KR102616817B1

KR102616817B1 - 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구

Info

Publication number: KR102616817B1
Application number: KR1020217025740A
Authority: KR
Inventors: 데 아르코스 이삭 치우라나; 체가라 로베르토 곤잘레즈
Original assignee: 파라곤 툴즈, 에스.엘.
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2023-12-21
Also published as: BR112021015076A2; ES1225597Y; KR20210114995A; EP3922209B1; WO2020161367A1; CA3127732A1; BR112021015076B1; EP3922209C0; CN113412095A; JP2022521569A; ES1225597U; EP3922209A1; JP7422775B2; ES2949019T3; US20220016722A1; CN113412095B

Abstract

본 발명은 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구에 관한 것으로서, 스크류는 치과 임플란트에 결합되도록 제공되고, 밀링 공구는 밀링 머신에 결합되도록 제공되는 결합 영역 및 로드(rod)에 의해 형성된 작업 영역을 포함하고, 상기 로드는 일 단부에서 결합 영역의 길이 방향 축에 대하여 반경 방향으로 분포된 복수의 절단 블레이드를 가진 헤드(head)를 지지하고, 각각의 절단 블레이드는 하부 절단 표면을 가진다. 상기 하부 절단 표면은 최대값과 최소값 사이에서 변화되는 반경을 가진 볼록한 만곡을 구비한 영역을 포함하고, 반경의 최대값은 0.1350*Dh 와 같고, 상기 Dh 는 밀링 공구의 유효 영역의 직경에 대응하고, 반경의 최소값은 아래의 공식에 부합한다

Description

치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구

본 출원의 목적은 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위하여 밀링 공구를 레지스터링(registering)하는 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구의 개발을 제안하고, 따라서 본 발명은 치과 임플란트의 분야를 위해 설계된다.

치과 임플란트 시스템의 목표는 환자들이 가질수 있는 구강 상태에 관계없이 환자의 편안함, 외모, 대화 및 건강의 정상적인 기능을 재건하는 것이다. 이러한 임플란트 시스템은 환자의 하악골에 삽입하여 치과 임플란트를 식립하는 것을 기반으로 한다. 치과 보철물은 스크류 요소의 삽입을 위한 채널을 통해 보철물을 통과하는 스크류에 의하여 이러한 임플란트에 고정될 수 있다.

스크류 요소의 삽입을 위한 채널이 직선 궤적을 가지지 않는 경우, 즉, 채널의 길이 방향 축이 그것의 전체 경로에 대해 선형이 아닌 경우, 삽입 채널에 스크류 시트(screw seat)를 가공하기 위한 특수한 밀링 공구가 사용된다. 현재 기술 상태에서, 밀링 머신에 결합하기 위해 제공되는 결합 영역 및 로드에 의해 형성된 작업 영역을 포함하는 전체적으로 T 형상의 횡단면을 가지는 밀링 공구가 공지되어 있으며, 상기 로드는 일 단부에서 결합 영역의 길이 방향 축에 대하여 반경 방향으로 분포된 복수의 절단 블레이드를 지지하고, 각각의 절단 블레이드는 하부 절단 표면을 가진다. 이러한 유형의 T 형상 공구들에서, 하부 절단 표면은 스크류 시트를 형성하며, 그에 의하여 스크류 측정 및 시트의 각각의 각도에 대하여 상이한 공구를 사용할 필요가 있다.

정확하게 작동하도록, 밀링 공구는 스크류의 출구 구멍을 통해 진입하며, 즉, 임플란트-크라운 인터페이스(implant crown interface)에 가장 가까운 스크류를 위한 채널의 구멍을 통해 진입한다. 대부분의 임플란트 제조사는 스크류의 크기에 안전을 위한 추가 공간을 더한 것과 같은 치수로 이 구멍을 제작하며, 안전을 위한 추가 공간은 보통 아무리 커도 상기 크기 값의 10% 이며, 따라서 계산을 위하여, 공구의 유효 영역의 직경은 아무리 커도 스크류 크기의 1.05 배이다.

유효 영역의 직경(Dh)이 크다는 사실은, 밀링 공구의 제조 공차, 작업 정밀도, 작업중 밀링 공구의 진동 또는 밀링 공구의 회전 운동중의 공구의 굽힘과 같은, 제어하기에 곤란한 변수로 인하여 충돌의 위험이 크다는 것을 의미한다.

계산을 위하여, 공구 로드의 직경(Dt)(도 1 참조)은, 최소로서, 밀링 공구의 유효 영역 직경(Dh)의 10% 라는 점을 언급하는 것이 중요하다. 한편으로는 밀링 공구의 회전 중에 상당한 정도의 굽힘이 발생되고, 다른 한편으로는 Dh 의 10% 미만인 로드는 공구 사용중에 발생된 응력, 굽힘 및 토크 모멘텀을 견디기에는 너무 약하기 때문에, 더 작은 직경은 실행 가능하지 않다.

치과용 임플란트에 통상적으로 사용되고 소망되는 직선 궤적을 일반적으로 가지지 않는 채널들 안으로 항상 도입되는 스크류들은 다음의 표에서 알 수 있는 바와 같이 0.60 의 최대 비율과 함께 1.4 내지 2.5 mm 크기들 사이에 포함되는데, 다음의 표에서는 통상적으로 사용되는 상이한 크기 값들에 대하여 최대 비율(M/Dc)이 얻어진다 (Dc 는 스크류 헤드의 직경이다).

크기	최대 M/Dc 비율
M 1.4	0.60
M 1.6	0.67
M 1.8	0.71
M 2	0.75
M 2.5	0.74

더욱이, 스크류와 시트 사이의 접촉면은 거칠기(roughness) 없이는 기계 가공될 수 없다. 접촉면의 이러한 거칠기는 로딩(loading)하는 동안 평활화(smoothed)될 수 있으며, 그에 의하여 통상적인 기계 가공 조건으로써 2 내지 10 % 사이의 스크류의 프리로드 손실(preload loss)을 일으키는데, 이러한 프리로드 손실은 스크류 시트의 거칠기에 직접적으로 관련된다. 따라서 표면 거칠기는 제조 한계 내에서 가능한 한 가장 낮아야만 한다.

너무 작은 반경은 스크류 시트의 표면 거칠기가 적절하지 않게 하고, 결과적으로 절삭 조건들을 개선함으로써 표면 거칠기를 변경시킬 수 있을지라도 스크류가 이완된다는 사실에 기인하여, 그 아래에서 더 이상 유효하지 않은 밀링 공구의 최소 반경이 존재한다. 그러나 절삭 조건을 변경하면 밀링 시간이 지나치게 길어짐으로써 비용이 증가하는 등의 일련의 단점이 발생할 수 있으며, 한편, 공구의 절삭 조건이 이상적인 것으로부터 멀어지면 공구의 조기 마모가 발생될 수 있다.

더욱이, 출원인은 현재 본 명세서에 설명된 모든 특징을 가진 발명에 대해 인지하고 있지 않다.

본 발명은 적용 분야에서 신규로 구성되고 앞서 언급된 단점을 해결하는 공구를 제공하기 위한 목적을 가지고 개발되었으며, 또한 이것은 아래의 설명으로부터 명백할 다른 추가적인 장점을 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적은 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구를 제공하는 것으로서, 상기 스큐류는 치과 임플란트에 결합되도록 제공되며, 상기 공구는 밀링 머신에 결합되기 위하여 제공된 결합 영역 및 로드에 의해 형성된 작업 영역을 포함하고, 로드는 결합 영역의 길이 방향 축에 대하여 반경 방향으로 분포된 복수의 절단 블레이드들을 가진 헤드를 일 단부상에 지지하며, 각각의 절단 블레이드는 하부 절단 표면을 가진다.

상세하게는, 본 발명은 최대 값과 최소값 사이에서 변화하는 반경을 가진 볼록한 만곡을 구비한 영역을 포함하는데,

반경의 최대 값은 0.1350*Dh 와 같고, 여기에서 Dh 는 밀링 공구의 유효 영역의 직경에 대응하고, 반경의 최소 값은 아래의 공식에 부합하는 것을 특징으로 한다.

밀링 공구의 유효 영역의 직경은, 도 1 에 표시된 바와 같이, 평면도에서, 절단 블레이드에 의해 정의된 직경에 대응한다는 점을 언급하는 것이 중요하다.

Df(스크류의 채널의 직경)는 적어도 Dc 에 하부 절단 표면 반경의 2 배를 더한 것과 같으며, 아래의 Df 와 같다는 점을 고려해야 한다.

Df = M-Dt+Dh

이러한 특징들 덕분에, 상이한 시트 및/또는 크기를 가진 각각의 스크류에 대하여 상이한 밀링 도구를 사용할 필요 없이 (상이한 시트 각도를 가진) 상이한 시트 각도들이 기계 가공될 수 있다는 사실에 기인하여, 다수의 경우들에서 가시적이도록 구현된 작업 공구가 달성된다. 보통, 스크류는 치과 임플란트의 유형 또는 크기에 따라 연계된다.

하부 절단 영역의 이러한 최소 반경은 허용 가능한 제조 거칠기(manufacturing roughness)를 얻을 수 있게 하는 반면에, 다른 한편으로, 정해진 값을 초과하고, 임플란트를 위한 스크류의 상업적인 치수를 고려하여, 스크류가 적절하게 안착될 수 있도록 하기 위하여 시트를 충분히 크게 밀링할 수 없다는 사실에 의해 최대 반경이 정해진다.

최소 반경은 0.1350 *Dh 보다 작다.

최소 반경에 대하여, 이러한 스케일의 밀링 머신을 위해서 코발트 및 티타늄 합금의 밀링을 수행하기 위한 반경 방향 및 축 방향 절삭 깊이의 표준 값들은 일반적으로 밀링 공구의 직경의 5-10 % 인 것으로 고려되었는데, 최소 허용 값은 공구의 유효 영역의 직경(Dh)의 대략 0.12 % 이다.

또한, 본 발명의 밀링 공구의 작업 영역은 2개 내지 6개의 절단 블레이드를 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 설명된 밀링 공구는 의도된 목적에 대하여 지금까지 알려지지 않은 구조적 및 구성적 특징을 가진 혁신적인 구조를 제시하는데, 이는 유용성과 함께, 요청된 배타적 독점권을 얻기 위한 충분한 근거를 제공하기 때문이다.

본 발명의 대상물인 밀링 공구의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면에서 비제한적인 예로서 제시된 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 치과 임플란트용 스크류 요소의 구성을 위한 채널에서 본 발명에 따른 밀링 공구의 구성에 대한 개략적인 입면도이다.
도 2는 절두원추형 중간 단면을 가진 채널을 구비한, 치과 임플란트용 스크류 요소의 구성을 위한 채널에서 본 발명에 따른 밀링 공구의 구성에 대한 개략적인 입면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공구의 입면도 및 평면도이다.
도 4는 밀링 공구의 작업 영역의 확대된 입면도이다.
도 5는 치과 임플란트용 스크류의 입면도이다.
도 6은 채널 내부의 스크류 구성의 개략적인 입면도이다.

전술한 도면에 비추어, 그리고 채택된 번호에 따라서, 아래에서 상세하게 표시되고 설명되는 부분 및 요소를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예의 예를 볼 수 있다.

이해될 수 있는 바와 같이, 일반적으로 참조 번호(1)로 표시된 밀링 공구의 실시예는 1.4 내지 2.5mm 사이에 포함된 크기를 가지는 치과 구조물에 스크류(3)를 안착시키기 위해 제공된다. 특히, 공구(1)는 실질적으로 밀링 머신에 결합하기 위해 제공되는 결합 영역(10)과, 로드(rod, 201)에 의해 형성된 작업 영역(20)을 포함하고, 상기 로드(201)는 결합 영역의 길이 방향 축에 대하여 반경 방향으로 분포된 복수의 절단 블레이드(202)를 가지는 헤드를 일 단부에서 지지하며, 절단 블레이드(202) 각각은 도 1, 도 2 및 도 4 에 표시된 바와 같이 상부 절단 표면(A), 측방향 절단 표면(B) 및 하부 절단 표면(C)을 가진다.

도시된 실시예에서, 작업 영역(20)은 도 3에서 도시된 바와 같이 4개의 방사상으로 분포된 절단 블레이드(202)를 포함한다.

하부 절단 표면(C)과 관련하여, 프로파일 도면에서, 이것은 최대값과 최소값 사이에서 변하는 반경(R)을 가지는 볼록한 만곡을 가진 영역을 가지며, 상기 반경의 최대값은 0.1350*Dh 와 같고, 여기에서 Dh는 밀링 공구의 유효 영역의 직경에 해당한다.

다른 한편, 반경의 밀리미터 단위 최소값(최소 반경이라고도 함)은 다음 공식에 부합하여야만 한다.

전술한 설명에 기초하여, 1.4mm와 2.5mm 사이에 포함된 밀링 공구의 유효 영역의 직경과 여기에 설명된 밀링 머신에 허용 가능한 최대 및 최소 반경 사이의 비율이 표에 제공된다.

Dh (mm)	Rmax (mm)	Rmin (mm)
1.4	0.189	0.093
1.6	0.216	0.106
1.8	0.243	0.119
2	0.270	0.133
2.5	0.338	0.166

본 발명의 공구를 제조하는데 사용되는 세부사항, 형상, 치수 및 다른 보완 요소는 아래의 청구범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않는 다른 요소로 적절하게 대체될 수 있다.

Dc: 스크류 헤드의 직경(diameter of the screw head)
Df: 스크류 채널의 직경(diameter of the screw channel)
Dt: 밀링 머신의 로드(rod)의 직경(diameter of the rod of the milling machine)
Dh: 밀링 머신의 유효 영역의 직경(diameter of the effective area of the milling machine)
1: 밀링 공구(milling tool)
10: 결합 영역(coupling region)
20:작업 영역(working region)
201: 로드(rod)
202: 절단 블레이드(cutting blades)
R: 하부 절단 표면의 반경(radius of the lower cutting surface)
M: 크기(size)
2: 채널(channel)
3: 스크류(screw)
A: 상부 절단 표면(upper cutting surface)
B: 측방향 절단 표면(lateral cutting surface)
C: 하부 절단 표면(lower cutting surface)

Claims

치과 구조물에 스크류(3)를 안착시키기 위한 밀링 공구(1)로서, 스크류(3)는 치과 임플란트에 결합되도록 제공되고, 밀링 공구는:
밀링 머신에 결합되도록 제공되는 결합 영역(10); 및
로드(201)(rod)에 의해 형성된 작업 영역(20)을 포함하되,
상기 로드(201)는 직경(Dt)를 가지며,
상기 로드는 일 단부에서 결합 영역(10)의 길이 방향 축에 대하여 반경 방향으로 분포된 복수의 절단 블레이드(202)를 가진 헤드(head)를 지지하고,
절단 블레이드(202)들은 로드(201)에 대하여 말단 부분(distal portion) 및 기단 부분(proximal portion)을 포함하고,
각각의 절단 블레이드(202)는 절단 블레이드(202)의 말단 부분에 배치된 상부 절단 표면(A), 절단 블레이드(202)의 기단 부분에 배치된 하부 절단 표면(C) 및, 상부 절단 표면(A)과 하부 절단 표면(C) 사이에 연장된 측방향 절단 표면(B)을 가지고,
하부 절단 표면(C)은 측방향 절단 표면(B)과 로드(201) 사이에 연장된 볼록한 만곡을 가진 영역을 포함하고, 상기 볼록한 만곡은 최대값과 최소값 사이에서 변화되는 반경에 의해 형성되고,
반경의 최대값은 0.1350*Dh 와 같고, 상기 Dh 는 밀링 공구(1)의 유효 영역의 직경에 대응하고, 반경의 최소값은 아래의 공식인,

에 부합하되,
Dh 는 Dt 보다 큰 것을 특징으로 하는, 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구(1).
제 1 항에 있어서, 최소 반경은 0.1350*Dh 보다 작은 것을 특징으로 하는, 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구(1).
제 1 항에 있어서, 작업 영역(20)은 2 내지 6 개 사이의 절단 블레이드(202)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과 구조물에 스크류를 안착시키기 위한 밀링 공구(1).