JPS5813847Y2 - metal prosthesis - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は整形外科補綴において使用される金属親骨な
いし義足や義手等の機械関節部品としての金属親骨の成
形に適した素材、特に個体差に合わせた臨床的な適合性
に優れ、且つ高い寸法精度を有すると共に堅固な関節部
を有する金属親骨が容易に成形できるようにした金属親
骨素材に関するものである。[Detailed description of the invention] This invention is a material suitable for molding metal ribs used in orthopedic prosthetics or mechanical joint parts such as prosthetic legs and hands, especially clinical compatibility tailored to individual differences. The present invention relates to a metal rib material that can be easily molded into a metal rib that has excellent dimensional accuracy, high dimensional accuracy, and strong joints.

関節部を有する親骨としては、まず生態親和性であって
、形状的には骨外形を保ち、強度的にも運動に対しても
安定であることが要求される。A main bone with joints is required to be eco-friendly, maintain the outer shape of the bone, and be stable in terms of strength and movement.

また整形外科補綴に使用する場合は特に装着される者の
個体差があり、時間的にも急を要する場合が多い。Furthermore, when used in orthopedic prostheses, there are individual differences among the wearers, and there are many cases where it is urgent in terms of time.

従って、従来は一定寸法段階をもつ既製品や、それを時
間をかけて成形して個体形状に合わせて使用されていた
ので、臨床的な適合性９時間的な制約に難があった。Therefore, in the past, ready-made products with fixed size steps were used, which were molded over time to match the shape of the individual, and there was a problem with the nine-hour restriction on clinical suitability.

よってこの考案の目的は、個体形状ないし臨床的な適合
性に優れ、且つ寸法精度が高く、機械的にも丈夫で製作
も容易な関節部をもつ金属親骨が得られる金属親骨用素
材を提供することにある。Therefore, the purpose of this invention is to provide a material for a metal rib that has a solid shape or excellent clinical compatibility, has high dimensional accuracy, is mechanically strong, and has joints that are easy to manufacture. There is a particular thing.

つぎにこの考案の金属親骨用素材を用い関節部を有する
金属親骨をバルジ成形する製造法との関連において説明
する。Next, a description will be given in relation to a manufacturing method of bulge-forming a metal rib having joints using the metal rib material of this invention.

この考案の金属親骨用素材より関節部を有する金属親骨
を成形する最良の製造方法としては、放電成形法でもっ
て、関節をもつ骨形状に適合した金属親骨を成形するも
のであって一端が封しられた無縁金属冠のバルジ成形法
で製造される。The best manufacturing method for molding a metal rib with joints from the metal rib material of this invention is to use electrical discharge molding to form a metal rib that conforms to the shape of the jointed bone, with one end sealed. Manufactured using a well-known bulge forming method using a metal crown.

この考案の無縁金属冠は、その封じられた先端底部の少
なくとも外部面には波状模様等の凹凸面が形成されてい
る。The edgeless metal crown of this invention has an uneven surface such as a wavy pattern formed on at least the outer surface of the bottom of the sealed end.

（以下この先端底部に凹凸面が形成された無縁金属冠を
襞付き金属冠という。(Hereinafter, this rimless metal crown with an uneven surface formed on the bottom of its tip will be referred to as a pleated metal crown.

）この襞付き金属冠に用いられる材料は、チタンや銀な
ど、従来より生態親和性に富んだ金属製の無縫冠であっ
て、冠の寸法は直径が２０〜４０ｍｍ、肉厚が０．５−
１．５ｍｍ、長さが５０〜５ＱＱｍｍ程度のものである
。) The material used for this pleated metal crown is a seamless crown made of metals that are more eco-friendly than conventional ones, such as titanium and silver. 5-
The length is about 1.5 mm and the length is about 50 to 5QQmm.

この金属冠の先端底部には開口部の口径よりもあまり大
きくならない外径であってその外周面には層内側へ向っ
て波高が２〜５ｍｍ、波長が６〜２０ｍｍの波状模様等
の凹凸が下端から１０〜５Ｑｍｍ長さの範囲にプレス加
工等で形成され充分に焼鈍されて歪とりを行なったもの
である。The bottom of the tip of this metal crown has an outer diameter that is not much larger than the diameter of the opening, and the outer circumferential surface has unevenness such as a wavy pattern with a wave height of 2 to 5 mm and a wavelength of 6 to 20 mm toward the inside of the layer. It is formed by press working or the like within a length range of 10 to 5 Qmm from the lower end, and is sufficiently annealed to remove distortion.

したがってこの襞付き金属冠を関節部を有する金属親骨
にバルジ成形する際には前記波状模様の装部は材料の伸
びが生じなくとも冠の内圧による装部の伸びによって容
易に変形するので、この部分の成形割れを防止するとと
もに、成形途中での加工硬化も最小限度に止どめられる
ので、形状が複雑で深絞りを必要とする関節形状の金属
親骨でも精度良く圧印成形加工することができる。Therefore, when this pleated metal crown is bulge-formed onto a metal main bone having joints, the wavy patterned part is easily deformed by the elongation of the part due to the internal pressure of the crown, even if the material does not elongate. In addition to preventing molding cracks in the parts, work hardening during molding is also kept to a minimum, making it possible to coin-form with high precision even joint-shaped metal ribs that have complex shapes and require deep drawing. .

金属親骨の成形（バルジ成形）に際しては、製造しよう
とする親骨形状に適合した適当な大きさの襞付き金属冠
を選び、その開口部外側に気密補助リングをきつくはめ
込んで印象された成形型と無縫金属冠との間隙を気密化
できるようにする。When molding a metal rib (bulge molding), select a pleated metal crown of an appropriate size that matches the shape of the rib to be manufactured, and tightly fit an airtight auxiliary ring to the outside of the opening to create an impression with the mold. To make a gap with a seamless metal crown airtight.

一方親骨の成形室の表面も気密化できるように平滑にし
ておく。On the other hand, the surface of the molding chamber of the main rib is also made smooth so that it can be made airtight.

骨形状の凹型へリング付きの冠を挿入し、リングを型面
に接しせしめておく。A crown with a ring is inserted into the bone-shaped concave mold, and the ring is kept in contact with the mold surface.

金属冠の挿入深さはリングによって冠底が型底かられず
かに浮く程度に調節しておく。The depth of insertion of the metal crown is adjusted using a ring so that the bottom of the crown floats slightly above the bottom of the mold.

つぎに挿入された冠と型との間の空気をｈ気圧以下に減
圧する。Next, the air between the inserted crown and the mold is reduced to below h atmospheres.

減圧した後のすき間の低圧保持は前記リングによって確
保される。The ring ensures that the gap maintains a low pressure after the pressure is reduced.

このようにした後に、冠の内部に圧力媒体となる水を満
し、層中に放電電極を挿入して層内で水中放電させて管
をバルジ成形すれば型どおりの親骨が精度よく短時間に
、しかも簡単に得られる。After this, the inside of the crown is filled with water, which acts as a pressure medium, and a discharge electrode is inserted into the layer to generate an underwater discharge within the layer to bulge-form the tube. And it's easy to obtain.

上記の方法によれば、冠と型との間を減圧しているので
冠が膨張変形する際に、すき間の空気が圧縮され、成形
を阻害することが防止できるので型への転写精度が向上
する。According to the above method, since the pressure is reduced between the crown and the mold, when the crown expands and deforms, the air in the gap is compressed, preventing it from interfering with molding, improving the accuracy of transfer to the mold. do.

また冠の先端底部には波状のひだを有するので、成形割
れや加工硬化がなく、かつ容易に膨張するので、放電エ
ネルギーが少なくても型への密着性がよく、高精度の金
属親骨が得られる。In addition, since the bottom of the tip of the crown has wavy folds, there is no mold cracking or work hardening, and it expands easily, so even with low discharge energy, it has good adhesion to the mold, and a high-precision metal rib can be obtained. It will be done.

なお、石こう製の型を用いても充分な成形と精度が得ら
れる。Note that sufficient molding and precision can be obtained even if a mold made of gypsum is used.

成形途中での焼鈍ひずみとりを行なう必要がないので、
短時間で成形できる。There is no need to remove annealing strain during forming.
Can be molded in a short time.

また成形装置が簡単である。また成形された金属親骨の
関節の球面（凹面または凸面）へ、線爆溶射法によって
冠と同材質または生態親和性の金属を５〜ｌＯμ粗さに
溶射しておき、球面に三弗化エチレンまたは四弗化エチ
レンなどの滑沢性物質を被覆するための下地を作り被覆
体と球面との対象性を完全ならしめるように球面の表面
処理を行なう。Furthermore, the molding device is simple. In addition, on the spherical surface (concave or convex surface) of the joint of the molded metal main bone, a metal made of the same material as the crown or an eco-friendly metal is sprayed to a roughness of 5 to 10μ using the beam blasting method, and the spherical surface is coated with trifluoride ethylene. Alternatively, a base for coating with a slippery substance such as tetrafluoroethylene is prepared and the surface of the spherical surface is treated so as to perfect the symmetry between the coating and the spherical surface.

次に、この考案の素材を用いて関節部を有する金属親骨
を成形する成形法の一例を実施例の図面にそって説明す
る。Next, an example of a molding method for molding a metal rib having joints using the material of this invention will be explained with reference to the drawings of the embodiment.

第１図において素材１（厚さ０．５〜１．５ｍｍ、２０
〜５０φＸ５０〜５ＱＱ ｍｍ寸法の整形外科用金属、
チタン、銀製の無縫冠）であり、その先端底部には波形
状の内側へ凹んだ襞２が形成されており、この襞２（波
高力２〜５ｍｍ、波長６〜２０ｍｍ、長さ１０〜５Ｑ
ｍｍ）は内側へ向いているので、口径の小さな型４へも
容易に挿入できる。In Figure 1, material 1 (thickness 0.5-1.5 mm, 20
~50φX50~5QQ mm dimension orthopedic metal,
It is a seamless crown made of titanium or silver), and a wave-shaped inwardly recessed fold 2 is formed at the bottom of its tip. 5Q
mm) faces inward, so it can be easily inserted into a mold 4 with a small diameter.

冠１の開口部外側には型との気密化のために気密化補助
リング５（ゴム輪）がきつくはめられており、成形型４
（石こうまたは低融点合金）の上面で陵し、型４の排気
孔６から排気管７を介して排気ポンプ８で、型４と冠１
とのすき間の空気が売気王以下に減圧される。An airtight auxiliary ring 5 (rubber ring) is tightly fitted to the outside of the opening of the crown 1 to make it airtight with the mold.
(gypsum or low melting point alloy), and the mold 4 and the crown 1 are
The air in the gap between the two is decompressed to below the selling point.

ついで冠１には先端部に０゜５φ×１０〜３０ｍｍのア
ルミ線が架線された同軸放電電極１０．１０’が冠の÷
位置程度の処に挿入され続開口部から圧力媒体の水が満
たされ成形装置を構成する。Next, on the crown 1, a coaxial discharge electrode 10.10' having an aluminum wire of 0°5φ x 10 to 30 mm connected to the tip is attached to the crown 1.
The molding device is constructed by inserting the molding device into the molding device and filling it with water as a pressure medium through the opening.

また型４は金枠９に埋設され保持されている。Further, the mold 4 is embedded and held in a metal frame 9.

電極１０．１０’に接続されたコンテ゛ンサー１６（５
０μＦ）を充電器１４から充電抵抗１５を介して５〜１
０ＫＶに充電しておき、放電スイッチ１３を閉じで放電
すると、金属線は爆発し、層中ば高圧となるので、素材
１は膨張し、型形状にバルジ成形されて球形状関節をも
つ金属親骨が成形される。Condenser 16 (5) connected to electrode 10.10'
0 μF) from the charger 14 through the charging resistor 15
When the metal wire is charged to 0 KV and discharged by closing the discharge switch 13, the metal wire explodes and high pressure is created in the layer, so the material 1 expands and is bulged into a mold shape to form a metal main frame with a spherical joint. is formed.

第２図は冠１の一例を示す外視図である。FIG. 2 is an external view showing an example of the crown 1. FIG.

第３図は球座をもつ金属親骨の成形に使用される成形型
を示す略図であって、第４図は冠１の他の一例を示す図
で一部断面した外観図で、第２図は縦長の凹部とは異な
り、小円形の凹部が多数形成されている。FIG. 3 is a schematic diagram showing a mold used for molding a metal rib with a spherical seat, FIG. 4 is a partially sectional external view showing another example of the crown 1, and FIG. Unlike vertically elongated recesses, many small circular recesses are formed.

第５図は第１図の装置で成形された親骨りの球形関節部
１７面に線爆溶射法で５〜１０μ粗さに、親骨材と同質
金属（チタン）を溶射する方法を示したものであり、親
骨球面１７から１５〜２０ ｍｍの距離をおいて、溶射
線１８（１φｘ５０ｍｍチタン線）が、電極１９．１９
’の先端に架線され、電極に接続されたコンデンサ１６
（５０μＦ）に充電器１４から充電抵抗１５を介して、
６ＫＶに充電される。Figure 5 shows a method of spraying a metal (titanium) of the same quality as the parent aggregate to a roughness of 5 to 10 μm using the beam blasting method on the 17 surfaces of the spherical joint of the parent frame formed using the apparatus shown in Figure 1. The sprayed wire 18 (1φ x 50mm titanium wire) is connected to the electrode 19.19 at a distance of 15 to 20 mm from the spherical surface 17 of the master bone.
A capacitor 16 connected to the electrode and connected to the tip of the
(50 μF) from the charger 14 through the charging resistor 15,
Charged to 6KV.

ついで放電スイッチ１３が閉じられると線１８は溶融爆
発によって溶射され、球面１７上に付着し、溶射層２０
が形成され、且つその面を５〜１０μに粗す。Then, when the discharge switch 13 is closed, the wire 18 is sprayed by melt explosion and deposited on the spherical surface 17, forming the sprayed layer 20.
is formed, and its surface is roughened to 5 to 10 μm.

この面を活性処理した後に三弗化エチレンまたは四弗化
エチレンを被覆すると、球面と被覆材とが強固に付着す
る。If this surface is coated with trifluoroethylene or tetrafluoroethylene after being activated, the spherical surface and the coating material will firmly adhere to each other.

なお２１は被覆層である。また、被覆材は滑沢、耐摩耗
性であるので、このようにすれば長期間にわたって、円
滑な動きをする関節を有する金属親骨が得られる。Note that 21 is a covering layer. In addition, since the covering material is smooth and wear-resistant, this provides a metal rib with joints that can move smoothly over a long period of time.

なお、上記実施例では金属冠の先端底部の周面を凹凸面
としたが、冠の底面にも凹凸を形成してもよい。In the above embodiments, the circumferential surface of the bottom of the tip of the metal crown is formed into an uneven surface, but the bottom surface of the crown may also be formed with unevenness.

また、襞付き金属冠を放電成形法でもってバルジ成形し
、金属親骨を得たが、爆薬成形等化の高速度成形方法で
あってもよい。Furthermore, although the metal rib was obtained by bulge forming the pleated metal crown using the electric discharge forming method, a high-speed forming method such as explosive forming may also be used.

しかしながら実施例のように放電成形法で金属親骨をバ
ルジ成形すれば、成形装置が簡単となり、その取り扱い
も容易である。However, if the metal rib is bulge-formed by the electric discharge forming method as in the embodiment, the molding device becomes simple and its handling becomes easy.

以上のようにこの考案の金属親骨用素材は一端が封じら
れ、その封じられた底部の少なくとも周面には凹凸面が
形成されているので、成形加工時この凹凸面が伸び代と
なるので、加工硬化も少なく、焼鈍を要することなく容
易に変形するので、親骨形状が複雑で深絞りを必要とす
る金属親骨であっても圧印割れを生ずることなく、高精
度で、肉厚の一様な機械的にも安定な関節部を有する金
属親骨が得られる。As mentioned above, the material for the metal rib of this invention is sealed at one end, and an uneven surface is formed on at least the circumferential surface of the sealed bottom, so this uneven surface becomes an allowance for elongation during the forming process. It has little work hardening and is easily deformed without the need for annealing, so even metal ribs with complex shapes and requiring deep drawing can be manufactured with high precision and uniform wall thickness without coining cracks. A metal rib having a mechanically stable joint can be obtained.

また、実施例のように放電形成等の高速バルジ成形法で
バルジ成形するようにすれば、スプリングバッグもなく
適合性に優れた高精度な関節部を有する金属親骨を得る
ことができる。Furthermore, if bulge forming is performed using a high-speed bulge forming method such as electric discharge forming as in the embodiment, a metal master rib having a high-precision joint with excellent adaptability can be obtained without spring bags.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの考案の金属親骨用素材より金属親骨を成形
するのに用いられる放電成形装置の断面図、第２図はこ
の考案の金属親骨用素材の一例を示す図、第３図は球座
関節部を有する金属親骨の成形に用いられる成形型を示
す略図、第４図は金属親骨用素材の他の例を示す図、第
５図は第１図装置で成形された金属親骨の関節部表面に
溶射層を形成するのに用いられる装置の一例を示す図で
ある。 １・・・・・・無縁金属冠、２・・・・・・凹凸（襞）
、Ｄ・・・・・・金属親骨。Figure 1 is a sectional view of an electrical discharge forming device used to form metal ribs from the material for metal ribs of this invention, Figure 2 is a diagram showing an example of the material for metal ribs of this invention, and Figure 3 is a ball. A schematic diagram showing a mold used for molding a metal main rib having a seat joint part, Fig. 4 is a diagram showing another example of a material for a metal main rib, and Fig. 5 shows a joint of a metal main rib formed with the apparatus shown in Fig. 1. FIG. 2 is a diagram showing an example of an apparatus used to form a sprayed layer on a surface of a part. 1... Rimless metal crown, 2... Unevenness (folds)
, D... Metal rib.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 一端が封じられた無縁金属冠の先端底部の少なくとも周
面に凹凸を形成したことを特徴とする金属親骨用素材。A material for a metal rib, characterized in that an uneven metal crown is formed on at least the circumferential surface of the bottom of the tip of a metal crown with one end sealed.