KR20140061421A - 치과용 물질을 분배하기 위한 카트리지 및 카트리지의 조립 방법 - Google Patents

치과용 물질을 분배하기 위한 카트리지 및 카트리지의 조립 방법 Download PDF

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마크 퓨커
헬무트 파우저
옌스 그라만
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

치과용 물질을 담기 위한 카트리지를 포함하는 카트리지 조립체가 제공된다. 카트리지는 치과용 물질을 위한 분배 개구를 포함한다. 또한, 카트리지 조립체는 피스톤을 포함하고, 피스톤은 치과용 물질을 분배하기 위해 피스톤을 이동시키기 위한 스핀들과의 나사 결합을 확립하기 위한 리셉터클을 갖는다. 이 조립체는 치과용 카트리지 및/또는 치과용 분배 장치의 제조 및 사용 시의 비용을 최소화하는 것을 돕니다.

Description

치과용 물질을 분배하기 위한 카트리지 및 카트리지의 조립 방법{CARTRIDGE FOR DISPENSING A DENTAL SUBSTANCE AND METHOD OF ASSEMBLING THE CARTRIDGE}
본 발명은 치과용 물질을 분배하는 데 사용하기 위한 카트리지 조립체(cartridge assembly)에 관한 것으로, 특히 카트리지 및 피스톤을 갖고 피스톤이 피스톤을 구동하기 위한 스핀들과 결합되도록 구성된 카트리지 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 카트리지 조립체의 조립 방법에 관한 것이다.
물질의 저장을 허용할 뿐만 아니라 물질이 패키지로부터 직접 분배되는 것을 또한 가능하게 하는 패키지 내에 다양한 치과용 물질이 제공된다. 특히 치과용 인상 재료(dental impression material)는 종종 카트리지 또는 백(bag) 내에 제공되고, 카트리지 또는 백은 이로부터의 재료의 일부분을 분배 및 혼합하기 위한 모터 동력식 장치 내에 사용될 수 있다.
예를 들어, 미국 특허출원 공개 제2007/0158362호는 특히 치과용 인상 재료를 위한 분배 카트리지를 개시하고 있다. 분배 카트리지는 치과용 재료를 분배 및 혼합하기 위한 모터 구동식 장치 내에 사용될 수 있다.
모터 또는 수동 구동식 분배 장치와 함께 사용하기 위한 소정의 패키지들이 있지만, 사용하기 쉽고 비교적 저렴한 패키지에 대한 요구가 여전히 있다.
제1 태양에서, 본 발명은 치과용 물질을 담기 위한 카트리지를 포함하는 카트리지 조립체에 관한 것이다. 카트리지 조립체는 치과용 물질을 분배하기 위한 분배 장치 내에 제거 가능하게 배치 가능하다. 카트리지 조립체의 카트리지는 치과용 물질을 위한 분배 개구를 포함한다. 또한 카트리지 조립체는 스핀들(spindle) 및 피스톤을 추가로 포함하며, 피스톤은 피스톤을 이동시키기 위해 스핀들과의 나사 결합을 확립하는 리셉터클(receptacle)을 갖는다. 피스톤의 이동은 분배 개구를 향한 치과용 물질의 가압을 가능하게 한다. 카트리지 조립체는 스핀들과 스핀들을 구동하기 위한 분배 장치의 구동기(drive)를 결합하기 위한 커플링(coupling)을 포함한다.
본 발명은 사용 전에 치과용 물질의 준비를 위한 시간을 최소화하는 데 유리할 수 있다. 또한, 본 발명은 카트리지 조립체와 함께 사용하기 위한 분배 장치의 비교적 소형인 설계를 허용할 수 있다. 본 발명은 카트리지 조립체로부터의 치과용 물질의 분배를 제공하기 위해 장치가 제공하여야 할 힘 또는 압력을 최소화하는 것을 허용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 최소화된 압력 강도에서 치과용 물질을 분배하기 위한 장치의 구성을 허용할 수 있다. 따라서, 비교적 경량의 장치가 달성될 수 있다. 또한, 최소화된 전력 소비로 작동하는 장치가 달성될 수 있다. 본 발명은 또한 모터 구동식 장치에 의할 뿐만 아니라 수동으로 작동될 수 있는 카트리지 조립체를 제공할 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체를 수동으로 사용하는 사용자는 동일한 유형의 카트리지 조립체를 자동적으로 작동시킬 수 있는 분배 장치로 용이하게 업그레이드될 수 있다. 본 발명은 또한 치과용 물질의 비교적 정밀한 계량(metering)을 허용할 수 있다. 본 발명은 또한 사용하기 용이하고 비교적 저렴한 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 카트리지의 중심축에 대응할 수 있는 길이방향 축을 갖는다. 카트리지는 길이방향 축을 따라 연장하는 원주방향 카트리지 측벽을 가질 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 길이방향 축과 함께 정렬된 원통 축을 갖는 대체로 원통형인 내측 표면을 갖는 카트리지 측벽을 가질 수 있다. 카트리지 측벽은 카트리지 측벽의 원통형 내측 표면과 동심인 대체로 원통형인 외측 표면을 추가로 가질 수 있다. 카트리지는 분배 개구가 관통 연장될 수 있는 카트리지 전방 벽을 갖는 전방 단부를 추가로 가질 수 있다. 또한, 카트리지는 후방 단부에서 개방될 수 있고 따라서 후방 개구를 가질 수 있다. 카트리지는 바람직하게는 치과용 물질을 수용하기 위한 챔버를 형성한다. 그러한 챔버는 바람직하게는 카트리지 측벽의 내측 표면 및 카트리지 전방 벽의 내측 표면에 의해 형성된다. 따라서, 챔버는 분배 개구 내로 그리고 카트리지의 후방 개구 내에서 개방될 수 있다. 피스톤은 후방 개구를 통해 카트리지 내에 수용될 수 있다. 특히, 피스톤은 바람직하게는 카트리지의 챔버 내부에 배열된다. 피스톤 및 카트리지는 바람직하게는 마찰에 의해서만 회전에 대항하여 서로에 대해 보유된다. 피스톤은 바람직하게는 길이방향 축에 따라 이동하도록 카트리지 내부에 배열된다. 또한, 카트리지 조립체는 바람직하게는 스핀들이 카트리지 내부에, 특히 카트리지의 챔버 내부에 수용될 수 있도록 구성된다. 스핀들은 스핀들의 회전축일 수 있는 스핀들 축을 따라 연장된다. 카트리지 조립체는 바람직하게는 스핀들 축이 카트리지의 길이방향 축에 평행한, 특히 스핀들이 길이방향 축과 대체로 함께 정렬된 스핀들의 배열을 위해 구성된다. 바람직하게는, 분배 개구는 카트리지의 원통형 내측 표면보다 더 작은 단면적을 갖는다. 따라서, 제1 길이만큼의 피스톤의 이동은 바람직하게는 더 큰 제2 길이를 갖는 치과용 물질의 스트랜드(strand)가 분배되게 한다. 그러한 더 큰 길이는 비교적 쉽게 측정될 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체는 치과용 물질의 비교적 정밀한 계량을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체의 카트리지는 전방 단부에서 지지체를 갖는다. 지지체는 치과용 물질을 분배하기 위한 장치, 예를 들어 모터 구동식 장치에서의 카트리지의 위치설정을 허용할 수 있다. 지지체는 카트리지의 전방 단부의 대체로 볼록한 또는 원추형인 형상에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 스핀들을 포함한다. 그러나, 스핀들은 카트리지 조립체에서 교체될 수 있고/있거나 복수의 카트리지 조립체들에 대해 재사용될 수 있다. 이는 예를 들어 카트리지 조립체를 제조하는 비용을 최소화하는 것을 도울 수 있다.
일 실시예에서, 리셉터클은 피스톤을 통한 관통 구멍을 포함한다. 예를 들어, 피스톤은 대체로 원통형인 형상을 가질 수 있다. 피스톤의 원통 축은 바람직하게는 길이방향 축에 함께 정렬되는 피스톤 축에 대응한다. 피스톤은 적어도 피스톤 전방 벽 및 주연방향 외측 피스톤 벽으로 형성될 수 있다. 관통 구멍은 바람직하게는 피스톤 축에 평행한 차원으로 피스톤 전방 벽을 통해 연장된다. 관통 구멍은 피스톤 축을 중심으로 대체로 동심으로 연장될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 관통 구멍은 피스톤 축에 대해 중심을 벗어난(off-center) 관계로 연장될 수 있다. 따라서, 리셉터클과 스핀들 사이의 나사 결합은 스핀들 및 피스톤이 동심으로 배열된 상태로 또는 일 실시예에서 스핀들 및 피스톤이 중심을 벗어난 관계로 배열된 상태로 확립될 수 있다. 중심을 벗어난 배열은 피스톤과 스핀들이 서로에 대해 회전되게 할 수 있고, 스핀들과 카트리지가 서로에 대해 비틀어진 경우 피스톤과 카트리지가 서로에 대해 회전하는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 카트리지 조립체는 또한 2개의 대체로 평행한 스핀들들을 포함할 수 있다. 스핀들 및 피스톤은 대향 방향들로 회전되는 스핀들들이 치과용 물질을 분배하도록 피스톤을 이동시키게 구성될 수 있다. 대향 방향들로의 회전으로 인해, 스핀들들을 회전시키기 위해 스핀들들에 인가된 토크들이 보상될 수 있다. 따라서, 스핀들의 회전은 실질적으로 피스톤과 카트리지가 서로에 대해 회전하게 하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 피스톤은 주연방향 외측 피스톤 시일을 갖는다. 외측 피스톤 시일은 바람직하게는 카트리지와 피스톤 사이에 시일을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 외측 피스톤 시일은 치과용 물질이 카트리지와 피스톤 사이의 간극을 통해 유동하는 것을 방지할 수 있다. 외측 피스톤 시일은 외측 피스톤 벽의 일부일 수 있거나 이에 부착될 수 있다. 예를 들어, 외측 피스톤 시일은 외측 피스톤으로부터 돌출하는 립 시일(lip seal)일 수 있다. 외측 피스톤 시일은 대체로 원추형으로 연장될 수 있고, 이때 원추는 분배 개구를 향해 넓어진다(또는 더 큰 원추 직경을 갖는다). 따라서, 치과용 물질을 분배하기 위한 카트리지에 축적된 압력이 바람직하게는 립 시일의 단부를 카트리지를 향해 또한 가압한다. 따라서, 립 시일은 바람직하게는 재료를 분배하기 위해 피스톤이 전진되는 힘이 증가함에 따라 피스톤과 카트리지 사이의 밀봉력이 증가되도록 구성된다. 숙련자는 시일이 노출되는 압력이 증가함에 따라 증가하는 시일 효과를 마찬가지로 제공하는 대안적인 시일 구조를 인식할 것이다.
일 실시예에서, 리셉터클은 스핀들의 나삿니와 맞물리기 위한 나삿니를 갖는다. 숙련자는 나삿니들 중 하나 대신에 다른 맞물림 부재가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 스핀들은 나삿니를 가질 수 있고, 리셉터클은 스핀들의 나삿니와 맞물리기 위한 핀(pin) 또는 부분 나삿니를 가질 수 있다. 또한, 리셉터클은 나삿니를 가질 수 있고, 스핀들들은 리셉터클의 나삿니와 맞물리기 위한 복수의 핀들 또는 부분 나삿니들을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 리셉터클은 스핀들을 통한 변형에 의해 스핀들 나삿니와의 맞물림을 형성하도록 변형 및 구성될 수 있다. 예를 들어, 리셉터클은 스핀들 나삿니의 외경보다 더 작은 내경을 갖는 관통 구멍을 가질 수 있다. 다른 예에서, 리셉터클은 스핀들 나삿니의 작은 직경보다 더 작은 내경을 갖는 관통 구멍을 가질 수 있다. 스핀들은 리셉터클 내로 회전될 수 있고, 이에 의해 나삿니의 리지(ridge)가 관통 구멍을 형성하는 벽 내로 비집고 들어갈 수 있다. 따라서, 스핀들을 리셉터클 내로 회전시킴으로써 리셉터클에 나삿니가 형성될 수 있다. 이는 대체로 유격이 없는 나사 결합을 제공할 수 있다. 또한, 나사 결합은 이와 같이 예를 들어 추가적인 시일이 필요하지 않을 수 있도록 피스톤과 스핀들 사이에서 시일을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 리셉터클과 스핀들은 리셉터클과 스핀들 사이에 시일을 제공하도록 가압 끼워맞춤된다. 이 실시예에서, 피스톤 내의 리셉터클 및 스핀들 둘 모두는 조합하여 가압 끼워맞춤을 형성하도록 크기 설정되고 형상화된 나삿니를 가질 수 있다. 이 실시예의 피스톤과 스핀들을 갖는 나사 결합부는 이와 같이 피스톤과 스핀들 사이에서 시일을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 리셉터클은 내측 원추부를 포함하고 스핀들은 외측 원추부를 포함한다. 카트리지 조립체는 피스톤과 스핀들의 서로에 대한 일 위치에서 내측 및 외측 원추부들이 접촉하여 리셉터클을 밀봉하는 반면, 피스톤과 스핀들의 서로에 대한 다른 위치에서는 원추부들이 이격되도록 구성될 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체의 보관 동안 비교적 밀착 시일이 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 피스톤은 내측 피스톤 시일을 갖는다. 내측 피스톤 시일은 바람직하게는 피스톤과 스핀들 사이에 시일을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 내측 피스톤 시일은 피스톤과 스핀들 사이의 간극을 통해 치과용 물질이 유동하는 것을 방지할 수 있다. 내측 피스톤 시일은 피스톤의 부분일 수 있거나 이에 부착될 수 있다. 예를 들어, 내측 피스톤 시일은 관통 구멍을 형성하는 벽으로부터 또는 피스톤 전방 벽으로부터 돌출하는 립 시일일 수 있다. 내측 피스톤 시일은 대체로 원추형으로 연장될 수 있고, 이때 원추는 분배 개구를 향해 좁아진다(또는 더 작은 원추 직경을 갖는다). 따라서, 치과용 물질을 분배하기 위한 카트리지 내에 축적된 압력이 바람직하게는 립 시일의 단부를 스핀들을 향해 또한 가압한다. 따라서, 립 시일은 바람직하게는 재료를 분배하기 위해 피스톤이 전진되는 힘이 증가함에 따라 피스톤과 스핀들 사이의 밀봉력이 증가되도록 구성된다.
추가의 실시예에서, 리셉터클은 클래스프 너트(clasp nut)를 포함하거나 형성한다. 예를 들어, 피스톤은 홈을 각각 포함하는 2개의 부품들 또는 부분들로 형성될 수 있고, 2개의 부품들 또는 부분들의 조합으로 홈들은 피스톤을 통하는 하나의 공통 관통 구멍을 형성할 수 있다. 홈들 또는 관통 구멍을 형성하는 벽들은 전술된 바와 같이 나삿니 형성될 수 있고, 따라서 나삿니를 가진 클래스프 너트가 형성될 수 있다. 이는 피스톤과 스핀들의 서로에 대한 조립을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 카트리지 내에서 스핀들을 지지하기 위한 지지 휠(wheel)을 포함한다. 지지 휠은 스핀들을 지지할 수 있는데, 예를 들어 스핀들과 1편(one piece)을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 지지 휠 및 스핀들은 서로 동축으로 배열된다. 지지 휠은 카트리지의 후방 개구 내에 수용될 수 있다. 따라서, 지지 휠은 카트리지의 챔버 내부에서 스핀들을 중심에 둘 수 있다.
추가의 실시예에서, 피스톤과 카트리지는 서로에 대해 회전식으로 보유되고, 피스톤과 스핀들은 서로에 대해 회전 가능하다. 또한 스핀들과 카트리지는 서로에 대해 축방향으로 보유되고, 피스톤 및 카트리지는 서로에 대해 축방향으로 변위 가능할 수 있다. 이와 관련하여 용어 "축방향으로"는 바람직하게는 플런저와 카트리지의 서로에 대한 회전축 또는 피스톤과 스핀들의 서로에 대한 회전축에 관한 것이다. 따라서, 스핀들의 회전은 바람직하게는 피스톤이 축방향으로 변위되게 하고, 따라서 치과용 물질을 분배 개구를 향해 가압하게 한다. 이는 치과용 물질을 분배하기 위해 요구되는 대부분의 힘이 카트리지 조립체 자체에 의해 포착될 수 있고 카트리지 조립체 외부로부터 제공될 필요가 없을 수 있다는 점에서 더욱 유리할 수 있다. 예를 들어, 카트리지와 스핀들을 서로에 대해 회전시키기 위한 비교적 작은 힘은 보다 높은 힘으로 치과용 물질을 전방으로 가압하기에 충분할 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체는 최소의 전력 소비 및 최소 힘으로 운전되는 모터 구비형 분배 장치의 제공을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 카트리지 조립체의 수동 작동, 예를 들어 카트리지 조립체로부터의 치과용 물질의 수동 분배를 허용하는 제1 작동 인터페이스를 갖는다. 카트리지 조립체는 카트리지 조립체의 기계 작동, 예를 들어 모터 구비형 분배 장치에 의한 치과용 물질의 분배를 허용하는 제2 작동 인터페이스를 갖는다.
제2 작동 인터페이스는 카트리지 조립체의 커플링이다. 따라서, 카트리지 조립체는 스핀들과 스핀들을 구동하기 위한 분배 장치의 구동기를 결합하기 위한 커플링을 포함한다. 커플링은 기어 구조를 포함할 수 있다. 또한 커플링은 비원형 맞물림 구조를 포함할 수 있다. 그러한 맞물림 구조는 분배 장치의 구동기의 대응하는 상대 구조와의 맞물림을 허용하는 임의의 수형(male) 또는 암형(female) 구조일 수 있다. 비원형 결합 구조의 예는 삼각형, 정사각형, 육각형 또는 임의의 다른 적합한 형상과 같은 다각형 단면 형상으로 연장되는 핀 또는 구멍을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 분배 개구를 개방 가능하게 폐쇄하기 위한 마개를 갖는다. 그러한 마개 및 카트리지는 분배 개구가 개방되어 있는 개방 위치와 분배 개구가 폐쇄되어 있는 폐쇄 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능할 수 있다. 따라서, 마개 및 카트리지는 조합하여 분배 개구용 슬라이드 밸브, 예를 들어 회전형 슬라이드 밸브를 형성할 수 있다.
추가의 실시예에서, 카트리지 조립체는 분배 개구를 지나서 돌출하는 치과용 물질의 일부분을 절단해내기 위한 커터(cutter)를 포함한다. 예를 들어, 커터는 마개에 의해 형성될 수 있다. 마개는 커터를 형성하는 절삭 에지에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 오리피스를 가질 수 있다. 개방 위치에서, 오리피스는 분배 개구와 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 폐쇄 위치를 향한 이동 시에, 절삭 에지는 분배 개구를 지나서 돌출하는 치과용 물질을 절단 또는 절취할 수 있고, 폐쇄 위치에서 카트리지의 벽은 분배 개구를 덮을 수 있다.
일 실시예에서, 분배 개구 및 오리피스는 대체로 원형인 단면을 갖는다. 그러나, 개구 및 오리피스의 다른 형상들이 가능하다. 또한 분배 개구 및 오리피스는 다른 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 분배 개구는 오리피스보다 더 작은 직경 또는 단면적을 갖는다. 따라서, 오리피스를 형성하는 표면은 분배 동안 치과용 물질로 오염되지 않을 수 있다.
일 실시예에서 마개는 카트리지의 전방 단부를 수용하도록 구성된 캡(cap)을 형성한다. 캡 및 카트리지는 분리에 대항하여 서로에 대해 보유될 수 있지만 서로에 대해 회전 가능할 수 있다. 또한 마개는 마개가 장치의 사용자에 의해 파지되고 조작될 수 있게 하는 그립(grip) 영역을 형성하거나 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지는 카트리지 본체 및 이로부터 분리 가능한 카트리지 삽입체(insert)를 포함한다. 카트리지 삽입체는 바람직하게는 치과용 물질을 담기 위한 용기, 및 분배 개구를 포함하는 분배 단부를 포함한다. 카트리지 삽입체는 또한 후방 개구를 포함하는 카트리지 본체 내에 적어도 용기와 함께 수용될 수 있다. 바람직하게는 카트리지 삽입체는 카트리지 본체의 충전 개구에 수용된다. 따라서, 카트리지 삽입체는 다른 카트리지 삽입체에 의해 카트리지 본체 내에서 교체 가능할 수 있고, 예를 들어 빈 카트리지 삽입체는 새로운 카트리지 삽입체에 의해 교체될 수 있다. 따라서, 카트리지 삽입체는 장치의 폐기 가능한 부품을 형성하지만 다른 부품들은 재사용 가능할 수 있다. 마개는 카트리지 삽입체의 부분을 형성할 수 있는데, 예를 들어 카트리지 삽입체의 분배 단부에서 고정될 수 있다. 그러나, 마개는 또한 카트리지 삽입체로부터 분리 가능할 수 있는데, 예를 들어 다른 카트리지 삽입체와 함께 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 삽입체는 치과용 물질을 보유하기 위한 포일 백(foil bag) 및 포일 백의 일 단부에 수용된 후드(hood)를 포함한다. 포일 백의 다른 단부는 바람직하게는 예를 들어 마개 클립에 의해 폐쇄된다. 카트리지 조립체는 일반적으로 포일 백 내에 담긴 치과용 물질을 포함할 수 있다. 스핀들은 전술된 바와 같이 포일 백과 나란히 카트리지 내에 배열될 수 있다. 또한 2개 이상의 스핀들들이 포일 백과 나란히 카트리지 내에 배열될 수 있다. 스핀들은 또한 적어도 부분적으로 포일 백 내부에 배열될 수 있는데, 예를 들어 치과용 물질을 분배하기 위해 포일 백 내로 뚫고 들어갈 수 있다. 대안적으로, 포일 백은 대체로 컵 형상일 수 있고 컵 내부에 스핀들을 수용할 수 있다. 그러한 컵 형상의 포일 백은, 포일 백이 치과용 물질로 단단히 충전되지는 않아서 그러한 형상으로 변형될 수 있게 되고 오직 형상화 이후에 폐쇄되어 얻어질 수 있다. 특정 실시예에서, 카트리지 조립체는 치과용 물질의 성분을 각각 담는 2개의 포일 백들 및 2개의 포일 백들이 사이에 나란히 배열된 적어도 2개의 스핀들들을 포함한다. 그러한 실시예는 포일 백들 사이에 추가의 스핀들을 포함할 수 있다. 스핀들들은 또한 포일 백(들)을 측방향으로 지지하도록 배열될 수 있다. 개별 스핀들들은 예를 들어 스핀들들의 단부에 인접하여 기어 연결될 수 있다. 포일 백 또는 백들을 포함하는 실시예들은 스핀들(들)의 재사용을 허용할 수 있다. 이는 치과용 물질의 사용에서 비용 및 폐기물을 최소화하는 것을 도울 수 있다.
일 실시예에서, 치과용 물질은 치과용 인상 재료의 적어도 2개의 성분들 A 및 B 중 하나이다. 그 성분 또는 두 성분들은 손으로 혼련될 수 있는 소정 주도(consistency)를 나타내는 축합 경화되거나 첨가 경화된 실리콘으로 이루어질 수 있다. 따라서, 성분들은 사용자, 예를 들어 치과의사 또는 치과 조무사에 의해 손 혼련에 의해서 합쳐지거나 혼합될 수 있다. 더 바람직하게는, 성분들은 이들이 비교적 균질하게 혼합될 수 있도록 구성된다. 이렇게 준비된 혼합된 치과용 인상 재료는 치과용 인상 트레이 내에 충전되어서 치과용 인상을 만들기 위하여 환자의 구강 내에 배치될 수 있다. 준비된 치과용 인상 재료는 실질적으로 비-점착성일 수 있는데, 예를 들어 본 발명의 장치에 붙지 않을 수 있는데, 이는 준비된 치과용 인상 재료가 일반적으로 잔류물을 남기지 않고 장치의 표면으로부터 제거 가능할 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 치과용 물질은 일반적으로 ISO 4823에 의해 혼련성 또는 퍼티(putty) 또는 유형 0(type 0) 주도로서 기술되는 바와 같은 주도를 나타낼 수 있다. ISO 4823은 4개의 상이한 인상 성형 주도, 즉 용이 유동성 주도(유형 3), 중간-유동성 주도(유형 2), 불량 유동성 주도(유형 1) 및 혼련성 주도(유형 0)를 기술한다. 이를 위해, 이들 유형 0 재료가 손가락 또는 장갑에 붙지 않고/않거나 잔류물을 남기지 않는 것이 중요하다. 이들 재료가 ISO 4823에 따라 측정될 수 있고 최대 35 mm의 값을 나타내는 혼합된 페이스트 내의 높은 점도 또는 주도를 갖는 것이 전형적이다. 그러한 높은 주도는 A 및 B의 제형에서 높은 충전제 로드(load) 또는 높은 점도의 실리콘 중합체를 사용함으로써 달성될 수 있다.
치과용 물질은 아이소파라핀 또는 파라핀 왁스 또는 마이크로왁스 및/또는 이들에 대한 액체 파라핀 또는 액체 파라핀-코팅된 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 이는 페이스트가 손가락에 들러붙는 것을 방지한다. 이 성질의 재료들이 예를 들어 유럽 특허출원 공개 제0 219 660호, 유럽 특허출원 공개 제0 166 107호, 유럽 특허출원 공개 제0 158 141호, 유럽 특허출원 공개 제0 152 887호 및 미국 특허 제7,186,758 B2호에 기술되어 있다.
축합 경화된 실리콘은 일반적으로 하이드록실 말단기를 함유하는 폴리다이메틸실록산을 기재로 하고 충전제와 혼합된 실리콘 오일, 및 예컨대 가교결합 성분으로서 규산 에스테르와 모노카르복실산의 금속 염을 함유하는 경화 성분으로 이루어진다. 금속 화합물의 예는 다이부틸주석다이라우레이트 또는 티타늄알콕사이드이다.
분자 내에 적어도 2개의 불포화기들을 갖는 적어도 하나의 유기폴리실록산, 분자 내에 적어도 2개 또는 2개 초과의 SiH-기들을 갖는 적어도 하나의 유기하이드로젠폴리실록산, 백금 촉매, 충전제, 및 점착성을 감소시키는 것으로 기술된 것들뿐만 아니라 염료, 가소제, 산화방지제 또는 계면활성제와 같은 첨가제를 함유하는 첨가 경화성 실리콘이 바람직하다.
유형 0(ISO 4823) 재료는 또한 축합 또는 첨가 경화성 폴리에테르 및 폴리에테르실리콘을 기재로 할 수 있다. 이들은 전형적으로 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:1의 체적비로 혼합된 2개의 성분들 A 및 B로 입수 가능하다.
추가의 실시예에서, 카트리지 조립체는 적어도 2개의 카트리지들을 갖는다. 각각의 카트리지는 바람직하게는 분배 개구를 포함한다. 카트리지 조립체는 각각의 카트리지에 대해 스핀들과의 나사 결합을 확립하기 위한 리셉터클을 갖는 피스톤을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 카트리지 조립체는 각각의 피스톤 내부에 배열된 스핀들을 가질 수 있다. 그러한 카트리지 조립체는, 조합하여 치과용 물질, 예를 들어 치과용 인상 재료를 형성할 수 있는 2가지의 다른 성분들을 저장 및 분배하기 위해 사용될 수 있다.
추가의 실시예에서, 치과용 물질을 분배하기 위한 분배 장치는 본 발명의 카트리지 조립체를 포함한다. 특히, 분배 장치는 각각의 카트리지에 대해 피스톤과 함께 적어도 2개의 카트리지들을 갖는 카트리지 조립체를 포함할 수 있다. 각각의 피스톤은 스핀들과의 나사 결합을 확립할 수 있는 리셉터클을 가질 수 있다. 또한, 각각의 피스톤은 스핀들을 지탱할 수 있다. 또한, 각각의 카트리지는 치과용 물질의 성분을 포함할 수 있다. 분배 장치는 치과용 물질을 형성하기 위하여 성분들을 혼합하기 위한 혼합기를 추가로 포함하거나 이를 포함하도록 구성될 수 있다. 그러한 분배 장치는 치과용 물질을 분배하도록 피스톤을 이동시키기 위해 각각의 피스톤에 대해 회전 가능 액추에이터를 가질 수도 있고, 바람직하게는 회전 가능 액추에이터를 가질 수 밖에 없다. 예를 들어, 장치는 카트리지 내에서 피스톤 또는 피스톤들을 이동시키기 위한 선형 이동 가능한 플런저를 갖지 않을 수도 있다.
일 실시예에서, 카트리지 조립체는 분배 장치 내에 제거 가능하게 배치되거나 배치 가능할 수 있다. 각각의 회전 가능한 액추에이터는 카트리지 조립체의 커플링과 결합하도록 구성되는 장치의 커플링을 포함할 수 있다. 장치의 커플링은 회전 가능한 액추에이터의 회전축에 대하여 축방향으로 변위 가능할 수 있다. 그러나, 장치의 커플링은 바람직하게는 피스톤(들)을 이동시키기 위해서보다는 카트리지 조립체의 커플링과 장치의 커플링을 맞물리게 하기 위하여 변위 가능하다. 장치의 커플링은 스프링 힘에 의해 맞물림 위치를 향해 가압될 수 있고 스프링 힘에 대항하여 후퇴 가능할 수 있다. 예를 들어, 회전 가능한 액추에이터는 대응하는 상대 프로파일을 갖는 카트리지 조립체의 커플링에서의 소켓과 부합되도록 구성된 비원형 프로파일을 따라 연장되는 핀을 포함할 수 있다. 장치에서의 카트리지의 삽입은 핀이 맞물림 위치로부터 멀리 후퇴되거나 변위되게 할 수 있고, 회전 가능한 액추에이터의 회전 시에 핀은 핀과 소켓의 프로파일들이 서로 정렬되자마자 맞물림 위치를 향해 변위됨으로써 소켓 내로 스냅 체결될 수 있다. 맞물림 위치에서, 회전 가능한 액추에이터는 장치 내에서 카트리지 조립체를 로킹할 수 있다.
일 실시예에서, 장치는 회전 가능한 액추에이터를 분배 방향으로 그리고 분배 방향에 대향하는 후퇴 방향으로 회전시키도록 구성된다. 바람직하게는, 장치는 분배 방향으로의 각각의 회전에 이어서 회전 가능한 액추에이터를 후퇴 방향으로 미리 결정된 각도로 회전시키도록 구성된다. 따라서, 카트리지 조립체 내부의 피스톤(들)은 치과용 물질이 분배된 후에 다소 후퇴될 수 있고, 카트리지 조립체 내부에 최종적으로 생성된 압력을 치과용 물질(들)을 분배 개구(들)를 향해 가압하는 것으로부터 해제시킴을 제공할 수 있다. 이는 분배 후에 치과용 물질(들)의 후-유동(afterflow)을 방지하는 것을 허용할 수 있다.
작동 시, 장치는 재료를 분배하기 위해 분배 방향으로의 카트리지 조립체 내의 스핀들(들)의 회전을 통해 피스톤을 이동시킬 수 있다. 피스톤(들)은 카트리지 조립체에 의한 압력을 해제시키기 위하여 짧은 거리에 걸쳐서 후퇴될 수 있다. 그러나, 카트리지 조립체로부터의 피스톤 또는 스핀들의 완전한 후퇴는 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 카트리지는 장치 내에서 비교적 신속하게 교체 가능할 수 있다.
추가의 실시예에서, 분배 장치는 혼합기를 구동하기 위한 구동 샤프트를 포함한다. 구동 샤프트 및 카트리지 조립체는 카트리지의 피스톤들을 이동시키기 위해 결합될 수 있다. 예를 들어, 구동 샤프트는 카트리지 조립체의 하나 이상의 기어들을 구동하기 위한 커플링, 예를 들어 기어를 가질 수 있다.
추가의 태양에서, 본 발명은 카트리지 조립체의 조립 방법에 관한 것이다. 이 방법은
본 발명에 따른 조립되지 않은 카트리지 조립체를 제공하는 단계;
카트리지를 치과용 물질로 충전시키는 단계;
카트리지 내에 피스톤을 배치하는 단계; 및
스핀들의 적어도 일부가 카트리지 내에 충전된 치과용 물질 내로 나사 결합되도록 스핀들을 피스톤 내로 나사 결합시키는 단계를 포함한다.
이 방법은 카트리지 조립체에 의한 치과용 물질의 대체로 공기 없는 캡슐화를 허용할 수 있다. 이는 피스톤이 카트리지 내에 배치되는 동안 공기가 피스톤의 리셉터클을 통해 빠져나갈 수 있기 때문이다.
추가의 태양에서, 본 발명은 치과용 물질을 담기 위한 카트리지를 포함하는 카트리지 조립체의 사용에 관한 것이다. 사용되는 카트리지는 치과용 물질을 위한 분배 개구를 포함한다. 또한, 카트리지 조립체는 피스톤을 포함하고, 피스톤은 피스톤을 이동시키기 위한 스핀들과의 나사 결합을 확립하기 위한 리셉터클을 갖는다. 피스톤의 이동은 분배 개구를 향한 치과용 물질의 가압을 가능하게 한다. 또한, 이 사용은 모터 구동식 분배 장치 내에서의 카트리지 조립체의 사용 및 선택적으로 카트리지 조립체의 수동 사용을 포함한다. 대안적으로, 이 사용은 카트리지 조립체의 수동 사용 및 선택적으로 모터 구동식 분배 장치에서의 카트리지 조립체의 사용을 포함한다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 조립체와 조합된 장치의 사시도.
<도 2>
도 2는 도 1에 도시된 카트리지와 조합된 장치의 추가 사시도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 조립체의 세부를 도시하는 사시 단면도.
<도 4>
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트리지 조립체의 사시도.
<도 5a 및 도 5b>
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 카트리지 조립체의 단면도.
<도 6>
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 조립체와 조합된 추가의 장치의 사시도.
<도 7>
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 카트리지 조립체와 조합된 또 다른 장치의 측면도.
<도 8a 및 도 8b>
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 추가의 카트리지 조립체의 세부를 도시하는 단면도.
도 1은 치과용 물질을 혼합 및 분배하기 위한 장치(100)를 도시한다. 도시된 장치(100)는 바람직하게는 경화 가능한 치과용 인상 재료를 혼합 및 분배하기 위해 사용된다. 그러한 치과용 인상 재료는 치과용 트레이를 충전시키기 위해 사용될 수 있고, 치과용 트레이는 이어서 치과용 인상을 취하기 위해 환자의 구강 내로 배치된다.
도시된 예에서의 장치(100)는 모터 구비형이고, 따라서 2개의 개별 물질들 또는 성분들으로부터의 치과용 물질의 자동 혼합 및 혼합물의 자동 분배를 허용한다. 장치(100)는 카트리지 조립체(10)를 제거 가능하게 수용하고 그 내부에 저장된 치과용 물질을 혼합기(120) 내로 압출하도록 구성된다. 혼합기(120)는 사용 후에 새로운 혼합기에 의해 대체될 수 있도록 장치(100) 및/또는 카트리지 조립체(10)에 제거 가능하게 부착된다. 혼합기(120)는 개별 치과용 물질들을 위한 입구(121)들 및 혼합물을 위한 대향 출구(122)를 갖는 혼합 챔버를 갖는다. 혼합 로터(rotor)(도시되지 않음)가 혼합기(120)의 챔버 내부에 배열되어, 혼합 챔버 내의 치과용 물질들이 입구(121)로부터 출구(122)를 향해 혼합기(120)를 통해 유동함에 따라 이들을 혼합한다. 장치(100)는 모터 동력에 의해 혼합 로터를 구동하도록 구성된다. 따라서, 장치(100)는 치과용 물질들로부터의 혼합물이 혼합기(120)로부터 연속적으로 분배될 수 있도록 치과용 물질들이 혼합기(120) 내로 연속적으로 공급될 수 있는 연속적이고 역동적인 혼합 공정을 구현한다.
도 2는 2개의 별개의 카트리지 조립체(10', 10")들을 도시한다. 조합되는 카트리지 조립체(10', 10")는 일반적으로 도 1에 도시된 카트리지 조립체(10)에 대응한다. 그러나, 도 1에 도시된 카트리지 조립체와는 대조적으로, 카트리지 조립체(10', 10")는 서로 분리 가능하다. 따라서, 각각의 카트리지 조립체는 개별적으로 사용될 수 있다. 각각의 카트리지 조립체(10'/10")는 카트리지 조립체의 수동 작동을 위한 핸들(23)을 제1 작동 인터페이스로서 갖는다. 또한, 각각의 카트리지 조립체(10'/10")는 이 경우에 기어 구조에 의해 형성된 커플링(26)을 제2 작동 인터페이스로서 갖는다. 커플링(26)뿐만 아니라 핸들(23)은 스핀들에 기계적으로 연결된다. 따라서, 핸들(23) 및 커플링(26) 중 어느 하나의 회전은 또한 스핀들이 회전하게 한다. 따라서, 카트리지 조립체(10'/10")는 분배 장치에 사용되도록 그리고 분배 장치 없이 수동으로 사용되도록 구성된다. 카트리지 조립체(10'/10")의 수동 사용 시에, 치과용 물질들이 개별 카트리지 조립체(10'/10")들로부터 분배될 수 있고, 예를 들어 손에 의해 혼련되거나 혼합 패드 상의 주걱에 의해 혼합되어 합쳐질 수 있는 반면에, 분배 장치와의 사용 시에 치과용 물질들은 전술된 바와 같이 혼합기(120)에 의해 혼합될 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체(10'/10")는 바람직하게는 분배 장치의 존재와는 무관하고, 따라서 사용 시에 상대적으로 융통성이 있을 수 있다.
도 3은 카트리지 조립체(10)를 단면도로 더욱 상세하게 도시한다. 카트리지 조립체(10)는 카트리지(30) 및 플런저 조립체(20)를 갖는다. 플런저 조립체(20)는 피스톤(21) 및 스핀들(22)을 갖는다. 스핀들(22)은 나삿니를 갖고 피스톤(21)의 리셉터클과 맞물린다. 이 예에서, 리셉터클은 피스톤을 통한 관통 구멍, 및 스핀들(22)의 외측 나삿니와의 나사 결합을 형성하도록 구성된 내측 나삿니를 포함한다.
또한, 카트리지(30)는 치과용 물질을 담기 위한 챔버(33)를 형성한다. 챔버(33)는 카트리지(30)의 후방 단부 내로 연장되고 카트리지(30)의 전방 단부에 있는 분배 개구(34)에서 개방된다. 바람직하게는, 챔버(33)는 대체로 균일한 단면으로, 특히 대체로 원형인 단면으로 카트리지(30) 내로 연장된다. 챔버(30)의 단면의 면적은 바람직하게는 분배 개구(34)의 면적보다 더 크다. 이 예에서, 분배 개구(34)는 카트리지(30)의 노즐(35) 내에 형성된다. 그러나, 분배 개구는 다른 예에서 카트리지의 벽 내의 구멍에 의해 형성될 수 있다. 피스톤(21)은 챔버(33) 내부에 수용되고, 따라서 카트리지(30)의 후방 단부를 폐쇄한다. 피스톤(21)은 챔버(33) 내부에서 카트리지(30)의 길이방향 축(A)을 따라, 특히 카트리지(30)의 후방 단부와 전방 단부 사이에서 이동 가능하다. 따라서, 피스톤(21)은 치과용 물질을 분배 개구(34)를 향해 전진시키기 위하여 이동 가능하다. 피스톤(21)은 챔버(33)를 전방 구획부(33a) 및 후방 구획부(33b)로 분할한다. 그러나, 숙련자는 챔버(33)에 대한 피스톤(21)의 극단 위치들에서 전방 구획부(33a) 또는 후방 구획부(33b)가 없거나 매우 작을 수 있다는 것을 인식할 것이다. 전방 구획부(33a)의 체적은 피스톤(21)이 분배 개구를 향해 더 이동됨에 따라 감소되어, 그 내부에 담긴 물질이 분배 개구(34)를 통해 밀어내어지게 한다. 피스톤(21) 및 카트리지(30)는 바람직하게는 피스톤(21)이 챔버 내부에서 수용되는 상황에서 서로 제1 가압 끼워맞춤을 형성하도록 구성된다(예를 들어, 크기 설정된다). 또한, 피스톤(21) 및 스핀들(22)은 서로 제2 가압 끼워맞춤을 형성하도록 구성된다(예를 들어, 크기 설정된다). 바람직하게는, 제1 및 제2 가압 끼워맞춤들은 피스톤(21) 및 스핀들(22)을 서로에 대해 회전시키기 위해 요구되는 토크가 피스톤과 카트리지를 서로에 대해 회전시키기 위해 요구되는 토크보다 낮도록 구성된다. 따라서, 스핀들(22)과 카트리지(30)를 서로에 대해 비틀리게 하는 것은 바람직하게는 피스톤(21)과 카트리지(30)가 아닌 스핀들(22)과 피스톤(21)이 서로에 대해 회전하게 한다. 숙련자는 이러한 효과를 달성하기 위해 제1 및 제2 가압 끼워맞춤들을 조절하는 몇몇 방식들을 인식할 것이다. 예를 들어, 제1 가압 끼워맞춤에서 피스톤(21)의 챔버(33)에 대한 오버사이즈(oversize)는 스핀들(22)과 피스톤(21)의 리셉터클 사이의 제2 가압 끼워맞춤에서보다 더 클 수 있다. 또한, 상이한 재료 조합들이 피스톤(21)과 카트리지(33) 사이에 그리고 다른 한편으로 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 피스톤(21)과 카트리지(30) 사이의 재료 조합보다 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이에 더 적은 마찰을 제공하는 재료 조합이 선택될 수 있다. 숙련자는 상이하게 밀착하는 제1 및 제2 가압 끼워맞춤들을 제공하는 추가의 해결책을 제공할 수 있을 것이고, 특히 전술된 바와 같은 특징부들을 조합할 수 있다. 숙련자는 또한 피스톤 및 카트리지를 서로에 대해 회전식으로 유지하지만 이들 부품 사이에서 축방향 변위를 허용하도록 피스톤 및 카트리지의 단면들이 비원형, 예를 들어 타원형으로 형상화될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
그러나, 피스톤(21)은 바람직하게는 실질적으로 원형인 단면을 갖고, 챔버(33)는 카트리지(30)의 대응하는 실질적으로 원형인 벽들에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 피스톤(21)과 카트리지(30) 사이의 밀봉 품질은 피스톤(21) 및 카트리지 벽들의 임의의 비원형 형상에 대해 최대화될 수 있다. 또한, 피스톤(21)은 립 시일(도시되지 않음), 바람직하게는 분배 개구(34)를 향해 원추가 넓어지는(또는 더 큰 원추 직경이 배향되는) 상태로 배향된 원추형으로 연장되는 립 시일을 포함할 수 있다. 그러한 립 시일은 바람직하게는 피스톤(21)과 카트리지(30) 사이의 간극을 밀봉하기 위해 제공된다. 원추가 분배 개구(34)를 향해 넓어지는 상태인 원추형 립 시일의 배향으로 인해, 분배 개구(34)를 향해 치과용 물질을 가압하는 동안 생성되는 압력은 바람직하게는 립 시일이 카트리지 벽을 향해 가압되게 한다. 따라서, 치과용 물질에서의 압력의 증가는 바람직하게는 피스톤(21)과 카트리지 사이의 밀봉 효과가 개선되게 한다. 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이의 밀봉을 제공하기 위해 추가의 립 시일(도시되지 않음)이 추가로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 그러한 립 시일은 또한 원추형으로 연장되는 립 시일이지만, 원추가 분배 개구(34)를 향해 좁아지는(또는 더 작은 원추 직경이 배향되는) 상태로 배향된다. 원추형 립 시일의 배향으로 인해, 분배 개구(34)를 향해 치과용 물질을 가압하는 동안 생성되는 압력은 바람직하게는 립 시일이 스핀들(22)을 향해 가압되게 한다. 따라서, 치과용 물질에서의 압력의 증가는 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이의 시일 효과가 개선되게 한다. 립 시일이 스핀들(22)의 나삿니에서 완벽하게 밀봉할 수 없지만, 시일이 본 발명과 함께 사용되는 것과 같은 치과용 물질이 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이를 통하는 것을 방지하기에는 충분할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 대안적으로, 립 시일은 스핀들 나삿니와 정합하는 내측 나삿니를 선택적으로 갖는 압축성 재료로부터 만들어질 수 있다. 그러한 시일은 압축될 수 있고, 치과용 물질 내의 압력이 증가함에 따라 스핀들을 향해 더욱 밀착되게 가압될 수 있다. 따라서, 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이의 시일 효과가 최대화될 수 있다.
카트리지 조립체(10), 및 특히 플런저 조립체(20)는 챔버(33) 내부에서 스핀들(22)을 지지하고 중심에 위치시키는 지지 휠(24)을 포함한다. 지지 휠(24)은 챔버(33)의 후방 단부를 밀봉할 수 있다. 또한, 챔버(33)는 지지 휠(24)과 카트리지(30) 사이에 형성된 시일에 의해 주로 밀봉될 수 있다. 대조적으로, 피스톤(21)은 치과용 물질이 구획부(33a)로부터 구획부(33b)를 향해 유동하는 것을 방지하기에 충분하게 챔버(33)의 구획부(33a)를 딱 밀봉할 수 있다. 따라서, 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이의 시일은 치과용 물질이 시일을 통과하는 것을 차단할 정도로 충분히 밀착하지만 피스톤(21)과 스핀들(22) 사이의 이동을 가능하게 할 정도로 느슨할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 카트리지(30)와 지지 휠(24) 사이에 밀폐 시일이 제공될 수 있다.
스핀들(22)은 챔버(33) 내에 수용되어 피스톤(21)을 지지한다. 따라서, 카트리지 조립체(10) 외부로부터 피스톤(21)을 이동시키기 위한 플런저가 필요하지 않을 수 있다. 또한, 그러한 플런저의 이동을 위해 요구되는 추가적인 공간이 절감될 수 있다. 이는 또한 그러한 장치가 카트리지 조립체 내로 피스톤(들)을 이동시키기 위한 어떠한 플런저도 필요로 하지 않을 수 있기 때문에 카트리지 조립체가 함께 사용될 수 있는 분배 장치의 크기를 최소화하는 것을 돕는다. 도시된 바와 같이, 스핀들의 주요 부분 또는 전체 스핀들(22)이 챔버(33) 내부에 수용된다. 따라서, 바람직하게는 스핀들(22)의 작은 부분만이 챔버(33) 밖으로 연장되거나 어떠한 부분도 연장되지 않을 수 있다. 그러나, 일 예에서(도시되지 않음), 스핀들은 카트리지의 전방 단부를 통해 연장될 수 있다. 따라서, 스핀들은 카트리지의 전방 단부에서 지지될 수 있다. 또한, 커플링은 카트리지의 전방 단부를 통해 연장되는 스핀들의 단부에 배열될 수 있다. 이는 스핀들이 전방 단부를 향해 피스톤을 당기도록 전방 단부로부터 스핀들을 구동하는 것을 허용할 수 있다. 따라서, 스핀들은 스핀들 상의 좌굴 하중이 최소화될 수 있기 때문에 직경이 최소화될 수 있다.
따라서, 카트리지(30)가 치과용 물질로 충전된 상황에서, 스핀들(22)은 도시된 바와 같이 전방 구획부(33a) 내로 그리고 따라서 치과용 물질 내로 연장될 수 있다. 치과용 물질은 스핀들(22)과 직접 접촉할 수 있다. 특히, 스핀들(22)과 치과용 물질 사이에 실질적으로 어떠한 공기도 포획되지 않을 수 있다. 따라서, 구획부(33a) 내의 공기의 양이 최소화될 수 있다. 치과용 물질의 분배로부터 압력을 해제한 후에 팽창하는 공기로 인한 치과용 재료의 후-유동이 방지될 수 있다. 피스톤(21)은 선택적으로 보호 슬리브(25)를 가지며, 보호 슬리브 내로 스핀들(22)이 연장되며, 보호 슬리브는 스핀들(22)과 치과용 물질 사이의 직접적인 접촉을 방지한다. 이 경우에, 보호 슬리브(25)와 치과용 물질 사이에 실질적으로 어떠한 공기도 포획되지 않을 수 있다. 보호 슬리브(25)는 피스톤(21)이 치과용 물질을 분배하기 위하여 이동됨에 따라 압축될 수 있도록 가요성일 수 있다. 보호 슬리브(25)는 피스톤(21)에 밀봉식으로 고정되고 반대 측에서 폐쇄될 수 있다. 이는 스핀들(22)이 치과용 물질로부터 오염되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 스핀들(22) 및 핸들(23)이 재사용되게 할 수 있는 반면, 카트리지 조립체(10)의 나머지 부분은 폐기될 수 있다.
스핀들(22)의 직경은 챔버(33), 특히 챔버 구획부(33a)의 용량을 제어하도록 선택될 수 있다. 따라서, 또한 스핀들(22)의 회전 당 분배되는 치과용 물질의 양이 제어될 수 있다. 대안적으로, 스핀들(22)의 피치(pitch)는 스핀들(22)의 회전 당 분배되는 치과용 물질의 양을 제어하도록 선택될 수 있다. 이는 바람직하게는, 대체로 동일한 그러나 단지 상이한 플런저 조립체들을 갖는 다수의 카트리지 조립체들을 설계하는 것을 허용한다. 이는 동일 또는 유사한 설계의 부품들을 대체로 갖지만 플런저 조립체의 회전과 분배되는 치과용 물질의 양 사이에 다양한 비를 제공하는 카트리지 조립체들을 제공하는 데 유리할 수 있다. 예를 들어, 상이한 혼합비(예를 들어, 2:1)로 함께 혼합될 2개의 치과용 물질들을 분배하기 위한 2개의 카트리지 조립체들의 세트가, 상이한 플런저 조립체들만을 갖는 2개의 대체로 유사한 카트리지 조립체들에 의해 제공될 수 있다. 이는 또한 상이한 유형의 카트리지 조립체들이 동일한 표준 부품들을 사용하여 제조될 수 있고 이들 표준 부품들이 비교적 대량으로 미리 제조될 수 있기 때문에 제조 비용을 최소화하는 것을 도울 수 있다.
카트리지 조립체(10)는 스핀들(22)과 카트리지(30) 사이에서 래칫(ratchet)(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 래칫은 나사의 회전 동안 소정의 회전 위치들에서 가청 클릭을 제공할 수 있다. 따라서, 래칫은 예를 들어 카트리지 조립체(10)가 수동으로 작동되는 경우에 치과용 물질의 분배되는 양의 가청 계량을 가능하게 할 수 있다. 또한, 래칫은 바람직하게는 치과용 물질을 분배하기 위한 스핀들의 자유 회전, 및 분배 동안에 생성되는 압력으로부터 치과용 물질을 해제시키기 위한 대향 방향으로의 제한된 회전을 허용한다.
도 4는 2개의 플런저 조립체(220a, 220b)들을 갖는 카트리지 조립체(210)를 도시한다. 또한, 카트리지 조립체(210)는 서로 상호 연결되어 단일 유닛을 형성하는 2개의 카트리지 부조립체(230a, 230b)들을 갖는다. 이 예에서, 카트리지 부조립체(230a, 230b)들은 적어도 하나의 도브테일(dovetail)(214)에 의해 연결된다. 또한, 카트리지 부조립체(230a, 230b)들 각각은 부분 그립부(215a, 215b)를 갖는다. 카트리지 부조립체(230a, 230b)들이 서로 도브테일 결합된 상황에서, 부분 그립부(215a, 215b)들은 함께 공통 그립(215)을 형성한다. 카트리지 부조립체(230a, 230b)들 각각은 카트리지 조립체(210)로부터의 치과용 물질의 수동 분배를 허용하는 핸들(223a/223b)을 갖는다. 또한, 카트리지 부조립체(230a, 230b)들 각각은 카트리지 조립체(210)가 모터 구동식 분배 장치에서 단일 유닛으로 사용되게 하는 커플링(226a/226b)을 갖는다.
도 5a는 카트리지 조립체(310)를 도시한다. 카트리지 조립체(310)는 대체로 원통형인 챔버를 형성하는 카트리지(330), 및 원통형 챔버에 대하여 중심을 벗어난 관계로 배열된 스핀들(322)을 갖는다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 이는 카트리지(330) 내부에 배치되는 포일 백(341) 내에 치과용 물질을 수용하는 것을 허용할 수 있다. 이 실시예에서의 스핀들(322)은 포일 백(341)과 나란히 배치된다. 카트리지 조립체(310)는 스핀들(322)과의 나사 결합을 확립하기 위한 리셉터클을 갖는 피스톤(321)을 추가로 갖는다. 따라서, 스핀들(322)은 피스톤(321)을 전방으로 이동시키기 위해 그리고 따라서 카트리지(330)의 분배 개구(보이지 않음)를 향해 치과용 물질을 가압하도록 회전될 수 있다. 피스톤(321)은, 예를 들어 피스톤이 카트리지 조립체(310)로부터 치과용 물질을 압출하기 위해 사용되는 경우에, 스핀들(322)에 대한 피스톤(321)의 기울어짐을 제한하는 웨브(web)(323)를 가질 수 있다.
도 6은 수동으로 작동 가능한 분배 장치(400)와 조합된 2개의 카트리지 조립체(10', 10")들을 도시한다. 이 예에서, 장치(400)는 카트리지 조립체(10', 10")들로부터 치과용 물질을 동시에 분배하기 위해 사용될 수 있는 액추에이터(401)를 갖는다. 선택적으로, 장치는 치과용 물질들을 혼합하기 위한 동적 혼합기(도시되지 않음)를 수용하도록 구성된다. 따라서, 장치(400)는 그러한 혼합기를 구동하기 위한 구동 샤프트(402)를 가질 수 있다. 구동 샤프트는 액추에이터(401)에 결합될 수 있다. 따라서, 구동 샤프트(402)는 액추에이터가 작동됨에 따라 회전될 수 있다. 구동 샤프트(402)는, 또한 각각 기어 형태인 커플링(26a, 26b)들의 구동을 통해 카트리지(10'/10")의 스핀들(보이지 않음)들을 구동하기 위한 기어(403)를 추가로 갖는다.
카트리지 조립체(10', 10")는 대안적으로 핸들(23a, 23b)들의 사용에 의해 개별 작동될 수 있다. 예를 들어, 치과용 물질의 양이 카트리지 조립체(10', 10")들로부터 개별적으로 분배되고 그 후에 수동으로 합쳐질 수 있다.
도 7은 추가적인 수동으로 작동 가능한 분배 장치(500)와 조합된 2개의 카트리지 조립체(10', 10")들을 도시한다. 장치(500)는 카트리지 조립체(10', 10")들로부터 치과용 물질을 분배하기 위해 사용될 수 있는 액추에이터(501)를 갖는다. 장치는 치과용 물질들을 혼합하기 위한 정적 혼합기(static mixer)(520)를 수용하도록 구성된다.
일 예에서, 본 명세서에 기재된 임의의 실시예에 따른 카트리지 조립체에는 장착부, 예를 들어 벽 장착부가 제공될 수 있다. 따라서, 카트리지 조립체는 예를 들어 치과의사의 시술 시에 소정 위치에 고정되고 한 손에 의해서만 작동될 수 있다. 따라서, 치과용 물질의 2개의 성분들을 분배하기 위한 2개의 카트리지 조립체들은 일 사용자에 의해서 동시에 한 손에 의해 각각 작동될 수 있다. 이는 예를 들어 치과용 물질의 준비를 위한 시간을 최소화하는 것을 도울 수 있고 또한 치과 시술 시의 공간 절감을 도울 수 있다.
도 8a는 보관 위치에서 플런저 조립체(620)를 갖는 카트리지 조립체(610)를 단면도로 도시한다. 보관 위치는 새로운 미사용의 카트리지 조립체의 위치에 대응한다. 피스톤(621)은 피스톤(621)을 통해 연장되고 스핀들(622)과 맞물리는 내측 나삿니(615)를 갖는다. 스핀들(622)의 후방 단부에 대면하는 피스톤의 후방 단부에서, 피스톤(621)은 내측 나삿니(615)에 의해 형성된 개구 주위에서 원주방향으로 연장되는 시일(615a)을 갖는다. 보관 위치에서, 시일(615a)은 스핀들(622), 특히 스핀들(622)에서의 밀봉 원추부(622a)에 인접하여, 내측 나삿니(615)에 의해 형성된 피스톤(621)의 개구가 스핀들(622)에 의해 밀봉되게 한다. 이는 장시간(예를 들어, 수 개월 또는 수 년)에 걸친 보관 동안에 미사용의 카트리지 조립체(610) 내의 치과용 물질의 비교적 양호한 캡슐화를 허용하고, 또한 피스톤(621)의 내측 나삿니와 스핀들(622)의 외측 나삿니 사이의 소정의 유격을 허용한다. 후자는 또한 피스톤(621)과 스핀들(622)을 서로에 대해 회전시키는 데 요구되는 힘을 최소화하는 것을 돕는다.
도 8b는 보관 위치로부터 멀리 위치된, 예를 들어 치과용 물질의 일부분의 분배의 결과로 위치된 피스톤(621)을 도시한다. 시일(615a)은 스핀들(622)의 밀봉 원추부(622a)로부터 멀리 배치된다. 따라서, 시일(615a)과 밀봉 원추부(622a) 사이에 공간이 있으며, 이 공간은 카트리지 조립체(610)의 작동 동안에 시일(615a)과 밀봉 원추부(622a) 사이의 임의의 마찰을 피한다.
숙련자는 본 명세서에 기술된 실시예들의 소정 특징부들이 본 명세서에 기재되거나 기재되지 않은 다른 실시예들을 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 각각의 실시예는 분배된 치과용 물질의 가청 계량, 및 치과용 물질이 후퇴되게 할 장치의 임의의 작동의 제한을 허용하는 래칫을 가질 수 있다.
또한, 각각의 실시예는 분배되는 치과용 물질의 일부분 또는 분배되는 다수 치과용 물질들의 다수 부분들을 절단해내는 것을 허용하는 마개를 가질 수 있다.

Claims (15)

  1. 치과용 물질을 분배하기 위한 분배 장치에 제거 가능하게 배치 가능한 카트리지 조립체(cartridge assembly)로서,
    상기 치과용 물질을 담기 위한 카트리지를 포함하고,
    상기 카트리지는 상기 치과용 물질을 분배하기 위한 분배 개구를 포함하고,
    상기 카트리지 조립체는 스핀들(spindle) 및 피스톤을 추가로 포함하며,
    상기 피스톤은 상기 치과용 물질을 상기 분배 개구를 향해 가압하도록 상기 피스톤을 이동시키기 위해 상기 스핀들과의 나사 결합을 확립하는 리셉터클(receptacle)을 가지고,
    상기 카트리지 조립체는 상기 스핀들과 상기 스핀들을 구동하기 위한 분배 장치의 구동기(drive)를 결합하기 위한 커플링(coupling)을 포함하는, 카트리지 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리셉터클은 상기 스핀들의 나삿니(thread)와 결합하기 위한 나삿니를 갖거나, 상기 리셉터클은 변형 가능하며 상기 스핀들을 통한 변형에 의해 스핀들 나삿니와의 맞물림을 형성하도록 구성되는, 카트리지 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리셉터클 및 상기 스핀들은 상기 리셉터클과 상기 스핀들 사이에 시일(seal)을 제공하기 위하여 가압 끼워맞춤되는, 카트리지 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리셉터클은 내측 원추부를 포함하고 상기 스핀들은 외측 원추부를 포함하며, 상기 카트리지 조립체는 상기 피스톤과 상기 스핀들의 서로에 대한 일 위치에서 상기 내측 및 외측 원추부들이 접촉하여 상기 리셉터클을 밀봉하는 반면, 상기 피스톤과 상기 스핀들의 서로에 대한 다른 위치에서는 상기 원추부들이 이격되도록 구성되는, 카트리지 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 카트리지 내부에 수용되고, 상기 피스톤 및 상기 카트리지는 마찰에 의해서만 회전에 대항하여 서로에 대해 유지되는, 카트리지 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리셉터클은 나삿니를 가진 클래스프 너트(threaded clasp nut)를 포함하거나 이를 형성하는, 카트리지 조립체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지 내에서 상기 스핀들을 지지하기 위한 지지 휠(wheel)을 추가로 포함하는, 카트리지 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커플링은 기어 및/또는 비원형 맞물림 구조를 포함하는, 카트리지 조립체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배 개구를 지나서 돌출하는 상기 치과용 물질의 일부분을 절단해내기 위한 커터(cutter)를 포함하는, 카트리지 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 유형 0 (type 0) 의 치과용 인상 재료(dental impression material)의 성분을 적어도 포함하는, 카트리지 조립체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 카트리지들을 갖고, 각각의 카트리지는 분배 개구를 포함하며, 상기 카트리지 조립체는 각각의 카트리지들에 대해 스핀들과의 나사 결합을 확립하기 위한 리셉터클을 갖는 피스톤을 추가로 포함하는, 카트리지 조립체.
  12. 치과용 물질을 분배하기 위한 분배 장치로서,
    제11항의 카트리지 조립체를 포함하고,
    각각의 카트리지는 상기 치과용 물질의 성분을 포함하고,
    상기 분배 장치는 상기 치과용 물질을 형성하도록 상기 성분들을 혼합하는 혼합기를 추가로 포함하는, 분배 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 혼합기를 구동하기 위한 구동 샤프트를 포함하고, 상기 구동 샤프트 및 상기 카트리지 조립체는 상기 카트리지의 상기 피스톤을 이동시키기 위하여 결합되는, 분배 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 카트리지 조립체는 상기 분배 장치 내에 제거 가능하게 배치되는, 분배 장치.
  15. 카트리지 조립체의 조립 방법으로서,
    상기 청구항들 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 제공하는 단계;
    상기 카트리지를 치과용 물질로 충전시키는 단계; 및
    스핀들의 적어도 일부가 상기 카트리지 내에 충전된 상기 치과용 물질 내로 나사 결합되도록 상기 스핀들을 피스톤 내로 나사 결합시키는 단계를 포함하는, 카트리지 조립체의 조립 방법.
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