KR101546971B1 - 의료용 절삭구의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로, 정면까지 절삭날을 형성할 수 있는 의료용 절삭구의 제조 장치와 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 의료용 절삭구의 제조 장치는, 선단의 작업부에 복수의 절삭날을 갖는 스틸 버 등의 의료용 절삭구를 제조하는 장치로서, 스틸 버를 자유롭게 착탈할 수 있도록 유지하는 척을 구비한 주축부와, 그 주축부를 그 경사 각도를 변경 가능하도록 유지하는 주축 지지부와, 그 주축 지지부를 X, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 XY 테이블과, 상기 척에 유지된 의료용 절삭구의 작업부에 절삭날을 형성하는 회전 원판 형상의 지석을 가지며, 그 지석의 원판이 수평면 (XY 평면) 내에 있는 구성으로 하고 있다.

Description

의료용 절삭구의 제조 장치 및 제조 방법{MEDICAL CUTTING TOOL MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 카바이드버, 스틸 버, 피소 리머 혹은 게이트 드릴 등의 선단의 작업부에 경사진 절삭날을 갖는 치과용 절삭구나, 서디컬버 등의 의료용 절삭구의 제조 기술에 관한 것으로, 특히, 선단의 작업부에 절삭날을 형성하는 데 적합한 의료용 절삭구의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

도 6 은, 스틸 버 등의 선단의 작업부에 경사진 절삭날을 갖는 의료용 절삭구의 종래의 제조 장치와 제조 방법을 설명하는 도면이다.

워크가 되는 스틸 버 (10) 는, 가공 기계의 베드 (11) 상에 고정되어 있는 주축부 (12) 의 선단의 척 (13) 에 유지되어 있다. 주축부 (12) 의 내부에는, 스틸 버 (10) 를 척 (13) 에 부착하거나 떼어내는 척 조작부 (14) 가 있다. 스틸 버 (10) 는, 그 축을 수평으로 한 상태에서 주축부 (12) 에 척된다.

원판 형상의 회전 지석 (16) 은, 모터 (17) 의 회전축에 고정되고, 모터 (17) 는, 회전 지석 (16) 이 수평면에 대해 각도 α 가 되도록 장치의 프레임 (18) 에 지지되어 있다. 회전 지석 (16) 의 각도 α 는 자유롭게 조정할 수 있는 구성이다. 그리고, 모터 (17) 는, 프레임 (18) 의 상면 상을 a 방향으로 슬라이드함으로써, 스틸 버 (10) 의 선단에 있는 구 형상의 작업부 (10a) 에 소정의 리드각만큼 경사진 절삭날 (10b) 을 형성한다. 스틸 버 (10) 가 복수 매의 절삭날 (10b) 을 가지고 있는 경우에는, 1 매의 절삭날 (10b) 이 형성될 때마다, 스틸 버 (10) 를 칼날 1 매분에 상당하는 각도만큼 회전시켜, 원판 형상의 회전 지석 (16) 에 의해, 이하의 절삭날 (10b) 을 형성한다. 이것을 수회 반복함으로써, 절삭날 (10b) 의 형성이 완료된다.

도 7 은, 도 6 의 장치로 제조된 스틸 버의 선단부를 확대한 도면으로서, (a) 는 상면도, (b) 는 정면도이다. 이들의 도면에 나타내는 바와 같이, 스틸 버 (10) 의 선단의 작업부 (10a) 에는 리드각이 부착된 절삭날 (10b) 이 형성되어 있다.

그러나, 도 6 에 나타내는 종래의 제조 방법으로는, 원판 형상의 지석 (16) 은 화살표 a 의 방향으로 직선적으로 진퇴할 뿐이므로, 작업부 (10a) 의 정면 (頂面) 에는, 절삭날 (10b) 을 거의 형성할 수 없는 부분 (10c) 이 생긴다. 또한, 작업부 (10a) 는, 절삭날 (10b) 을 형성하기 전에는 거의 구 형상이었으나, 절삭날 (10b) 을 형성하는 과정에서, 구 형상으로부터 상당히 변형된 형상으로 되어 있다. 이것은, 지석 (16) 의 이동이 직선적이기 때문이다. 지석 (16) 을 원호 형상으로 이동하면, 정상면 (10c) 에도 절삭날 (10b) 을 형성할 수 있다.

그러나, 회전하는 지석 (16) 을 이동시키기 위해서는, 지석 (16) 의 슬라이딩부에 간극이 필요해지고, 이 간극에 의해 지석 (16) 에 울퉁불퉁한 부분이 발생하여 절삭날 (10b) 의 정밀도를 저하시킨다. 슬라이딩부의 제조 정밀도를 높임으로써 이 간극을 작게 할 수 있지만, 지석 (16) 의 이동에 조금이라도 간극이 있으면 이것이 울퉁불퉁해져, 연삭하는 절삭날 (10b) 의 형상 등에 영향을 미친다. 특히, 절삭날 (10b) 은 직경 0.5 ∼ 2.35㎜ 로 작기 때문에, 이 작은 간극에 의해, 도 7 에 나타내는 바와 같이 구 형상으로부터 크게 변형을 일으키는 것으로 생각할 수 있다.

또한, 직선적인 이동을 곡선적인 이동으로 하면, 더욱 슬라이딩부의 간극이 커지는 것으로 생각되어, 정확한 절삭날 (10b) 을 형성하는 것이 곤란해지는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하여, 정상면까지 정확한 절삭날을 형성할 수 있는 의료용 절삭구의 제조 장치와, 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 의료용 절삭구의 제조 장치는, 선단의 작업부에 복수의 절삭날을 갖는 의료용 절삭구를 제조하는 장치로서, 상기 의료용 절삭구를 자유롭게 착탈할 수 있도록 유지하는 척을 구비한 주축부와, 그 주축부를 그 경사 각도를 변경 가능하도록 유지하는 주축 지지부와, 그 주축 지지부를 X, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 XY 테이블과, 상기 척에 유지된 의료용 절삭구의 작업부에 절삭날을 형성하는 자유롭게 회전할 수 있는 원판 형상의 지석을 갖고, 그 원판 형상의 지석이 상기 X 축과 Y 축으로 획정되는 XY 평면과 평행한 평면 내에 있고, 상기 경사 각도가 상기 XY 평면과 상기 의료용 절삭구가 교차하는 각도인 것을 특징으로 하고 있다.

상기 XY 평면이 수평면인 구성으로 하거나, 상기 주축부가 상기 의료용 절삭구를 소정의 각도만큼 회전시키는 것이 가능한 구성으로 해도 된다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 의료용 절삭구의 제조 방법 은, 막대 형상의 축체의 선단에 작업부를 갖는 의료용 절삭구를, 상기 축체가 일정한 평면에 대해 소정의 각도만큼 경사지도록 유지하는 공정과, 상기 일정한 평면과 평행한 원판 형상의 지석을 고정된 위치에서 회전시키는 공정과, 상기 의료용 절삭구를 X, Y 축 방향으로 이동시켜 상기 지석에 의해 상기 작업부에 절삭날을 형성하는 공정을 갖고, 상기 일정한 평면이 상기 X 축과 Y 축으로 확정되는 XY 평면과 평행한 평면인 것을 특징으로 하고 있다.

상기 XY 평면이 수평면인 구성으로 하거나 상기 작업부가 거의 구 형상인 구성으로 하거나, 상기 의료용 절삭구를 상기 XY 평면 내에서 원호 형상으로 이동시킴으로써 상기 절삭날을 형성하는 구성으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 경사진 절삭날을 갖는 의료용 절삭구를 제조하는 경우, 의료용 절삭구를 경사시키고, 지석을 일정한 평면 내에 유지하므로, 지석을 이동시킬 필요가 없고, 의료용 절삭구를 이동시키면 작업부의 선단까지 절삭날을 형성할 수 있다. 즉, 회전하는 지석을 이동할 필요가 없고, 지석의 울퉁불퉁함에 의한 작업부의 형상 변화를 방지할 수 있는 우수한 효과를 발휘한다. 또한, 회전하는 지석을 직교하는 X, Y 축 쌍 방향으로, 평면적으로 이동시키는 구성에 비해, 의료용 절삭구의 제조 장치의 구성을 간단하게 할 수 있어, 비용의 저감을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 의료용 절삭구의 제조 장치의 요부 구성을 모식적으로 나타내는 도면으로서, (a) 는 정면도, (b) 는 평면도이다. 이하에서는, 의료용 절삭구로서 스틸 버를 예시하고 있다. 이 도면에 기재하고 있는 바와 같이, 본 발명의 의료용 절삭구의 제조 장치 (100) 는, 주축부 (110) 와, 이 주축부 (110) 를 지지하는 주축 지지부 (120) 와, 주축 지지부 (120) 를 X, Y 방향으로 이동시키는 XY 테이블 (130) 과, 회전 지석부 (140) 로 구성된다.

주축부 (110) 에는 척 (112) 이 있고, 주축부 (110) 내부에 형성된 클램프 장치 (113) 가 파이프 (113a) 로부터 공급되는 고압 유체에 의해 구동되어, 워크가 되는 스틸 버 (20) 를 착탈할 수 있다.

주축 지지부 (120) 는, 주축부 (110) 를 수평 방향에 대해 임의의 각도로 경사시킬 수 있는 기구에 의해 주축부 (110) 를 지지하고 있다. 이와 같은 기구로서는, 톱니바퀴 기구나, 유체 실린더를 사용한 기구나, 나사축 등 여러 가지 기구를 채용할 수 있다.

주축부 (110) 의 후단에는 구동부 (114) 가 있고, 여기에 내장된 모터 및 주축부 (110) 와 주축 지지부 (120) 를 연결하는 기구에 의해, 주축부 (110) 와 베드 (101) 가 이루는 각도 α 을 원하는 값으로 변경할 수 있다. 주축 지지부 (120) 에는 도시하지 않은 각도 표시기가 형성되어, 각도 α 의 값을 판독할 수 있도록 되어 있다. 구동부 (114) 로서 유체 실린더를 이용해도 된다.

XY 테이블 (130) 은, 베드 (101) 상에 고정시켜 설치해 두고, 도시하지 않지만 컴퓨터 등을 이용한 제어 장치에 의해 미리 설정된 곡선을 따라 주축 지지부 (120) 를 수평면 내에서 X, Y 방향으로 이동시킨다. XY 테이블 (130) 의 구성, 컴퓨터에 의한 제어 등은, 나사축 등의 공지된 방법에 의한 것이다. 본 발명에서의 이동 거리는, 스틸 버 (20) 의 작업부 (22) 의 길이 정도이고, 구형 내지 짧은 원통형이며, 비교적 작은 거리여도 된다.

회전 지석부 (140) 는, 원판 형상의 지석 (141) 과 이 지석 (141) 을 회전시키는 모터 (142) 를 갖고, 모터 (142) 는 장치의 프레임 (143) 에 고정되어 있다. 장치의 프레임 (143) 은 베드 (101) 에 고정되어 있다. 지석 (141) 의 원판은, 상기 XY 평면과 평행한 수평면 내에 있다.

지석 (141) 과 대향하는 위치에 누름 부재 (150) 가 형성되고, 선단의 누름판 (151) 이 스틸 버 (20) 의 가공부에 가볍게 접촉하여, 회전 지석의 힘으로 스틸 버 (20) 가 구부러지거나 떨어지지 않도록 억제하고 있다.

도 2 는 본 발명의 스틸 버의 도면으로서, (a) 는 정면도, (b) 는 (a) 의 A-A 단면도이다. 도 2 의 스틸 버 (20) 는, 기단측의 손잡이부 (21) 와, 선단의 작업부 (22) 와, 이 작업부 (22) 에 형성된 복수의 절삭날 (22a) 과, 작업부 (22) 와 손잡이부 (21) 사이의 테이퍼 형상의 중간부 (23) 를 갖는다. 스틸 버 (20) 의 소재로서는, 통상적인 공구강이어도 되지만, 스테인리스 스틸을 사용할 수 있다. 오스테나이트계 스테인리스 스틸인 경우는, 열처리에 의해 경화되지 않으므로, 신선 (伸線) 가공하여 파이버 조직이 된 것을 사용한다. 신선 가공에 의해, 가공 경화되어, 치아의 상아질을 연삭하기에는 충분한 경도를 얻을 수 있다.

손잡이부 (21) 는, 핸드 피스에 접속되는 부착부 (21a) 와, 회전 기구가 파 지하기 위한 스트레이트부 (21b) 를 갖는다. 부착부 (21a) 는, 회전 정지 기능을 구비하기 때문에 이형 형상으로 되어 있다. 작업부 (22) 는 구형으로서, 주위에 다수의 원호 형상의 절삭날 (22a) 이 형성되어 있다. 절삭날 (22a) 은, 작업부 (22) 에 거의 나선 형상으로 형성되어 있다.

도 3 은 본 발명에 의한 워크의 연삭 방법을 설명하는 도면으로서, (a) 는 도 1 의 스틸 버 (20) 의 선단부를 확대한 도면이고, (b) 는 (a) 의 상방에서 본 도면으로서, 스틸 버 (20) 의 이동 방법을 설명하는 도면이다.

도 3 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 스틸 버 (20) 는, 그 축이 XY 평면 혹은 수평면에 대해 각도 α 가 되도록 주축부 (110) 에 유지되어 있다. 이 각도 α 는 스틸 버 (20) 의 절삭날 (22a) 의 리드각과 동일하고, 설계 단계에서 결정되며, 구동부 (114) 의 모터가 회전함으로써, 주축부 (110) 와 주축 지지부 (120) 의 각도를 변경함으로써 이루어진다. 오퍼레이터는 주축 지지부 (120) 에 형성된 각도 표시기에 의해 각도를 확인할 수 있다. 한편, 원판 형상의 지석 (141) 은 수평으로 유지되고, 모터 (142) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있지만, 모터 (142) 는 일정한 위치에 고정되어 있다.

XY 테이블 (130) 이 스틸 버 (20) 를 도 1 에 나타내는 X 방향으로 이동시키면, 지석 (141) 이 작업부 (22) 를 연삭하여 절삭날 (22a) 을 형성한다. 이 때, 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 제어장치에 의해 스틸 버 (20) 를 X 방향뿐만 아니라 Y 방향으로도 이동시켜 작업부 (22) 가 22' 로부터 22" 로 원호 형상으로 이동되도록 제어한다. 이와 같은 이동 방법은, 공지된 NC 공작 기계의 제어 장치를 적용함으로써 가능해진다.

스틸 버 (20) 가 지석 (141) 의 중심축과 동심의 원호 상을 거의 1/4 둘레 이동함으로써, 작업부 (22) 의 정점에서부터 중간부 (23) 와의 접속부까지 절삭날 (22a) 을 형성할 수 있다. 그 동안 지석 (141) 은 고정된 위치에서 모터 (142) 에 의해 회전하고 있다.

이 때, 이동하는 것이 지석 (141) 이 아니라, 스틸 버 (20) 를 지지하는 XY 테이블인 것이 중요하다. 지석 (141) 이든, XY 테이블 (130) 이든 이동이 가능하도록 하기 위해서는, 상기 서술한 바와 같이 슬라이딩부에 간극이 필요하게 된다. 그러나, 스틸 버 (20) 측은 회전하지 않고 정지되어 있으므로, 자중이나 지석 (141) 에 의한 연삭시의 부하에 의해, 간극의 일방에 모이게 되어 울퉁불퉁함이 없는 상태가 된다. 한편, 회전하는 지석 (141) 의 지지부에 간극이 있으면, 지석 (141) 의 회전에 의한 진동이 발생한다. 이 진동에 의해, 지석 (141) 의 연마면이 진동하여, 정확한 연삭을 할 수 없게 되기 때문이다.

1 매의 절삭날 (22a) 이 연삭되면, 스틸 버 (20) 를 칼날의 1 매 분만큼 회전시켜 다음의 절삭날을 형성한다. 이것을 수회 회전 반복하여 스틸 버 (20) 의 절삭날 (22a) 이 전부 형성되게 된다. 본 발명의 제조 장치 (100) 에 의하면, 이 척 (112) 의 날의 1 매분의 회전도 제어 장치로 자동적으로 실시할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 연삭 방법에 의해 형성된 스틸 버 (20) 의 선단 부분을 확대한 도면으로서, (a) 는 상면도, (b) 는 정면도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 작업부 (22) 에는 8 매의 절삭날 (22a) 이 형성되어 있는데, 각 절삭날 (22a) 은 작업부 (22) 의 정상점까지 이르러 있다. 또한, 작업부 (22) 는, 절삭날 (22a) 의 형성 전의 구형의 형상을 유지하고 있다.

본 발명에서는, 주축부 (110) 에 의해 스틸 버 (20) 를 경사시켜, 주축부 (110) 를 움직이게 함으로써 작업부 (22) 에 절삭날 (22a) 을 형성할 수 있다. 한편, 회전 지석부 (140) 는, 고정된 위치에서 지석 (141) 을 회전시키고 있으면 되어, 이동시킬 필요가 없다. 모터 (142) 를 구비한 회전 지석부 (140) 를 경사시키고, 또한, X, Y 축 쌍방으로 자유롭게 이동할 수 있도록 형성하는 구성은, 간극을 작게 하기 위해 고정밀도가 요구되어 구성이 복잡해진다. 그러나, 회전시킬 필요가 없는 주축부 (110) 를 X, Y 축 방향으로 이동시키는 구성은 비교적 간단하게 할 수 있다. 따라서, 의료용 절삭구의 제조 장치의 구조를 단순화시켜, 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.

도 5 는, 도 2 에 나타내는 본 발명의 스틸 버 (20) 로 충치 (30) 를 절삭하는 상태를 나타내는 도면이다. 충치 (30) 의 잇몸으로부터 돌출된 부분의 표면은 에나멜질 (31) 로 덮여 있고, 그 아래에 상아질 (32) 이 있다. 상아질 (32) 의 내부에 치수 (33) 가 있다. 충치의 치료에서는, 우식부를 삭제하지만, 이 예에서는 우식부는 에나멜질 (31) 의 부분으로부터 상아질 (32) 의 중간까지 진행되어 있지만, 치수 (33) 에는 이르지 않았다. 그래서, 상아질 (32) 의 우식부를 제거하여 구멍 (34) 을 형성한다. 이 때, 스틸 버 (20) 의 작업부 (22) 가 거의 구형이 되어 있으므로, 구멍 (34) 의 저부에 확개부 (34a) 를 형성하 는 것을 용이하게 할 수 있게 된다. 이와 같이 확개부 (34a) 를 형성함으로써 봉이 앵커 효과에 의해 잘 빠지기 않게 된다.

종래의 스틸 버 (10) 로는, 작업부 (10a) 는 구형이 상당히 무너져 있었으므로 이 확개부 (34a) 를 형성하기 어려웠다. 이에 대해, 본 발명의 스틸 버 (20) 로는 이 확개부 (34) 를 형성하기 쉬워지는 효과도 있다.

이상의 실시예에 있어서, 작업부 (22) 가 구형인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 작업부가 구형인 것에 한정되지 않고, 원통 형상인 것 등에도 적용 가능하다.

또한, XY 평면이 수평면인 것으로 설명하였으나, XY 평면을 수평면에 직각인 수직면으로 해도 되고, 임의의 각도로 해도 되는 것은 자명하다.

도 1 은 본 발명의 의료용 절삭구의 제조 장치의 요부 구성을 모식적으로 나타내는 도면으로서, (a) 는 정면도, (b) 는 평면도이다.

도 2 는 본 발명의 스틸 버의 도면으로서, (a) 는 정면도, (b) 는 (a) 의 A－A 단면도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 워크의 연삭 방법을 설명하는 도면으로서, (a) 는 도 1 의 스틸 버의 선단부를 확대한 도면이고, (b) 는 (a) 의 상방에서 본 도면으로서, 스틸 버의 이동 방법을 설명하는 도면이다.

도 4 는 본 발명의 연삭 방법에 의해 형성된 스틸 버의 선단부분을 확대한 도면으로서, (a) 는 상면도, (b) 는 정면도이다.

도 5 는 본 발명의 스틸 버로 충치를 절삭하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 6 은 스틸 버 등의 선단의 작업부에 경사진 절삭날을 갖는 의료용 절삭구의 종래의 제조 장치와 제조 방법을 설명하는 도면이다.

도 7 은 도 6 의 장치로 제조된 스틸 버의 선단부를 확대한 도면으로서, (a) 는 상면도, (b) 는 정면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100. 의료용 절삭구의 제조 장치 110. 주축부

120. 주축 지지부 130. XY 테이블,

140. 회전 지석부 150. 누름 부재

Claims (7)

1. 선단의 작업부에 복수의 절삭날을 갖는 의료용 절삭구를 제조하는 장치로서, 상기 의료용 절삭구를 자유롭게 착탈할 수 있도록 유지하는 척을 구비한 주축부와, 그 주축부를 그 경사 각도를 변경 가능하도록 유지하는 주축 지지부와, 그 주축 지지부를 X, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 XY 테이블과, 상기 척에 유지된 의료용 절삭구의 작업부에 절삭날을 형성하는 원판 형상의 지석을 갖고, 그 원판 형상의 지석이 고정 위치에서 회전하도록 배치됨과 함께 상기 X 축과 Y 축으로 획정되는 XY 평면과 평행한 평면 내에 있고, 상기 경사 각도가 상기 XY 평면과 상기 의료용 절삭구가 교차하는 각도이고, 연삭시에 상기 의료용 절삭구가 회전하지 않고 정지되어 있고, 또한, 상기 XY 면내에서 원호상으로 이동함으로써 절삭날을 연삭하는 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 XY 평면이 수평면인 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주축부가 상기 의료용 절삭구를 소정의 각도만큼 회전시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 장치.
4. 막대 형상의 축체의 선단에 작업부를 갖는 의료용 절삭구를, 상기 축체가 일정한 평면에 대해 소정의 각도만큼 경사지도록 유지하는 공정과, 상기 일정한 평면과 평행한 원판 형상의 지석을 고정된 위치에서 회전하는 공정과, 상기 의료용 절삭구를 X, Y 축 방향으로 원호상으로 이동시켜 상기 지석에 의해 상기 작업부에 절삭날을 형성하는 공정을 갖고, 상기 일정한 평면이 상기 X 축과 Y 축으로 획정되는 XY 평면과 평행한 평면이고, 연삭시에 상기 의료용 절삭구가 회전하지 않고 정지되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 XY 평면이 수평면인 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 작업부가 구 형상인 것을 특징으로 하는 의료용 절삭구의 제조 방법.
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