JPH02213335A - 歯列矯正ワイヤー - Google Patents
歯列矯正ワイヤーInfo
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- JPH02213335A JPH02213335A JP1033725A JP3372589A JPH02213335A JP H02213335 A JPH02213335 A JP H02213335A JP 1033725 A JP1033725 A JP 1033725A JP 3372589 A JP3372589 A JP 3372589A JP H02213335 A JPH02213335 A JP H02213335A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、歯科における歯列矯正ワイヤーに関する。
［従来の技術］
歯列矯正器具は不規則及び不正常な歯を修正するために
使用される。この修正操作は、変形応力の荷重除荷に伴
い可逆的にエネルギーを吸収したり、放出したりさせる
ことが可能なワイヤーを用いた器具に使用して行われる
。この矯正器具に使用されるワイヤーは、主に１８・８
ステンレス鋼ワイヤーであった。１８・８ステンレス鋼
ワイヤーを用いた場合、矯正に供し得る伸び及び歪みは
、略１％である。このため、過度の伸び或いは曲げを与
えると、本来、目的に必要とされる可逆的エネルギの吸
収・放出機能が損なわれてしまう。
使用される。この修正操作は、変形応力の荷重除荷に伴
い可逆的にエネルギーを吸収したり、放出したりさせる
ことが可能なワイヤーを用いた器具に使用して行われる
。この矯正器具に使用されるワイヤーは、主に１８・８
ステンレス鋼ワイヤーであった。１８・８ステンレス鋼
ワイヤーを用いた場合、矯正に供し得る伸び及び歪みは
、略１％である。このため、過度の伸び或いは曲げを与
えると、本来、目的に必要とされる可逆的エネルギの吸
収・放出機能が損なわれてしまう。
これに対して、ＴｉＮｉ合金ワイヤーは、従来のステン
レスワイヤーと比較して、異常な弾性限界があることが
、見出されている。
レスワイヤーと比較して、異常な弾性限界があることが
、見出されている。
即ち、加工上り材の弾性限界（伸び歪みの最大値）は約
４％を示す。Ｕｎｉｔｃｌｃ （米）は、この合金ワ
イヤー（加工上り材）を矯正ワイヤーとして実用化して
いる。
４％を示す。Ｕｎｉｔｃｌｃ （米）は、この合金ワ
イヤー（加工上り材）を矯正ワイヤーとして実用化して
いる。
しかしながら、このワイヤーは、加工上り材のため、脆
いという難点及び伸び変形の増加と伴に、変形に必要な
荷重も略直線的に増加するため、矯正治療を受ける患者
への生理的苦痛を余儀なくする難点があった。この苦痛
を和らげるためには、所要の歯移動は、比較的軽く連続
的な矯正力を供給することができる最適の力付与装置を
形成することによって、最も良好に達成されることが、
Ａｎｇｅｌ Ｑｒｔｈｏｄｅｎｔｉｓｔ、第３１巻（１
９６１年発行）に報告されている。この目的を達成する
ためには、変形に要する力の大きさが小さいこと、口腔
組織に最大限の応答を与えるべく器具が非機能状態にな
るまで力のレベルが一定であること、等が挙げられる。
いという難点及び伸び変形の増加と伴に、変形に必要な
荷重も略直線的に増加するため、矯正治療を受ける患者
への生理的苦痛を余儀なくする難点があった。この苦痛
を和らげるためには、所要の歯移動は、比較的軽く連続
的な矯正力を供給することができる最適の力付与装置を
形成することによって、最も良好に達成されることが、
Ａｎｇｅｌ Ｑｒｔｈｏｄｅｎｔｉｓｔ、第３１巻（１
９６１年発行）に報告されている。この目的を達成する
ためには、変形に要する力の大きさが小さいこと、口腔
組織に最大限の応答を与えるべく器具が非機能状態にな
るまで力のレベルが一定であること、等が挙げられる。
このアプローチの一例として、ＮｆＴｉ含Ｔｉイヤーの
焼鈍材を使用することに見出すことができる。この焼鈍
材は、通常３０〜４０％の冷間加工減面率が施されたの
ち、４００〜５００℃の熱処理を行うことによって得ら
れる。かかる処理を行われたワイヤーは、少なくとも口
腔内温度において、ゴムの如き弾性挙動を振舞うことが
可能となる。すなわち、伸び歪みで５〜６％、且つ変形
に要する力の大きさが小さく一定変形力によっても伸び
が可能なこと、歯移動に伴う軽い連続的な矯正力を供給
することができる。即ち、ワイヤーの弾性変形によって
、可逆的なエネルギーの吸収・放出が容易となり得る。
焼鈍材を使用することに見出すことができる。この焼鈍
材は、通常３０〜４０％の冷間加工減面率が施されたの
ち、４００〜５００℃の熱処理を行うことによって得ら
れる。かかる処理を行われたワイヤーは、少なくとも口
腔内温度において、ゴムの如き弾性挙動を振舞うことが
可能となる。すなわち、伸び歪みで５〜６％、且つ変形
に要する力の大きさが小さく一定変形力によっても伸び
が可能なこと、歯移動に伴う軽い連続的な矯正力を供給
することができる。即ち、ワイヤーの弾性変形によって
、可逆的なエネルギーの吸収・放出が容易となり得る。
しかしながら、このワイヤーは、加温されることによる
形状の復元、もしくは、ゴムの如きしなやかさによる自
発的形状の復元のいずれがもしくは、双方を併せ持つこ
とのために、歯列矯正用の形状に冷間臼げすることがで
きず、所要の形状に固定するために、４００℃程度以上
の温度まで加熱される必要があった。このため、閉ルー
プ等の矯正器具に使用することができず、設計上がなり
の湾曲を要する器具の使用することががなり制限される
。
形状の復元、もしくは、ゴムの如きしなやかさによる自
発的形状の復元のいずれがもしくは、双方を併せ持つこ
とのために、歯列矯正用の形状に冷間臼げすることがで
きず、所要の形状に固定するために、４００℃程度以上
の温度まで加熱される必要があった。このため、閉ルー
プ等の矯正器具に使用することができず、設計上がなり
の湾曲を要する器具の使用することががなり制限される
。
そこで、本発明の技術的課題は、ステンレス鋼あるいは
、ＴｉＮｉ合金を使用した場合の問題点を解決し最適の
歯列矯正力を供給するのを容易にするものである。
、ＴｉＮｉ合金を使用した場合の問題点を解決し最適の
歯列矯正力を供給するのを容易にするものである。
更に、詳しくは、ＮｉＴｉ焼鈍材のもつ、口腔組織が最
大限に応答し、且つその組織が最小限にしか損傷を受け
ない状態にて、連続的に比較的無痛状態にて、歯の移動
を行うべく、好ましいほどの力の大きさが小さく、且つ
長期間に亘って力が一定となる特長を保持しつつ、歯列
矯正器具が、歯の歯冠に作用して、それが移動される際
に、その歯の正確な固転中心を与えるように最適の力に
対するモーメントの比を与えるべく簡単なものから非常
に複雑な歯列矯正用の形状まで広範囲の歯列矯正器具に
形成することを、８０℃以下で可能にした歯列矯正ワイ
ヤーを提供することにある。
大限に応答し、且つその組織が最小限にしか損傷を受け
ない状態にて、連続的に比較的無痛状態にて、歯の移動
を行うべく、好ましいほどの力の大きさが小さく、且つ
長期間に亘って力が一定となる特長を保持しつつ、歯列
矯正器具が、歯の歯冠に作用して、それが移動される際
に、その歯の正確な固転中心を与えるように最適の力に
対するモーメントの比を与えるべく簡単なものから非常
に複雑な歯列矯正用の形状まで広範囲の歯列矯正器具に
形成することを、８０℃以下で可能にした歯列矯正ワイ
ヤーを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するために、本発明の歯列矯正ワイヤー
においては、原子パーセントでＮＬを５０．３〜５２．
０ａｔ％、残部が実質的にＴｉよりなるＴｉＮｉ合金に
おいて、溶体化処理後４００〜５５０℃の熱処理によっ
て、少なくとも口腔内温度（３７℃）で超弾性を示し、
且つ８０℃以下で塑性加工が可能なことを特徴としてい
る。
においては、原子パーセントでＮＬを５０．３〜５２．
０ａｔ％、残部が実質的にＴｉよりなるＴｉＮｉ合金に
おいて、溶体化処理後４００〜５５０℃の熱処理によっ
て、少なくとも口腔内温度（３７℃）で超弾性を示し、
且つ８０℃以下で塑性加工が可能なことを特徴としてい
る。
特開昭５８−１５１４４５号公報に示されるような、時
効によって、変態温度をシフトさせることができるＮ１
濃度は、５０．３ａｔ％以上であることが判明している
。よって、本発明の効果は、Ｎｉで５０．３ａｔ％以上
のＴｉＮｉ合金について、適用できることは、明らかで
ある。一方、Ｎｉが５２．０ａｔ％を越えた合金は、冷
間加工が難しいため、実用材としては、適当ではないの
で、本発明の範囲より除外した。
効によって、変態温度をシフトさせることができるＮ１
濃度は、５０．３ａｔ％以上であることが判明している
。よって、本発明の効果は、Ｎｉで５０．３ａｔ％以上
のＴｉＮｉ合金について、適用できることは、明らかで
ある。一方、Ｎｉが５２．０ａｔ％を越えた合金は、冷
間加工が難しいため、実用材としては、適当ではないの
で、本発明の範囲より除外した。
本発明の歯列矯正ワイヤーにおいて、熱処理温度を、４
００〜５５０℃と限定したのは、４００℃未満では、時
効効果が殆ど得られないためであり、５５０℃を越える
と溶体化処理後の時効の効果が薄れるためである。
００〜５５０℃と限定したのは、４００℃未満では、時
効効果が殆ど得られないためであり、５５０℃を越える
と溶体化処理後の時効の効果が薄れるためである。
ここで、残部実質的にＴＬなる表現は、Ｔｉのみからな
るものを意味するものではなく、Ｔｉの一部を他の金属
で置換したものも含むものである。
るものを意味するものではなく、Ｔｉの一部を他の金属
で置換したものも含むものである。
置換物としては、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃｕ等がある
。これらの置換物を用いたＴｉＮｉ系合金については、
ＴｉＮｉ合金及びＴｉＮ１Ｘ（ＸはＣｕＳＣｒ、ＶＳＭ
ｎ）が熱弾性マルテンサイト変態の逆変態に付随して、
顕著な形状記憶効果を示すことは、良く知られている（
「金属Ｊ １９Ｈ年２月１３日号、４４「日本金属学会
会報」第１２ａ２第３ 号（１９７３）、１５７、「日
本金属学会誌」第３０巻、第２号（１９７５） 、 １
７５、）。
。これらの置換物を用いたＴｉＮｉ系合金については、
ＴｉＮｉ合金及びＴｉＮ１Ｘ（ＸはＣｕＳＣｒ、ＶＳＭ
ｎ）が熱弾性マルテンサイト変態の逆変態に付随して、
顕著な形状記憶効果を示すことは、良く知られている（
「金属Ｊ １９Ｈ年２月１３日号、４４「日本金属学会
会報」第１２ａ２第３ 号（１９７３）、１５７、「日
本金属学会誌」第３０巻、第２号（１９７５） 、 １
７５、）。
これと同時にＴｉＮｉ合金にゴムのようなしなやかさを
示す超弾性機能があることも良く知られでいる（Ｊ、
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、３４（１９８３）、４７５
、東北大学選研量報、 ２７（１９７１）、２４５．
’）。
示す超弾性機能があることも良く知られでいる（Ｊ、
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、３４（１９８３）、４７５
、東北大学選研量報、 ２７（１９７１）、２４５．
’）。
［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。
Ｔｔ−５１ａｔ％Ｎｉ合金は、高周波真空溶解法によっ
て、溶解された後、９００℃の溶体化処理後、熱間ロー
ル、冷間加工によって、０．７ｍｍφまで加工された。
て、溶解された後、９００℃の溶体化処理後、熱間ロー
ル、冷間加工によって、０．７ｍｍφまで加工された。
その後、９００℃の溶体化処理を行い、０．５ｍｍφま
で冷間加工された。
で冷間加工された。
得られた試料は、９００℃×１時間の熱処理の後、４０
０℃、５００℃及び６００℃の夫々の温度で、１５分〜
１００時間の時効処理が行われた。これらの試料は、測
定温度を変えながら、引張り試験を行われ、形状記憶域
、超弾性域及び塑性変形域の温度帯が求められた。
０℃、５００℃及び６００℃の夫々の温度で、１５分〜
１００時間の時効処理が行われた。これらの試料は、測
定温度を変えながら、引張り試験を行われ、形状記憶域
、超弾性域及び塑性変形域の温度帯が求められた。
第１図は、９００℃×１時間処理材の引張りテストによ
って得られた応カー歪み曲線を示す図、第２図は、５０
０℃×１時間処理材の応カー歪み曲線を示す図である。
って得られた応カー歪み曲線を示す図、第２図は、５０
０℃×１時間処理材の応カー歪み曲線を示す図である。
第１図において、９００℃×１時間処理材は、−４０℃
から超弾性が現れ、０℃では、消失し、０℃以上になる
と、塑性変形域に入ってしまう。
から超弾性が現れ、０℃では、消失し、０℃以上になる
と、塑性変形域に入ってしまう。
口腔内温度（３７℃）で超弾性を示し、且つ、３７℃を
越え１５０℃以内で塑性変形するワイヤーを考えると、
９００℃×１時間処理材は、本発明の目的よりはずれる
。Ｎｉ過剰側ＴｉＮｉ合金は、時効によって、ＴｉＮｉ
、の如きＮｉ過剰の析出物が生成し、変態温度が高温側
ヘシフトすることが、第２図の応力歪み曲線からも伺え
る。即ち、超弾性の現れる温度は、時効による変態温度
の上昇に伴い、２０℃となっており、消失する温度は、
４０℃を越えている。これは、本発明の目的とする３７
℃における超弾性と３７℃を越えた温度での塑性変形域
の双方を保持している。
越え１５０℃以内で塑性変形するワイヤーを考えると、
９００℃×１時間処理材は、本発明の目的よりはずれる
。Ｎｉ過剰側ＴｉＮｉ合金は、時効によって、ＴｉＮｉ
、の如きＮｉ過剰の析出物が生成し、変態温度が高温側
ヘシフトすることが、第２図の応力歪み曲線からも伺え
る。即ち、超弾性の現れる温度は、時効による変態温度
の上昇に伴い、２０℃となっており、消失する温度は、
４０℃を越えている。これは、本発明の目的とする３７
℃における超弾性と３７℃を越えた温度での塑性変形域
の双方を保持している。
第１表に本実施例によって得られた各熱処理条件での３
７℃における超弾性の有無と塑性変形が起き始める温度
について示している。第１表中で、Ｘ印は無し、Ｏは有
りを示す。
７℃における超弾性の有無と塑性変形が起き始める温度
について示している。第１表中で、Ｘ印は無し、Ｏは有
りを示す。
９００℃溶体化処理材及び６００℃時効材は、いずれも
３７℃での超弾性を示さない。一方、冷間加工後、溶体
化処理なしで時効された試料Ｎｏ。
３７℃での超弾性を示さない。一方、冷間加工後、溶体
化処理なしで時効された試料Ｎｏ。
１１〜Ｎｏ、１６は、３７℃では、良好な超弾性は得ら
れているが、塑性変形が起きる温度は、・いずれも８０
℃を越えている。塑性変形が８０℃を越えなければ、起
きないことは、通常歯科医が、患者の歯列に応じて歯列
矯正ワイヤーを加工する場合、特定された加熱炉を必要
とされる。
れているが、塑性変形が起きる温度は、・いずれも８０
℃を越えている。塑性変形が８０℃を越えなければ、起
きないことは、通常歯科医が、患者の歯列に応じて歯列
矯正ワイヤーを加工する場合、特定された加熱炉を必要
とされる。
これに対して、本発明に係る試料 Ｎｏ、２〜Ｎｏ、７
では、塑性加工温度は、いずれも８０℃以下となってお
り、特定される加熱炉を必要とせずに、お湯、ドライヤ
ー等による加熱によって、所望の加工ができる。
では、塑性加工温度は、いずれも８０℃以下となってお
り、特定される加熱炉を必要とせずに、お湯、ドライヤ
ー等による加熱によって、所望の加工ができる。
第１表中の試料Ｎｏ、２は、時効時間が不足しているた
め、超弾性特性の高温側へのシフトは、顕著に認められ
てはいない。これは、本実施例合金が、Ｔ ｉ−５１ａ
ｔ％Ｎｉ合金のためであって、時効の影響を受ける高
いＮｉ側ＴｉＮｉ合金の最小Ｎｉ含有合金、Ｔｉ−５０
，３ａｔ％Ｎｉ合金では４００℃Ｘ１５分でも本発明の
効果は得られる。
め、超弾性特性の高温側へのシフトは、顕著に認められ
てはいない。これは、本実施例合金が、Ｔ ｉ−５１ａ
ｔ％Ｎｉ合金のためであって、時効の影響を受ける高
いＮｉ側ＴｉＮｉ合金の最小Ｎｉ含有合金、Ｔｉ−５０
，３ａｔ％Ｎｉ合金では４００℃Ｘ１５分でも本発明の
効果は得られる。
尚、本発明においては、ＴｉＮｉ合金のみならず、本発
明と同様に熱処理によって、変態温度を変えることがで
きるので、ＴｉＮ１Ｘ （Ｘ−Ｃｕ。
明と同様に熱処理によって、変態温度を変えることがで
きるので、ＴｉＮ１Ｘ （Ｘ−Ｃｕ。
Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ５Ｚ ｒ・・・・）等の合金についても
適用可能で、本実施例に限定されるものではない。
適用可能で、本実施例に限定されるものではない。
以 下 余 白
第１図
εｌ！＆５％
［発明の効果］
以上、説明した様に、本発明によれば、口腔内温度にお
いて超弾性を示し、且つ特定の処理を行わなくても変形
が自在にできる歯列矯正ワイヤーの提供が可能になった
。
いて超弾性を示し、且つ特定の処理を行わなくても変形
が自在にできる歯列矯正ワイヤーの提供が可能になった
。
第１図は本発明の実施例に係るＴｉ−５１ａｔ％Ｎｉ合
金線の９００℃×１時間処理材の一５０℃〜＋２０℃に
おける応カー歪み曲線を示す図、第２図は本発明の実施
例に係るＴｉ−５１ａｔ％Ｎｉ合金の９００℃×１時間
処理後、５００℃×１時間時効処理材の一５０℃〜＋５
０℃における応カー歪み曲線を示す図である。 第２図
金線の９００℃×１時間処理材の一５０℃〜＋２０℃に
おける応カー歪み曲線を示す図、第２図は本発明の実施
例に係るＴｉ−５１ａｔ％Ｎｉ合金の９００℃×１時間
処理後、５００℃×１時間時効処理材の一５０℃〜＋５
０℃における応カー歪み曲線を示す図である。 第２図
Claims (1)
- １、原子パーセントでＮｉを５０．３〜５２．０ａｔ％
残部が実質的にＴｉよりなるＴｉＮｉ合金において、溶
体化処理後４００〜５５０℃の熱処理によって、少なく
とも口腔内温度（３７℃）で超弾性を示し、且つ８０℃
以下で塑性加工が可能な歯列矯正ワイヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3372589A JP2791787B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 歯列矯正ワイヤー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3372589A JP2791787B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 歯列矯正ワイヤー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213335A true JPH02213335A (ja) | 1990-08-24 |
| JP2791787B2 JP2791787B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=12394375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3372589A Expired - Fee Related JP2791787B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 歯列矯正ワイヤー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791787B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP3372589A patent/JP2791787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2791787B2 (ja) | 1998-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |