KR100380713B1 - 변환기작동식공구와그공구용인써트및공구팁제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물의 표면과 접촉하여 이 공작물의 표면에 액체를 배출하면서 작업하는 변환기작동식 공구에 관한 것이다. 이 공구는 상기 공작물의 표면과 접촉할 수 있는 형태를 갖는 팁을 구비하는데, 이 팁의 내부에는 대체로 팁의 중심축선을 따라 액체통로가 형성되나 이 액체통로는 팁의 선단 근처에서 축선으로부터 이격된 위치에 액체배출 오리피스를 형성하도록 상기 팁의 중심축선으로 부터 약간 오프셋되어 형성되어 있다. 상기 공구에는 또한 상기 팁을 작동변환기에 연결하기 위한 작동변환기 연결체와 상기 팁에 형성되는 액체통로에 연결되어 상기 액체통로의 오리피스로부터 배출될 소정량의 액체를 상기 액체통로에 제공하는 액체공급원을 구비하고 있다. 상기 공구는 특히 치과치료용 기구로 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 상기와 같은 공구팁을 제조하기 위한 방법을 제공한다.

Description

변환기 작동식 공구탭

발명의 배경

본 발명은 공작대상체(공작물)의 표면에 접촉하여 이 대상체에 대해 액체를 분출하면서 작업하는 변환기(transducer) 작동식 공구팁(tool tip)에 관한 것으로, 특히 본 발명은 치과용 기구 또는 치과치료에서 잇면(치아의 면)에 직접 접촉하는 진동팁등의 치과기구용 보조삽입체와 같은 초음파작동식 공구에 관한 것이다. 이러한 팁에는 치면 또는 팁의 면상에 액체를 분출시키기 위한 도관이 구비되어 있다.

현재 사용되는 치과용 기구에는 세척, 스케일링과 같은 치과치료를 적절히 수행하기 위해 공구팁에 적정한 진동을 일으키도록 되어 있다. 이러한 공구팁은 약 0.02∼0.2mm의 굽힘 작용으로 굽힘 및 길이방향의 진동을 일으키도록 설계되어 있다. 이러한 팁은 일반적으로 고주파진동을 일으킬 수 있는 전자기계식 부품에 장치되어 사용되어 왔다. 이러한 치과기구는 통상 20 KHz이상의 고주파를 발생시키는 전자고주파 발생기에 의해 작동되므로, 적당한 작동상태를 기대할 수 있는 동시에 인간의 가청범위가 약 18 KHz라는 점에 비추어 불쾌한 소음을 최소화할 수 있었다. 에너지 발생기와 이에 관련된 전자기계식 부품에는 다양한 종류가 있는데, 예를 들면 전자역학식, 압전기식, 자기변형식이 있다. 상기와 같은 팁과, 이와 관련된 전자기계식 부품의 설계에는 작동주파수에서 기계적 공명, 즉 고조파의 진동을 발생시키고 아울러 공구의 선단에서 기계적 진동을 증폭시킬 수 있도록 여러가지 변수를 조합하여 설계하게 된다.

진동팁을 사용하는 여러 가지 작업의 경우에, 공작물의 표면 및/또는 공구의 표면을 적셔서 이 표면들을 냉각시키고 작업 중에 발생하는 절삭분을 제거하기 위해 물과 같은 액체를 사용하는 것이 매우 유용하고 경우에 따라 필수적으로 요구되기도 한다. 예를 들어, 이러한 진동팁을 사용해서 세척치료와 같은 치과치료를 하는 경우에 초음파 작동팁이 잇면과 접촉하게 되면 진동팁과 잇면사이에 열이 발생하게 된다. 이때, 시술자가 잇면에 대해 비록 작은 압력을 가하는 경우라 할지라도 환자는 참기 어려운 고통을 겪게 된다. 따라서, 잇면과 팁사이의 열을 제거하고 환자의 고통을 경감시키며 아울러 환자의 이에 가해질 수 있는 손상을 제거하기 위해 통상적으로 물과 같은 액체를 환자의 이어 분사하게 된다. 또한, 진동팁과 함께 사용되는 여러가지의 전자기계식 장치에서도 작업중에 내부적으로 열을 발생시키게 된다.

Perdreaux의 Re. 30,536(Cavitron)에서는 치과용 초음파기구의 일실시예를 설명하고 있다. 이 기구에서는 코일이 구비된 파지식 기구로 부터 팁이 장착되는 자기변형식 삽입체에 전자기장을 인가하게 된다. 이 기구에 의하면, 진동중에 공구내에서의 전기기계적 마찰손실에 의한 열이 자기변형부재의 상부에서 공구 삽입부에 대해 축방향으로 흐르는 냉각수(이 냉각수는 상기 삽입부와 파지식 기구사이에 있는 링형의 공간으로부터 나와서 공구의 작업단부쪽으로 흐른다)에 의해 방열되도록 되어 있다. 이 기구에서는 또한 삽입부에서 발생되는 열에 의해 액체의 온도가 상승하고, 이 더워진 액체가 세척 및 냉각제로서 팁과 공작물의 표면위로 공급된다. 상기와 같이 더워진 액체는 저온의 액체에 대해 민감한 환자에게 고통을 덜어 줌으로 도움이 된다.

여러 가지의 치과치료에 있어서, 환자의 잇면에 대한 진동팁의 움직임은 시술자에 의해 이루어진다. 이 팁은 치아사이를 관통하고 잇몸라인의 아랫부분을 통과할 수 있어야 한다. 일반적으로 이러한 팁은 치아와 잇몸사이에 적절히 접근될 수 있도록 팁의 단부로 부터 뒤쪽으로 약 2.5∼5mm의 범위에 걸쳐 테이퍼 단면으로 하여 예리한 팁을 갖는 매우 작은 단면으로 되어 있어야 한다.

아울러, 이 팁은 필요한 방향으로 휘어질 수 있도록 하여 치아의 면이 갖는 형상에 부합될 수 있도록 하고 있다. 또한, 이러한 팁에서는 치아와 잇몸의 경계면(abutting surfaces)에 들어가거나 혹은 구강 근처의 부잇몸 영역(subgingival zones)에 접근해야 할 필요가 있을 때 치아의 전방면에 걸쳐질 만큼 충분히 휘어질 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기와 같이 액체를 분출하고 초음파로 작동되는 팁을 사용하여 작업한 경험에 의하면, 팁의 형상과 액체분출시스템은 팁이 적용 가능한 최대진폭의 진동응력에서도 충분히 견뎌 낼 수 있도록 상당한 강도를 갖게 설계하여야 한다는 것이 밝혀졌다. 팁을 제조하는 성형공정에 있어서, 사용중에 팁의 파손에 원인이 되는 응력집중점이 될 수도 있는 아주 미세한 결함도 팁내에 발생하지 않도록 주의하여야 한다.

상기한 Perdreaux의 치과용 기구에서와 마찬가지로 여러 가지의 진동식 공구들이 현재 치과용, 의료용, 수의학용 및 그 외의 용도로 다양하게 사용되고 있다.이러한 진동식 공구에서는 피작업물(공작물)의 표면상에 이 표면을 냉각시키거나 절삭분을 제거하기 위한 목적으로 물과 같은 액체를 분출할 수 있는 다양한 장치가 적용되고 있다. 예를 들어, 다양한 형태의 초음파작동식 공구에 각기 다른 액체도관을 적용하여 공작물 또는 팁의 부근 혹은 그들의 표면상에 물과 같은 액체를 뿌릴수 있도록 하고 있다. Kleesattel등의 출원인에 의한 미합중국 특허 제 3,076,904호에서는 파지식 도구의 외측에 위치하는 모세관과, 치아의 표면에 물을 인가하기 위해 팁의 바로 근처에서 위치하고 쉽게 휘어질 수 있는 재료로 된 노즐로 상기와 같은 목적을 달성하고자 하였다. 하지만 상기 미국특허에서는 모세관을 구비하기 때문에 공구팁의 자유로운 사용이 억제되는 문제가 있다.

종래의 초음파작동식 공구팁에서는 팁의 부품과 몸체에 축방향으로 뚫린 액체도관이 구비되어 있다. 종래의 이러한 여러 가지 공구팁에서는 공구의 단부에 액체배출 오리피스를 형성하여 공작물위에 액체를 배출하도록 하였다. 이러한 팁의 예로는 Balamuth등에 의한 미합중국 특허 제3,924,335호에서 기술하는 압전진동식 치과용 공구를 들 수가 있다. 하지만 이 공구에서는 팁의 강도를 높이고 액체유동을 위한 통로를 설치할 수 있도록 팁의 직경이 1mm이상으로 비교적 크게 하여야 한다는 문제가 있다. 따라서, 이러한 팁은 적절하게 테이퍼링하는 작업이 어렵기 때문에 공구를 치아 사이로 통과시킬 수 없고 부잇몸영역에 대해 작업하는 경우 상처를 입히기 쉬워서 치과용 치료기구로 사용되는데 여러 가지 장애가 따른다. Haydu의 미합중국 특허 제3,488,851호와 Richman의 미합중국 특허 제 3,589,012호에서는 팁단부 근처에서 팁의 원통벽의 일부를 세로 및 가로방향으로 절개, 제거하여 된액체배출용 오리피스를 갖는 축방향의 액체통로를 내부에 구비하는 팁에 대해 설명하고 있다. Banko의 미합중국 특허 제3,930,173호, Robinson의 미합중국 특허 제3,703호, 그리고 Warrin의 미합중국 특허 제5,125,837호에서는 팁의 일부를 절개, 제거하여 팁단부의 나머지 벽부에 채널을 형성시켜서 이 채널에 의해 중앙의 축방향 개구로 부터 공작물 위로 액체를 분출시킬 수 있도록 한 구조에 대해 설명하고 있다.

하지만 이렇게 절개, 제거하여 이루어진 구조에서는 나머지 일부의 중공형 팁단부가 통상적인 진동을 견뎌 낼 수 없는 매우 취약한 구조를 갖는다는데 문제가 있다. 또한, 팁의 보다 작은 나머지 작업면이 급격히 마모되므로 공구의 수명을 보다 단축시키는 문제도 제기된다.

팁의 선단부에서 액체를 배출하는 형식의 팁에서는 굴곡부의 작용점 부근에서 액체를 대상물에 대해 배출하고 있다. 이렇게 굴곡부에서 액체를 배출하게 되면 팁이나 공작물 근처에서 액체를 분사 또는 무화시키는 현상이 일어나고,이러한 액체의 분사 또는 무화현상은 액체가 공작물 영역에 도달하는 것을 방해하고 대신 이 액체가 환자나 시술자를 포함하는 보다 넓은 범위에 분사되는 현상을 일으킨다.

따라서, 종래 기술에서 알려진 액체배출구조에 의하면 액체를 필요이상으로 분사, 무화시키기 때문에 환자와 시술자를 불편하게 하고 대상물면, 즉 잇면의 관찰을 흐리게 하는 문제가 있다. 아울러, 팁의 내부에 구비되는 액체배출 오리피스는 팁의 면, 특히 팁의 선단부에서 팁의 면이 갖는 강도를 약화시키고 이에 따라 팁의 파손 또는 과도한 마모에 의한 팁의 수명단축이라는 문제를 일으킨다. 선단부에 오리피스를 갖는 팁은 선단부에서 금속부재의 사용이 더많아지고 이에 따라 팁의 단부가 무디어 지므로 팁을 한정된 작은 면상에 접촉시켜야 하는 치과치료용으로 사용하는 경우 요구되는 용도에 적합하지 않다는 문제를 일으킨다.

따라서, 진동식 공구에서 적당한 양의 냉각, 세척액을 분무현상을 일으키지 않고도 공작물로 배출할 수 있고, 아울러 공구팁이 소정의 진동을 충분히 견뎌낼수 있도록 설계된 내부통로와 배출오리피스를 갖는 새로운 팁을 제공하는 것이 필요하다.

발명의 요지

따라서, 본 발명은 공작물의 표면에 접촉하여 이 표면에 액체를 배출하는 변환기 작동식 공구를 제공하게 된다. 이 공구에는 공작물의 표면에 접촉하기에 적합한 선단면을 갖는 작동팁이 구비된다. 이 팁에는 팁의 중심축 방향으로 연장되는 내부액체통로가 구비되는데, 이 통로는 팁의 선단축 부분에서 축중심으로 부터 벗어나 액체배출 오리피스를 형성하도록 되어 있다. 상기 팁은 연결체에 의해 작동 변환기에 연결되며, 상기 액체배출통로에는 액체공급원이 연결되어 일정한 양의 액체가 상기 오리피스로부터 배출되도록 되어 있다. 상기 팁의 선단은 공작물의 표면에 접촉할수 있도록 휘어져 곡면을 형성하며, 이 선단부에 상기 배출오리피스가 위치하여 액체를 공작물의 표면상에 배출하게 된다.

본 발명의 적절한 일실시예에 의하면, 상기 액체통로는 상기 팁의 중심축선으로 부터 소정각도로 벗어나 오리피스가 팁의 측면 상에 형성되도록 되어 있으며, 이 오리피스는 팁의 선단으로 부터 약 0.01∼8mm정도 떨어져 위치한다. 본 발명의또다른 실시예에서는 팁이 치과치료용 공구로 사용되는데, 이때 상기 오리피스는 팁의 선단으로 부터 약 5.5∼6.5mm정도 떨어져 위치한다. 상기 팁은 용도에 알맞게 곡선형상을 갖는데, 특히 이 팁은 치과치료에 적합하도록 모든 방향으로 휘어질 수 있게 되어있으며 아울러 그 선단부가 60∼70도의 범위에서 팁의 중심축선으로 부터 휘어지도록 되어 있다. 상기 공구는 음파, 초음파, 유압 또는 공기압수단에 의해 작동된다. 본 발명의 공구에 적용되는 배출액체로는 여러 가지의 것을 사용할 수 있으나 통상적으로는 소금물, 물 또는 약품을 첨가한 용액을 사용하게 된다. 상기 공구는 특히 치과용, 의료용, 그리고 수의과용으로 유용하게 사용될 수 있다. 상기 공구의 특히 유용한 용도는 세척, 스케일링 등과 같은 치과용 용도이다. 본 발명의 팁은 초음파에너지 발생수단에 의해 작동되는 삽입체의 하나로서 사용된다. 여기서 본 발명에 따른 초음파작동식 공구의 삽입체는 자기변형식 부재; 상기 자기변형식 부재에 축방향으로 결합되는 연결체, 상기 연결체에 축방향으로 부착되고 공작대상체(통상적으로 치과치료에 있어 치아의 면)에 접촉하기에 알맞도록 형성된 선단면을 갖는 팁으로 구성되어 있다. 상기 팁의 내부에는 액체 통로가 이 팁의 중심축선을 따라 형성되어 있는데, 상기 통로는 상기 팁의 선단부근처에서 중심축선으로 부터 벗어나 이 팁에 구비되는 액체배출 오리피스가 상기 팁선단부의 중심축선에서 약간 이탈한 위치에 형성되도록 하고 있다. 적절한 실시예에 의하면, 상기 액체통로는 상기 팁의 축선으로 부터 약 3도 이내의 각도로 벗어나 있으므로 배출오리피스가 팁의 선단으로부터 2∼8mm의 이격거리 범위내에 위치하게 된다. 상기한 삽입체는 특히 치아세척이나 스케일링과 같은 치과용 치료에 적절하게 사용될 수 있으며, 이때 팁의 선단부가 갖는 굴곡범위는 약 60∼70도의 범위이다.

본 발명은 또한 상기와 같은 팁의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 제조방법은 원통형로드의 일단부에서 시작하여 중심축선으로부터 약 3도 이내의 각도로 연장하고 상기 로드의 타측 단부로부터 약 2∼8mm 떨어진 위치에 배출오리피스를 구비하도록 구멍을 가공하여 액체통로를 형성하는 단계를 포함한다. 상기와 같은 액체통로와 배출오리피스는 방전가공방법에 의해 만드는 것이 좋다.

상기 통로가 가공된 원통형 로드는 치아의 면과 같은 대상공작물의 표면에 접촉하기 쉽도록 요구되는 형태로 성형된다. 상기 원통형로드는 선단을 예리하게 연마하거나, 상기 액체통로를 가공하기 이전에 테이퍼형태로 성형할 수도 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 상기 팁에 구비되는 액체배출 오리피스를 팁의 축선으로 부터 벗어나도록 위치시키고 액체통로를 상기 축선으로 부터 약 0.1∼0.5mm의 이격거리 내에서 평행하게 위치하도록 가공할 수도 있다.

제 1 도는 치과용 치료기구의 삽입체로서 파지부에 결합 사용되는 본 발명에 따른 초음파작동식 공구팁의 단면도,

제 2 도는 전력 및 액체공급을 위한 연결구를 장착한 상기 파지부의 단면도,

제 3 도는 팁의 중심축선에 대해 소정 각도로 벌어진 액체통로를 갖는 본 발명에 따른 팁의 확대 단면도,

제 4 도는 제3도의 팁을 특정 치과치료용에 알맞게 성형시킨 팁의 도면,

제 5 도는 제3도의 팁을 또다른 치과치료용으로 성형시킨 팁의 도면,

제 6 도는 제5도의 또 다른 변형 실시예를 도시하는 도면,

제 7 도는 본 발명에 따라 팁의 중심축선에서 편심된 액체통로를 갖는 팁의 확대 단면도,

제 8 도는 제7도의 팁에서 액체배출 오리피스를 보여주기 위한 팁의 선단도면.

바람직한 실시예의 상세한 설명

본 발명에서 제공하는 것은 공작물의 표면에 접촉하여 이 표면에 액체를 배출하면서 작업하는 변환기 작동식 공구이다. 본 발명에서의 중요한 부재는 공작물의 표면과 접촉하기에 적합한 형태로 된 선단면을 갖는 작동팁이다. 이 팁에는 팁의 중심축 방향으로 연장되는 내부액체통로가 구비되는데 이 통로는 팁의 선단축 부분에서 축중심으로 부터 벗어나 액체배출 오리피스를 형성하도록 되어 있다.

상기 팁은 연결체에 의해 작동변환기에 연결되며 액체공급원이 상기 공구에 연결되어 일정한 양의 액체가 상기 액체통로에 공급되고 상기 오리피스로부터 배출되도록 되어 있다.

본 발명의 공구에서 기대할수 있는 중요한 장점으로는 팁의 선단 부에 대한 상기 액체통로와 오리피스의 구조가 팁의 최대작용점 부위에서 구조물의 재료 일부를 제거하면서도 팁선단부의 강도를 전혀 저하시키지 않는다는 점이다. 또한 본 발명의 팁에서는 상기 배출오리피스가 진동파형의 파복부(루우프) 근처가 아닌 파절부(노오드) 언저리에 위치함으로서 오리피스에서 액체의 분무 또는 무화형상이 일어나지 않는다는 점이다.

제1도내지 제2도는 본 발명의 일실시예를 도시하고 있는데, 이 실시예에서는 치과용 치료기구로 사용되는 초음파 작동식 공구(10)의 부품으로 사용될수 있는 팁에 관한 것이다. 상기 공구(10)는 치료용 삽입체(11)와 시술자에 의해 파지되는 파지부(12)로 이루어져 있다.

상기 공구의 일반적인 형상은 이미 잘 알려져 있는 것으로 Perdreaux의 Re. 30,536에서 기술된 초음파 작동식 공구의 경우와 거의 같다. 상기 삽입체(11)는 연결체(15)에 의해 서로 결합되는 팁(20)과 자기변형부재(14)를 구비하고 있다. 여기에서, 상기 팁(20)은 본 발명의 요점부이며 뒤에서 자세히 설명될 것이다. 상기 연결체(15)는 이 연결체(15)가 팁에 에너지를 자유롭게 전달할수 있도록 이 연결체(15)를 수용하기에 적합한 형상을 갖는 슬리이브(16)내에 내장된다. 상기 슬리이브(16)내에는 액체가 팁(20)측으로 유동할 수 있도록 통로(17)가 구비되어 있다. 상기 슬리이브(16)에는 직경감소부가 구비되어 이 슬리이브(16)가 하우징(12)에 착탈가능하게 끼워질 수 있도록 되어 있다. O-링(18)이 슬리이브(16)에 형성된 링형 홈에 끼워져서 슬리이브(16)와 하우징(12)사이의 긴밀한 마찰결합을 이루게 된다. 슬리이브(16)의 후방단부 내측면(19)은 카우터싱크방식으로 가공되어 연결체(15)에 대한 액체의 원활한 흐름을 조장한다. 상기 슬리이브(16)의 선단부에 링형 홈이 형성되고 이 홈에 O-링(21)이 끼워져 이 링(21)과 연결체(15)사이에 밀봉상태를 유지함으로써 상기 슬리이브(16)와 연결체(15)사이에서 액체가 새어나오는 것을 방지한다.

상기 연결체(15)는 자기변형부재(14)로 부터 팁(20)측으로 에너지를 전달하는 음향임피던스 트랜스포머로 작용한다. 공지된 바와 같이, 상기 연결체(15)는 축방향을 따라 단면이 변화되므로 기계적 진동의 진폭이 변화된다. 따라서, 공작물에 대한 소정의 작업을 수행하기에 적합하도록 팁의 진폭을 확대하는 결과를 얻게 된다. 이러한 원리는 본 발명에서 참고자료로 이용되는 Banko의 미합중국 특허 제3,930,173호에서 자세히 기재되어 있다. Banko의 특허에 따르면, 상기 연결체의 변화되는 단면과 이에 따른 각 부위의 질량은 길이방향의 진동에서 파복부와 파절부가 적절하게 배치되도록 설계하고 있다. 상기 특허에서 기재되는 것처럼, 파절점은 길이방향의 진동에서 진폭이 0이 되고 연결체의 내부응력이 최대가 되는 지점이며, 파복점은 길이방향의 진동이 최대가 되고 응력은 최소가 되는 지점이다. 따라서, 상기 파절점에 지지및 밀봉을 위한 O-링들을 배치하는 것이 바람직하다.

상기 연결체(15)에는 이 연결체의 축위에서 파절점 부근에서 가공구비되고 슬리이브(16)의 내부면에 있는 홈에 느슨하게 끼워질수 있는 규격을 갖는 링(22)이 구비된다. 상기 링(22)에는 개구의 내부면에서 길이방향으로 형성되고 서로 180도의 각도로 이격되어 있으며 홈(23)의 반경방향과 중심이 일치하는 하나 혹은 두개의 반원형 바이패스(도시생략)와 결합하는 하나의 키이(도시생략)가 링(22)의 외부면상에 형성되어 있다. 상기 키이는 조립후에 상기 바이패스중 하나에 의해 지지된다. 따라서, 상기 하나의 바이패스는 이 키이의 지지부로 작용하고 다른 바이패스는 상기 링(22)의 주변에서 액체유동을 위한 통로를 제공하게 된다.

지기변형 진동체(14)가 용접 또는 다른 방법으로 상기 연결체(15)에 부착되며, 이 진동체(14)는 높은 인장강도와 자기변형특성을 갖는 금속합금, 예를 들어퍼멀로이, 니켈 등과 같은 합금으로 제조한다.

상기 하우징, 즉 파지부(12)에는 상기 자기변형부(14)를 통해 삽입체(11)측에 길이방향의 진동을 유도하기 위한 자기장을 발생시키는 코일유니트가 내장된다. 이 코일유니트에는 교류전원에 연결된 구동코일(25)이 있다. 이 구동코일(25)은 2개의 지지플랜지(26, 27)사이에 2중코일방식으로 감겨져 있으며, 상기 파지부(12)내에 전자기장을 만든다. 전자기장내의 삽입체와 상기 파지부에 의해 만들어지는 전압을 체크하기 위해 미세한 와이어로 된 피이드백 코일(28)이 구비된다. 상기 피이드백 코일은 플랜지(29, 30)사이에 감겨진 다섯 겹의 외이어로 되어 있으며, 제2도에 도시되는 것처럼 접지단자(31, 32)에 연결되어 있다. 상기 피이드백 코일보다 무거운 와이어로 된 버킹코일(34)이 상기 피이드백 코일 상에 한 겹으로 감겨져 있다. 이 버킹코일은 상기 구동코일과 피이드백 코일사이의 트랜스포머결합을 최소화 할 수 있도록 설계되어 있다. 상기 버킹코일과 구동코일은 하나의 연속와이어로 단자(31, 33)에 연결되어 있다. 상기 구동코일은 단자(33)에 연결되며, 플랜지(26)로 부터 플랜지(27)측으로, 예를 들어 오른쪽 권선방식으로 감겨져 있다. 상기 외이어의 단부는 단자(31)에 연결된다. 상기 버킹코일과 구동코일은 직렬로 연결되어 있으며, 서로 반대방향으로 감겨져 있고 이에 따라 상기 코일들의 상(Phase)이 전자기적으로 180도로 서로 다르다. 상기 버킹코일은 피이드백 코일로부터 전기적으로 절연되어 있다.

전력과 액체는 상기 파지부에 연결된 플러그(36)를 구비하는 케이블(35)에 의해 공구에 전달된다. 전력공급원은 제2도에 도시되는 것처럼 파지부의 리셉터클단자와 결합하는 3개의 핀코넥터(37, 도면에서는 하나만 도시됨)에 의해 연결되어 있다. 단자(32, 33)에 연결된 핀코넥터는 상기 코일에 전력을 공급하는 동시에 피이드백을 체크하고, 상기 접지단자(31)에 연결된 핀은 공통접지부로서 작용한다. 상기 케이블(25)에는 또한 액체도관(38)과 상기 파지부의 몸체에 결합하기 위한 부착부로서 끼움부(39)가 구비된다. 상기 도관은 상기 파지부에 액체를 공급하여 결과적으로 이 액체가 통로(40)를 통해 자기변형부(14)와 접촉하여 이 부재(14)를 냉각하고 다시 팁(20)으로 공급되도록 한다.

상기 연결체(15)의 선단에서 축방향으로 통로(41)가 형성되어 액체가 팁(20)쪽으로 흐를 수 있도록 되어 있다. 슬리이브(16)의 액체통로의 단부부근에서 상기 연결체(15)에 반경방향의 개구(42)가 형성되어 있다. 이 개구(42)는 연결체(15)의 내부통로(41)를 슬리이브(16)의 내부와 연통시키며 도면에서 작은 화살표로 표시하는 것처럼 상기 자기변형부재(14)의 근처로부터 유동된 액체를 모으는 역할을 한다. 상기 개구(42)는 O-링 가스켓(21)의 내측상에 위치하여 연결부의 통로(41)로 부터 나온 액체만 상기 파지부의 내측으로 유동할수 있도록 하고 있다.

본 발명의 초음파작동식 공구의 작동부인 상기 팁(20)은 공작물의 표면과 접촉하는 팁선단부(43)와 상기 연결체(15)에 결합되는 자루(44)로 이루어져 있다. 상기 연결체에는 팁(20)의 자루(44)를 용접, 나사결합등의 방법으로 수용할 수 있도록 개구가 구비된다. 상기 팁내에는 액체통로(45)가 구비되며, 이 통로(45)는 뒤에서 자세히 밝히는 바와 같이 팁의 내측으로부터 팁의 측면상으로 개구되어 액체 배출 오리피스(46)를 형성한다.

제3도와 제4도에서는 본 발명의 적절한 실시예(50, 60)를 도시하고 있다. 제3도는 공작물의 표면과 접촉하기에 적합한 형태로 성형되기 이전의 선형팁(50)을 단면도로 도시하고 있다. 일반적으로 제3도에 도시되는 것과 같은 직선상태의 공구도 사용될 수 있으며, 이러한 경우도 본 발명의 범주에 포함된다. 그러나, 본 실시예에서는 상기 팁(50)을 구부려 이 팁이 사용될 특정목적을 수행할 수 있도록 제4도에 도시되는 바와 같은 구부러진 팁(60)의 형상으로 만들게 된다. 제3도에서 도시되는 것처럼, 상기 공구에는 접촉될 공작물의 표면과 부합하도록 특정하게 성형되고 테이퍼진 팁선단부(51)를 구비하고 있다. 상기 팁에는 자루(52)가 달려 있으며, 이 자루에는 제1도에서 설명한 것처럼 연결체(15)의 개구에 수용되기 위한 단면축소부가 구비된다. 상기 팁의 몸체에는 액체통로(53)가 형성된다. 이 통로(53)는 팁몸체의 축선(56)으로부터 소정각도만큼 벌어져 있으므로 이 팁몸체의 측면 위에서 팁선단으로부터 소정거리만큼 이격된 위치에 액체배출 오리피스(57)를 구비하게 된다. 본 발명에서의 요점은 바로 상기 배출오리피스(57)의 축선과 팁 선단(58)사이의 관계에 있다.

상기 통로(53)를 만들기 위한 구멍의 형성과정은 자루(52)의 중심축(56)에서 가공을 시작하여 3도 이내의 각도로 팁의 중심축선으로 부터 벗어나도록 통로를 형성하여 결국 상기 오리피스가 팁선단(58)으로 부터 약 2∼8mm 떨어진 위치에 형성되도록 하였다. 따라서, 상기 팁의 선단부(51)강도는 두드러지면서도 특이하게 증가하며, 매우 유용하고 바람직한 정점의 형태로 된다. 또한, 상기 오리피스(57)는 액체의 분무 또는 무화현상을 일으키지 않는 비교적 작은 진동의 파절부근처에 위치하게 된다.

따라서, 오리피스(57)의 정확한 위치와 통로(53)를 만드는데 적용되는 각도(54)는 팁의 최종형상과 요구되는 굽힘 작용에 의해 결정된다.

상기 팁의 형상을 제3도에 도시된 선형의 형상으로 부터 제4도 내지 6도에 도시되는 굽은 형상으로 성형하면, 굽힘력이 삽입체의 길이방향진동에서 작용한다.

이 굽힘력은 이하에서 기술하는 것처럼 팁선단의 축선에 대해 대략 직각으로 팁 선단(58)의 굽힘부에 굽힘 및 공명진동을 유발한다.

굽힘 공명에 있어서, 금속으로 된 막대형상의 부재(로드)가 전,후로 굽어짐으로서 진동하게 된다. 이때, 상기 부재의 진동주파수는 이 부재의 물리적 성질에 의해 결정된다. 진동의 최소주파수는 부재의 전체 길이가 1/2파장인 경우이다.

상기 부재는 파절부 즉, 이 부재의 중간점 부근에서 앞뒤로 휘어지며, 단부는 작용중심선에 대해 직각으로 움직이게 된다. 이때, 상기 파절부에서는 아무런 움직임도 없고 대신 최대 작용의 파복부가 부재의 단부에 존재하게 된다. 부재의 길이가 1/2파장인 경우, 굴곡진동의 최저주파수는 기본주파수가 된다. 연결체에 대해서 설명했던 것처럼, 상기 진동부재의 단부에서 진동작용이 최대가 되고 금속내의 응력이 최소가 된다. 한편, 상기 파절부에서 진동작용은 0이 되고 응력은 최대가 된다. 이러한 응력 때문에, 상기 진동부재의 재료가 갖는 피로강도에 의해 변형이 제한된다.

상기 로드는 고조파주파수, 즉 기본주파수의 적분배수에서 진동을 일으킨다.

따라서, 고조파의 숫자만큼 파절부(굽힘운동이 일어나지 않는 지점)가 발생하게 된다. 예를 들어, 기본 주파수를 5배한 제5고조파 주파수의 경우에 5개의 파절부와 6개의 파복부가 생긴다.

만약 진동로드가 균일한 단면, 재료 그리고 형상을 갖고 있다면, 파절부와 파복부의 위치는 로드의 길이를 따라 균일하게 분포될 것이다. 반대로, 로드의 단면과 재료가 로드의 길이를 따라 변한다면, 파절부와 파복부의 분포는 대략 단면규격에 반비례하여 변하게 될 것이다. 만약, 질량축, 즉 로드의 물리적 길이를 따른 질량분포의 중심이 선형적이고 길이 방향의 진동이 있다면, 아무런 굽힘도 일어나지 않을 것이다.

본 발명의 삽입체(11)에서는 그 재료와 단면이 형상과 면적에서 길이방향을 따라 변한다. 이러한 차이 때문에 공진을 일으키지 않고 대신 파절부와 파복부의 진폭과 위치에 영향을 미치게 된다. 팁의 형상을 특정 공작물, 즉 치아의 공동이나 치아의 면에 부합하도록 굽힘 성형하면, 팁의 단부근처로 질량이 이동하게 된다. 이러한 질량이동에 의해 삽입체의 주파수에서 상기 팁에 굽힘진동이 발생하게 된다. 따라서, 상기 팁은 굽힘진동의 요구되는 증폭을 달성하고 치아의 여러 부위에 쉽게 접근할 수 있도록 성형된다.

진동의 굽힘모드는 팁의 단부로부터 삽입체의 타측단부로 파절부와 파복부를 발생시킨다. 그러나, 상기 삽입체의 단면적, 즉 질량축선이 팁으로부터의 거리가 증가하는 만큼 크게 증가하기 때문에 상기 파복부에서의 굽힘진동의 크기가 감소하여 팁에서 발생하는 진동크기의 분수로 된다. 상기 설명한 종래의 팁에 있어서, 삽입체와 공작물 영역을 냉각시키기 위한 액체가 진동팁 위를 흘러 팁의 작동선단부측으로 흐르게 되면, 이 액체는 삽입체의 단부에 존재하는 굽힘진동의 파복부를 통과하게 된다. 종래의 팁에 있어서, 팁 부근의 파복부에서의 움직임은 소기의 작업성을 제공하기 위해서 비교적 커야 하고 따라서 액체는 팁으로부터 무화된 형태, 즉 에어로졸의 형태로 분산되어 이 액체를 필요로 하는 팁에 제대로 도달하지 못하게 된다.

제4도에 도시된 팁(60)은 제3도에 도시된 것처럼, 팁 몸체의 축중심으로 부터 벗어나도록 액체통로(61)를 형성하고 이에 따라 이 통로가 진동의 파절부위 또는 이 파절부위의 바로 근처에서 외부로 도출되게 함으로서 상기와 같은 문제를 해결하고 있다. 25∼30 KHz의 주파수에서, 제4도에 도시된 팁의 경우 팁으로부터 4∼5mm 떨어진 위치에 제1파절부가 위치한다. 팁단부(63)에 제1파복부가 위치하고, 이 단부(63)으로 부터 7∼9mm 떨어진 위치(이 위치에서 굽힘운동은 상기 팁측으로 흐르는 액체를 모두 무화시킬 만큼 여전히 강하게 발생한다)에 제2파복부가 있다.

본 발명의 적절한 실시예에서 팁 내에 위치하는 액체통로는 단부(63)으로 부터 5.5∼6.5mm의 이격범위에서 팁의 측벽을 뚫고 나오도록 소정각도만큼 중심축선으로 부터 벌어져 있다. 오리피스(62)로 부터 나오는 액체의 공급은 무화현상을 일으키지 않는 정도까지 진동이 감소하는 지점에서 일어난다. 일단 액체를 배출하면, 배출되는 액체의 속도는 액체를 팁의 오목부로부터 단부(63)측으로 이동시키게 된다. 여기서 움직임이 다시 최대가 된다. 이때 만약 분사현상이 일어난다면, 이 분사액은 치아의 표면에서 절삭분을 적절히 씻겨 내리고 아울러 치아의 면을 냉각하는 작용을 수행하게 될 것이다.

상기한 바와 같이, 제4도에 도시된 팁(60)은 치아세척, 스케일링, 그리고 그 외의 일반적인 치과치료에 적절히 사용될 수 있는 용도를 갖는다. 이 팁은 요구되는 굽힘작용과, 뛰어난 내마모성, 그리고 분사에 의한 영향을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 제4도에 도시된 팁(60)의 형상은 한번의 벤딩으로 이루어진다. 상기 팁의 벤딩은 액체통로를 만들기 위한 개구작업후 약 60∼70도의 각도로 베딩시켜 이루어진다. 이때, 팁의 벤딩에 의해 팁을 통한 액체의 흐름에 지장을 초래해서는 안되므로 베딩작업에서 세심한 주의가 요망된다. 팁의 정확한 형상은 이 팁이 사용될 대상체의 표면형상에 따라 결정된다.

제5도 및 제6도에서는 본 발명에 의한 팁의 또다른 실시예(70, 80)가 도시된다. 이 팁(70, 80)은 치과기구용으로 사용될 수 있으며 제4도의 팁(60)과는 다른 형상을 갖는다. 제5도 내지 제6도의 팁에서는 3개의 벤딩부가 있다. 제6도의 경우, 팁(80)의 선단(81)에서 한차례 벤딩이 이루어져 있으며 팁의 일부가 제거되어 특별한 방식으로 대상체위에 액체를 인가할 수 있도록 도와주는 챈널(82)이 마련된다.

본 발명에서, 팁의 특별한 형상과 오리피스의 정확한 형상은 치료가 이루어질 대상체에 의해 결정된다는 사실을 염두에 두어야 한다. 가장 유용하고 적절한 형상은 본 발명 분야의 기술자에 의해 경험적으로 결정될 수 있다. 본 발명에서의 요점은 팁의 단부와 오리피스의 상대적 위치를 이 오리피스가 단부로 부터 어느 정도의 거리를 두고 위치하면서도 팁과 공작물상에 액체를 인가할 수 있을 정도로 충분히 근접하게 위치하도록 배치한다는 데 있다. 상기 오리피스의 위치는 팁이 유효규격으로 가공된 후에도 팁의 나머지 부분이 여전히 충분한 강도를 유지할 수 있도록 결정되어야 한다. 두번째로, 상기 오리피스의 위치가 작업을 수행하는데 방해가 될 정도로 분출액체가 과도하게 분사되거나 무화되지 않도록 정해져야 한다는 것이다.

제7도 및 제8도에서는 본 발명에 의한 팁의 또다른 실시예가 도시된다. 제7도에서 도시되는 팁(90)의 경우, 액체통로(91)가 팁몸체의 중심축선(92)으로 부터 소정의 거리만큼 평행 또는 편심상태(93)로 이격되어 상기 축선(92)과 평행하게 팁몸체내에 형성된다. 액체의 배출오리피스(94)는 제8도에 도시되는 것처럼, 축선(92)으로부터 편심되어 위치한다. 제7도에 도시되는 것처럼, 팁의 단부(95)는 오리피스의 위치가 필요에 따라 조정될 수 있도록 가공된다. 대부분의 경우, 제7도의 팁(90)은 소정의 굴곡작용을 부과하고 필요한 대상체의 표면과 부합할 수 있도록 곡선형태로 성형하게 될 것이다. 제7도의 실시예에 있어서는 제4∼6도의 실시예에서 설명된 형상으로 굴곡성형될수도 있는 팁의 볼록측에서 더 많은 금속재료를 갖게 됨으로서 굽힘강도와 내마모성에 보다 유리하다는 장점을 갖는다.

이하에서는 제1도를 참조하여 본 발명의 작용효과를 살펴본다. 상기 코일유니트(24)에 교류전류가 가해지면, 자기변형부재(14)를 둘러싸고 있는 파지부(12)에 교류에 의한 전자기장이 형성된다. 상기 전자기장은 부재(14)의 진동을 유발하여 이 부재(14)에 결합된 연결체(15)와 팁(20)을 초음파로 축방향 이동시키게 된다. 상기한 바와 같이, 상기 부재들의 축방향 이동에 의해 팁(20)의 단부(43)가 굽힘진동하게 되고 이에 따라 공작물에 대한 작업, 예를 들어 치아의 세척작업을 수행하는데 유용한 작동을 일으키게 된다. 동시에, 냉각 및 절삭분의 제거를 위한 액체가자기변형부재(14)를 내장하는 파지부(12)의 챔버내부로 유입되어 이 부재(14)를 냉각 시킨 후 부재(14)를 통과하여 슬리이브(16)와 연결체(15)사이에 있는 링형의 공간 내부로 유입된다. 상기 액체는 다시 연결체의 액체배출구를 거쳐 팁의 통로(45)로 유입되고, 오리피스(46)를 통해 공작물의 표면위로 배출되어 이 액체와 공작물의 특성에 따라 세척, 냉각작용등의 필요한 작용을 수행하게 된다.

본 발명에 따르면, 공구를 길이방향으로 작동시키기 위한 장치의 형식은 다양하게 적용할 수 있다, 즉, 상기 공구는 전자기변형식 부재, 압전식부재등을 이용하여 전자적으로 작동될 수 있으며 아울러 공기압 또는 수압작동식 부재에 의해서도 작동될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 치아의 세척이나 스케일링과 같은 치과치료용 기구로서의 용도에 대해 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 본 발명의 장치를 팁과 공작물의 표면에 액체를 분출하면서 진동운동으로 공작물의 표면을 가공하는 작업에 널리 유용하게 적용할 수 있다. 팁의 정확한 치수는 이 팁이 적용될 작업의 종류에 따라 결정된다. 치과용 기구로 사용되는 경우, 통상적인 팁 자루의 직경은 0.065인치(1.65mm)로 하여 팁의 단부가 치아 사이의 좁은 틈으로 들어갈 수 있을 만큼의 작은 직경으로 테이퍼 가공될 수 있도록 한다. 액체배출 오리피스의 정확한 위치는 작업주파수, 사용되는 변환기등 여러가지 요소에 의해 결정된다.

공작물의 표면에 배출되는 액체의 종류는 공작물에 대해 수행될 작업의 종류에 따라 결정되는데, 치아세척작업의 경우, 냉각및 절삭분의 제거를 위해 물이 적당한 액체로 사용된다. 다른 용도라면 소금물, 살균수, 그리고 특정목적에 알맞게 선택된 약품을 첨가한 용액이 사용될 수 있다.

팁의 몸체내에 구비되는 액체통로의 형상도 제한적인 것은 아니다. 상기 통로의 형상은 선형적인 것이 일반적이지만, 곡선상으로 된 것도 본 발명의 범주 내에 포함된다. 본 발명에서 중요한 것은 액체의 분사현상을 최소화 할 수 있도록 팁에 대해 오리피스의 위치를 정하는 동시에, 소정의 굽힘강도를 제공할 수 있도록 팁의 선단부에 잔류하는 금속의 량을 최소화 할 수 있는 오리피스의 위치 선정이다.

상기 팁은 이 팁에 가해지는 길이방향의 응력 및 굽힘응력을 견딜수 있는 충분한 강도를 갖는 재료로 만들어진다. 고강도의 스테인리스강으로 팁을 만드는 것이 보통이지만, 탄소충진 폴리카보네이트나 그라파이트 조성물과 같이 작업에 따른 작동응력과 마모를 견뎌낼수 있는 충분한 경도와 탄성을 갖는 가공성 중합체로 팁을 제도하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에서 팁은 단면이 원통형으로 되어 직경이 점점 작아지도록 테이퍼 가공되어 있다. 그러나 본 발명의 팁은 다른 단면과 형상을 가질 수도 있다. 팁의 단면이 사각형, 비정형 또는 그 밖의 형상으로 되어 있고, 팁의 형상에 있어서도 테이퍼형태가 아닌 다른 형상으로 되어 있다고 하더라도 액체의 배출구는 팁의 단부끝에서 이격되어 최소의 굽힘작용이 일어나는 굽힘파절부, 혹은 이 파절부의 직전에 위치하도록 하여 오리피스의 출구가 팁에 파괴응력을 전혀 유발하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 오리피스는 또한 액체의 과도한 분사작용을 일으키는 운동의 최대 작용부위, 즉 고조파의 파복부로 부터 이격되어 위치되도록 하여야 한다. 이러한 파복부는 본 발명의 실시예에 있어서 팁의 단부로 부터 통상적으로 7∼9mm정도 떨어진 위치에 존재한다.

본 발명의 팁이 갖는 형상의 특성, 즉 골률반경, 곡부의 길이, 상기 곡부이후의 단면의 길이, 팁의 테이퍼 정도, 그리고 팁의 재료는 모두 팁의 굽힘특성에 영향을 미친다. 특히 제4도에 도시된 팁의 경우, 상기한 요소들을 응용하여 삽입체에 의해 이루어지는 길이방향의 진동을 2배 내지 5배로 증폭시키고 있다.

본 발명의 팁은 여러가지의 밀링기술에 의해 제조할 수 있다. 최초의 공정에서는 최종팁의 직경보다 약간 더 큰 직경을 갖도록 원통형 로드를 성형하게 된다. 팁의 재료로는 뛰어난 내식성, 높은 인장강도, 전단강도, 피로한계, 인성을 지니고 가공성도 좋은 것으로 선택한다. 상기 일차 가공된 로드는 성형 및 굽힘가공에 앞서 밀링작업에 의해 최종형태로 만들어진다. 팁몸체에 액체통로를 형성하는 것은 드릴링 및 보오링을 포함한 여러 가지 기술로 수행한다. 보통, 상기 통로를 성형한 다음 팁을 가공, 성형, 굽힘의 방법을 통해서 최종 목적하는 형태로 만들게 된다.

보오링방법의 적절한 예로는 방전가공(EDM)의 방법이 있다. 이 방법에서는 팁의 단부로부터 5∼8mm 이격된 팁의 블록측부위치에서 팁의 측면에 개구를 낼 수 있도록 소정의 각도로 액체통로를 가공하게 된다. 상기 방전가공에서는, 직류 전류가 공작물과 소정의 형상으로 된 전극공구 사이에서 흐르는 정전액의 필름을 통해 신속한 방전스파크를 발생시켜서 소정 직경의 통로를 형성하게 된다. 본 발명의 팁에 0.022인치(0.56mm) 직경의 액체통로를 만드는데 미합중국 Illinois, Glendale Heights에 소재하는 Mitsui Machine Technology, Inc.의 지사인 Japax EDM Products의 제품 Model No. SP-1M의 EDM 시스템을 사용하였다.

본 발명의 액체통로는 또한 소정의 각도로 오프셀 될 수 있는 테일스톡(심압대)을 장착한 선반으로 팁의 몸체내에 가공할수도 있다 여기서, 상기 테일스톡은 원통형 팁몸체의 중심선으로 부터 1∼1.6도의 각도로 오프셋 될 수 있다. 이러한 오프셋각도는 원통형 몸체의 단부에서 0.4∼0.6mm의 오프셋거리에 상당하는 값이 된다. 상기 액체통로를 드릴가공한후 상기 테일스톡은 선반의 주축중심과 일치하는 중심위치로 귀환하게 된다. 그리고 블랭크를 가공하여 예를들면 최종설계치수로 테이퍼링작업을 수행하게 된다. 이에따라 큰 직경의 단부에서 중심에 일치하고 작은 직경의 단부에서는 이 단부로 부터 일정거리 이격된 위치에서 원통벽의 측면 상으로 개구되는 내부액체통로를 구비하는 팁 블랭크를 제공하게 된다. 이러한 공정에 의해 만들어진 블랭크는 대부분 균일한 단면으로 되어 있으나, 이 단면은 다만 진동응력이 최대가 되고 소정의 강도를 유지하는데 필요한 설계변수내에서의 최소재료를 갖는 팁의 단부부근에서 테이퍼의 형상으로 되어 있다. 이러한 가공방식에 의하면 최대의 응력을 제공할 수 있는데, 이는 가공된 팁블랭크가 인발가공중에 축선을 따라 형성되는 최대응력방향과 동심을 유지하기 때문이다. 최종가공된 팁에서는 팁의 선단으로부터 2∼8mm 이격된 지점에서 액체배출구를 구비하게 된다.

Claims (32)

1. 공작물의 표면과 접촉하여 이 공작물의 표면에 액체를 배출하면서 작업하는 변환기작동식 공구에 있어서, 상기 공작물의 표면과 접촉할 수 있는 형태를 갖는 팁, 이 팁의 내부에는 대체로 팁의 중심축선을 따라 액체통로가 형성되나 이 액체통로는 팁의 선단 근처에서 축선으로부터 이격된 위치에 액체배출 오리피스를 형성하도록 상기 팁의 중심축선으로부터 약간 벗어나게 형성되며, 상기 팁을 작동변환기에 연결하기 위한 작동변환기 연결체, 그리고 상기 팁에 형성되는 액체통로에 연결되어 상기 액체통로의 오리피스로부터 배출될 소정량의 액체를 상기 액체통로에 제공하는 액체공급원으로 이루어지며, 상기 액체통로는 원통형 로드를 방전가공하여 액체통로의 배출오리피스를 원통형 로드의 선단에서 2-8 mm 떨어진 위치에서 형성되도록 원통형 로드의 단부의 중심축에서 시작하여 원통형 로드의 중심축에서 3도 이내의 각도로 연속되어 형성된 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선으로부터 소정의 각도만큼 벌어져 위치함으로써 상기 액체배출 오리피스가 상기 팁의 측면상에 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스는 상기 팁의 선단으로 부터 약 0.01∼8mm정도 이격된 중심축선을 갖도록 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
4. 제 3항에 있어서, 상기 오리피스의 중심축선은 상기 팁의 선단으로부터 약 5.5∼6.5mm정도 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
5. 제 2항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선으로 부터 3도 이내의 각도 만큼 벌어져 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
6. 제 2항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선으로 부터 2도 이내의 각도만큼 벌어져 위치하여 상기 오리피스가 상기 팁의 선단으로부터 약 2∼8mm정도 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
7. 제 6항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선에 대해 직선으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
8. 제 6항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선에 대해 곡선으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변환기 자동식 공구.
9. 제 1항에 있어서, 상기 작동변환기는 음파, 초음파, 유압 및 공기압 수단들중에서 선택된 수단에 의해 상기 팁을 작동시키는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
10. 제 1항에 있어서, 상기 작동변환기는 압전크리스탈인 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
11. 제 1항에 있어서, 상기 액체는 소금물, 물 및 약품 용액들중에서 선택된 한 용액인 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
12. 제 1항에 있어서, 상기 팁은 나사결합, 끼워맞춤결합, 납땜, 및 용접중에서 선택된 한가지 방법으로 연결체에 결합되는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
13. 제 1항에 있어서, 상기 팁의 선단면은 치아의 표면에 접촉하기에 적합한 형상을 갖는 있는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
14. 제 1항에 있어서, 상기 팁은 스테인리스강, 탄소충진폴리카보네이트, 및 그라파이트들중에서 선택된 재료의 복합재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
15. 제 1항에 있어서, 상기 팁의 형상은 여러가지 치과용 용도에 알맞게 그의 선단부가 축선에 대해 60∼70도의 굴곡범위로 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
16. 제 1항에 있어서, 상기 팁의 형상은 하나이상의 굴곡부로 이루어지고 상기 오리피스는 팁의 선단부근에 있는 굴곡부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
17. 제 1항에 있어서, 상기 변환기는 상기 팁을 초음파로 작동시켜 이 팁의 중심축선에 대해 수직한 방향으로 굽힘운동이 일어나도록 하고, 상기 오리피스는 굽힘 또는 길이방향의 루우프(파복부)가 아닌 팁의 굽힘 노오드(파절부)에위치되는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
18. 제 1항에 있어서, 상기 팁의 단면은 원형, 사각형, 및 비정형들중에서 선택된 한가지 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구.
19. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스는 팁의 선단으로부터 6mm정도 이격된 오목면상에 위치하는 것을 특징으로하는 변환기 작동식 공구.
20. 전자기장은 일으키는 코일을 내장하는파지부를 구비하고 있으며, 상기 코일에 의해 고주파상태로 축방향으로 진동하며, 축방향으로 긴 원통형 구조로 된 초음파로 작동되는 변환기작동식 공구용 삽입체에 있어서, 상기 삽입체는 자기변형식부재; 상기 자기변형식 부재로부터의 고주파 운동을 축방향으로 전달하는 연결체; 그리고 상기 연결체에 축방향으로 결합되어 상기 축방향의 운동을 수용하며 공작물의 표면에 부합하는 형상의 선단면을 갖는 팁으로 구성되며, 이 팁에는 그내부에 대체로 팁의 중심축선을 따라 액체통로가 형성되고 이 액체통로는 팁의 선단 근처에서 축선으로부터 이격된 위치에 액체배출 오리피스를 형성하도록 상기 팁의 중심축선으로부터 벗어나게 형성되어 있고, 상기 액체통로는 원통형 로드를 방전가공하여 액체통로의 배출오리피스를 원통형 로드의 선단에서 2-8 mm 떨어진 위치에서 형성되도록 원통형 로드의 단부의 중심축에서 시작하여 원통형 로드의 중심축에서 3도 이내의 각도로 연속되어 형성된 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
21. 제 20항에 있어서, 상기 액체통로는 팁의 중심축선으로 부터 3도 이내의 각도로 벌어지게 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
22. 제 21항에 있어서, 상기 배출오리피스는 상기 팁의 선단으로부터 약 2∼8mm정도 이격된 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
23. 제 20항에 있어서, 상기 공작물은 치아의 표면인 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구용 삽입체.
24. 제 23항에 있어서, 상기 팁은 치아의 표면에 부합하는 형상으로 되어 있고, 이 팁의 곡률은 오리피스가 굴곡부의 오목부내의 위치하여 상기 액체가 공작물위로 배출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
25. 제 20항에 있어서, 상기 액체의 통로는 팁의 축선으로부터 편심되어 있으며, 이 통로는 상기 축선으로 부터 소정거리만큼 이격되어 이 축선에 대해 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
26. 제 25항에 있어서, 상기 액체의 통로는 팁의 축선으로 부터 약 0.1∼0.5mm만큼 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 삽입체.
27. 제 25항에 있어서, 상기 액체배출 오리피스는 이 오리피스 부터 배출되는 액체를 상기 팁과 접촉되는 치아의 면에 접촉될 수 있도록 된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 삽입체.
28. 공작물의 표면과 접촉하여 이 공작물의 표면에 액체를 배출하면서 작업하는 변환기작동식 공구용 팁의 제조방법에 있어서, 팁의 선단면이 공작물의 표면에 접촉할 수 있도록 팁몸체를 성형하는 단계; 상기 팁의 내부에는 대체로 팁의 중심축 선을 따라 액체통로를 형성하는 단계, 이때 상기 액체통로는 팁의 선단 근처에서 축선으로부터 이격된 위치에 액체배출 오리피스를 형성하도록 상기 팁의 중심축선으로 부터 벗어나게 형성하고, 상기 액체통로는 원통형 로드를 방전가공하여 액체통로의 배출오리피스를 원통형 로드의 선단부로부터 2-8 mm 떨어진 위치에서 형성되도록 원통형 로드의 단부의 중심축에서 시작하여 원통형 로드의 중심축에서 3도이내의 각도로 연속되게 형성하는 것을 특징으로하는 변환기작동식 공구용 팁의 제조방법.
29. 제 28항에 있어서, 상기 원통형 로드를 공작물의 표면에 접촉하기에 적합한 형태로 성형하는 공정은 배출되는 액체가 공작물의 표면상으로 배출될 수 있도록 팁의 오목면상에 상기 오리피스가 위치할 수 있도록 하는 가공 및 굽힘공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구용 팁의 제조방법.
30. 제 28항에 있어서 상기 팁에 액체통로를 성형하는 공정은 원통형로드를 그 선단면의 타측단부가 선반의 중심축선으로 부터 벗어나게 되도록 선반에 설치하는 단계와; 상기 오리피스가 팁의 선단으로부터 2-8mm 떨어진 위치에 형성되도록 상기 액체통로를 상기 로드내에 가공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변환기 작동식 공구용 팁의 제조방법.
31. 제 1항에 있어서, 상기 액체의 통로는 팁의 축선으로 부터 편심되어 있으며, 이 통로는 상기 축선으로 부터 0.1∼0.5mm의 거리만큼 이격되어 이 축선에 대해 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구.
32. 제 31항에 있어서, 상기 팁의 선단이 공작물과 접촉하기에 적합한 형태로 되어 있고, 상기 오리피스는 액체가 공작물상에 배출될 수 있도록 위치하는 것을 특징으로 하는 변환기작동식 공구.