(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科矯正に使用するアーチ状のワイヤを成形する方法であって、成形ローラーと支持ローラーとの間にワイヤを通し、かつ、支持ローラーに対して成形ローラーを移動させることにより、ワイヤに複数種類の円弧形状を形成し、しかも、ワイヤを成形ローラーと支持ローラーとの間に通した状態で、ワイヤ上の所定の点を中心として、各円弧形状についてワイヤを往復移動させて成形することにより、複数種類の連続した円弧形状を有し、高精度なバンク（傾斜）、アール（曲率）及びシンメトリー（対称性）を有するアーチワイヤを成形し、さらに、複数種類の円弧形状を形成する際に、まず最も大きな半径の円弧形状を形成し、順にそれよりも小さな半径の円弧形状を形成し、かつ、各円弧形状の形成をすべて自動的に行うことを特徴とするアーチワイヤ成形方法。
【請求項２】
各円弧形状の形成の際に、各円弧形状の中心から変形を開始し、各円弧形状の一端まで変形を行い、そのあと、各円弧形状の他端まで変形を行い、さらに、元の各円弧形状の中心に戻るまで変形を続けることを特徴とする請求項１に記載のアーチワイヤ成形方法。
【請求項３】
各円弧形状の形成の際に、各円弧形状の一端から変形を開始し、各円弧形状の他端まで変形を行うことを特徴とする請求項１に記載のアーチワイヤ成形方法。
【請求項４】
各円弧形状の形成方向を交互に逆向きにして、成形ローラーが１つの円弧形状の端部から次の円弧形状の端部まで移動する経路を最短にしたことを特徴とする請求項３に記載のアーチワイヤ成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーチワイヤ成形方法によってアーチワイヤを成形するためのフォーミングマシーンにおいて、成形ローラーと支持ローラーを有し、成形ローラーと支持ローラーの両方にワイヤが支持される状態のまま、成形ローラーが支持ローラーに対して移動可能であり、成形ローラーと支持ローラーの間でワイヤを所定方向に移動させて所望のアーチ形状を有するアーチワイヤを成形する構成にしたことを特徴とするフォーミングマシーン。
【請求項６】
線材を供給するための供給装置と、供給装置から供給された線材を直線矯正する直線矯正装置と、直線矯正装置により直線矯正された線材を所定のアーチ形状を有するアーチワイヤに成形するフォーミングマシーンと、直線矯正された線材をフォーミングマシーンへ送るための送り装置と、フォーミングマシーンにより所定の形状に成形されたアーチワイヤを受け取るための受取装置を備え、フォーミングマシーンが請求項５に記載のフォーミングマシーンであることを特徴とする歯科矯正材料成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歯科矯正材料であるアーチワイヤを成形する方法と、そのためのフォーミングマシーンと、それを含む歯科矯正材料成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科矯正材料であるアーチワイヤには、通常、歯列に合わせて複数の円弧形状が連続して成形されている。
【０００３】
従来は、１つの治具を用いて１つの円弧形状の成形を行うのが一般的であっ  た。
【０００４】
アーチワイヤの成形には、例えばターレット整形器具や従来のフォーミングマシーンが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アーチワイヤに複数の円弧形状を成形する場合には、各円弧形状に応じてその都度別の治具に交換する必要があった。このような治具の交換作業は手間と時間を要し、煩雑であった。
【０００６】
本発明は、治具を交換することなく、複数の円弧形状を有するアーチワイヤを成形できる方法、及びその方法を実施するためのフォーミングマシーンを提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の他の目的は、歯科矯正材料であるアーチワイヤを自動的に成形することができる歯科矯正材料成形機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【０００９】
歯科矯正に用いるアーチワイヤを成形する方法において、成形ローラーと支持ローラーとの間にワイヤを通すことによりワイヤに円弧形状を形成し、しかも、支持ローラーに対して成形ローラーを移動させることにより、ワイヤに複数種類の円弧形状を形成することを特徴とするアーチワイヤ成形方法。
【００１０】
まず最も大きな半径の円弧形状を形成し、順にそれよりも小さな半径の円弧形状を形成する前述のアーチワイヤ形成方法。
【００１１】
各円弧形状の形成の際に、各円弧形状の中心から変形を開始し、各円弧形状の一端まで変形を行い、そのあと、各円弧形状の他端まで変形を行い、さらに、元の各円弧形状の中心に戻るまで変形を続ける前述のアーチワイヤ成形方法。
【００１２】
各円弧形状の形成の際に、各円弧形状の一端から変形を開始し、各円弧形状の他端まで変形を行うことを特徴とする前述のアーチワイヤ成形方法。
【００１３】
各円弧形状の形成の形成方向を交互に逆向きにして、成形ローラーが１つの円弧形状の端部から次の円弧形状の端部まで移動する経路を最短にしたことを特徴とする前述のアーチワイヤ成形方法。
【００１４】
各円弧形状をすべて自動的に行う前述のアーチワイヤ成形方法。
【００１５】
アーチワイヤを成形するためのフォーミングマシーンにおいて、成形ローラーと支持ローラーを有し、成形ローラーと支持ローラーの両方にワイヤが支持される状態のまま、成形ローラーが支持ローラーに対して移動可能であり、成形ローラーと支持ローラーの間でワイヤを移動させて所望のアーチ形状を有するアーチワイヤを成形する構成にしたことを特徴とするフォーミングマシーン。
【００１６】
成形ローラーが２つで、支持ローラーが１つである前述のフォーミングマシーン。
【００１７】
成形ローラーが１つで、支持ローラーが２つである前述のフォーミングマシーン。
【００１８】
線材を供給するための供給装置と、供給装置から供給された線材を直線矯正する直線矯正装置と、直線矯正装置により直線矯正された線材を所定のアーチ形状を有するアーチワイヤに成形するフォーミングマシーンと、直線矯正された線材をフォーミングマシーンへ送るための送り装置と、フォーミングマシーンにより所定の形状に成形されたアーチワイヤを受け取るための受取装置を備えていて、フォーミングマシーンが前述のフォーミングマシーンであることを特徴とする歯科矯正材料成形機。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明においては、アーチワイヤに複数の円弧形状を連続して成形するため  に、支持ローラーと、その支持ローラーに対して移動可能な成形ローラーが用いられる。アーチワイヤを例えば２つの支持ローラーと１つの成形ローラー（あるいは１つの支持ローラーと２つの成形ローラー）の両方で支持する。ワイヤを支持ローラーと成形ローラーの両方に支持された状態で移動させ、ワイヤが所望の円弧形状を有するように成形する。たとえば、成形ローラーを２つの支持ローラーに対して段階的に近づけて、直線状のワイヤに連続的に複数の円弧形状を成形する。それにより、ローラーを交換することなく、異なった２以上の円弧形状をアーチワイヤに成形する。
【００２０】
アーチワイヤが３種類の円弧形状を有する場合の成形工程の一例を以下に示  す。
【００２１】
（１）まず直線状のワイヤ全体に１つの大きな円弧形状を成形する。
【００２２】
（２）しかるのち、成形ローラーを支持ローラーに近づけて、その大きな円弧形状を有するワイヤの中央部から側面にかけて中程度の大きさの円弧形状を成形する。
【００２３】
（３）そのあと、さらに成形ローラーを支持ローラーに近づけて、大中の２種類の円弧形状を有するワイヤの中央部付近に小さな円弧形状を成形する。
【００２４】
第１の円弧成形工程において、ワイヤ全体に大きな円弧形状を成形する際に  は、例えばまず、２つの支持ローラーと１つの成形ローラーの間にワイヤをまっすぐにセットし、その後、成形ローラーを２つの支持ローラーの間に向かって移動させ、２つの支持ローラーと１つの成形ローラーの間にワイヤをたわむように通す。最初からワイヤをたわむようにセットしても良い。いずれにしても、固定ローラー及び成形ローラーの少くとも一方を回転させて、ワイヤを移動させることにより、ワイヤに所定の円弧形状を成形するのが好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の１つの実施例を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の１つの実施例によるフォーミングマシーン５を歯科矯正材料成形機１（以下成形機１という）に適用した場合の配置構成の一例を示す図である。
【００２７】
成形機１は、供給装置２、直線矯正装置３、送り装置４、フォーミングマシーン５、受取装置６、コントロール装置７及び表示装置８を有している。成形機１により線材９がまず直線状に矯正され、そのあと、それがアーチ形状を有するように成形される。
【００２８】
成形機１における線材９の直線形状への矯正及びアーチ形状への成形の手順を簡単に説明する。
【００２９】
供給装置２から線材９が供給される。線材９は直線矯正装置３に送られ、直線化されて直線状のワイヤ１０となる。直線化されたワイヤ１０は送り装置４によりフォーミングマシーン５に送られ、所定のアーチ形状を有するように成形さ  れ、アーチワイヤ１１となる。アーチワイヤ１１は受取装置６で受取られる。
【００３０】
コントロール装置７は成形機１全体をコントロールするための装置である。
【００３１】
表示装置８にはコントロール装置７のコントロール内容等が表示される。
【００３２】
次にフォーミングマシーン５について説明する。
【００３３】
図２及び図３は、本発明のフォーミングマシーンの一例を用いてアーチワイヤを成形する工程の一例を概略的に示す。
【００３４】
フォーミングマシーン５は、図示した例においては、２つの支持ローラー７６と１つの成形ローラー７８を有している。
【００３５】
２つの支持ローラー７６は、互いに所定の間隔を空けて配置されており、ワイヤ１０の進入方向と平行になっている。２つの支持ローラー７６は、必要に応じて間隔を調整可能にしてもよい。
【００３６】
成形ローラー７８、７８ａは、２つの支持ローラー７６の二等分線上を移動可能に配置されている。成形の際には、成形ローラー７８は、２つの支持ローラー７６の間を横断する方向（矢印Ａ方向）に向かって段階的に移動する。
【００３７】
なお、成形ローラー７８、７８ａは、図２に示すような楕円形の成形ローラー７８ａでもよいし、図３に示すような円形の成形ローラー７８でもよい。成形ローラーは、他の形状のものでもよい。
【００３８】
支持ローラー７６及び成形ローラー７８の作用を説明する。
【００３９】
２つの支持ローラー７６と１つの成形ローラー７８の間に、直線状に矯正されたワイヤ１０がたわむようにセットされる。支持ローラー７６と成形ローラー７８の少くとも一方が回転し、支持ローラー７６と成形ローラー７８の間に沿ってワイヤ１０が移動し、ワイヤ１０に所定の大きさのアーチ形状が成形される。成形ローラー７８が矢印Ａの方向に移動し、ワイヤ１０は、さらに変形される。
【００４０】
図３の例の場合、成形ローラー７８が回転し、図２の例の場合、支持ローラー７６が回転し、ワイヤ１０がさらに移動することにより、ワイヤ１０に所望のアーチ形状が成形される。成形ローラー７８が矢印Ａの方向へ複数回段階的に移動し、かつ、ワイヤの移動距離を順次短くすることにより、ワイヤ１０に複数のアーチ形状が連続して成形される。
【００４１】
次に、ワイヤ１０の移動順の一つの例を説明する。
【００４２】
図４及び図５には、成形後のアーチワイヤ１１と成形前の直線状のワイヤ１０の好適な例が示されている。
【００４３】
図示した例においては、３つの成形工程Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3により、それぞれ ３つの異なる半径、ｒ1、ｒ2、及びｒ3を有する３種類のアーチ形状が成形され る。
【００４４】
成形工程を以下に分かり易く説明するために、成形後のアーチワイヤ１１と成形前のワイヤ１０の各点に、符号ａ〜ｇが対応するように付されている。半径ｒ1〜ｒ3の各アーチ形状が、それぞれアーチワイヤ１１のｄ〜ｆとｅ〜ｇ、ｂ〜ｄとｃ〜ｅ、及びｂ〜ｃの各部分に対応している。
【００４５】
例１
ワイヤ１０の中央のａ点から変形を開始した場合の成形工程の一例を説明す  る。
【００４６】
工程Ｒ1
まず、直線化されたワイヤ１０の中央のａ点が成形ローラー７８の接触中心  （接触領域の中心）にくるようにする。この時、直線形状のワイヤ１０は、たわんで変形した状態となる。しかるのち、ワイヤ１０を移動させることにより、ワイヤ１０に接触する成形ローラー７８の接触中心をａ→ｆ→ｇ→ａの順に移動させる。その結果、ワイヤ１０のｆ〜ｇ部分に半径ｒ1のアーチ形状が成形され   る。
【００４７】
工程Ｒ2
次に、成形ローラー７８を矢印Ａの方向に向かって所定量移動させ、ワイヤ１０をさらに変形させる。その際、ワイヤ１０に接触する成形ローラー７８の接触中心をａ→ｄ→ｅ→ａの順に移動させる。その結果、ワイヤ１０のｄ〜ｅ部分  に、半径ｒ1よりも小さい半径ｒ2のアーチ形状が成形される。
【００４８】
工程Ｒ3
さらに、成形ローラー７８を矢印Ａの方向に向かって所定量移動させ、ワイヤ１０をさらに変形させる。その際、ワイヤ１０に接触する成形ローラー７８の接触中心をａ→ｂ→ｃ→ａの順に移動させる。その結果、ワイヤ１０のｂ〜ｃ部分に、半径ｒ2よりも小さい半径ｒ3のアーチ形状が成形される。
【００４９】
以上のように、ａ点を中心として、各円弧についてワイヤ１０を往復移動させて成形することにより、３種類の連続した円弧形状を有し、かつ高精度なバンク（傾斜）、アール（曲率）及びシンメトリー（対称性）を有するアーチワイヤを成形することができる。とくに、断面長方形のアーチワイヤにとって、バンクの精度を高めること（平坦面が共通の１つの平面に位置すること）は、非常に重要である。
【００５０】
以上をまとめると、３種類の成形工程は連続して行われる。
【００５１】
工程Ｒ1：ａ→ｆ→ｇ→ａ
工程Ｒ2：ａ→ｄ→ｅ→ａ
工程Ｒ3：ａ→ｂ→ｃ→ａ
なお、円弧の半径ｒ1、ｒ2及びｒ3は、例えば、それぞれ８８．９ｍｍ、４３ ｍｍ、２５ｍｍである。これらの半径は、成形ローラー７８の移動のパターンにより任意に設定できる。
【００５２】
例２
ワイヤ１０の端部に近いｆ点から変形を開始した場合の成形工程の一例を説明する。
【００５３】
工程Ｒ1：ｆ→ｇ→ｆ（→ｄ）
工程Ｒ2：ｄ→ｅ→ｄ（→ｂ）
工程Ｒ3：ｂ→ｃ→ｂ
括弧内は、次の工程へ進むためにワイヤ１０が変形されない状態で移動する経路を示す。
【００５４】
大きな円弧の一端に位置するｆ点から変形を開始し、各円弧について円弧の一端から他端までワイヤ１０を移動させ、そのあと続けて元の一端まで移動させ、つまり往復させて成形する。その結果、高精度なバンク及びアールを有するアーチワイヤを高速に成形することができる。
【００５５】
例３
ワイヤ１０の端部に近いｆ点から変形を開始した場合の成形工程の別の例を説明する。
【００５６】
工程Ｒ1：ｆ→ｇ（→ｅ）
工程Ｒ2：ｅ→ｄ（→ｂ）
工程Ｒ3：ｂ→ｃ
括弧内は、次の工程へ進むためにワイヤ１０が変形されない状態で移動する経路を示す。
【００５７】
大きな円弧の一端に位置するｆ点から、各円弧の成形を最短経路で行うことにより、所望のバンク及びアールを有するアーチワイヤを極めて高速に成形することができる。
【００５８】
図６は、本発明のフォーミングマシーンの別の例を用いてアーチワイヤを成形する工程の例を概略的に示している。
【００５９】
フォーミングマシーン５１は、図示した例においては、１つの支持ローラー７６１と２つの成形ローラー７８１を有している。
【００６０】
２つの成形ローラー７８１は、互いに所定の間隔を空けて配置されている。２つの成形ローラー７８１の間隔は、必要に応じて調節可能にしてもよい。
【００６１】
２つの成形ローラー７８１は、支持ローラー７６１の側方を移動可能に配置されている。成形の際には、２つの成形ローラー７８１は、支持ローラー７６１の両側を通過する方向（矢印Ｂ方向）に向かって移動する。
【００６２】
支持ローラー７６１及び成形ローラー７８１の作用を説明する。
【００６３】
１つの支持ローラー７６１と２つの成形ローラー７８１の間に、直線矯正されたワイヤ１０をまっすぐにセットする。２つの成形ローラー１８を矢印Ｂの方向に所定量だけ移動させてワイヤ１０を変形させる。たとえば、支持ローラー７６１を回転させて、ワイヤ１０を移動させることにより、ワイヤ１０に所定の大きさのアーチ形状を成形する。
【００６４】
成形ローラー７８１の移動とワイヤ１０の変形を複数回段階的に行うことにより、ワイヤ１０に複数の円弧からなるアーチ形状を成形する。
【００６５】
フォーミングマシーンは、１台でもよいし、各円弧形状に対応させて複数（例えば３台）でもよい。
【００６６】
フォーミングマシーンを単独で使用することもできる。その場合、フォーミングマシーンを自動機械とせず、手動でアーチワイヤを形成することもできる。本発明は、それらの各種態様を含むものである。
【００６７】
ワイヤの形状について説明すると、通例、１本の長さは１７０〜１８０ｍｍ、断面形状は長方形（タテ０．４ｍｍ、ヨコ０．５５ｍｍ）、材質はステンレス鋼３０４、コバルトクロム合金、チタンニッケル合金である。なお、図には見やすくするために、ワイヤは誇大して示されている。
【００６８】
ワイヤ位置の検出及び制御は、従来公知の手段により実施できるので、詳細な説明は省略する。その一例を述べると、直線状のワイヤがフォーミングマシーンの所定位置に到来したとき、まずストッパ（図示せず）でワイヤを停止し、その位置を原点として、予めプログラムされた方向及び距離にしたがってワイヤを移動させて、所定のアーチ形状を形成することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明のアーチワイヤ成形方法及びフォーミングマシーンによれば、アーチワイヤに複数の円弧形状を連続して成形できる。成形ローラーを支持ローラーに対して移動可能にしたことにより、ローラーの交換が不必要となった。しかも、高精度かつ高速にアーチワイヤを成形することができる。
【００７０】
また、本発明によれば、工程ごとに手加工で行っていた作業を全自動で行うことができる。そのため、アーチワイヤの量産とコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォーミングマシーンを歯科矯正材料成形機に適用した場合の配置構成の一例を示す概念図。
【図２】本発明によるフォーミングマシーンを用いたアーチワイヤ成形工程の一例を概略的に示す図。
【図３】図２に示す成形工程の後の成形工程の一例を示す図。
【図４】本発明のフォーミングマシーンにより成形したアーチワイヤの一例を示す。
【図５】図４に示すアーチワイヤの成形前の状態を示す図。
【図６】本発明によるフォーミングマシーンの別の例を用いたアーチワイヤ成形工程の例を概略的に示す図。
【符号の説明】
１    歯科矯正材料成形機
２    供給装置
３    直線矯正装置
４    送り装置
５    フォーミングマシーン
６    受取装置
７    コントロール装置
８    表示装置
９    線材
１０    ワイヤ
１１    アーチワイヤ
７６１    支持ローラー
７８１    成形ローラー
【図１】
0003762237.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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