JPH03268749A

JPH03268749A - 歯列矯正器具

Info

Publication number: JPH03268749A
Application number: JP2066937A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamauchi; 清山内
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-29
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2935124B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、不正状態にある歯列を正常な歯列に矯正する
ための歯列矯正器具に関するものである。

［従来の技術］Ｔ１Ｎｉ合金、ＴｉＮ１Ｘ合金（但し、Ｘ−Ｃｕ、Ｃｒ
等）合金が、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　１９６６年２月１３日号、４４、「日本金
属学会会報」第１２巻、第３号（１９７３）１５７、「
日本金属学会誌」第３０巻、第２号（１９７５）１７５
）。

これと同時にＴ１Ｎｉ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ている（ｒＪ、
Ａｐｐｌ、ｐｈｙｓ、３４　（１９６３）１４７５、東
北大学選研當報２７　（１９７１）２４５）。

これらの形状記憶及び超弾性機能を利用してバイブ継手
、感温アクチュエータ、ヒートエンジン、ブラジャーお
よび歯科矯正器具に適用することは、米国特許第４０３
７３号に開示されている。

また、ＪＡＤＡ、８２　（１９７１）１３７３゜Ａｍ、
Ｊ、０ｒｔｈｏｄ、、６３　（１９７３）４６４、にも
詳しく述べられている。

［発明が解決しようとする課題］前述した歯列矯正器具は周知の歯との関係で、不規則及
び不正常な歯を修正するために使われる。

この修正操作は、変形応力の荷重の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することが可能なワ
イヤーを用いた器具の使用によって行われる。

この矯正器具に使用されるワイヤーは、主として１８−
８ステンレスワイヤーであり、最近ではＴ１Ｎｉ合金ワ
イヤーが使用され始めている。

後者のＴ１Ｎｉワイヤーは、異常な弾性限界。

即ち、超弾性機能を利用することができるため、前者の
従来のステンレスワイヤーと比較して、歯列の移動を大
きくできるというメリットがある。

歯列矯正用としてのＴ１Ｎｉ合金ワイヤーは、通常、冷
間加工上りによる加工硬化材あるいは、加工硬化材の４
００℃〜５００℃熱処理材か主である。

しかし、不規則及び不正常な歯を修正するためには、ワ
イヤー変形後の口腔内における除荷型のエネルギーか必
要とされる。すなわち、超弾性による高い回復力が求め
られる。このために、Ｔｉ−Ｎｉ合金の加工硬化材を用
いると、回復歪みずみによって回復力が一定とならず、
患者に対し生理的苦痛を与えると同時に、歯の移動を十
分にできなかった。また、加工硬化材を４００〜５００
℃で熱処理した熱処理材では、回復歪みに対し回復力は
略一定とすることが、可能であるか、回復力が小さくな
るという難点を持っていた。

また、加工硬化材は、冷間加工上りの状態で使用するた
め、加工時の歪みは全く解放されていない。このため、
硬化加工材は、患者の口腔内使用ときに切損し易く、患
者の生理的苦痛は甚しい。

そこで、本発明の技術的課題は、Ｔ１Ｎｉ系合金におい
て、可逆性にとみ、変形の除荷時の放出エネルギーが極
めて高い歯列矯正器具を提供することにある。

［３題を解決するための手段］本発明によれば、Ｎｉが４９．５〜５０，５ａｔ％、Ｃ
ｒ、Ｖ、ＡＩ、及びＮｂのうちの少なくとも一種が２．
Ｑａ１％以下、及び残部か実質的にＴｉからなる合金を
用いたことを特徴とする歯列矯正器具が得られる。

本発明によれば、Ｎｉが５０．０〜５０．５ａｔ％、■
が０．２５〜２゜０ａｔ％、及び残部が実質的にＴｉか
らなる合金を用いたことを特徴とする歯列矯正器具が得
られる。

本発明によれば、前記したいずれかの歯列矯正器具にお
いて、少なくとも体温（３７℃）で、変形の荷重及び線
荷重時に夫々可逆なエネルギーの吸収、又は放出を容易
とし、且つ前記線荷重時の放出エネルギーが大なること
を特徴とする歯列矯正器具が得られる。

通常のＴｉＮｆ合金においては、良好な形状記憶効果を
示すＮｉ濃度は、４９．５〜５１．Ｏａｉ％であること
が知られている。

また、歯列矯正器具等に用いられる超弾性を得るために
、４００〜５００℃で焼鈍する場合には、Ｎ１ｆｉ度は
５０．５〜５１．０ａｔ％（原子パーセント）か適当で
あることも知られている。

以上の事実に、更に、本発明の課題である３７℃での回
復応力を高めるためには、Ｎｉの一部を第３元素で置換
することが考えられるが、本発明者らは、Ｃｒ、Ｖ、Ａ
Ｉ、及びＮｂにその効果が著しく、特に■が回復力を高
めるためにも最も有効であることを発見したものである
。

ここで、本発明において、Ｎｉ濃度を４９．５〜５０．
５ａｔ％としたのは、４９．５ａｔ％未満では、３７℃
での超弾性の戻りについて、第３の元素を添加しても顕
著な改善効果が認められないからであり、一方、Ｎｉ１
１度が５０．５ａｔ％を越えると、効果は増大するもの
の加工性が悪くなるためである。

また、第３の元素の添加量をｏ、２５〜２ａｔ％の範囲
内としたのは、０．２５ａｔ％未満テハ、前述の効果が
薄くなり２．０ａｔ％を越える範囲では、加工性が悪く
なるためである。

更に、本発明の歯列矯正器具に用いられるＴｉＮ１Ｖ合
金のＮｉ濃度を５０．０〜５０．５ａｔ９６としたのは
、前述の効果を最大限に求めることができる有効濃度が
この範囲内にあるからである。

［実施例］次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１表に示す組成の合金（Ｎｏ、１〜２３）を溶解し、
熱間加工及び冷間加工によって、最終冷間加工率５０％
、直径０．５＊ｉφの線材を得た。

第１表中で、「加工不可」と記しているのは、直径０．
５■φ以下の加工が不可能であったものを示している。

これらのワイヤーを３７℃に於ける引張下での荷重、静
荷重曲線を求め、超弾性特性の評価を行った。その結果
の一部を第１図（ａ）、（ｂ）。

及び（ｃ）に示す。

第１図（ａ）の曲線は、加工硬化上り及び５００℃焼鈍
上りのＴ　ｌ　４ｙ、　７５　Ｎ　１５ｏ、　２５　Ｖ
　２．。

合金（Ｎｃｉ、２１）の夫々の応力Ｆ　（ｋｇ／厘−２
）と伸びε（％）との関係を示し、第１図（ｂ）の曲線
は、加工硬化上り及び５００℃焼鈍上りのＴ　ｉ　ｓ。

Ｎ　ｉ　５０合金（Ｎ［Ｌ２２）の夫々の応力Ｆ　（ｋ
ｇ／　＋ｕ＋’）と伸びε（％）との関係を示し、第１
図（ｃ）の曲線は、加工硬化上り及び５００℃焼鈍上り
のＴｉ　４ｇＮ　１９１合金（Ｎｏ、２３）の夫々の応
力Ｆ（ｋｇ／■２）と伸びε（％）との関係を示す曲線
である。

加工上りの超弾性特性は、合金（Ｎａ２１，２２゜２３
）とも同様であり、いずれの合金（ＮＩＬ２１゜２２．
２３）も伸びε（％）に対しての荷重の依存性が高い。

即ち、回復応力は、一定とならない。

これに対して、５００℃焼鈍材上りでは、本発明合金（
＆２１）の線荷重時の回復応力は伸びε（％）に対して
一定となり定応力で回復する。

同様なことが比較合金（ＦｋＬ２Ｂ）でも言えるか、そ
の応力は合金（Ｎ１１２１）は約５０　ｋｇ／　ａｓ２
となり、合金（魔２３）は約２０　ｋｇ／　■２となり
、本発明合金が、比較合金に比べ２倍以上の回復力を示
すことがわかった。

本発明の実施例において、Ｎｉ濃度は、４９．５ａｔ％
未満では、第１表中の合金（ＮＯ７１４，１６）のよう
に、超弾性の戻りが元素によって悪くなり、５０．５ａ
ｔ％を越えると、効果は増大するものの加工性が悪くな
る。

従って、Ｎｉ濃度は４９．５〜５０．５ａｔ％の範囲と
される。

また、第３元素添加量は、０．２５ａｔ％未満では、第
１表中の合金（ｍｌ、４）のように、その効果が薄くな
り２．０ａｔ％以上では第１表中合金（Ｎ［Ｌ３，９）
のように、加工性が悪くなる。

従って、その組成は、０．２５〜２．０ａｔ％が好まし
い。

更に、ＴｉＮｆＶ合金のＮｉ濃度は効果を最大限に求め
ることができる有効濃度は５０．０〜５０．５ａｔ％の
範囲内である。

本発明の合金が可逆性を損なわず、回復応力をを十分に
保持できるためには、不正状態にある歯列の状況に応じ
て、従来のＴ１Ｎｉ合金に比べ種々の線径状態を選ぶこ
とが可能である。

第　　１表ｒ発明の効果］以上説明１７たように、本発明によれば、可逆性に富ろ
、変形の除荷時の放出ｊ−ネルギーか極めて大きい歯列
矯正器具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は３７℃における加工硬化上り及び５００
　”Ｃ焼鈍上りのＴ　ｉ　、、、、、　Ｎ　ｉ　ｓｏ、
２ｓＶ２８合金１ｔ２１）の夫々の応力Ｆ　（ｋｇ／　
ｓ＋ａ　２）と伸びε（％）との関係を示す図、第１図
（ｂ）は加工硬化上り及び５００℃焼鈍上りのＴ１．。Ｎ　ｉ　ｓｏ金合金Ｉｈ２２）の夫々の応力Ｆ　（ｋｇ
／　ｉｍｍ　２）と伸びε（％）との関係を示す図、第
１図（ｅ）は加工硬化上り及び５００℃焼鈍上りのＴ　
ｉ　４９Ｎｉ、、合金（磁２３）の夫々の応力Ｆ　（ｋ
ｇ／　ａｍ　２）と伸びε（％）との関係を示す図であ
る。 ε（シ、）第１ ε（％）

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｎｉが４９．５〜５０．５ａｔ％、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ
、及びＮｂのうちの少なくとも一種が２．０ａｔ％以下
、及び残部が実質的にＴｉからなる合金を用いたことを
特徴とする歯列矯正器具。２、Ｎｉが５０．０〜５０．５ａｔ％、Ｖが０．２５〜
２．０ａｔ％、及び残部が実質的にＴｉからなる合金を
用いたことを特徴とする歯列矯正器具。３、第１又は第２の請求項記載の歯列矯正器具において
、少なくとも体温（３７℃）で、変形の荷重及び除荷重
時に夫々可逆なエネルギーの吸収、又は放出を容易とし
、且つ前記除荷重時の放出エネルギーが大なることを特
徴とする歯列矯正器具。