が他の区間と異なるように設計されることができる。
【００５８】
０１８サイズのブラケット２０スロットの場合、前記生成された角形ワイヤ１００のブラケット２０スロット結紮部位の切削加工用データは、その縦の高さが０．０１８インチと等しいか又はそれより小さく設定されなければならない。  
【００５９】
しかし、横の長さは、区間によって異って設計することができる。  
【００６０】
ワイヤの用途がリトラクションワイヤかフィニッシングワイヤかによって、区間の断面を異にし、又は一部区間の断面を異って設定することによって、ループ１０１やフック１０２、またはストップ１０３を角形ワイヤ１００に一体で構成することができる。
【００６１】
前記においては、均一な厚さを有するプレートを加工することを前提に、２Ｄグラフィックデータの形で切削加工用データを生成すると説明したが、３Ｄグラフィックデータの形で切削加工用データを生成して立体的な形状で切削して加工することを排除しない。
【００６２】
一方、このように切削加工用データが生成されたら、これを用いて素材を切削することで、角形ワイヤ１００を製造する（Ｓ１５０）。
【００６３】
前記Ｓ１５０段階においては、好ましくは放電加工（ＥＤＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）またはレーザー切削（ｌａｓｅｒ  ｃｕｔｔｉｎｇ）工法により角形ワイヤ１００を製造する。
【００６４】
一方、放電加工またはレーザー切削時加工面の機械的な性質（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）が変化すると精度が大きく低下する恐れがあるので、このような工程に耐えられる物性を有する素材を使用する方が好ましい。
【００６５】
歯列矯正用ワイヤでは、ステンレススチール合金材質のワイヤが主に使用されるが、従来歯列矯正用ワイヤの素材に使われていた３０４ステンレススチール合金は引き抜きや圧延による加工には適合するが、放電加工またはレーザー切削時機械的な性質（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を完全に維持できない問題点を有する。
【００６６】
このような問題点を解決するために、人体への有害性が低く、矯正ワイヤとしての適合性を備えたチタン６４または１７−４ステンレススチール合金（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ  ａｌｌｏｙ）を使用することができる。
【００６７】
Ｓ１５０段階においては、好ましくはチタン６４または１７−４ステンレススチール合金材質のプレートを放電加工またはレーザー切削して角形ワイヤ１００を製造することができる。
【００６８】
図６は、以上のような、オーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法により製造された角形ワイヤ１００の形状を例示する。
【００６９】
図６に例示された本発明の実施例によると、角形ワイヤ１００が緩やかな屈曲を成し、アーチ型の曲線形状を有することを確認することができる。
【００７０】
つまり、別途にベンディングしなくてもブラケット２０のスロットを自然に通るように屈曲された形で制作される。
【００７１】
また、図６に例示された実施例によると、角形ワイヤ１００の少なくとも一部区間の断面が他の区間と異なることを確認することができる。
【００７２】
従来の引き抜き、圧延による角形ワイヤ１００の製造時、全区間の断面は必ず同一になるが、図６に例示された通り、区間別に断面の横または縦の長さを異って設計することで、角形ワイヤ１００が用途に適した性質を有するようにすることができる。
【００７３】
例えば、舌側矯正用リトラクションワイヤで使用しようとする場合であれば、図６に例示されたように前歯部区間のブラケット２０結紮部位は、ブラケット２０スロットの規格と一致するようにしてきつく結紮されるようにするが、ブラケット２０の間の区間は断面を細くして十分な弾性を維持されるようにすることができる。反面、臼歯部区間は一定の断面を維持することで、前歯部歯牙の後方牽引を容易にすることができる。
【００７４】
または、全区間にわたって、ブラケット２０の結紮部位はブラケット２０のスロットと同一サイズで設計するが、ブラケット２０の間の区間の断面を細くすることで、フィニッシングワイヤとしての適合性を確保することもできる。
【００７５】
一方、図７は、本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法により製造された角形ワイヤ１００の変形例を説明する。
【００７６】
図７に例示されたところによると、角形ワイヤ１００は一体で形成されたループ１０１、フック１０２またはストップ１０３を有する。
【００７７】
従来技術によると、ワイヤの一側にフック１０２を取付け、ワイヤを折曲してループ１０１を手作業で作ったが、本発明によるオーダーメード型歯列矯正用角型ワイヤの製造方法を用いることにより、ループ１０１、フック１０２またはストップ１０３が一体で形成される角形ワイヤ１００の製造が可能となる。
【００７８】
抜歯空間の座標によってフック１０２またはループ１０１の種類や長さ、厚さを決定して精密に製造することが可能となる。
【００７９】
図７に例示された角形ワイヤ１００は、ループ１０１やフック１０２が形成された区間の断面が他の区間と相違することが確認できる。プレートを切削することで、ループ１０１、フック１０２、ストップ１０３を一体で形成することが可能となる。
【００８０】
一方、この他にも歯牙牽引時角形ワイヤ１００がブラケットのスロットから脱落するのを防ぐために、角形ワイヤ１００から所定の厚さで突出した部位であるストップ１０３を、さらに備えることができる。
【００８１】
ループ１０１とフック１０２は、角形ワイヤ１００と一体で形成される点を除くと、従来技術によるループ１０１やフック１０２の形態を有することができる。
【００８２】
以上のいくつかの実施例を通じて本発明の技術的思想を説明した。
【００８３】
本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の記載事項から前記調べた実施例を多様に変形し、または変更できることは自明である。また、たとえ明示的に図示され、または説明されなかったとしても本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の記載事項から本発明による技術的思想を含む様々な形の変形ができることは自明であり、これは依然として本発明の権利範囲に属する。添付の図面を参照して説明された前記の実施例は本発明を説明するための目的で記述されたものであり、本発明の権利範囲はこれらの実施例に限られない。
【符号の説明】
【００８４】
１０    セットアップモデル
２０    ブラケット
３０    基準線
４０    ３Ｄスキャナ
１００  角形ワイヤ
１０１  ループ
１０２  フック
１０３  ストップ
【図１】
2018525120.tif 000002
【図２】
2018525120.tif 000003
【図３】
2018525120.tif 000004
【図４】
2018525120.tif 000005
【図５】
2018525120.tif 000006
【図６】
2018525120.tif 000007
【図７】
2018525120.tif 000008
【国際調査報告】
2018525120.tif 000009
2018525120.tif 000010
2018525120.tif 000011
2018525120.tif 000012