JPS5813847Y2 - 金属義骨 - 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

）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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また型４は金枠９に埋設され保持されている。

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。

第２図は冠１の一例を示す外視図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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。