JPH0257426B2

JPH0257426B2 -

Info

Publication number: JPH0257426B2
Application number: JP60227835A
Authority: JP
Inventors: Kanji Matsutani; Satoshi Tezuka
Original assignee: Matsutani Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Mani Inc
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1990-12-04
Also published as: JPS6287145A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、歯科用バーの製造方法に関する。

（従来の技術）一般に、歯科用ダイヤモンドバーを製造する場
合、多数のダイヤモンド砥粒中に台金を差し込ん
だ状態で、電気メツキを実行して、台金の表面に
金属層を析出させ、この析出金属層によつて砥粒
を固着している。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記方法では、第１０図に示すよう
に、台金１１の表面に固着された砥粒１０の密度
が低く、砥粒１０の密度が高い歯科用バーを製造
することが困難であつた。これは、台金１１を単
に多数の砥粒中に差し込んだだけでは、砥粒１０
のように台金１１にほぼ接するものもあるが、他
の砥粒は複数の砥粒１０，…の上にブリツジ状に
架け渡されてしまうことになり（第１図参照）、
この架け渡された砥粒が固着されないため、その
分だけ密度が低下してしまうからである。また、
上記方法で製造された歯科用バーは密度が低いた
め、寿命が短いという問題があつた。この点は、
歯科用ダイヤモンドバーであるが故に生じる問題
であり、本出願人が鋭意研究した結果判明したも
のである。

すなわち、機械加工に用いられるダイヤモンド
砥石は、その直径が大きいため、砥石１回転にお
ける被加工物との接触長さが長い。したがつて、
砥石の１回転当たりにおける砥粒の研削量が大き
くなる。このため、砥粒の密度を高くすると、砥
粒と砥粒との間に切屑が詰まることがあり、それ
によつて寿命が低下してしまうのである。

一方、歯科用ダイヤモンドバーは、その直径が
通常１mm以下であり、極めて細いものである。し
たがつて、機械加工に用いられるダイヤモンド砥
石とは異なり、切屑詰まりによる寿命の低下は比
較的少ない。反面、機械加工用のダイヤモンド砥
石のように砥粒の密度を粗にすると、歯科用ダイ
ヤモンドバーの直径が細いが故に、同一円周上に
位置する砥粒の数が極端に減り、個々の砥粒は重
研削を強いられることになる。この重研削によつ
て寿命が低下してしまうのである。

そこで、本出願人は、砥粒の密度を高めること
ができる歯科用バーの製造方法を開発したもので
ある。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解消するためになされた
もので、その要旨は、台金を多数の砥粒中に差し
込んだ状態で台金の表面に砥粒の径より薄い金属
層をメツキ法によつて析出させて砥粒を台金に固
着する歯科用バーの製造方法において、次の(イ)、
(ロ)、(ハ)を必須構成とすることを特徴とする歯科用
バーの製造方法にある。

(イ) 金属層の析出およびこれに伴う砥粒の固着を
２回以上繰り返す。

(ロ) 金属層の析出および砥粒の固着を行つた後、
次回の金属層および砥粒の固着を行う前に、前
回までに固着された砥粒の間に新たに固着すべ
き砥粒が位置するよう、多数の砥粒に対する台
金の配置状態を変える。

(ハ) 全ての金属層の合計厚さを最終回に析出され
た金属層の表面から全ての砥粒が突出する厚さ
にする。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第９図は本発明方法を実行するための装置
を示す。図中１はメツキ槽であり、このメツキ槽
１にはニツケル等の金属を溶解してなる電解液２
が収容されている。電解液２には、イオン透過可
能なセラミツク製容器３と、電極板４が浸漬され
ている。

上記装置を用いて、歯科用ダイヤモンドバーを
製造する方法の一例を第１図〜第８図を参照して
説明する。まず、多数のダイヤモンド砥粒１０を
容器３に収容した後、この容器３を電解液に浸漬
させる。次に、台金１１を、砥粒１０中に差し込
む。台金１１はシヤンク部１１ａと作用部１１ｂ
とを有し、シヤンク部１１ａの表面にはマスクン
グ剤（斜線で示す）が施され、作用部１１ｂに
は、必要に応じて下地メツキが施されている。

上記差し込み状態では、第１図に示すように、
多数の砥粒１０の内、台金１１の作用部１１ｂの
表面に接しているかまたはこの表面に極めて近い
砥粒１０の密度は低い。

この状態で、台金１１と電極板４との間に電流
を流すことにより、第１図に示すように、台金１
１の作用部１１ｂの表面に金属層１５（以下第１
次金属層と称す）を析出させ、この析出金属層１
５によつて、作用部１１ｂの表面近傍の砥粒１０
（以下、第１次砥粒と称す）を固着する。この場
合、第１次金属層１５の厚さは、後述するよう
に、砥粒１０の径よりも大幅に小さくなされてい
る。したがつて、各第１次砥粒１０はその部分が
第１次金属層１５から突出することになる。な
お、台金１１のシヤンク部１１ａはマスクング処
理されているため、金属層の析出および砥粒の固
着は生じない。

次に、この台金１１を一旦容器３から引き抜
き、ブラシでこすつたり、台金１１または電解液
２に超音波振動を与えることにより、台金１１か
ら余分な砥粒を払い落とす（第２図）。この時、
固着された砥粒１０の上にブリツジ状に架け渡さ
れた砥粒１０が払い落とされるのは勿論のこと、
第６図に示すように、第１次金属層１５に固着さ
れた第１次砥粒１０の内、第１次金属層１５に浅
く埋まつているものや、尖つている部分のみが埋
まつているもの等（以下、仮固着砥粒という。）
は、第１次金属層１５による保持力が弱いため、
上記払い落とし作業により、第１次金属層１５か
ら除去される（第７図）。したがつて、台金１１
に安定した姿勢で接するとともに第１次金属層１
５に深く埋没されていて、強固に固着されている
第１次砥粒１０だけが残る。なお、この点から明
らかなように、この発明において、台金に固着さ
れていない砥粒とは、金属層に全く接していない
砥粒のみならず、金属層によつて弱く保持され、
したがつて上記のような除去作業によつて台金か
ら除去されるような砥粒をも含むものである。

次に、再び台金１１の作用部１１ｂを、容器３
に収容された砥粒１０中に埋没させる。この時、
固着された砥粒１０の上にブリツジ状に架け渡さ
れた砥粒および仮固着砥粒が払い落とされている
ので、台金１１を再度多数の砥粒１０中に埋没さ
せると、新たに固着すべき砥粒１０Ａ（以下、第
２次砥粒と称する。）が第１次砥粒１０間に位置
するようになり、多数の砥粒１０に対する台金１
１の配置状態が変わる。この内容から明らかなよ
うに、本発明において「多数の砥粒１０に対する
台金１１の配置状態を変える」とは、台金１１に
固着されていない砥粒、および仮固着砥粒のよう
に台金１１に強固に固着されていない砥粒を台金
１１から取り除き、その取り除いた部分、つまり
強固に接着された砥粒１０の間の部分に新たに固
着すべき砥粒１０Ａが位置するようにすることを
いうものである。この後、上記と同様にして新た
な金属層１５Ａ（以下、第２次金属層と称する）
を析出させて、第１次金属層１５に接するかまた
はその近傍に位置する第２次砥粒１０Ａを固着す
る。この場合、第２次金属層１５Ａの厚さは、第
２次砥粒１０Ａの径より小さく、かつ第２次金属
層１５Ａと第１次金属層１５との合計厚さが第１
次砥粒１０の径よりも小さくなされている。した
がつて、第２次金属層１５Ａからは、第２次砥粒
１０Ａが突出するのみならず、第１次砥粒１０も
突出することになる。

次に、台金１１を容器３から引き抜いて余分な
砥粒を払い落とすことにより、歯科用ダイヤモン
ドバーが得られる。

このようにして得られた歯科用ダイヤモンドバ
ーは、第４図と第１０図との比較から明らかなよ
うに、従来の製造方法によつて得られた歯科用ダ
イヤモンドバーに比して砥粒１０，１０Ａが高い
密度で配置される。すなわち、仮に１層の金属層
のみによつて砥粒を固着した場合には、第１図か
らも明らかなように、台金の表面に砥粒が密に接
することなく、２つの砥粒間に他の砥粒がブリツ
ジ状に架け渡されることがあり、ブリツジ状に架
け渡された砥粒に対応する台金の表面には、砥粒
が固着されない。このため、第２図のように、砥
粒の密度が低下した状態のものしか製造すること
ができない。

この点、本発明の製造方法においては、１回の
固着を行う毎に台金１１を砥粒１０中から引き抜
き、再度砥粒１０中に差し込むようにしているの
で、例えば第１回目の固着時に砥粒１０が固着さ
れていない箇所には、第２回以降の固着時に砥粒
１０Ａが固着される。したがつて、砥粒密度を従
来のものに比して大幅に向上させることができ
る。

なお、この実施例のように、第１次砥粒１０と
第２次砥粒１０Ａとについてほぼ同径のものを用
いた場合には、第２次砥粒１０Ａが第１次砥粒１
０に対して第１次金属層１５の厚さの分だけ突出
することになるが、後述するように、第１次金属
層１０の厚さが小さいので、研削する上でほとん
ど問題がない。勿論、第２次砥粒１０Ａとして第
１次砥粒１０より第１次金属層１５の分だけ小さ
いものを用いれば、砥粒１０，１０Ａの台金１１
からの突出高さを同一にすることができる。この
点についても後述する。

次に、上記のようにして製造された歯科用ダイ
ヤモンドバーの利点について説明するに、まず砥
粒の保持率（砥粒の径に対する金属層の厚さの比
率）と研削機能との相関関係について説明してお
く。研削を長時間行なうと、砥粒の切刃（砥粒の
表面に形成された尖鋭部）が摩耗して丸くなり、
被研削面との摩擦が大きくなる。このため砥粒は
大きな力を受けて台金から脱落し、切刃の摩耗が
少ない砥粒だけ残る。保持率が低い場合には、金
属層による保持力が弱いので摩耗した砥粒が台金
から脱落しやすく、このため切れ味は良いが反面
寿命が短い。また、保持率が高い場合には、摩耗
した砥粒が台金から脱落しにくいため、寿命は長
くなるが、切れ味が悪くなる。一般に保持率は45
％〜70％が適当とされている。

上記実施例では、第１次砥粒１０と第２次砥粒
１０Ａの径が等しいため、第２次砥粒１０Ａは、
第１次砥粒１０より第１次金属層１５の分だけ余
計に突出しており、重研削を行なう場合に特に有
効である。重研削とは、ダイヤモンドバーに大き
な力を加えて歯を研削することを意味し、切粉も
多量に発生する。重研削の初期の段階では、主に
第２次砥粒１０Ａによつて研削を行なう。この
際、第２次砥粒１０Ａ間すなわち第１次砥粒１０
の上方が凹んでいて切粉ポケツト２０となつてい
るため、発生する多量の切粉は、この切粉ポケツ
ト２０に収容され、第２次砥粒１０Ａによる研削
の支障となることはない。また、研削を長時間継
続すると、切刃の摩耗した第２次砥粒１０Ａに大
きな力が加わる。この第２次砥粒１０Ａは第２次
金属層１５Ａのみに保持されており、保持率が低
いため脱落しやすい。このため、摩耗していない
第２次砥粒１０Ａだけが残り、良好な切れ味を維
持できる。第２次砥粒１０Ａが脱落した後では、
第１次砥粒１０により研削を行なう。この時、第
５図に示すように、第２次砥粒１０Ａが脱落した
跡に深い凹部すなわち切粉ポケツト２１が形成さ
れているため、この切粉ポケツト２１に切粉を収
容できる。上記のように、切粉ポケツト２０，２
１に切粉を収容できること、および切れ味が良い
ことによつて、良好な重研削を行なうことができ
る。また、高密度で配置された第２次砥粒１０Ａ
と第１次砥粒１０とで２段階にわたつて研削を行
なえるので、寿命が長くなる。

上記実施例において、第１次金属層１５の厚さ
T₁を第１次砥粒１０の径D₁の５〜30％とする。
５％以下であると、第１次金属層１５により第１
次砥粒１０を一時的に保持することが確実に行な
えないからであり、30％以上であると、第１次金
属層１５Ａに固着される第１次砥粒１０の数が多
くなり、第２次砥粒１０Ａの数が少なくなるた
め、本発明の効果が期待できないからである。ま
た、第１次金属層１５の厚さT₁と第２次金属層
１５Ａの厚さT₂の合計厚さは、第１次砥粒１５
の径D₁の45〜70％とする。前述したように、第
１次砥粒１０の保持率が45％以下であると、短寿
命であり、70％以上であると、切れ味が悪くなる
からである。

さらに好ましくは、第１次金属層１５の厚さ
T₁を、第１次砥粒１０の径D₁の約20％とし、第
２次金属層１５の厚さT₂を第１次砥粒１０の径
D₁の約40％とする。この結果、第１次砥粒１０
の保持率は約60％となり、第２次砥粒１０Ａの保
持率は約40％となる。第２次砥粒１０Ａの保持率
は一般的に適当であるといわれている保持率の範
囲45〜70％より若干低いため、脱落しやすいが非
常に切れ味がよい。また、研削初期の段階での切
粉ポケツト２０の高さが第１次砥粒１０の径D₁
の約20％であるので、切粉を充分収容できる。

なお、砥粒１０，１０Ａの径は、所定の範囲で
正規分布またはこれに類似した分布をなしてお
り、上記数値限定は径の平均値に基づいて議論さ
れるものである。平均値は、上記分布の頂点また
はその近傍部に位置している。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が
可能である。例えば、第８図に示す例では、第２
次砥粒１０Ａは、第１次砥粒１０の径D₁から第
１次金属層１０の厚さT₁を差し引いた値とほぼ
等しい径D₂を有する。この結果、第１次砥粒１
０と第２次砥粒１０Ａとは、ほぼ等しい突出高さ
で高密度に配置されており、殆ど全ての砥粒１
０，１０Ａが研削を同時に行なうので、軽研削で
きれいな仕上がりを要求される場合に最適であ
り、また寿命が長い。具体的には、第１次金属層
１５の厚さT₁を第１次砥粒１０の径D₁の約20％
にし、第２次金属層１５Ａの厚さT₂を第１次砥
粒１０の径D₁の約40％にし、第２次砥粒１０Ａ
の径D₂を第１次砥粒１０の径D₁の約80％にする。
このようにすれば、第１次砥粒１０の保持率が60
％、第２次砥粒１０Ａの保持率が50％となり、一
般的に適しているといわれる保持率45〜70％の範
囲になる。

また、本発明では、１回目の金属層の析出およ
びこれに伴なう砥粒の固着を行なつた後で、砥粒
中から台金を引き抜かずに、電流を停止してメツ
キ法の実行を停止し、この状態のまま台金または
電解液に超音波振動を付与することにより、台金
の表面に対する砥粒の配置状態を変え、この後で
メツキ法を実行して２回目の金属層の析出および
これに伴なう砥粒の固着を行なつてもよい。

さらに、本発明ではメツキ法による金属の析出
とそれに伴なう砥粒の固着とを３回以上行なつて
もよいし、化学メツキ法により金属の析出と砥粒
の固着を行なつてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明方法によれば、砥
粒の密度が高い歯科用バーを製造することができ
る。また、製造された歯科用バーは、砥粒密度が
高いので長寿命となる。さらに、砥粒の径や金属
層の厚さを選択することにより、重研削や軽研削
等用途に応じて最適の歯科用バーを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明方法の一実施例を示
し、第１図〜第４図は台金の表面における砥粒の
固着状態を製造工程順に示す拡大断面図、第５図
は所定時間研削を行なつた後での砥粒の固着状態
を示す拡大断面図、第６図、第７図は払い落とし
前後の砥粒の固着状態をそれぞれ示す拡大断面
図、第８図は本発明方法の他の実施例を実行した
結果得られる砥粒の固着状態を示す拡大断面図、
第９図は本発明方法を実行するための装置の一実
施例を示す断面図、第１０図は従来方法により得
られる砥粒の固着状態を示す拡大断面図である。１０……第１次砥粒、１０Ａ……第２次砥粒、
１１……台金、１５……第１次金属層、１５Ａ…
…第２次金属層。

Claims

【特許請求の範囲】１台金を多数の砥粒中に差し込んだ状態で台金
の表面に砥粒の径より薄い金属層をメツキ法によ
つて析出させて砥粒を台金に固着する歯科用バー
の製造方法において、次の(イ)、(ロ)、(ハ)を必須構成
とすることを特徴とする歯科用バーの製造方法。 (イ) 金属層の析出およびこれに伴う砥粒の固着を
２回以上繰り返す。 (ロ) 金属層の析出および砥粒の固着を行つた後、
次回の金属層および砥粒の固着を行う前に、前
回までに固着された砥粒の間に新たに固着すべ
き砥粒が位置するよう、多数の砥粒に対する台
金の配置状態を変える。 (ハ) 全ての金属層の合計厚さを最終回に析出され
た金属層の表面から全ての砥粒が突出する厚さ
にする。２金属層の析出とこれに伴う砥粒の固着とを計
２回行ない、第１次金属層の厚さを第１次砥粒の
径の５〜30％とし、第１次金属層と第２次金属層
の合計厚さを、第１次砥粒の45〜70％とする特許
請求の範囲第１項に記載の歯科用バーの製造方
法。３第１次砥粒と第２次砥粒とをほぼ同径とする
特許請求の範囲第２項に記載の歯科用バーの製造
方法。４第１次砥粒と第２次砥粒とをほぼ同型とし、
第１次金属層の厚さを第１次砥粒の径の約20％と
し、第２次金属層の厚さを第１次砥粒の径の約40
％とする特許請求の範囲第３項に記載の歯科用バ
ーの製造方法。５第２次砥粒の径を、第１次砥粒の径から第１
次金属層の厚さを差し引いた値とほぼ等しくする
特許請求の範囲第２項に記載の歯科用バーの製造
方法。６第１次金属層の厚さを第１次砥粒の径の約20
％とし、第２次金属層の厚さを第１次砥粒の径の
約40％とし、第２次砥粒の径を第１次砥粒の径の
約80％とする特許請求の範囲第５項に記載の歯科
用バーの製造方法。