KR101121864B1 - 외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작 제어 장치 - Google Patents

외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작 제어 장치 Download PDF

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Abstract

수술실에서 사용 가능한 압축된 유체 공급원(p)에 의해 구동되는 외과용 또는 치과용 구동 유닛(8)의 동작 제어 장치(1)에 있어서, 상기 장치(1)는 A) 구동 유닛(8)에 부착되어 압축된 유체 공급원(p)으로부터 구동 유닛(8)으로 흐르는 압축된 유체의 유량을 제어하는 컨트롤 밸브(20)와; B) 상기 컨트롤 밸브(20)를 작동시키는 제1컨트롤수단(3); 그리고 C) 압축된 유체의 유량을 제어하는 제2컨트롤수단(4)을 포함하고: D) 상기 컨트롤 밸브(20)에 부착되어 적어도 3개의 위치(A; B; C)가 선택되도록 하는 컨트롤 스위치(2)를 더 포함하며, ⅰ) 위치 A에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기고 폐쇄되며; ⅱ) 위치 B에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기지 않고 상기 제1컨트롤수단(3)에 의하여 압축된 유체의 유량이 제어되며; 그리고 ⅲ) 위치 C에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기지 않고 개방됨으로써 상기 제2컨트롤수단(4)에 의하여 압축된 유체의 유량이 제어된다.
구동유닛

Description

외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작 제어 장치{Device for comtrolled operation of a surgical or dental drive unit}
본 발명은 청구항 1의 기술적 특징에 따른 외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작 제어를 위한 장치에 관한 발명이다.
미국 등록 특허 US 3,989,952 호만(HOHMANN)에 따르면 치과용 장치는 다양한 기구와 전기적으로 또는 공기압에 의해 구동되는 구동 장치를 포함하는 것으로 알려져 있다. 각 구동 장치는 발에 의한 조정 수단 또는 손에 의한 조정 수단에 의하여 가동된다. 게다가, 치과용 장치는 구동장치가 지지부로부터 벗어나 스위치가 닫히면 구동장치가 동작할 수 있도록 구동 장치를 위한 지지부를 포함하여 구성된다. 일단 구동장치가 지지부에서 벗어나면 구동장치는 잘못되거나 의도하지 않아도 동작하게 된다.
이와 같은 견지에서, 본 발명은 개선 방안을 제공하고자 한다. 본 발명은 구동장치가 작동되지 않고 잠기게 하거나 또는 통합된 제1컨트롤 수단 또는 원격의 제2컨트롤 수단 사이의 선택이 가능하게 하는 통합된 메인 스위치가 구비되는 구동 장치의 동작을 제어하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 청구항 1에 나타난 기술적 특징에 따른 외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작을 제어하는 장치에 의하여 종래의 문제점을 해결한다.
본 발명에 따른 장치에 의해 얻을 수 있는 이점은 본질적으로 다음과 같다.
- 작동자(Operator)는 손으로 제어되는 제1컨트롤수단 또는 손, 발이나 컴퓨터에 의해 제어되는 제2컨트롤수단 중 선택하여 구동유닛을 가동시킬 수 있다.
- 제어 스위치가 구동유닛에 부착될 수 있으므로 작동자는 시술중인 곳으로부터 그의 주의를 다른 곳으로 돌리지 않아도 된다.
- 컨트롤 밸브가 일정 위치에서 잠기고, 그에 따라 구동유닛의 잘못된 또는 의도하지 않은 동작을 방지하므로 안정적인 시술이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 컨트롤 스위치는 네 번째 위치이고, 컨트롤 밸브가 단지 부분적으로만 개방되는 위치(D)를 갖는다. 이는 컨트롤 밸브를 통과하는 유량을 최대 유량(R) 보다 적은 허용 유량(r)으로 제한할 수 있도록 한다. 상기 유량의 제한은 예를 들어 다른 직경을 갖는 드릴용 날과 같은 선택된 도구에 대하여 구동 유닛의 최대 회전속도를 제한할 수 있도록 한다.
바람직하게는 상기 허용 유량(r)은 상기 최대 유량(R)의 25% 내지 75% 범위 내가 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 컨트롤 스위치는 r/R 비율이 연속적인 변동량을 갖도록 형성되고, 이는 장치에 연결된 구동 유닛의 회전 속도가 연속적인 변동량을 갖도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 컨트롤 스위치는 r/R 비율이 계단식의 변동량을 갖도록 형성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 제1컨트롤수단은 상기 장치에 가역적으로 부착가능한 작동수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 실시예에서는, 상기 구동 유닛의 제어가 예를 들어 발이나 컴퓨터에 의해 동작하는 제어수단인 제2컨트롤수단에 의해 수행될 때 작동자가 손에 의해 제어되는 작동 수단에 의해 방해받지 않는다는 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 작동수단은 가역적으로 잠길 수 있는 록킹 수단과 함께 제공된다. 이와 같은 실시예에서는, 상기 장치가 상기 구동 유닛과 함께 놓여질 때 상기 장치와 연결되는 상기 구동 유닛이 의도하지 않게 동작하지 않는다는 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제2컨트롤수단은 발에 의하여 동작한다. 이와 같은 실시예에서는 상기 컨트롤 스위치가 위치 B에 있을 때 상기 구동 유닛이 상기 제1컨트롤수단에 의해 손을 이용하여 동작하거나, 상기 컨트롤 스위치가 위치 C에 있을때 상기 구동 유닛이 상기 제2컨트롤수단에 의하여 발에 의해 동작할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 컨트롤 스위치가 위치(C)에 있을 때 상기 컨트롤 밸브는 개방되지만 작동하지 않게 된다. 이와 같은 실시예에 의하면, 상기 구동 유닛이 발에 의해 가동되는 일반적인 컨트롤 수단에 의하여 동작할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 컨트롤 밸브가 길이방향 축을 가지는 밸브 본체와, 상기 컨트롤 밸브를 잠그거나 또는 잠김이 해제되도록 하기에 적절한 컨트롤 슬리브와, 압축된 유체의 유량을 제어할 수 있는 밸브 피스톤을 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 밸브 피스톤은 압축된 유체의 유량을 제어하기 위하여 상기 제1컨트롤수단에 의하여 상기 길이방향 축을 따라서 이동할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 부가적인 구성은 몇 가지 실시예에 대한 부분적인 개략도를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 폐쇄되고 잠긴 위치의 컨트롤 밸브를 도시한 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 손에 의해 가동되고 제1컨트롤수단에 의하여 제어되는 잠기지 않은 위치의 컨트롤 밸브를 도시한 개략도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 발에 의해 가동되고 제2컨트롤수단에 의하여 제어되는 잠기지 않은 위치의 컨트롤 밸브를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 통합된 실시예에 의한 구동 유닛의 길이방향 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 실시예에 의한 손에 의해 동작가능하고 잠김이 해제된 상태에서 통합된 록킹 수단을 포함하는 제1컨트롤수단으로서의 작동 수 단을 도시한 평면도.
도 1 내지 도 3은 컨트롤 스위치(2)(도 4)의 링 부재(12)와 함께 컨트롤 밸브(20)의 위치 A(도 1), 위치 B(도 2) 및 위치 C(도 3)에서의 모습을 개략적으로 도시하고 있다. 이때 도 1 내지 도 3은 컨트롤 밸브(20)의 상대적인 위치의 비교를 용이하게 하기 위하여 하나의 도면으로 나타내었다. 도면의 상부에 도시된 장치(1)가 도 1, 중앙부에 도시된 장치(1)는 도 2, 하부에 도시된 장치(1)가 도 3에 의한 것이다. 장치(1)(도 4)의 중앙축(13) 주변을 상기 링 부재(12)가 회전함에 따라, 핀(14)이 컨트롤 슬리브(Sleeve)(21)에서 축방향으로 단차진 그루브(15)의 주변을 따라 미끄러진다. 그동안 상기 핀(14)의 축방향의 위치는 상기 컨트롤 슬리브(21)가 축방향으로 이동되도록 선Ⅲ-Ⅲ 위에 고정된다. 상기 컨트롤 슬리브(21)의 서로 다른 축방향 위치에 의해 상기 컨트롤 밸브(20)는 잠기거나(위치 A) 또는 잠기지 않게 된다(위치 B 또는 위치 C). 그러므로, 밸브 피스톤(22)은, 상기 밸브 피스톤(22)의 트레일링(Trailing) 단부(31)에 배열되고, 상기 밸브 피스톤(22)의 길이방향 축(23)에 직교하여 상기 밸브 피스톤(22)을 관통하는 타원형의 관통공(26)을 포함한다. 나아가, 상기 컨트롤 슬리브(21)에는 직경방향으로 상기 밸브 피스톤(22)의 길이방향 축(23)과 직교하도록 로드(rod)부재(27)가 구비된다. 그리고 상기 로드부재(27)는 상기 타원형의 관통공(26)을 관통한다.
상기 컨트롤 스위치(2)가 조작되면, 위치 A(도 1)에서 상기 링 부재(12)를 회전시킴으로써 선Ⅲ-Ⅲ와 상기 컨트롤 슬리브(21)의 말단면(42) 사이의 거리(x)만큼 상기 컨트롤 슬리브(21)가 이동됨에 의해 상기 로드 부재(27) 또한 축방향으로 상기 말단부(42)로부터 이격된 상기 타원형 관통공(26)의 제1단부(43)에서 상기 타원형 관통공(26)의 벽에 접촉할 때까지 이동한다. 상기 컨트롤 슬리브(21)가 이 위치에 있을때, 상기 밸브 피스톤(22)은 축방향으로의 이동이 차단된다. 상기 타원형 관통공(26)은 상기 밸브 피스톤(22)의 상기 트레일링 단부(31)에 위치하게 된다. 한편 상기 밸브 피스톤(22)의 선단(32)이 상기 길이방향 축(23)에 대하여 경사지게 형성되고, 그에 따라 상기 선단(32)이 슬라이드 부재(30)의 전단부(33)의 상보적인 경사면과 대응한다. 위치 A에서, 상기 밸브 피스톤(22)이 상기 로드부재(27) 방향으로 이동하는 것이 차단됨에 따라, 상기 컨트롤 밸브(20)는 상기 슬라이드 부재(30)를 통하여 가동되지 않는다.
도 2에서는, 상기 컨트롤 슬리브(21)가 상기 로드부재(27)와 함께 선Ⅲ-Ⅲ와 상기 컨트롤 슬리브(21)의 상기 말단면(42) 사이의 거리(y)(이때, y＞x이다) 만큼 축방향으로 이동한 위치 B에서의 상기 컨트롤 스위치(2)가 도시되어 있다. 상기 로드부재(27)는, 이제 상기 컨트롤 슬리브(21)의 상기 말단면(42)에 근접한 상기 타원형 관통공(26)의 제2단부(44)에서 상기 타원형 관통공(26)의 벽과 접촉한다. 상기 밸브 피스톤(22)은 밸브 전면(38)에서 상기 컨트롤 밸브(20)를 지속적으로 개폐하는 제1컨트롤수단(3)에 의하여 상기 밸브 피스톤(22)의 길이방향 축(23)과 평행으로 상기 로드부재(27)를 향하여 이동될 수 있다.
도 3은 상기 컨트롤 슬리브(21)가 상기 로드부재(27)와 함께 선Ⅲ-Ⅲ와 상기 컨트롤 슬리브(21)의 상기 말단면(42) 사이의 거리(z)(이때, z＞y 이다) 만큼 축방 향으로 이동한 위치 C에서의 상기 컨트롤 스위치(2)를 도시하고 있다. 상기 로드부재(27)는 상기 제2단부(44)측의 상기 타원형 관통공(26)의 벽과 접촉하기 때문에, 상기 밸브 피스톤(22)은 축방향으로 상기 장치(1)(도 4)의 후단(11)을 향하여 변위된다. 그리고 상기 컨트롤 밸브(20)는 상기 밸브 전면(38)에서 개방된다. 상기 밸브 피스톤(22)은 상기 슬라이드 부재(30)가 상기 밸브 피스톤(22)의 상기 선단(32)과 이격되도록 상기 슬라이드 부재(30)로부터 멀리 위치하게 되고, 상기 밸브 피스톤(22)은 상기 슬라이드 부재(30)의 이동에 의해 축방향으로 이동하지 않게 된다. 압축된 유체의 흐름의 제어는 제2컨트롤수단(4), 예를 들어, 어댑터(9)와 수술실에서 사용가능한 압축된 유체의 공급원(p)에 연결되고 발로 동작하는 외부 컨트롤 밸브에 의하여 이루어지게 된다.
도 4는 구동유닛(8)의 전단(10)에 동축으로 접합하고, 압축된 유체 전달을 위한 플렉서블 튜브(17)와의 연결을 위하여 후단(11)에 구비되는 어댑터(9)와 함께 제공되는 상기 장치(1)의 실시예를 도시하고 있다. 상기 플렉서블 튜브(17)는 예를 들어 수술실에서 사용가능한 압축된 유체의 공급원(p)에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 밸브(20)는 중앙의 캐비티(25)와 함께 구비되는 밸브하우징(24), 압축된 유체 전달을 위한 어댑터(9)와 인접하는 입구(28), 상기 구동유닛(8)과 연결되는 출구(29)를 포함하여 구성된다. 나아가, 상기 컨트롤 밸브(20)는 상기 캐비티(25) 내에서 상기 밸브하우징(24)과 상대적으로 길이방향 축(23)을 따라서 이동가능한 밸브 피스톤(22)을 포함한다. 상기 장치(1)의 전단(10)을 향하여, 상기 밸브 피스톤(22)은 동심으로 배열되고 밸브 씰(Seal)(39)이 부가되는 숄더(Shoulder)(34)를 포함한다. 상기 컨트롤 밸브(20)의 작동이 차단되면, 상기 밸브 씰(39)은 상기 밸브 하우징(24)에서 나선 스프링(41)에 의하여 축방향으로 밸브 전면(38)에 대하여 압착된다. 상기 밸브 피스톤(22)의 상기 선단(32)은 상기 밸브 피스톤(22)의 길이방향 축(23)에 대하여 경사진 형상으로 상기 숄더(34)에 인접하여 위치한다. 상기 밸브 피스톤(22)의 경사진 형상의 상기 선단(32)은 상기 밸브 피스톤(22)의 상기 길이방향 축(23)에 대하여 직각으로 미끄러져 움직일 수 있고, 상보적으로 경사지게 형성된 전단부(33)를 구비하는 슬라이드 부재(30)에 의하여 상기 밸브 피스톤(22)이 상기 스프링(41)의 탄성력에 반하여 축방향으로 이동할 수 있도록 한다. 도 1에서 상기 컨트롤 스위치(2)는 상기 컨트롤 밸브(2)가 잠기고 닫히도록 위치 A에 있다.
상기 컨트롤 스위치(2)는 상기 길이방향 축(23)에 평행하여 이동하고, 그에 따라 상기 컨트롤 밸브(20)가 위치 A, B, C 중 어느 하나에 위치하게 되고, 즉, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기고 폐쇄되거나, 잠기지 않고 상기 제1컨트롤수단(3)에 의하여 제어되는 유량을 가지거나, 잠기지 않고 개방되는 컨트롤 슬리브(21)을 포함하여 구성된다. 상기 컨트롤 스위치(2)의 가동은 상기 장치(1)의 중앙축(13)과 동심으로 배열되고, 상기 중앙축(13)을 중심으로 회전가능함으로써 상기 위치 A, B, C 사이에서 스위칭되는 링 부재(12)를 통하여 이루어진다. 상기 링 부재(12)가 어떤 위치에서 다른 위치로 회동함에 따라 상기 컨트롤 슬리브(21)는 상기 링 부재(12)와 연결되고 상기 컨트롤 슬리브(21) 내에서 상기 컨트롤 슬리브(21)의 외주연에서 연장되고, 상기 컨트롤 슬리브(21)가 축방향으로 이동가능하도록 축방향으로 단차지게 형성되는 그루브(15)에 결합하는 핀(14)에 의하여 축방향으로 이동한 다.
도 5는 상기 제1컨트롤수단(3)의 제어를 가능하게 하는 손에 의해 가동가능한 작동수단(7)의 실시예를 도시하고 있다. 상기 작동수단(7)은 상기 장치(1)에 역방향으로 탑재가능하다. 상기 작동수단(7)은 회동가능하게 부가되는 레버(35)를 포함한다. 상기 레버(35)는 태핏(Tappet)(36)을 포함하고, 상기 레버(35)가 상기 장치(1)의 상기 중앙축(13) 방향으로 회동하는 동안, 상기 태핏(36)에 의하여 상기 슬라이드 부재(30)가 상기 밸브 피스톤(22)의 상기 선단(32) 방향으로 눌려 내려간다. 이어서, 상기 밸브 피스톤(22)은 축방향으로 이동하고 그에 따라 상기 컨트롤 배브(20)를 통해서 압축된 유체의 유량이 제어된다. 게다가, 상기 레버(35)는 슬라이드 스위치(37)에 의해 동작하게 되는 록킹 수단(6)을 포함하는데, 상기 슬라이드 스위치(37)에 의하여 상기 태핏(36)은 상기 레버(35)를 따라서 상기 태핏(36)이 상기 슬라이드 부재(30)와 접촉할 수 없는 위치 1(Position 1)과 상기 태핏(36)이 상기 슬라이드 부재(30)를 작동시키는 위치 2(Position 2)로 이동가능하게 된다.

Claims (11)

  1. A) 구동 유닛(8)에 부착되어 압축된 유체 공급원(p)으로부터 구동 유닛(8)으로 흐르는 압축된 유체의 유량을 제어하는 컨트롤 밸브(20);
    B) 상기 컨트롤 밸브(20)를 작동시키는 제1컨트롤수단(3); 그리고
    C) 압축된 유체의 유량을 제어하는 제2컨트롤수단(4)을 포함하는 외과용 또는 치과용 구동 유닛의 동작 제어장치에 있어서:
    D) 상기 컨트롤 밸브(20)에 부착되어 적어도 3개의 위치(A; B; C)가 선택되도록 하는 컨트롤 스위치(2)를 더 포함하며;
    ⅰ) 위치 A에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기고 폐쇄되며;
    ⅱ) 위치 B에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기지 않고 상기 제1컨트롤수단(3)에 의하여 압축된 유체의 유량이 제어되며; 그리고
    ⅲ) 위치 C에서는, 상기 컨트롤 밸브(20)가 잠기지 않고 개방됨으로써 상기 제2컨트롤수단(4)에 의하여 압축된 유체의 유량이 제어됨을 특징으로 하는 수술실에서 사용 가능한 압축된 유체 공급원(p)에 의해 구동되는 외과용 또는 치과용 구동 유닛(8)의 동작 제어 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤 스위치(2)는,
    상기 컨트롤 밸브(20)가 오직 부분적으로만 열림으로써 상기 컨트롤 밸브(20)를 통한 유량이 최대 유량(R)보다 적은 허용유량(r)로 제한되는 네 번째 위 치 D를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 허용유량(r)은,
    상기 최대 유량(R)의 25% 내지 75% 범위 내임을 특징으로 하는 장치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤 스위치(2)는,
    r/R 비율이 연속적인 변동량을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 장치(1).
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤 스위치(2)는,
    r/R 비율이 계단식의 변동량을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 장치(1).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1컨트롤수단(3)은,
    손으로 제어가능하고, 상기 장치(1)에 탈부착가능한 작동수단(7)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치(1).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작동수단(7)은 가역적으로 잠기는 록킹 수단(6)을 구비함을 특징으로 하는 장치(1).
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2컨트롤수단(4)은 발에 의해 동작함을 특징으로 하는 장치(1).
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤 밸브(20)는,
    상기 컨트롤 스위치(2)가 위치C로 이동함에 따라 개방되지만 작동하지 않게됨을 특징으로 하는 장치(1).
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤 밸브(20)는,
    길이방향 축(23)을 가지는 밸브 본체(24)와,
    상기 컨트롤 밸브(20)를 잠그거나 또는 잠김이 해제되도록 하는 컨트롤 슬리브(21), 그리고
    압축된 유체의 유량을 제어할 수 있는 밸브 피스톤(22)을 구비함을 특징으로 하는 장치(1).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤(22)은,
    압축된 유체의 유량을 제어하기 위하여 상기 제1컨트롤수단(3)에 의하여 상기 길이방향 축(23)을 따라서 이동가능함을 특징으로 하는 장치(1).
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