KR100853858B1 - 통합형 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버 - Google Patents

통합형 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버 Download PDF

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신세스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 A) 구동 수단과 연결될 수 있고 종축(3)에 대해 직각인 횡단면적(9)을 갖는 샤프트(2)를 포함하는, 통합형 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버에 관한 것이다. 상기 샤프트는 나사 헤드 상에서 스크루드라이버를 수용하도록 된 수용부 내로 삽입될 수 있는 전방 샤프트 부분(5)을 가지며, 전방 샤프트 부분에는 종축(3)에 대해 소정 각도로 배향된 종축(8)을 갖는 적어도 하나의 종방향 요홈(7)이 구비된다. 스크루드라이버는 B) 적어도 하나의 요홈(7) 내로 삽입되고 종축(3)에 대해 소정 각도로 전방 샤프트 부분(5)의 횡단면적(9)을 지나 돌출하는 적어도 하나의 스프프링 요소(6)를 더 포함한다. 스크루드라이버는 C) 스프링 요소(6)가 요홈(7)의 종축(8)에 대해 소정 각도로 횡단면적(9)을 지나 돌출하는 그 일부분 상에서 탄성 변형 가능한 것을 추가로 특징으로 한다.
스크루드라이버, 나사, 홀더, 스프링 요소, 요홈

Description

통합형 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버{SCREW DRIVER WITH INTEGRATED SCREW HOLDER}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버뿐만 아니라 청구항 15에 따른, 스크루드라이버에서 나사 홀더로서 사용되는 스프링 요소에 관한 것이다.
인간 또는 동물 몸체의 뼈, 골편(bone fragment) 또는 관절에서 체결되는 임플란트의 외과적 이식 중에 주변의 연질부가 가능한 한 적은 손상을 받도록, 치료될 부위를 큰 면적에 걸쳐 노출시키지 않고 뼈 상에서, 또는 예를 들어 척주(spinal column)의 세그먼트 상에서도 수술을 수행하는 것이 가능할 것이다(최소 침습 기술). 연질 부위에서의 개구가 매우 작다면, 예를 들어 뾰족하지 않은 겸자(forceps)는 골 나사(bone screw) 또는 경절 나사(pedicle screw)를 도입하기에 더 이상 적당하지 않다.
나사를 보유하기 위한 수단을 갖는 스크루드라이버는 또한 라이더(RYDER)의 유럽 특허 제0 458 449호로부터 공지되어 있다. 이러한 공지된 스크루드라이버는 나사 헤드의 대응하는 요홈(recess) 내로 도입될 수 있는 자유 단부를 갖는 종방향 샤프트부를 포함한다. 나사를 클램핑하기 위한 탄성 수단은 종축에 평행한 장홈 (groove) 내로 삽입되고, 압축성 탄성중합체로 구성된다. 탄성 수단은 비압축 상태에 있을 때 샤프트부의 적어도 하나의 측면에 걸쳐 반경방향으로 돌출하므로, 샤프트부가 상보적인 요홈 내로 삽입되어 요홈의 측벽에 대해 눌러질 때 탄성 수단은 압축되며, 그 결과 나사 헤드는 샤프트부에서 보유된다. 탄성 수단을 수용하기 위한 보어 구멍(borehole)이 비교적 복잡한 방식으로 형성되어서 스크루드라이버가 매우 작은 나사에 대해서는 부적당하다는 것이 탄성 수단의 이러한 개발의 단점이다.
본 발명은 여기서 개선책을 제공한다. 본 발명의 목적은 최소 크기의 나사에 대해서도 사용될 수 있는 탄성 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버를 생성하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 식별가능한 특징을 갖는 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버와, 청구항 15의 식별가능한 특징을 갖는 스크루드라이버에서 나사 홀더로서 사용되는 스프링 요소에 의해 달성된다.
나사 홀더를 갖는 본 발명의 스크루드라이버는 기본적으로 샤프트와, 종축에 대해 횡방향으로 배치된 스프링 요소를 포함한다. 샤프트는 그 후방 부분에서 핸들 또는 기계 등의 구동 수단과 연결될 수 있다. 샤프트는 나사 헤드의 육각 소켓, 내부 6엽 프로파일, 필립스(Phillips) 요홈, 또는 톡스(Torx) 등과 같은, 스크루드라이버에 적당한 시트(seat) 내로 도입될 수 있는 전방 부분을 포함한다. 스프링 요소는 상기 종축에 대해 횡방향으로 향하는 종축을 갖는 요홈 내로 샤프트의 전방 단부에서 삽입된다. 샤프트의 전방 부분의 횡단면은 본 발명의 장치의 여러 실시예에서 다각형 또는 별 형상이고, 그 모서리 또는 팁(tip)은 각지거나 둥글게 되며 측면은 직선형이거나 오목하다. 스프링 요소를 위한 요홈의 종축은 모서리 또는 팁이 위치하는 반경들 중 하나와 일치한다. 더욱이, 횡단면을 지나 돌출하는 적어도 그 일부분 상에서 스프링 요소는 샤프트의 종축에 직각인 횡단면적 내에서 종축에 대해 횡방향으로 변형될 수 있다.
본 발명에 의해 달성되는 이하의 이점을 본 명세서에서 기본적으로 알 수 있는데, 스프링 요소의 독창적인 구성으로 인해,
- 샤프트의 전방 부분의 전체 깊이가 작아질 수 있어, 스크루드라이버를 수용하기 위한 작은 깊이의 요홈 또는 낮은 높이의 헤드를 갖는 나사가 사용될 수 있고,
- 샤프트의 전방 부분이 각기둥 또는 원통 형상일 수도 있는데, 그 결과로서 원추형 샤프트 부분과 비교할 때 최대 힘 전달이 나사에 가해질 수 있으며(소위 "캠 아웃"(cam out) 효과가 방지됨),
- 스프링 요소가 종래의 상용 스크루드라이버 상에 이후에 설치될 수도 있으며,
- 나사 보유 슬리브가 필요치 않아, 이 스크루드라이버를 한 손으로 조작할 수 있고,
- 장치가 용이하게 생산될 수 있어, 낮은 가격이 가능하게 되며,
- 샤프트의 전방 부분에서 단일의 반경방향 보어 구멍만이 요구되므로, 스프 링 요소가 최소 크기의 나사 그리고 이에 따라 악안면(maxillofacial), 손 및 발 수술에서의 나사에 대해 사용될 수도 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 바람직한 실시예에서, 요홈은 원형 보어 구멍으로서 형성되어, 요홈이 종래의 상용 스크루드라이버 상에 이후에 큰 비용 없이 생성될 수 있고 스프링 요소가 사용될 수 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 다른 실시예에서, 요홈 및 스프링 요소는 각기둥 형상이다. 이에 의해, 스프링 요소가 요홈 내에서 비틀릴 수 없다는 이점이 얻어질 수 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 또 다른 실시예에서, 스프링 요소는 금속 재료, 바람직하게는 스테인레스 스프링강, 또는 니티놀(Nitinol) 등의 초탄성 재료로부터 제조되어, 의료용 목적에 적당하고 또한 긴 서비스 수명을 갖는다.
본 발명의 스크루드라이버의 추가의 실시예에서, 스프링 요소는 플라스틱, 바람직하게는 POM 등의 열가소성 재료로부터 제조된다. 플라스틱으로부터 제조된 스프링 요소의 이점은 합리적인 제조 공정(사출 성형 등), 저비용, 및 부식 위험성의 제거에 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 또 다른 실시예에서, 스프링 요소는 스크루드라이버의 시트 내로 도입될 수 있는 제2 단부에서 개방 슬롯을 갖는다. 요홈의 종축에 직각인 스프링 요소의 횡단면에 대하여 이 슬롯은 직경방향으로 배치되고, 슬롯은 스프링 요소를 제2 단부에서 샤프트의 종축에 대해 횡방향으로 탄성적으로 이동될 수 있는 2개의 톱니(cog)로 분할한다. 이러한 스프링 요소의 구성은 외과적 응 용에 필요한 최대 보유력이 나사에 대해 얻어질 수 있게 허용하여, 수술적 요법 중에 인체 내에서 나사가 분실되는 위험성이 최소화될 수 있게 된다. 바람직하게는, 그 치수는
- 스프링 요소의 직경에 대해서는 0.3mm 내지 2.0mm이고,
- 슬롯의 폭에 대해서는 0.1mm 내지 1.5mm이며,
- 슬롯의 길이에 대해서는 0.5mm 내지 3.0mm이다.
통상적으로는, 그 치수는
- 스프링 요소의 직경에 대해서는 0.5mm 내지 1.5mm이고,
- 슬롯의 폭에 대해서는 0.2mm 내지 1.2mm이며,
- 슬롯의 길이에 대해서는 0.8mm 내지 2.0mm이다.
더욱이, 슬롯은 외부를 향해, 즉 샤프트의 전방 부분의 횡단면을 지나 돌출한 스프링 요소의 단부를 향해 확장된 쐐기 형상으로 될 수 있는데, 쐐기각은 바람직하게는 0.1° 내지 10°이다. 결과적으로, 스프링 요소에서의 응력 분포가 최적화된다는 이점이 얻어질 수 있다. 결과적으로, 더욱 양호한 완충 특성이 달성되고, 피로 파괴의 위험성이 감소된다.
본 발명의 스크루드라이버의 다른 실시예에서, 샤프트의 전방 부분의 횡단면을 지나 돌출하는 스프링 요소의 제2 단부에는 테이퍼가 구비되어, 샤프트의 전방 부분이 나사 헤드의 스크루드라이버용 대응 시트 내로 삽입되는 동안에 반경방향으로 탄성 변형될 수 있는 톱니들이 샤프트의 종축에 대해 횡방향으로 더욱 쉽게 압축될 수 있다. 이러한 테이퍼는 경사면, 만곡부, 빗면(bevel) 또는 둥근 에지 (edge)의 형태로 존재할 수도 있다.
바람직하게는, 스프링 요소의 종축에 대해 평행하게 측정된 테이퍼의 길이는 스프링 요소의 직경의 5% 내지 30%이다. 스프링 요소의 제2 단부는 또한 볼록 형상부를 가질 수도 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 또 다른 실시예에서, 스크루드라이버는 샤프트의 전방 부분에서 수 개의 요홈들 내로 삽입될 수 있는 수 개의 스프링 요소를 포함한다. 요홈들의 종축들은 바람직하게는 샤프트에 직각으로 샤프트의 전방 부분의 횡단면적의 모서리 또는 만곡부와 교차하는 반경들 중 하나 상에 위치한다. 수 개의 스프링 요소의 사용으로 인해, 나사 헤드의 헤드 상에 가해질 수 있는 보유력은 스크루드라이버 상에서 나사에 대하여 상당히 증가될 수 있다.
본 발명의 스크루드라이버의 추가의 실시예에서, 요홈은 모서리 또는 팁으로부터 측정된 깊이(T)에서 렛지(ledge)를 갖는데, 깊이(T)는 스프링 요소의 종축에 평행한 스프링 요소의 길이와 같거나 이보다 커서, 스프링 요소는 샤프트의 전방 부분의 팁, 모서리 또는 만곡부를 지나 돌출하지 않는다. 이들 수단에 의해, 샤프트의 전방 부분이 나사 헤드에서의 스크루드라이버용 시트 내로 삽입됨에 따라 스프링 요소가 요홈 내로 더욱 가압되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 확장은 종속항에서 특징지워진다.
본 발명 및 본 발명의 추가적인 확장은 몇몇 예의 부분적으로 도식적인 표현에 의해 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1a는 나사 홀더를 갖는 본 발명의 스크루드라이버의 일 실시예를 통한 종단면을 도시한다.
도 1b는 도 1a에 도시된, 나사 홀더를 갖는 본 발명의 스크루드라이버의 실시예를 통한 횡단면을 도시한다.
도 2는 나사 홀더를 갖는 본 발명의 스크루드라이버의 다른 실시예를 통한 횡단면을 도시한다.
도 3은 나사 헤드의 스크루드라이버 수용 요홈 내로 전방 샤프트 부분이 삽입된 상태에서의, 도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 스크루드라이버의 실시예를 통한 횡단면이다.
도 4는 스프링 요소의 일 실시예의 측면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버(1)는 기본적으로 종축(3), 후방 부분(15) 및 전방 부분(5)을 갖는 종방향 샤프트(2)와; 직경(D)을 갖는 스프링 요소(6)를 포함한다. 샤프트의 전방 부분(5)은 종축(3)에 직각이고 직선 변(16) 및 모서리(17)를 갖는 육각형 횡단면적(9)을 가지며, 스크루드라이버에 적당한 나사 헤드의 시트 내로 삽입될 수 있다. 샤프트의 전방 부분(5)에서, 스프링 요소(6)는 종축(3)에 직각인 종축(8)을 갖는 원형 보어 구멍 형태의 종방향 요홈(7) 내로 가압된다. 횡단면적(9)의 6개의 모서리(17)는 6개의 반경(19) 상에 놓이고, 종축(8)은 반경(19)들 중 하나와 일치한다. 모서리(17) 부근에서, 스프링 요소(6)는 인접 변(16)을 지나 돌출한다. 샤프트의 전방 부분(5)이 스크루드라이 버를 수용하기 위한 나사 헤드의 시트 내로 삽입됨에 따라 스프링 요소(6)가 요홈(7) 내로 가압될 수 없도록, 스프링 요소(6)의 제1 단부(10)가 요홈(7) 내에서 상부에 놓이게 되는 축방향 렛지(20)가 있다.
더욱이, 스프링 요소(6)는 폭(B) 및 길이(X)를 갖고 스프링 요소(6)의 제2 단부(11)로부터 스프링 요소 내로 통과하는 슬롯(12)을 포함한다. 슬롯(12)은 스프링 요소(6)를 직경방향으로 통과하고, 요홈(7)의 종축(8)에 평행하게 배치된다. 스프링 요소(6)의 제2 단부(11)는 슬롯(12)에 의해 2개의 톱니(13, 14)로 분할되며, 톱니는 종축(8)에 대해 평행하고, 종축(8)에 대해 횡방향으로 횡단면적(9)의 에지를 향해 탄성 변형될 수 있는데, 즉 종축(8)을 향해 편향될 수 있다. 스프링 요소(6)의 길이(L)는 팁(17)으로부터 렛지(20)까지 연장되는 깊이(T)보다 작아, 스프링 요소(6)는 횡단면(9)에서보다 팁(17)에서 더 깊다.
도 2에 도시된 본 발명의 스크루드라이버(1)의 실시예는 샤프트의 전방 부분(5)의 횡단면(9)이 별 형상이라는 점에서만 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예와 다르다. 반경(19)들 상에 놓이는 횡단면(9)의 팁(18)은 볼록하게 둥글게 되어 있으며, 팁(18)들 사이에 놓이는 변(16)은 오목하게 둥글게 되어 있다. 스프링 요소(6)는 보어 구멍(7)의 기부(22) 상에 인접하여 놓인다.
도 3은 스크루드라이버가 나사 헤드(23)의 스크루드라이버용 시트(24) 내로 도입된 때, 도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 스크루드라이버의 실시예의 샤프트의 전방 부분(5)을 도시한다. 이때, 스프링 요소(6)의 제2 단부(11)는 횡단면(9) 내에 완전히 둘러싸이게 된다. 탄성 변형될 수 있는 2개의 톱니(13, 14)는 종축 (8)을 향해 가압된다. 2개의 톱니(13, 14)가 적당하게 변형될 수 있지만 종축(8)에서 서로 접촉하지 않도록, 요홈(7)(도 1a)의 깊이(T)와, 스프링 요소(6)의 치수, 즉 직경과, 슬롯(12)(도 1a)의 길이(L) 및 폭(B)은, 한편으로는 톱니(13, 14)의 변형이 시트(24)의 측벽 상에서 충분히 높은 클램핑 힘을 발휘하게 하고 다른 한편으로는 톱니(13, 14)가 변형을 방해하지 않게 서로 잘 조화되어야만 한다.
도 4에는, 스크루드라이버에서 나사 홀더로서 사용되는 본 발명의 스프링 요소(6)의 일 실시예가 도시되어 있다. 스프링 요소(6)는 원형이고 종축(26)을 가지며, 스프링 요소는 제1 단부(10)에서의 경사면(25)뿐만 아니라 제2 단부(11)에서의 볼록하게 둥글게 된 테이퍼(21)를 포함하는데, 테이퍼는 종축(26)에 평행하게 측정된 길이(A)를 갖는다. 여기서 도시된 실시예에서, 스프링 요소(6)의 직경(D)에 대한 테이퍼(21)의 길이(A)의 비는 1:4인 반면에, 스프링 요소(6)의 길이(L)에 대한 슬롯(12)의 깊이(X)의 비는 3:4이다. 스프링 요소(6)의 전방 단부(11)에서, 슬롯(12)은 폭(B)을 가지고, 2°의 쐐기각으로 스프링 요소(6)의 전방 단부(11)의 방향으로 확장된다. 직경(D)에 대한 폭(B)의 비는 여기서 1:2이다. 2개의 톱니(13, 14)는 요홈(7)(도 1a)의 종축(8)에 대해 직각으로 탄성 변형가능하고, 스프링 힘은 스프링 요소(6)의 직경(D) 및 슬롯(12)의 치수에 의해 결정된다.

Claims (16)

  1. A) 구동 수단과 연결될 수 있고, 종축(3), 종축(3)에 대해 직각인 횡단면적(9), 및 스크루드라이버에 적당한 나사 헤드의 시트 내로 삽입될 수 있는 전방 단부(4)와 전방 부분(5)을 가지며, 종축(3)에 대해 횡방향으로 향한 종축(8)을 갖는 적어도 하나의 종방향 요홈(7)이 있는 샤프트(2)와;
    B) 상기 적어도 하나의 요홈(7) 내로 삽입되고, 샤프트의 전방 부분(5)의 횡단면적(9)을 지나 종축(3)에 대해 횡방향으로 돌출하는 적어도 하나의 스프링 요소(6)를 포함하며;
    C) 상기 횡단면적(9)은 직선 또는 곡선 변(16), 및 반경(19)들 상에 놓이는 각진 또는 둥근 모서리 또는 팁(18)을 갖는 다각형 또는 별 형상으로 되어 있는, 나사 홀더를 갖는 스크루드라이버에 있어서,
    D) 요홈(7)의 종축(8)은 반경(19)들 중 하나와 일치하고,
    E) 스프링 요소(6)는 종축(3)에 대해 직각인 횡단면적(9)에서 볼 때 횡단면적(9)을 지나 돌출하는 스프링 요소의 일부분이 요홈(7)의 종축(8)에 대해 횡방향으로 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  2. 제1항에 있어서, 요홈(7)은 보어 구멍인 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  3. 제1항에 있어서, 요홈(7)은 각기둥 공동(prismatic cavity)인 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 스프링 요소(6)는 요홈(7) 내에 놓이는 제1 단부(10), 횡단면적(9)을 지나 돌출하는 제2 단부(11), 및 제2 단부(11)로부터 스프링 요소(6) 내로 그리고 요홈(7)에 대해 직경방향으로 종축(3)에 대해 평행하게 관통하는 슬롯(12)을 포함하여, 요홈(7)의 종축(8)에 대하여 반경방향으로 탄성 변형될 수 있는 2개의 톱니(13, 14)가 제2 단부(11)에서 슬롯(12)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  5. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 스프링 요소(6)는 금속 또는 초탄성 금속으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  6. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 스프링 요소(6)는 플라스틱으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  7. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 슬롯(12)은 외부를 향해 쐐기형 방식으로 확장되는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  8. 제4항에 있어서, 스프링 요소(6)의 제2 단부(11)는 제2 단부(11)의 방향으로 테이퍼(21)를 갖는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  9. 제8항에 있어서, 테이퍼(21)는 경사면, 만곡부 또는 빗면의 형태인 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  10. 제9항에 있어서, 스프링 요소(6)는 직경(D)을 가지고, 요홈(7)의 종축(8)에 대해 평행하게 측정된 테이퍼(21)의 길이(A)의 직경(D)에 대한 비는 1:20 내지 3:10인 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  11. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 스프링 요소(6)의 제2 단부(11)는 말단이 볼록한 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  12. 제4항에 있어서, 스프링 요소(6)는 0.3mm 내지 2mm의 직경(D)을 갖고, 슬롯(12)은 0.1mm 내지 1.5mm의 폭(B) 및 0.5mm 내지 3mm의 길이(X)를 갖는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  13. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 요홈(7)들 내로 삽입될 수 있는 수 개의 스프링 요소(6)를 포함하며, 각각의 경우에서 요홈들의 종축(8)들은 반경(19)들 중 하나와 일치하는 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
  14. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 모서리(17) 또는 팁(18)으로부터 측정된 깊이(T)에서 요홈(7)은 깊이(T)에서 렛지(20)를 가지며, 스프링 요소(6)는 요홈(7)의 종축(8)에 대해 평행하게 측정된 길이(L)를 가지며, L≤T인 것을 특징으로 하는 스크루드라이버.
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