KR20010041195A - 치과 의학용 토오크 인디케이터 래칫 렌치 - Google Patents

Abstract

래칫 렌치와, 동심적으로 결합된 토오크 인디케이터는 단일 하우징 내에 있다. 래칫 렌치는 치과 의학에 사용되는 파스너를 가동시키는데 유용하다. 조작시에, 렌치의 핸들을 파스너에 토오크를 가하기 위해 일방향으로 회전시킬 수 있다. 핸들을 역방향으로 회전시키면, 토오크가 파스너에 가해지지 않는데, 그 이유는 핸들이 임상 의사가 다시 핸들을 회전시켜 파스너에 추가 토오크를 가하기 쉬운 위치로 복귀되기 때문이다. 토오크의 인디케이션을 제공하기 위하여, 회전자 본체는 드라이브 부재 내에 동축으로 지지된다. 토오크 인디케이터는 회전자 본체 위에 마련되며, 드라이브 부재는 회전자 본체 내에 유지된 공구가 부하하에서 회전으로부터 구속될 때 회전자 본체에 대하여 공통 축선 둘레의 드라이브 부재의 각변위를 표시한다.

Description

치과 의학용 토오크 인디케이터 래칫 렌치{TORQUE INDICATOR RATCHET WRENCH FOR DENTISTRY}

치과 의학을 비롯한 다양한 분야에서 래칫 랜치가 예전부터 사용되어 왔으며, 렌치의 각각의 부분적 회전 및 연속 래칫팅(ratcheting)이 스크류 또는 볼트에 가하는 토오크량을 인지하는데 특히 유용하다. 따라서, 토오크가 소정량을 초과할 수 없도록 하는 토오크 리미터(torque limiter)와 달리, 래칫 렌치는 토오크가 볼트 또는 스크류에 가해지는 경우에 그 토오크를 점진적으로 표시하는 토오크 인디케이터를 구비할 필요성이 있다. 또한, 이러한 장치는 특히, 구강 내와 같은 좁은 영역 내에서 사용될 때 비교적 작은 하우징 내에 배치될 필요성이 있다.

본 발명은 렌치가 회전되고, 그 다음에 그 출발 위치까지 래칫식으로 복귀될 때마다 스크류 또는 볼트에 가해지는 토오크량을 점진적으로 지시하는 토오크 인디케이터를 구비하는 래칫 렌치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 치과 의학용(dentistry) 토오크 인디케이션을 갖는 치과용 래칫 렌치에 관한 것이다.

도 1은 렌치의 종단면도이다.

도 2는 도 1의 분해도이다.

도 3은 도 1의 하우징과 핸들의 종단면도이다.

도 4a, 4b는 각각 도 1의 드라이브 부재의 횡단면도 및 단부도이다.

도 5a, 5b는 각각 도 1의 회전자 본체의 횡단면도 및 단부도이다.

도 5c는 회전자 본체의 사시도(isometric view)이다.

도 6a, 6b 및 6c는 각각 도 1의 회전자 하우징 허브의 횡단면도, 단부도 및 사시도이다.

도 6d, 6e 및 6f는 각각 도 1의 회전자 본체 허브의 횡단면도, 단부도 및 사시도이다.

도 7a, 7b 및 7c는 각각 도 1의 클러치 스프링의 측면도, 단부도 및 사시도이다.

도 8a, 8b 및 8c는 각각 도 1의 토션 스프링의 측면도, 단부도 및 사시도이다.

도 8d는 토션 스프링의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 9는 치과용 핸드피스의 치과용 공구를 연결하는데 사용되는 "ISO"형 치과용 래치를 도시한 도면이다.

도 10a∼10e는 각각 ISO형 래치 본체의 다양한 도면이다.

도 11a∼11d는 도 10의 공구 홀더의 래치 본체와 스프링이 조립된 상세도이다.

도 12a∼12j는 모두 ISO형 래치를 구비하는 공구를 상기 공구용 홀더 내에 설치하는 단계 및 상기 공구용 홀더로부터 제거하는 단계를 연속적으로 보여주는 도면이다.

도 13a∼13g는 여러 종류의 스프링 부재를 사용하는 도 10 및 도 11의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 14a 및 14b는 다른 ISO형 공구 래치의 단면도이다.

도 15는 도 14의 분해도이다.

도 16은 마찰 감소용 와셔를 구비하는 렌치의 종단면도이다.

도 17은 도 16의 분해도이다.

도 18a∼18f는 선택적인 ISO형 래치 본체의 다양한 도면이다.

본 명세서는 단일 하우징 내에 동심적으로 결합된 토오크 인디케이터와 래칫 렌치를 설명하고 있다. 래칫 렌치는 인공치아 이식(dental implant)에 어버트먼트(abutment)를 유지하는 어버트먼트 스크류 등의 치과 의학에 사용되는 파스너를 가동시키는데 유용하다. 조작시에는 렌치의 핸들을 일방향(예컨대, 시계 방향)으로 회전시켜 파스너에 토오크를 가할 수 있다. 핸들을 역방향(예컨대, 반시계 방향)으로 회전시키면, 토오크가 파스너에 가해지지 않는데, 그 이유는 핸들이 임상 의사가 핸들을 다시 회전시켜 파스너에 추가적인 토오크를 가하기 쉬운 소정 위치로 복귀되기 때문이다.

조작시 핸들의 복귀 동작(예컨대, 반시계 방향 회전)은 비스텝(stepless)식으로 될 수 있는데, 이는 하우징과 동심 드라이브 부재 사이의 하우징 내의 환형 공간 내에 위치하는 코일 클러치 스프링을 통해 이루어진다. 클러치 스프링의 일단부는 하우징과 드라이브 부재 중 어느 하나에 고정되고, 타단부는 하우징과 드라이브 부재 사이의 환형 공간 내에서 자유롭다. 바람직하게는, 환형 공간 중 자유 단부를 수용하고 있는 부분은 클러치 스프링의 고정 단부를 수용하고 있는 부분보다 두께가 더 얇다. 클러치 스프링이 감기는 방향에 따라서, 그 자유 단부는 둘레의 상대 회전이 하우징과 드라이브 부재 사이에서 일방향으로 전해질 때 환형 공간 내에서 슬립한다. 그러나, 클러치 스프링은 역방향으로의 상대 회전에 대항하여 하우징과 드라이브 부재를 래칫식으로 걸게 된다. 선택적으로, 렌치의 복귀 동작은 "클릭(click)"형 작용을 제공하는 오버런닝(overrunning) 또는 멈추개(detent) 클러치를 사용함으로써 달성될 수 있다.

토오크의 인디케이션을 제공(토오크를 표시)하기 위하여, 드라이브 부재 내에 회전자 본체가 동축으로 지지된다. 회전자 본체와 드라이브 부재 사이에 배치된 토션 스프링(torsion spring)의 일단부는 회전자 본체에 고정되고, 타단부는 드라이브 부재에 고정된다. 이 회전자 본체는 하나 이상의 렌치 공구를 공통 축선 상에 위치하는 하나 이상의 소켓 내에 유지하기에 적합하다. 회전자 본체와 드라이브 부재 상의 토오크 인디케이터 마크들은 회전자 본체 내에 유지된 공구가 부하 하에서의 회전으로부터 구속될 때, 회전자 본체에 대한 드라이브 부재의 공통 축선 둘레로의 각변위(angular displacement)를 표시한다. 하우징 및 이 하우징과 함께 드라이브 부재는 하우징이 걸림 방향으로 회전될 때, 수동으로 그들의 공통 축선 둘레로 회전시킬 수 있다. 또는, 하우징에 고정된 핸들이 하우징을 공통 축선 둘레로 회전시키는데 사용될 수 있다. 토오크 인디케이터 마크들은 공구의 회전 축선에서의 토오크를 표시한다. 고정 핸들은 이 측정에 관여하지 않으며, 따라서 단순하고 견고한 설계로 될 수 있다. 회전자 본체에는 ISO형 치과용 래치를 위한 리셉터(receptor) 및 다른 형식의 공구를 위한 소켓 또는 리셉터가 제공될 수 있다.

도 1, 2 및 도 3을 참조하면, 하우징(10)의 일측부에 있는 보스(14)에는 핸들(12)이 부착되어 있다. 하우징(10) 내에는 드라이브 부재(16)가 동심적으로 배치되어 있으며, 이 드라이브 부재는 하우징과 함께 코일 클러치 스프링(20)을 수용하는 환형 공간(18)을 형성한다. 드라이브 부재(16)와 클러치 스프링(20)은 도 4와 도 7에 각각 더 상세하게 도시되어 있다.

드라이브 부재(16)의 하단부(17) 위의 측벽에는 구멍(22)이 있다(도 4 참조). 클러치 스프링(20)은 일련의 코일을 가지며 또한 클러치 스프링의 일단부(24)는 방사상 내측으로 절곡되는 한편, 그 타단부(26)는 개방 또는 "자유로운" 상태이다(도 7 참조). 코일 클러치 스프링(20)은 환형 공간(18) 내에 배치되는 한편, 그 절곡 단부(24)는 드라이브 부재(16)의 측벽에 형성된 구멍(22)을 관통한다. 클러치 스프링(20)의 개방 단부(26)는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 환형 공간(18)의 저부 영역 내에 안착된다.

바람직하게는, 환형 공간(18)의 개방 단부(26)에 인접한 저부 영역은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 그 절곡 단부(24)에 인접한 상부 영역에서보다 협폭으로 되어 있다. 환형 공간(18)의 이러한 변형을 제공하기 위해, 하우징(10)의 내벽(13)은 맞은편 즉 상부 단부에서보다 저부 단부(11)에 인접하여 반지름이 보다 작게 만곡되어 있다. 환형 공간(18)의 협폭 부분은 방사상 이동에 대하여 개방 단부(26)를 구속하도록 작용하며, 그 결과, 하우징(10)과 드라이브 부재(16) 사이의 상대 회전(예컨대, 시계 방향)이 클러치 스프링(20)을 풀도록 작용할 때, 클러치 스프링은 2개의 단부(24, 26) 사이의 일부 위치에서가 아니라 개방 단부(26)가 먼저 내벽(13)과 맞물린다. 이것은 클러치 스프링(20)이 맞물리게 될 때는 언제든지 내벽(13)이 클러치 스프링(20)의 길이 전체에 걸쳐 확실하게 맞물리도록 하여, 상대 회전의 예측 불가능한 헛돌기(slippage)가 최소로 되게 정지시키는 것을 보장한다. 본 발명의 이러한 실시예에 있어서, 역방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 상대 회전은 클러치 스프링의 개방 단부(26)가 그 상대 회전에 대항하지 않고 하우징의 내벽(13)을 따라 미끄러지게 한다. 환언하자면, 클러치 스프링(20)은 환형 공간(18) 내에서 회전하는 동안 렌치가 반시계 방향으로 회전되면, 도 2에 도시한 동일한 감겨진 상태로 남아 있는다. 따라서, 환형 공간(18) 내의 코일 스프링(20)은 비스텝(stepless)식의 일방향 클러치로서 기능한다.

도 1과 도 2 및 도 5a, 5b 및 5c를 다시 참조하면, 회전자 본체(30)는 드라이브 부재(16) 내에 지지된다. 회전자 본체(30)의 일단부에는 드라이브 부재(16)의 일단부 위 및 드라이브 부재(16)의 일단부 내에 안착되는 플랜지형 헤드(32)를 구비한다. 회전자 본체(30)의 타단부(34)에는 감소된 직경부가 있으며, 여기에서 회전자 본체(30)가 도 6a∼6b에 상세히 도시되는 2개의 동축으로 상호 끼워맞춰지는 허브(36, 38)에 의해 드라이브 부재(16) 내에 동축으로 지지된다. 제1 허브(36)는 플랜지형 헤드(32)로부터 떨어져 있으며 또 하우징(10)과 드라이브 부재(16)의 각각의 인접 단부(1, 17)들 위에 배치되는 드라이브 부재(16)의 단부에 의해 상호 고정용 맞물림부 내에 압력 끼워맞춤된다. 제2 허브(38)는 회전자 본체(30)의 소경 단부(34) 위에 압력 끼워맞춤되는 중심 구멍을 갖는다. 제2 허브(38)는 제1 허브(36) 내에 회전 가능하게 끼워맞추어지고, 제1 허브(36)는 제2 허브(38)의 단부면(37) 위에 배치된다.

토션 스프링(40)은 도 8a∼8c에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 회전자 본체(30)의 회전 축선에 거의 평행하게 반대 방향으로 연장되는 2개의 단부(42, 44)들을 갖는 코일 형상이다. 상부 단부(42)는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전자 본체(30)의 플랜지형 헤드(32)의 하측부에 형성된 구멍(46) 내에 끼워맞추어져, 회전자 본체(30)에 고정된다. 하부 단부(44)는 제1 허브(36)의 본체에 형성된 구멍(48) 내에 맞물리고, 이에 의해 제1 허브(36) 내에 고정되며, 그것을 통해 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 드라이브 부재(16)에 고정된다. 이 스프링(40)의 단부(42, 44)들은 동일 직선상일 필요는 없으며, 도 8d에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 축선 둘레로 상대적으로 변위될 수 있다. 스프링(40)의 단부(42, 44)들이 그렇게 변위되면, 제1 허브(36)는 대응하여 구멍(48)을 위치시키기 위해 축선 둘레로 변위되어 그 구멍(48) 내에 맞물리는 단부(44)의 위치를 조정할 수 있다. 토션 스프링(40)은 바람직하게는 303 시리즈의 스테인레스강으로 제조되고 또 직경이 대략 0.05 인치(1.25 mm)이다.

사용시에, 클러치 스프링(20)을 통해 작용하는 하우징(10)은 드라이브 부재(16)를 회전시킨다. 드라이브 부재(16)와, 회전할 때 연동하는 제1 허브(36)는 이 허브(36)와 회전자 본체(30)를 연결시키는 토션 스프링(40)을 통해 회전자 본체(30)를 회전시킨다. 회전자 본체(30)가 회전에 대한 저항에 직면하면, 드라이브 부재(16)에서 발생하는 힘이 토션 스프링(40)에 가해지며, 그에 의해 제1 허브(36)가 회전자 본체(30) 및 제2 허브(38)에 대해 회전 가능하게 변위된다. 변위각의 크기는 토션 스프링(40)에 가해지는 토오크에 대응한다.

드라이브 부재(16)와 회전자 본체(30)의 표면(38', 36')에는 마크(39A, 39B, 39C)들이 제공되어 이 토오크의 사전 조정된 크기를 표시한다. 토오크 크기가 0일때, 드라이브 부재(16) 상의 마크(39B)는 회전자 본체(30) 상의 마크(39A)에 인접하여 있다. 회전자 본체(30)가 회전에 저항하여 유지되고, 드라이브 부재가 그 공통 축선 둘레를 회전하면, 드라이브 부재(16) 상의 제2 마크(39C)는 회전자 본체(30) 상의 마크(39A)를 향하여 이동하며, 사전 조정된 토오크 값에 도달될 때 마크(39A)에 도달한다. 물론, 본 발명은 다양한 토오크 레벨에 대응하는 복수 개의 마킹의 사용을 의도한다. 일실시예에 있어서, 각각의 렌치는 제작자에 의해 조정되어 토션 스프링(40)이 마킹(39A, 39B, 39C)에 대응하는 토오크를 발생시키는 것을 보장한다.

도 5a, 5b 및 5c를 다시 참조하면, 회전자 본체(30)는 다양한 공구들을 유지하기에 적합하다. 소경의 단부(34)에는 공구를 수용하기 위하여 소켓(50)이 마련되어 있다. 소켓(50)은 육변형 단면 형상을 갖지만, 그 형상은 단순이 예시적인 것으로 다른 형상이 사용될 수 있다. 회전자 본체(30)의 맞은편 단부에 형성된 공동(52)은 헤드(32)를 통해 개방되어 보조 공구 홀더용으로 제공되며, 그 예가 도 9 내지 도 15 모두에 도시되어 있다.

도 9는 일반적으로 치과 의학에 사용되는 "ISO"(International Standards Organization)형 치과용 공구 래치를 갖는 샤프트를 포함하는 공구(56)의 관련 부분을 보여주고 있다. 래칭 헤드(58)는 환형 홈(60)을 가지고, 축방향을 향하고 있는 평면(62)은 횡단면(63)에서 종료하며, 이것은 이러한 형식의 래칭 헤드(58)의 특징이다. 도 10 내지 도 15 모두에 도시된 공구 홀더는 ISO형 래치를 사용하여 공구들을 맞물도록 설계되어 있다.

도 10 내지 도 11은 소켓(52)으로 이어지는 통로(51) 내에 위치된 관형 본체(74)에 의해 공동(52) 내에 압력 끼워맞춤될 수 있는 상부 플랜지(76)를 가지며 상기 관형 본체(74) 둘레에 감겨지는 스프링(72)을 채용하는 하나의 그러한 공구 홀더(70)를 예시하고 있다. 본체(74)의 일측부에는 노치(78)와 사면(斜面)(80)이 형성되어 있고, 노치(78)와 사면(80)의 맞은편 내벽에는 횡단 평면(82)을 갖는 부분적 견부(肩部)(83)가 형성되어 있다. 스프링(72)은 본체(74) 둘레에 감겨지며, 그 제1 단부(84)는 직선 세그먼트로 종료되어 노치(78) 내에 안착되고, 그 제2 단부(86)는 직선 세그먼트로 종료되어 사면(80)에 인접하여 안착된다.

도 12에 도시된 바와 같이 사용시에는, 공구(56)의 래치 헤드(58)는 소켓(50)과 공동(52)에 이어지는 통로(51)를 통해 공구 홀더(70) 내로 이동되며, 그 평면(62)은 도 12a에 수직 화살표 "a"로 지시한 바와 같이 부분적 견부(83)의 평면(82)를 지나 이동하도록 배향된다. 결국, 헤드(58)는 스프링(72)의 제2 단부(86)에 부딪히며, 그 시점에서 공구 홀더(70) 내로 추가 이동함으로써 스프링(70)의 제2 단부(86)에 있는 코일을 상방으로 압축하여 도 12b에 도시한 바와 같이 대략 수평 상태로 한다. 이 시점에서 헤드(58)는 도 12c에 도시된 바와 같이 그 코일을 지나 본체(74) 내로 이동할 수 있다. 현재는 제2 단부(86)에 있는 하부 코일이 래치 헤드(58)의 환형 홈(60) 내에 안착되어 있다. 래치는 본체(74) 내로 더 이동될 수 있으며, 평면(62)은 도 12d에 도시된 바와 같이 부분적 견부(83)의 평면(82)을 따라 통과한다. 래치가 본체(74) 내로 더욱 이동하면, 헤드(58)는 스프링(72)의 제1 단부(84)에 부딪혀, 이 제1 단부(84)를 도 12e에 도시된 바와 같이 노치(78)의 약간 외측으로 밀어 올린다. 마지막으로, 도 12f에 도시된 바와 같이, 래치 헤드(58)는 공구 홀더(70) 내에 견고히 래치되어 안착되는 동시에, 스프링(72)의 제1 단부(84)는 환형 홈(60) 내에 맞물리고, 래치의 평면(62)은 부분적 견부(83)의 평면(82)에 대하여 맞물린다. 추가적으로, 래치 헤드(58)의 횡단면(63)은 부분적 견부(83)의 하측부에 대하여 맞물리고, 스프링의 제2 단부에 있는 코일(86)은 환형 홈(60) 바로 밑에 있는 공구(56)의 샤프트를 감싼다.

공구(56)가 공구 홀더(70) 내에 설치될 때, 공구 홀더(70)는 공동(52) 내에 설치되며, 공구의 샤프트는 회전자 본체(30)의 통로(51)와 소켓(50)을 관통한다. 따라서, 회전자 본체(30) 내에 설치되는 모든 공구들은 렌치로부터 동일 방향으로 연장되어, 렌치를 사용할 때면 언제라도 토오크 인디케이터 마크(39A, 39B, 39C)들을 볼 수 있다.

공구(56)를 공구 홀더(70)로부터 제거하는 것은 도 12g 내지 도 12j에 예시되어 있다. 도 12g에 화살표 "b"로 지시된 이탈력(pull-out force)이 스프링(72)의 제1 단부(84)를 노치(78) 밖으로 가압하여, 평면(62)을 부분적 견부(83)의 표면(82)을 따라 이동시킨다. 그 다음에, 래치는 견부(83)와 맞물림 해제되고, 환형 홈(60)은 도 12h에 도시된 바와 같이, 스프링의 제2 단부(86)에 있는 코일에 의해 유지된다. 이 시점에서 공구(56)는 도 12i에서 화살표 "c"로 지시된 바와 같이 180°회전되어, 평면(62)이 스프링의 제2 단부(86)에 존재하게 된다. 현재 공구(56)는 도 12j에서 알 수 있는 바와 같이, 공구 홀더(70)로부터 제거되어 자유로운 상태이다.

도 13a 내지 도 13g 모두는 형태에 있어 스프링(72)과 다르지만 동일한 기능을 수행하는 스프링(72')을 채용하며 도 10과 도 11에 채용된 공구 홀더와 유사한 공구 홀더를 보여주고 있다. 스프링(72')은 사면(80)에 인접하여 노치(78) 내에 각각 배치되고 또한 도 10 내지 도 11의 단부(84, 86)에 있는 직선 스프링 세그먼트와 동일한 직선 세그먼트(84', 86')를 갖는다. 그러나, 도 14의 직선 세그먼트(84', 86')는 각각 코일 스프링(72)의 단부에 있는 것이 아니라, D형 부분(90 또는 92)의 각 부분으로서, 관형 본체(74)를 감싸고 있다. 이들 D형 부분(90, 92)은 만곡 세그먼트(94)에 의해 서로 이어져 있다.

도 14와 도 15에 도시된 또 다른 선택적 공구 홀더(110)는 메인 본체(112), 래치 본체(114), 래치 핸들(116), 스페이서 와셔(118) 및 심(100; shim)을 포함한다. 사용시, 래치 핸들(116)을 제외한 모든 구성 요소들은 회전자 본체(30)의 공동(52) 내에 설치된다. 래치 핸들(116)은 회전자 본체(30)(도시 생략) 위에 배치된다.

메인 본체(112)와 스페이서 와셔(118)는 메인 본체(112)의 연장된 영역(111)에 의해 조성되는 공동(52) 내에 압력 끼워맞춤된다. 래치 본체(114)와 래치 핸들(116)은 서로 압력 끼워맞춤된다. 래치 본체(114)는 래치 핸들(116)의 제어 하에서 메인 본체(112)의 교차 통로(119)와 일치하게 될 수 있는 개방부(117)를 갖는다. 래치 본체(114)는 또한, 개방부(117) 내로의 입구 맞은편에 돌리개(15; dog)를 갖는다. 공구(56)는 교차 통로(119)와 연통하는 메인 본체(112)의 통로(113)를 통해 공구 홀더(110) 내에 삽입되어, 래치 헤드(58)를 래치 핸들(116)의 개방부(102) 내에 배치할 수 있다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 메인 본체(112)는 공구(56)의 편평한 측부(62)와 맞물리고 이에 의해, 공구(56)를 그 종축 둘레로 예정된 배향을 갖게 삽입되도록 안내하여 래치 헤드(58)가 래치 핸들(116)의 개방부(102)에 들어갈 수 있도록 하는, 통로(113) 내로 연장되는 부분적 견부(104)를 갖는다. 공구(56)가 정확하게 공구 홀더(110) 내에 삽입된 후에, 도 14b에 예시된 바와 같이, 래치 핸들(116)이 대략 180°로 회전되어 돌리개(115)를 공구의 홈(60) 내에 배치시키며, 이에 의해 공구(56)를 공구 홀더(110)의 공간 내에 고정시킨다. 래치 핸들(116)에 교차하는 평면(120)은 래치 핸들(16)을 회전시켜 고정된 위치를 표시하는데 유용하다.

본원에서 설명되는 토오크 인디케이터 렌치는 일방향 렌치로서, 토오크를 스크류 또는 볼트에 일방향으로 뿐만 아니라 역방향으로 가하는데 유용하다. 토오크 인디케이터 렌치는 이식 치과 의학(implant dentistry)에서 요망되는 바에 따라, 임상 의사가 마킹(39A)과 나머지의 토오크 마킹(39B, 39C)들과의 상대 위치를 볼 수 있도록 함으로써, 예정된 토오크까지 스크류를 단단히 조이는데 사용하도록 의도된다. 또한, 본 발명의 래칫 렌치는 상당히 소형으로 제작될 수 있다. 하우징(10)의 직경은 대략 0.75 인치 이하일 수 있으며, 허브와 회전자 로터가 부착된 상태에서의 하우징(10)의 높이는 대략 0.5 인치 이하이다.

스크류를 제거할 때, 통상적으로 토오크 레벨에 대하여는 염려할 필요가 없기 때문에, 치과 의사는 그 작업을 위해 통상의 공구를 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 토오크 인디케이터 렌치는 요구되는 하나의 작업을 위해 설계될 수 있으므로 치과 의사에게 필요한 렌치를 최소의 비용으로 제공한다. 그러나, 양방향 렌치는 회전자 본체(30)의 통로(51)의 양단부에 소켓(50)과 같은 유사한 공구 소켓을 추가함으로써 제공될 수 있다. 그를 위해, 토오크 인디케이터 마크들은 렌치의 양 축방향 단부에서 유용할 것이다. 스크류에 대한 토오크를 공지된 양으로 감소시키기를 원하는 임상 의사는 렌치를 뒤집어서 대향 소켓을 사용함으로써 그렇게 할 수 있을 것이다.

도 16 내지 도 17은 전술한 토오크 인디케이터 래칫 렌치와 유사하지만 제1 허브(36)와 제2 허브(38) 사이에 와셔(130)를 구비하여 렌치에 보다 원활한 이동을 제공하는 다른 토오크 인디케이터 래칫 렌치를 예시하고 있다. 와셔(130)는 제1 허브와 제2 허브(36, 38) 사이의 마찰을 감소시키기 위하여 윤활성 재료로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 재료는 오토클레이브(autoclave)의 환경에 잘 버틸 수 있어야 하며, 또 조작력이 그 재료에 가해질 때 파괴되지 않을 정도로 비교적 경질이어야 한다. 이러한 요망되는 특성들을 제공하는 재료의 일예가 테플론(상표명)이다. 금속성 재료의 일예는 금(gold) 코팅된 금속이며, 여기에서 금 코팅은 윤활제로서 작용한다.

제1 허브와 제2 허브(36, 38) 사이의 마찰을 감소시킴으로써, 와셔(130)는 래칫 중에 원활한 감촉을 제공한다. 특징을 나타내는 토오크의 정확도를 손상시키지 않으면서, 와셔(130)는 회전자 본체(30) 상의 마킹(39A)의 능력을 증강시켜 드라이브 부재(16) 상의 0 토오크 마킹(39B)까지 복귀시킨다. 전술한 바와 같이, 각 렌치는 마킹(39A, 39B, 39C)들이 정확하게 배치되는 것을 보장하기 위하여 개별적으로 조정된다. 따라서, 이들 마킹(39A, 39B, 39C)들은 렌치가 통상적으로 완전히 조립되어 조정된 후에 렌치 상에 배치된다. 그러나, 와셔(130)는 토션 스프링(40)이 그들의 스프링력에 있어서 균일할 때, 최종 조립 전에 마킹들을 제공하기에 비교적 편리하게 되도록 렌치에서 렌치로의 균일성을 더욱 제공한다.

또한, 렌치에 존재하는 다른 마찰력을 감소시키기 위하여, 와셔(130)와 유사한 와셔가 회전자 본체(30) 및 드라이브 부재(16)에 배치될 수 있다. 또한, 원통형 마찰 감소 부재{예컨대, 테플론(상표명) 실린더}가 드라이브 부재(16)의 벽 상에 배치되어 스프링(40)과의 마찰적 맞물림을 감소시킬 수 있다. 이것은 렌치에 대한 렌치의 균일성을 더욱 증대시킨다.

도 18은 도 13a 내지 도 13g의 공구 홀더와 유사한 래칭 공구 홀더(140)를 보여주고 있다. 공구 홀더(140)는 상부 플랜지(142)와 관형 본체(144)를 구비한다. 홀더(140)는 도 16에 도시되고 또 도 10 내지 도 13을 참조하여 전체적으로 전술된 바와 같이 렌치의 공동 내에 압력 끼워맞춤된다. 스프링(146)은 하부 공구 맞물림 부분(148)과 상부 공구 맞물림 부분(150)을 갖는다. 스프링의 공구 맞물림 부분이 노치와 직접 맞물리는 종래 구조와는 달리, 상부 공구 맞물림 부분(148)은 관형 본체(144)의 노치(154) 내에 있는 원통형 롤러(152) 내에 배치된다.

원통형 롤러(152)의 직경은 관형 본체(144)의 내벽을 지나 돌출하여 공구(그 자체만은 도 9에 도시되어 있고 작동시의 것은 도 12에 도시되어 있음)의 헤드(58)에 형성되어 있는 환형 홈(60)에 부딪히기에 충분할 정도로 작다. 원통형 롤러(152)의 직경은 바람직하게는 환형 홈(60)의 축 치수보다 적어도 약간 더 커서, 소량만큼, 통상적으로 0.025 인치 보다 적게 관형 본체(144)의 내벽을 지나 돌출한다. 상부 플랜지(142)는 원통형 롤러(152)가 노치(154) 내에 확실하게 안착될 수 있도록 릴리프 절단부(156)를 더 구비할 수 있다.

스프링의 공구 맞물림 부분이 환형 홈(60) 내외측으로 이동하는 것이 홈(58) 위의 헤드(58)와 홈(58) 아래의 견부 때문에 어려울 수 있는 도 12와 도 13의 구성과는 달리, 원통형 롤러(152)는 홈(60)의 내외측으로 원활하게 구른다. 따라서, 임상 의사가 공구를 공구 홀더(140)에 삽입하거나 공구 홀더로부터 제거할 때 직면할 수 있을 것 같은 어떠한 문제점이 훨씬 적다.

도 18의 원통형 멈추개 ISO 래치 기구의 다른 변형예에 있어서, 공구 홀더(140)는 노치(154)와 스프링(146)이 필요없을 수 있다. 대신에, 상부 플랜지(142) 맞은편의 공구 홀더(140)의 하단부가 공구 홀더(140)에 의해 형성된 원통형 공동 내측으로 약간 돌출하는 복수 개의 탄성 핑거를 구비한다. 공구가 공구 홀더(140) 내로 삽입될 때 탄성 핑거가 방사상 외측으로 가압되며, 이 핑거에 의해 공구 홀더 내에 밀착되게 유지된다. 그 다음에, 공구는 종래 실시예에서와 같이 회전되어, 그 평면이 공구 홀더(140) 내에서 견부의 대응하는 평면과 맞물리도록 한다. 탄성 핑거를 활용하면 삽입 및 제거 공정 중에 거의 모든 위치에서 공구를 유지할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 스프링 또는 공구 홀더의 원통형 표면에 있어서의 특별한 기계 가공 절단부를 필요로 하지 않기 때문에 비용이 적게 든다. 또한, 이러한 형식의 공구 홀더는 공구 홀더의 하단부에 있는 개방부 내에 압력 끼워맞춤되는 탄성 핑거를 수용하는 별도의 부품을 구비함으로써 제작할 수 있다. 추가적으로, 공구의 평면과 맞물리는 평면을 갖는 내부 견부는 공구 홀더의 플랜지 단부에 있는 개방부 내에 D형 내부를 갖는 다른 별도의 부품을 삽입함으로써 형성될 것이다.

Claims (20)

1. 치과용 보철물(dental prosthesis)에 사용되는 파스너에 토오크를 가하기 위한 치과용 래칫 렌치(ratchet wrench)로서,

   하우징과;

   상기 하우징 내에 배치되는 드라이브 부재와;

   상기 하우징과 상기 드라이브 부재에 결합되며, 상기 하우징이 일방향으로 회전될 때 상기 드라이브 부재를 상기 하우징과 함께 회전시키고, 상기 하우징이 역방향으로 회전될 때 상기 드라이브 부재를 상기 하우징에 대하여 상대 회전시키게 되는, 슬립 클러치 스프링과;

   직선형 코일 토션(torsion) 스프링을 매개로 상기 드라이브 부재에 결합되며, 상기 파스너를 회전시키는 공구를 수용하는 수단을 포함하는 회전자와;

   예정된 토오크값에 대응하는 공지된 각위치(angular position)로 상기 드라이브 부재와 상기 회전자 중 적어도 하나 위에 배치되어, 상기 회전자에 의해 가해지는 토오크량을 점진적으로 나타내는 토오크 인디케이터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징과 상기 드라이브 부재는 환형 단면을 갖는 영역을 형성하며, 상기 환형 단면은 협폭(狹幅) 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
3. 제2항에 있어서, 상기 협폭 부분은 상기 하우징이 상기 일방향으로 회전될 때 상기 슬립 클러치 스프링의 자유 단부를 구속하도록 치수화되는 한편, 상기 자유 단부가 상기 하우징이 상기 다른 방향으로 회전될 때 상기 하우징에 대하여 회전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
4. 제1항에 있어서, 상기 토션 스프링은 상기 하우징에 대하여 축방향으로 연장되는 2개의 자유 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전자는 하부 허브를 구비하며, 상기 토션 스프링은 상기 하부 허브에 연결되어 상기 드라이브 부재를 통해 상기 회전자의 상부 플랜지까지 내부적으로 관통하고, 상기 토션 스프링은 상기 상부 플랜지에 연결되는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
6. 제1항에 있어서, 상기 회전자와 상기 드라이브 부재는 서로에 대하여 회전하는 상보적(complementary) 대향면을 가지며, 상기 치과용 래칫 렌치는 마찰을 감소시키기 위하여 상기 대향면 사이에 윤활 영역을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
7. 제6항에 있어서, 상기 회전자와 상기 드라이브 부재는 각각 하부 허브를 가지며, 상기 상보적 대향면은 상기 하부 허브에 위치되는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
8. 제7항에 있어서, 상기 윤활 영역은 테플론제의 와셔인 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
9. 제8항에 있어서, 상기 토오크 인디케이터는 최종 조립 전에 상기 치과용 래칫 렌치 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
10. 제1항에 있어서, 상기 수용 수단은 2형식의 공구를 수용하기 위하여 적어도 2개의 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
11. 제10항에 있어서, 제1 영역은 다각형 소켓을 포함하며, 제2 영역은 ISO형 공구 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역을 통해 ISO형 공구가 연장됨으로써 상기 ISO형 공구에 의해 접근될 수 있는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
13. 치과용 보철물에 사용되는 파스너에 공지된 량의 토오크를 가하기 위한 치과용 래칫 렌치로서,

    하우징과;

    상기 하우징 내에 주로 배치되며, 상기 하우징과의 사이에 제1 영역을 형성하는 드라이브 부재와;

    상기 파스너에 토오크를 가하는 공구를 수용하며, 상기 드라이브 부재 내에 주로 배치되고, 상기 드라이브 부재와 함께 제2 영역을 형성하는 공구 수용 요소와;

    상기 제2 영역 내에 배치되며, 상기 드라이브 부재에 연결되는 일단부와, 상기 공구 수용 요소에 연결되는 타단부를 가지며, 상기 타단부에 대한 상기 일단부의 임의의 각변위(certain angular displacement)에 의해 상기 공구 수용 요소에 임의의 토오크를 발생시키게 되는, 토션 스프링과;

    상기 제1 영역 내에 배치되며, 상기 하우징이 일방향으로 회전될 때 상기 드라이브 부재를 상기 하우징과 함께 회전시키고, 상기 하우징이 역방향으로 회전될 때 상기 드라이브 부재를 상기 하우징에 대하여 상대 회전시키게 되는, 슬립 클러치와;

    상기 드라이브 부재와 공구 수용 요소 중 적어도 하나 위에 배치되고 예정된 토오크값에 대응하며, 상기 공구 수용 요소에 의해 가해지는 토오크량을 점진적으로 나타내는 토오크 인디케이터;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 영역은 환형 단면을 가지며, 상기 환형 단면은 협폭 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
15. 제14항에 있어서, 상기 슬립 클러치는 스프링이며, 상기 협폭 부분은 상기 하우징이 상기 일방향으로 회전될 때 상기 스프링의 자유 단부를 구속하도록 치수화되는 한편, 상기 자유 단부가 상기 하우징이 상기 다른 방향으로 회전될 때 상기 하우징에 대해 회전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 치과용 래칫 렌치.
16. 제13항에 있어서, 상기 공구 수용 부분은 하부 허브를 포함하며, 상기 드라이브 부재는 상부 플랜지를 가지고, 상기 하부 허브와 상기 상부 플랜지는 상기 제2 영역을 적어도 부분적으로 형성하며, 상기 토션 스프링의 상기 일단부는 상기 하부 허브에 연결되고, 상기 토션 스프링의 타단부는 상기 회전자의 상기 상부 플랜지에 연결되는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
17. 제13항에 있어서, 상기 공구 수용 부분과 상기 드라이브 부재는 서로에 대해 회전하는 상보적 대향면을 가지며, 상기 상보적 대향면은 마찰을 감소시키는 윤활 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
18. 제17항에 있어서, 상기 윤활 영역은 테플론제의 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 래칫 렌치.
19. 치과용 보철물에 사용되는 파스너에 토오크를 가하기 위한 치과용 렌치로서,

    하우징과;

    상기 하우징 내에 주로 배치되는 드라이브 부재와;

    상기 드라이브 부재에 인접하여 배치되어 상기 드라이브 부재에 결합되며, 상기 파스너에 토오크를 가하는 공구를 수용하고, ISO형 래치(latch)를 갖는 치과용 공구를 유지하는 ISO형 공구 홀더를 포함하는 공구 수용 요소와;

    상기 드라이브 부재와 상기 공구 수용 요소의 적어도 하나 위에, 대응하는 토오크값을 나타내는 토오크 마킹(torque markings);

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 렌치.
20. 파스너에 토오크를 가하기 위한 래칫 렌치로서,

    드라이브 부재와;

    상기 드라이브 부재에 인접하여 배치되어 상기 드라이브 부재에 결합되며, 상기 파스너에 상기 토오크를 가하는 회전자와,

    상기 드라이브 부재가 상기 회전자를 일방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 래칫팅 기구(ratcheting mechanism) 및;

    상기 드라이브 부재와 상기 회전자 중 적어도 하나 위에, 대응하는 토오크값을 나타내며, 상기 회전자가 상기 파스너 위에 배치되는 토오크를 점진적으로 나타내는 복수 개의 토오크 마킹;

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 래칫 렌치.