KR20080025201A - 나사보유식 스크류드라이버 - Google Patents

Abstract

스크류드라이버는 나사가 위치설정, 회전 또는 제거되는 동안 그 팁의 적소에 나사를 일시적으로 유지하기 위한 보유 메커니즘을 갖는다. 보다 자세히는, 스크류드라이버는 턱과 얼굴에 관한 수술 동안 골나사(bone screws)의 설치 및 제거에 사용되는 십자형 헤드를 갖는다.

샤프트, 블레이드, 팁, 핸들, 테이퍼부

Description

나사보유식 스크류드라이버{SCREW-RETAINING SCREWDRIVER}

관련 출원의 상호참조

본 출원은 본원에서 그 전체 내용을 참조하고 있는, 2005년 8월 3일자 미국 가출원 제 60/705,668호의 계속 출원이다.

본 발명은 나사가 위치설정, 회전 또는 제거되는 동안 그 팁의 적소에 나사를 일시적으로 유지하기 위한 보유 메커니즘을 갖는 스크류드라이버에 관한 것이다. 보다 자세히는, 본 발명은 턱과 얼굴에 관한 수술 동안 골나사(bone screws)의 설치 및 제거에 사용되는 십자형 헤드를 갖춘 스크류드라이버에 관한 것이다.

턱과 얼굴에 관한 수술과 같은 여러 의료 수술은 환자의 골(bone) 속으로 추진되고 이후 제거될 수 있는 나사의 사용을 필요로 한다. 골 속으로 추진되기에 앞서, 나사는 제 위치로 조정되어야 하고, 나사를 제거하는 동안에 나사를 떨어뜨리지 않고 신체 밖으로 나사를 조정할 필요가 있다. 떨어진 나사는 환자 내부에서 놓칠 수 있거나 또는 제거하기 곤란한 위치에 배치될 수 있다.

게다가 상당한 토크를 나사에 인가하기 위해 골 속으로 나사의 설치 그리고 골로부터 나사의 제거 모두가 필요할 수 있다. 그러므로, 이러한 토크의 전달을 허용하고, 나사의 정렬불량(misalignment)을 유발할 수 있는 바람직하지 않은 축방 향 이동을 방지하기 위해 스크류드라이버 팁과 나사 사이의 견고한 커플링이 필요하다.

최종적으로 환자 사이트(site)로의 제한된 접근만이 존재할 수 있어서, 캐뉼러(cannula)를 통해서 사용될 때와 같이 나사를 위치시키거나 또는 고정시키는 제 2 장치의 사용은 비실용적일 수 있다.

그러므로, 견고하게 그리고 일시적으로 나사를 맞물리고 보유할 수 있는 팁을 갖는 단일 장치를 갖는 것이 바람직하다. 부가로, 어려운 또는 최소 침습 접근과 같이 가끔씩은 나사의 축선에 대해 일정 각도로 기울어진 블레이드의 축선을 갖춘 나사를 추진하는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 나사를 보유하기 위한 보유 메커니즘을 그 팁에 갖춘 스크류드라이버를 제공하는 것이다. 이 목적은 근위단부, 원위단부를 갖는 샤프트; 상기 샤프트의 근위단부에 연결되며 적어도 제 1 블레이드와 제 2 블레이드로 이뤄지는 팁을 포함하고, 상기 제 1 블레이드의 평면과 상기 제 2 블레이드의 평면이 종축의 대향 측부에서 상기 샤프트의 종축에 수직하며 상호간에 평행하고 이들 평면에 수직 방향으로 오프셋되는 구성을 갖는 스크류드라이버에 의해서 성취된다. 이러한 오프셋은 블레이드가 힘으로 나사 슬롯 속으로 삽입될 때 블레이드와 나사 슬롯 사이에 마찰력을 유발하며, 블레이드가 나사를 보유하게 한다. 이는 억지 끼워맞춤(interference fit)으로 공지되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 스크류드라이버는 상기 샤프트의 근위단부에 연결된 제 3 블레이드와 제 4 블레이드를 포함하고, 상기 제 3 블레이드와 제 4 블레이드는 상기 제 1 블레이드 및 제 2 블레이드 수직하는 실질적으로 동일 평면이며, 종축을 따라서 배치되고, 상기 장치가 그 헤드에서 십자형 슬롯을 갖춘 나사와 사용되는 것을 가능하게 하는 십자형을 실질적으로 형성한다.

다른 실시예에서, 스크류드라이버는 상기 팁의 근위단부를 너머 상기 장치의 종축을 따라서 연장하는 너브(nub)를 포함한다. 너브는 작동시 블레이드를 제 위치로 안내하는 것을 원조하는 나사 헤드의 대응 리세스와 맞물린다.

또 다른 실시예에서, 스크류드라이버는 샤프트의 원위단부에 작동식으로 연결된 핸들을 포함하고, 이는 인력 또는 배터리 동력과 같은 다른 외부 동력을 사용하는 샤프트에 토크를 인가하는 편리한 방식을 허용한다.

또 다른 실시예에서, 스크류드라이버는 장치의 근위단부에서 가장 좁은 포인트를 갖는 테이퍼부를 갖춘, 종축을 따라서 테이퍼지는 블레이드를 포함한다. 상기 테이퍼부는 블레이드와 나사 슬롯 사이에 안전한 끼워맞춤을 생성하는 것을 원조한다.

상기 제 1 블레이드와 제 2 블레이드 사이의 오프셋은 약 0.2㎜ 내지 약 0.02㎜ 일 수 있다. 팁의 헤드는 실질적으로 십자형 단면을 가질 수 있다. 샤프트의 원위단부는 커플링 섹션에 연결될 수 있다. 디바이스는 약 0.5㎜ 내지 약 10㎜의 보다 큰 직경을 갖는 나사를 추진하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징이 첨부 도면에 개시되고, 유사한 참조부호는 수개의 도면을 통틀어서 유사한 요소를 지시한다.

도 1a는 스크류드라이버의 바람직한 실시예의 평면도.

도 1b는 구상 절단 팁을 보다 상세하게 도시하는, 도 1a의 스크류드라이버의 부분 확대 사시도.

도 2a는 납작머리 디자인과 오프셋 빗살을 도시하는, 도 1의 A-A라인을 따른 스크류드라이버 팁의 단면도.

도 2b는 십자형 디자인과 오프셋 빗살을 도시하는, 도 1의 A-A라인을 따른 대안적인 스크류드라이버 팁의 단면도.

도 3은 빗살의 테이퍼부를 도시하는, 도 1의 B-B라인을 따른 스크류드라이버 팁의 단면도.

도 4는 핸들을 도시하는 스크류드라이버의 바람직한 제 2 실시예의 단면도.

도 1a는 본 발명에 적합한 스크류드라이버(2)를 도시한다. 스크류드라이버(2)는 근위단부(6), 원위단부(8)를 갖춘 세장형 부재(4)를 포함할 수 있으며, 이는 스크류드라이버의 종축(10)을 규정한다. 팁(12)은 세장형 부재(4)의 근위단부(6)로부터 종축(10)을 따라서 연장할 수 있다.

도 1b는 도 1a의 스크류드라이버(2)의 팁(12)을 보다 상세히 도시한다. 특히, 구형 절단 팁(12)은 나사가 스크류드라이버(2)의 종축(10)과 정렬되지 않은 축(11)에서 추진될 수 있도록 스크류드라이버(2)의 블레이드가 나사의 리세스 내에서 선회되게 한다. 이는 최소 침습 또는 다르게는 어려운 수술에서 유익할 수 있 다.

도 2a에 상세하게 도시된 바와 같이, 팁(12)은 적어도 제 1 블레이드(14)와 제 2 블레이드(16)를 갖고, 이들 각각은 세장형 부재(14)의 종축(10)에 수직한 표면을 갖는다. 제 1 블레이드(14)와 제 2 블레이드(16)는 종축(10)에 대해 실질적으로 대향할 수 있으나, 그들 표면에 수직 방향으로 서로 오프셋될 수 있다. 오프셋 디자인은 제 1 블레이드(14)와 제 2 블레이드(16)의 외부 표면이 슬롯 속으로 삽입되며 슬롯벽을 따라 슬롯 마찰을 일으켜서 나사 슬롯의 벽에 대해 가압되게 할 것이며, 나사가 스크류드라이버 팁(12)에 보유되게 할 것이다. 이는 이전 디자인이 나사 헤드의 에지를 따라 단지 마찰 관계만을 갖기 때문에, 효과적인 마찰 끼워맞춤을 생성하는 것이 유익한 것으로 여겨진다. 이러한 팁(12) 디자인은 납작머리(flat head) 타입 나사와 함께 사용되는 것이 바람직하고, 다른 디자인을 고려해도 된다.

너브(18)는 팁의 원위단부로부터 스크류드라이버의 종축(10)을 따라 연장할 것이다. 너브(18)는 나사 헤드의 중앙에 위치하는 대응 캐비티와 맞물리도록 크기설정될 수 있으며, 스크류드라이버가 보다 용이하게 위치설정되고 보다 쉽게 나사와 맞물리게 할 것이다.

도 2b의 바람직한 실시예에서, 블레이드는 제 3 블레이드(20)와 제 4 블레이드(22)를 가질 수 있으며, 이들 각각은 종축(10)에 수직인 표면을 갖으며, 실질적으로 종축(10) 둘레에서 서로에 대해 대향한다. 제 3 블레이드(20)와 제 4 블레이드(22)는 십자형 헤드 슬롯을 구비한 나사와 사용하기에 적합한 십자형 스크류드라 이버 블레이드를 만드는 제 1 블레이드(14)와 제 2 블레이드(16)에 수직할 수 있다. 제 3 블레이드(20)와 제 4 블레이드(22)는 상호간에 그들 표면에 수직한 방향으로 오프셋될 수 있다.

각각의 블레이드의 근위 단부는 종축 방향으로 테이퍼질 수 있다. 테이퍼부는 나사 슬롯 속으로 삽입될 때 블레이드의 유효 두께가 증가되게 하므로 나사 슬롯과 블레이드 사이의 보다 양호한 끼워맞춤을 보장한다. 테이퍼부는 일정 구배를 갖는 실질적으로 선형일 수 있다. 대안적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼부는 각도 α₂ 의 보다 넓은 테이퍼부에 의해 이어진 블레이드의 근위단부 상에 각도 α₁의 보다 예리한 테이퍼부 단계에서 일어날 수 있다. 이러한 2단계 테이퍼부는 블레이드가 나사 슬롯 속으로 보다 깊이 추진될 수록, 보다 근위의 예리한 테이퍼부가 나사의 슬롯과 스크류드라이버가 정렬하는 것을 원조할 수 있고, 이어지는 보다 넓은 테이퍼부가 스크류드라이버와 나사 사이의 보다 양호한 끼워맞춤을 생성하는 것을 원조할 수 있다는 점에서, 이익이 될 수 있다.

세장형 부재(4)와 팁(12)은 생체에 적합하며 사용시 영향받기 쉬운 회전력에 저항하는 물리적 강도를 갖고, 전형적인 멸균 절차에서 재료에 나타나는 화학적 변형 및 열에 대해 원상으로 돌아가는 재료의 조합 또는 재료로 제조될 수 있다. 이러한 재료는 스테인레스 스틸, 티타늄, 그리고 티타늄 합금을 포함할 수 있다.

스크류드라이버(2)는 직결나사(Self Drilling Screw), 태핑 나사(self tapping screw) 및 로킹 나사(locking screw)에 제한되지는 않으나, 이들을 포함하 는 수많은 타입의 나사와 함께 사용될 수 있다. 또한 나사는 스크류드라이버(2)의 너브(18)와 맞물리기 위한, 나사 헤드의 중앙에 배치된 리세스를 갖는다.

당업자는 팁(12)의 정확한 디자인과 치수는 예상되는 용도에 대해 선택된 나사의 치수 및 공차에 따라 변화될 수 있음을 인지할 것이다. 일반적으로 보다 큰 슬롯을 구비한 나사는 보다 큰 두께와 보다 큰 오프셋을 구비한 블레이드를 갖는 스크류드라이버 팁(12)을 요구(dictate)할 것이다. 그리고, 보다 높은 슬롯 너비 공자와 보다 얕은 슬롯으로 기계가공된 나사는 보다 적은 두께, 보다 적은 오프셋, 그리고 보다 큰 웨지 구배를 갖는 팁(12)을 요구할 수 있다.

약 1.5㎜ 내지 약 2㎜의 직경을 갖는 헤드와, 약 +/- 0.05㎜의 공차로 기계가공된 약 0.06㎜ 너비 그리고 약 0.75㎜의 깊이를 갖는 슬롯을 갖춘 나사와 함께 사용하기 위한 예시적인 스크류드라이버(2)는 처음의 약 0.3㎜의 대해 약 0.76도 각도, 그리고 이후 약 3.72도 각도의 에지 테이퍼부를 구비한, 약 +/- 0.01㎜의 공차로 기계가공된 약 0.08㎜의 오프셋과 약 0.5㎜의 두께를 갖는 블레이드를 갖는 팁(12)과 함께 사용될 수 있다.

약 1.3㎜ 직경의 헤드와, 약 +/- 0.02㎜의 공차로 기계가공된 약 0.42㎜ 너비 그리고 약 0.65㎜ 깊이를 갖는 슬롯을 갖춘 나사와 함께 사용하기 위한 다른 예시적인 스크류드라이버(2)는 처음의 약 0.3㎜의 대해 약 1.90도 각도 그리고 이후 약 8.53도 각도의 에지 테이퍼부를 구비한, 약 +/- 0.01㎜의 공차로 기계가공된 약 0.07㎜의 오프셋과 약 0.4㎜의 두께를 갖는 블레이드를 갖는 팁(12)과 함께 사용될 수 있다.

이러한 치수들의 하나 또는 모든 치수의 변형이 고려되는 것처럼, 이러한 치수들은 예시적이며, 당업자에 의해서 예시적인 것으로 인식될 것이다. 게다가, 보다 큰 또는 보다 적은 공차를 갖는 것이 바람직할 수 있는 것처럼, 상기 주어진 공차도 또한 실례를 든 것이다.

도 4에 도시된 바람직한 제 2 실시예에서, 장치는 원위단부에 작동식으로 연결된 핸들(24)을 포함할 수 있다. 핸들(24)은 다양한 재료로 제조될 수 있고, 가장 바람직한 이들 재료는 멸균 절차에서 보통 사용되는 열과 화학 처리에 원상으로 돌아가며 생체에 적합한 재료들이다. 이러한 적합한 재료 중 하나는 실리콘이다. 핸들(24)은 사람 손에 의해 안락하게 안전하게 유지되도록 형상 처리될 것이다.

대안 실시예에서, 장치는 이 장치를 회전시키기 위해서 파워 드라이버 또는 다른 메커니즘에 부착될 수 있다. 다른 대안 실시에에서, 세장형 부재의 원위단부는 스크류드라이버가 상기 장치를 회전시킬 수 있는 다양한 디바이스에 교환식으로 연결될 수 있도록, 커플링 부재에 부착될 수 있다. 커플링 부재는 당업자가 많은 다른 디자인이 가능하다는 점을 이해할지라도, 이론상으로 8각형 단면 또는 직사각형 단면을 포함하는 많은 형태를 취할 수 있다.

본원에 포함된 설명은 예시를 위한 목적이며, 제한하려는 목적이 아니다. 변화와 수정이 상세한 설명의 실시예에 만들어질 수 있으며, 여전히 본 발명의 범주 내에 있다. 게다가, 명확한 변화, 수정 또는 변형이 당업자에게 떠오를 것이다.

본 발명이 특정 실시예를 참조로 본원에 도시되고 기술된 반면에, 실제 사용 되고 특정 환경과 작동 조건에 특히 적합하게 구성된 형태, 구조, 배열, 비례, 재료, 및 구성품, 그리고 다른 것들의 다양한 추가, 대체, 또는 수정이 본 발명의 기술적 사상과 범주로부터 벗어나지 않고 상술된 실시예에 만들어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본원에 개시된 실시예들은 단지 본 발명의 원리의 예시인 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 원리를 구현하며 그 기술적 사상과 범주에 해당하는 다양한 다른 수정예들이 당업자에 의해서 만들어질 수 있다.

Claims (10)

1. 나사를 회전하고 보유하는 도구로서,

   종축, 근위단부, 원위단부를 갖는 샤프트;

   적어도 제 1 블레이드와 제 2 블레이드를 가지며, 상기 샤프트의 근위단부에 연결된 팁을 포함하고,

   상기 제 1 블레이드의 평면과 상기 제 2 블레이드의 평면은 상기 종축의 대향 측부에서 상기 샤프트의 종축에 수직하며, 상호간에 평행하고 이들 평면에 수직 방향으로 오프셋되는 공구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트의 근위단부에 연결된 제 3 블레이드와 제 4 블레이드를 부가로 포함하고, 상기 제 3 블레이드와 제 4 블레이드는 실질적으로 동일 평면이며, 상기 제 1 블레이드 및 제 2 블레이드 수직하여 십자형을 형성하는 공구.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 팁의 근위단부를 너머 상기 공구의 종축을 따라서 연장하는 너브를 부가로 포함하는 공구.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트의 원위단부에 작동식으로 연결된 핸들을 부가로 포함하는 공구.
5. 제 1 항에 있어서,

   적어도 하나의 블레이드는 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부는 상기 공구의 근위단부에서 가장 좁은 포인트를 갖는 공구.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 블레이드와 제 2 블레이드 사이의 오프셋은 약 0.2㎜ 내지 약 0.02㎜인 공구.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 팁의 헤드는 실질적으로 십자형 단면을 갖는 공구.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트의 원위단부는 커플링 섹션에 연결되는 공구.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 팁의 적어도 일 부분은 구형 반경을 갖는 공구.
10. 제 1 항에 있어서,

    나사와 억지 끼워맞춤을 생성하도록 구성되는 공구.

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