KR20140001878A

KR20140001878A - 치과 임플란트용 체결 장치

Info

Publication number: KR20140001878A
Application number: KR1020137010478A
Authority: KR
Inventors: 유키히사 타카하시; 토루 사카네; 요시하루 마츠모토; 카츠야 카네코
Original assignee: 쿄토 키카이코우구 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2014-01-07
Also published as: JP5570947B2; TW201223509A; CN103189014A; TWI558382B; WO2012060356A1; JP2012095854A; KR101719658B1; US20130203016A1; CN103189014B; EP2636385A4; EP2636385A1

Abstract

[목적] 본 발명의 목적은 수동 조작 시에 미끄러짐 현상의 발생을 억지할 수 있는 치과 임플란트용 체결 장치를 제공한다.
[구성] 체결 장치는 토크 렌치(W)와 미끄러짐 검출 장치(D)를 구비한다. 토크 렌치(W)는 체결부(10)와, 체결부(10)가 설치된 헤드부(21)와, 핸들부(22)를 갖는 렌치 보디와, 체결 토크를 검출하는 로드 셀(30)을 구비한다. 미끄러짐 검출 장치(D)는 체결 토크의 변화량을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량과 그 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량을 순차 비교하여 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작은지의 여부를 판정하는 미끄러짐 판정부(52)와, 미끄러짐 판정부(52)에 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작다고 판정되었을 때에 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하는 버저(93)를 구비한다.

Description

치과 임플란트용 체결 장치{TIGHTENING DEVICE FOR DENTAL IMPLANTS}

본 발명은 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키기 위한 치과 임플란트용 체결 장치에 관한 것이다.

치과 임플란트의 수술로서는 픽스처를 환자의 구강 내의 뼈에 매설하는 일차 수술과, 구강 내에 매설된 픽스처에 어버트먼트를 나사 장착시키는 이차 수술이 있다. 이 이차 수술에 있어서는 의사가 플레이트형 토크 렌치의 인디케이터의 벤딩 로드(rod)의 자유단을 조작하고, 상기 자유단을 눈금에 기록된 소정의 체결 토크값으로 맞추면서 상기 토크 렌치를 조작함으로써 상기 체결 토크값으로 어버트먼트가 픽스처에 나사 장착된다(특허문헌 1 참조). 즉, 모든 환자에 대하여 동일한 체결 토크값으로 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키고 있다. 또한, 상기 체결 토크값은 일반적으로 임플란트 메이커에 의해 지정되어 있다.

일본 특허 공개 평08-182691호 공보

그러나, 픽스처가 매설되는 구강 내의 뼈는 환자마다 골질이나 골밀도가 다르기 때문에 상술한 바와 같이 모든 환자에 대하여 동일한 체결 토크값으로 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키면 환자에 따라서는 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결이 지나치게 강한 경우가 있다. 최악의 경우, 픽스처와 뼈가 박리되는 등의 미끄러짐 현상이 일어나 재수술을 요한다. 또한, 의사는 환자의 구강 내에서 벤딩 로드의 자유단이 눈금 상의 체결 토크값에 맞는 상태를 육안으로 확인하고 있기 때문에 각도에 따라서는 눈금 읽기에 오차가 발생하는 경우가 있다. 이것이 상기 미끄러짐 현상을 유발하는 한가지 원인이 되고 있었다.

하지만, 미리 체결 토크값이 설정 가능한 프리셋형의 토크 렌치를 이용하면 눈금 읽기의 오류를 피할 수 있지만, 모든 환자에 대하여 동일한 체결 토크값으로 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키는 점에서 프리셋형의 토크 렌치도 플레이트형의 토크 렌치와 동일하다. 따라서, 프리셋형의 토크 렌치도 환자에 따라 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결이 지나치게 강한 경우가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 창안된 것이며, 그 목적으로 하는 점은 수동 조작에 있어서 미끄러짐 현상의 발생을 억지할 수 있는 치과 임플란트용 체결 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 치과 임플란트용 체결 장치는 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키기 위한 장치이다. 이 체결 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서 토크 렌치와 미끄러짐 검출 장치를 구비하고 있다. 상기 토크 렌치는 상기 어버트먼트에 맞물림 가능한 체결부, 상기 체결부가 설치된 헤드부, 수동 조작 가능한 핸들부를 갖는 렌치 보디, 및 상기 어버트먼트를 상기 픽스처에 나사 장착시킬 때에 발생하는 체결 토크를 검출하는 체결 토크 검출부를 구비하고 있다. 상기 미끄러짐 검출 장치는 미끄러짐 판정부와 통지부를 구비하고 있다. 상기 미끄러짐 판정부는 상기 토크 검출부에 의해 검출되는 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량 또는 변화율과 상기 앞선 소정 기간(t) 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 순차 비교하여 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작은지의 여부를 판정한다. 상기 통지부는 상기 미끄러짐 판정부에 의해 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 판정되었을 때에 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지한다.

토크 렌치의 체결부에 어버트먼트를 맞물리게 하고, 렌치 보디의 핸들부를 수동 조작해서 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키는 체결 작업 시에 있어서, 어버트먼트가 픽스처에 대하여 회전하여 그 저항이 향상되어 있을 때는 소정 기간(t)에 있어서의 체결 토크의 변화량 또는 변화율(즉, 전자의 변화량 또는 변화율)이 크게 변화한다. 이것에 대하여, 어버트먼트가 픽스처에 대하여 나사 장착되어 그 저항의 변화가 작아질 때에는 소정 기간(t)에 있어서의 체결 토크의 변화량 또는 변화율(즉, 후자의 변화량 또는 변화율)이 작아진다. 본원 발명의 발명자들은 후자의 변화가 전자의 변화 직후에 발생하는 것에 착안해서 상기 체결 장치를 발명했다. 이 체결 장치는 미끄러짐 판정부가 소정 시간(t)마다 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 샘플링하고, 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 판정했을 때에 통지부가 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 의사에게 통지시키는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 의사는 개개의 환자에 있어서의 미끄러짐 현상이 일어나기 직전의 한계 토크값에서 어버트먼트를 픽스처에 대하여 체결을 멈추는 것이 가능하게 되므로 미끄러짐 현상의 발생을 억제할 수 있다.

상기 미끄러짐 검출 장치는 환자의 고유 정보를 입력 가능한 입력부와, 환자의 고유 정보에 대응하는 복수의 체결 토크 기준값이 기록된 메모리부와, 상기 입력부를 통해서 입력된 환자의 고유 정보에 대응하는 체결 토크 기준값을 상기 메모리부로부터 판독하고 상기 체결 토크 기준값 및 상기 토크 검출부의 출력 신호에 의거해서 상기 체결 토크를 연산하는 토크 연산부를 더 구비한 구성으로 할 수 있다.

이와 같은 형태의 발명에 의한 경우, 토크 연산부가 환자의 고유 정보에 대응한 토크 기준값 및 상기 토크 검출부의 출력 신호에 의거해서 체결 토크를 연산하도록 되어 있으므로 체결 작업시에 개개의 환자의 적정한 체결 토크를 얻을 수 있다. 따라서, 개개의 환자에게 대한 체결 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 통지부는 상기 미끄러짐 판정부가 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 소정 횟수 판정했을 때 상기 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하는 구성으로 할 수도 있다. 어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키기 위해서는 복수회 체결 작업을 행할 필요가 있다. 최후의 체결 작업 시 이외의 체결 작업 시에도 미끄러짐 판정부가 소정 시간(t)마다 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 샘플링하고, 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 판정했을 때에 통지부가 작동한다. 이 통지는 오보가 된다. 그러나, 상술한 형태의 발명에 의한 경우 미끄러짐 판정부가 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 소정 횟수 판정했을 때 통지부가 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하도록 되어 있기 때문에 상기 오보를 감소시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 통지부에서 오보가 발생했다고 해도 의사는 손에 의한 감촉이나 경험으로부터 상기 오보인 것을 판단할 수 있다.

상기 토크 검출부로서는 상기 어버트먼트를 상기 픽스처에 나사 장착시킬 때에 상기 체결부에 가해지는 하중을 전기 신호로 변환해서 출력하는 로드 셀(load cell)을 이용할 수 있다.

상기 통지부로서는 그래프 표시 및 수치 표시 중 적어도 한쪽이 가능한 표시 장치를 이용할 수 있다. 상기 그래프 표시에서는 상기 토크 검출부에 의해 검출된 체결 토크의 변화를 나타내는 토크 곡선을 표시하도록 되어 있다. 상기 수치 표시에서는 상기 토크 검출부에 의해 검출된 체결 토크를 수치 표시하도록 되어 있다. 또한, 상기 통지부로서는 버저 및 발광 장치 중 적어도 한쪽을 이용할 수도 있다. 물론, 상기 통지부로서 상기 표시 수단, 버저, 및 발광 장치를 적당히 선택적으로 조합시킨 구성으로 할 수도 있다.

상기 체결부는 상기 렌치 보디의 헤드부에 대하여 착탈 가능한 것이 바람직하다. 이와 같은 형태의 발명에 의한 경우, 체결부가 헤드부에 대하여 착탈 가능하므로 복수 종류의 어버트먼트에 각각 대응하는 복수 종류의 체결부를 준비함으로써 체결부를 교환 가능하게 할 수 있다. 즉, 본 체결 장치는 체결부를 바꾸는 것만으로 복수 종류의 어버트먼트의 체결 작업을 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 치과 임플란트용 체결 장치는 미끄러짐 판정부 및 통지부의 구성이 상술한 미끄러짐 판정부 및 통지부의 구성과 상위하다. 구체적으로는, 상기 미끄러짐 판정부는 상기 토크 검출부에 의해 검출되는 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내인지의 여부를 판정하도록 되어 있다. 상기 통지부는 상기 미끄러짐 판정부에 의해 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내라고 판정되었을 때에 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하도록 되어 있다.

이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 미끄러짐 판정부가 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내라고 판정했을 때에 통지부가 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 의사에게 통지시키는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 의사는 개개의 환자에 있어서의 미끄러짐 현상이 일어나기 직전의 한계 토크값에서 어버트먼트를 픽스처에 대하여 체결을 멈추는 것이 가능하게 되므로 미끄러짐 현상의 발생을 억제할 수 있다.

상기 토크 렌치는 상기 렌치 보디 내에 설치되어 있고 또한 상기 체결부에 맞물린 제 1 단부와 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖는 토크 전달부를 더 구비한 구성으로 할 수 있다. 상기 토크 검출부는 상기 토크 전달부의 제 2 단부에 접촉하고 있고 또한 상기 토크 전달부를 통해 상기 체결부에 가해지는 하중을 받아 전기 신호로 변환해서 출력 가능한 로드 셀로 할 수 있다.

이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 토크 전달부의 제 1 단부가 체결부에 맞물리고, 상기 토크 전달부의 제 2 단부가 로드 셀에 접촉하고 있다. 따라서, 체결 작업 시에 체결부에 가해지는 하중이 토크 전달부를 통해 로드 셀에 전해지고, 상기 로드 셀에 의해 상기 하중이 전기 신호로 변환되어 출력된다. 이 로드 셀의 전기 신호에 의거해서 체결 작업 시에 체결부에 가해지는 하중(체결 토크)을 얻는 것이 가능하게 되므로 체결 토크값을 참조하면서 체결 작업을 행할 수 있다.

상기 로드 셀은 볼록 형상의 로드부(loading part)를 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 토크 전달부의 제 2 단부에는 상기 로드 셀의 로드부가 삽입된 오목부가 형성된 형태로 할 수 있다. 상기 로드부의 높이 치수가 상기 오목부의 깊이 치수보다 크다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 로드 셀의 볼록 형상의 로드부가 토크 전달부의 오목부에 삽입되어 토크 전달부의 제 2 단부에 접촉하고 있다. 이 때문에, 체결 작업 시에 체결부에 가해지는 하중이 토크 전달부를 통해 로드 셀의 로드부에 전해지는 정밀도가 향상된다.

또는, 상기 로드 셀은 오목 형상의 로드부를 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 토크 전달부의 제 2 단부에는 상기 로드 셀의 로드부에 삽입된 볼록부가 형성되어 있다. 상기 볼록부의 높이 치수가 상기 로드부의 깊이 치수보다 크다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 토크 전달부의 볼록부가 로드 셀의 오목 형상의 로드부에 삽입되어 상기 로드부에 접촉하고 있다. 이 때문에, 체결 작업 시에 체결부에 가해지는 하중이 토크 전달부를 통해 로드 셀의 로드부에 전해지는 정밀도가 향상된다.

상기 렌치 보디는 상기 헤드부가 설치된 선단부와 후단부를 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 토크 전달부의 제 2 단부는 상기 렌치 보디의 후단부로부터 돌출되는 구성으로 할 수 있다. 상기 로드 셀은 상기 렌치 보디의 후방에 배치되고, 상기 제 2 단부에 접촉하고 있다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 로드 셀이 렌치 보디의 후방에 배치되어 있으므로 렌치 보디의 소형화를 도모할 수 있다.

상기 체결부의 외주면에는 래칫 홈이 형성된 형태로 할 수 있다. 상기 토크 전달부는 상기 제 1 단부에 설치되고, 상기 래칫 홈에 맞물림 가능한 폴(pawl)부를 더 갖는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 폴부가 래칫 홈의 벽에 압박됨으로써 체결부의 회전 토크가 토크 전달부에 전해진다.

상기 토크 렌치는 상기 렌치 보디에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되어 있고 또한 상기 로드 셀에 부착된 슬리브와, 상기 렌치 보디에 설치된 제 1 접촉 정지부와 상기 슬리브 사이에 설치된 제 1 바이어싱부를 더 구비한 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 체결부는 상기 헤드부에 대하여 회전 가능하게 되어 있다. 상기 토크 전달부는 상기 렌치 보디 내에 길이 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있다.

상기 래칫 홈은 제 1, 제 2 벽을 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 폴부는 상기 제 1 벽에 접촉하여 상기 체결부의 제 1 방향의 회전을 규제하는 접촉 정지면과, 상기 제 2 벽을 압박해 상기 렌치 보디를 선단측으로 이동시키는 경사면을 갖는 구성으로 할 수 있다.

이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 폴부의 접촉 정지면이 상기 제 1 벽에 접촉해 상기 체결부의 제 1 방향의 회전이 규제된다. 또한, 체결 작업 시에 폴부의 접촉 정지면이 상기 제 1 벽에 압박되어 체결부의 회전 토크가 토크 전달부에 전해진다. 한편, 폴부의 경사면이 상기 제 2 벽에 압박되면 상기 렌치 보디를 선단측으로 이동시킨다. 이것에 의해, 폴부가 래칫 홈으로부터 벗어나고, 체결부의 헤드부에 대한 제 1 방향의 반대인 제 2 방향의 회전이 허용된다.

또는, 상기 래칫 홈은 제 1, 제 2 벽을 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 제 1 벽은 상기 폴부에 접촉해 상기 체결부의 제 1 방향의 회전을 규제하는 접촉 정지면을 갖고 있다. 상기 제 2 벽은 상기 폴부에 압박되어 상기 렌치 보디를 선단측으로 이동시키는 경사면을 갖고 있다.

이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 폴부가 제 1 벽의 접촉 정지면에 접촉해 상기 체결부의 제 1 방향의 회전이 규제된다. 또한, 체결 작업 시에 제 1 벽의 접촉 정지면이 폴부를 압박해 체결부의 회전 토크가 토크 전달부에 전해진다. 한편, 제 2 벽의 경사면이 폴부에 압박되면 상기 렌치 보디가 선단측으로 이동한다. 이것에 의해, 폴부가 래칫 홈으로부터 벗어나고, 체결부의 헤드부에 대한 제 1 방향의 반대인 제 2 방향의 회전이 허용된다.

상기 토크 전달부는 제 2 접촉 정지부를 더 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 토크 렌치는 제 3 접촉 정지부와, 상기 제 2, 제 3 접촉 정지부 사이에 설치된 제 2 바이어싱부를 더 구비한 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 제 2 바이어싱부의 바이어싱 포오스에 의해 토크 전달부가 선단측으로 바이어싱된다.

상기 로드 셀은 상기 로드부의 둘레에 세워 설치되어 있고 또한 상기 로드부보다 높이 치수가 큰 보호벽을 더 갖는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 발명의 형태에 의한 경우, 로드부의 둘레에 상기 로드부보다 높이 치수가 큰 보호벽이 설치되어 있으므로 로드부가 다른 부재에 접촉함으로써 로드부에 불필요한 부하가 가해지는 것을 억지할 수 있다.

상기 미끄러짐 검출 장치는 상기 토크 렌치의 로드 셀의 출력 신호에 의거해서 상기 체결부의 체결 토크를 연산하는 토크 연산부를 더 구비한 구성으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 치과 임플란트용 체결 장치의 블록도이다.
도 2a는 상기 체결 장치의 토크 렌치의 부분 단면을 포함하는 개략적 평면도이다.
도 2b는 체결부가 분리된 상기 토크 렌치, 어버트먼트, 및 픽스처를 나타내는 개략적 정면도이다.
도 2c는 상기 토크 렌치의 체결부와 로드 셀의 로드 버튼의 관계를 나타내는 모식적 설명도이다.
도 3은 상기 체결 장치의 미끄러짐 검출 장치의 조작 패널의 개략적 정면도이다.
도 4는 상기 미끄러짐 검출 장치의 마이크로프로세서 유닛에 의해 처리되는 플로 차트이다.
도 5는 상기 체결 장치의 체결 작업 시의 체결 토크 변화를 시간축 상에 나타내는 특성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 의한 치과 임플란트용 체결 장치의 블록도이다.
도 7a는 상기 체결 장치의 토크 렌치의 부분 단면을 포함하는 개략적 평면도이다.
도 7b는 체결부가 분리된 상기 토크 렌치, 어버트먼트, 및 픽스처를 나타내는 개략적 정면도이다.
도 7c는 상기 토크 렌치의 체결부와 토크 전달부의 제 1 단부의 관계를 나타내는 모식적 설명도이다.
도 8은 상기 토크 렌치의 부분 단면을 포함하는 개략적 분해 평면도이다.

이하에 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 대해서 설명한다.

실시예 1

먼저, 본 발명의 실시예 1에 의한 체결 장치에 대해서 도 1∼도 5를 참조하면서 설명한다. 도 1, 도 2a, 및 도 2b에 나타내는 체결 장치는 어버트먼트(1)를 픽스처(2)에 나사 장착시키는 치과 임플란트용 체결 장치이다. 상기 체결 장치는 토크 렌치(W) 및 미끄러짐 검출 장치(D)를 구비하고 있다. 이하에 토크 렌치(W) 및 미끄러짐 검출 장치(D)에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 여기에 기술하는 미끄러짐 현상이란 픽스처(2)와 환자의 구강 내의 뼈(도시하지 않음)가 박리되거나 하여 픽스처(2)가 상기 뼈에 대하여 공전하는 현상을 말한다.

토크 렌치(W)는 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 체결부(10)와, 렌치 본체(20)와, 로드 셀(load cell)(30)(토크 검출부)을 구비하고 있다. 체결부(10)는 맞물림부(11) 및 부착부(12)를 갖고 있다. 맞물림부(11)는 어버트먼트(1)에 맞물림 가능한 부위이다. 맞물림부(11)의 형상은 어버트먼트(1)의 피맞물림부의 형상에 따라서 적당히 변경 가능하다. 본 실시예 1에서는 어버트먼트(1)의 피맞물림부(도시하지 않음)가 육각기둥 형상의 볼록부이므로 맞물림부(11)에 상기 볼록부가 감합 가능한 육각형의 오목부가 형성되어 있다. 부착부(12)는 맞물림부(11)에 이어 설치된 원기둥이다. 이 부착부(12)의 외주면에는 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이 복수의 래칫 홈(121)이 둘레 방향(α)으로 간격을 두고 형성되어 있다. 래칫 홈(121)은 부착부(12)의 회전축(P)에 대하여 직각인 접촉 정지면(121a)과 부착부(12)의 둘레 방향(β)으로 상기 부착부(12)의 외경이 잠시 확대되는 경사면(121b)을 갖고 있다.

렌치 본체(20)는 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 렌치 보디와, 로드(rod)(23)와, 고정부(24)와, 코일 스프링(25)을 갖고 있다. 렌치 보디는 핸들부(22)와 핸들부(22)의 선단부에 이어 설치된 헤드부(21)를 갖고 있다. 이 헤드부(21)에는 상기 헤드부(21)를 두께 방향으로 관통하는 원기둥 형상의 부착 구멍(21a)이 형성되어 있다. 이 부착 구멍(21a)의 외경은 체결부(10)의 부착부(12)의 외경보다 약간 크다. 즉, 체결부(10)의 부착부(12)가 부착 구멍(21a)에 착탈 가능하게 감합되어 있다. 이 감합 상태에서 부착부(12)는 헤드부(21)에 대하여 회전축(P)에서 둘레 방향(α, β)으로 회전 가능하게 되어 있다.

핸들부(22)는 도 2a에 나타내는 바와 같이 장척상의 원통체이다. 핸들부(22)는 상기 선단부와 수동 조작되는 후단부를 갖고 있다. 이 핸들부(22)의 내부에는 길이 방향으로 연장되고 또한 부착 구멍(21a)에 연통되는 수용 구멍(22a)이 형성되어 있다. 핸들부(22)의 수용 구멍(22a)에는 로드(23)가 수용되어 있다. 또한, 핸들부(22)의 수용 구멍(22a) 후단부의 내주면에는 나사 홈이 형성되어 있다. 이 핸들부(22)의 수용 구멍(22a) 후단부에 고정부(24)가 나사 장착되어 있다. 고정부(24)는 그 외주면에 나사 홈이 형성된 원통체이다. 로드(23)는 핸들부(22)보다 긴 막대이며, 선단부와, 후단부와, 선단부와 후단부 사이에 설치되어 있고 또한 선단부 및 후단부보다 외경이 작은 소경부(23a)를 갖고 있다. 로드(23)의 후단부는 고정부(24)를 관통하여 핸들부(22) 밖으로 돌출되어 있다. 핸들부(22)의 후단부에는 노브(23b)가 설치되어 있다. 코일 스프링(25)은 로드(23)의 소경부(23a)에 동심원 형상으로 외감되고, 로드(23)의 소경부(23a) 둘레의 단차부와 고정부(24) 사이에 압축 상태로 개재되어 있다. 즉, 코일 스프링(25)은 로드(23)와 함께 핸들부(22)의 수용 구멍(22a) 내에 수용되어 상기 로드(23)를 헤드부(21)측으로 바이어싱하고 있다.

로드 셀(load cell)(30)은 로드(23)의 선단부에 설치되고, 상기 로드(23)와 함께 핸들부(22)의 수용 구멍(22a) 내에 수용되어 있다. 이 로드 셀(30)은 압축형 로드 셀이며, 로드 버튼(load button)(31)과 전원/출력 케이블(32)을 갖고 있다. 로드 버튼(31)은 핸들부(22)의 길이 방향으로 연장되어 있고, 그 선단부가 도 2c에 나타내는 바와 같이 쐐기 형상으로 되어있다. 코일 스프링(25)에 의해 로드(23)가 바이어싱됨으로써 로드 버튼(31)의 선단부가 핸들부(22)의 수용 구멍(22a)으로부터 헤드부(21)의 부착 구멍(21a)으로 돌출되고, 체결부(10)의 부착부(12)의 복수의 래칫 홈(121) 중 하나의 래칫 홈(121)에 맞물리고 또한 상기 래칫 홈(121)의 접촉 정지면(121a)에 접촉하고 있다. 이것에 의해, 부착부(12)의 헤드부(21)에 대한 둘레 방향(β)으로의 회전이 규제되어 있다. 이 상태에서 핸들부(22)에 손힘(R)이 가해지면 로드 버튼(31)에 체결부(10)의 하중이 가해진다. 로드 셀(30)은 로드 버튼(31)이 상기 하중을 받음으로써 내부의 스트레인 게이지의 전기 저항값이 변화하고, 이 저항값의 변화를 전기 신호로서 전원/출력 케이블(32)을 통해서 미끄러짐 검출 장치(D)에 출력하고 있다. 또한, 로드 셀(30)은 전원/출력 케이블(32)을 통해서 미끄러짐 검출 장치(D)로부터 전력 공급되고 있다. 부착부(12)가 헤드부(21)에 대하여 둘레 방향(α)으로 회전하면 로드 버튼(31)의 선단부가 상기 부착부(12)의 래칫 홈(121)의 경사면(121b)을 따라 상기 래칫 홈(121)으로부터 벗어나고 다음의 래칫 홈(121)에 삽입된다. 이것을 반복함[즉, 로드 버튼(31)의 선단부가 부착부(12)의 래칫 홈(121)에 출입을 반복함]으로써 부착부(12)의 헤드부(21)에 대한 둘레 방향(α)으로의 회전이 허용되어 있다. 또한, 체결부(10)는 도 2b의 도면 하측으로부터 뿐만 아니라 도면 상측으로부터도 부착할 수 있다. 이와 같이, 체결부(10)를 헤드부(21)에 대하여 도면 상측(즉, 역방향)으로부터 부착함으로써 상기 체결부(10)의 회전의 규제 방향 및 허용 방향을 반전시킬 수 있다.

미끄러짐 검출 장치(D)는 앰프(A), A/D 변환부(C), 마이크로프로세서 유닛(50), 메모리부(60), 설정 입력부(70)(입력부), 외부 출력부(80), 액정 표시부(91), 7 세그먼트 표시부(92), 및 버저(93)(통지부)를 구비하고 있다. 앰프(A)는 로드 셀(30)의 전원/출력 케이블(32)이 접속되어 있고, 상기 로드 셀(30)의 전기 신호를 증폭하여 A/D 변환부(C)에 출력하고 있다. A/D 변환부(C)는 증폭된 전기 신호를 A/D 변환하여 마이크로프로세서 유닛(50)에 출력하고 있다.

설정 입력부(70)는 환자의 개인 정보 및 전원 온오프 등이 설정 입력 가능하게 되어 있고, 이들 입력 데이터를 마이크로프로세서 유닛(50)에 출력하도록 되어 있다. 또한, 상기 개인 정보로서는 성별, 연령, 골밀도 등이 있다. 메모리부(60)에는 상기 개인 정보에 각각 대응한 복수의 체결 토크 기준값이 미리 기록되어 있다. 메모리부(60)는 불휘발성 메모리이며 마이크로프로세서 유닛(50)의 버스 라인에 상호 접속되어 있다. 상기 체결 토크 기준값은 성별, 연령, 골밀도 등에 각각 따라서 최적의 체결 토크이다.

마이크로프로세서 유닛(50)은 입력 포트, 출력 포트, 및 내부 메모리를 갖고 있다. 마이크로프로세서 유닛(50)의 입력 포트에는 A/D 변환부(C) 및 설정 입력부(70) 등이 접속되어 있다. 마이크로프로세서 유닛(50)의 출력 포트에는 외부 출력부(80), 액정 표시부(91), 7 세그먼트 표시부(92), 및 버저(93) 등이 접속되어 있다. 마이크로프로세서 유닛(50)의 내부 메모리에는 후술하는 미끄러짐 판정 프로그램이 기록되어 있다. 마이크로프로세서 유닛(50)은 미끄러짐 판정 프로그램을 순차적으로 처리함으로써 토크 연산부(51) 및 미끄러짐 판정부(52)로서의 기능을 발휘하도록 되어 있다. 액정 표시부(91)는 도 3에 나타내는 조작 패널의 액정 디스플레이에 체결 토크의 변화를 토크 곡선으로서 시간축 상에 표시시키도록 되어 있다. 7 세그먼트 표시부(92)는 상기 조작 패널의 7 세그먼트 디스플레이에 체결 토크의 리얼값 및 피크 홀드값을 수치 표시시키도록 되어 있다.

이하에, 상기와 같이 구성된 체결 장치의 사용 방법 및 그 동작에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시예 1에 있어서는 설명의 편의상 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 나사 장착될 때까지 3회의 체결 작업이 필요하다고 한다.

우선, 의사가 설정 입력부(70)를 조작해서 전원을 온으로 하면 마이크로프로세서 유닛(50) 등에 전원 전압이 공급되어서 미끄러짐 검출 장치(D)가 동작 상태로 됨과 아울러 전원/출력 케이블(32)을 통해서 로드 셀(30)에도 전원 전압이 공급되어서 로드 셀(30)이 동작 상태가 된다. 그러면, 마이크로프로세서 유닛(50)이 도 4에 나타내는 미끄러짐 판정 프로그램의 처리를 개시한다. 그 후, 의사가 설정 입력부(70)를 조작해서 환자의 개인 정보를 입력 설정하면(s1) 마이크로프로세서 유닛(50)이 상기 개인 정보에 각각 대응하는 토크 기준값을 메모리부(60)로부터 판독하여 상기 내부 메모리에 기록한다.

그 후, 의사가 토크 렌치(W)의 체결부(10)에 어버트먼트(1)를 맞물리게 하고, 그 상태로 어버트먼트(1)를 픽스처(2)에 맞물리게 하고, 토크 렌치(W)의 핸들부(22)에 손힘(R)을 가하여 체결 작업을 개시한다. 로드 셀(30)의 로드 버튼(31)의 선단부가 체결부(10)의 래칫 홈(121)의 접촉 정지면(121a)에 접촉하고 있으므로 체결부(10)는 어버트먼트(1)와 함께 둘레 방향(α)으로 회전하고, 이것에 의해 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 대하여 체결되고, 서서히 체결하는 힘에 대한 항력이 커진다. 즉, 어버트먼트(1)를 체결하는 체결력(R)에 대하여 발생하는 항력에 의해 체결부(10)에 대하여 헤드부(21) 둘레로 회전하는 모멘트(토크)(Q)가 발생하고, 그 모멘트에 의해 로드 셀(30)이 로드 버튼(31)을 통해 체결부(10)로부터 하중을 받는다. 상기 하중이 로드 셀(30)에 의해 전기 신호로 변환되고, 상기 전기 신호가 앰프(A)에 의해 증폭되고, A/D 변환부(C)에 의해 A/D 변환된다. 마이크로프로세서 유닛(50)은 A/D 변환된 전기 신호가 입력되면(s2) 상기 전기 신호 및 체결 토크 기준값에 의거하여 소정의 연산을 해서 체결 토크를 산출해(s3) 상기 체결 토크를 메모리부(60)에 기록함과 아울러 상기 체결 토크의 리얼값 및 피크값을 7 세그먼트 표시부(92)에, 상기 체결 토크를 액정 표시부(91)에 각각 출력한다. 이것에 의해, 체결 토크의 리얼값 및 피크값이 7 세그먼트 표시부(92)에 수치 표시되고(s4, s5), 도 5에 나타내는 바와 같이 체결 토크의 변화가 액정 표시부(91)에 의해 토크 곡선으로서 그래프 표시된다(s6).

이것과 함께, 마이크로프로세서 유닛(50)은 상기 체결 토크의 변화량을 소정 기간(t)(t1∼tn)마다 샘플링하고, 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량(상승량)과 그 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량(상승량)을 순차 비교하여 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작은지의 여부를 판정한다(s7). 이 판정에 있어서, 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작다고 판정되면 마이크로프로세서 유닛(50)이 버저(93)를 울린다(s8). 본 실시예 1에서는 도 5에 나타내는 바와 같이 기간 t5의 체결 토크의 변화량이 기간 t4의 체결 토크의 변화량보다 작고, 기간 t10의 체결 토크의 변화량이 기간 t9의 체결 토크의 변화량보다 작고, 기간 t14의 체결 토크의 변화량이 기간 t13의 체결 토크의 변화량보다 작아져 있다.

기간 t4, t9, t14에서는 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 대하여 회전해 그 저항(항력)이 향상되기 때문에 토크 곡선이 가파르게 상승한다(체결 토크의 변화량이 크다). 이것에 대하여, 기간 t5, t10(1회 및 2회째의 체결 작업 종료 시)에서는 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 대하여 거의 회전하지 않아 어버트먼트(1)의 픽스처(2)에 대한 저항(항력)의 변화가 작기 때문에 토크 곡선이 대략 수평으로 이행한다(체결 토크의 변화량이 작다). 또한, 기간 t14(3회째의 체결 작업 종료 직전)에서도 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 나사 장착되어 거의 회전하지 않아 어버트먼트(1)의 픽스처(2)에 대한 저항(항력)의 변화가 작기 때문에 토크 곡선이 대략 수평으로 이행한다(체결 토크의 변화량이 작다). 이와 같이 기간 t14의 체결 토크의 변화량이 기간 t13의 체결 토크의 변화량보다 작아지는 것을 마이크로프로세서 유닛(50)이 검출함으로써 미끄러짐 현상이 발생하기 직전에 버저(93)를 울려서 의사에게 알리고 있다. 또한, 1회 및 2회째의 체결 작업 종료 시(기간 t5 및 t10)에 있어서도 기간 t5, t10의 체결 토크의 변화량이 기간 t4, t9의 체결 토크의 변화량보다 작아지기 때문에 버저(93)가 울린다. 그러나, 의사는 손에 의한 감촉이나 경험으로부터 미끄러짐 현상이 발생하지 않은 것을 알기 때문에 버저(93)를 무시하고 체결 작업을 계속하고, 3회째의 버저(93)가 울렸을 때에 미끄러짐 경고가 통지되었다는 것을 알 수 있다.

그 후, 설정 입력부(70)가 조작되어 체결 작업 종료의 설정 입력이 되고(s9), 결과 인쇄의 조작이 이루어지면(s10) 마이크로프로세서 유닛(50)이 메모리부(60)에 기록된 체결 토크를 판독하고 외부 출력부(93)를 통해서 프린터에 인쇄 출력한다(s11). 그 후, 설정 입력부(70)의 CSV 출력의 조작이 이루어지면(s12) 마이크로프로세서 유닛(50)이 메모리부(60)에 기록된 체결 토크를 판독하고 외부 출력부(93)를 통해서 USB 메모리 등의 기록 수단에 CSV 출력한다(s13). 또한, 체결 토크의 데이터 출력의 형식으로서는 CSV 출력에 한정되는 것은 아니고 기타 임의의 데이터 형식으로 출력할 수 있다. 또한, 체결 토크의 출력 대상으로서도 USB 메모리 등의 기록 수단에 한정되는 것은 아니고 PC나 전자 진료 기록 시스템 등의 각종 전자 기기에 출력할 수 있다.

이상과 같은 체결 장치에 의한 경우, 마이크로프로세서 유닛(50)[미끄러짐 판정부(52)]이 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량이 그 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량보다 작은 것을 검출함으로써 개개의 환자에 있어서의 어버트먼트(1)의 픽스처(2)에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생 직전인 것을 검출하고 있다. 따라서, 개개의 환자의 미끄러짐 현상 발생 직전의 한계 토크값으로 어버트먼트(1)를 픽스처(2)에 나사 장착시킬 수 있으므로 미끄러짐 현상의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 마이크로프로세서 유닛(50)[토크 연산부(51)]에 의해 환자의 개인 정보에 따른 체결 토크 기준값 및 로드 셀(30)의 전기 신호에 의거해서 소정의 연산이 되어 체결 토크가 얻어지므로 체결 작업 시에 있어서 개개의 환자의 적정한 체결 토크를 얻을 수 있다. 따라서, 개개의 환자에 대한 체결 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

실시예 2

이어서, 본 발명의 실시예 2에 의한 체결 장치에 대해서 도 6∼도 8을 참조하면서 설명한다. 도 6에 나타내는 체결 장치는 토크 렌치(W')의 구성이 실시예 1의 토크 렌치(W)의 구성과 상위한 이외에 실시예 1의 체결 장치와 동일한 구성이다. 이하에, 그 상위점에 대해서만 상세하게 설명하고, 중복되는 설명에 대해서는 생략한다. 또한, 토크 렌치에 대해서는 '를 붙여서 실시예 1의 토크 렌치(W)와 구별한다.

토크 렌치(W')는 도 7a∼도 7c에 나타내는 바와 같이, 체결부(10'), 렌치 본체(20'), 로드 셀(30')(토크 검출부), 슬리브(41'), 및 코일 스프링(42')(제 1 바이어싱부)을 구비하고 있다. 체결부(10')는 도 7b 및 도 7c에 나타내는 바와 같이, 부착부(12')의 외주면에 형성된 래칫 홈(121')의 형상이 실시예 1의 래칫 홈(121)의 형상과 상위한 이외에 체결부(10)와 동일한 구성으로 되어 있다. 래칫 홈(121')은 도 7b에 나타내는 바와 같이 원호 형상의 오목부이다. 래칫 홈(121')은 둘레 방향(α)측의 제 1 벽(122a')과 둘레 방향(β)측의 제 2 벽(122b')을 갖고 있다.

렌치 본체(20')는 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 렌치 보디, 토크 전달부(23'), 고정부(24'), 및 코일 스프링(25')(제 2 바이어싱부)을 갖고 있다. 렌치 보디의 헤드부(21') 및 핸들부(22')는 실시예 1의 렌치 보디의 헤드부(21) 및 핸들부(22)와 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 헤드부(21')가 렌치 보디의 선단부에, 핸들부(22')의 후단부가 렌치 보디의 후단부에 상당한다.

토크 전달부(23')는 도 8에 나타내는 바와 같이, 렌치 보디의 길이 방향으로 연장된 로드(rod)이며, 렌치 보디의 수용 구멍(22a')에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있다. 이 토크 전달부(23')의 길이 치수는 수용 구멍(22a')의 길이 치수보다 크다. 토크 전달부(23')는 제 1 단부(23a')와, 제 2 단부(23b')와, 제 1 단부(23a')와 제 2 단부(23b') 사이에 설치된 중간부(23c')를 갖고 있다. 중간부(23c')는 수용 구멍(22a')의 지름보다 외경이 작은 원기둥이다. 중간부(23c')의 제 1 단부(23a')측의 상하 단부에는 제 1, 제 2 컷트부(23c1')(1개만 도시)가 설치되어 있다. 제 1 단부(23a')는 중간부(23c')보다 외경이 작은 원기둥이다. 제 1 단부(23a') 및 중간부(23c')는 수용 구멍(22a')에 수용되어 있다. 제 1 단부(23a')의 선단에는 도 7c에 나타내는 바와 같이 삼각형상의 폴부(23a1')가 설치되어 있다. 폴부(23a1')는 접촉 정지면(23a11')과 경사면(23a12')을 갖고 있다. 제 1 컷트부(23c1')에 렌치 보디의 수용 구멍(22a') 내의 상측 내벽에 설치된 도시하지 않은 제 1 돌기가 감합되고, 제 2 컷트부(23c1')에 렌치 보디의 수용 구멍(22a') 내의 하측 내벽에 설치된 도시하지 않은 제 2 돌기가 감합된다. 이것에 의해, 도 7c에 나타내는 바와 같이 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')이 둘레 방향(α)측을 향하고, 경사면(23a12')이 둘레 방향(β)측을 향한 상태가 유지된다.

폴부(23a1')는 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')으로부터 헤드부(21')의 부착 구멍(21a')으로 돌출되고, 체결부(10')의 부착부(12')의 복수의 래칫 홈(121') 중 1개의 래칫 홈(121')에 맞물린다. 폴부(23a1')가 래칫 홈(121')에 맞물린 상태로 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')이 래칫 홈(121')의 제 1 벽(122a')에 접촉하고 있다. 이것에 의해, 부착부(12')의 헤드부(21')에 대한 둘레 방향(β)(제 1 방향)으로의 회전이 규제되어 있다. 따라서, 후술하는 체결 작업시에 있어서 렌치 본체(20)가 둘레 방향(α)으로 조작되면 래칫 홈(121')의 제 1 벽(122a')이 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')을 압박한다. 이것에 의해, 토크 전달부(23')가 로드 셀(30')측으로 이동하려고 해(현실에서는 이동하지 않는다) 로드 셀(30')의 후술하는 로드부(loading part)(31a')에 하중을 가한다. 이와 같이, 체결부(10')의 회전 토크가 토크 전달부(23')를 통해 로드 셀(30')에 전해진다.

한편, 체결부(10')는 헤드부(21')에 대한 둘레 방향(α)(제 2 방향)으로의 회전이 허용되어 있다. 구체적으로는, 후술하는 바와 같이 슬리브(41')가 로드 셀(30')에 부착된 상태로 체결부(10')가 헤드부(21')에 대하여 둘레 방향(α)으로 회전하면 체결부(10')의 래칫 홈(121')의 제 2 벽(122b')이 폴부(23a1')의 경사면(23a12')을 압박한다. 이것에 의해, 렌치 보디가 코일 스프링(42') 및 코일 스프링(25')의 바이어싱 포오스에 저항해서 선단측으로 이동하고, 폴부(23a1')가 상기 래칫 홈(121')으로부터 벗어난다. 그 후, 폴부(23a1')가 다음의 래칫 홈(121')에 삽입되면 코일 스프링(42') 및 코일 스프링(25')의 바이어싱 포오스에 의해 렌치 보디가 후단측으로 이동한다. 이것을 반복함[즉, 토크 전달부(23')의 폴부(23a1')가 체결부(10')의 래칫 홈(121')에 출입을 반복함]으로써 체결부(10')의 헤드부(21')에 대한 둘레 방향(α)으로의 회전이 허용되어 있다.

또한, 체결부(10')는 도 7b의 도면 하측으로부터 뿐만 아니라 도면 상측으로부터도 부착할 수 있다. 이와 같이 체결부(10')를 헤드부(21')에 대하여 도면 상측(즉, 역방향)으로부터 부착함으로써 상기 체결부(10')의 회전의 규제 방향 및 허용 방향을 반전할 수 있다. 이때, 렌치 보디의 수용 구멍(22a') 내의 제 2, 제 1 돌기가 토크 전달부(23')의 제 1, 제 2 컷트부(23c1')에 감합된다. 이것에 의해, 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')이 둘레 방향(β)측을 향하고, 경사면(23a12')이 둘레 방향(α)측을 향한다.

제 2 단부(23b')는 도 7a 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(23a') 및 중간부(23c')보다 외경이 작은 원기둥이다. 제 2 단부(23b')는 도시하지 않은 나사부를 갖고 있다. 이 나사부가 중간부(23c')의 도시하지 않은 나사 구멍에 나사 장착되어 있다. 제 2 단부(23b')는 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')에 수용된 선단부와, 수용 구멍(22a')(즉, 렌치 보디의 후단부)으로부터 후방으로 돌출된 후단부를 갖고 있다. 제 2 단부(23b')의 후단부에는 원뿔대 형상의 스토퍼(23b1')가 설치되어 있다. 제 2 단부(23b')의 후단면에는 원형의 오목부(23b2')가 형성되어 있다.

고정부(24')는 도 7a 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 스토퍼(23b1')의 선단측 부분에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되어 있다. 고정부(24')는 원통(24a')과 덮개(24b')를 갖고 있다. 원통(24a')의 내경이 제 2 단부(23b')의 외경보다 크다. 원통(24a')이 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되어 있다. 원통(24a')의 후단측으로의 소정 이상의 이동이 스토퍼(23b1')에 의해 규제되어 있다. 원통(24a)은 선단부와, 후단부와, 그 사이의 중간부를 갖고 있다. 원통(24a)의 선단부의 외주면에는 나사 홈이 형성되어 있다. 이 원통(24a')의 나사 홈이 핸들부(22')의 수용 구멍(22a') 후단부의 내주면의 나사 홈에 나사 장착되어 있다. 덮개(24b')는 원통(24a')의 중간부에 설치된 원판이다. 덮개(24b')의 외경은 렌치 보디의 핸들부(22')의 외경보다 크다. 원통(24a')이 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')의 후단부에 나사 장착된 상태로 덮개(24b')가 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')의 후단측을 폐쇄하고 있다.

코일 스프링(25')은 도 7a 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 선단부에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되고 또한 고정부(24')와 토크 전달부(23')의 중간부(23c') 사이에 압축 상태로 개재되어 있다. 코일 스프링(25')은 토크 전달부(23')와 함께 핸들부(22')의 수용 구멍(22a') 내에 수용되어 상기 토크 전달부(23')를 선단측[헤드부(21')측]으로 바이어싱하고 있다. 또한, 토크 전달부(23')의 중간부(23c')가 특허청구범위의 제 2 접촉 정지부, 고정부(24')가 제 3 접촉 정지부에 상당하고 있다.

로드 셀(30')은 도 7a 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 렌치 보디의 후방에 배치되어 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')에 접촉하고 있다. 이 로드 셀(30')은 로드 셀부(31')와, 전원/출력 케이블(32')과, 보디(33')를 갖고 있다. 보디(33')는 원통 형상이며, 선단에 로드 셀부(31')가 설치되어 있다. 보디(33') 내에는 전원/출력 케이블(32')의 단부가 삽입되어 로드 셀부(31')에 접속되어 있다. 또한, 보디(33') 선단부의 외주면에는 나사 홈이 형성되어 있다. 이 나사 홈이 슬리브(41') 내주면의 나사 홈에 나사 장착되어 있다. 이와 같이, 보디(33')가 슬리브(41')에 부착됨으로써 로드 셀(30')이 렌치 보디의 후방에 고착되어 있다.

로드 셀부(31')는 원판 형상의 압축형 로드 셀이다. 로드 셀부(31')는 로드부(31a')와 보호벽(31b')을 갖고 있다. 로드부(31a')는 원형 볼록 형상의 로드 버튼이며, 로드 셀부(31')의 꼭대기면의 중심부에 설치되어 있다. 로드부(31a')의 외경은 토크 전달부(23')의 오목부(23b2')의 내경보다 약간 작다. 로드부(31a')의 높이 치수는 토크 전달부(23')의 오목부(23b2')의 깊이 치수보다 크다. 보디(33')가 슬리브(41')에 부착된 상태에서 로드부(31a')가 토크 전달부(23')의 오목부(23b2')에 감합되어 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')에 접촉하고 있다. 로드 셀부(31')는 로드부(31a')가 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')로부터 하중을 받으면 그 하중을 전기 신호로 변환해서 전원/출력 케이블(32')을 통해서 미끄러짐 검출 장치(D)에 출력 가능하게 되어 있다.

보호벽(31b')은 로드 셀부(31')의 꼭대기면 상의 로드부(31a') 둘레에 설치된 원통 형상의 벽이다. 보호벽(31b')의 높이 치수는 로드부(31a')의 높이 치수보다 크다. 따라서, 로드 셀(30')의 보디(33')가 슬리브(41')로부터 분리된 상태에서 보호벽(31b')이 로드부(31a')가 다른 부재(예를 들면, 작업 책상 등)에 접촉하는 것을 방지하고 있다. 이것에 의해, 상술한 분리 상태에서 로드부(31a')에 불필요한 부하가 가해지는 것을 억지하고 있다.

슬리브(41')는 도 7a 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 렌치 보디의 핸들부(22')에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감된 원통이다. 슬리브(41')의 상기 길이 방향의 일단부에는 원판 형상의 플랜지(41a')가 설치되어 있다. 플랜지(41a')의 내경은 핸들부(22')의 외경보다 크고 또한 고정부(24')의 덮개(24b')의 외경보다 작다. 슬리브(41')의 플랜지(41a') 이외의 내경은 덮개(24b')의 외경보다 약간 크고 또한 로드 셀(30')의 보디(33')의 선단부의 외경과 대략 동일하다. 또한, 슬리브(41')의 상기 길이 방향의 타단부의 내주면에는 나사 홈이 형성되어 있다. 슬리브(41')의 나사 홈에 로드 셀(30')의 보디(33')의 나사 홈이 나사 장착되어 있다. 이와 같이, 슬리브(41')가 로드 셀(30')의 보디(33')에 부착된 상태에서 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 후단부, 고정부(24')의 후단부, 고정부(24')의 덮개(24b'), 및 로드 셀(30')의 로드 셀부(31')가 슬리브(41') 내에 수용되고, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')가 로드 셀부(31')의 로드부(31a')에 접촉한 상태로 유지된다.

코일 스프링(42')은 렌치 보디의 핸들부(22')에 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되고 또한 슬리브(41') 내에 수용되어 있다. 코일 스프링(42')은 슬리브(41')의 플랜지(41a')와 고정부(24')의 덮개(24b') 사이에 압축 상태로 개재되고, 덮개(24b')를 후단측으로 바이어싱하고 있다. 이것에 의해, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')가 로드 셀부(31')에 눌린다[즉, 로드 셀부(31')에 프리로드(preload)가 가해진다.].

이하에, 상기와 같이 구성된 체결 장치의 토크 렌치(W')의 조립 순서에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 렌치 보디와 슬리브(41')를 준비한다. 그 후, 렌치 보디의 핸들부(22')를 슬리브(41')에 삽입한다. 그 후, 코일 스프링(42')을 준비한다. 그 후, 렌치 보디의 핸들부(22')를 코일 스프링(42')에 삽입한다. 그러면, 코일 스프링(42')이 슬리브(41')에 삽입되고, 코일 스프링(42')의 길이 방향의 일단이 슬리브(41')의 플랜지(41a')에 접촉한다.

그 한편으로, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b'), 고정부(24'), 및 코일 스프링(25')을 준비한다. 그 후, 제 2 단부(23b')를 고정부(24') 및 코일 스프링(25') 내에 삽입한다. 그러면, 고정부(24')가 제 2 단부(23b')의 스토퍼(23b1')에 접촉한다. 그 후, 토크 전달부(23')의 제 1 단부(23a') 및 중간부(23c')를 준비한다. 그 후, 제 2 단부(23b')의 나사부를 중간부(23c')의 나사 구멍에 나사 장착시킨다. 그러면, 코일 스프링(25')이 중간부(23c')와 고정부(24') 사이에서 압축된다.

그 후, 토크 전달부(23'), 코일 스프링(25'), 및 고정부(24')의 선단부를 렌치 보디의 수용 구멍(22a')에 삽입하고, 고정부(24')를 렌치 보디의 수용 구멍(22a')의 후단부에 나사 장착시킨다. 그러면, 고정부(24')의 덮개(24b')가 렌치 보디의 수용 구멍(22a')의 후단측을 막는다. 덮개(24b')는 외경이 렌치 보디의 핸들부(22')의 외경보다 크기 때문에 덮개(24b')의 외주 가장자리부(제 1 접촉 정지부)가 핸들부(22')로부터 외주 방향으로 돌출된다. 이때, 코일 스프링(42')의 길이 방향의 타단이 덮개(24b)에 접촉 가능해 진다. 그 후, 토크 전달부(23')를 렌치 보디의 수용 구멍(22a') 내에서 회전시켜 상기 토크 전달부(23')의 제 1, 제 2 컷트부(23c1')에 수용 구멍(22a') 내의 제 1, 제 2 돌기를 감합시킨다. 이것에 의해, 토크 전달부(23')의 제 1 단부(23a')의 폴부(23a1')가 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')으로부터 헤드부(21')의 부착 구멍(21a')으로 돌출됨과 아울러 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')이 둘레 방향(α)측을 향하고, 경사면(23a12')이 둘레 방향(β)측을 향한다. 이상과 같이 렌치 본체(20)가 조립된다.

그 후, 로드 셀(30')을 준비한다. 그 후, 로드 셀(30')의 로드부(31a')를 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 오목부(23b2')에 위치 맞추면서 삽입한다. 이 상태에서 슬리브(41') 및 코일 스프링(42')을 렌치 보디에 대하여 후단측으로 상대적으로 이동시켜 상기 슬리브(41')를 로드 셀(30')의 보디(33')에 나사 장착시킨다. 그러면, 코일 스프링(42')이 슬리브(41')의 플랜지(41a')와 고정부(24')의 덮개(24b')의 외주 가장자리부 사이에서 압축되어 덮개(24b')를 후단측으로 바이어싱한다. 이것에 의해, 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')가 로드 셀부(31')에 눌려져 상기 로드 셀부(31')에 프리로드가 가해진다.

그 후, 체결부(10')의 부착부(12')를 헤드부(21')의 부착 구멍(21a')에 감합시킨다. 그러면, 토크 전달부(23')의 폴부(23a1')가 체결부(10')의 부착부(12')의 복수의 래칫 홈(121') 중 1개의 래칫 홈(121')에 삽입되어 맞물린다. 그 후, 로드 셀(30')의 전원/출력 케이블(32')을 미끄러짐 검출 장치(D)에 접속시킨다.

이하에, 상기와 같이 구성된 체결 장치의 사용 방법 및 그 동작에 대해서 도 4를 빌려 참조하면서 설명한다. 본 실시예 2에 있어서도 설명의 편의상 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 나사 장착될 때까지 3회의 체결 작업이 필요하다고 한다.

우선, 의사가 설정 입력부(70)를 조작해서 전원을 온으로 하면 마이크로프로세서 유닛(50) 등에 전원 전압이 공급되어서 미끄러짐 검출 장치(D)가 동작 상태로 됨과 아울러 전원/출력 케이블(32')을 통해서 로드 셀(30')에도 전원 전압이 공급되어서 로드 셀(30')이 동작 상태가 된다. 그러면, 마이크로프로세서 유닛(50)이 미끄러짐 판정 프로그램의 처리를 개시한다. 그 후, 의사가 설정 입력부(70)를 조작해서 환자의 개인 정보를 입력 설정하면(s1) 마이크로프로세서 유닛(50)이 상기 개인 정보에 각각 대응하는 토크 기준값을 메모리부(60)로부터 판독하여 상기 내부 메모리에 기록한다.

그 후, 의사가 토크 렌치(W')의 체결부(10')에 어버트먼트(1)를 맞물리게 하고, 그 상태에서 어버트먼트(1)를 픽스처(2)에 맞물리게 하고, 토크 렌치(W')의 핸들부(22')에 손힘(R)을 가해서 체결 작업을 개시한다. 그러면, 토크 렌치(W')의 렌치 본체(20')가 회전축(P)을 중심으로 둘레 방향(α)으로 회전한다. 이때, 토크 전달부(23')의 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')은 체결부(10')의 래칫 홈(121')의 제 1 벽(122a')에 접촉하고 있으므로[즉, 둘레 방향(β)의 회전이 규제되어 있다] 체결부(10')는 렌치 본체(20') 및 어버트먼트(1)와 함께 둘레 방향(α)으로 회전한다. 이것에 의해 어버트먼트(1)가 픽스처(2)에 대하여 체결되고, 서서히 체결하는 힘에 대한 항력이 커진다. 이 어버트먼트(1)를 체결하는 체결력(R)에 대하여 발생하는 항력에 의해 체결부(10)에 대하여 헤드부(21') 둘레로 회전하는 모멘트(회전 토크)(Q)가 발생한다. 이때, 토크 전달부(23')의 폴부(23a1')의 접촉 정지면(23a11')이 체결부(10')의 래칫 홈(121')의 제 1 벽(122a')에 압박되고, 상기 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')가 로드 셀(30')의 로드부(31a')에 하중을 가한다. 상기 하중이 로드 셀(30')에 의해 전기 신호로 변환되고, 상기 전기 신호가 앰프(A)에 의해 증폭되고, A/D 변환부(C)에 의해 A/D 변환된다. 마이크로프로세서 유닛(50)은 A/D 변환된 전기 신호가 입력되면(s2) 상기 전기 신호 및 체결 토크 기준값에 의거하여 소정의 연산을 해서 체결 토크를 산출하고(s3), 상기 체결 토크를 메모리부(60)에 기록함과 아울러 상기 체결 토크의 리얼값 및 피크값을 7 세그먼트 표시부(92)에, 상기 체결 토크를 액정 표시부(91)에 각각 출력한다. 이것에 의해, 체결 토크의 리얼값 및 피크값이 7 세그먼트 표시부(92)에 수치 표시되고(s4, s5), 체결 토크의 변화가 액정 표시부(91)에 의해 토크 곡선으로서 그래프 표시된다(s6).

그 후, 토크 렌치(W')의 핸들부(22')에 손힘(R)의 반대 방향으로 힘이 가해진다. 그러면, 토크 렌치(W')의 렌치 본체(20')가 회전축(P)을 중심으로 둘레 방향(β)으로 회전한다. 이때, 체결부(10')의 래칫 홈(121')의 제 2 벽(122b')이 폴부(23a1')의 경사면(23a12')을 압박한다. 이것에 의해, 렌치 보디가 코일 스프링(42') 및 코일 스프링(25')의 바이어싱 포오스에 저항해서 선단측으로 이동하고, 폴부(23a1')가 상기 래칫 홈(121')으로부터 벗어난다. 코일 스프링(42')은 슬리브(41')의 플랜지(41a')와 고정부(24')의 덮개(24b') 사이에서 압축되고, 코일 스프링(25')은 고정부(24')와 토크 전달부(23')의 중간부(23c') 사이에서 압축된다. 그 후, 폴부(23a1')가 다음의 래칫 홈(121')에 삽입되면 코일 스프링(42') 및 코일 스프링(25')의 바이어싱 포오스에 의해 렌치 보디가 후단측으로 이동한다. 이것을 반복함[즉, 토크 전달부(23')의 폴부(23a1')가 체결부(10')의 래칫 홈(121')에 출입을 반복함]으로써 체결부(10') 및 어버트먼트(1)는 렌치 본체(20') 헤드부(21')에 대하여 상대적으로 둘레 방향(α)으로 회전한다. 이상과 같은 체결 작업을 합계 3회 행한다.

이 체결 작업 시에 있어서, 마이크로프로세서 유닛(50)은 실시예 1과 마찬가지로 미끄러짐 검지를 행하고(s7), 미끄러짐 검지를 했을 때에는 실시예 1과 마찬가지로 s8∼s13의 처리를 행한다.

이상과 같은 체결 장치에 의한 경우, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 로드(rod)인 토크 전달부(23')의 제 1 단부(23a')가 체결부(10')의 래칫 홈(121')에 맞물리고, 상기 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')가 로드 셀(30')에 접촉하고 있다. 따라서, 체결 작업시에 체결부(10')에 가해지는 하중(회전 토크)이 토크 전달부(23')를 통해 로드 셀(30')에 전해지고, 상기 로드 셀(30')에 의해 상기 하중이 전기 신호로 변환되어 출력된다. 이 전기 신호에 의거하여 체결 토크가 마이크로프로세서 유닛(50)[토크 연산부(51)]에 의해 연산되고, 체결 토크의 리얼값 및 피크값이 7 세그먼트 표시부(92)에 수치 표시되고, 체결 토크의 변화가 액정 표시부(91)에 의해 토크 곡선으로서 그래프 표시된다. 따라서, 체결 토크의 리얼값, 체결 토크의 피크값, 및 체결 토크의 변화를 참조하면서 적절하게 체결 작업을 행할 수 있다.

또한, 로드 셀(30')의 볼록 형상의 로드부(31a')가 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 오목부(23b2')에 삽입되어 제 2 단부(23b')에 접촉하고 있다. 따라서, 토크 전달부(23')를 통해 받는 체결부(10')의 하중의 정밀도를 향상시킬 수 있으므로 체결부(10')의 체결 토크의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 로드 셀(30')이 슬리브(41')에 의해 렌치 보디의 후방에 고착되어 있으므로 렌치 보디의 소형화를 도모할 수 있다. 따라서, 렌치 보디를 환자의 구강 내에 넣은 상태에서 체결 작업이 용이해진다.

또한, 상술한 체결 장치는 상기 실시예 1 및 2에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위의 기재 범위에 있어서 임의로 설계 변경할 수 있다. 이하에, 상세하게 기술한다.

실시예 1에서는 토크 렌치(W)는 체결부(10), 렌치 본체(20), 및 로드 셀(30)(토크 검출부)을 구비하고 있다고 했다. 또한, 실시예 2에서는 토크 렌치(W')는 체결부(10'), 렌치 본체(20'), 로드 셀(30')(토크 검출부), 슬리브(41'), 및 코일 스프링(42')(제 1 바이어싱부)을 구비하고 있다고 했다. 그러나, 토크 렌치는 체결부, 상기 체결부가 설치된 헤드부, 수동 조작 가능한 핸들부를 갖는 렌치 보디, 및 체결부의 체결 토크를 검출하는 체결 토크 검출부를 구비하고 있는 한 임의로 설계 변경할 수 있다. 즉, 토크 렌치의 체결부, 렌치 보디, 및 토크 검출부 이외의 구성 요소는 생략 가능하다.

실시예 1 및 2에서는 체결부는 헤드부에 대하여 착탈 가능하고 또한 회전 가능하다고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 체결부가 헤드부에 일체적으로 설치된 구성으로 할 수 있다. 체결부가 헤드부에 회전 가능하게 설치된 구성으로 할 수 있다. 또한, 실시예 1 및 2에서는 하나의 체결부가 헤드부에 착탈 가능하다고 했지만, 복수 종류의 어버트먼트에 각각 대응하는 복수 종류의 체결부가 헤드부에 착탈 가능하게 할 수도 있다. 이 경우, 상기 어버트먼트에 따라서 체결부를 바꾸는 것만으로 본 체결 장치는 복수 종류의 어버트먼트의 체결 조작을 행할 수 있다.

실시예 2에서는 토크 전달부(23')는 체결부(10')의 래칫 홈(121')에 맞물리는 제 1 단부(23a')와 로드 셀(30')에 접촉하는 제 2 단부(23b')를 갖고, 또한 토크 전달부(23')의 길이 치수가 렌치 보디의 수용 구멍(22a')의 길이 치수보다 큰 로드(rod)라고 했다. 그러나, 토크 전달부는 상기 렌치 보디 내에 설치되어 있고 또한 상기 체결부에 맞물린 제 1 단부와 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖는 한 임의로 설계 변경할 수 있다. 토크 전달부의 형상은 로드(rod) 이외의 형상으로 할 수 있다. 또한, 토크 전달부의 길이 치수가 렌치 보디의 수용 구멍의 길이 치수보다 작게 할 수 있다. 즉, 토크 전달부 전체가 렌치 보디의 수용 구멍에 수용되도록 설계 변경할 수 있다.

실시예 2에서는 토크 전달부(23')의 제 1 단부(23a')의 폴부(23a1')가 접촉 정지면(23a11')과 경사면(23a12')을 갖는다고 했다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 래칫 홈(121')의 제 1 벽(122a')에 접촉 정지면이, 제 2 벽(122b')에 경사면이 형성된 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 폴부는 삼각형상의 돌기일 필요는 없고, 예를 들면 직사각형상의 돌기 등으로 할 수 있다. 제 1 벽(122a')의 접촉 정지면이 폴부에 접촉함으로써 체결부(10')의 둘레 방향(β)의 회전이 규제된다. 또한, 체결 작업 시에 제 1 벽(122a')의 접촉 정지면이 폴부를 압박하고, 체결부의 회전 토크가 토크 전달부(23')에 전해진다. 한편, 제 2 벽(122b')의 경사면이 폴부에 압박되고, 렌치 보디가 선단측으로 이동한다. 이것에 의해, 폴부가 래칫 홈(121')으로부터 벗어나고, 체결부(10')의 헤드부(21')에 대한 제 1 방향의 반대인 제 2 방향의 회전이 허용된다. 또한, 상술한 접촉면 및 경사면을 생략하고, 간단히 폴부가 래칫 홈에 맞물리는 구성으로 할 수 있다. 래칫 홈은 체결부의 외주면에 적어도 1개 형성되어 있으면 좋다. 또한, 토크 전달부와 로드 셀의 로드부를 일체화할 수도 있다.

실시예 2에서는 로드 셀(30')은 슬리브(41')를 이용해서 렌치 보디의 후방에 고착되어 있다고 했다. 그러나, 로드 셀의 렌치 보디에 대한 설치 기구는 임의로 설계 변경할 수 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 토크 전달부 전체가 렌치 보디의 수용 구멍에 수용될 경우 로드 셀(30')은 렌치 보디의 수용 구멍 내에 수용되도록 설계 변경할 수 있다. 또한, 로드 셀을 렌치 보디의 후단부에 고착시키도록 설계 변경할 수 있다. 이것들의 경우, 슬리브(41) 및 코일 스프링(42)은 생략할 수 있다.

실시예 2에서는 로드 셀(30')의 볼록 형상의 로드부(31a')가 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 오목부(23b2')에 삽입되어 상기 제 2 단부(23b')에 접촉하고 있다고 했다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 로드 셀이 오목 형상의 로드부를 갖고 있을 경우 토크 전달부의 제 2 단부에 형성된 볼록부가 상기 로드부에 삽입되도록 설계 변경할 수 있다. 상기 볼록부의 높이 치수는 상기 로드부의 깊이 치수보다 크다. 이 경우에 있어서도, 제 2 단부의 볼록부가 로드 셀의 오목 형상의 로드부에 접촉함으로써 토크 전달부를 통해 받는 체결부의 하중의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

실시예 2에서는 로드 셀(30')은 보호벽(31b')을 갖고 있다고 했다. 그러나, 보호벽(31b')은 생략 가능하다. 또한, 복수의 보호벽이 로드 셀의 볼록 형상의 로드부의 둘레에 설치된 구성으로 할 수 있다.

실시예 1에서는 코일 스프링(42')은 슬리브(41')의 플랜지(41a')와 고정부(24')의 덮개(24b') 사이에 압축 상태로 개재되어 있다고 했다. 그러나, 코일 스프링(42') 등의 제 1 바이어싱부는 슬리브와 렌치 보디에 설치된 제 1 접촉 정지부와의 사이에 설치되는 것인 한 임의로 설계 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 1 바이어싱부가 렌치 보디의 외주면에 설치된 링 등의 제 1 접촉 정지부와 슬리브 사이에 개재되도록 설계 변경할 수 있다.

실시예 2에서는 코일 스프링(25')은 고정부(24')와 토크 전달부(23')의 중간부(23c') 사이에 압축 상태로 개재되어 있다고 했다. 그러나, 코일 스프링(25')은 생략 가능하다. 이 경우에 있어서도 코일 스프링(42')이 고정부(24')의 덮개(24b')를 후방으로 바이어싱하고, 고정부(24')가 토크 전달부(23')의 제 2 단부(23b')의 스토퍼(23b1')에 접촉함으로써 제 2 단부(23b')가 로드 셀(30')에 눌려진다. 이 코일 스프링(42')의 바이어싱 포오스에 의해 토크 전달부(23')의 제 1 단부(23a')의 폴부(23a1')가 핸들부(22')의 수용 구멍(22a')으로부터 헤드부(21')의 부착 구멍(21a')으로 돌출된다. 또한, 코일 스프링(25') 및 코일 스프링(42')은 원통 형상의 고무, 판스프링 등 기타 주지의 바이어싱 수단으로 치환 가능하다.

상술한 바와 같이 토크 검출부로서 로드 셀이 이용되고 있다고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 체결부의 체결 토크를 검출하는 탄성체와 스트레인 게이지, 체결부의 체결 토크를 압력으로서 검출하는 압전 소자, 홀 효과를 이용해서 체결 토크를 검출하는 자기 센서 등을 이용할 수 있다.

실시예 1 및 2에서는 마이크로프로세서 유닛(50)은 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작을 때에 버저(93)를 울리는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 마이크로프로세서 유닛(50)은 내부의 카운터에 의해 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작은지의 여부를 판정한 횟수를 카운트하고, 상기 카운터가 소정 횟수(본 실시예 1에서는 3회)에 도달했을 때에 버저(93) 등의 통지부를 작동시키도록 설계 변경할 수 있다. 이 경우, 의사는 체결 작업 종료 시마다 작동하는 통지부의 통지의 진위를 확인할 필요가 없어지므로 본 체결 장치의 편리성이 향상한다.

실시예 1 및 2에서는 마이크로프로세서 유닛(50)이 체결 토크의 변화량을 소정 기간(t)(t1∼tn)마다 샘플링하고, 상기 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량과 그 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량을 순차 비교하여 후자의 변화량이 전자의 변화량보다 작은지의 여부를 판정한다고 했다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 마이크로프로세서 유닛(50)은 체결 토크의 변화율을 소정 기간(t)(t1∼tn)마다 샘플링하고, 상기 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화율(상승률)과 그 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화율(상승률)을 순차 비교하여 후자의 변화율이 전자의 변화율보다 작은지의 여부를 판정하도록 설계 변경할 수 있다. 또한, 마이크로프로세서 유닛(50)은 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량(상승량) 또는 변화율(상승률)이 소정 범위 내의 변화량(상승량) 또는 변화율(상승률)인지의 여부를 판정하는 구성으로 설계 변경할 수 있다. 이 경우, 버저(93) 등의 통지부는 마이크로프로세서 유닛(50)이 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내(예를 들면, 도 5의 t5, t10, t14와 같이 체결 토크의 변화량이 소정 범위 내)라고 판정되었을 때에 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하도록 설계 변경할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내라고 소정 횟수 판정했을 때에 통지부가 동작하도록 설계 변경할 수 있다. 또한, 체결 토크의 변화량 또는 변화율의 상기 소정 범위의 값은 마이크로프로세서 유닛(50)의 내부 메모리 또는 메모리부(60)에 미리 기록되어 있다.

상술한 체결 장치는 마이크로프로세서 유닛(50)이 미끄러짐 판정 프로그램을 처리함으로써 토크 연산부(51) 및 미끄러짐 판정부(52)로서의 기능을 발휘한다고 했지만, 마이크로프로세서 유닛을 이용하지 않고 마찬가지의 기능을 전자 회로에 의해 발휘하도록 구성할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이 마이크로프로세서 유닛(50)이 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량이 소정 범위 내인지의 여부를 판정할 경우도 마이크로프로세서 유닛을 이용하지 않고 마찬가지의 기능을 전자 회로에 의해 발휘하도록 구성할 수도 있다. 또한, 체결 장치는 상기 토크 렌치와, 토크 연산부를 구비한 구성으로 할 수 있다. 체결 장치는 상기 토크 렌치와, 토크 연산부(51)와, 이 토크 연산부(51)에 의해 연산된 체결 토크를 표시 가능한 표시 장치를 구비한 구성으로 할 수 있다. 즉, 미끄러짐 판정부(52)는 생략 가능하다.

상술한 토크 연산부(51)는 환자의 개인 정보에 각각 대응하는 토크 기준값을 메모리부(60)로부터 판독하여 상기 체결 토크 기준값 및 토크 검출부인 로드 셀의 출력 신호에 의거해서 체결 토크를 연산한다고 했다. 그러나, 토크 연산부는 상기 토크 검출부의 출력 신호에 의거해서 체결부의 체결 토크를 연산하는 것인 한 임의로 설계 변경할 수 있다. 토크 연산부는 마이크로프로세서 유닛 또는 전자 회로로 구성할 수 있다.

실시예 1 및 2에서는 통지부로서 버저(93)를 이용한다고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 의사가 액정 표시부(91)(표시 장치로서 기능)에 표시된 토크 곡선을 보고 상기 미끄러짐 검출 시라고 판단하도록 설계 변경할 수 있다. 또한, 마이크로프로세서 유닛(50)에 의해 상기 후자의 변화량 또는 변화율이 상기 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 판정되었을 때 또는 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내라고 판정되었을 때에 액정 표시부(91)(표시 장치로서 기능)에 에러 표시시키거나, 7 세그먼트 표시부(93)(표시 장치로서 기능)에 수치 표시함과 아울러 점멸시키거나 함으로써 에러 표시시키거나 하도록 설계 변경할 수 있다. 또한, 통지부로서 LED 램프 등의 발광 장치를 이용할 수도 있다. 또한, 통지부로서 버저, 발광 장치, 그래프 표시 장치, 및 수치 표시 장치를 선택적으로 조합시킨 구성으로 할 수도 있다. 또한, 표시 장치는 액정 표시부(91) 및 7 세그먼트 표시부(93)에 한정되지 않고, 토크 연산부에 의해 산출된 체결 토크를 표시할 수 있는 것인 한 어떠한 것을 이용해도 좋다.

또한, 실시예 1 및 2에서는 상기 체결 장치의 각 부를 구성하는 소재, 형상, 치수, 및 배치 등은 그 일례를 설명한 것이며, 마찬가지의 기능을 실현할 수 있는 한 임의로 설계 변경할 수 있다. 또한, 실시예 1 및 2에서는 토크 렌치와 미끄러짐 검출 장치는 별체라고 했지만, 토크 렌치와 미끄러짐 검출 장치를 일체적으로 구성할 수도 있다. 또한, 토크 렌치와 토크 연산부를 일체적으로 구성할 수도 있다. 본 체결 장치는 치과 임플란트용 이외로서도 이용할 수 있다.

1 : 어버트먼트 2 : 픽스처
W : 토크 렌치 10 : 체결부
11 : 맞물림부 12 : 부착부
20 : 렌치 본체 21 : 헤드부
22 : 핸들부 23 : 로드
24 : 고정부 25 : 코일 스프링
30 : 로드 셀(토크 검출부) 31 : 로드 버튼
32 : 전원/출력 케이블 D : 미끄러짐 검출 장치
A : 앰프 C : A/D 변환부
50 : 마이크로프로세서 유닛 51 : 토크 연산부
52 : 미끄러짐 판정부 60 : 메모리부
70 : 설정 입력부(입력부) 80 : 외부 출력부
91 : 액정표시부 92 : 7 세그먼트 표시부
93 : 버저(통지부) 10' : 체결부
11' : 맞물림부 12' : 부착부
20' : 렌치 본체 21' : 헤드부
22' : 핸들부 23' : 토크 전달부
23a' : 제 1 단부 23a1' : 폴부
23a11' : 접촉 정지면 23a12' : 경사면
23b' : 제 2 단부 23b1' : 스토퍼
23b2' : 오목부 23c' : 중간부(제 2 접촉 정지부)
24' : 고정부(제 3 접촉 정지부) 25' : 코일 스프링(제 2 바이어싱부)
30' : 로드 셀(토크 검출부) 31' : 로드 셀부
31a' : 로드부 32' : 전원/출력 케이블
33' : 보디 41' : 슬리브
42' : 코일 스프링(제 1 바이어싱부)

Claims

어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키는 치과 임플란트용 체결 장치에 있어서:
토크 렌치와,
미끄러짐 검출 장치를 구비하고 있고,
상기 토크 렌치는 상기 어버트먼트에 맞물림 가능한 체결부와,
상기 체결부가 설치된 헤드부와 수동 조작 가능한 핸들부를 갖는 렌치 보디와,
상기 어버트먼트를 상기 픽스처에 나사 장착시킬 때에 발생하는 체결 토크를 검출하는 체결 토크 검출부를 구비하고 있고,
상기 미끄러짐 검출 장치는 상기 토크 검출부에 의해 검출되는 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 앞선 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량 또는 변화율과 상기 앞선 소정 기간(t) 직후의 소정 기간(t)의 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 순차 비교하여 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작은지의 여부를 판정하는 미끄러짐 판정부와,
상기 미끄러짐 판정부에 의해 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 판정되었을 때에 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하는 통지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 미끄러짐 검출 장치는 환자의 고유 정보를 입력 가능한 입력부와,
환자의 고유 정보에 대응하는 복수의 체결 토크 기준값이 기록된 메모리부와,
상기 입력부를 통해서 입력된 환자의 고유 정보에 대응하는 체결 토크 기준값을 상기 메모리부로부터 판독하고, 상기 체결 토크 기준값 및 상기 토크 검출부의 출력 신호에 의거해서 상기 체결 토크를 연산하는 토크 연산부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 통지부는 상기 미끄러짐 판정부가 후자의 변화량 또는 변화율이 전자의 변화량 또는 변화율보다 작다고 소정 횟수 판정했을 때 상기 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토크 검출부는 상기 어버트먼트를 상기 픽스처에 나사 장착시킬 때에 상기 체결부에 가해지는 하중을 전기 신호로 변환해서 출력하는 로드 셀인 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통지부는 그래프 표시 및 수치 표시 중 적어도 한쪽이 가능한 표시 장치이며,
상기 그래프 표시는 상기 토크 검출부에 의해 검출된 체결 토크의 변화를 나타내는 토크 곡선을 표시하도록 되어 있고,
상기 수치 표시는 상기 토크 검출부에 의해 검출된 체결 토크를 수치 표시하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통지부는 버저 및 발광 장치 중 적어도 한쪽인 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체결부는 상기 렌치 보디의 헤드부에 대하여 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
어버트먼트를 픽스처에 나사 장착시키는 치과 임플란트용 체결 장치에 있어서:
토크 렌치와,
미끄러짐 검출 장치를 구비하고 있고,
상기 토크 렌치는 상기 어버트먼트에 맞물림 가능한 체결부와,
상기 체결부가 설치된 헤드부와 수동 조작 가능한 핸들부를 갖는 렌치 보디와,
상기 어버트먼트를 상기 픽스처에 나사 장착시킬 때에 발생하는 체결 토크를 검출하는 체결 토크 검출부를 구비하고 있고,
상기 미끄러짐 검출 장치는 상기 토크 검출부에 의해 검출되는 체결 토크의 변화량 또는 변화율을 소정 시간(t)마다 샘플링하고, 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내인지의 여부를 판정하는 미끄러짐 판정부와,
상기 미끄러짐 판정부에 의해 소정 시간(t)의 체결 토크값의 변화량 또는 변화율이 소정 범위 내라고 판정되었을 때에 어버트먼트의 픽스처에 대한 체결 상태가 미끄러짐 현상 발생의 직전인 것을 통지하는 통지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 토크 렌치는 상기 렌치 보디 내에 설치되어 있고 또한 상기 체결부에 맞물린 제 1 단부와 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖는 토크 전달부를 더 구비하고 있고,
상기 토크 검출부는 상기 토크 전달부의 제 2 단부에 접촉하고 있고 또한 상기 토크 전달부를 통해 상기 체결부에 가해지는 하중을 받아 전기 신호로 변환해서 출력 가능한 로드 셀인 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 로드 셀은 볼록 형상의 로드부를 갖고 있고,
상기 토크 전달부의 제 2 단부에는 상기 로드 셀의 로드부가 삽입된 오목부가 형성되어 있고,
상기 로드부의 높이 치수가 상기 오목부의 깊이 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 로드 셀은 오목 형상의 로드부를 갖고 있고,
상기 토크 전달부의 제 2 단부에는 상기 로드 셀의 로드부에 삽입된 볼록부가 형성되어 있고,
상기 볼록부의 높이 치수가 상기 로드부의 깊이 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌치 보디는 상기 헤드부가 설치된 선단부와 후단부를 갖고 있고,
상기 토크 전달부의 제 2 단부는 상기 렌치 보디의 후단부로부터 돌출되어 있고,
상기 로드 셀은 상기 렌치 보디의 후방에 배치되어 상기 제 2 단부에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체결부의 외주면에는 래칫 홈이 형성되어 있고,
상기 토크 전달부는 상기 제 1 단부에 설치되고 상기 래칫 홈에 맞물림 가능한 폴부를 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 토크 렌치는 상기 렌치 보디에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되어 있고 또한 상기 로드 셀에 부착된 슬리브와,
상기 렌치 보디에 설치된 제 1 접촉 정지부와 상기 슬리브 사이에 설치된 제 1 바이어싱부를 더 구비하고 있고,
상기 체결부는 상기 헤드부에 대하여 회전 가능하게 되어 있고,
상기 토크 전달부는 상기 렌치 보디 내에 길이 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있고,
상기 래칫 홈은 제 1, 제 2 벽을 갖고 있고,
상기 폴부는 상기 제 1 벽에 접촉하여 상기 체결부의 제 1 방향의 회전을 규제하는 접촉 정지면과,
상기 제 2 벽을 압박해 상기 렌치 보디를 선단측으로 이동시키는 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 렌치 보디에 설치된 제 1 접촉 정지부는 상기 렌치 보디에 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 외감되어 있고 또한 상기 로드 셀에 부착된 슬리브와,
상기 렌치 보디에 설치된 제 1 접촉 정지부와 상기 슬리브 사이에 설치된 제 1 바이어싱부를 더 구비하고 있고,
상기 체결부는 상기 헤드부에 대하여 회전 가능하게 되어 있고,
상기 토크 전달부는 상기 렌치 보디 내에 길이 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있고,
상기 래칫 홈은 제 1, 제 2 벽을 갖고 있고,
상기 제 1 벽은 상기 폴부에 접촉하여 상기 체결부의 제 1 방향의 회전을 규제하는 접촉 정지면을 갖고,
상기 제 2 벽은 상기 폴부에 압박되어 상기 렌치 보디를 선단측으로 이동시키는 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 토크 전달부는 제 2 접촉 정지부를 더 갖고,
상기 토크 렌치는 제 3 접촉 정지부와,
상기 제 2, 제 3 접촉 정지부 사이에 설치된 제 2 바이어싱부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 로드 셀은 상기 로드부의 둘레에 세워 설치되어 있고 또한 상기 로드부보다 높이 치수가 큰 보호벽을 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.
제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미끄러짐 검출 장치는 상기 토크 렌치의 로드 셀의 출력 신호에 의거해서 상기 체결부의 체결 토크를 연산하는 토크 연산부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트용 체결 장치.