KR102285936B1

KR102285936B1 - 정형외과용 전동기구

Info

Publication number: KR102285936B1
Application number: KR1020210028656A
Authority: KR
Inventors: 주돈수; 이병주; 노승혁
Original assignee: 아이메디컴(주)
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2021-08-04
Also published as: DE102021124369A1; JP2022135875A; WO2022186412A1; US11395664B1; JP7115789B1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 정형외과용 전동기구는, 하나 이상의 제1 마그넷이 장착된 어태치먼트가 결합될 수 있으며, 전동기구케이스를 구비하는 전동기구보디부, 상기 전동기구보디부의 일단에 연결된 어태치먼트 체결부, 상기 어태치먼트 체결부 쪽으로 돌출되고, 상기 어태치먼트에 동력을 전달하는 모터동력전달부, 상기 모터동력전달부를 구동시키는 모터, 하나 이상의 상기 제1 마그넷의 자기장세기 또는 개수를 센싱할 수 있는 제1 자기센서를 구비하는 제1 자기센서부(magnetic sensor), 상기 제1 자기센서가 센싱한 자기장세기 또는 개수에 따라 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하는 제어부, 그리고 상기 모터 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정형외과용 전동기구{Power tool for orthopedic surgery}

본 발명은 정형외과용 전동기구에 관한 것으로, 상세하게는 여러 가지 어태치먼트(attachment, 부가장치)가 결합될 수 있고, 결합되는 어태치먼트를 식별하여 모터의 최대 회전수 및 최대 토크값을 제어할 수 있는 정형외과용 전동기구에 관한 것이다.

뼈를 천공, 다듬기, 절단, 골절합용 나사 식립 등을 하기 위해, 수술용 전동 기구에 각 기능에 맞는 어테치먼트를 체결하여 사용하며, 일반적으로 뼈 천공시에는 전동공구의 회전수 1,000~12,000 RPM, 토크 15 Nㆍcm, 뼈 다듬기는 회전수 300~350 RPM, 토크 100 Nㆍcm, 뼈 절단은 10,000~20,000 RPM이 필요하다. 또한, 골절합용 나사 식립시에는 나사의 직경에 따라, 회전수 100 RPM 이하, 토크값 25~45 Nㆍcm 이내의 값을 갖는다.

그런데, 종래의 정형외과용 전동기구는 최대 회전수와 최대 토크값이 고정되어 있고, 어태치먼트는 고정 기어비를 갖고 있다, 그리고 이 고정 기어비는 일반적으로 어태치먼트는 동일 기어 모듈을 사용하기 때문에 각각의 수술에 필요한 기능 별로 설정할 수 있는 기어비의 한계가 있다.

예를 들어, 정형외과용 전동기구의 회전수가 3,600 RPM이고, 어태치먼트의 감속 기어 1단의 기어비가 1:3 인 경우, 기어 1단을 사용하는 천공용 어태치먼트는 1,200 RPM이 되고, 기어 2단을 사용하는 다듬기용 어태치먼트는 400 RPM으로 고정되고, 기어 3단을 사용하는 나사 식립용 어태치먼트는 133 RPM으로 고정된다. 이 경우, 일반적으로 각각의 수술에 필요한 회전수를 벗어나게 되고, 토크값은 점점 더 높아지게 된다.

이렇게 되면, 천공, 다듬기, 절단 및 식립 등의 수술 시 너무 높은 회전수로 인해 고열로 인한 뼈의 괴사, 그리고 나사 식립 중 높은 토크로 인한 나사의 파손 등 위험 및 불편함이 발생하는 문제점이 있었다.

EP 2675370 A1 (2013.12.25.)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성을 통하여, 기능별 어태치먼트가 결합될 수 있고, 또한 결합되는 어태치먼트를 식별하여 모터를 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 제어할 수 있어, 정형외과용 수술시 발생할 수 있는 종래의 문제점을 개선한 정형외과용 전동기구를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 정형외과용 전동기구는, 하나 이상의 제1 마그넷이 장착된 어태치먼트가 결합될 수 있으며, 전동기구케이스를 구비하는 전동기구보디부, 상기 전동기구보디부의 일단에 연결된 어태치먼트 체결부, 상기 어태치먼트 체결부 쪽으로 돌출되고, 상기 어태치먼트에 동력을 전달하는 모터동력전달부, 상기 모터동력전달부를 구동시키는 모터, 하나 이상의 상기 제1 마그넷의 자기장세기 또는 개수를 센싱할 수 있는 제1 자기센서를 구비하는 제1 자기센서부(magnetic sensor), 상기 제1 자기센서가 센싱한 자기장세기 또는 개수에 따라 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하는 제어부, 그리고 상기 모터 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어태치먼트 체결부는 상기 어태치먼트를 수용하는 수용부를 구비하고, 상기 제1 자기센서부는 상기 수용부의 외벽과 상기 전동기구케이스 사이에 배치되고, 상기 수용부는 상기 제1 자기센서의 센싱 방향으로 형성된 비자성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어태치먼트는 상기 수용부에 수용되는 어태치먼트보디부, 그리고 상기 어태치먼트보디부 내부에 배치되고, 상기 모터동력전달부에 연동하여 상기 어태치먼트보디부에 대해 상대적으로 회전 가능한 동력전달체결부를 포함하며, 하나 이상의 상기 제1 마그넷은 상기 어태치먼트보디부에 둘레방향으로 구비되고, 상기 수용부의 비자성부를 상기 제1 자기센서와의 사이에 두고 상기 제1 자기센서에 대향하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 자기센서부는 상기 제어부에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어태치먼트 체결부는 상기 수용부에 대해 상대적으로 슬라이딩 가능한 슬라이딩부를 더 포함하며, 상기 슬라이딩부는 슬라이딩부 원위단부와, 상기 슬라이딩부 원위단부보다 작은 내경을 가지는 슬라이딩부 근위단부를 구비하며,상기 수용부는 상기 어태치먼트가 수용되며, 내측부재 원위단부와, 상기 내측부재 원위단부보다 작은 외경을 가지는 내측부재 근위단부를 구비하는 내측부재, 상기 내측부재 근위단부와 환형홈을 형성하는 외측부재, 상기 환형홈 내에 압축상태로 배치되고, 일단이 상기 슬라이딩부에 접촉 상태로 배치되는 제1 탄성부재, 그리고 상기 내측부재의 벽두께 방향으로의 복수 개의 관통홀에 각각 배치되고 상기 내측부재의 벽두께 방향으로 이동가능한 복수 개의 체결볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어태치먼트보디부는 상기 복수 개의 체결볼의 위치에 대응하는 위치에 복수 개의 체결볼용 홈을 구비하며, 상기 동력전달체결부가 상기 모터동력전달부에 결합하도록 상기 어태치먼트보디부가 상기 내측부재에 완전히 수용될 때, 상기 체결볼의 일부는 상기 체결볼용 홈에 삽입되어, 상기 어태치먼트보디부는 상기 내측부재에 고정되며, 상기 슬라이딩부가 상기 제1 탄성부재의 복원력을 극복하면서 상기 내측부재 원위단부에서 상기 내측부재 근위단부 방향으로 슬라이딩할 때, 상기 체결볼은 상기 슬라이딩부 원위단부 쪽으로 이동하면서 상기 체결볼용 홈으로부터 이탈되어, 상기 어태치먼트보디부는 상기 내측부재에 고정 해제될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어태치먼트에 하나의 제1 마그넷이 장착된 경우, 상기 제1 자기센서가 센싱한 자기장세기에 따라, 상기 제어부는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하며, 상기 어태치먼트에 2개 이상의 제1 마그넷이 장착된 경우, 상기 제1 자기센서가 센싱한 상기 제1 마그넷의 개수에 따라, 상기 제어부는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정형외과용 전동기구는 상기 모터의 작동 또는 비작동을 위한 작동트리거를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 작동트리거는 정회전용 트리거와 역회전용 트리거를 각각 포함하며, 상기 정회전용 트리거와 상기 역회전용 트리거는 각각 제2 마그넷을 구비하며, 상기 제어부는 제2 자기센서부를 통하여, 상기 정회전용 트리거의 제2 마그넷을 센싱할 경우, 상기 모터를 정회전 시키고, 상기 역회전용 트리거의 제2 마그넷을 센싱할 경우, 상기 모터를 역회전 시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전동기구보디부는 상기 정회전용 트리거와 상기 역회전용 트리거가 각각 삽입되는 정회전용 트리거홈과 역회전용 트리거홈, 상기 정회전용 트리거홈에 압축 상태로 삽입되어 상기 정회전용 트리거에 일단이 접촉하는 정회전용 트리거용 스프링, 그리고 상기 역회전용 트리거홈에 압축 상태로 삽입되어 상기 역회전용 트리거에 일단이 접촉하는 역회전용 트리거용 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 정형외과용 전동기구는 다음과 같은 효과를 가진다.

수술 작업에 필요한 개별 어태치먼트가 결합될 수 있고, 또한 결합되는 어태치먼트를 식별하여 모터의 최대 회전수 및 최대 토크값을 제어할 수 있어, 부적절한 회전수 또는 토크값으로 인하여 수술 중단 등 종래의 문제점을 개선할 수 있다.

또한, 수용부가 제1 자기센서의 센싱 방향으로 형성된 비자성부를 구비함으로써, 제1 자기센서는 방해 받지 않고 어태치먼트의 마그넷을 센싱함으로써, 개별 어태치먼트를 정확하게 식별할 수 있다.

한편, 본 발명은 명시적으로 기재되지는 않았지만 상술한 구성으로부터 기대할 수 있는 다른 효과도 물론 포함한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 정형외과용 전동기구의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전동기구의 주요 구성의 분해도이다.
도 3은 도 1의 전동기구의 단면도이다.
도 4는 도 1의 전동기구의 주요 구성의 사시 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 어태치먼트가 도 1의 전동기구에 장착된 모습을 나타낸다.
도 6은 도 5의 어태치먼트가 도 1의 전동기구에 분리되어 있는 모습을 나타낸다.
도 7은 도 5의 어태치먼트의 후방 사시도(a) 및 전방 사시도(b)를 나타낸다.
도 8은 도 5의 어태치먼트의 단면도이다.
도 9는 도 5의 어태치먼트와 전동기구가 결합된 상태에서의 단면도이다.
도 10은 도 9의 주요 부분의 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 다양한 용도의 어태치먼트를 나타낸다.
도 12는 도 1의 전동기구에 도 5의 어태치먼트를 결합하기 위하여 슬라이딩부를 후방으로 이동시키는 모습을 나타낸다.
도 13은 도 12의 상태에서, 어태치먼트를 도 1의 전동기구에 끼운 상태를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 한 실시예에 따른 정형외과용 전동기구(100)는, 하나 이상의 제1 마그넷(501)이 장착된 어태치먼트(attachment, 부가장치)(500)(도 7 참조)가 결합될 수 있는 정형외과용 전동기구(100)이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 어태치먼트(500)로서, 뼈 다듬기 및 골접합용 나사 식립용 어태치먼트(도 9의 (a)), 뼈 절단용 어태치먼트(도 9의 (b)), 뼈 천공용 어태치먼트(도 9의 (c)), 와이어핀 식립용 어태치먼트(도 9의 (d)) 등이 사용될 수 있다. 한편, 이들 어태치먼트(500)는 본 정형외과용 전동기구(100)에 결합하기 위하여 후술하는 주요 구성을 동일하게 가지고 있으므로, 본 실시예에서는 설명의 편의상, 본 정형외과용 전동기구(100)에 뼈 천공용 어태치먼트(도 9의 (c))가 장착된 실시예에 대하여 예시적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 정형외과용 전동기구(100)는 주요 구성으로, 전동기구보디부(1), 어태치먼트 체결부(2), 모터동력전달부(3), 모터(4), 제1 자기센서부(5), 제어부(6), 그리고 전원부(미도시)을 포함한다.

전동기구보디부(1)는 전동기구케이스(11)를 구비한다.

어태치먼트 체결부(2)는 전동기구보디부(1)의 일단(전면부, 도 3 기준 좌측)에 연결된다. 그리고 어태치먼트 체결부(2)는 어태치먼트(500)를 수용하는 수용부(21)를 구비한다.

또한, 어태치먼트 체결부(2)는 수용부(21)에 대해 상대적으로 슬라이딩 가능한 슬라이딩부(22)를 더 포함한다.

슬라이딩부(22)는 대략 실린더 형상을 가지며, 슬라이딩부 원위단부(221)와, 슬라이딩부 원위단부(221)보다 작은 내경을 가지는 슬라이딩부 근위단부(222)를 구비한다(도 4 참조).

도 4에 도시된 바와 같이, 수용부(21)는 후술하는 제1 자기센서(51)의 센싱 방향(A)으로 형성된 비자성부(216)를 구비한다. 참고로, 주지된 바와 같이, 자기센서는 자기장의 크기 또는 자기력선의 크기와 방향을 측정할 수 있는 센서이고, 자기장은 방향을 갖는 벡터 물리량이다. 따라서, 제1 자기센서(51)의 센싱 방향(A)으로 자성물질이 아니라 비자성물질로 형성된 비자성부(216)를 구비함으로써, 제1 자기센서(51)는 방해 받지 않고 어태치먼트(500)의 마그넷(501)을 센싱할 수 있도록 한다.

또한, 수용부(21)는 내측부재(211), 외측부재(212), 제1 탄성부재(213), 그리고 복수 개의 체결볼(214)을 포함한다(도 4 참조).

구체적으로, 내측부재(211)는 어태치먼트(500)를 수용하며, 내측부재 원위단부(2111)와, 내측부재 원위단부(2111)보다 작은 외경을 가지는 내측부재 근위단부(2112)를 구비한다.

외측부재(212)는 내측부재 근위단부(2112)와 환형홈(215)을 형성한다.

제1 탄성부재(213)는 환형홈(215) 내에 압축상태로 배치되고, 일단이 슬라이딩부(22)에 접촉 상태로 배치된다.

복수 개의 체결볼(214)은 내측부재(211)의 둘레 방향에 위치하며, 내측부재(211)의 벽두께 방향으로의 복수 개의 관통홀(2113)에 각각 배치되고 내측부재(211)의 벽두께 방향으로 이동가능하다.

모터동력전달부(3)는 수용부(21)의 내부에서 어태치먼트 체결부(2) 쪽으로 돌출되고, 어태치먼트(500)에 모터(4)로부터 받은 동력을 전달한다.

모터(4)는 모터동력전달부(3)를 구동(회전)시킨다.

제1 자기센서부(5)는 어태치먼트(500)에 장착된 하나 이상의 제1 마그넷(501)의 자기장세기 또는 개수를 센싱할 수 있는 제1 자기센서(magnetic sensor)(51)를 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자기센서부(5)에는 환형 링부(52)에 복수 개의 제1 자기센서(51)가 원주방향으로 미리 정해진 간격을 두고 배치된다. 본 실시예에서는 예시적으로, 제1 자기센서부(5)가 8개의 제1 자기센서(51)를 구비한다.

한편, 어태치먼트(500)의 제1 마그넷(501)은 어태치먼트(500) 상에서 이들 제1 자기센서(51)의 위치에 대응하는 위치에 적어도 1개 배치된다.

도 11을 참고하면, 다듬기 및 골접합용 나사 식립용 어태치먼트(도 11의 (a))에는 1개의 제1 마그넷이, 뼈 절단용 어태치먼트(도 11의 (b))에는 3개의 제1 마그넷이, 뼈 천공용 어태치먼트(도 11의 (c))에는 2개의 제1 마그넷이, 와이어핀 식립용 어태치먼트(도 11의 (d))에는 4개의 제1 마그넷이 예시적으로 배치되어 있다.

또한, 제1 자기센서부(5)는 제어부(6)에 전기적으로 연결된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 자기센서부(5)는 수용부(21)의 외벽과, 전동기구케이스(11)의 내벽 사이에 배치된다.

제어부(6)는 제1 자기센서(51)가 센싱한 자기장세기 또는 개수에 따라 미리 설정되어 있는 최대 회전수(rpm) 및 최대 토크값(Nㆍcm) 이내로 모터(4)를 제어한다.

전원부(미도시)가 전동기구보디부(1)의 하단에 위치하는 전원연결부(12)에 장착될 수 있으며, 모터(4) 및 제어부(6)에 필요한 전력을 공급할 수 있다(도 12 참조). 예시적으로, 전원부는 휴대 및 교체 가능한 배터리일 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 어태치먼트(500)는 어태치먼트보디부(502)와 동력전달체결부(503)를 주요 구성으로 포함한다. 참고로, 본 실시예에서는 어태치먼트(500) 관련하여, 본 전동공구와 체결되기 위한 주요 구성에 대하여 설명을 하고, 본 발명의 요지와 무관하고 이미 공지된 구성 예컨대, 동력전달체결부(503)에 체결된 감속기어 등에 대해서는 설명을 생략한다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 어태치먼트보디부(502)는 수용부(21)에 수용된다.

동력전달체결부(503)는 어태치먼트보디부(502) 내부에 배치되고, 본 전동공구(100)의 모터동력전달부(3)와 결합하여 모터동력전달부(3)에 연동하여 어태치먼트보디부(502)에 대해 상대적으로 회전 가능한다. 이를 위하여, 어태치먼트보디부(502)와 동력전달체결부(503) 사이에는 베어링(505)이 장착될 수 있다.

한편, 하나 이상의 제1 마그넷(501)은 어태치먼트보디부(502)에 둘레방향으로 구비되고, 수용부(21)의 비자성부(216)를 제1 자기센서(51)와의 사이에 두고 제1 자기센서(51)에 대향하게 배치된다.

또한, 어태치먼트보디부(500)는 복수 개의 체결볼(214)의 위치에 대응하는 위치에 복수 개의 체결볼용 홈(504)을 구비한다.

동력전달체결부(503)가 본 전동공구(100)의 모터동력전달부(3)에 결합하도록 어태치먼트보디부(500)가 본 전동공구(100)의 내측부재(211)에 완전히 수용될 때, 본 전동공구(100)의 체결볼(214)의 일부는 체결볼용 홈(504)에 삽입되어, 어태치먼트보디부(500)는 내측부재(211)에 고정된다.

그리고 슬라이딩부(22)가 제1 탄성부재(213)의 복원력을 극복하면서 내측부재 원위단부(2111)에서 내측부재 근위단부(2112) 방향으로 슬라이딩할 때, 체결볼(214)은 슬라이딩부 원위단부(221) 쪽으로 이동하면서 체결볼용 홈(504)으로부터 이탈되어, 어태치먼트보디부(500)는 내측부재(211)에 고정 해제되면서 상대적으로 이동할 수 있다..

어태치먼트(500)에 1개의 제1 마그넷(501)이 장착된 경우, 제1 자기센서(51)가 센싱한 자기장의 세기에 따라 어떠한 종류의 어태치먼트(500)에 장착되었는지 센싱하여, 제어부(6)는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 모터(4)를 제어한다. 즉, 어태치먼트(500)에 1개의 제1 마그넷(501)이 장착된 경우, 각각의 어태치먼트(500)에 서로 다른 자기장 세기를 가지는 제1 마그넷을 사용한다.

만일, 어태치먼트(500)에 2개 이상의 제1 마그넷(501)이 장착된 경우, 제1 자기센서(51)가 센싱한 제1 마그넷(501)의 개수에 따라, 제어부(6)는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 모터(4)를 제어한다. 이때는, 동일한 자기장 세기를 가지는 제1 마그넷들을 사용한다.

다시 말해, 1개의 제1 마그넷이 장착된 경우 자기장의 세기를 센싱하고, 복수 개의 제1 마그넷이 장착된 경우 마그넷의 개수를 센싱함으로써, 어떠한 어태치먼트가 체결되는지 인식하여, 미리 설정된 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 모터의 전압 및 전류값을 제어함으로써, 특정의 수술 작업에 적합한 최대 회전수 및 최대 토크값을 기계적으로 쉽게 확보함으로써, 사용자의 경험에 의존함으로써 발생하는 종래의 문제점을 개선할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 정형외과용 전동기구(100)는 모터(4)의 작동 또는 비작동을 위한 작동트리거(8)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 작동트리거(8)는 정회전용 트리거(81)와 역회전용 트리거(82)를 각각 포함한다. 그리고 정회전용 트리거(81)와 역회전용 트리거(82)는 각각 제2 마그넷(83,84)을 구비한다.

제어부(6)는 제2 자기센서부(미도시)를 통하여, 정회전용 트리거(81)의 제2 마그넷(83)을 센싱할 경우, 모터(4)를 정회전 시키고, 역회전용 트리거(82)의 제2 마그넷(84)을 센싱할 경우, 모터(4)를 역회전 시킨다. 예시적으로, 이들 제2 마그넷과 제2 자기센서부 상호 간의 거리에 따라, 제2 자기센서부가 센싱하는 자기장의 세기를 조절함으로써, 모터의 회전수 및 토크값을 조절할 수 있다.

한편, 전동기구보디부(1)는 정회전용 트리거(81)와 역회전용 트리거(82)가 각각 삽입되는 정회전용 트리거홈(12)과 역회전용 트리거홈(13)과, 정회전용 트리거홈(12)에 압축 상태로 삽입되어 정회전용 트리거(81)에 일단이 접촉하는 정회전용 트리거용 스프링(811)과, 역회전용 트리거홈(13)에 압축 상태로 삽입되어 상기 역회전용 트리거(82)에 일단이 접촉하는 역회전용 트리거용 스프링(821)를 포함한다.

이하에서는 도 9, 도 12, 및 도 13을 참조하여, 상술한 구성을 가진 본 발명의 한 실시예에 따른 정형외과용 전동기구의 작용에 대하여 설명한다.

사용자는 특정의 수술 작업에 필요한 어태치먼트(500)을 선택한다. 본 실시예에서는 뼈 천공용 어태치먼트(500)을 예로 들어 설명한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 어태치먼트(500)을 본 전동공구(100)에 결합하기 위하여, 슬라이딩부(22)를 수용부(21)에 대해 상대적으로 후방으로 이동시킨다. 이때, 체결볼(214)은 상대적으로 큰 내경을 가지는 슬라이딩부 원위단부(221) 쪽으로 이동하여 어태치먼트(500)가 수용부(21)에 삽입될 때, 걸리지 않도록 한다.

다음, 어태치먼트(500)를 수용부(21)에 삽입하여, 어태치먼트(500)의 동력전달체결부(503)가 전동공구(100)의 모터동력전달부(3)에 결합하도록 한다(도 13 참조).

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬라이딩부(22)에 가해진 힘을 제거하면, 제1 탄성부재(213)의 복원력에 의하여 슬라이딩부(22)는 수용부(21)에 대해 상대적으로 전방으로 이동한다. 이때, 체결볼(214)은 슬라이딩부 근위단부(222)에 접촉하면서 수용부(21)의 내부로 일부가 돌출되면서 어태치먼트(500)의 체결볼용 홈(504)에 결합한다. 이로 인해, 어태치먼트(500)는 본 전동공구(100)에 상대적인 움직임이 제한되면서 고정된다.

이때, 본 전동공구(100)의 제1 자기센서부(5)는 제1 마그넷(501)의 개수가 2개임을 센싱하여, 그 정보를 제어부(6)에 전달한다. 참고로, 상술한 바와 같이, 모든 어태치먼트(500)에 자기장의 세기가 다른 제1 마그넷을 1개만 배치할 수 있다. 그러면, 제1 자기센서부(5)는 센싱된 자기장의 세기에 따라 장착된 어태치먼트의 종류를 인식할 수도 있다.

다음, 제어부(6)가 인식된 어태치먼트(500)를, 미리 설정된 최대 회전수, 최대 토크값 이내로 제어하면서 사용자가 수술할 수 있게 함으로써, 종래의 수술용 전동공구 사용시 발생할 수 있는 너무 높은 회전수로 인해 고열로 인한 뼈의 괴사등의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100...정형외과용 전동기구
1...전동기구보디부
2...어태치먼트 체결부
3...모터동력전달부
4...모터
5...제1 자기센서부
6...제어부
500...어태치먼트
501...제1 마그넷

Claims

하나 이상의 제1 마그넷이 장착된 어태치먼트가 결합될 수 있는 정형외과용 전동기구로서,
전동기구케이스를 구비하는 전동기구보디부, 상기 전동기구보디부의 일단에 연결된 어태치먼트 체결부, 상기 어태치먼트 체결부 쪽으로 돌출되고, 상기 어태치먼트에 동력을 전달하는 모터동력전달부, 상기 모터동력전달부를 구동시키는 모터, 하나 이상의 상기 제1 마그넷의 자기장세기 또는 개수를 센싱할 수 있는 제1 자기센서를 구비하는 제1 자기센서부(magnetic sensor), 상기 제1 자기센서가 센싱한 자기장세기 또는 개수에 따라 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하는 제어부, 그리고 상기 모터 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하며,
상기 어태치먼트 체결부는 상기 어태치먼트를 수용하는 수용부를 구비하고,
상기 제1 자기센서부는 상기 수용부의 외벽과 상기 전동기구케이스 사이에 배치되고,
상기 수용부는 상기 제1 자기센서의 센싱 방향으로 형성된 비자성부를 구비하는
정형외과용 전동기구.
삭제
제1항에서,
상기 어태치먼트는
상기 수용부에 수용되는 어태치먼트보디부, 그리고
상기 어태치먼트보디부 내부에 배치되고, 상기 모터동력전달부에 연동하여 상기 어태치먼트보디부에 대해 상대적으로 회전 가능한 동력전달체결부
를 포함하며,
하나 이상의 상기 제1 마그넷은 상기 어태치먼트보디부에 둘레방향으로 구비되고, 상기 수용부의 비자성부를 상기 제1 자기센서와의 사이에 두고 상기 제1 자기센서에 대향하게 배치되는
정형외과용 전동기구.
제1항에서,
상기 제1 자기센서부는 상기 제어부에 전기적으로 연결된 정형외과용 전동기구.
제3항에서,
상기 어태치먼트 체결부는 상기 수용부에 대해 상대적으로 슬라이딩 가능한 슬라이딩부를 더 포함하며,
상기 슬라이딩부는 슬라이딩부 원위단부와, 상기 슬라이딩부 원위단부보다 작은 내경을 가지는 슬라이딩부 근위단부를 구비하며,
상기 수용부는
상기 어태치먼트가 수용되며, 내측부재 원위단부와, 상기 내측부재 원위단부보다 작은 외경을 가지는 내측부재 근위단부를 구비하는 내측부재,
상기 내측부재 근위단부와 환형홈을 형성하는 외측부재,
상기 환형홈 내에 압축상태로 배치되고, 일단이 상기 슬라이딩부에 접촉 상태로 배치되는 제1 탄성부재, 그리고
상기 내측부재의 벽두께 방향으로의 복수 개의 관통홀에 각각 배치되고 상기 내측부재의 벽두께 방향으로 이동가능한 복수 개의 체결볼
을 포함하는
정형외과용 전동기구.
제5항에서,
상기 어태치먼트보디부는 상기 복수 개의 체결볼의 위치에 대응하는 위치에 복수 개의 체결볼용 홈을 구비하며,
상기 동력전달체결부가 상기 모터동력전달부에 결합하도록 상기 어태치먼트보디부가 상기 내측부재에 완전히 수용될 때, 상기 체결볼의 일부는 상기 체결볼용 홈에 삽입되어, 상기 어태치먼트보디부는 상기 내측부재에 고정되며,
상기 슬라이딩부가 상기 제1 탄성부재의 복원력을 극복하면서 상기 내측부재 원위단부에서 상기 내측부재 근위단부 방향으로 슬라이딩할 때, 상기 체결볼은 상기 슬라이딩부 원위단부 쪽으로 이동하면서 상기 체결볼용 홈으로부터 이탈되어, 상기 어태치먼트보디부는 상기 내측부재에 고정 해제될 수 있는
정형외과용 전동기구.
제1항에서,
상기 어태치먼트에 하나의 제1 마그넷이 장착된 경우, 상기 제1 자기센서가 센싱한 자기장세기에 따라, 상기 제어부는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하며,
상기 어태치먼트에 2개 이상의 제1 마그넷이 장착된 경우, 상기 제1 자기센서가 센싱한 상기 제1 마그넷의 개수에 따라, 상기 제어부는 미리 설정되어 있는 최대 회전수 및 최대 토크값 이내로 상기 모터를 제어하는
정형외과용 전동기구.
제7항에서,
상기 정형외과용 전동기구는
상기 모터의 작동 또는 비작동을 위한 작동트리거를 더 포함하는
정형외과용 전동기구.
제8항에서,
상기 작동트리거는 정회전용 트리거와 역회전용 트리거를 각각 포함하며,
상기 정회전용 트리거와 상기 역회전용 트리거는 각각 제2 마그넷을 구비하며,
상기 제어부는 제2 자기센서부를 통하여, 상기 정회전용 트리거의 제2 마그넷을 센싱할 경우, 상기 모터를 정회전 시키고, 상기 역회전용 트리거의 제2 마그넷을 센싱할 경우, 상기 모터를 역회전 시키는
정형외과용 전동기구.
제9항에서,
상기 전동기구보디부는 상기 정회전용 트리거와 상기 역회전용 트리거가 각각 삽입되는 정회전용 트리거홈과 역회전용 트리거홈,
상기 정회전용 트리거홈에 압축 상태로 삽입되어 상기 정회전용 트리거에 일단이 접촉하는 정회전용 트리거용 스프링, 그리고
상기 역회전용 트리거홈에 압축 상태로 삽입되어 상기 역회전용 트리거에 일단이 접촉하는 역회전용 트리거용 스프링
을 포함하는
정형외과용 전동기구.