KR100472905B1

KR100472905B1 - 치아 교정용 결찰 철사의 결찰 장치

Info

Publication number: KR100472905B1
Application number: KR1020040022378A
Authority: KR
Inventors: 최정수
Original assignee: 주식회사 피앤에스미캐닉스
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-03-14

Abstract

치아 교정 시 교정와이어를 브래킷에 고정하기 위하여 사용하는 결찰 철사를 결찰하기 위한 결찰장치가 개시된다. 결찰장치는 결찰철사를 장착하기 위해 벌리거나 오므리는 것이 가능하도록 선단으로부터 길이방향으로 연장되는 슬릿에 의해 나누어지는 다리를 구비하는 콜레트척과, 상기 콜레트척에 연결된 회전축과, 상기 회전축을 구동하는 구동장치를 구비한다. 상기 콜레트척의 슬릿은 그 폭이 상기 결찰 철사 굵기보다 크게 확장되는 확장부가 있다.

Description

치아 교정용 결찰 철사의 결찰 장치 {APPARATUS FOR FASTENING LIGATURE AND BRACKET OF ORTHODONTIC BRACE}

본 발명은 치아교정용 결찰 철사의 결찰 장치에 관한 것으로, 치아교정용 브래킷에 교정 와이어를 결찰 철사로 묶는 결찰장치에 관한 것이다.

치열을 교정할 때에 각각의 치아에 브래킷을 부착하고, 각 브래킷에 교정 와이어를 고정한다. 브래킷에는 결합편이 있는데, 결합편에는 양측에 날개가 달려 있고 중앙에 홈이 마련되어 있다. 그 중앙 홈에 교정 와이어를 넣고 가느다란 철사를 날개에 걸치고 철사를 꼬아서 교정용 와이어를 단단하게 고정한다. 이렇게 철사를 꼬아서 고정하는 것을 결찰이라고 하고, 이에 쓰이는 철사를 결찰 철사라 한다. 결찰이 이루어진 와이어는 치아에 힘을 가하고, 힘을 받은 치아는 위치 또는 자세를 바꾼다. 이로써 치열이 교정된다.

지금까지의 결찰철사의 결찰방법으로는 작업자가 결찰겸자(Ligation forceps)의 한쪽 고리에 검지를 걸고 회전시키는 방법으로 철사를 꼬아왔다. 하지만, 그 같은 경우 철사를 결찰겸자로 묶거나, 제거할 때 그리고 이들을 반복적으로 작업할 때 결찰겸자를 돌리는 작업자의 손목에 무리가 가는 것을 피할 수가 없다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 수동 결찰장치가 제시된 바 있다. 이 결찰 장치는 한국 특허출원 제2001-54866호에 기재되어 있다. 상기 결찰 장치는 이전의 결찰겸자를 사용하는 데에 따른 문제점을 상당히 해소하였다.

본 발명의 목적은 더욱 개량된 결찰 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 결찰 철사가 결찰부의 정 위치에 물리도록 구성된 결찰 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 전동식 결찰 장치를 제공하는 것이다. 구체적으로는 토크 리미터를 구비한 전동식 결찰 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 다른 종류의 도구를 겸용할 수 있는 결찰 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 치아 교정 시 교정와이어를 브래킷에 고정하기 위하여 사용하는 결찰 철사를 결찰하기 위한 결찰장치에 있어서,결찰철사를 장착하기 위해 벌리거나 오므리는 것이 가능하도록 선단으로부터 길이방향으로 연장되는 슬릿에 의해 나누어지는 다리를 구비하는 콜레트척과,상기 콜레트척을 감싸는 콜레트척 커버와,상기 콜레트척에 연결된 회전축과,상기 회전축을 구동하는 구동장치를 포함하며,상기 콜레트척의 슬릿은 상기 선단으로부터 떨어진 위치에 그 틈새 폭이 확장되는 확장부가 있고, 콜레트척의 다리가 오므려진 상태에서 선단에서 확장부까지의 슬릿의 틈새 폭은 상기 결찰 철사 굵기보다 작으며 상기 확장부의 틈새 폭은 상기 결찰 철사 굵기보다 크며, 상기 다리가 벌려진 상태에서 확장부의 적어도 일부가 콜레트척 커버 외측으로 노출되는 결찰 장치가 제공된다.

삭제

일 실시예에서는 상기 콜레트척은 선단쪽으로 가면서 점점 굵어지는 테이퍼부와, 상기 굵어진 외경이 유지되는 유지부를 구비하며, 상기 콜레트척 커버는 콜레트척에 대하여 길이방향으로 이동가능하며, 상기 콜레트척의 유지부의 일부를 덮어 콜레트척의 다리를 오므릴 수 있다. 상기 콜레트척 커버에 의해 상기 콜레트척의 다리가 오므려졌을 때, 상기 슬릿의 확장부의 적어도 일부가 콜레트척 커버의 외부로 노출되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜레트척 커버를 후퇴시키는 레버와 상기 콜레트척 커버를 복귀시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

또한 일 실시예에서는 상기 콜레트척과 상기 회전축은 분리가능하게 결합되며, 상기 콜레트척과 교체하여 고정되는 드릴을 더 구비할 수 있다. 이와는 달리 상기 콜레트척과 상기 회전축은 분리가능하게 결합되며, 상기 콜레트척과 교체하여 고정되는 드릴장치를 더 구비할 수도 있다. 상기 드릴장치는 상기 회전축에 분리가능하게 결합되는 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트에 대하여 일정한 각도를 가지며 공구를 고정하는 고정부재가 마련된 제2 샤프트와, 상기 제1 및 제2 샤프트 사이에 동력을 전달하는 동력전달 요소를 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 결찰 장치에 있어서,상기 구동장치는 회전력을 발생하는 회전력 발생장치와,상기 회전력 발생장치에서 생성된 회전력을 상기 회전축에 전달하는 동력전달장치를 구비하며,상기 동력전달 장치는, 사전 설정된 토크 이상의 동력이 상기 회전축에 전달되지 않도록, 상기 회전축에 고정되는 마찰클러치와, 상기 마찰클러치와 상기 회전축에 대하여 수직인 면에서 마찰접촉하며 상기 동력 발생장치에서 생성된 회전력에 의해 회전하는 마찰회전요소를 구비하는 결찰장치가 제공된다.

삭제

일 실시예에서는 상기 구동장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 미는 가압장치를 더 구비한다. 상기 가압장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 미는 힘을 변화시키는 가압력 조절장치를 구비할 수도 있다. 상기 가압장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 스프링과 상기 스프링의 변위를 변화시키는 조절노브를 구비할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 치아 교정 시 교정와이어를 브래킷에 고정하기 위하여 사용하는 결찰 철사를 결찰하기 위한 결찰장치에 있어서,결찰철사를 장착하기 위해 벌리거나 오므리는 것이 가능하도록 선단으로부터 길이방향으로 연장되는 슬릿에 의해 나누어지는 다리를 구비하는 콜레트척과,상기 콜레트척에 연결된 회전축과,상기 회전축을 구동하는 구동장치를 포함하며,상기 구동장치는 회전력을 발생하는 회전력 발생장치와,상기 회전력 발생장치에서 구동력을 전달받아 상기 회전축에 회전력을 전달하도록 회전축에 연결된 마찰회전요소와, 상기 마찰회전요소와 마찰접촉하는 마찰부재와, 상기 마찰부재와 연결되며 회전되지 않도록 고정되는 고정부재와, 상기 마찰부재와 상기 고정부재 사이를 연결하는 토션바를 구비하는 변형지지장치와,상기 고정부재에 대한 마찰부재의 상대적 회전을 감지하는 센서를 구비하는 결찰장치를 제공한다.

삭제

일 실시예에서는 상기 센서는 상기 토션바에 장착되는 스트레인게이지일 수 있다. 이와는 달리 상기 고정부재와 마찰부재 중 하나에는 자석이 부착되고 상기 고정부재와 마찰부재 중 다른 하나에는 홀센서가 부착될 수도 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

결찰 철사는 철사를 일정 길이로 잘라 그 양끝을 미리 꼬아 놓아서 결합해 놓은 고리형의 결찰 철사를 사용하는 것이 보통이다. 이러한 결찰 철사의 예는 한국특허공개공보 특2003-0021552호에 기재된 철사일 수 있으며, 상기 문헌의 해당 내용은 본 명세서의 일부로 참조한다. 한편, 이와는 달리 치과에서 의사가 긴 철사 재료를 적절한 길이로 잘라 고리 모양으로 만들어 사용할 수도 있다.

도1 내지 도3를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동식 결찰 장치(10)은 크게 결찰부(12), 구동부(14), 하우징(16)을 구비한다. 결찰부(12)는 결찰 철사를 집거나 물어서 회전시킴으로서 결찰 작업을 수행한다. 구동부(14)는 결찰부(12)를 회전시키도록 동력을 발생시켜 전달한다. 하우징(16)은 이들 결찰부(12)와 구동부(14)를 내장한다. 결찰부(12)의 일부는 하우징(16)의 바깥으로 나와 연장된다. 하우징(16)은 두 개의 덮개(18, 20)을 구비한다. 하우징(16)에는 후술하는 노브, 레버 등이 돌출되는 구멍이 마련된다. 하우징(16)의 외벽은 작업자의 손에 쥐기 좋게 적절한 굴곡을 가지는 것이 바람직하다.

결찰부(12)는 결찰 회전축(22)와, 회전축에 연결되는 콜레트척(24)와, 콜레트척을 덮는 콜레트척 커버(26)과, 콜레트척 커버와 결합하는 작동 커버(28)과, 작동 커버를 동작시키는 작동 레버 기구(30)과, 커버복귀 스프링(32)를 구비한다.

결찰 회전축(22)는 결찰장치(10)의 길이 방향을 따라 길게 연장되는 샤프트로서 동력을 전달받아 콜레트척(24)를 회전시킨다. 회전축(22)의 선단(34)에는 길이방향 구멍이 마련되고 여기에 암나사가 형성된다. 중간부분에는 후술하는 마찰 원웨이 클러치가 끼워지는 클러치 안착부(36)이 마련된다. 회전축(22)는 후술하는 회전 지지 블록 또는 하우징(16)에 있는 베어링 등에 의해 지지될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

집게, 콜레트, 콜릿 또는 콜릿척이라고도 불리는 콜레트척(24)는 결찰부(12)의 제일 선단에 위치한다. 콜레트척(24)는 그 단면이 대체로 원형이며 기다랗게 연장된다. 콜레트척(24)에는 선단에서부터 뒤쪽으로 연장된 슬릿(38)이 열십자형으로 형성되어 네 개의 다리(40)(이 다리의 수는 슬릿의 형성 방법에 따라 달라질 수 있으며 두 개, 세 개일 수도 있음)으로 갈라진다. 도시되지는 않았지만 슬릿(38)이 파고 들어간 끝부분에 구멍을 형성할 수도 있는데 그러면 다리(40)이 쉽게 변형될 수도 있다. 한편 도4 및 도5에 잘 도시된 바와 같이 콜레트척(24) 선단에서 조금 뒤쪽에서 슬릿(38)은 넓게 확장되었다가 좁아진다. 이 확장부(42)는 결찰 철사의 굵기 이상의 치수를 갖는 폭으로 확장되어 있다.

콜레트척(24)의 다리(40)이 형성된 부분은 안쪽에서는 가늘게 연장되다가 선단 쪽으로 갈수록 점점 굵어지는 테이퍼부(44)를 구비한다. 테이퍼부(44)에서는 그 굵기가 후술하는 콜레트척 커버(26)의 입구에 들어갈 수 있는 굵기까지 확장되었다가 테이퍼부 끝에서 선단 쪽으로 가면서는 그 굵기가 그대로 유지되는 유지부(45)가 마련된다. 선단은 대체로 둥글게 처리된다. 상세히 도시되지는 않았지만 콜레트척(24)는 선단에서부터 안쪽으로 길이방향을 따라 구멍이 형성된다. 이 구멍은 결찰 철사의 후방 꼬임부를 수용할 수 있다. 콜레트척(24)의 후단에는 수나사(46)이 형성되어 있다. 이 수나사(46)은 회전축(22)의 선단에 있는 암나사에 결합된다. 이 나사는 오른나사, 왼나사 중 하나인데, 회전에 의해서 풀리지 않는 방향의 나사를 정할 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

도1 내지 도5를 참조하면, 콜레트척 커버(26)은 대체로 기다란 통형상이다. 이 커버(26)이 콜레트척(24)를 감싼다. 도5의 (a)와 (b)에 잘 도시된 바와 같이, 커버(26)에는 앞쪽은 콜레트척(24)의 유지부(45)를 감싸는데, 콜레트척(24)가 커버(26)으로부터 나와 있을 때(실제로는 커버(26)이 뒤로 밀림)에는 유지부(45) 전체가 커버(26) 밖으로 나온다. 커버(26)의 후단(48)에는 암나사가 마련된다.

도4 및 도5를 참조하면, 콜레트척(24)의 네 다리(40)은 커버(26)에 의해 구속되지 않을 때에는 결찰철사가 그 사이에 들어갈 수 있도록 벌어진 상태를 유지한다. 커버(26)과 콜레트척(24)의 상대적 위치가 도4 및 도5 (a)에서와 같이 유지부(45)가 커버(26) 밖으로 빠져나오면, 콜레트척(24)의 다리(40)은 벌어지게 되는 위치이다. 이 때 다리(40) 사이에 결찰 철사(9)를 끼운다. 벌려진 상태에서 결찰철사의 꼬인 부분을 안으로 넣고 양측으로 벌어진 부분은 콜레트척(24) 슬릿(38)의 확장부(42)에 위치하게 한다. 도5의 (b)와 같이, 콜레트척(24)가 커버(26) 안으로 들어가면, 콜레트척(24)의 다리(40)은 커버(26)의 선단 입구(50)에 의해 구속되어 오므려진다. 이 때, 결찰철사(9)는 콜레트척(24)에 장착되어 콜레트척으로부터 분리되지 않고 결찰 작업 준비가 완료되는 것이다.

계속해서 도1 내지 도3을 참조하면, 작동 커버(28)은 콜레트척 커버(26)에 연결되는 것으로 회전축(22)와 후술하는 커버복귀 스프링(32)를 덮는다. 또한 후술하는 작동레버기구(30)에 작동에 의해 뒤로 이동할 수 있으며, 스프링(32)의 힘으로 복귀할 수 있다. 작동 커버(28) 또한 회전축(22)와 함께 회전하며 베어링(52)에 의해 지지된다. 작동 커버(28)은 선단에 수나사(54)를 구비한다. 이 수나사(54)는 콜레트척 커버(26)의 후단(48)에 마련된 암나사와 결합된다. 작동 커버(28)은 후단에 플랜지(56)을 구비한다.

커버 복귀 스프링(32)는 압축 코일 스프링으로서 회전축(22)에 끼워지고, 작동 커버(28) 안쪽에 들어간다. 스프링의 일단부는 회전축(22)의 일정지점에 닿은 상태를 유지하면서 다른 단부는 작동커버(28)에 닿아 있어 작동 커버(28)을 앞쪽을 밀어낸다.

작동 레버 기구(30)은 하우징에 끼워지는 회전축(58)과 이를 중심으로 회전하는 레버(60)을 구비한다. 레버(60)은 상부에 회전축(58)이 끼워지는 구멍을 구비한다. 그 구멍 아래쪽에는 작동커버(28) 삽입되며 작동커버(28)의 후단 플랜지(56)이 걸리는 작동커버 삽입구멍(62)가 마련된다. 레버(60)의 아래쪽은 하우징(16) 밖으로 노출되어 작업자가 손으로 레버(60) 뒤로 밀 수 있다. 레버(60)을 뒤로 밀면, 걸려 있는 플랜지(56)에 의해 작동 커버(28)이 스프링(32) 힘을 이기고 뒤로 이동한다. 그러면, 콜레트척 커버(26)도 뒤로 이동하고 콜레트척(24)의 선단이 도4 및 도5(a)에 도시한 바와 같이 돌출된다. 레버(60)에서 손을 떼면 스프링(32)의 힘에 의해 작동 커버(28), 콜레트척 커버(26), 작동 레버(60)이 앞으로 이동하여 제자리로 복귀함을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

계속해서 도1 내지 도3을 참조하면, 구동부(14)는 구동력 발생장치와, 동력전달 장치와 토크리미터를 구비한다. 구동력 발생장치는 구동 노브(64)와, 피니언(66)과, 복귀 스프링(68)을 구비한다. 상세히 도시되지는 않았지만 구동 노브(64)는 한쪽이 막힌 대체로 원통형으로서 내부에는 복귀스프링(68)이 끼워진다. 구동 노브(64)의 아래쪽에는 래크(도시되지 않음)가 마련된다. 이 래크는 피니언(66)과 작용한다. 구동 노브(64)는 본체 옆쪽에 안내 구멍(70) 및 안내 홈(71)이 마련되어 하우징(16)에 마련된 안내봉(72)에 의해 좌우 움직임이 안내된다. 구동 노브(64)는 하우징(16) 밖으로 노출되어 사용자가 누르면 직선이동하면서 래크가 피니언(66)을 회전시킨다. 사용자가 구동 노브(64)를 놓으면 스프링(68)의 힘에 의해 원 상태로 복귀하면서 피니언(66)을 반대로 회전시키지만, 이 때에는 후술하는 마찰 원웨이 클러치의 작동에 의해 회전축(22)가 회전하지 않는다. 이와는 달리 구동 노브를 누를 때 회전축이 회전하지 않고 구동 노브를 놓을 때 회전축이 회전하도록 하는 구성도 가능함을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

동력전달기구는 하우징(16)에 고정된 기어 블록(74)에 고정되는 여러 동력 전달 요소들과 토크리미터를 구비한다. 동력이 전달되는 차례로 설명하면, 구동 피니언(66)은 베어링(76)과 기어 블록(74)에 회전 가능하게 지지되는 구동 피니언 축(78)에 결합된다. 구동 피니언 축(78)의 다른 단부에는 1차 구동기어(80)이 결합된다. 1차 구동기어(80)은 1차 종동기어(82)에 맞물린다. 1차 종동기어(82)는 기어블록(74)에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전전달축(84)에 고정된다. 회전전달축(84)의 다른 편 단부에는 2차 구동기어(86)이 결합된다. 2차 구동 기어(86)은 2차 종동 기어인 마찰 기어(88)과 맞물린다. 마찰기어(88)은 결찰회전축(22) 내에 삽입되나 결찰 회전축(22)와는 겉도는 상태가 되도록 그 사이에 베어링이 개재된다. 마찰 기어(88)의 축방향으로 하나의 끝단면(90)에서 마찰 원웨이 클러치(92)의 외륜(94)의 마주보는 면과 마찰결합한다. 이 때 마찰면의 재료는 적절한 마찰계수와 큰 내마멸성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하며 예를 들면 스테인리스스틸이나 아세탈 수지와 같은 재료를 사용할 수 있다. 마찰 원웨이 클러치(92)의 내륜에는 원웨이 클러치 베어링(96)이 고정되며 이 클러치 베어링 내륜에 결찰 회전축(22)의 클러치 안착부(36)이 삽입된다. 마찰 원웨이 클러치(92)에 장착된 원웨이 클러치 베어링(96)과 결찰회전축(22)는 한쪽 방향으로는 같이 돌지만 다른 쪽 방향으로는 겉돌기 때문에 회전축(22)로는 구동부에서 발생한 양방향 회전력 중 한방향 회전력(즉, 결찰철사를 꼬는 회전력)만 전달되게 한다. 한편, 도2에 잘 도시한 바와 같이 마찰 원웨이 클러치(92)와 마찰 기어(88)은 기어블록(74)의 양측 지지대(98) 사이에 들어가게 된다.

한편, 토크리미터는 가압 스프링(100)과 조절 노브(102)와 조절노브 지지링(104)를 구비한다. 가압 스프링(100)은 결찰 회전축(22)에 끼워진다. 조절노브 지지링(104)는 하우징(16)에 고정된다. 지지링(104)의 내부에는 암나사(105)가 형성되어 있다. 조절 노브(102)의 일단부에는 이 암나사와 맞물리는 수나사(106)이 형성되어 있다. 스프링(100)의 일단부는 조절 노브(102)에 닿아 있고, 다른 단부는 마찰기어(88)에 닿아 있다. 따라서 스프링(100)의 힘은 마찰기어(88)과 마찰 원웨이 클러치(92) 사이에 적절한 마찰력을 제공한다. 이 마찰력이 마찰기어(88)과 마찰 원웨이 클러치(92) 사이의 동력을 전달해준다. 만일 결찰 철사를 완전히 꼬아서 결찰회전축(22)에 큰 힘이 걸리면, 마찰 원웨이 클러치(92)에 마찰력 이상의 큰 정지력이 걸리고, 그러면 마찰 원웨이 클러치(92)는 정지하고 마찰기어(88)만 회전하게 된다. 따라서 결찰회전축(22)에는 설정된 토크 이상의 힘이 전달되지 않는다.

한편, 스프링(100)의 변위가 달라져 마찰기어(88)에 가하는 힘이 달라지면 마찰력이 달라지고 허용토크의 크기도 변화시킬 수 있다. 조절 노브(102)와 지지링(104)는 나사결합이 되어 있어 조절 노브(102)를 회전시키면 조절 노브(102)가 지지링(104)에 대해서 직선이동하여 스프링(100)의 변위를 변화시킨다. 이 변화가 마찰력을 변화시켜 허용토크의 크기가 변화함을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

이하 도1 내지 도5를 참조하여, 본 실시예의 결찰장치(10)의 작동예를 설명한다. 먼저, 작업자가 결찰장치(10)을 손에 쥐고 검지손가락으로 작동레버(60)을 당긴다. 그러면 콜레트척 커버(26)이 후진하여 콜레트척(24)의 앞쪽이 나오게 된다. 이 상태가 도4 및 도5(a)에 도시된 상태이다. 이어서, 결찰철사(9)를 슬릿(38)에 넣되 슬릿(38)의 확장부(42)에 철사가 위치하도록 한다. 이어서, 작동레버(60)을 놓으면 콜레트척 커버(26)이 앞으로 전진하고 콜레트척(24)의 선단 슬릿(38) 사이의 틈새가 없어져 결찰 철사(9)가 장착된다. 이어서, 엄지손가락으로 구동 노브(64)를 1회 또는 여러 회 누르면, 회전력이 발생하고 위에서 설명한 바와 동력전달 과정을 거쳐 결찰 회전축(22)와 나아가 콜레트척(24)가 회전한다. 그러면, 철사가 꼬임으로써 치아교정용 브래킷에 와이어를 고정하게 된다. 고정이 완전히 이루어지면, 위에서 설명한 바와 같이 토크리미터의 작용에 의해 결찰 회전축(22)는 구동부의 작동력이 전달되지 않아 결찰이 완료된다.

도6을 참조하면, 드릴(108)이 도시되어 있다. 드릴(108)의 날끝의 반대편에는 수나사(110)이 형성되어 있다. 이 드릴(108)은 상기 실시예에 따른 결찰장치(10)에서 콜레트척 커버(26)과 콜레트척(24)를 분리하여 제거한 후 회전축(22)의 끝에 콜레트척(24) 대신 끼워서 사용할 수 있는 것이다. 이러한 드릴은 예를 들면 치과의 임플란트 드릴 또는 외과용의 드릴로 사용할 수 있다.

도7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 치과용 드릴장치(112)가 도시되어 있다. 이 드릴 장치(112)는 상기 실시예에 따른 결찰장치(10)에서 콜레트척 커버(26)과 콜레트척(24)를 분리하여 제거한 후 대신 결합하여 사용할 수 있다. 드릴장치(112)는 케이스(114)와 내부 구동장치(116)을 구비한다. 케이스(114)는 결찰장치의 하우징(16)과 연결되어 고정되도록 별도의 고정링(118)을 구비한다. 예를 들면, 이 직선운동이 가능한 이 고정링(118)의 끝 안쪽에 걸림턱을 만들고 이 걸림턱을 하우징(16)에 마련된 수나사(120)에 결합시킬 수도 있다.

도7의 (b)에 잘 도시된 바와 같이, 내부 구동장치(116)은 결찰 회전축에 결합되는 웜축(122)와, 웜기어 축(124)를 구비한다. 웜축(122)의 일단부에는 수나사(126)이 마련되어 결찰 회전축(22)의 암나사에 결합될 수 있다. 웜축(122)의 다른 단부는 케이스(114)에 마련된 베어링에 의해 지지된다. 웜기어 축(124)는 웜축(122)와 대체로 수직인 방향으로 연장되게 배치되고 양단이 케이스(114)에 마련된 베어링에 의해 지지된다. 웜기어 축(124)의 한쪽 단에는 드릴고정용 척(126)이 마련되고, 이 척(126)에 치과용 드릴(128)이 고정된다. 이러한 치과용 공구(128)로는 치아에 구멍을 뚫거나 나사를 박을 수 있고 치아를 갈아내는 데에도 사용할 수 있다. 한편, 웜축(122)와 웜기어 축(124)에는 각각 서로 맞물리는 웜(130)과 웜기어(132)가 고정된다. 따라서 결찰 회전축(22)의 회전이 웜 축(122)로 전달되고 다시 이 회전이 웜기어 축(122)를 거쳐 드릴(126)으로 전달된다. 도7에서는 웜과 웜기어를 동력전달수단으로 사용하였으나 이와는 달리, 크라운기어나 베벨기어를 사용할 수도 있다.

한편, 도6 이나 도7에 도시한 드릴이나 드릴 장치 외에 다른 회전력을 이용하기 위한 도구들도 결찰용 콜레트척(24) 대신 장착하여 사용할 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다.

도8 내지 도10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 결찰 장치(10a)는 크게 결찰부(12a), 구동부(14a), 하우징(16a)를 구비한다. 결찰부(12a)는 결찰 철사를 집거나 물어서 회전시킴으로서 결찰 작업을 수행한다. 구동부(14a)는 결찰부(12a)를 회전시키도록 동력을 발생시켜 전달한다. 하우징(16a)는 이들 결찰부(12a)와 구동부(14a)를 내장한다. 결찰부(12a)의 일부는 하우징(16a)의 바깥으로 나와 연장된다. 하우징(16a)는 두 개의 덮개(18a, 20a)를 구비한다. 하우징(16a)에는 후술하는 노브, 레버, 등이 돌출되는 구멍과 스위치 누름판(200a)가 마련된다. 하우징(16a)의 외벽은 작업자의 손에 쥐기 좋게 적절한 굴곡을 가지는 것이 바람직하다.

결찰부(12a)는 결찰 회전축(22a)와, 회전축에 연결되는 콜레트척(24a)와, 콜레트척을 덮는 콜레트척 커버(26a)와, 콜레트척 커버와 결합하는 작동 커버(28a)와, 작동 커버를 동작시키는 작동 레버 기구(30a)와, 커버복귀 스프링(32a)를 구비한다.

결찰 회전축(22a)는 제1 실시예의 결찰장치(10)에 구비된 회전축(22)과 거의 유사하다. 다만 후술하는 마찰 클러치가 끼워지는 굵기의 부분이 길게 연장된다는 점 이외에는 대체로 그 구성이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 결찰 회전축(22a) 이외의 부품이나 결찰부의 다른 구성도 제1 실시예의 결찰장치(10)에 구비된 결찰부와 대체로 그 구성이 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 당업자라면 상기 제1 실시예의 결찰장치(10)의 구성에 대한 설명으로부터 제2 실시예의 결찰장치(10a)의 결찰부의 구성을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도8 내지 도10을 참조하면, 구동부(14a)는 구동력 발생장치와, 동력전달 장치와 토크리미터를 구비한다. 구동력 발생장치는 구동 모터(64a)이다. 이 구동 모터(64a)는 회전 모터로서 일방향으로 회전하는 모터이다. 동력전달기구는 하우징에 고정된 브래킷(74a)에 지지되는 동력 전달 요소들과 토크리미터를 구비한다. 동력이 전달되는 차례로 설명하면, 구동 모터(64a)의 회전축에는 모터기어(80a)가 결합된다. 모터 기어(80a)는 마찰 기어(88a)와 맞물린다. 마찰기어(88a)는 결찰회전축(22a) 내에 삽입되나 결찰 회전축(22a)와는 겉도는 상태가 되도록 그 사이에 베어링이 개재된다. 마찰 기어(88a)의 축방향으로 하나의 끝단면에서 마찰 클러치(92a)의 마주보는 면과 마찰결합한다. 마찰 클러치(92a)는 결찰 회전축(22a)에 삽입되어 고정된다. 한편, 기계식인 토크리미터는 가압 스프링(100a)와 조절 노브(102a)(도9에서는 도시가 생략됨)와 조절노브 지지링(104a)를 구비한다. 이러한 기계식 토크 리미터의 구성은 제1 실시예의 토크 리미터와 대체로 동일한 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

도8 내지 도10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 결찰 장치(10a)는 회로 장치를 구비한다. 회로장치는 건전지(134a)와 스위치(136a)를 구비한다. 상세히 도시하지는 않았지만, 회로장치는 건전지(134a)와 스위치(136a)와 구동모터(64a)를 연결하는 모터 구동 회로선들을 구비한다. 따라서, 스위치 버튼(136a)를 누르면 회로가 연결되어 모터(64a)가 회전한다.

이하 도8 내지 도10을 참조하여, 본 실시예의 결찰장치(10a)의 작동예를 설명한다. 먼저, 작업자가 결찰장치(10a)를 손에 쥐고 결찰 철사를 장착한다. 결찰 철사를 장착하는 과정은 제1 실시예에서와 전반적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 이어서, 손가락으로 스위치 버튼(136a)를 누르면, 모터(64a)가 회전하고 위에서 설명한 바와 동력전달 과정을 거쳐 결찰 회전축(22a)와 나아가 콜레트척(24a)가 회전한다. 그러면, 철사가 꼬임으로써 치아교정용 브래킷에 와이어를 고정하게 된다. 고정이 완전히 이루어지면, 제1 실시예에서도 설명한 바와 동일하게 토크리미터의 작용에 의해 결찰 회전축(24a)는 구동부의 작동력이 전달되지 않아 결찰이 완료된다.

도11 및 도12를 참조하면, 상기 제2 실시예의 결찰장치(10a)에서 사용한 기계식 토크리미터 대신 사용할 수 있는 전자식 토크리미터는 스트레인 게이지와 모터 제어 회로를 이용한 것이다. 전자식 토크리미터를 갖는 변형예에 따른 결찰장치는 구동 모터(64b)를 구비한다. 이 구동 모터(64b)에는 모터기어(80b)가 장착되고 이 모터 기어(80b)는 결찰 회전축(22b)에 고정된 마찰기어(88b)와 맞물려 동력을 전달한다. 마찰기어(88b)는 일측면은 마찰면(138b)를 형성한다. 마찰 기어(88b)에는 전자식의 감지장치(140b)가 마찰 접속된다. 감지장치(140b)는 양측에 원판(142b,143b)과 이 원판 사이를 연결하는 토션바(144b)를 구비한다. 토션바(144b)의 변형량이 잘 나타나는 적절한 위치에는 스트레인게이지(146b)가 부착된다. 감지장치(140b)의 한 쪽 원판(143b)는 회전하지 않도록 고정되며 다른 하나의 원판(142b)는 한쪽면이 마찰면을 형성하여 마찰기어(88b)의 마찰면(138b)와 접촉한다. 가압 스프링(100b)가 감지장치(140b)를 마찰기어(88b) 쪽으로 밀어 적절한 마찰이 유지되도록 한다. 구동 모터(64b)가 가동되면 모터 기어(80b)와 마찰 기어(88b)를 통해 결찰 회전축(22b)가 회전한다. 그러면, 마찰 결합을 하고 있는 마찰기어(88b)와 감지장치(140b)의 원판(142b)사이에는 마찰력이 존재하므로 마찰기어(88b)가 회전하는 동안 원판(142a)에는 회전력이 가해진다. 따라서 토션바(144b)가 변형이 되고 그 변형량이 스트레인게이지(146b)에 감지되어 저항값의 변화로 나타난다. 그런데, 결찰회전축(22b)의 회전력이 증가하면 스트레인게이지의 변형량이 커지고 저항값이 커진다. 모터 구동 제어회로는 이 저항값이 사전 설정된 한계(즉 허용 최대 토크)를 넘으면 모터(64b)의 작동을 정지시킨다. 이러한 제어회로는 당업자라면 구성할 수 있을 것이며 그 예가 도12에 도시되어 있다. 도12에 도시한 제어 회로는 가변저항(148b)를 구비하여 최대 허용 토크를 조절할 수 있다.

도13을 참조하면, 상기 제2 실시예의 결찰장치(10a)에서 사용한 기계식 토크리미터 대신 사용할 수 있는 또 다른 예의 전자식 토크리미터는 자석과 홀 센서 및 모터 제어 회로를 이용한 것이다. 이 전자식 토크리미터를 갖는 변형예에 따른 결찰장치는 구동 모터(64c)를 구비한다. 이 구동 모터(64c)에는 모터기어(80c)가 장착되고 이 모터 기어(80c)는 결찰 회전축(22c)에 고정된 마찰기어(88c)와 맞물려 동력을 전달한다. 마찰기어(88c)는 일측면은 마찰면(138c)를 형성한다. 마찰 기어(88c)에는 전자기식의 감지장치(140c)가 마찰 접속된다. 감지장치(140c)는 마찰판(150c)와 센서 지지장치(152c)를 구비한다. 마찰판(150c)는 중앙에 고정구멍(152c)를 구비한다. 마찰판(150c)는 그 회전중심으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 영구자석(154c)를 구비한다. 도면에서는 분리하여 도시하였으나, 마찰판(150c)에는 변형지지장치(156c)가 결합되어 구비된다. 변형지지장치(156c)의 일단부(157c)에는 고정구멍(152c)에 끼워져 고정된다. 다른 단부에는 가압스프링(100c)와 접촉하는 원판(158c)가 마련된다. 이 원판(158c)는 회전하지 않도록 지지된다. 양 단부 사이에는 원기둥형 토션바(144c)가 구비된다. 홀센서 지지장치(152c)는 양측에 원판(142c,143c)과 이 원판 사이를 연결하는 지지바(145c)를 구비한다. 양측 원판(142c,143c)에는 상기 토션바(144c)가 통과하는 구멍(160c)가 마련된다. 그리고 마찰판(150c)와 마주보는 원판(142c)에는 상기 자석과 대응되는 위치에 홀센서(hall sensor)(162c)가 구비된다. 조립하였을 때에는 마찰판(150c)는 마찰기어(88c)에 접촉되며, 홀센서 지지장치(152c)는 마찰판(88c)와 어느 정도 이격된다. 구동 모터(64c)가 가동되면 모터 기어(80c)와 마찰 기어(88c)를 통해 결찰 회전축(22c)가 회전한다. 그러면, 마찰 결합을 하고 있는 마찰기어(88c)와 마찰판(138c)사이에는 마찰력이 존재하므로 마찰기어(88c)가 회전하는 동안 마찰판(138c)에는 회전력이 가해진다. 따라서 토션바(144c)가 변형이 되고 따라서 자석(154c)의 위치가 변화한다. 자석(154c)의 위치가 변화하면 홀센서(162c)에서 감지되는 자기장의 세기가 변화한다. 이 변화량은 모터 구동 제어회로로 입력된다. 모터 구동 제어회로는 이 변화량이 사전 설정된 한계(즉 허용 최대 토크)를 넘으면 모터(64c)의 작동을 정지시킨다. 이러한 모터 구동 제어회로의 구성이 가능함은 본명세서로부터 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 치과 의사가 환자에게 치아 교정 치료를 할 때 발생할 수 있는 불편한 점들을 해결하여 상기 기재된 본 발명의 목적을 달성하는 효과가 있다. 구체적으로는 결찰 철사의 착탈이 용이한 결찰 장치가 제공된다. 이는 콜레트척의 슬릿에 마련된 확장부에 의해서 가능하다. 만일 확장부가 없을 경우에는 콜레트척의 다리 사이에 벌어진 상태로 콜레트척 커버에 삽입되어 콜레트척 커버를 움직이는 데에 많은 힘을 필요로 한다. 또한, 철사가 정위치에 장착되기가 어렵다. 본 발명의 개량에 따르면 이러한 문제가 최소화된다. 본 발명에 따르면 전동식 결찰 장치를 제공된다. 또한 본 발명의 구성에 따르면 기계식 또는 전자식 토크 리미터가 구비되어 일정한 양 이상의 토크가 걸리면 결찰장치의 동작을 정지시킬 수 있다. 아울러 본 발명의 구성에 따르면, 공구를 갈아 끼움으로써 결찰장치가 여러가지 다른 목적의 도구로서도 사용이 가능하다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예로 제한되는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 상기 실시예를 수정하는 것이 가능하고, 이렇게 수정한 구성도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결찰 장치의 사시도

도2는 도1의 결찰 장치의 내부가 보이도록 하우징을 분해하여 도시한 내부 조립 사시도

도3은 도1의 결찰 장치의 분해 사시도

도4는 도1의 결찰 장치의 결찰부를 확대하여 도시한 사시도로서, 콜레트척(collet chuck)이 앞으로 나오고 결찰 철사가 끼워진 상태를 도시한 도면

도5의 (a)는 도4의 상태를 도시한 측면도이고, (b)는 콜레트척이 안으로 들어간 상태를 도시한 도면

도6은 도1에 도시한 결찰 장치에 결합될 수 있는 드릴의 예를 도시한 사시도

도7은 도1에 도시한 결찰 장치에 결합될 수 있는 치과 치료용 드릴장치의 예를 도시한 사시도

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 결찰 장치의 사시도

도9는 도8의 결찰 장치의 내부가 보이도록 하우징을 분해하여 도시한 내부 조립 사시도

도10은 도8의 결찰 장치의 분해 사시도

도11은 도8의 결찰장치에 사용할 수 있는 토크 리미터의 다른 예를 도시한 분해 사시도

도12는 도11의 토크 리미터의 신호를 받는 모터 구동 제어회로의 회로도

도13은 도8의 결찰장치에 사용할 수 있는 토크 리미터의 또 다른 예를 도시한 분해 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 결찰 장치 12: 결찰부 14: 구동부 16: 하우징

Claims

치아 교정 시 교정와이어를 브래킷에 고정하기 위하여 사용하는 결찰 철사를 결찰하기 위한 결찰장치에 있어서,

결찰철사를 장착하기 위해 벌리거나 오므리는 것이 가능하도록 선단으로부터 길이방향으로 연장되는 슬릿에 의해 나누어지는 다리를 구비하는 콜레트척과,

상기 콜레트척을 감싸는 콜레트척 커버와,

상기 콜레트척에 연결된 회전축과,

상기 회전축을 구동하는 구동장치를 포함하며,

상기 콜레트척의 슬릿은 상기 선단으로부터 떨어진 위치에 그 틈새 폭이 확장되는 확장부가 있고, 콜레트척의 다리가 오므려진 상태에서 선단에서 확장부까지의 슬릿의 틈새 폭은 상기 결찰 철사 굵기보다 작으며 상기 확장부의 틈새 폭은 상기 결찰 철사 굵기보다 크며, 상기 다리가 벌려진 상태에서 확장부의 적어도 일부가 콜레트척 커버 외측으로 노출되는 결찰 장치.
삭제
제1항의 결찰장치에 있어서, 상기 콜레트척은 선단쪽으로 가면서 점점 굵어지는 테이퍼부와, 상기 굵어진 외경이 유지되는 유지부를 구비하며, 상기 콜레트척 커버는 콜레트척에 대하여 길이방향으로 이동가능하며, 상기 콜레트척의 유지부의 일부를 덮어 콜레트척의 다리를 오므리는 결찰 장치.
제3항의 결찰장치에 있어서, 상기 콜레트척 커버에 의해 상기 콜레트척의 다리가 오므려졌을 때, 상기 슬릿의 확장부의 적어도 일부가 콜레트척 커버의 외부로 노출되는 결찰 장치.
제2항의 결찰장치에 있어서, 상기 콜레트척 커버를 후퇴시키는 레버와 상기 콜레트척 커버를 복귀시키는 탄성부재를 더 포함하는 결찰 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 결찰장치에 있어서, 상기 콜레트척과 상기 회전축은 분리가능하게 결합되며, 상기 콜레트척과 교체하여 고정되는 드릴을 더 구비하는 결찰 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 결찰장치에 있어서, 상기 콜레트척과 상기 회전축은 분리가능하게 결합되며, 상기 콜레트척과 교체하여 고정되는 드릴장치를 더 구비하는 결찰 장치.
제7항의 결찰장치에 있어서, 상기 드릴장치는 상기 회전축에 분리가능하게 결합되는 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트에 대하여 일정한 각도를 가지며 공구를 고정하는 고정부재가 마련된 제2 샤프트와, 상기 제1 및 제2 샤프트 사이에 동력을 전달하는 동력전달 요소를 구비하는 결찰 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 청구항의 결찰 장치에 있어서,

상기 구동장치는

회전력을 발생하는 회전력 발생장치와,

상기 회전력 발생장치에서 생성된 회전력을 상기 회전축에 전달하는 동력전달장치를 구비하며,

상기 동력전달 장치는, 사전 설정된 토크 이상의 동력이 상기 회전축에 전달되지 않도록, 상기 회전축에 고정되는 마찰클러치와, 상기 마찰클러치와 상기 회전축에 대하여 수직인 면에서 마찰접촉하며 상기 동력 발생장치에서 생성된 회전력에 의해 회전하는 마찰회전요소를 구비하는 결찰장치.
제9항의 결찰장치에 있어서, 상기 구동장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 미는 가압장치를 더 구비하는 결찰장치.
제10항의 결찰장치에 있어서, 상기 가압장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 미는 힘을 변화시키는 가압력 조절장치를 구비하는 결찰장치.
제10항의 결찰장치에 있어서, 상기 가압장치는 상기 마찰회전요소를 상기 마찰클러치 쪽으로 스프링과 상기 스프링의 변위를 변화시키는 조절노브를 구비한 결찰장치.
치아 교정 시 교정와이어를 브래킷에 고정하기 위하여 사용하는 결찰 철사를 결찰하기 위한 결찰장치에 있어서,

결찰철사를 장착하기 위해 벌리거나 오므리는 것이 가능하도록 선단으로부터 길이방향으로 연장되는 슬릿에 의해 나누어지는 다리를 구비하는 콜레트척과,

상기 콜레트척에 연결된 회전축과,

상기 회전축을 구동하는 구동장치를 포함하며,

상기 구동장치는

회전력을 발생하는 회전력 발생장치와,

상기 회전력 발생장치에서 구동력을 전달받아 상기 회전축에 회전력을 전달하도록 회전축에 연결된 마찰회전요소와,

상기 마찰회전요소와 마찰접촉하는 마찰부재와, 상기 마찰부재와 연결되며 회전되지 않도록 고정되는 고정부재와, 상기 마찰부재와 상기 고정부재 사이를 연결하는 토션바를 구비하는 변형지지장치와,

상기 고정부재에 대한 마찰부재의 상대적 회전을 감지하는 센서를 구비하는 결찰장치.
제13항의 결찰장치에 있어서, 상기 센서는 상기 토션바에 장착되는 스트레인게이지인 결찰장치.
제13항의 결찰장치에 있어서, 상기 고정부재와 마찰부재 중 하나에는 자석이 부착되고 상기 고정부재와 마찰부재 중 다른 하나에는 홀센서가 부착되는 결찰장치.