KR102062350B1 - 치아의 교합력 측정장치 - Google Patents

치아의 교합력 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치아의 교합력 측정장치에 관한 것으로 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부가 단부 측에 위치된 본체 하우징부재, 상기 구강 삽입부에 위치되어 측정 대상자가 치아로 물게 되고 내부에 치아 사이에서 발생되는 압력을 스트레인 게이지 방식으로 측정할 수 있는 로드셀부가 위치된 압력 측정부, 상기 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 출력하는 교합력 측정 제어본체를 포함하여 치아의 교합력을 로드셀부를 사용한 스트레인 게이지 변환 방식으로 절대값(kg) 측정하여 측정된 교합력에 대한 정확도 및 측정 신뢰성을 크게 향상시킨다.

Description

치아의 교합력 측정장치{APPARATUS TO MEASURE DENTAL BITE FORCE}
본 발명은 치아의 교합력 측정장치에 관한 것으로 치아의 교합력을 로드셀부을 사용한 스트레인 게이지 변환 방식으로 절대값(kg)으로 측정할 수 있는 치아의 교합력 측정장치에 관한 발명이다.
일반적으로 교합력은 치야 폐색에서 저작근육이 가하는 힘을 정의하며, 저작 시스템의 기능과 효능을 평가하기 위해 측정되고 기록된다.
종래의 교합력 측정장치는 교합력 교합시키고, 갑압 시트에 기억되는 교합력을 스캐너로 판독하고 교합력을 얻는 장치나, 액체를 봉입한 소형 압력 검출부를 구강 내에 삽입하여 교합시킨 후 그 액체에 의하여 전달되는 압력을 외부의 로드 셀에 의하여 측정하는 장치가 알려져 있다.
그러나, 감압 시트에 의한 측정 장치를 포함한 종래의 교합력 측정 장치는 투명 스트립을 통하여 교합력을 측정하므로 씹을 때마다 값이 현저히 다르게 나오는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 교합력 측정 장치는 전자판을 통하여 교합력을 측정하므로 절대적인 수치가 나오지 않고 상대적인 측정만이 가능하다는 문제점이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 선행특허로 한국특허등록 제1152709호 '압력측정용 감지센서를 이용한 치아압력 측정장치'가 제안된 바 있다.
한국특허등록 제1152709호 '압력측정용 감지센서를 이용한 치아압력 측정장치는 배기공이 형성된 연결관 일측에 중공부가 형성된 발룬을 구성한 다음 구강 내의 압력을 측정하고자 할 때 발룬을 압축시키면, 중공부 내에 위치하는 공기가 배기공을 통하여 토출되면서 압력측정기를 자극하여 압력이 측정되는 구조로 절대적인 수치가 나오지 않고, 벌룬 내 압력이 일정하지 않는 경우 측정값에 대한 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
0001)한국특허등록 제1152709호 '압력측정용 감지센서를 이용한 치아압력 측정장치'(2012.05.29.등록)
본 발명의 목적은 치아의 교합력을 로드셀부을 사용한 스트레인 게이지 변환 방식으로 절대값(kg)으로 측정하여 측정된 교합력에 대한 정확도를 향상시키는 치아의 교합력 측정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 볼조인트를 통해 자유롭게 회전되면서 로드셀부을 구비한 교합력 측정부를 최대한 수직 방향에서 정확하게 물 수 있도록 하여 교합력을 더 정확하게 측정할 수 있는 치아의 교합력 측정장치를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예는 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부가 단부 측에 위치된 본체 하우징부재, 상기 구강 삽입부에 위치되어 측정 대상자가 치아로 물게 되고 내부에 치아 사이에서 발생되는 압력을 스트레인 게이지 방식으로 측정할 수 있는 로드셀부가 위치된 압력 측정부, 상기 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 출력하는 교합력 측정 제어본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 구강 삽입부의 단부 측에는 상기 압력 측정부가 내부에 위치되고, 치아 사이에 위치되어 물리는 압력 측정용 하우징부가 구비되고, 상기 압력 측정부는 상기 압력 측정용 하우징부의 일면에 가압 돌기부재가 돌출되게 위치되어 치아에 의해 가압되어 상기 로드셀부를 가압하는 측정용 가압부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 압력 측정부는 상기 측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 탄성 지지체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 측정용 가압부재는 합성수지 재질로 제조되고, 상기 압력 측정부는 상기 측정용 가압부재와 상기 탄성 지지체 사이에 위치되는 금속판부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 구강 삽입부의 단부 측에는 상기 압력 측정부가 내부에 위치되고, 치아 사이에 위치되어 물리는 압력 측정용 하우징부가 구비되고, 상기 압력 측정부는 상기 측정용 하우징부의 상면과 하면에 각각 돌출되는 제1가압 돌기부재와 제2가압 돌기부재를 각각 구비하고 사이에 상기 로드셀부가 위치되는 제1측정용 가압부재와 제2측정용 가압부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 압력 측정부는 상기 제1측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 제1탄성 지지체와 상기 제2측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 제2탄성 지지체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1측정용 가압부재와 상기 제2측정용 가압부재는 합성수지 재질로 제조되고, 상기 압력 측정부는 상기 제1측정용 가압부재와 상기 제1탄성 지지체 사이에 위치되는 제1금속판부재 및 상기 제2측정용 가압부재와 상기 제2탄성 지지체 사이에 위치되는 제2금속판부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예는 상기 압력 측정용 하우징부를 감싸며 상기 압력 측정용 하우징부에 분리 가능하게 결합되고 탄성재질로 제조되는 탄성 캡부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 탄성 캡부재는 압력 측정용 하우징부의 상면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 일부를 감싸는 제1캡몸체부, 압력 측정용 하우징부의 하면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 나머지 부분을 감싸는 제2캡몸체부를 포함하며, 상기 제1캡몸체부와 제2캡몸체부 중 적어도 어느 한 측에는 가압 돌기부재가 삽입되는 돌기 삽입부가 돌출되게 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예는 상기 압력 측정용 하우징부를 감싸며 상기 압력 측정용 하우징부에 분리 가능하게 결합되고, 탄성재질로 제조되는 탄성 캡부재를 더 포함하고, 상기 탄성 캡부재는 압력 측정용 하우징부의 상면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 일부를 감싸는 제1캡몸체부, 압력 측정용 하우징부의 하면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 나머지 부분을 감싸는 제2캡몸체부를 포함하며, 상기 제1캡몸체부와 제2캡몸체부에는 상기 제1가압 돌기부재와 상기 제2가압 돌기부재가 각각 삽입될 수 있는 제1돌기 삽입부와 제2돌기 삽입부가 각각 돌출되게 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 본체 하우징부재는 본체부, 적어도 일부분이 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부, 상기 구강 삽입부의 단부 측에 위치되고 내부에 상기 압력 측정부가 위치되는 압력 측정용 하우징부, 상기 본체 하우징부재와 상기 구강 삽입부를 연결하고 상기 구강 삽입부가 틸딩될 수 있도록 하는 볼조인트부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 압력 측정용 하우징부는 회전축부로 상기 구강 삽입부의 단부 측에서 축방향 회전될 수 있다.
본 발명에서 상기 교합력 측정 제어본체는 상기 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 화면으로 표시하는 디스플레이부, 상기 압력 측정부와 전기적으로 연결되어 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 디스플레이부로 출력하는 측정 제어부를 포함하며, 상기 측정 제어부는 전원을 온/오프하는 전원 스위치부, 압력 측정부의 측정 기준점을 설정하는 캘리브레이션 스위치부, 교합력 측정을 실행하는 측정 스위치부, 복수의 교합력 측정값을 저장할 수 있는 측정값 저장부, 해당 교합력 측정값의 저장위치를 설정하는 모드 스위치부, 상기 측정값 저장부에 저장된 상기 교합력 측정값을 지워 초기화하는 측정값 초기화 스위치부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 측정 제어부는, 상기 초기화 스위치부가 한번 눌리면 해당 저장위치의 교합력 측정값을 지워 초기화하고, 상기 측정값 초기화 스위치부가 기설정된 시간 이상으로 눌린 상태로 유지되면 모든 저장위치에 저장된 교합력 측정값을 지워 초기화할 수 있다.
본 발명에서 상기 교합력 측정 제어본체는 상기 압력 측정부에서 측정된 교합력 측정값을 보정하여 연산하여 최종 교합력을 측정 제어부로 전달하는 교합력 연산부를 더 포함하며, 상기 교합력 연산부는 ((측정값 - 측정구간의 최소값)×(출력 구간의 최대값 - 출력 구간의 최소값)÷(측정 구간의 최대값 - 측정구간의 최소값)) + 출력 구간의 최소값으로 최종 교합력 값을 계산하며, 상기 측정값은 압력 측정부에서 측정된 측정값이고, 상기 측정구간은 상기 로드셀부에 의해 측정되는 전체 측정범위를 균일한 범위로 나눈 것이며, 상기 출력 구간은 해당 측정구간에 대응되도록 구분된 기설정된 구간일 수 있다.
본 발명은 치아의 교합력을 로드셀부를 사용한 스트레인 게이지 변환 방식으로 절대값(kg) 측정하여 측정된 교합력에 대한 정확도 및 측정 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 구강 삽입부의 일 실시예를 도시한 부분 확대 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 압력 측정부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 구강 삽입부의 다른 실시예를 도시한 부분 확대 사시도.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 구강 삽입부(110)의 일 실시예를 도시한 부분 확대 사시도이다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 압력 측정부(200)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고 하여 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예는 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부(110)가 단부 측에 위치된 본체 하우징부재(100)를 포함한다.
구강 삽입부(110)에는 측정 대상자가 치아로 물게 되고 내부에 치아 사이에서 발생되는 압력을 스트레인 게이지 방식으로 측정할 수 있는 로드셀부(210)가 위치된 압력 측정부(200)가 위치된다.
구강 삽입부(110)의 단부 측에는 압력 측정부(200)가 내부에 위치되는 압력 측정용 하우징부(120)가 위치되고, 압력 측정용 하우징부(120)는 원통형 몸체로 형성되어 측정 대상자의 구강 내에 상처를 발생시키지 않도록 한다.
압력 측정부(200)는 압력 측정용 하우징부(120)의 일면에 돌출되게 위치되는 측정용 가압부재(220, 230)를 포함하고, 측정용 가압부재(220, 230)는 로드셀부(210)의 일면을 덮는 가압판부재(221, 231), 가압판부재(221, 231)의 일면에 돌출되어 압력 측정용 하우징부(120)의 외측으로 돌출되어 위치되는 가압 돌기부재(222, 232)를 포함한다.
가압 돌기부재(222, 232)는 가압판부재(221, 231)의 중심에 돌출되어 압력 측정용 하우징부(120)의 일면에 돌출된다.
또한, 압력 측정부(200)는 압력 측정용 하우징부(120)의 내부에서 측정용 가압부재(220, 230)와 로드셀부(210) 사이에 위치되는 탄성 지지체(240, 250)를 더 포함할 수 있다.
탄성 지지체(240, 250)는 가압판부재(221, 231) 즉, 측정용 가압부재(220, 230)를 탄성 지지할 수 있는 코일 스프링 등의 공지된 스프링을 이용하는 것을 일 예로 하고, 이외에도 측정용 가압부재(220, 230)를 탄성 지지하는 공지의 탄성체를 이용하여 변형실시될 수 있음을 밝혀둔다.
탄성 지지체(240, 250)는 치아에 의해 물릴 때 가압판부재(221, 231)에 발생되는 압력을 감압하여 교합력 측정 시 치아 사이에서 측정용 가압부재(220, 230)와 압력 측정용 하우징부(120)가 물릴 때 측정 대상자의 치아가 갑작스런 압력에 의해 손상되거나 측정 대상자가 물 때 불편한 느낌을 감소시킨다.
가압판부재(221, 231)는 가압 돌기부재(222, 232)가 치아 사이에서 치아에 의해 가압되면 로드셀부(210)의 일면을 가압하여 치아에 의해 발생되는 교합력을 로드셀부(210)로 전달하여 로드셀부(210)에 의해 교합력을 감지할 수 있도록 한다.
또한, 가압판부재(221, 231)는 치아와 물리는 부분으로 합성수지 재질로 제조되고, 가압판부재(221, 231)와 탄성 지지체(240, 250) 사이에는 치아의 가압력이 탄성 지지체(240, 250)를 통해 로드셀부(210)로 균일하게 전달될 수 있도록 금속판부재가 위치될 수 있다.
금속판부재(260, 270)는 치아의 가압력으로 탄성 지지체(240, 250)를 고르게 가압하여 로드셀부(210)로 치아의 가압력이 정확하게 전달될 수 있도록 한다.
더 상세하게 압력 측정용 하우징부(120)의 상면과 하면에는 측정 대상자의 치아에 의해 가압되어 이동하는 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)가 돌출되게 위치되어 양 방향에서 로드셀부(210)에 압력이 제공되어 치아의 교합력을 더 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
즉, 압력 측정부(200)는 압력 측정용 하우징부(120)의 상면과 하면에 각각 돌출되게 위치되고 사이에 로드셀부(210)가 위치되는 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)를 포함할 수 있다.
로드셀부(210)는 압력 측정용 하우징부(120)의 내부에서 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)의 사이에 위치된다.
제1측정용 가압부재(220)는 압력 측정용 하우징부(120)의 내부에 위치되어 로드셀부(210)의 상면을 덮는 제1가압판부재(221), 제1가압판부재(221)의 중심에 돌출되어 압력 측정용 하우징부(120)의 상면으로 돌출되는 제1가압 돌기부재(222)를 포함한다.
또한, 제2측정용 가압부재(230)는 압력 측정용 하우징부(120)의 내부에 위치되어 로드셀부(210)의 상면을 덮는 제2가압판부재(231), 제2가압판부재(231)의 중심에 돌출되어 압력 측정용 하우징부(120)의 상면으로 돌출되는 제2가압 돌기부재(232)를 포함한다.
제1가압판부재(221)는 원판 형상으로 압력 측정용 하우징부(120)의 내측면에 지지되어 안정적으로 상하 방향으로 직선이동한다.
또한, 제2가압판부재(231)는 원판 형상으로 압력 측정용 하우징부(120)의 내측면에 지지되어 안정적으로 상하 방향으로 직선이동한다.
제1가압판부재(221)는 로드셀부(210)의 상면을 가압하고 제2가압판부재(231)는 로드셀부(210)의 하면을 가압한다.
로드셀부(210)는 제1가압판부재(221)와 제2가압판부재(231)의 사이에서 가압되어 치아 사이에 발생되는 압력을 스트레인 게이지 방식으로 측정한다.
로드셀부(210)는 금속판 또는 포크를 포함하고, 하중에 의해 저항이 변하고 이에 따른 전위값 또는 전압값의 변화를 하중에 적용하여 보정하는 스트레인 게이지 방식인 것을 일 예로 하고, 이외에도 공지된 스트레인 게이지 방식의 로드셀을 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
로드셀부(210)와 제1측정용 가압부재(220) 사이에는 제1탄성 지지체(240)가 위치될 수 있고, 로드셀부(210)와 제2측정용 가압부재(230) 사이에는 제2탄성 지지체(250)가 위치될 수 있다.
또한, 제1측정용 가압부재(220)의 하부에는 제1탄성 지지체(240)를 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 제1금속판부재(260)가 위치되고, 제2측정용 가압부재(230)의 상부에는 제2탄성 지지체(250)를 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 제2금속판부재(270)가 위치될 수 있다.
제1탄성 지지체(240)는 제1금속판부재(260)와 로드셀부(210) 사이에 위치되고, 제2탄성 지지체(250)는 제2금속판부재(270)와 로드셀부(210) 사이에 위치된다.
제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)는 치아에 의해 직접적으로 물릴 수 있는 부분으로 합성수지재질로 제조되는 것을 일 예로 한다.
제1탄성 지지체(240)와 제2탄성 지지체(250)는 치아에 의해 물릴 때 발생되는 압력을 감압하여 교합력 측정 시 치아 사이에서 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)가 물릴 때 측정 대상자의 치아가 갑작스런 압력에 의해 손상되거나 측정 대상자가 물 때 불편한 느낌을 감소시킨다.
또한, 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치는 압력 측정용 하우징부(120)를 감싸며 압력 측정용 하우징부(120)에 분리 가능하게 결합되는 탄성재질로 제조되는 탄성 캡부재(400)를 더 포함할 수 있다.
탄성 캡부재(400)는 우레탄 또는 실리콘 등 인체에 무해하고, 탄성력을 가지는 공지의 재질로 제조되는 것을 일 예로 한다.
탄성 캡부재(400)는 압력 측정용 하우징부(120)의 상면을 포함한 압력 측정용 하우징부(120)의 일부를 감싸는 제1캡몸체부(410), 압력 측정용 하우징부(120)의 하면을 포함한 압력 측정용 하우징부(120)의 나머지 부분을 감싸는 제2캡몸체부(420)를 포함할 수 있다.
제1캡몸체부(410)와 제2캡몸체부(420) 중 적어도 어느 한 측에는 가압 돌기부재(222, 232)가 삽입되는 돌기 삽입부(411, 421)가 돌출되게 위치될 수 있다.
더 상세하게 압력 측정용 하우징부(120)의 상면과 하면에 각각 제1가압 돌기부재(222)와 제2가압 돌기부재(232)가 돌출되게 위치된 경우 제1캡몸체부(410)의 상면에는 제1가압 돌기부재(222)가 삽입되는 제1돌기 삽입부(411)가 돌출되게 위치되고, 제2캡몸체부(420)의 상면에는 제2가압 돌기부재(232)가 삽입되는 제2돌기 삽입부(421)가 돌출되게 위치된다.
측정 대상자는 탄성 캡부재(400)의 일면에 돌출되게 위치되는 돌기 삽입부(411, 421) 내에 위치된 가압 돌기부재(222, 232)를 물어 가압함으로써 치아 사이에서 발생되는 압력이 가압판부재(221, 231)를 로드셀부(210)로 정확하게 전달될 수 있도록 한다.
다른 실시예로 측정 대상자는 탄성 캡부재(400)의 양면에 돌출되게 위치되는 제1돌기 삽입부(411)와 제2돌기 삽입부(421) 내에 각각 위치되는 제1가압 돌기부재(222)와 제2가압 돌기부재(232)를 각각 물어 가압함으로써 치아 사이에서 발생되는 압력이 제1가압판부재(221)와 제2가압판부재(231) 사이에서 로드셀부(210)로 정확하게 전달될 수 있도록 한다.
탄성 캡부재(400)는 제1캡몸체부(410)재와 제2캡몸체부(420)로 분리되어 압력 측정용 하우징부(120)의 전체를 감싸도록 압력 측정용 하우징부(120)에 결합되어 사용될 수 있고, 사용 후 압력 측정용 하우징부(120)에서 간단하게 분리될 수 있다.
탄성 캡부재(400)는 압력 측정용 하우징부(120)에서 분리되어 대상자에 따라 교체되어 사용될 수 있고, 세척되어 재사용될 수도 있다.
압력 측정용 하우징부(120)는 치료 대상자의 구강 내로 삽입되어 사용되므로 위생 상 서로 다른 복수의 치료 대상자에게 적용할 경우 사용 후 세척 또는 살균해야 한다.
압력 측정용 하우징부(120)의 살균, 세척 과정에서 내부로 세척액이 유입되어 로드셀부(210)의 고장을 유발할 수 있고, 금속판부재 또는 탄성 지지체(240, 250)의 부식이 발생되는 등 문제점이 발생될 수 있다.
탄성 캡부재(400)는 압력 측정용 하우징부(120)에서 탄성 재질로 제조되어 교합력 측정 시 치아 사이에서 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)가 물릴 때 측정 대상자의 치아가 갑작스런 압력에 의해 손상되거나 측정 대상자가 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)를 최대한 꽉 물 때 불편한 느낌을 감소시키고 교합력 측정에 대한 안전성을 확보하고, 측정 대상자가 치아를 이용하여 제1측정용 가압부재(220)와 제2측정용 가압부재(230)를 최대한 꽉 물 수 있도록 하여 교합력 측정 시 정확도를 더 향상시킬 수 있다.
또한, 탄성 캡부재(400)는 압력 측정용 하우징부(120)에서 분리될 수 있어 교체되어 1회용으로 사용되거나 분리 후 세척 후 재사용될 수 있어 교합력 측정 시 위생 문제를 해결함과 아울러 압력 측정용 하우징부(120)를 직접적으로 세척할 때 발생되는 문제점을 방지할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 교합력 측정장치는 압력 측정부(200)에서 측정된 압력값을 전달받아 출력하는 교합력 측정 제어본체(300)를 포함한다.
교합력 측정 제어본체(300)는 압력 측정부(200)와 전기적으로 연결되어 압력 측정부(200)로 전기 전원을 공급함과 아울러 압력 측정부(200)로부터 감지된 측정된 치아 사이의 압력 즉, 교합력을 전달받아 디스플레이부(310)로 포함한다.
교합력 측정 제어본체(300)는 압력 측정부(200)에서 측정된 압력값을 전달받아 화면으로 표시하는 디스플레이부(310), 압력 측정부(200)와 전기적으로 연결되어 압력 측정부(200)에서 측정된 압력값을 전달받아 디스플레이부(310)로 출력하는 측정 제어부(320)를 포함한다.
교합력 측정 제어본체(300)는 AC 어댑터(330)를 이용하여 전원 콘센트와 연결되어 전원을 공급 받는 것을 일 예로 하고, 도시되지 않았지만 내부에 충전지를 구비하여 충전지를 이용하여 전원을 공급받아 전원이 온오프될 수도 있음을 밝혀둔다.
교합력 측정 제어본체(300)는 AC 어댑터(330)가 연결되는 AC 단자를 포함하고, 충전지는 AC 어댑터(330)가 연결되는 AC 단자를 이용하여 충전될 수도 있다.
또한, 교합력 측정 제어본체(300)는 도시되지 않았지만 충전지를 충전할 수 있는 USB단자, 마이크로 5핀단자 등 공지의 다른 충전 단자를 구비할 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 측정 제어부(320)는 전원을 온/오프하는 전원 스위치부(321), 압력 측정부(200)의 측정 기준점(영점)을 설정하는 캘리브레이션 스위치부(322), 교합력 측정을 실행하는 측정 스위치부(324)를 포함할 수 있다.
또한, 측정 제어부(320)는 복수의 교합력 측정값을 저장할 수 있는 측정값 저장부를 포함하고, 해당 교합력 측정값의 저장위치를 설정하는 모드 스위치부(323), 측정값 저장부에 저장된 교합력 측정값을 지워 초기화하는 측정값 초기화 스위치부(325)를 더 포함할 수 있다.
교합력 측정값의 저장위치는 숫자로 디스플레이부(310)를 통해 표시되고, 모드 스위치부(323)는 저장위치의 숫자를 높이는 업스위치(323a), 저장위치의 숫자를 낮추는 다운스위치(323b)를 포함하여 저장위치를 선택하기 더 용이하도록 한다.
측정 대상자 또는 측정 관리자는 업스위치(323a)와 다운스위치(323b)로 저장위치를 선택한 후 측정 스위치부(324)를 누르고 해당 저장위치에서 측정되는 교합력이 저장될 수 있도록 한다.
측정 제어부(320)는 측정값 초기화 스위치부(325)가 한번 눌리면 해당 저장위치의 교합력 측정값을 지워 초기화한다.
그리고, 측정 제어부(320)는 측정값 초기화 스위치부(325)가기설정된 시간 이상으로 눌린 상태로 유지되면 모든 저장위치에 저장된 교합력 측정값을 지워 초기화한다.
교합력 측정 시 전원 스위치부(321)로 전원을 온시킨 상태에서 캘리브레이션 스위치부(322)를 조작하여 해당 압력 측정부(200)의 측정 기준점을 설정한다.
그리고, 업스위치(323a)와 다운스위치(323b)로 저장위치를 선택한 후 측정 스위치부(324)를 누르고 측정 대상자의 구강 내 압력 측정용 하우징부(120)를 삽입하고, 치아로 압력 측정용 하우징부(120)에서 돌출된 가압 돌기부재(222, 232)를 물게 함으로써 측정 대상자의 교합력을 측정하도록 한다.
또한, 필요에 따라 측정값 초기 스위치부를 눌러 해당 저장위치의 교합력 측정값을 삭제할 수 있고, 전체 저장위치의 교합력 측정값을 삭제하여 측정 편의성을 향상시킬 수 있다.
한편, 교합력 측정 제어본체(300)는 압력 측정부(200)에서 측정된 교합력 측정값을 보정하여 연산하여 최종 교합력을 측정 제어부(320)로 전달하는 교합력 연산부를 더 포함할 수 있다.
치아 사이에서 물려 로드셀부(210)로 압력을 전달하는 압력 측정부(200)는 측정 대상자의 치아에 물리는 측정용 가압부재(220, 230)와 로드셀부(210) 사이에 위치되는 탄성 지지체(240, 250), 압력 측정용 하우징부(120)를 감싸는 탄성 캡부재(400)에 의해 분산되어 로드셀부(210)로 전달된다.
이에 로드셀부(210)로 전달되는 하중은 탄성 지지체(240, 250)와 탄성 캡부재(400)의 탄성 특성에 의해 분산되어 선형값이 아닌 log값으로 나타나므로 이를 선형화시켜야 정확한 교합력을 측정할 수 있다.
이에 로드셀부(210)로 로드셀부(210)로 측정될 수 있는 전체 측정범위를 복수의 측정구간으로 나눈 구간별 선형값을 취해 로드셀부(210)로 측정되는 교합력의 정확한 절대값(kg)을 산출한다.
복수의 측정구간은 각각 동일한 범위로 위치되고, 해당 측정구간에 대응되는 출력구간이 기설정된다.
해당 출력구간은 출력구간의 1/10인 것을 일 예로 한다.
교합력 연산부는 ((측정값 - 측정구간의 최소값)×(출력 구간의 최대값 - 출력 구간의 최소값)÷(측정 구간의 최대값 - 측정구간의 최소값)) + 출력 구간의 최소값으로 최종 교합력 값을 계산한다.
측정값은 압력 측정부(200)에서 측정된 측정값이고, 측정구간은 전체 측정범위를 균일한 범위로 나눈 것이며, 출력구간은 해당 측정구간에 대응되도록 구분된 기설정된 구간으로 측정구간의 1/10인 것을 일 예로 한다.
본 발명에서 측정구간과 출력구간의 일 실시예는 하기 표 1과 같다.
출력구간 측정구간
최소값 최대값 최소값 최대값
0 5 0 50
5 10 50 100
10 15 100 150
15 20 150 200
20 25 200 250
25 30 250 300
30 35 300 350
35 40 350 400
40 45 400 450
45 50 450 500
50 55 500 550
55 60 550 600
60 65 600 650
65 70 650 700
70 75 700 750
75 80 750 800
80 85 800 850
85 90 850 900
90 95 900 950
95 100 950 1000
100 105 1000 1049
일 예로 측정 값이 430인 경우 ((430-400)×(45-40)÷(450-400))+40 = 40.7(kg)이 실제 교합력 측정값이 되고, 해당 교합력 연산부에서 연산된 교합력값이 최종적으로 디스플레이부(310)를 통해 출력된다.
도 4는 본 발명에 따른 치아의 교합력 측정장치의 일 실시예에서 구강 삽입부(110)의 다른 실시예를 도시한 부분 확대 사시도이고, 도 4를 참고하면 본체 하우징부재(100)는 본체부(130), 적어도 일부분이 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부(110), 구강 삽입부(110)의 단부 측에 위치되고 내부에 압력 측정부(200)가 위치되는 압력 측정용 하우징부(120), 본체부(130)와 구강 삽입부(110)를 연결하고 구강 삽입부(110)가 틸딩될 수 있도록 하는 볼조인트부(140)를 포함할 수 있다.
그리고, 볼조인트부(140)는 본체부(130)와 구강 삽입부(110) 중 어느 한 측에 회전 가능하게 삽입되는 볼체를 포함한 공지의 볼 조인트로 구강 삽입부(110)를 360반경에서 자유롭게 틸팅될 수 있도록 한다.
구강 삽입부(110)는 구강 내에서 본체 하우징부재(100)를 기준으로 360반경에서 자유롭게 틸팅되어 물고자 하는 치아 사이로 정확하게 위치될 수 있다.
또한, 압력 측정용 하우징부(120)는 회전축부(150)로 구강 삽입부(110)의 단부 측에서 축방향 회전될 수 있도록 위치된다.
암력 측정용 하우징부는 치아의 사이에서 회전축부(150)를 통해 축방향으로 회전되면서 실질적으로 치아에 의해 물려 가압되는 가압 돌기부재(222, 232)가 치아가 물리는 방향에서 최대한 수직 방향에 위치되도록 하여 교합력 측정 시 정확도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 치아의 교합력을 로드셀부(210)를 사용한 스트레인 게이지 변환 방식으로 절대값(kg) 측정하여 측정된 교합력에 대한 정확도 및 측정 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 본체 하우징부재 110 : 구강 삽입부
120 : 압력 측정용 하우징부 130 : 본체부
140 : 볼조인트부 150 : 회전축부
200 : 압력 측정부 210 : 로드셀부
220 : 제1측정용 가압부재 221 : 제1가압판부재
222 : 제1가압 돌기부재 230 : 제2측정용 가압부재
231 : 제2가압판부재 232 : 제2가압 돌기부재
240 : 제1탄성 지지체 250 : 제2탄성 지지체
260 : 제1금속판부재 270 : 제2금속판부재
300 : 교합력 측정 제어본체 310 : 디스플레이부
320 : 측정 제어부 321 : 전원 스위치부
322 : 캘리브레이션 스위치부 323 : 모드 스위치부
323a : 업스위치 323b : 다운스위치
324 : 측정 스위치부 325 : 측정값 초기화 스위치부
330 : AC 어댑터 400 : 탄성 캡부재
410 : 제1캡몸체부 411 : 제1돌기 삽입부
420 : 제2캡몸체부 421 : 제2돌기삽입부

Claims (15)

  1. 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부가 단부 측에 위치된 본체 하우징부재;
    상기 구강 삽입부 내에 위치되어 측정 대상자가 치아로 물게 되고 내부에 치아 사이에서 발생되는 압력을 스트레인 게이지 방식으로 측정할 수 있는 로드셀부가 위치된 압력 측정부; 및
    상기 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 출력하는 교합력 측정 제어본체를 포함하며,
    상기 교합력 측정 제어본체는 상기 압력 측정부에서 측정된 교합력 측정값을 보정하여 연산하여 최종 교합력을 측정 제어부로 전달하는 교합력 연산부를 더 포함하며,
    상기 교합력 연산부는 ((측정값 - 측정구간의 최소값)×(출력 구간의 최대값 - 출력 구간의 최소값)÷(측정 구간의 최대값 - 측정구간의 최소값)) + 출력 구간의 최소값으로 최종 교합력 값을 계산하며,
    상기 측정값은 압력 측정부에서 측정된 측정값이고, 상기 측정구간은 상기 로드셀부에 의해 측정되는 전체 측정범위를 균일한 범위로 나눈 것이며, 상기 출력 구간은 해당 측정구간에 대응되도록 구분된 기설정된 구간인 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구강 삽입부의 단부 측에는 상기 압력 측정부가 내부에 위치되고, 치아 사이에 위치되어 물리는 압력 측정용 하우징부가 구비되고,
    상기 압력 측정부는 상기 압력 측정용 하우징부의 일면에 가압 돌기부재가 돌출되게 위치되어 치아에 의해 가압되어 상기 로드셀부를 가압하는 측정용 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력 측정부는 상기 측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 탄성 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 측정용 가압부재는 합성수지 재질로 제조되고,
    상기 압력 측정부는 상기 측정용 가압부재와 상기 탄성 지지체 사이에 위치되는 금속판부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구강 삽입부의 단부 측에는 상기 압력 측정부가 내부에 위치되고, 치아 사이에 위치되어 물리는 압력 측정용 하우징부가 구비되고,
    상기 압력 측정부는 상기 측정용 하우징부의 상면과 하면에 각각 돌출되는 제1가압 돌기부재와 제2가압 돌기부재를 각각 구비하고 사이에 상기 로드셀부가 위치되는 제1측정용 가압부재와 제2측정용 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 압력 측정부는 상기 제1측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 제1탄성 지지체와 상기 제2측정용 가압부재와 상기 로드셀부 사이에 위치되는 제2탄성 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1측정용 가압부재와 상기 제2측정용 가압부재는 합성수지 재질로 제조되고,
    상기 압력 측정부는 상기 제1측정용 가압부재와 상기 제1탄성 지지체 사이에 위치되는 제1금속판부재; 및
    상기 제2측정용 가압부재와 상기 제2탄성 지지체 사이에 위치되는 제2금속판부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력 측정용 하우징부를 감싸며 상기 압력 측정용 하우징부에 분리 가능하게 결합되고 탄성재질로 제조되는 탄성 캡부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 탄성 캡부재는 압력 측정용 하우징부의 상면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 일부를 감싸는 제1캡몸체부, 압력 측정용 하우징부의 하면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 나머지 부분을 감싸는 제2캡몸체부를 포함하며,
    상기 제1캡몸체부와 제2캡몸체부 중 적어도 어느 한 측에는 가압 돌기부재가 삽입되는 돌기 삽입부가 돌출되게 위치되는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  10. 청구항 5에있어서,
    상기 압력 측정용 하우징부를 감싸며 상기 압력 측정용 하우징부에 분리 가능하게 결합되고, 탄성재질로 제조되는 탄성 캡부재를 더 포함하고,
    상기 탄성 캡부재는 압력 측정용 하우징부의 상면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 일부를 감싸는 제1캡몸체부, 압력 측정용 하우징부의 하면을 포함한 압력 측정용 하우징부의 나머지 부분을 감싸는 제2캡몸체부를 포함하며,
    상기 제1캡몸체부와 제2캡몸체부에는 상기 제1가압 돌기부재와 상기 제2가압 돌기부재가 각각 삽입될 수 있는 제1돌기 삽입부와 제2돌기 삽입부가 각각 돌출되게 위치되는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체 하우징부재는,
    본체부;
    적어도 일부분이 측정 대상자의 구강 내로 삽입되는 구강 삽입부;
    상기 구강 삽입부의 단부 측에 위치되고 내부에 상기 압력 측정부가 위치되는 압력 측정용 하우징부; 및
    상기 본체 하우징부재와 상기 구강 삽입부를 연결하고 상기 구강 삽입부가 틸딩될 수 있도록 하는 볼조인트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 압력 측정용 하우징부는 회전축부로 상기 구강 삽입부의 단부 측에서 축방향 회전되는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 교합력 측정 제어본체는,
    상기 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 화면으로 표시하는 디스플레이부;
    상기 압력 측정부와 전기적으로 연결되어 압력 측정부에서 측정된 압력값을 전달받아 디스플레이부로 출력하는 측정 제어부를 포함하며,
    상기 측정 제어부는 전원을 온/오프하는 전원 스위치부, 압력 측정부의 측정 기준점을 설정하는 캘리브레이션 스위치부, 교합력 측정을 실행하는 측정 스위치부, 복수의 교합력 측정값을 저장할 수 있는 측정값 저장부, 해당 교합력 측정값의 저장위치를 설정하는 모드 스위치부, 상기 측정값 저장부에 저장된 상기 교합력 측정값을 지워 초기화하는 측정값 초기화 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 측정 제어부는, 상기 초기화 스위치부가 한번 눌리면 해당 저장위치의 교합력 측정값을 지워 초기화하고, 상기 측정값 초기화 스위치부가 기설정된 시간 이상으로 눌린 상태로 유지되면 모든 저장위치에 저장된 교합력 측정값을 지워 초기화하는 것을 특징으로 하는 치아의 교합력 측정장치.
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