KR100476641B1 - 인공관절,특히인공고관절 - Google Patents

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KR100476641B1
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Abstract

본 발명을 통하여 도면을 통하여 PROTASUL 21 WF와 같이 내마모성을 가지는 유사한 금속재료를 베어링셸(1) 및 구형 베어링 내의 조인트볼(2)로서 사용하는 것을 가능하게 하며, 과도한 마모는 발생하지 않는 반면, 다른 성질, 예를 들어 강성, 형태 보존성 및 탄성이 기능에 활용될 수 있는 외형이 설명된다. 베어링면 A와 B, 허용된 형태편차(12, 13) 및 베어링면의 허용된 조도의 평균반경 Rm, rm 사이의 적합한 관계에 의해서 유사한 물질의 마이크로 용접이 대부분 방지된다.

Description

인공관절, 특히 인공고관절
본 발명은 인공관절, 특히 인공고관절(artificial hip joint)에 관한 것으로서, 상기 인공관절은 중심 MS인 오목한 구형 베어링면 A를 가진 베어링셸 및 중심 MK인 볼록한 구형 베어링면 B를 가진 조인트볼(joint ball)을 포함하며, 상기 구형 베어링면 B는 일반적으로 인공고관절 샤프트의 대퇴골경부(femur neck)방향으로 장착축 D에 대하여 회전가능하게 대칭으로 배열된다.
인공관절은 응급가동성(emergency running properties)이 양호한 서로 상대적으로 움직이는 베어링 보디들의 재료를 한 쌍으로 하는 것이 필요하다. 따라서, 초창기에는 재료를 결합할 때 상이한 파트너를 한 쌍으로 하였다. 그래서 비교적 연성의 폴리에틸렌 베어링셸을 강성의 금속 또는 세라믹 조인트볼과 결합시켰고, 초창기의 인공고관절에는 강성 및 내마모성이 상이한 금속재료를 서로 결합시켰다. 이러한 모든 노력에도 불구하고, 이러한 재료결합을 통해서 파트너의 마모를 완전히 배제할 수는 없었다. 예를 들면, 폴리에틸렌일 경우에는 베어링면이 주력(主力) 방향으로 매년 약 0.2 mm씩 우묵하게 들어가는 마모가 고관절에 발생하고, 표면이 금속인 경우에도 점하중(point load) 및 마이크로-용접(micro-weldings)으로 인해 마모가 표면에 발생하며, 이는 일단 시작되기만 하면 전체 결합면을 매우 빠르게 손상시킨다.
도 1은 베어링셸의 종단면개략도이고,
도 2a는 제한각도 β ＞ 180°인 조인트볼 단면의 개략도이고,
도 2b는 제한각도 β ＜ 180°인 조인트볼 단면의 개략도이고,
도 3은 평균반경 간에 간격을 두고 배열된 베어링셸 프로필 그래프 및 조인트볼 프로필 그래프를 펼쳐 보인 개략도이고,
도 4는 공작기계상에서의 제조시 조인볼과 공작기계 배열의 개략도이고,
도 5는 공작기계상에서의 제소시 베어링셸과 공작기계 배열의 개략도이며,
도 6은 분리 가능하게 외측셸 내에 고정되어 있는 플라스틱 중간보디와 견고하게 연결되어 있는 베어링셸의 개략도이다.
본 발명의 목적은 마모가 적은 배열을 달성하려는 것이다. 본 발명의 목적은 독립항 1의 특징부에서, 베어링셸 및 조인트볼은 내마모성 금속재료로 이루어지고; 표면 A는 평균반경 Rm을, 표면 B는 평균반경 rm을 가지며, 이때 이들의 차이는 35μm ＜ Rm - rm ＜ 85μm에 달하고; 표면 A의 형상오차는 각도 90°＜ α ＜ 180°에 걸쳐 ± 7.5μm보다 작고; 표면 B의 형상오차는 각도 β ＞ 140°에 걸쳐 ± 2μm보다 작고; 조인트볼은 중심 MK까지의 거리가 표면 B보다 짧은 세트백 표면(set-back surface) C에 의하여 영역 B를 벗어나서도 계속되는 반면에, 표면 A의 조도(roughness)는 값 Ra ＜ 0.08μm에 대응하고 표면 B의 조도는 값 Ra ＜ 0.08μm에 대응함으로써 달성된다. 동일한 금속재료로 된 내마모성 베어링면을 제조, 측정 및 한 쌍으로 함으로써, 보디유체의 모세관작용 및 베어링면들이 서로 스치고 미끄러질 때 발생하는 부력과 함께 마이크로용접 및 마모를 대부분 방지하는 베어링면들 간의 외형이 달성된다. 재료가 동일한 내마모성 금속일 때 마이크로용접을 억제함으로써 이들 재료의 확실한 성질, 예를 들면 인성(toughness), 형상의 안정성 및 탄성이 활용될 수 있다. 응력이 클 때, 동질의 결합부상에는 표면과 베이스보디의 경도 차이 때문에 파괴되지 않으며 베이스보디로부터 분리되지도 않는 표면들이 나타난다. 동시에 상기 표면들은 서로 바람직하게 합치되므로 정지시 허용되지 않는 표면압력이 발생하지 않는다.
이 효과는 표면 A 및 B의 조도가 값 Ra ＜ 0.05μm에 대응할 때 향상될 것이다.
예를 들어 ISO 5832/4에 따른 술저 아게 코포레이션(SULZER AG Corporation)의 재료 PROTASUL 21 WF와 같은 코발트 합금, 크롬 합금 및 니켈 합금은 원형 제너레이터가 구형 형상을 위해서 마찬가지로 회전하지만 회전축내에서 제품의 회전축에 대하여 선회하여 구형 형상을 연삭 및 매끈하게 갈아 연마하여 직경, 형상의 정확도 및 표면의 품질에 대한 소정의 허용오차를 얻게 되는 방법에 따라 제조될 때 매우 적합한 재료이다.
본 발명의 또 다른 장점은 종속항 2 내지 5 및 12에 특징되어 있다. 내부셸들을 분리 가능하게 연결하는 데는 비교적 탄성이 있는 폴리에틸렌을 사용하는 것이 공지되어 있다. 상기 내부셸들에는 실질적으로 거칠은 금속재료의 내부셸은 채택될 수 없다. 왜냐하면 기능 및 제조면에 있어서 이와 대치되기 때문이다. 따라서 베어링셸을 이의 외측상에 예를 들어 폴리에틸렌과 같은 탄성 플라스틱으로 이루어지며 외측셸과 분리 가능하게 연결될 수 있는 중간보디와 견고하게 연결시키는 것이 바람직하다. 특히, 중간보디도 분리 가능하게 연결된다면, 이식된 플라스틱셸까지도 메틸 베어링셸로 대체될 수 있으며, 조인트볼이 샤프트상에 분리 가능한 연결부, 예를 들어 분리 가능한 원뿔형 연결부를 가진다면, 정밀도 때문에 필요한 인공축의 조인트볼도 마찬가지로 대체가능하다. 조인트볼과 베어링셸은 교체가능하게 제작되기 때문에, 그들은 수술대까지 멀리 살균포장으로 가져올 수 있다. 이식된 조인트 위치의 제어는 셸을 손상시키지 않는 조작 조인트볼을 통해 이루어지는 반면, 정밀볼(precision ball)은 거의 종료될 때쯤 삽입된다.
흥미롭게도 소정의 조도 Ra일 때, 마모가 적은 금속/금속 쌍에 있어서 주유를 위한 개별부재 형상에 있어서의 오차는 밴드너비보다 더 중요한 역할을 하며, 상기 오차 이내에 평균 반경의 차이 Rm - rm가 존재할 수 있는 것으로 증명되었다. 인공고관절의 일반적인 볼직경, 예를 들어 공칭 직경이 28mm일 때, 평균 반경의 차이는 35μm ＜ Rm - rm ＜ 85μm에 달할 수 있고, 이는 선택 쌍이 아니라 절대 제조크기를 기초로 할 때 밴드너비 50μm에 상응한다. 이 밴드폭을 절반으로 나눌 때, 양쪽에는 평균반경 Rm 또는 rm에 대한 절대 제조정밀도 25μm가 잔류될 수 있다. 이들 값은 선택 쌍을 포기할 수 있어 각각의 볼이 각각의 베어링셸과 쌍을 이룰 수 있기에 충분히 크다. 그러나 이는 형상 정밀도가 제어될 수 있을 때에만 가능하다. 상기 형상 정밀도는 매우 정확하게 유지되어야 하며 필요한 허용오차값을 준수하기 위해서는 특별한 제조방법을 필요로 한다. 독립항 6에 있어서, 직경, 형상안정성 및 조도의 소정값은, 제품으로서의 베어링셸이 베어링면 A영역 내에서 사전 회전된 소형 셸형태로 상기 베어링셸의 기선(polar axis)과 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착되거나; 또는 제품으로서의 사전 회전된 조인트볼이 베어링면 B의 영역 내에서 대형으로 상기 베어링면 B의 장착축 D와 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착되며; 제품의 회전 중에, 실린더축과 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착된 둥근 원통형 마모보디 전면의 원형에지가 연마제의 첨가로 인해 상기 제품의 베어링면 A, B에 압착되고, 공작기계 스핀들의 회전축은 제품 스핀들의 회전축과 교차점에서 편향각 (γ,δ) ＜ 90°로 교차하며, 접촉압력은 상기 공작기계 스핀들을 이의 회전축 방향으로 전진시킴으로써 가해지는 것으로 달성된다.
이 배열은 공작기계 및 제품이, 그들이 장착된 스핀들의 강성의 구조 내에서, 작업면에 서로 중심을 맞추는 장점을 가진다. 프로세스 중에 발생하는 움직임으로 인하여, 제품 및 공작기계에 마모가 발생하게 되어 필연적으로 양자 모두에 구형면이 형성된다. 공작기계에는 구형면의 좁은 원형밴드가 전면의 점선으로 표시된 에지에 발생하는 한편, 동일 구형형태의 제품에는 구형면 A, B가 발생한다. 공작기계의 작업면의 각 포인트가 가공면의 각 포인트가 맞물림으로써 구형면의 완전한 섹션 A, B가 발생한다.
종속항 7 내지 11은 더 개선된 바람직한 방법을 나타낸다. 따라서, 베어링셸의 베어링면 A의 제조에 있어서, 베어링셸 및 공작기계의 회전축 사이의 각도를 베어링면의 제한각도 α가 가능한 한 크게 발생하도록 39°∼ 45°사이로 선택하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제너레이터 및 이에 대응하는 실린더의 직경을 크게 선택할 수 있어서 상기 실린더가 셸의 내측 에지에 접촉하지 않고서 제한각도 α가 180°를 향하여 증가될 수 있기 때문이다. 따라서, 공작기계의 회전축 방향으로 단지 전진이동만이 필요하므로 제한각도 α가 커진다. 제한각도 α가 180°보다 현저하게 작을 때 제너레이터의 비교적 큰 원 직경을 선택할 수 있지만. 제너레이터는 단지 단속된 원으로서만 맞물린다.
조인트볼의 생산에 있어서, 한편 조인트볼의 모든 다른 표면부는 더 후방에 위치되고, 다른 한편으로는 일반적으로 부하된 상태에서 베어링셸의 적도 및 베어링면 B의 적도는 대략 평행으로 정렬되는 한, 베어링면 B가 형상정확도 ± 2μm일 때 베어링의 기능을 위해서는 제한각도는 대략 180°이면 충분한 것으로 판명되었다. 원통형인 중공 실린더를 가진 회전하는 공작기계의 편향각 γ는 보다 큰 범위, 예를 들면 60°∼ 20°사이에 설정되어 베어링면 B를 생산할 수 있다. 발생되는 원형 고리면은 제한각도 β가 180°이상이더라도 베어링면 B의 중심까지 도달하지 않기 때문에, 조인트볼의 직경은 가공 중에, 예를 들면 다이아몬드가 박힌 프로브면을 가진 프로브를 통해서 베어링면 B를 가로질러 측정될 수 있어서 잔여 가공 시간을 충분히 정밀하게 추정하게 된다.
베어링셸의 베어링면 A의 적도상의 초기 반경을 연마하는 것을 제외하고서는 베어링셸 및 조인트볼에 필요한 정밀도를 위한 다른 작업단계는 공작기계상에서 자동적으로 행해질 수 있다.
볼 및 베어링셸상에 마모가 적게 발생하는 것은 본 발명에 있어서 베어링면의 손상으로 인한 재수술이 필요없다는 장점을 추가한다. 이 때문에, 시멘트로 접합된 보철샤프트용 조인트볼이 단일체로서 샤프트에 연결될 수도 있고, 직접 삽입된 샤프트용, 예를 들면 티타늄 조인트볼은 수술기술이 공간으로 인해 이식된 샤프트에 후속으로 볼을 고정할 것을 지시하지 않는 한, 영구 연결부로 고정될 수 있다. 또 다른 수술일자는 고정 지속시간에 의해서만 결정되기 때문에, 중앙 경부의 전경(前傾) 및 곡선부(curve) 또는 굴곡부 내에서 후부로 돌출하는 샤프트단부를 가지는, 해부학적으로 일치되며 단단하게 고정될 수 있는 S-형 샤프트를 채택하는 것이 특히 바람직하다.
다음에, 본 발명을 예시적인 실시예를 참조하여 설명한다.
도면을 통하여 PROTASUL 21 WF와 같이 내마모성을 가지는 유사한 금속재료를 베어링셸(1) 및 구형 베어링(spherical bearing) 내의 조인트볼(2)로서 사용하는 것을 가능하게 하며, 과도한 마모는 발생하지 않는 반면, 다른 성질, 예를 들어 강성, 형태 보존성 및 탄성이 기능에 활용될 수 있는 외형이 설명된다. 베어링면 A와 B, 허용된 형태편차(12, 13) 및 베어링면의 허용된 조도의 평균반경 Rm, rm 사이의 적합한 관계에 의해서 유사한 물질의 마이크로 용접이 대부분 방지된다.
도 1은 구형 베어링면 A는 180°보다 약간 작은 각도 α에 걸쳐 연장되며, 상기 면의 중심으로부터 거리 R을 가진 인공고관절용 베어링셸(1)을 나타낸다. 이와 유사하게 도 2a 및 2b에는 140°보다 큰 각도 β에 걸쳐 연장되는 구형 베어링면을 가지는 조인트볼(2)을 나타내고, 상기 조인트볼의 중심 MK로부터 거리 γ를 가진다.
도 2a 및 2b에 나타낸 조인트볼 양자 모두는 베어링면 B의 밖으로 유사 구형면 C에 의하여 계속 이어져 있지만, 상기 유사 구형면에서 베어링면 B의 중심 MK까지의 거리는 베어링면 B의 반경보다 짧다. 상기 짧은 거리는 예를 들어 마모되기 전에 영역 C 내의 미래중심 MK에 대하여 평평하거나 원뿔형으로 형성되는 조인트볼에 의하여 발생된다. 조인트볼은 분리 가능한 원뿔형 연결부(6)를 통하여 보철 샤프트(27)와 연결되고, 원뿔형의 장착축 D는 회전식으로 대칭인 베어링면 B의 회전축과 일치되므로 상기 베어링면 B가 원뿔형 장착부와 관계없이 동일한 위치를 항상 가지게 된다.
도 3은 양자 모두가 개선된 형태인 구형면 A 및 B의 표면 위로 센스부를 나타낸다. 도시되지 않은 공통의 기준선으로부터 시작하여, 표면 A는 평균거리 Rm으로 각도 α에 걸쳐 제도되며 표면 B는 평균거리 rm으로 각도 β에 걸쳐 제도된다. 프로빙방향에 직각인 배율은 프로빙방향의 배율보다 10의 다수 승(乘)만큼 크게 나타난다. 평균반경 Rm에 대한 베어링셸 표면 A의 허용된 형상오차는 밴드폭 ± 7.5μm 이내이며, 조도는 Ra ＜ 0.05μm이다. 조인트볼의 베어링면 B에 있어서, 평균반경 rm에 허용된 형상오차는 ± 2μm이고, 조도는 Ra ＜ 0.05μm이다. 이 결합에 추가로, 평균반경의 차이가 범위 35μm ＜ Rm - rm ＜ 85μm 이내에 있고, 내마모성 금속합금이, 예를 들면 블록 카바이드 퇴적물을 지지면으로서 가지고 있는 베어링셸(1) 및 조인트볼(2)용의 재료로서 존재하는 경우, 금속합금의 유사성에도 불구하고 고관절상의 규정부하에 대한 표면의 마이크로용접 및 파괴가 대부분 제거되는 베어링형상이 달성된다.
도 4의 배열은 장착핀(23)상의 내측 원뿔형에 고정된 조인트볼(2)에 관한 것으로서, 상기 핀(23)은 공작기계 스핀들(24)에 포함되고 그 회전축(15)을 중심으로 예를 들어 850rpm의 속도 nK로 회전한다. 예를 들어 30°의 각도 γ만큼 기울어진 공작기계 스핀들(20)은 그 회전축(16)을 중심으로 예를 들어 2000rpm의 속도로 회전하고, 교차점(25)에서 교차하는 2개의 회전축(15, 16)이 추후 완성되는 조인트볼(2)의 중심을 형성한다. 원형의 중공실린더(18)는 연삭, 매끈하게 갈기 또는 연마용 공작기계로서 공작기계 스핀들(20)에 동축으로 장착되며, 내경 di를 가지는 모점(generatrix)을 형성하는 점선으로 표시된 원형 내측에지(18i)를 가진다. 중공 실린더는 예를 들면 산화금속 또는 카바이드와 같은 결합 입자 없이 일반적인 연삭용 재료로 구성된다. 도시되지 않은 연마제를 가하고, 중공 실린더(18)의 전면을 공급 및 회전축(16) 방향으로 압착함으로써, 발생되는 면(18i) 및 베어링면 B가 서로 연삭되어 완전한 구형면 섹션을 형성하며, 베어링면 B의 반경 γ는 매우 느리게 줄어들고, 모점(18i)은 원형, 구형으로 아치를 이루는 밴드로 확대된다. 대응하는 재료를 선택함으로써 이 밴드의 마모를 적게 유지할 수 있다. 이렇게 발생되는 베어링면 B는 결합된 제한각도 β로 한정될 수 있고, 그 크기는 공작기계의 경사각 γ 및 모점의 직경 di에 따라 다르다. 따라서, 180°이상인 제한각도 β를 가진 베어링면 B가, 도 2a, 2b에 나타낸 바와 같이, 가능하다. 제한각도 β가 도 4에 나타낸 바와 같이 180°보다 큰 경우, 연삭 중에 반경 γ의 감소는 2개의 회전축(15, 16)의 교차점(25) 위의 직경을 측정함으로써 결정될 수 있어서 추정가능한 시간의 반경 γ의 완성값에 대한 연삭 중단시간을 설정하게 된다. 편향각 γ 및 내경 di에 대하여 바람직한 범위로서 20°≤ γ ≤ 60° 및 1.8 r ＞ di ＞ 1.1 r을 제시할 수 있다.
도 5에 따른 배열에 있어서, 베어링셸(1)은 장착척(mounting chuck)(21)을 가진 공작기계 스핀들(22) 내에 베어링셸(1)의 기선과 예를 들어 850rpm의 속도 nS로 회전하는 스핀들(22)의 회전축(14)이 일치하도록 장착되어 있다. 공작기계 스핀들(19)은 편향각 δ만큼 편향되며, 스핀들의 회전축(16)은 공작기계 스핀들(22)의 회전축(14)과 추후의 베어링면 A의 중심에 대응하는 교차점(25)에서 교차한다. 원형 풀 실린더(circular full cylinder)(17)는 결합 입자 없는 연삭용 공작기계로서 공작기계 스핀들내에 동축으로 장착되어, 예를 들어 2050rpm의 속도로 회전하며 실린더 전면의 외측에지를 통해 원형의 제너레이터(17a)를 형성한다. 연마제를 가하고 제너레이터(17)를 공작기계의 회전축(16) 방향으로 조정함으로써, 베어링면 A 및 제너레이터가 서로 연삭되어 구형면의 완전한 섹션이 된다. 반경 R의 값을 보다 바람직하게 조정하기 위해 에지(17)는 임시로 구형형태로 마무리된다. 이것은 공작기계상의 마모가 크기에 거의 변화를 일으키지 않으며, 베어링셸(1)의 소정의 반경 R을 유지하기가 용이해진다는 장점을 가진다. 편향각 δ의 바람직한 범위는 39° ＜ δ ＜ 45°이다. 베어링면의 제한각도 α는 180°보다 훨씬 작아서는 안되며, 예를 들어 공작기계의 회전축(16) 방향으로의 전진만이 행해지는 경우, 제너레이터의 외경 외경 da 및 편향각 δ에 대한 바람직한 용도의 범위:
가 나타난다.
도 3은 평균반경 Rm, rm의 직경차, 베어링셸의 형상오차에 대한 허용오차(12)와 조인트볼의 형상오차에 대한 허용오차(13) 및 표면 A, B의 조도의 원칙적 관계를 제시하는 데 이용된다. 실제로 조인트볼(2)의 품질은 측정기기상의 베어링셸이 평면이 상이한 내측면상에서 측정감지기에 의해서 방사상으로 움직여 보아 측정점으로부터 평균 구형상을 결정하고, 형태편차를 삽입하는 동안 베어링면 B 영역 내에서 조인트볼(2)에 허용된 형상오차는 ± 2μm에 달하는 반면, 베어링면셸의 베어링면 A에 허용된 형상오차는 ± 7.5μm이다. 양쪽 모두 조도 Ra는 0.08μm, 바람직하게는 0.05μm이하이다. "탈리라운드(Talyround)"-측정기기를 통한 구형측정(roundness measurement)으로 모니터될 수 있다.
이러한 거의 마모가 없는 배열의 베어링용량이 바람직하여, 조인트볼 및 베어링셸의 반경을, 도 6에 나타낸 바와 같이, 일반적인 폴리에틸렌 베어링셸의 반경보다 작게 만들 수 있다. 다시 말해서, 베어링셸 및 조인트볼을 교체 가능한 폴리에틸렌셸을 가지는 이식된 외측셸(4)에서도 교체할 수 있다는 것은, 금속 베어링셸(1)에 충분한 벽두께를 가진 폴리에틸렌 중간보디(3)가 원래의 폴리에틸렌셸의 외측치수에 대응하는 외측치수로 배설될 수 있기 때문이다. 연결부(7)를 통하여 베어링셸(1)에 견고하게 연결된 중간보디(3)의 벽두께는 원래의 폴리에틸렌 베어링셸보다 다소 작을 수 있다. 이것은 이식된 교체가능한 폴리에틸렌셸이 폴리에틸렌 중간보디를 가진 대응 금속셸에 의하여 교체될 수 있다는 장점을 가진다. 도 6의 외측셸(4)은 이의 외측 높이의 2/3까지는 적도방향을 가리키는 톱니(9)를 가지는 반면, 외측의 1/3에는 기선에 평행인 스파이크(11)가 장착되어 있다. 이러한 종류의 외측셸은 소형 골중공(bone cavity)내에 박어 넣어질 수 있다. 공정 중에, 스파이크(11)는 도시되지 않은 골베드(bone bed)내로 침투될 수 있는 반면, 하향하는 톱니는 압축응력으로 인해 골베드를 지나쳐 슬라이딩할 수 있으며, 최종위치에서는 톱니 선단을 통해서 역슬라이딩을 방지하여 일차고정을 충분히 달성한다.

Claims (16)

  1. 중심 MS인 오목한 구형면 A를 가지는 베어링셸(1) 및 중심 MK인 볼록한 구형면 B―여기서 구형면 B는 일반적으로 인공관절 샤프트의 대퇴골경부 방향으로 장착축 D에 대하여 회전가능하게 대칭으로 배열됨―를 가지는 조인트볼(2)을 포함하는 인공관절에 있어서,
    베어링셸 및 조인트볼은 내마모성 금속재료로 이루어지고; 표면 A는 평균반경 Rm을, 표면 B는 평균반경 rm을 가지며, 이때 이들의 차이는 35μm ＜ Rm - rm ＜ 85μm에 달하고; 표면 A의 형상오차는 각도 90°＜ α ＜ 180°에 걸쳐 ± 7.5μm보다 작고; 표면 B의 형상오차는 각도 β ＞ 140°에 걸쳐 ± 2μm보다 작고; 조인트볼은 중심 MK까지의 거리가 표면 B보다 짧은 세트백 표면 C에 의하여 영역 B를 벗어나서도 계속되는 반면에, 표면 A의 조도는 값 Ra ＜ 0.08μm에 대응하고 표면 B의 조도는 값 Ra ＜ 0.08μm에 대응하는 것을 특징으로 하는 인공관절.
  2. 제1항에 있어서, 상기 면 A의 조도는 값 Ra ＜ 0.05μm에 대응하고, 상기 면 B의 조도는 값 Ra ＜ 0.05μm에 대응하는 것을 특징으로 하는 인공관절.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베어링셸(1)은 이의 외측에서 외측셸(4)과 분리 가능하게 연결될 수 있는 중간보디(3)와 연결부(7)를 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인공관절.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중간보디의 재료는 상기 금속 베어링셸의 재료보다 10배만큼 더 탄성적인 것을 특징으로 하는 인공관절.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조인트볼은 분리 가능한 원뿔형 연결부(6)를 통하여 장착축 D방향으로 샤프트와 연결될 수 있어서 상기 연결부와 별개로 균일하게 작용하는 부분 구형면 B를 얻는 것을 특징으로 하는 인공관절.
  6. 직경, 형상안정성 및 조도의 소정값은, 제품으로서의 베어링셸이 베어링면 A영역 내에서 사전 회전된 소형 셸형태로 상기 베어링셸의 기선과 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착되거나; 또는 제품으로서의 사전 회전된 조인트볼이 베어링면 B의 영역 내에서 대형으로 상기 베어링면 B의 장착축 D와 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착되며; 제품의 회전 중에, 실린더축과 함께 공작기계 스핀들의 회전축 내에 장착된 둥근 원통형 마모보디 전면의 원형에지가 연마제의 첨가로 인해 상기 제품의 베어링면 A, B에 압착되고, 공작기계 스핀들의 회전축은 제품 스핀들의 회전축과 교차점에서 편향각 (γ,δ) ＜ 90°로 교차하며, 접촉압력은 상기 공작기계 스핀들을 이의 회전축 방향으로 전진시킴으로써 가해지는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 따른 인공관절의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공작기계 스핀들(19)의 회전축(16)과 상기 베어링셸 스핀들(22)의 회전축(14) 사이의 각도(δ)는 45°∼ 39°이고; 상기 원형에지(17a)의 외경 da는 이 유지되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 공작기계 스핀들(20)의 회전축(16)과 상기 조인트볼 스핀들(24)의 회전축(15) 사이의 각도(γ)는 20°∼ 60°이고; 상기 원형에지(18i)의 내경 di는 1.8 r ＞ di ＞ 1.1 r을 충족하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 베어링셸(1)로서의 상기 제품은 회전속도 nS로 회전하거나, 또는 조인트볼(2)로서의 상기 제품은 회전속도 nK로 회전하는 한편, 상기 공작기계(17, 18)의 회전속도 nW는 상기 제품의 회전속도의 대략 2배이지만, 바람직하게 상기 제품 회전속도의 정수배(整數倍)가 아닌 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공작기계는 연삭, 매끈하게 갈기 또는 연마용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 조인트볼(2)의 가공 중에, 직경측정은 상기 면 B상에서 중심 MK를 가로질러 이루어져 연마작업을 위해 저장된 값에 따라서 제어장치를 통하여 소정의 직경으로 가공하는 데 걸리는 잔여시간을 확정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 중심 경부 내의 전경 및 곡선부 또는 굴곡부 내에서 후부로 돌출된 샤프트단부를 가지는 해부학적으로 일치하는 S-형 샤프트 형태를 취하므로 고정상태가 가능한 한 오랫동안 지속되는 것을 특징으로 하는 인공고관절.
  13. 제9항에 있어서, 상기 공작기계는 연삭, 매끈하게 갈기 또는 연마용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 면 A의 조도는 값 Ra ＜ 0.05μm에 대응하고, 상기 면 B의 조도는 값 Ra ＜ 0.05μm에 대응하고, 상기 베어링셸(1)은 이의 외측에서 외측셸(4)과 분리 가능하게 연결될 수 있는 중간보디(3)와 연결부(7)를 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인공관절.
  15. 제1항에 있어서, 상기 인공관절은 인공고관절인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제6항에 있어서, 상기 인공관절은 인공고관절인 것을 특징으로 하는 방법.
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