KR101886794B1

KR101886794B1 - 다단계 토크조절 드라이버

Info

Publication number: KR101886794B1
Application number: KR1020170002152A
Authority: KR
Inventors: 진상철; 정규성; 허성민
Original assignee: 진상철
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2018-08-08
Also published as: KR20180081213A

Abstract

본 발명은 드라이버의 회전력을 소정 회전력으로 제한할 수 있는 토크조절 드라이버에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 각 시술과정에 맞는 드라이버의 회전력을 미리 다수 단계로 설정해 놓고, 시술 진행시 하나의 토크조절 드라이버를 사용해 각 시술에 필요한 회전력을 보다 빠르게 다수 단계로 조절하여 사용할 수 있는 다단계 토크조절 드라이버에 관한 것으로,
본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버는, 전방에는 공구팁(2)이 탈부착가능하게 삽입 결합되는 공구팁 삽입홈(11)이 소정깊이로 구비되는 팁 홀더 회전축(10); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 팁 홀더 회전축(10)과 함께 회전하게 결합되며, 후방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제1볼 안착홈(21)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제1볼 안착홈(21)에는 제1슬립볼(22)이 안착되는 토크전달 베어링(20); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 토크전달 베어링(20)의 후방에 구비되며, 전방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제2볼 안착홈(31)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제2볼 안착홈(31)에는 제2슬립볼(32)이 안착되고, 후방에는 소정깊이의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)이 구비되는 과토크슬립 베어링(30); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 과토크슬립 베이링의 후방에 위치하며, 전방부가 상기 과토크슬립 베어링(30)의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)에 삽입결합되어 외측면이 상기 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)의 내주면에 밀착되게 구비되는 원웨이클러치(40); 전방에는 소정깊이의 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)이 구비되는 원통형의 전방 하우징(52)이 마련되며, 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)에는 상기 원웨이클러치(40)의 후방부가 삽입결합되어 상기 원웨이클러치(40)의 외측면이 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)의 내주면에 밀착되고, 상기 전방 하우징(52)의 전방면은 상기 과토크슬립 베어링(30) 후방면과 밀착하여 상기 과토크슬립 베어링(30)과 함께 회전하게 구비되며, 상기 전방 하우징(52)의 후방면의 중앙에는 소정길이로 회전로드(53)가 구비되는 가동회전축(50); 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 전방 하우징(52)의 후측면에 밀착되게 구비되며, 후방에는 소정깊이의 탄성스프링 전방 안착홈(61)이 마련되는 탄성 스프링 전방 밀착구(60); 코일 스프링으로 형성되며, 코일 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 전방이 상기 탄성 스프링 전방 안착홈에 삽입안착되는 탄성 스프링(62); 및, 상기 탄성 스프링(62)을 단계적으로 압착시켜, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)가 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52)을 밀착시키는 밀착력을 단계적으로 조절하는 토크 단계 조절부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다단계 토크조절 드라이버{ Multistage Torque adjustment Driver}

본 발명은 드라이버의 회전력을 소정 회전력으로 제한할 수 있는 토크조절 드라이버에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 각 시술과정에 맞는 드라이버의 회전력을 미리 다수 단계로 설정해 놓고, 시술 진행시 하나의 토크조절 드라이버를 사용해 각 시술에 필요한 회전력을 보다 빠르게 다수 단계로 조절하여 사용할 수 있는 다단계 토크조절 드라이버에 관한 것이다.

일반적으로 의료용으로 사용되는 토크 드라이버는 외과, 정형외과, 치과 등에서 시술 중 주로 시술용 체결나사를 조여주는데 사용하는 수술용 공구 중 하나이다.

종래 토크 드라이버는, 시술의 편리성을 위해 한 손으로 조작가능한 장점은 있었으나, 체결나사를 조이는 과정에서 시술자의 경험치에 의한 숙련도에 따라 체결나사의 체결토크가 매번 달라져 여러 체결나사를 동일한 토크로 체결하기 어려운 문제점이 있었으며, 체결나사를 최대로 조이는 과정에서 너무 과도하게 힘을 주게 되면 연골이나 신경을 건드려 의료사고를 유발하게 되는 문제점이 있었다.

이에, 공개특허 제10-2009-0129232호(발명의 명칭:'토크 측정용 수동 드라이버')에서는, 체결토크를 시술자가 확인하면서 적절한 체결토크를 유지할 수 있도록 하는 토크 측정용 수동 드라이버를 개시하고 있으나, 나사를 조이는 작업을 하는 과정에서 토크를 측정하여 확인하는 과정이 매우 번거로운 문제점이 있으며, 빠른 시술을 요구하는 수술과정에서 시술자가 지속적으로 체결토크를 매번 확인하며 나사를 체결하기가 용이하지 못하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해, 등록특허 제10-1632661호(발명의 명칭:'접촉식 슬립토크 조절기능을 갖는 토크 리미트 드라이버')에서는, 토크조절나사부를 통해 드라이버의 체결토크를 소정 토크 내로 설정할 수 있게 하고, 나사 체결과정에서 시술자가 토크조절나사부를 통해 미리 설정된 소정 토크를 넘어서는 과도한 토크를 가하는 경우에는, 한 쌍의 엑시얼볼베어링에 전달되는 과도한 토크에 의해 상기 한 싸의 엑시얼볼베어링 사이에 슬립현상이 발생하면서 체결나사로 과도한 토크가 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있으나, 시술부위에 따라 필요 최대 토크가 매번 달라지는 수술과정의 경우, 하나의 소정 토크만을 미리 설정하여 과토크를 방지하도록 하기 위해서는, 세밀한 토크조절나사부의 조절을 통한 최대 토크 설정과정을 매번 실시해야 하는 번거로움이 있으며, 시술부위에 따라 매번 다른 체결토크를 요구하는 경우, 시술자가 매번 최대 토크를 세밀하게 설정하기가 용이하지 못한 문제점이 있고, 특히, 빠른 시술을 요구하는 경우에, 상기 필요 최대 토크 설정과 함께, 빠른 나사 체결을 위해서, 비숙련자가 드라이버를 안정적으로 빠르게 회전시키면서 나사 체결하기 어려운 문제점이 있다.

공개특허 제10-2009-0129232호(발명의 명칭:'토크 측정용 수동 드라이버') 등록특허 제10-1632661호(발명의 명칭:'접촉식 슬립토크 조절기능을 갖는 토크 리미트 드라이버')

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 각 시술과정에 맞는 최대 체결 토크를 토크 드라이버에 미리 다수 단계로 설정해 놓고, 비숙련자도 시술 진행시, 하나의 토크 드라이버를 사용해 각 시술마다 매번 달라지는 필요 최대 토크를 보다 빠르게 다수 단계로 조절하여 사용할 수 있도록 하고,

특히, 빠른 시술을 요구하는 경우에, 최대 허용 체결토크의 빠른 다수 단계 조절과 함께, 시술자가 실제 드라이버를 회전시키는 것 보다 더 빠르게 배속 회전시켜 나사를 체결할 수 있게 하여 신속한 시술을 용이하게 행할 수 있도록 한다.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 전방에는 공구팁(2)이 탈부착가능하게 삽입 결합되는 공구팁 삽입홈(11)이 소정깊이로 구비되는 팁 홀더 회전축(10); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 팁 홀더 회전축(10)과 함께 회전하게 결합되며, 후방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제1볼 안착홈(21)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제1볼 안착홈(21)에는 제1슬립볼(22)이 안착되는 토크전달 베어링(20); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 토크전달 베어링(20)의 후방에 구비되며, 전방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제2볼 안착홈(31)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제2볼 안착홈(31)에는 제2슬립볼(32)이 안착되고, 후방에는 소정깊이의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)이 구비되는 과토크슬립 베어링(30); 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 과토크슬립 베이링의 후방에 위치하며, 전방부가 상기 과토크슬립 베어링(30)의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)에 삽입결합되어 외측면이 상기 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)의 내주면에 밀착되게 구비되는 원웨이클러치(40); 전방에는 소정깊이의 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)이 구비되는 원통형의 전방 하우징(52)이 마련되며, 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)에는 상기 원웨이클러치(40)의 후방부가 삽입결합되어 상기 원웨이클러치(40)의 외측면이 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)의 내주면에 밀착되고, 상기 전방 하우징(52)의 전방면은 상기 과토크슬립 베어링(30) 후방면과 밀착하여 상기 과토크슬립 베어링(30)과 함께 회전하게 구비되며, 상기 전방 하우징(52)의 후방면의 중앙에는 소정길이로 회전로드(53)가 구비되는 가동회전축(50); 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 전방 하우징(52)의 후측면에 밀착되게 구비되며, 후방에는 소정깊이의 탄성스프링 전방 안착홈(61)이 마련되는 탄성 스프링 전방 밀착구(60); 코일 스프링으로 형성되며, 코일 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 전방이 상기 탄성스프링 안착홈에 삽입안착되는 탄성 스프링(62); 및, 상기 탄성 스프링(62)을 단계적으로 압착시켜, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)가 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52)을 밀착시키는 밀착력을 단계적으로 조절하는 토크 단계 조절부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단계 토크조절 드라이버(1)를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)에 있어서, 상기 토크 단계 조절부(70)는, 전방에는 소정깊이의 탄성스프링 후방 안착홈(72)이 마련되며, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 탄성스프링 후방 안착홈(72)에 상기 탄성 스프링(62)의 후방이 삽입안착되고, 외주면에는 소정깊이의 안내홈(73)이 형성되는 탄성 스프링 후방 밀착구(71); 내부 중공의 링 형태로 형성되며, 내부에는 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60), 탄성 스프링(62) 및, 탄성 스프링 후방 밀착구(71)가 구비되고, 좌, 우측에는 소정길이의 나선으로 한 쌍의 볼 이동 안내공(75)이 서로 대향되게 형성되며, 상기 볼 이동 안내공(75)에는 소정간격을 두고 다수의 볼 안착공(76)이 구비되며, 상기 다수의 볼 안착공(76)의 사이에는 볼 걸림턱(77)이 구비되는 토크조절 가이드부(74); 내부 중공의 링 형태로 형성되어 상기 토크조절 가이드부(74)의 외측 둘레에 접하게 구비되며, 좌, 우측에는 소정길이의 직선으로 한 쌍의 볼 이동 안내홈(79)이 서로 대향되게 형성되는 토크조절 링(78); 및, 상기 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)의 좌, 우측에 서로 대향되게 구비되는 한 쌍의 토크조절 볼(80);을 포함하여 형성되며, 상기 한 쌍의 토크조절 볼(80)의 일측은 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)에 접하고, 타측은 상기 토크조절 가이드부(74)의 볼 이동 안내공(75)을 관통하여 상기 토크조절 링(78)의 볼 이동 안내홈(79)에 접하게 마련될 수 있고,

바람직하게는, 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방에 결합되어 상기 가동회전축(50)을 소정 배속으로 회전시키는 가동회전축 배속 회전부(90);를 더 포함하여 형성될 수 있으며,

좀 더 바람직하게는, 상기 가동회전축 배속 회전부(90)는, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하고, 후측면에는 소정간격을 두고 세개의 유성기어 회전축 고정홈(92)이 구비되는 유성기어 고정구(91); 전방은 상기 유성기어 고정구(91)의 내부 중공을 관통한 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방 단부에 고정결합되고, 후방에는 소정 반경의 썬기어(94)가 고정결합되는 썬기어 회전축(93); 내부 중공의 링 형태으로 형성되며, 내부에는 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53), 유성기어 고정구(91) 및, 썬기어 회전축(93)이 구비되고, 후방 내주면에는 기어 링(96)이 구비되는 드라이버 회전링(95); 상기 드라이버 회전링(95) 내부에 구비되며, 각 일측은 상기 유성기어 고정구(91)의 유성기어 회전축 고정홈(92)에 고정결합되는 세 개의 유성기어 회전축(97); 및, 상기 유성기어 회전축(97)의 타측에 회전가능하게 결합되며, 상기 드라이버 회전링(95)의 기어 링(96)과 상기 썬기어 회전축(93)의 썬기어(94)의 사이에 개재되어 상기 드라이버 회전링(95)의 회전시 상기 썬기어(94)를 소정 회전수로 회전시키는 세 개의 유성기어(98);를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버는, 각 시술과정에 맞는 최대 체결 토크를 토크조절 드라이버에 미리 다수 단계로 설정할 수 있어 비숙련자도 시술 진행시, 하나의 토크조절 드라이버를 사용해 각 시술마다 매번 달라지는 필요 최대 토크를 보다 빠르게 다수 단계로 조절하여 사용할 수 있고,

특히, 빠른 시술을 요구하는 경우에, 최대 허용 체결토크의 빠른 다수 단계 조절과 함께, 시술자가 실제 드라이버를 회전시키는 것 보다 더 빠르게 배속 회전시켜 나사를 체결할 수 있어 신속한 시술을 용이하게 행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버를 나타내는 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버를 나타내는 분해 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버를 나타내는 종 단면도;
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버에 있어서, 토크 단계 조절부의 작동을 나타내는 작동 상태도;
도 6은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버에 있어서, 조임 회전력의 전달과정을 나타내는 종 단면도; 및,
도 7은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버에 있어서, 풀림 회전력의 전달과정을 나타내는 종 단면도;이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 다단계 토크조절 드라이버(1)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)를 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)를 나타내는 단면도이다.

또한, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)에 있어서, 토크 단계 조절부(70)의 작동을 나타내는 작동 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)에 있어서, 조임 회전력의 전달과정을 나타내는 종 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)에 있어서, 풀림 회전력의 전달과정을 나타내는 종 단면도이다.

본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 크게, 공구팁(2)이 전방에 탈착가능하게 결합되는 팁 홀더 회전축(10)과, 상기 팁홀더 회전축(10)에 회전력을 전달하는 토크전달 베어링(20)과, 소정 회전력보다 큰 회전력이 걸리는 경우, 슬립을 발생시켜 과토크 전달을 방지하는 과토크슬립 베어링(30)과, 과토크 슬립상태에서도 나사를 풀 수 있도록 풀림 방향으로만 회전력을 상기 팁홀더 회전축(10)에 전달하는 원웨이클러치(40)와, 조임 회전력을 상기 과토크 슬립 베어링(30)을 통해 상기 팁 홀더 회전축(10)에 전달하거나 풀림 회전력을 상기 원웨이클러치(40)를 통해 상기 팁 홀더 회전축(10)에 전달하는 가동회전축(50)과, 상기 가동회전축(50)이 전달하는 회전력을 조절하는 탄성 스프링 전방 밀착구(60) 및 탄성 스프링(62)과, 상기 탄성 스프링(62)을 소정의 다수 단계를 거치면서 단계적으로 압착시켜, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)가 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52)을 밀착시키는 밀착력을 단계적으로 조절하는 토크 단계 조절부(70)를 포함하여 형성된다.

상기 팁 홀더 회전축(10)은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 소정길이의 원통형 막대 형상으로 형성되며, 전방에는 공구팁(2)이 탈부착가능하게 삽입 결합되는 공구팁 삽입홈(11)이 소정깊이로 구비된다. 상기 공구팁 삽입홈(11)에 삽입되는 공구팁(2)의 후방 둘레에는 팁 고정볼(4)이 끼워져 결합되게 팁 고정홈(3)이 구비되고, 상기 공구팁 삽입홈(11)의 좌, 우 양측에는 볼 고정공(12)이 구비되어 상기 팁 고정볼(4)이 상기 볼 고정공(12)에 관통결합되며, 상기 팁 홀더 회전축(10)의 전방 외측에는 전방 가압 스프링(6)의 가압력을 받아 상기 볼 고정공(12)을 관통한 팁 고정볼(4)을, 공구팁 삽입홈(11)에 후방이 삽입된 공구팁(2)의 고정홈(3) 측으로 가압시켜, 상기 공구팁(2)을 상기 공구팁 삽입홈(11)에 고정시키는 공구팁 고정 하우징(5)이 마련된다. 상기 공구팁(2)을 공구팁 삽입홈(11)에서 분리시킬 경우에는, 사용자가 상기 공구팁 고정 하우징(5)을, 전방 가압 스프링(6)의 가압력 보다 큰 힘으로 후퇴시켜, 공구팁 고정홈(3)에 가압 삽입된 팁 고정볼(4)의 일측을 상기 공구팁 고정홈(3)에서 이탈시킨 후, 상기 공구팁(2)을 공구팁 삽입홈(11)에서 분리시킬 수 있게 된다.

상기 토크전달 베어링(20)은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중심에 중공이 관통형성되어 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 결합되고, 상기 팁 홀더 회전축(10)의 일측에 구비되는 고정핀 삽입공(13) 및 상기 고정핀 삽입공(13)에 삽입되는 고정핀(14)의 관통 결합을 통해 상기 팁 홀더 회전축(10)과 함께 회전되게 구비된다. 상기 토크전달 베어링(20)의 후방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제1볼 안착홈(21)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제1볼 안착홈(21)에는 제1슬립볼(22)이 회전가능하게 안착된다.

상기 과토크슬립 베어링(30)은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중심에 중공이 관통형성되고, 내부 중심의 중공을 통해 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 토크전달 베어링(20)의 후방에 위치하며, 전방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제2볼 안착홈(31)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제2볼 안착홈(31)에는 제2슬립볼(32)이 회전가능하게 안착되며, 후방에는 소정깊이의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)이 구비된다.

상기 원웨이클러치(40)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)의 후방 단부가 관통하여 상기 과토크슬립 베어링(30)의 후방에 위치하며, 전방부가 상기 과토크슬립 베어링(30)의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)에 삽입 결합되어 외측면이 상기 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)의 내측면에 밀착되게 구비된다.

상기 가동회전축(50)은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 전방에는 소정깊이의 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)이 구비되는 원통형의 전방 하우징(52)이 구비되며, 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)에는 상기 원웨이클러치(40)의 후방부가 삽입결합되어 외측면이 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)의 내주면에 밀착된다. 상기 전방 하우징(52)의 전방면은 상기 과토크슬립 베어링(30) 후방면과 밀착하여 상기 과토크슬립 베어링(30)과 함께 회전하게 구비되며, 상기 전방 하우징(52)의 후방면의 중앙에는 소정길이로 회전로드(53)가 구비된다.

상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 전방 하우징(52)의 후측면에 밀착되게 구비되며, 후방에는 소정깊이의 탄성 스프링 전방 안착홈(61)이 마련되며, 코일 스프링으로 형성되는 탄성 스프링(62)의 전방이 상기 탄성 스프링 전방 안착홈(61)에 삽입되고, 코일 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하게 되며, 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)는, 상기 탄성 스프링(62)을 소정의 다수 단계를 통해 단계적으로 압착시켜, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)가 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52)을 밀착시키는 밀착력의 조절을 통해 최종 상기 팁 홀더 회전축(10)의 공구팁 삽입홈(11)에 삽입 결합된 공구팁(2)의 회전 체결력을 조절하게 된다.

바람직하게는, 상기 토크 단계 조절부(70)의 구성으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전방에는 소정깊이의 탄성스프링 후방 안착홈(72)이 마련되고, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 탄성스프링 후방 안착홈(72)에 상기 탄성 스프링(62)의 후방이 삽입 안착되며, 외주면에는 소정깊이의 안내홈(73)이 형성되는 탄성 스프링 후방 밀착구(71)와, 내부 중공의 링 형태로 형성되며, 내부에는 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60), 탄성 스프링(62) 및, 탄성 스프링 후방 밀착구(71)가 수용되고, 좌, 우측에는 소정길이의 나선으로 한 쌍의 볼 이동 안내공(75)이 서로 대향되게 형성되며, 상기 볼 이동 안내공(75)에는 소정간격을 두고 다수의 볼 안착공(76)이 구비되며, 상기 다수의 볼 안착공(76)의 사이에는 볼 걸림턱(77)이 구비되는 토크조절 가이드부(74)와, 내부 중공의 링 형태로 형성되어 상기 토크조절 가이드부(74)의 외측 둘레에 접하게 구비되며, 좌, 우측에는 소정길이의 직선으로 한 쌍의 볼 이동 안내홈(79)이 서로 대향되게 형성되는 토크조절 링(78) 및, 상기 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)의 좌,우측에 서로 대향되게 구비되는 한 쌍의 토크조절 볼(80)을, 포함하여 구성되며, 상기 한 쌍의 토크조절 볼(80)의 일측은 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)에 접하고, 타측은 상기 토크조절 가이드부(74)의 볼 이동 안내공(75)을 관통하여 상기 토크조절 링(78)의 볼 이동 안내홈(79)에 접하게 마련된다.

상기 토크 단계 조절부(70)의 작동을, 좀 더 상세하게 설명하면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 토크조절 링(78)을 일측 방향으로 소정각도 회전시키면, 상기 토크조절 링(78)의 볼 이동 안내홈(79)에 의해 토크조절 볼(80)이 일측으로 이동함과 동시에, 토크조절 가이드부(74)의 볼 이동 안내공(75)을 따라 이동하면서 첫 번째 볼 안착공(76)을 출발하여 첫 번째 볼 걸림턱(77)을 지나 두 번째 볼 안착공(76)으로 이동하게 되고, 첫 번째 및 두 번째 볼 걸림턱(77) 사이에서 지지를 받으며 상기 두 번째 볼 안착공(76)에 안착되며, 상기 토크조절 볼(80)이 볼 이동 안내공(75)의 첫 번째 볼 안착공(76)에서 두 번째 볼 안착공(76)으로 이동함과 함께, 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)을 따라 이동하면서 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)를 하측으로 이동시키게 되고, 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 하측 이동을 통해 상기 탄성 스프링(62)이 하측으로 압축이동되면서 더 강한 탄성력으로 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)를 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52) 측으로 밀착시키게 되며, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60) 및 가동회전축(50)의 전방 하우징(52) 사이, 상기 전방 하우징(52) 및 과토크슬립 베어링(30)의 후방면 사이, 상기 과토크슬립 베어링(30)의 다수의 제2슬립볼(32) 및 토크전달 베어링(20)의 다수의 제1슬립볼(22) 사이로 전달되는 증가된 밀착력에 비례하여 상기 팁 홀더 회전축(10)의 회전 체결력이 증가하게 되며,

사용자가 상기 토크조절 링(78)을 전과 반대 방향인 타측 방향으로 소정각도 회전시키게 되면, 상기 토크조절 볼(80)이 볼 이동 안내홈(79)의 상측에 위치한 볼 걸림턱(77)을 지나 볼 안착공(76)으로 이동함과 함께, 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)을 따라 이동하면서 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)를 상측으로 이동시키게 되고, 하측으로 압축되었던 상기 탄성 스프링(62)이 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)를 따라 상측으로 신장하면서 탄성력과 그에 따른 회전 체결력을 줄일 수 있게 된다.

전술한 상기 토크조절 볼(80)의 이동에 따른 토크 단계 조절 과정은, 좌, 우 한쌍 중 일측을 기준으로 설명하였으나, 좌, 우 한 쌍으로 구비되는 볼 이동 안내홈(79), 볼 이동 안내공(75) 및 토크조절 볼(80)의 구성을 통해 좌, 우에서 동시에 일어나며, 동일하게 적용된다.

이처럼, 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)는, 상기 토크 단계 조절부(70)를 통해 단계적으로 탄성 스프링(62)의 탄성력을 조절하여 상기 팁 홀더 회전축(10)의 회전 체결력을 단계적으로 조절할 수 있게 된다.

또한, 바람직하게는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방에 가동회전축 배속 회전부(90)를 구비하여 상기 가동회전축(50)을 소정 배속으로 회전시킬 수 있게 하고, 보다 빠르게 체결나사를 체결시킬 수 있게 한다.

상기 가동회전축 배속 회전부(90)의 구성으로는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하고, 후측면에는 소정간격을 두고 세개의 유성기어 회전축 고정홈(92)이 구비되는 유성기어 고정구(91)와, 전방은 상기 유성기어 고정구(91)의 내부 중공을 관통한 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방 단부에 고정결합되고, 후방에는 소정 반경의 썬기어(94)가 고정결합되는 썬기어 회전축(93)과, 내부 중공의 링 형태로 형성되며, 내부에는 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53), 유성기어 고정구(91) 및 썬기어 회전축(93)이 수용되고, 후방 내주면에는 기어 링(96)이 구비되는 드라이버 회전링(95)과, 상기 드라이버 회전링(95) 내부에 구비되며, 각 일측은 상기 유성기어 고정구(91)의 유성기어 회전축 고정홈(92)에 고정결합되는 세 개의 유성기어 회전축(97)과, 상기 유성기어 회전축(97)의 타측에 회전가능하게 결합되며, 상기 드라이버 회전링(95)의 기어 링(96)과 상기 썬기어 회전축(93)의 썬기어(94)의 사이에 개재되어 상기 드라이버 회전링(95)의 회전시 상기 썬기어(94)를 소정 회전수로 회전시키는 세 개의 유성기어(98)가 구비된다.

상기 가동회전축 배속 회전부(90)의 작동 원리는, 종래 알려진 썬기어(94), 유성기어(98), 및 기어 링(96)로 구성되는 유성기어장치(planetary gear system)을 이용하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 드라이버 회전링(95)을 소정 회전수의 1배속으로 회전하게 되면, 상기 유성기어 고정구(91)에 유성기어 회전축(97)을 통해 위치 고정된 상기 유성기어(98)가 유성기어 회전축(97)을 중심으로 회전하게 되고, 상기 유성기어(98)의 회전을 통해 상기 유성기어(98)보다 소정 반경 크게 형성되는 썬기어(94) 및 상기 썬기어 회전축(93)에 고정결합되는 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 사용자의 소정 회전수의 1배속보다 빠른 회전수로 배속 회전하게 된다.

이처럼, 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)는, 시술자가 실제 드라이버(1)를 회전시키는 것보다 더 빠르게 배속 회전시켜 나사를 체결할 수 있어 신속한 시술을 용이하게 행할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는, 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)의 작동을 설명하면, 먼저, 시술자는 시술 과정에 사용되는 체결나사에 맞는 공구팁(2)을 상기 공구팁 삽입홈(11)에 삽입 부착한 후, 시술 부위에 허용되는 최대 체결토크에 맞게 상기 토크조절 링(78)을 회전시켜 단계적으로 탄성 스프링(62)의 길이변화에 따른 탄성력 조절을 통해 회전토크를 간편하게 조절 셋팅하게 된다. 최대 체결토크를 셋팅한 후에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 드라이버 회전링(95)을 회전시키면 유성기어(98)를 통해 상기 썬기어(94), 썬기어 회전축(93), 가동회전축(50)의 회전로드(53) 및 전방 하우징(52)이 회전되고, 상기 전방 하우징(52)의 회전으로 상기 전방 하우징(52)의 전방면과 밀착된 과토크슬립 베어링(30), 다수의 제2슬립볼(32) 및, 상기 다수의 제2슬립볼(32)의 간격 사이에 서로 맞물린 다수의 제1슬립볼(22)을 통해 토크전달 베어링(20)이 회전되며, 상기 토크전달 베어링(20)과 고정핀(14)으로 연결되어 함께 회전하게 결합되는 팁 홀더 회전축(10)이 회전하고, 상기 팁 홀더 회전축(10)의 공구팁 삽입홈(11)에 삽입 결합된 공구팁(2)이 회전하면서 체결나사를 조일 수 있게 된다.

체결나사를 조일수록 점차 체결 토크력이 높아지게 되며, 체결토크력이, 시술 전 셋팅을 통해 최대 허용 토크력으로 설정된 상기 탄성 스프링(62)의 탄성력에 의한, 상기 제2슬립볼(32)의 제1슬립볼(22) 밀착에 따른 전달 토크력보다 크게 되는 경우에, 상기 제2슬립볼(32)이 상기 탄성 스프링(62)의 탄성력보다 큰 힘으로 상기 탄성 스프링(62)을 밀어올리면서 상기 제1슬립볼(22) 위로 넘어 구름이동하는 슬립이 발생하게 되며, 설정된 최대 토크력 이상의 체결력이 상기 토크전달 베어링(20)을 통해 팁 홀더 회전축(10)으로 전달되는 것을 막을 수 있게 된다.

반대로, 체결나사를 풀려고 하는 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 가동회전축(50)의 상기 풀림 토크력이, 조임 때와 같이 과토크 슬립 베어링(30) 및 토크전달 베어링(20)을 통해 팁 홀더 회전축(10)으로 전달되는 것이 아니라, 상기 원웨이클러치(40)를 통해 팁 홀더 회전축(10)으로 전달되어 체결나사를 풀 수 있게 된다.

상기 원웨이클러치(40)의 내경은 상기 팁 홀더 회전축(10)이 용이하게 삽입될 수 있게 헐거운 끼워 맞춤 공차를 유지하도록 조립됨으로써, 공구팁(2)을 조임 방향으로 회전시킬때에는 공회전 되는 것이며, 풀림 방향으로 회전시킬때에는 원웨이클러치(40) 내경이 축소되면서 상기 팁 홀더 회전축(10)의 외경에 물리면서 함께 회전되도록 구성된 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 다단계 토크조절 드라이버(1)는, 토크 단계 조절부(70)의 구성을 통해, 각 시술과정에 맞는 최대 체결 토크를 토크조절 드라이버(1)에 미리 다수 단계로 설정할 수 있고, 비숙련자도 시술 진행시, 하나의 토크조절 드라이버(1)를 사용해 각 시술마다 매번 달라지는 필요 최대 토크를 보다 빠르게 다수 단계로 조절하여 사용할 수 있게 되고,

특히, 빠른 시술을 요구하는 경우에, 최대 허용 체결토크의 빠른 다수 단계 조절과 함께, 가동회전축 배속 회전부(90)의 구성을 통해, 시술자가 실제 드라이버(1)를 회전시키는 것보다 더 빠르게 배속 회전시켜 나사를 체결할 수 있어 신속한 시술을 용이하게 행할 수 있게 된다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

1 : 다단계 토크조절 드라이버
2 : 공구팁 3 : 공구팁 고정홈
4 : 팁 고정볼 5 : 공구팁 고정 하우징
6 : 전방 가압 스프링
10 : 팁 홀더 회전축 11 : 공구팁 삽입홈
12 : 볼 고정공 13 : 고정핀 삽입공
14 : 고정핀
20 : 토크전달 베어링 21 : 제1볼 안착홈
22 : 제1슬립볼
30 : 과토크슬립 베어링 31 : 제2볼 안착홈
32 : 제2슬립볼 33 : 원웨이클러치 전방 삽입홈
40 : 원웨이클러치
50 : 가동회전축 51 : 원웨이클러치 후방 삽입홈
52 : 전방 하우징 53 : 회전로드
60 : 탄성 스프링 전방 밀착구 61 : 탄성 스프링 전방 안착홈
62 : 탄성 스프링
70 : 토크 단계 조절부 71 : 탄성 스프링 후방 밀착구
72 : 탄성스프링 후방 안착홈 73 : 안내홈
74 : 토크조절 가이드부 75 : 볼 이동 안내공
76 : 볼 안착공 77 : 볼 걸림턱
78 : 토크조절 링 79 : 볼 이동 안내홈
80 : 토크조절 볼
90 : 가동회전축 배속 회전부 91 : 유성기어 고정구
92 : 유성기어 회전축 고정홈 93 : 썬기어 회전축
94 : 썬기어 95 : 드라이버 회전링
96 : 기어 링 97 : 유성기어 회전축
98 : 유성기어
100 : 베어링 하우징 101 : 제1축고정 베어링
102 : 제1고정 스냅링 103 : 제1스러스트 베어링
104 : 제2고정 스냅링 105 : 제2스러스트 베어링
106 : 오링 107 : 토크조절 링 상부 덮개
108 : 드라이버 회전링 고정 베어링 109 : 제1썬기어 회전축 고정 베어링
110 : 제2썬기어 회전축 고정 베어링 111 : 썬기어 고정 베어링
112 : 드라이버 회전링 가이드 113 : 후방 덮개
114 : 전방 덮개 115 : 결합부재

Claims

전방에는 공구팁(2)이 탈부착가능하게 삽입 결합되는 공구팁 삽입홈(11)이 소정깊이로 구비되는 팁 홀더 회전축(10);
내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 팁 홀더 회전축(10)과 함께 회전하게 결합되며, 후방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제1볼 안착홈(21)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제1볼 안착홈(21)에는 제1슬립볼(22)이 안착되는 토크전달 베어링(20);
내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 토크전달 베어링(20)의 후방에 구비되며, 전방측면에는 원주를 따라 방사형으로 다수의 제2볼 안착홈(31)이 소정깊이로 형성되고, 각각의 상기 제2볼 안착홈(31)에는 제2슬립볼(32)이 안착되고, 후방에는 소정깊이의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)이 구비되는 과토크슬립 베어링(30);
내부 중공에 상기 팁 홀더 회전축(10)이 관통하여 상기 과토크슬립 베이링의 후방에 위치하며, 전방부가 상기 과토크슬립 베어링(30)의 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)에 삽입결합되어 외측면이 상기 원웨이클러치 전방 삽입홈(33)의 내주면에 밀착되게 구비되는 원웨이클러치(40);
전방에는 소정깊이의 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)이 구비되는 원통형의 전방 하우징(52)이 마련되며, 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)에는 상기 원웨이클러치(40)의 후방부가 삽입결합되어 상기 원웨이클러치(40)의 외측면이 상기 원웨이클러치 후방 삽입홈(51)의 내주면에 밀착되고, 상기 전방 하우징(52)의 전방면은 상기 과토크슬립 베어링(30) 후방면과 밀착하여 상기 과토크슬립 베어링(30)과 함께 회전하게 구비되며, 상기 전방 하우징(52)의 후방면의 중앙에는 소정길이로 회전로드(53)가 구비되는 가동회전축(50);
내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 전방 하우징(52)의 후측면에 밀착되게 구비되며, 후방에는 소정깊이의 탄성스프링 전방 안착홈(61)이 마련되는 탄성 스프링 전방 밀착구(60);
코일 스프링으로 형성되며, 코일 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 전방이 상기 탄성 스프링 전방 안착홈에 삽입안착되는 탄성 스프링(62); 및,
상기 탄성 스프링(62)을 단계적으로 압착시켜, 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60)가 상기 가동회전축(50)의 전방 하우징(52)을 밀착시키는 밀착력을 단계적으로 조절하는 토크 단계 조절부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단계 토크조절 드라이버(1).
제1항에 있어서,
상기 토크 단계 조절부(70)는,
전방에는 소정깊이의 탄성스프링 후방 안착홈(72)이 마련되며, 내부 중공에 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53)가 관통하여 상기 탄성스프링 후방 안착홈(72)에 상기 탄성 스프링(62)의 후방이 삽입안착되고, 외주면에는 소정깊이의 안내홈(73)이 형성되는 탄성 스프링 후방 밀착구(71);
내부 중공의 링 형태로 형성되며, 내부에는 상기 탄성 스프링 전방 밀착구(60), 탄성 스프링(62) 및, 탄성 스프링 후방 밀착구(71)가 구비되고, 좌, 우측에는 소정길이의 나선으로 한 쌍의 볼 이동 안내공(75)이 서로 대향되게 형성되며, 상기 볼 이동 안내공(75)에는 소정간격을 두고 다수의 볼 안착공(76)이 구비되며, 상기 다수의 볼 안착공(76)의 사이에는 볼 걸림턱(77)이 구비되는 토크조절 가이드부(74);
내부 중공의 링 형태로 형성되어 상기 토크조절 가이드부(74)의 외측 둘레에 접하게 구비되며, 좌, 우측에는 소정길이의 직선으로 한 쌍의 볼 이동 안내홈(79)이 서로 대향되게 형성되는 토크조절 링(78); 및,
상기 스프링 후방밀착구의 안내홈(73)의 좌, 우측에 서로 대향되게 구비되는 한 쌍의 토크조절 볼(80);을 포함하여 형성되며,

상기 한 쌍의 토크조절 볼(80)의 일측은 상기 탄성 스프링 후방 밀착구(71)의 안내홈(73)에 접하고, 타측은 상기 토크조절 가이드부(74)의 볼 이동 안내공(75)을 관통하여 상기 토크조절 링(78)의 볼 이동 안내홈(79)에 접하게 마련되는 것을 특징으로 하는 다단계 토크조절 드라이버(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방에 결합되어 상기 가동회전축(50)을 소정 배속으로 회전시키는 가동회전축 배속 회전부(90);를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다단계 토크조절 드라이버(1).
제3항에 있어서,
상기 가동회전축 배속 회전부(90)는,
내부 중공에 상기 가동회전축(50)이 회전로드(53)가 관통하고, 후측면에는 소정간격을 두고 세 개의 유성기어 회전축 고정홈(92)이 구비되는 유성기어 고정구(91);
전방은 상기 유성기어 고정구(91)의 내부 중공을 관통한 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53) 후방 단부에 고정결합되고, 후방에는 소정 반경의 썬기어(94)가 고정결합되는 썬기어 회전축(93);
내부 중공의 링 형태으로 형성되며, 내부에는 상기 가동회전축(50)의 회전로드(53), 유성기어 고정구(91) 및, 썬기어 회전축(93)이 구비되고, 후방 내주면에는 기어 링(96)이 구비되는 드라이버 회전링(95);
상기 드라이버 회전링(95) 내부에 구비되며, 각 일측은 상기 유성기어 고정구(91)의 유성기어 회전축 고정홈(92)에 고정결합되는 세 개의 유성기어 회전축(97); 및,
상기 유성기어 회전축(97)의 타측에 회전가능하게 결합되며, 상기 드라이버 회전링(95)의 기어 링(96)과 상기 썬기어 회전축(93)의 썬기어(94)의 사이에 개재되어 상기 드라이버 회전링(95)의 회전시 상기 썬기어(94)를 소정 회전수로 회전시키는 세 개의 유성기어(98);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다단계 토크조절 드라이버(1).