JP7418183B2 - 歯科用ファイル及び歯科用ファイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、先端部の剛性を確保しつつ、柔軟性に優れた歯科用ファイル及びそのような歯科用ファイルの製造方法に関する。

歯科治療において根管の拡大や清掃に用いられる歯科用根管切削具として、リーマやファイルがある（特許文献１参照）。リーマは主に回転させることで根管内を切削し、ファイルは回転させたり軸方向に押し引きしたりして根管内の切削をするものである。

従来の歯科用根管切削具はステンレス製であったが、近年は複雑に湾曲した根管の治療に適した弾力性の高いニッケルチタン製が用いられることがある。更に、動力としては手動式だけでなく、歯科用ハンドピース（エンジン）に接続して用いられる電動式も増えている。そして、電動式にすることで、治療を迅速に行うことを可能としている。

図５は、一般的な歯科用ファイルの平面図である。ここに示した歯科用ファイル１００は、歯科用ハンドピースに接続して用いられるものである。この歯科用ファイル１００は、螺旋状で先細形状の切刃からなる作業部１０１と、その作業部１０１の後端に連なるシャフト１０２と、そのシャフト１０２の後端に連なり歯科用ハンドピースに取り付けられる把持部１０３と、を有している。

このような歯科用ファイルの製造方法としては、まず、細い線材から作業部になる部分をセンターレス加工機により一定のテーパ率（例えば、２／１００など）になるように加工し、その後、刃溝研削機により作業部の切刃になる溝を形成するというものがある。

また、別の製造方法として、特許文献２に記載されているように、線材の断面を先細の四角形等に研削してから、ねじり加工を施して所望の作業部を有する歯科用ファイルにするものもある。図６は、線材の研削方法を説明する図である。線材２１を押し金５５で押さえながら回転砥石５０に当接させることで、研削する。このとき、押し金５５を制御することで、所望の量だけ研削することができる。そして、断面を先細の四角形にする場合は、１面を研削する毎に線材２１を軸回りに９０度又は１８０度回転させて、研削を繰り返せばよい。

このような方法で製造された歯科用ファイルは、複雑に湾曲した根管を切削しなければならないことから、優れた柔軟性を有することが望まれる。そこで、先細部分の断面形状を正方形から長方形に変えて断面二次モーメントを低減させることを検討したが、断面が長方形の歯科用ファイルでは、全体的な柔軟性を高めることはできるのだが、その反面、先端部分の剛性が不足してしまうという問題点がある。一方、石灰化した根管を切削する場合もあり、その場合には、先端部分の剛性を高めるためにテーパ率を大きくすることがある。しかし、それに伴いシャフト部側の柔軟性が損なわれてしまう、という問題点もある。

特許第４２４７３４５号 特許第４２４７３４６号

このような実情に鑑み、本発明は、先端部に十分な剛性を確保しつつ、柔軟性に優れた歯科用ファイル及びそのような歯科用ファイルの製造方法を提供することを目的としている。

本発明の歯科用ファイルは、根管を切削する刃を備えた先細形状の作業部を有する歯科用ファイルであって、作業部は、テーパ率が一定な先端部と、その先端部から繋がる本体部と、からなり、先端部及び本体部の断面形状は、２組の対辺がそれぞれ平行な四角形であり、本体部の断面形状は、２組の対辺の辺比が変動し、一方の対辺は先端部と同じテーパ率の側面上に位置し、他方の対辺は先端部よりも緩いテーパ率の側面上に位置していることとする。

ここで、先端部の断面形状が正方形のときは、本体部の断面形状は長方形又は鋭角を有する平行四辺形であり、先端部の断面形状が菱形のときは、本体部の断面形状は鋭角を有する平行四辺形であることにしてもよい。また、先端部は、作業部の先端から１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の所望の位置までの範囲であることにするとよい。

また、本発明の歯科用ファイルの製造方法は、線材の側面を第１の押し金で押圧しながら回転砥石に当接させて研削し、断面形状が正方形又は菱形である第１の先細部を形成する工程と、その第１の先細部の側面の相対する２面について、先端から所望の位置よりも後方のみに当接する第２の押し金で押圧しながら回転砥石に当接させてそれぞれの側面を同じ量だけ研削し、第２の先細部を形成する工程と、を有することとする。

ここで、先端から所望の位置が、先端から１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の位置であることにするとよい。

また、第２の先細部について、第２の押し金で押圧しながら研削した２面以外の面についても、さらに、第２の押し金で押圧しながら回転砥石に当接させて研削する工程、を有することとしてもよい。

本発明によれば、高い剛性を備えた先端部と柔軟性に優れた本体部を併せ持った作業部を有する歯科用ファイルを提供することができるという効果を奏する。

本発明の歯科用ファイルの製造方法を説明する図である。 第１の押し金を使った研削を説明する図である。 第２の押し金を使った研削を説明する図である。 先端部及び本体部の断面形状を説明する図である。 別の実施例の先端部及び本体部の断面形状を説明する図である。 別の実施例の先端部及び本体部の断面形状を説明する図である。 一般的な歯科用ファイルの平面図である。 線材の研削方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

まず、歯科用ファイルの製造方法の工程の概略を説明する。図１は、本発明の歯科用ファイルの製造方法を説明する図である。図１（ａ）から図１（ｃ）については、それぞれの工程における平面図と側面図、図１（ｄ）については、歯科用ファイルの平面図を示す。図１（ａ）に示す丸棒状の線材２１について、回転砥石及び第１の押し金を使って図１（ｂ）に示すような断面形状が正方形である第１の先細部２１ａを形成する。さらに、第１の先細部２１ａについて、先端から所望の範囲の先端部１２は、断面形状を正方形のまま残し、先端から所望の位置よりも後方の本体部１３は、正方形断面の４辺のうちの２辺に相当する第１の先細部２１ａの側面を回転砥石及び第２の押し金を使って研削し、図１（ｃ）に示すような断面形状が長方形である第２の先細部２１ｂを形成する。最後に、作業部となる第１の先細部２１ａ及び第２の先細部２１ｂにねじり加工を施して、図１（ｄ）に示すような歯科用ファイル１０が完成する。以下、これらの工程を詳細に説明する。

まず、所望の長さに切断した丸棒状の線材２１を用意する（図１（ａ））。この線材２１の材質は、特に限定するものではなく、鋼、ステンレス又はニッケルチタン合金など、様々な金属製のものを用いることができる。

次に、押し金と回転砥石を使用して線材２１の側面を研削する。図２は、第１の押し金を使った研削を説明する図である。第１の押し金５１を一定のテーパ率になるように（例えば、ねじり加工後の横断面の対角線のテーパ率が３／１００となる値Ｘに）傾け、この線材２１の側面を第１の押し金５１で押圧しながら回転砥石５０に当接させて研削し、断面形状が正方形でテーパ率が一定な第１の先細部２１ａを形成する。なお、テーパ率については、一定の数値に限定するものではない。ここで、回転砥石５０は、円盤状の砥石の外周面を研削面とするものであり、回転砥石５０の径は線材２１の第１の先細部２１ａの長さに比べて非常に大きいので、研削面は略直線的な面、つまり平坦面とみなすことができる。また、研削前に砥石形状を押し金５１に転写することで、線材２１の側面を所望の形状に研削することが可能である。なお、線材２１を断面形状が正方形である第１の先細部２１ａになるように研削するためには、側面の１面を研削する毎に線材２１を軸回りに９０度又は１８０度回転させて研削を繰り返すことで、４つの平坦な面を形成すればよい。また、このような研削方法であれば、１度に複数本の線材２１をまとめて研削することも可能である。尚、線材２１の回転角度は９０度又は１８０度に限定するものではなく、回転角度を調整することで、第１の先細部２１ａの断面形状を菱形などに形成することも可能である。特に、断面形状を２組の対辺がそれぞれ平行な四角形にすれば、バランスがよい。

さらに、第１の先細部２１ａの側面の相対する２面について、別の押し金と回転砥石を用いて同様の研削を行い、断面を長方形にする（図１（ｃ））。ただし、従来技術で述べたように、先細部の全長を長方形の断面形状にすると、柔軟性は高くなるものの、先端部分の剛性が不足することになる。そこで、作業部の先端から１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の所望の位置までを先端部１２とし、この先端部１２については、これ以上研削せず、断面形状が正方形又は菱形などのまま残すことにする。つまり、先端部１２の後方に繋がる先細部を本体部１３とすると、その本体部１３だけを断面形状が長方形になるように研削するとよい。

図３は、第２の押し金を使った研削を説明する図である。押し金の中心は回転砥石の中心ＣＬであり、第１の押し金５１を使って研削した場合、押し金の中心より前方にある先端部１２も研削されることになる。そうすると、第１の押し金５１と同じような形状の押し金を使って研削した場合は、先端部１２の断面形状を当初の形状に保つことができない。そこで、第２の押し金５２は、先端部１２には当接せず先端から所望の位置よりも後方にある本体部１３のみに当接する形状にする。具体的には、第２の押し金５２は、回転砥石５０の中心位置ＣＬより前方では線材２１に当接しないようにカットし、回転砥石５０の中心位置ＣＬよりも後方のみで線材２１に当接する形状とする。また、第２の押し金５２は、第１の押し金５１よりも緩いテーパ率（例えば、ねじり加工後の横断面の対角線のテーパ率が２／１００となる値Ｙ）を形成するように転写したものであって、このような第２の押し金５２を用いることで第２の先細部２１ｂの断面形状を長方形などに形成することができる。

このようにして、第１の先細部２１ａの１つの側面を研削したら、線材２１を軸回りに１８０度回転させ、相対するそれぞれの側面を同じ量だけ研削することで、断面形状が長方形である第２の先細部２１ｂを形成することができる（図１（ｃ））。つまり、第２の押し金５２で線材２１を押圧して第１の先細部２１ａの側面を研削することで、先端から所望の位置までは第１の先細部２１ａのまま残し、先端から所望の位置よりも後方は第２の先細部２１ｂに形成することができる。なお、第１の先細部２１ａの側面に対して平行ではなく少し傾けて研削した場合や、第１の先細部２１ａの断面形状が菱形の場合には、第２の先細部２１ｂの断面形状は平行四辺形になる。また、このような研削では２面だけしか研削しないので、第２の先細部２１ｂの断面形状は、相似形の長方形や平行四辺形が連続するのではなく、断面位置によって辺比が変動する長方形や平行四辺形となる。

こうしてできた線材２１は、第１の先細部２１ａは断面が正方形又は菱形であり、第２の先細部２１ｂは断面が長方形又は平行四辺形ということになる。そして、第２の先細部２１ｂは、第１の先細部２１ａを研削したものであることから、第１の先細部２１ａよりもテーパ率は緩くなり、その断面二次モーメントも小さくなるので、柔軟性が向上することになる。しかし、先端側に位置する第１の先細部２１ａは残しているため、先端付近の剛性は確保することができる。

最後に、線材２１をねじり加工して作業部１１が形成された歯科用ファイル１０が完成する（図１（ｄ））。ここで、第１の先細部２１ａをねじって形成した部分を先端部１２、第２の先細部２１ｂをねじって形成した部分を本体部１３とする。なお、厳密には、ねじり加工を施すことで断面形状は僅かに変形するが、その変形量は小さいものと考え、第１の先細部２１ａと先端部１２、第２の先細部２１ｂと本体部１３の断面形状は、それぞれ同一であるとみなすこととする。

図４は、先端部及び本体部の断面形状を説明する図である。また、図５及び図６は、別の実施例の先端部及び本体部の断面形状を説明する図である。作業部１１の先端面（Ａ－Ａ断面）、先端部１２と本体部１３の境界面（Ｂ－Ｂ断面）、及び、本体部１３の断面（Ｃ－Ｃ断面）をそれぞれ図示している。なお、点線で示した円は、図１（ｂ）で示した第１の先細部２１ａの外接円である。なお、第１の先細部２１ａが図６のように菱形の場合は、菱形の長い方の対角線が直径となる外接円である。そして、図４は、先端部１２の断面が正方形で本体部１３の断面が長方形、図５は、先端部１２の断面が正方形で本体部１３の断面が平行四辺形、図６は、先端部１２の断面が菱形で本体部１３の断面が平行四辺形の実施例である。なお、本体部１３の断面については、四角形の横方向の２辺を第２の押し金を用いて研削した形状で示している。

ここで、本体部１３の縦方向の２辺は研削されないので、先端部１２と同じテーパ率の側面上に位置していることになる。一方、本体部１３の横方向の２辺は研削されることで、先端部１３よりも緩いテーパ率の側面上に位置することになる。つまり、Ｂ－Ｂ断面を境に、一方の対辺は先端部１２と同じテーパ率の側面上に位置し、他方の対辺は先端部１２よりも緩いテーパ率の側面上に位置している。そしてこの場合、２組の対辺の辺比は断面位置によって変動することになる。なお、本体部１３では長方形又は平行四辺形の四隅が全て円の内側にあるので、全体としても先端部１２より本体部１３の方がテーパ率は緩いということが分かる。

以上のような工程で製造した歯科用ファイル１０は、根管を切削する刃を備えた先細形状の作業部１１を有する歯科用ファイル１０であって、その作業部１１は、テーパ率が一定な先端部１２と、その先端部１２から繋がる本体部１３と、からなり、先端部１２及び本体部１３の断面形状は、２組の対辺がそれぞれ平行な四角形であり、本体部１３の断面形状は、２組の対辺の辺比が変動し、一方の対辺は先端部１２と同じテーパ率の側面上に位置し、他方の対辺は先端部１２よりも緩いテーパ率の側面上に位置しているものになる。

ここで、本体部１３の柔軟性については、柔らか過ぎても操作性等に問題を生じることになる。そこで、先端部１２と本体部１３の境界位置では、断面形状の辺比が約１：１で、且つ対角線の長さが１：２未満の正方形又は菱形とし、本体部１３の基端位置（シャフトとの境界位置）における断面の辺比は１：２以下の長方形又は平行四辺形とする。このように限定することで、本体部１３の断面形状が薄くなり過ぎないので、柔軟性を備えつつも柔らかくなり過ぎることを防止することができる。なお、先端部１２は、作業部１１の先端から１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の所望の位置までの範囲とするが、これは、先端部１２の剛性と本体部１３の柔軟性のバランスや、本体部１３の辺比等を考慮して決定されたものである。

このような歯科用ファイル１０であれば、高い剛性を備えた先端部１２と、柔軟性に優れた本体部１３と、を併せ持った作業部１１を有することになり、先端部の剛性を持ち、かつ、複雑に湾曲した根管に追従することができるという優れた効果を奏することができる。

また、第２の押し金５２で押圧しながら研削した面以外の２面についても、さらに、第２の押し金５２で押圧しながら回転砥石５０に当接させて、研削してもよい。この場合であっても、先端部１２と本体部１３でテーパ率が変化することになり、このような構成でも、本体部１３の柔軟性と、先端部１２の高い剛性とを併せ持つことが可能となる。

１０ 歯科用ファイル
１１ 作業部
１２ 先端部
１３ 本体部
２１ 線材
２１ａ 第１の先細部
２１ｂ 第２の先細部
５０ 回転砥石
５１ 第１の押し金
５２ 第２の押し金

Claims (3)

1. 線材の側面を第１の押し金で押圧しながら回転砥石に当接させて研削し、断面形状が正方形又は菱形である第１の先細部を形成する工程と、
   前記回転砥石の中心位置より前方で前記線材に当接しないようにカットされ、かつ、前記第１の押し金よりも緩いテーパ率を形成するように転写した第２の押し金を用いて、前記第１の先細部の側面の相対する２面のみについて、前記回転砥石の中心位置よりも後方を前記第２の押し金で押圧しながら前記回転砥石に当接させてそれぞれの側面を前記第１の先細部よりも緩いテーパ率になるよう同じ量だけ研削し、第２の先細部を形成する工程と、前記第１の先細部及び前記第２の先細部にねじり加工を施す工程と、を有することを特徴とする歯科用ファイルの製造方法。
2. 前記回転砥石の中心位置が、先端から１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の位置であることを特徴とする請求項１に記載の歯科用ファイルの製造方法。
3. 前記ねじり加工を施す工程の前に、前記第２の先細部について、前記第２の押し金で押圧しながら研削した２面以外の面についても、さらに、前記第２の押し金で押圧しながら前記回転砥石に当接させて研削する工程、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯科用ファイルの製造方法。

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