JP6453873B2

JP6453873B2 - 形状記憶螺旋回転ファイルを製作する方法

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Publication number: JP6453873B2
Application number: JP2016525830A
Authority: JP
Inventors: ヴィンセント・ショットン; ダン・アモン
Original assignee: デンツプライシロナインコーポレーテッド
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: CA2917163C; ES2746191T3; US9902025B2; US20150164615A1; WO2015006748A1; EP3019116A1; PL3019116T3; EP3019116B1; CA2917163A1; PT3019116T; JP2016523684A

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる２０１３年７月１１日出願の米国特許仮出願第６１／８４４，９８０号の利益および優先権を主張する。

本発明は歯科器具を扱う方法を対象とし、詳細には、根管を成形およびクリーニングするのに有用な回転ファイルを対象とする。

歯内治療器具（ファイルおよびリーマを含む）は、感染歯の根管をクリーニングおよび成形するために使用される。これらの器具は、歯科医により手作業で、または器具が取り付けられている歯科ハンドピースの助けで、管内で回転または往復運動する状態になる。器具は一般に、クリーニングおよび成形の望ましい結果を得るために、（それぞれ異なる根管手術技法によって決まる）順番で使用される。歯内治療器具には、それが根管をクリーニングおよび成形する処理で使用されるとき、かなりの繰り返し曲げ応力およびねじり応力がかかる。根管が複雑に曲がっていることにより、レッジング（ｌｅｄｇｉｎｇ）、トランスポーテーション（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ）、穿孔、または器具分離などの様々な望ましくない処置上の事故が歯内治療を行う際に起きる。

現在、形状記憶合金（ＳＭＡ）で作られた歯内治療回転器具は、ステンレス鋼製の同等物よりも優れた総合性能を示している。しかし、上記の望ましくない処置上の事故の発生は劇的には減少していない。したがって、総合特性が改善された、特に繰り返し疲労およびねじり過負荷による破壊に対して可撓性および耐性が改善された、新規の歯内治療器具が必要とされている。

特許文献１では、根管を拡大および成形するために使用される１つまたはそれ以上の細長い弓型の湾曲部を有する歯内治療ファイルが論じられている。根管すべてが同じ幾何形状を有するとは限らないので、従来のテーパ付きファイルは典型的には円形の断面を提示し、それによって、根管から象牙質および軟組織を除去するのは、一般に、従来のファイルの円形断面と合致する１つのサイズの管開口部に限定される。この特許では、ファイルを所望の曲げ半径に成形するために、ファイルをスタンピング部材に圧着することが論じられている。ファイルを圧着することの問題は、圧着するのに使用される工具が場合によってはファイルの縦溝を損傷し、それによって切削の効率が低下することである。ファイルを圧着することの別の問題は、そうすることが本質的にその圧着領域のファイルを脆弱にし、それによって管内でいっそう破損しやすくなることである。特許文献２では、根管の溝をクリーニングおよび／または成形、および／または拡幅するための器具が論じられている。内部容積が器具およびその外面形状によって囲まれるこの設計は、作動している間にそこにかかる力のために変化することができる。

従来の回転ファイルと比べて本発明の１つの可能性のある利点は、非直線ファイルを形成する方法である。従来の回転ファイルと比べて本発明の別の可能性のある利点は、根管を成形している間に拡大または縮小によって形および幾何形状を変えることができる非直線超弾性ファイルを形成する方法である。また、フィクスチャーを使用して形状記憶合金（たとえば、ＮｉＴｉ）を形状設定するこの方法を用いて回転ファイルを成形することにより、回転ファイルは、縦溝が損傷することを防止し、根管を下処理する処理全体を通して幾何形状を維持することができる。

従来の回転ファイルと比べてこのタイプの回転ファイル設計の利点は、根管を成形している間に拡大または縮小によって形および幾何形状を変えることができるその機能である。また、フィクスチャーを使用してニッケルチタンを形状設定するこの方法を用いて回転ファイルを成形することにより、回転ファイルは、縦溝が損傷することを防止し、根管を装着する処理全体を通して幾何形状を維持する。特許文献１では、所望の形状を得るためにファイルを圧着する方法が論じられている。ファイルを圧着することの問題は、圧着するのに使用される工具が場合によってはファイルの縦溝を損傷し、それによって切削の効率が低下することである。ファイルを圧着することの別の問題は、そうすることが本質的にその圧着領域のファイルを脆弱にし、それによって管内でいっそう破損しやすくなることである。縦溝を損傷しないフィクスチャー内でファイルを形状設定することによって、特許文献１で論じられている発明と比較して、ファイルがより強くなり切削の効率がよりよくなることが可能になる。

米国特許第４，８８９，４８７号米国特許第７，７１３，０５９号

本発明は、歯内治療器具を製造するための改善された方法を提供することによって従来の歯内治療器具を改善しようとするものである。

一態様では、本発明は、非直線ファイル（たとえば非直線超弾性ファイル）を製造する方法を提供し、この方法は：シャフトおよびファイル軸を有するファイルを提供する工程と、シャフトを受けるための第１のファイル溝を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、第１のファイル溝は、１つまたはそれ以上の第１の変位部材によって画成される、工程と、シャフトの第１の部分を含むシャフトの少なくとも１つの部分を第１のファイル溝の中に挿入する工程と、シャフトの第１の部分を、シャフトの第１の部分がファイル軸から変位してシャフトの第１のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第１の変位部材と接触させる工程であって、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と、シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、約１分から約６４０分までの期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された非直線ファイルを形成する工程とを含む。

別の態様では、本発明は、非直線ファイルを製造する方法を企図し、この方法は：シャフトおよびファイル軸を有する直線ファイルを提供する工程と、第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は面を含み、第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方は、シャフトを受けるための第１のファイル溝を有し、第１のファイル溝は、第１の溝軸および１つまたはそれ以上の第１の変位部材によって画成される第１の溝平面に沿って延びる、工程と、シャフトの第１の部分を、シャフトの第１の部分に沿ったファイル軸と第１のファイル溝に沿った第１の溝軸が概して同軸になるように、第１のファイル溝の中に挿入する工程と、面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第１の変位部材がシャフトの第１の部分をファイル軸から第１の溝平面に沿って変位させてシャフトの第１のオフセット部分を形成するように、動かす工程であって、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と、シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分を超えるが約６４０分には満たない期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された非直線ファイルを形成する工程と、形状設定された非直線ファイルを第１のフィクスチャーから取り出す工程と、第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は面を含み、第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方は、形状設定された非直線ファイルの非直線シャフトを受けるための第２のファイル溝を有し、第２のファイル溝は、第２の溝軸、１つまたはそれ以上の第２の変位部材、ならびに第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方に沿って延びる第２の溝開口部を有し、第２の溝開口部は、第１のファイル平面に沿った第１のオフセット部分の形状と概して合致する、工程と、非直線シャフトの第１の部分を第２の溝開口部の中に挿入する工程と、面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちの第１の変位部材が非直線シャフトの第１の部分を第１のファイル平面から変位させて非直線ファイルの第２のオフセット部分を形成するように、動かす工程と、シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分を超えるが約６４０分には満たない期間の間加熱して非直線ファイルの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された三次元非直線ファイルを形成する工程とを含む。

別の態様では、本発明は、非直線ファイルを製造する方法を企図し、この方法は：シャフトおよびファイル軸を有する複数のファイルを提供する工程と、第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は、複数のファイルのシャフトの少なくとも一部分を受けるための第１の溝開口部を有する複数の第１のファイル溝が付いた面を含み、第１の嵌合部分面の第１のファイル溝は、第２の嵌合部分の対向する第１のファイル溝と合致し、溝開口部は、１つまたはそれ以上の第１の変位部材を有するベース面を含む、工程と、シャフトの第１の部分を第１のファイル溝の中に溝開口部に沿って挿入する工程であって、溝開口部は、ファイル軸に沿ったシャフトの第１の部分の形と概して合致する、工程と、面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第１の変位部材がシャフトの第１の部分をファイル軸から変位させてシャフトの複数の第１のオフセット部分を形成するように、動かす工程であって、各シャフトのそれぞれの第１のオフセット部分および各ファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と、シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、約５分から約６４０分までの期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、複数の形状設定された非直線ファイルを形成する工程と、形状設定された非直線ファイルを第１のフィクスチャーから取り出す工程と、第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、それぞれが画面を含み、第１および第２の嵌合部分の面は、それぞれの面に沿って延びる第２の溝開口部がある複数の第２のファイル溝を有し、第１の嵌合部分面の第２のファイル溝は、第２の嵌合部分の対向する第１のファイル溝と合致し、第２の溝開口部は、１つまたはそれ以上の第２の変位部材を有するベース面を含む、工程と、非直線ファイルの非直線シャフトの第１の部分を第２の溝開口部に挿入する工程と、面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、第２のファイル溝のそれぞれの１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちの第１の変位部材が、非直線シャフトの第１の部分を第１のファイル平面から変位させて非直線ファイルの第２のオフセット部分を形成するように、動かす工程と、非直線シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、約５分から約６４０分までの期間の間加熱して非直線シャフトの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、複数の形状設定された三次元非直線ファイルを形成する工程とを含む。

さらに別の態様では、本発明の態様のいずれも、以下の特徴の１つまたは任意の組合せによってさらに特徴づけられ：この方法はさらに：形状設定された非直線ファイルのシャフトを受けるための第２のファイル溝を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、第２のファイル溝は、１つまたはそれ以上の第２の変位部材によって画成される、工程と、形状設定された非直線ファイルのシャフトの第１の部分、第２の部分、または両方を第２のファイル溝の中に挿入する工程と、シャフトの第１の部分、第２の部分、または両方を、シャフトの第１の部分、第２の部分、または両方が第１のファイル平面から変位してシャフトの第２のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちの第１の変位部材と接触させる工程であって、シャフトの第２のオフセット部分およびファイル軸が、第１の平面とは異なる第２の平面を画成する、工程と、シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に約２００℃からファイルの融点未満の温度まで、約１分から約６４０分までの期間の間加熱してシャフトの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された三次元非直線ファイルを形成する工程とを含み；ここで、形状設定された非直線ファイルは、第２のフィクスチャーの中に挿入される前に第１のフィクスチャーから取り出され；ファイルは、ニッケル、チタン、およびこれらの組合せからなる群から選択された材料で形成され；形状設定された非直線ファイルは、形状設定された非直線超弾性ファイルであり；第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致し；加熱工程で、シャフトの部分は、約１分から約４５分までの期間の間約３００℃から約６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、シャフトの部分は、約３分から約３０分までの期間の間約３５０℃から約６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され、加熱工程で、シャフトの部分は、約５分から約２０分までの期間の間約４５０℃から約５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、シャフトの部分は、約１分から約４５分までの期間の間約３００℃から約６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、シャフトの部分は、約３分から約３０分までの期間の間約３５０℃から約６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、シャフトの部分は、約５分から約２０分までの期間の間約４５０℃から約５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；さらに、シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第２のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の変位部材のうちの第２の変位部材と接触させる工程を含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸は第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる第２の平面を画成し；さらに、シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第２のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の変位部材のうちの第２の変位部材と接触させる工程を含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸は第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる第２の平面を画成し；第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致し；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約５分から約４５分までの期間の間約３００℃から約６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約７分から約３０分までの期間の間約３５０℃から約６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約８分から約２０分までの期間の間約４５０℃から約５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；さらに、シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第３のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第２の変位部材と接触させる工程を含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分および第３のオフセット部分、ならびにファイル軸は第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる第２の平面を画成し；第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致し；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約５分から約４５分までの期間の間約３００℃から約６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約７分から約３０分までの期間の間約３５０℃から約６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が約８分から約２０分までの期間の間約４５０℃から約５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された非直線ファイルが形成され；さらに、シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第３のオフセット部分が形成されるように、それぞれの第１のファイル溝の１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第２の変位部材と接触させる工程を含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分および第３のオフセット部分、ならびにファイル軸は複数の第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる複数の第２の平面を画成し；またはこれらの任意の組合せを含み；さらに、柄を提供し、この柄を非直線ハンドファイルの一部分に取り付ける工程を含み；またはこれらの任意の組合せを含む。

上記で参照された態様および例は、本明細書で示され説明されるように、他のものも本発明と共存するので非限定的なものであることを理解されたい。たとえば、上記の本発明の様態または特徴のいずれも、本明細書に記載のように、図に示されるように、または別様に組み合わせて、別の特有の構成を形成することができる。

本発明のファイルを示す図である。１つの平面内のファイル（たとえば２Ｄ非直線ファイル）を形状設定するのに使用される２Ｄフィクスチャー１０を示す図である。１つの平面内のファイル（たとえば２Ｄ非直線ファイル）を形状設定するのに使用される２Ｄフィクスチャー１０を示す図である。１つの平面内のファイル（たとえば２Ｄ非直線ファイル）を形状設定するのに使用される２Ｄフィクスチャー１０を示す図である。第１のファイル平面と非直線ファイルを示す図である。ファイルを三次元で螺旋形に形状設定するために使用されるフィクスチャーを示す図である。ファイルを三次元で螺旋形に形状設定するために使用されるフィクスチャーを示す図である。ファイルを三次元で螺旋形に形状設定するために使用されるフィクスチャーを示す図である。ファイルを三次元で螺旋形に形状設定するために使用されるフィクスチャーを示す図である。第１の嵌合部分を示す図である。複数の２Ｄ非直線ファイルを形状設定するための２Ｄフィクスチャー６０の製造バージョンを示す図である。複数の３Ｄ非直線ファイルを形状設定するための別の３Ｄフィクスチャー７０を示す図である。複数の３Ｄ非直線ファイルを形状設定するための別の３Ｄフィクスチャー７０を示す図である。処理のための機械設置の一例を示す図である。ファイルを所定の位置に保持するために使用されるクランプ９０の一例を示す図である。ファイルを所定の位置に保持するために使用されるクランプ９０の一例を示す図である。形状設定された螺旋ファイル１００を例示する図である。

以前の形状設定方法が、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願の米国特許出願第１３／３００，５０６号に記載されている。形状設定ファイルを形成する方法は一般に、ファイルの少なくとも１つの部分を変形させる変形部材を含むフィクスチャーにファイルを挿入することを含むと理解されたい。ファイル２は、柄部分４、先端部８が付いたシャフト部分６を含む。図１に示される通りである。ファイルの開始形状は一般に直線であり、ファイル軸９に沿って延びる。しかし、二次元（２Ｄ）形状などの他の開始形状も考えられる。本発明では、ファイルの幾何形状を所望の完成形状（たとえば、三次元（３Ｄ）形状）に曲げ、設定するために、少なくとも１つの設定フィクスチャーを利用し（２Ｄ形状を有する開始ファイルに対し）、好ましくは２つの異なる形状設定フィクスチャーを利用する。フィクスチャーは、ファイルの形状設定を達成するために、少なくとも約２００℃、少なくとも約３５０℃、および好ましくは少なくとも約４００℃の温度まで加熱されると理解されたい。さらに、フィクスチャーは、ファイルの形状設定を達成するために、約６５０℃未満、約６２５℃未満、および好ましくは約６００℃未満の温度まで加熱されると理解されたい。たとえば、フィクスチャーの温度は、ファイルの形状設定を達成するために、約２００℃から約６５０℃まで、約３５０℃から約６２５℃まで、および好ましくは約４００℃から約６００℃までの範囲にわたる。より詳細には、ファイルは、形状設定を達成するために、少なくとも約１分、少なくとも約３分、および好ましくは少なくとも約５分の期間（少なくとも約６分、少なくとも約８分もまた考えられるが）、フィクスチャーの中で加熱されると理解されたい。さらに、ファイルは、形状設定を達成するために、少なくとも約６４０分未満、約３２０分未満、約６０分未満、約３０分未満、および好ましくは約１５分未満の期間、フィクスチャーの中で加熱されると理解されたい。たとえば、この期間は、ファイルの形状設定を達成するために、約１分から約６４０分まで、約３分から約３２０分まで、約５分から約６０分まで、約５分（たとえば６分）から約３０分まで、および好ましくは約５分（たとえば８分）から約１５分までの範囲にわたる。

一態様の実施形態では、第１のフィクスチャー１０は二次元（２Ｄ）フィクスチャーである。このフィクスチャーは、第１の嵌合部分１２および第２の嵌合部分１４を含む。第１の嵌合部分１２は、閉位置にある間は第２の嵌合部分１４の外面１８に全体的に対向する外面１６を有する。面１６、１８の少なくとも一方は、それぞれの面に沿って延びるファイル溝２０を有する。ファイル溝２０は、少なくとも一部分および溝軸２４を受ける溝開口部２２を含む（図３）。第１のフィクスチャー１０は、１つの平面（たとえば、第１の溝平面２６）内で直線ファイル２を形状設定するために利用されると理解されたい。第１の溝２０、第１の嵌合部分の面、第２の嵌合部分の面１８、またはこれらの組合せは、直線ファイル２をファイル軸９から変形させるための１つまたはそれ以上の変形部材２８を含む。図２に示されるように、第１の溝２０が第２の嵌合部分の面１８に沿って設けられ、複数の変形部材２８ａを含む。加えて、第１および第２の嵌合部分１２、１４の面１６、１８、第１の溝２０は、第１のファイル溝２０の変形部材２８ａと概して合致する複数の変形部材２８ｂを含む。好ましい実施形態では、第１のファイル溝２０は、変形部材２８ａによって少なくとも部分的に画成されるベース面２９を含み、この変形部材２８ａは、第１の溝平面のまわりを溝軸に向かい、また遠ざかってそれぞれ上昇および下降する曲線の形になっている。

２Ｄ形状設定された非直線ファイルを形成する方法は一般に、溝開口部に沿って直線ファイルを第１のファイル溝の中に挿入すること、および第１および第２の嵌合部分を閉位置まで動かすことを含む。各面が互いに接近すると、変形部材はシャフトの部分に接触して、シャフトをファイル軸９から遠ざけて変形させ（たとえば溝平面２６に沿って）、それによってシャフトのオフセット部分２５が、シャフトの部分を２Ｄの向きになるよう強制することにより形成される。ファイル軸に対するオフセット部分２５は、第１のファイル平面１９を画成すると理解されたい。その後、第１のフィクスチャーが熱処理され、それによって形状設定非直線２Ｄファイル２７（図５）が形成される。

２Ｄファイル（または３Ｄファイル）を製作する方法とは、ニッケル−チタン（ＮｉＴｉ）ベース系、銅ベース系、鉄ベース系、またはこれらの任意の組合せ（たとえば、近等原子Ｎｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｎｂ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、β相チタン、およびこれらの組合せからなる群から選択された材料）などの形状記憶合金（ＳＭＡ）ファイルを２Ｄフィクスチャーおよび／または３Ｄフィクスチャーの中に入れることによるものであり、このフィクスチャーは、それがファイルを所望の幾何形状に形状設定する所望の温度に維持される、と理解されたい。

本発明はさらに、三次元（３Ｄ）フィクスチャーである第２のフィクスチャー３０を含むこともできる。直線ファイルが第１の２Ｄフィクスチャー１０を使用して形状設定された後、ファイルは３Ｄフィクスチャーの中に入れられ、次にファイルは、三次元で螺旋形、コルク栓形、中心を外れた形、これらの組合せ、または別の形に形状設定される。

第２の（セット）フィクスチャー３０は、第１の嵌合部分３２および第２の嵌合部分３４を含む。第１の嵌合部分３２は、閉位置にある間は第２の嵌合部分３４の外面３８と全体的に対向する外面３６を有する。この第２のフィクスチャー３０では、両方の面３６、３８が、それぞれの面に沿って延びる第２のファイル溝４０を含む。第２のファイル溝４０は、非直線２Ｄシャフト２３の少なくとも一部分（少なくとも１つのオフセット部分２５）を受けるための第２の溝開口部４２を含む。第２の溝開口部４０は、非直線シャフト２３を嵌合関係で受けるように成形される。好ましくは、第２の溝開口部４２の形状もまた非直線であり、非直線シャフト２３（またはその一部分）を、それが第１のファイル平面に向いているときに受けるように寸法設定される。より詳細には、第２の溝開口部４２は、第１のファイル平面１９のまわりの非直線シャフト２３のＳ形構成に必要ではないが合致する、第２の溝平面４３に沿ったＳ形構成を有する。

第２のフィクスチャー３０は、非直線シャフト２３を第２の平面（たとえば第３の溝平面４６）で形状設定するのに利用されると理解されたい。第２の溝４０、第１の嵌合部分３２の面３６、第２の嵌合部分３４の面３８、またはこれらの組合せは、非直線シャフト２３をファイル軸１３から変形させるための１つまたはそれ以上の変形部材４８を含む。図６に示されるように、第２の溝４０が、第１および第２の嵌合部分４２、４４の両方の面４６、４８に沿って設けられ、複数の変形部材５８ａ（図９）を含む。場合により、第１および第２の嵌合部分４２、４４の面４６、４８は、第１と第２の嵌合部分を位置合わせして閉位置に維持することを助けるための第２のファイル溝４０の変形部材５８ａと概して合致する、複数の変形部材５８ｂを含む。好ましい実施形態では、第２のファイル溝４０は、変形部材５８ａによって少なくとも部分的に画成されるベース面５９を含み、この変形部材５８ａは、第１の溝平面のまわりを溝軸に向かい、また遠ざかって上昇および下降する曲線の形になっているが、他の形状の変形部材も考えられる。

図７は、閉位置において非直線ファイルが中に挿入されていない第２のフィクスチャーの透過的表示を提供するものである。

望ましくは、典型的な形状設定時間および温度は、約７〜１５分（たとえば１０分）でおよそ４５０℃〜５５０℃（たとえば約５００℃）であり、これによりファイルは別の恒久的な形状を呈することが可能になる。図２、３、および４は、１つの平面内のファイル（たとえば２Ｄ非直線ファイル）を形状設定するのに使用される２Ｄフィクスチャー１０の概念を示す。ファイルが二次元形状に形状設定された後、このファイルは次に３Ｄフィクスチャー３０の中に入れられ、フィクスチャーは、それがファイルを所望の幾何形状（たとえば３Ｄ非直線ファイル）に形状設定する所望の温度に維持される。典型的な形状設定時間および温度は、約７〜１５分（たとえば１０分）でおよそ４５０℃〜５５０℃（たとえば約５００℃）であり、これによりファイルは別の恒久的な形状（たとえば３Ｄ非直線ファイル）を呈することが可能になる。図６、７、８および９は、ファイルを三次元で螺旋形に形状設定するために使用されるフィクスチャー概念を示す。図１１は、複数の２Ｄ非直線ファイルを形状設定するための２Ｄフィクスチャー６０の製造バージョンを示す。フィクスチャー６０は、上部嵌合部分６２および下部取付け部分６４を含み、ヒータカートリッジ（図示せず）が、ファイルが１つの平面で形状設定されている間フィクスチャーを所望の温度まで加熱し維持するために、フィクスチャー加熱スロット６５の中に入れられる。フィクスチャー内の熱電対スロット６５は、フィクスチャー温度を監視するために、またその温度を一定に保つようにフィクスチャーに熱が加えられる必要があるときにコントローラに信号を送るために、使用される。図１２および図１３は、複数の３Ｄ非直線ファイルを形状設定するための別の３Ｄフィクスチャー７０を示す。フィクスチャー７０は、上部嵌合部分７２および下部嵌合部分７４、ならびに２Ｄ形状設定された非直線ファイルを受けるための螺旋溝７８を含む。ヒータカートリッジ（図示せず）は、ファイルが三次元で螺旋構成に形状設定されている間フィクスチャーを所望の温度まで加熱し維持するために、スロット７６からフィクスチャー７０の中に入れられる、と理解されたい。フィクスチャー７０内の熱電対スロット７６は、フィクスチャー温度を監視するために、またその温度を一定に保つようにフィクスチャーに熱が加えられる必要があるときにコントローラに信号を送るために、使用される。図１４は、処理のための機械設置の一例を示し、２Ｄまたは３Ｄフィクスチャーの温度を監視し一定に保つために使用されるコントローラがあり、フィクスチャーの上部プレートおよび下部プレートは、処理中にフィクスチャーが熱を失わないようにするためにやはり加熱される２つのヒータプレートに接触する。図１５は、ファイルを所定の位置に保持するために使用されるクランプ９０の一例を示す。ファイルがクランプに装着されると、クランプは２Ｄまたは３Ｄフィクスチャーと位置合わせされ、ファイルはクランプ９０を介してフィクスチャーの中に入れられ、そこで所望の時間保持される（図１５および図１６参照）。その時間が終了すると、操作者はクランプを２Ｄまたは３Ｄフィクスチャーから取り出し、ファイルを冷却し取り外すことが可能になる。図１７は、螺旋ファイル１００が形状設定された後にどのように見えるかの一例である。

抵抗加熱を使用して器具を加熱する際、器具との導電結合部またはその間の一部分を形成する、間隔を置いた１対の電極接点が電源（たとえば発電機、電池、または別のもの）と電気的に接続されていると理解されたい。接点が器具の近くに位置すると、間隔を置いた接点間に電気が流れ、それによって、特定の熱処理を実施するのに十分な熱がもたらされる。上記で論じられたように、場合によって、器具の特定の部分だけが熱処理サイクルにかけられるべきであれば、接点は、電流を器具のこれらの部分だけに送出するように配置することができる。したがって、このような実施形態のすべてが本発明の範囲内にある。また、場合によって、器具の特定の部分を、器具の残りの部分に適用される処理工程とは別の特定の熱処理工程にかけることができる。たとえば、器具全体が第１の冶金学的遷移をその中で誘発するように熱処理され（たとえば非超弾性熱処理）、次に、その器具の選択された部分が再処理されて、これらの選択された部分が特定の幾何形状（たとえば非直線ファイル熱処理）および／または第２の冶金学的状態へと変換される。たとえば、器具が、選択された低硬度領域を内部に有する高硬度部材を生成するように処理される。

さらに、機能または構造体をなす複数の構成要素または工程を、単一の構成要素または工程に集約することも、機能または構造体をなす１つの工程または構成要素を、複数の工程または構成要素に分割することもできることを理解されたい。本発明では、これらの組合せのすべてが考えられる。特に明記されていない限り、本明細書に記載の様々な構造体の寸法および幾何形状は、本発明を限定するものではなく、別の寸法または幾何形状が実施可能である。加えて、本発明の特徴が、図示の実施形態のうちの１つだけに即して説明されている可能性があるが、このような特徴は、所与の任意の適用例で、別の実施形態の別の１つまたはそれ以上の特徴と合わせることもできる。上記よりまた、本明細書の特有の構造体の製造およびその操作も本発明による方法を構成すると理解されたい。本発明はまた、本明細書の方法を実行する結果として得られる中間および最終製品も包含する。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という場合、言及された特徴「から本質的になる」または「からなる」実施形態もまた考えられる。

本明細書に提示された説明および図は、当業者に本発明、その原理、およびその実際的な適用を知らせるものである。当業者であれば、本発明を、特定の用途の要件に最善に適するように、その多数の形で適合させ適用することができる。したがって、前述の本発明の特定の実施形態は、本発明を網羅する、または限定するものではない。したがって、本発明の範囲は、上記の説明に準拠して決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲を基準として、このような特許請求の範囲の権利の対象となる等価物の全範囲と共に、決定されるべきである。特許出願および公報を含め、すべての記事および参考文献の開示は、あらゆる目的のために参照により組み込まれる。

Claims

少なくとも１つの、二次元および／または三次元の非直線ファイルを製造する方法であって：
シャフトおよびファイル軸を有するファイルを提供する工程と；
シャフトを受けるための第１のファイル溝を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、第１のファイル溝は、１つまたはそれ以上の第１の変位部材によって画成される、工程と；
シャフトの第１の部分を含むシャフトの少なくとも１つの部分を第１のファイル溝の中に挿入する工程と；
シャフトの第１の部分を、シャフトの第１の部分がファイル軸から変位してシャフトの第１のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちのいずれかの変位部材と接触させる工程であって、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と；
シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、１分から６４０分までの期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された二次元の非直線ファイルを形成する工程と；
形状設定された二次元の非直線ファイルのシャフトを受けるための第２のファイル溝を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、第２のファイル溝は、１つまたはそれ以上の第２の変位部材によって画成される、工程と；
形状設定された二次元の非直線ファイルのシャフトの第１の部分、第２の部分、または両方を第２のファイル溝の中に挿入する工程と；
シャフトの第１の部分、第２の部分、または両方を、シャフトの第１の部分、第２の部分、または両方が第１のファイル平面から変位してシャフトの第２のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちのいずれかの変位部材と接触させる工程であって、シャフトの第２のオフセット部分およびファイル軸は、第１のファイル平面とは異なる第２の平面を画成する、工程と；
シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、１分から６４０分までの期間の間加熱して
シャフトの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された三次元の非直線ファイルを形成する工程と
を含む前記方法。
形状設定された二次元の非直線ファイルは、第２のフィクスチャーの中に挿入される前に第１のフィクスチャーから取り出される、請求項１に記載の方法。
三次元の非直線ファイルは、ニッケル、チタン、およびこれらの組合せからなる群から選択された材料で形成される、請求項１に記載の方法。
形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルは、形状設定された二次元および／または三次元の非直線超弾性ファイルである、請求項１に記載の方法。
第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致する、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、１分から４５分までの期間の間３００℃から６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、３分から３０分までの期間の間３５０℃から６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、５分から２０分までの期間の間４５０℃から５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、１分から４５分までの期間の間３００℃から６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、３分から３０分までの期間の間３５０℃から６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
加熱工程で、シャフトの部分は、５分から２０分までの期間の間４５０℃から５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または３次元の非直線ファイルが形成される、請求項１に記載の方法。
シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第２のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちのいずれかの変位部材と接触させる工程を含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸は第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる第２の平面を画成する、請求項１に記載の方法。
少なくとも１つの三次元の非直線ファイルを製造する方法であって：
シャフトおよびファイル軸を有する直線ファイルを提供する工程と；
第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は面を含み、第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方は、シャフトを受けるための第１のファイル溝を有し、第１のファイル溝は、第１の溝軸および１つまたはそれ以上の第１の変位部材によって画成される第１の溝平面に沿って延びる、工程と；
シャフトの第１の部分を、シャフトの第１の部分に沿ったファイル軸と第１のファイル溝に沿った第１の溝軸が概して同軸になるように、第１のファイル溝の中に挿入する工程と；
面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちの第１の変位部材がシャフトの第１の部分をファイル軸から第１の溝平面に沿って変位させてシャフトの第１のオフセット部分を形成するように、動かす工程であって、シャフトの第１のオフセット部分およびファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と；
シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分を超えるが６４０分には満たない期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された二次元の非直線ファイルを形成する工程と；
形状設定された二次元の非直線ファイルを第１のフィクスチャーから取り出す工程と；
第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は面を含み、第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方は、形状設定された二次元の非直線ファイルの非直線シャフトを受けるための第２のファイル溝を有し、第２のファイル溝は、第２の溝軸、１つまたはそれ以上の第２の変位部材、ならびに第１および第２の嵌合部分の面のうちの少なくとも一方に沿って延びる第２の溝開口部を有し、第２の溝開口部は、第１のファイル平面に沿った第１のオフセット部分の形状と概して合致する、工程と；
二次元の非直線シャフトの第１の部分を第２の溝開口部の中に挿入する工程と；
面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちのいずれかの変位部材が二次元の非直線シャフトの第１の部分を第１のファイル平面から変位させて三次元の非直線ファイルの第２のオフセット部分を形成するように、動かす工程と；
シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分を超えるが６４０分には満たない期間の間加熱して三次元の非直線ファイルの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、形状設定された三次元の非直線ファイルを形成する工程と
を含む前記方法。
三次元の非直線ファイルは、ニッケル、チタン、およびこれらの組合せからなる群から選択された材料で形成される、請求項１３に記載の方法。
形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルは、形状設定された二次元および／または三次元の非直線超弾性ファイルである、請求項１３に記載の方法。
第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致する、請求項１３に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が５分から４５分までの期間の間３００℃から６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイル
が形成される、請求項１３に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が７分から３０分までの期間の間３５０℃から６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項１３に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が８分から２０分までの期間の間４５０℃から５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項１３に記載の方法。
シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第３のオフセット部分が形成されるように、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちのいずれかの変位部材と接触させる工程をさらに含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分および第３のオフセット部分、ならびにファイル軸は第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる第２の平面を画成する、請求項１３に記載の方法。
複数の三次元の非直線ファイルを製造する方法であって：
シャフトおよびファイル軸を有する複数のファイルを提供する工程と；
第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第１のフィクスチャーを提供する工程であって、各嵌合部分は、複数のファイルのシャフトの少なくとも一部分を受けるための第１の溝開口部を有する複数の第１のファイル溝が付いた面を含み、第１の嵌合部分面の第１のファイル溝は、第２の嵌合部分の対向する第１のファイル溝と合致し、溝開口部は、１つまたはそれ以上の第１の変位部材を有するベース面を含む、工程と；
シャフトの第１の部分を第１のファイル溝の中に溝開口部に沿って挿入する工程であって、溝開口部は、ファイル軸に沿ったシャフトの第１の部分の形と概して合致する、工程と；
面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちのいずれかの変位部材がシャフトの第１の部分をファイル軸から変位させてシャフトの複数の第１のオフセット部分を形成するように、動かす工程であって、各シャフトのそれぞれの第１のオフセット部分および各ファイル軸が第１のファイル平面を画成する、工程と；
シャフトの第１のオフセット部分を、第１のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分から６４０分までの期間の間加熱してシャフトの第１のオフセット部分を形状設定し、それによって、複数の形状設定された二次元の非直線ファイルを形成する工程と；
形状設定された二次元の非直線ファイルを第１のフィクスチャーから取り出す工程と；
第１の嵌合部分および第２の嵌合部分を有する第２のフィクスチャーを提供する工程であって、それぞれが面を含み、第１および第２の嵌合部分の面は、それぞれの面に沿って延びる第２の溝開口部がある複数の第２のファイル溝を有し、第１の嵌合部分面の第２のファイル溝は、第２の嵌合部分の対向する第１のファイル溝と合致し、第２の溝開口部は、１つまたはそれ以上の第２の変位部材を有するベース面を含む、工程と；
二次元の非直線ファイルの非直線シャフトの第１の部分を第２の溝開口部に挿入する工程と；
面のうちの少なくとも一方をもう一方の方へ、第２のファイル溝のそれぞれの１つまたはそれ以上の第２の変位部材のうちのいずれかの変位部材が、非直線シャフトの第１の部分を第１のファイル平面から変位させて三次元の非直線ファイルの第２のオフセット部分を形成するように、動かす工程と；
三次元の非直線シャフトの第２のオフセット部分を、第２のフィクスチャーの中に挿入されている間に２００℃からファイルの融点未満の温度まで、５分から６４０分までの期間の間加熱して非直線シャフトの第２のオフセット部分を形状設定し、それによって、複数の形状設定された三次元の非直線ファイルを形成する工程と
を含む前記方法。
三次元の非直線ファイルは、ニッケル、チタン、およびこれらの組合せからなる群から選択された材料で形成される、請求項２１に記載の方法。
形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルは、複数の形状設定された二次元および／または三次元の非直線超弾性ファイルである、請求項２１に記載の方法。
第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分は、第２のファイル溝の第２の溝平面に沿った向きにされ、第１のファイル平面に沿ったシャフトの第１のオフセット部分の形状は、第２の溝平面に沿った第２のファイル溝の形に概して合致する、請求項２１に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が５分から４５分までの期間の間３００℃から６５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項２１に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が７分から３０分までの期間の間３５０℃から６００℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項２１に記載の方法。
加熱工程で、第１のオフセット部分、第２のオフセット部分、または両方が８分から２０分までの期間の間４５０℃から５５０℃までの温度に加熱されてシャフトの部分が形状設定され、それによって、形状設定された二次元および／または三次元の非直線ファイルが形成される、請求項２１に記載の方法。
シャフトの第２の部分を、シャフトの第２の部分がファイル軸から変位してシャフトの第３のオフセット部分を形成するように、それぞれの第１のファイル溝の１つまたはそれ以上の第１の変位部材のうちのいずれかの変位部材と接触させる工程をさらに含み、ここで、シャフトの第１のオフセット部分および第３のオフセット部分、ならびにファイル軸は複数の第１の平面を画成し、第２のオフセット部分は、第１の平面とは異なる複数の第２の平面を画成する、請求項２１に記載の方法。