KR101473506B1 - 치과용 회전 구동 절삭구 - Google Patents

Abstract

(과제) 파단되는 위치가 섕크측에 한정되고 또한 파단시까지의 수명이 연장되는 치과용 회전 구동 절삭구를 제공한다.

(해결 수단) 선단부측에 형성된 절삭부 (11) 와, 기단부(基端部)에 형성된 생크 (12) 와, 상기 절삭부 (11) 와 생크 (12) 사이에 형성된 네크부 (13) 를 갖는 치과용 회전 구동 절삭구에 있어서, 상기 네크부 (13) 가, 선단부측이 굵고 기단부측이 가는 테이퍼부 (13a) 와, 그 테이퍼부의 기단부측의 단부와 동일한 직경으로 일정한 굵기를 가진 스트레이트부 (13b) 를 갖는다. 테이퍼부의 가장 가는 부분에서 파단이 일어나지만. 이 부분이 스트레이트부이기 때문에, 수명을 연장할 수 있다.

치과용 회전 구동 절삭구

Description

치과용 회전 구동 절삭구{ROTARY DRIVE CUTTER FOR DENTISTRY}

본 발명은, 피소 리머나 게이트 드릴 등의 치과용 회전 구동되는 절삭구에 관한 것이다.

치과 치료에서는, 치아의 표면 및 근관(根管)에 형성된 상아질 등의 약간 경도가 높은 층을 절삭하는 경우가 있고, 이와 같은 층을 절삭하는 것을 목적으로 하여 피소 리머나 게이트 드릴 등의 치과용 회전 구동 절삭구가 사용되어 있다. 여기에서, 피소 리머(peeso reamer)와 게이트 드릴은, 선단부에 형성된 절삭날부의 형상이 상이할 뿐으로, 기본적인 구조나, 치아의 상아질을 절삭하는 기능은 동일하다.

피소 리머 혹은 게이트 드릴로서는, 특허문헌 1 (일본특허 제3375771호) 에 기재된 것이 공지된 것이다. 도 5 는, 특허문헌 1 에 기재된 피소 리머의 구성을 나타내는 도면이고, 도 6 은 도 5 의 I-I 선으로 절단한 확대 단면도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 피소 리머 (A) 에는 일방의 단부(端部)에서 소정 길이에 걸쳐 절삭날부 (1) 가 형성되고, 타방의 단부에는 소정의 길이를 가진 생크 (2) 가 형성되어 있다. 그리고 절삭날부 (1) 와 생크 (2) 사이에는 네크부 (3) 로 되어 있다.

도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 절삭날부 (1) 에는 복수 개 (도면에서는 3 개) 의 절삭날 (1a) 이 형성되고, 각각의 절삭날 (1a) 은 미리 설정된 비틀림각을 갖고 있고, 측면의 외관 형상은 스트레이트 형상으로 형성되어 있다.

피소 리머 (A) 는 도시하지 않은 핸드 피스 등의 회전 구동 장치의 척에 파지 되어 회전 조작된다. 이로 인해, 생크 (2) 는 스트레이트 형상으로 또한 척에 대응한 회전 방지부 (2a) 를 갖고 있다.

네크부 (3) 는 절삭날부 (1) 의 외경 및 생크 (2) 의 외경보다 작은 직경을 가진 스트레이트 형상으로 형성되고, 양단의 절삭날부 (1), 생크 (2) 와의 접속부는 소정의 곡률 반경을 가진 R 형상으로 형성되어 있다.

이상의 구성은 게이트 드릴의 경우도 동일하다. 단, 게이트 드릴의 경우, 도 5 에 나타내는 절삭날부 (1) 에 해당하는 부분은, 미리 설정된 비틀림각을 갖는 복수의 절삭날을 갖는 것은 동일하지만, 비틀림각 (절삭날과 축심이 이루는 각) 이 크고, 또한, 절삭날부의 외관 형상은 구 형상으로 형성되어 있는 구성이 피소 리머와 상이하다.

상기와 같이 형성된 피소 리머 (A) 는 오스테나이트계 스테인리스강으로 구성되어 있다. 오스테나이트계 스테인리스강은 녹슬지 않는 점에서는 우수하지만, 담금질 경화를 할 수 없다. 그로 인해, 특허문헌 1 에서는, 오스테나이트계 스테인리스강의 선재를 냉간으로 선인(線引) 가공하고, 결정 구조를 선의 축방향으로 가늘고 길게 늘린 화이버 구조로 하여 가공 경화시킨 것을 사용하고 있다. 이와 같은 화이버 구조로 함으로써, 소정의 경도, 예를 들어 Hv500 이상으로 설 정할 수 있다.

또 냉간 선인 가공하여 조직을 축방향으로 화이버 형상으로 신장시킴으로써, 굽힘 강도를 향상시킴과 함께 전체 길이에 걸쳐 편차가 없는 균일한 강도를 발휘시킬 수 있다. 그리고 상기 선재를 목적으로 하는 피소 리머 (A) 에 대응한 길이로 절단하여 소재로 하고, 그 소재를 기계 가공시킴으로써 피소 리머 (A) 를 구성하고 있다.

오스테나이트계 스테인리스강을 냉간 선인 가공하여 얻은 소재에서는, 동심원 형상의 경도 분포를 갖고 있다. 즉, 표면의 경도가 가장 높고, 중심을 향하여 서서히 경도가 낮아진다. 이로 인해, 절삭날부 (1) 와 생크 (2) 에서는 단단하고, 네크부 (3) 에서는 부드럽게 되어 있다.

상기와 같이 구성된 피소 리머 (A) 를 핸드 피스에 장착하여 근관의 절삭을 실시하는 경우, 네크부 (3) 가 다른 부분과 비교하여 유연하고 가늘기 때문에, 근관의 굴곡을 따라 용이하게 구부러지고, 구부러진 상태인 채로 회전시킨다. 이 회전에 의해 절삭날 (1a) 이 근관 내벽의 상아질을 절삭하여 소정의 치료를 실시한다. 피소 리머 (A) 는 구부러진 상태에서 회전하므로, 1 회의 회전으로 네크부 (3) 에는, 1 왕복의 굽힘이 가해지게 된다. 반복 사용함으로써 회전 회수 분의 반복 굽힘이 가해지고, 이로 인해 경도가 서서히 상승되고, 또한 굽힘 피로가 축적된다. 이로 인해, 결국 피소 리머 (A) 는 파단되는데, 네크부 (3) 가 가늘기 때문에 절삭날부 (1) 나 생크 (2) 에서는 파단되지 않아, 파단되는 장소는 네크부 (3) 로 한정할 수 있게 된다.

피소 리머 (A) 가 네크부 (3) 의 생크 (2) 에 가까운 위치에서 파단된 경우에는, 이 네크부 (3) 의 절단 단부는 근관으로부터 돌출되어 있으므로, 돌출된 부분을 플라이어 등으로 잡아 역회전시킴으로써 피소 리머 (A) 를 근관으로부터 뽑아낼 수 있다. 그러나, 절삭날부 (1) 에 가까운 위치에서 파단되면, 파단 부분이 근관 내로 들어가 잡을 수 없게 된다.

그래서, 도 7 에 나타내는 바와 같은 테이퍼 형상의 네크부 (5) 로 하는 것이 제안되어 있다. 이 네크부 (5) 는, 절삭날부 (1) 측이 굵고 생크 (2) 측이 가늘게 되어 있다. 가장 가는 부분 (5a) 은 생크 (2) 에 가까운 장소이다. 이 구성에 의해, 피소 리머 (A) 를 회전시켰을 때의 응력은 가는 부분 (5a) 에 집중되게 되고, 굽힘 피로가 축적되어 절단된 경우에 용이하게 뽑을 수 있다.

특허문헌 1 : 일본특허 제3375771호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상기의 종래 기술은, 네크부 (5) 에 테이퍼를 형성하지 않는 경우와 비교하여, 절단되기 쉬워진다는 문제가 있다.

본 발명은, 이 문제의 해결을 도모한 것으로, 파단되는 위치를 생크측에 한정할 수 있고, 또한, 절단되기 어려운 치과용 회전 구동 절삭구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 치과용 회전 구동 절삭구는, 선단부측에 형성된 절삭부와, 기단부(基端部)에 형성된 생크와, 상기 절삭부와 생크 사이에 형성된 네크부를 갖는 치과용 회전 구동 절삭구에 있어서, 상기 네크부가, 선단부측이 굵고 기단부측이 가는 테이퍼부와, 그 테이퍼부의 기단부측의 단부와 동일한 직경으로 일정한 굵기를 가진 스트레이트부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 스트레이트부와 상기 생크 사이에 생크부를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 형성하거나, 상기 절삭부와 상기 테이퍼부 사이에, 절삭부를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 형성한 구성으로 할 수 있다. 또, 소재가, 화이버 형상으로 신장시킨 오스테나이트계 스테인리스강으로 이루어지는 구성으로 해도 된다.

발명의 효과

본 발명의 치과용 회전 구동 절삭구는 만곡된 치아의 근관에 삽입되고, 만곡된 상태에서 회전하여 근관의 내벽을 절삭한다. 만곡된 상태에서 회전하므로, 테이퍼부에서는 반복 굽힘을 받아, 경도의 상승이나, 굽힘 피로가 축적되는데, 이들은 스트레이트부 전체에서 받게 된다. 그로 인해, 파단되는 위치를 테이퍼부의 가장 가는 지점에 한정할 수 있음과 함께, 또한, 파단에 이를 때까지의 수명을 길게 하는, 즉, 잘 파단되지 않는다는 우수한 효과를 발휘한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 치과용 회전 구동 절삭구의 실시형태를 첨부 도면을 참조 하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 피소 리머 (10) 의 요부를 나타내는 도면이다. 이 피소 리머 (10) 는, 선단에 스트레이트 형상의 절삭날부 (11) 를 갖고, 기단에는 생크 (12) 를 갖는다. 절삭날부 (11) 에는 복수의 절삭날 (11a) 이 형성되어 있다. 생크 (12) 에는, 도시되지 않았지만, 종래예의 회전 방지부 (2a) 와 동일한 회전 방지부가 형성되어 있다.

절삭날부 (11) 와 생크 (12) 사이는 네크부 (13) 인데, 이 네크부 (13) 에는 절삭날부 (11) 측이 두껍고, 생크 (12) 측이 가늘어지는 테이퍼부 (13a) 가 있다. 이상의 구성은, 도 7 에서 설명한 종래예와 동일하다. 본 발명의 경우에는, 테이퍼의 가장 가늘어지는 부분에, 스트레이트부 (13b) 를 형성하고 있는 것에 특징이 있다. 스트레이트부 (13b) 와 생크 (12) 의 접속부 (13c) 는 소정의 곡률 반경을 가진 R 형상으로 형성되어 있다. 동일한 접속부 (13d) 가 절삭날부 (11) 와 테이퍼부 (13a) 사이에도 형성되어 있다.

각 부의 길이에 대해 설명한다. 단, 이하에 나타내는 치수는 JIS 규격에 준한 일례로서, 이것에 한정되는 것이 아니다. 피소 리머 (10) 는, 이 실시예에서는 전체 길이가 32 ㎜ 이고, 절삭날부 (11) 의 길이는 8.5 ㎜, 생크 (12) 의 길이는 13 ㎜, 회전 방지부의 길이는 2.7 ㎜, 네크부 (13) 의 길이 (L1) 는 10.5 ㎜ 였다. 생크 (12) 의 직경 (D1) 은 2.35 ㎜ 이고, 절삭날부 (11) 의 직경 (D2) 은 0.85 ㎜ ∼ 1.85 ㎜ 까지 6 종류가 있다. 이상과 같은 각 부의 치수에 있어, 테이퍼부 (13a) 의 길이 (L2) 는 6.45 ∼ 7.2 ㎜ 이고, 두꺼운 부분의 직경이 절삭날부 (11) 의 직경에 따라 0.55 ∼ 1.05 ㎜ 까지 6 종류, 두꺼운 부분의 직 경과 가는 부분의 직경의 차는 0.04 ㎜, 스트레이트부 (13b) 의 길이 (L3) 는 1.0 ㎜ 였다. 또, 접속부 (13c) 의 길이 (L4) 는 2.8 ㎜, 접속부 (13d) 의 길이 (L5) 는 0.5 ∼ 1.25 ㎜ 였다.

도 7 에 나타내는 종래의 테이퍼 형상의 네크부 (5) 는, 가장 가늘어진 부분 (5a) 부터 R 형상의 접속부로 되어 있으므로, 가장 가는 부분 (5a) 은 축방향의 1 점에 한정되게 된다. 근관을 절삭하는 경우, 네크부 (5) 는 만곡된 상태에서 회전하는데, 이 때의 경도의 상승이나 굽힘 피로의 축적은, 이 가장 가는 1 점 부분에 집중한다. 따라서, 조기에 파단되기 쉬웠다.

이것에 대해, 본 발명에서는, 가장 가는 부분 또는 스트레이트부 (13b) 의 길이는 1.0 ㎜ 였다. 따라서, 경도의 상승이나, 굽힘 피로의 축적은 스트레이트부 (13b) 전체에 발생되어, 파단에 이를 때까지의 시간이 오래 걸리게 되었다.

도 2 는, 본 발명의 게이트 드릴 (20) 의 요부를 나타내는 도면이다. 이 게이트 드릴 (20) 은, 선단에 구 형상의 절삭날부 (21) 를 갖고, 기단에는 생크 (22) 를 갖는다. 절삭날부 (21) 에는, 복수의 절삭날 (21a) 이 형성되어 있다. 이 절삭날 (21a) 의 비틀림각 (절삭날과 축심이 이루는 각) 은 피소 리머 (10) 의 절삭날 (11a) 보다 크다. 도시되지 않았는데, 생크 (22) 에는, 종래예의 회전 방지부 (2a) 와 동일한 회전 방지부가 형성되어 있다. 도시된 실시예에서는, 절삭날부 (21) 와 네크부 (23) 사이에 소정의 곡률 반경을 가진 R 형상의 접속부는 없다.

절삭날부 (21) 와 생크 (22) 사이는 네크부 (23) 인데, 이 네크부 (23) 에는 절삭날부 (21) 측이 굵고, 생크 (22) 측이 가늘어지는 테이퍼부 (23a) 가 있는 것은, 도 7 에서 설명한 종래예와 동일하다. 그리고, 본 발명에서는, 테이퍼의 가장 가늘어지는 부분에, 스트레이트부 (23b) 를 형성하고 있다. 스트레이트부 (23b) 와 생크 (22) 의 접속부 (23c) 는 소정의 곡률 반경을 가진 R 형상으로 형성되어 있다. 그러나, 도시된 실시예에서는, 절삭날부 (21) 와 네크부 (23) 사이에 소정의 곡률 반경을 가진 R 형상의 접속부는 없다. 스트레이트부 (23b) 의 길이 (L3) 는, 도 1 의 피소 리머 (10) 의 경우와 동일하게 1 ㎜ 로 하였다.

또한, 이 L3 의 길이는, 너무 짧으면 충분한 우위성이 나오지 않아 여전히 파단되기 쉽고, 너무 길면 상대적으로 테이퍼부 (13a, 23a) 의 경사가 커지기 때문에, 테이퍼부 (13a, 23a) 와 스트레이트부 (13b, 23b) 의 경계에 응력이 집중되어쉽게 파단되어 버린다. L3 의 길이는 사용하는 기구나 사용 방법에 따라, 적절히 선택해야 하는데, 본건 발명자의 실험에 의하면, L3 이 0.5 ㎜ 초과이면 종래품과 비교하여 우위인 특성을 얻을 수 있고, 2 ㎜ 미만이면 테이퍼부 (13a, 23a) 의 경사는 그만큼 커지지 않아 파단되기 어려워질 수 있었다.

다음으로, 피로 파단 시험의 방법에 대해 설명한다.

치과용 회전 구동 절삭구에 만곡을 부여한 상태에서 회전시키고 매분 회전수를 상승시키면 결국 파단된다. 이 파단되었을 때의 매분 회전수와 수명 사이에 상관 관계가 있는 것을 알고 있다. 즉, 파단되는 회전수가 작은 경우에는 수명이 짧고, 파단되는 회전수가 큰 경우에는 수명이 길게 된다. 그래서, 이하와 같은 파단 시험을 실시하였다.

도 3 은 파단 시험의 조건을 설명하는 도면이고, 게이트 드릴 (20) 에서 설명하고 있는, 게이트 드릴 (20) 의 생크 (22) 를 파지하여 수평으로 유지하고, 선단으로부터 소정의 위치에 하중을 가하여 소정의 거리만큼 수직으로 압하시킨 상태에서 회전을 가하였다. 피소 리머 및 게이트 드릴의 길이는 32 ㎜ 이고, 직경은 절삭날부 (21) 의 직경을 나타내고, #1 이 Φ0.5 ㎜, #2 가 Φ0.7 ㎜, #3 이 Φ0.9 ㎜ 이었다.

선단으로부터 하중을 가하는 위치까지의 거리 (W) 는, 피소 리머의 경우에는, 모두 선단으로부터 4.5 ㎜ 의 위치로 하였다. 게이트 드릴의 경우에는, #1 은 1.5 ㎜, #2 는 1.7 ㎜, #3 은 1.9 ㎜ 로 하였다. 수직 방향으로 압하시킨 거리 (압입량) (S) 는 모두 2 ㎜ 로 하였다.

상기의 조건으로, 스트레이트부 (13b, 23b) 가 없는 종래품과, 스트레이트부 (13b, 23b) 가 형성된 본 발명품을 #1, #2, #3 의 각각으로 5 개씩 시험한 결과, 파단된 위치는 모두 스트레이트부 또는 테이퍼의 가장 가는 위치였다. 파단했을 때의 회전수를 표에 기재하였다.

도 4 는 파단 시험의 결과를 나타내는 표이다. 각 란에 기재된 숫자는 파단했을 때의 매분 회전수이다. 상측이 본 발명의 것, 하단이 종래의 것이다. 본 발명의 게이트 드릴의 가장 가는 #1 은, 매분 회전수가 10 만회에 이르러도 파단되지 않았다. 또, #1, #2, #3 모두, 본 발명의 스트레이트부를 형성한 구조의 수명이 길어져 있었다. 특히, 제일 가는 #1 에서는 그 경향이 현저하였다.

다음으로, 비틀림 파단 토크에 대해 설명한다.

일반적으로, 피로 파단 특성이 좋은 (=수명이 긴) 재질이면 강성이 약하므로, 최대 비틀림 토크는 작아지는 경향이 있는데, 이번에, 피로 파단 시험과 아울러 비틀림 파단 토크 시험을 실시한 결과, 비틀림 파단 토크 시험에 있어서도, 종래품과 거의 동등한 결과를 낼 수 있었다. 이유는, 소재를 오스테나이트계 스테인리스강으로 이루어지는 화이버 조직으로 한 것과, 응력이 스트레이트부 전체에 분산된 것에 의한 것으로 생각할 수 있다.

먼저, 기구의 단부를 강제(鋼製) 척에 장착하여 조인다. 다음으로 황동제 척에 반대측 단부를 유지시키고, 양 척의 중심이 동축 상에 있는 것을 확인하여 척을 조이고, 강제 척을 유지하여 구동하는 가역(可逆) 기어 모터를 1 분간 2 회전하도록 설정하고, 황동제 척측에 형성된 비틀림 저항 측정 장치에 의해, 파단될 때까지의 최대 비틀림 토크를 조사한다.

상기의 조건으로, 스트레이트부 (13b, 23b) 가 없는 종래품과, 스트레이트부 (13b, 23b) 가 형성된 본 발명품을 #1, #2, #3 의 각각으로 5 개씩 시험하였다. 피소 리머, 게이트 드릴의 양방에 있어서 #1, 2, 3 과도 종래품에 비해 동등하거나 약간 높은 결과가 되었다. 피소 리머의 #1 의 토크값은, 종래품 476 gcm, 본 발명품 493 gcm, 게이트 드릴 #1 의 토크값은 종래품 244 gcm, 본 발명품 250 gcm 이고, 본 발명품의 토크값은 종래품과 비교하여 1.03 배였다.

도 1 은 본 발명의 피소 리머의 요부를 나타내는 도면이다.

도 2 는 본 발명의 게이트 드릴의 요부를 나타내는 도면이다.

도 3 은 파단 시험의 조건을 설명하는 도면이다.

도 4 는 파단 시험의 결과를 나타내는 표이다.

도 5 는 특허문헌 1 에 기재된 피소 리머의 구성을 나타내는 도면이다.

도 6 은 도 5 의 I-I 선으로 절단한 확대 단면도이다.

도 7 은 종래의 피소 리머로서, 테이퍼 형상의 네크부를 갖는 것의 도면이다.

부호의 설명

10 피소 리머

11 절삭날부

11a 절삭날

12 생크

13 네크부

13a 테이퍼부

13b 스트레이트부

13c 접속부

13d 접속부

20 게이트 드릴

21 절삭날부

21a 절삭날

22 생크

23 네크부

23a 테이퍼부

23b 스트레이트부

23c 접속부

Claims (8)

1. 선단부측에 형성된 절삭부와, 기단부(基端部)에 형성된 생크와, 상기 절삭부와 생크 사이에 형성된 네크부를 갖는 피소 리머에 있어서, 상기 네크부가, 그 네크부의 선단부측에 위치하고, 선단부측이 굵고 기단부측이 가는 테이퍼부와, 그 테이퍼부의 기단부측의 단부와 동일한 직경으로 일정한 굵기를 갖고, 그 테이퍼부의 기단부측에 인접하고 길이가 0.5 ㎜ ~ 2.0 ㎜ 인 스트레이트부를 갖는 것을 특징으로 하는 피소 리머.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트레이트부와 상기 생크 사이에, 상기 생크를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 피소 리머.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 절삭부와 상기 테이퍼부 사이에, 상기 절삭부를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 피소 리머.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피소 리머가 화이버 형상으로 신장시킨 오스테나이트계 스테인리스강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피소 리머.
5. 선단부측에 형성된 절삭부와, 기단부(基端部)에 형성된 생크와, 상기 절삭부와 생크 사이에 형성된 네크부를 갖는 게이트 드릴에 있어서, 상기 네크부가, 그 네크부의 선단부측에 위치하고, 선단부측이 굵고 기단부측이 가는 테이퍼부와, 그 테이퍼부의 기단부측의 단부와 동일한 직경으로 일정한 굵기를 갖고, 그 테이퍼부의 기단부측에 인접하고 길이가 0.5 ㎜ ~ 2.0 ㎜ 인 스트레이트부를 갖는 것을 특징으로 하는 게이트 드릴.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 스트레이트부와 상기 생크 사이에, 상기 생크를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 게이트 드릴.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 절삭부와 상기 테이퍼부 사이에, 상기 절삭부를 향하여 서서히 굵어지는 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 게이트 드릴.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 게이트 드릴이 화이버 형상으로 신장시킨 오스테나이트계 스테인리스강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 게이트 드릴.

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