JP2014113491A

JP2014113491A - ハンドピース

Info

Publication number: JP2014113491A
Application number: JP2013252093A
Authority: JP
Inventors: Jong-Geon Lee; 鍾建李
Original assignee: MICRO NX CO Ltd
Current assignee: MICRO NX CO Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: JP5648118B2; WO2014088127A1; CN104918575A; CN104918575B; US9803931B2; US20140338872A1

Abstract

【課題】モータの熱を効率的に冷却するハンドピースを提供する。
【解決手段】棒形状に形成される外部ハウジング３と、外部ハウジングの内側に挿入される円筒形のコア１０と、コアのエア孔及びウォーター孔に各々挿入される円筒形のパイプ２０と、コアの内側に挿入され、コアの両側に延長形成される伝達軸を備える回転子３０と、伝達軸の両側に各々嵌合結合する円筒形の支持リング３４と、支持リングの前方と後方に各々備えられる一対の軸受３６と、回転子の前方に伝達軸に結合して備えられるカップリング３８と、外部ハウジングの前方に結合して備えられる前方ハウジング４０と、コアの後方に備えられ、多数の貫通孔５４が形成された前方キャップ５０と、前方キャップの後方に備えられ、貫通孔に対応する多数の通孔が形成される後方キャップ６０と、外部ハウジングの後方に結合して備えられる後方ハウジング７０と、を含むハンドピース。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンドピースに関する。

一般に、ハンドピースは、歯科で歯を切削または研磨するために用いられる歯科技工用や、ネイルアートショップで爪などを手入れするのに用いられるネイルアート用、宝石などを加工する細工用などで精密加工を要する所に主に用いられる。

この時、前記ハンドピースには電源が供給されて５０，０００ｒｐｍ程度で作動する高速モーターが設置されて用いられ、高速モーターの作動時には必然的に高速モーターの作動で過度な熱が発生する。

前記のような高速モーターの作動で発生する熱を冷却させるために、従来は、食塩水を注入する方式、または電気を利用する方式、エアを利用する方式などが用いられてきた。

しかし、前記のように従来の食塩水を使用する方式は、食塩水を供給するパイプが固定子の外部に形成され、外部に形成されたパイプは、高速モーターから発生される熱を間接的に冷却して高速モーターの熱を冷却する効果が少ないだけでなく、食塩水を持続的に注入しなければならない問題があった。また、電気を利用する方式は、その構成が複雑なだけでなく、高速モーターから発生する熱を冷やす効果が落ちる問題があった。

また、従来のエアを利用する方式は、空気の流れが円滑でなく、回転するインペラ周囲の空間だけ冷却するだけで、ハンドピース内部と高速モーターを全体的に冷却できなかった。

このように、従来は、ハンドピースの高速モーターの作動時に発生される熱を効率的に冷却できず、ハンドピースの高速モーター作動時に振動及び騒音が発生する問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モーターの構造を改善して、ハンドピース内のモーターが作動する際に発生するモーターの熱を効率的に冷却すると共に、モーターが過熱されてモーターの寿命が減ったり、振動及び騒音が発生するのを防止することが可能な、新規かつ改良されたハンドピースを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、棒形状に形成され、手で把持可能に構成される外部ハウジングと；前記外部ハウジングの内側に挿入して備えられ、内側が前方から後方に貫通形成されて内周面にコイルが巻き取られ、前方端面から後方端面にエア孔及びウォーター孔が各々貫通形成される円筒形のコアと；前記コアの前記エア孔及び前記ウォーター孔に各々挿入されて備えられ、両側端部が前記エア孔又は前記ウォーター孔の各々前方と後方に突出するように挿入され、エア及びウォーターが通過するように貫通形成された円筒形のパイプと；前記コアの内側に挿入して備えられ、前方と後方の各々両側に延長形成される伝達軸を備え、円筒形の磁性体からなる回転子と；前記回転子の前記伝達軸の両側に各々嵌合結合し、前記回転子方向の端面は各々前記回転子に密着し、反対側の端面は各々突出して形成される円筒形の支持リングと；前記支持リングの前方と後方に各々備えられ、前記伝達軸に嵌合結合して、前記回転子が回転可能に支持されるように備えられる一対の軸受と；前記回転子の前方に備えられ、前記伝達軸に結合して備えられるカップリングと；前記外部ハウジングの前方に結合して備えられ、外周面には前記パイプから供給されるエア及びウォーターが噴出するエア噴出口及びウォーター噴出口が各々貫通形成され、内側には前記伝達軸及び前記カップリングが挿入されるように前方から後方に貫通形成された前方ハウジングと；前記コアの後方に備えられ、内側には前方に開放された溝が形成されて前記軸受が挿入され、前記溝から離隔されて前方から後方に貫通した多数の貫通孔が形成された前方キャップと；前記前方キャップの後方に備えられ、前記貫通孔に対応するように前方から後方に貫通した多数の通孔が形成され、前記通孔と離隔されて前記コアに電流を供給する電源端子が一側に備えられる後方キャップと；前記外部ハウジングの後方に結合して備えられ、外部から電流、エア及びウォーターの供給を中継する後方ハウジングと；を含むことを特徴とする、ハンドピースが提供される。

前記外部ハウジングは、前方及び後方周りの径より中央周りの径が小さく形成されるようにしてもよい。

また、前記パイプ各々の後方には前記パイプと各々結合されて前記パイプが離脱するのを防止する円筒形の合成樹脂からなるパイプ固定具が備えられるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、ハンドピース内のモーターが作動する際に発生するモーターの熱を効率的に冷却すると共に、モーターが過熱されてモーターの寿命が減ったり、振動及び騒音が発生するのを防止することができる。

本発明に係るハンドピースの斜視図である。本発明に係るハンドピースの断面図である。本発明に係るハンドピースの分解斜視図である。本発明に係るハンドピースのコアにパイプが結合された様子を示した斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明は、直接冷却方式のスリム化された駆動部を有するハンドピースに関し、より詳細にはハンドピース内のモーターが作動する際に発生するモーターの熱を冷却させるために、水と空気が流入するパイプをモーターの固定子に貫通形成された通孔に結合してモーターから発生する熱を効率的に冷却しながらも固定子の通孔に結合したパイプによってハンドピースの駆動部が小型化及びスリム化されるハンドピースに関する。

図１〜図４を参照して見ると、本発明に係る直接冷却方式のスリム化された駆動部を有するハンドピースは、棒形状に形成され、手で把持可能に構成される外部ハウジング３と、外部ハウジング３の内側に挿入され、エア孔１４及びウォーター孔１６が貫通形成される円筒形のコア１０と、コア１０のエア孔１４及びウォーター孔１６に各々挿入されて備えられるパイプ２０と、コア１０の内側に挿入される円筒形の磁性体からなる回転子３０と、回転子３０の伝達軸３２の両側に各々嵌合結合する円筒形の支持リング３４と、支持リング３４の前方と後方に各々備えられる一対の軸受３６と、回転子３０の前方に備えられるカップリング３８と、外部ハウジング３の前方に結合される前方ハウジング４０と、コア１０の後方に備えられる前方キャップ５０と、前方キャップ５０の後方に備えられ、電源端子６４が一側に備えられる後方キャップ６０と、外部ハウジング３の後方に結合され、外部から電流、エア及びウォーターの供給を中継する後方ハウジング７０とを含んで構成される。

前記外部ハウジング３は、前方及び後方が開放型の棒形状で形成され、手で把持可能に構成される。

この時、外部ハウジング３は、外部ハウジング３の前方及び後方周りの径より中央周りの径が小さく形成され、外部ハウジング３の後方外周面には多数の突起が形成されて、作業者が手で外部ハウジング３を把持する時に安定的に外部ハウジング３を把持できるようにする。

円筒形のコア１０は、外部ハウジング３の内側に挿入して備えられ、内側前方から後方に貫通形成されて内周面にコイル１２が巻き取られている。また、コア１０の前方端面から後方端面にエア孔１４及びウォーター孔１６が各々貫通形成される。

この時、コア１０には前方端面から後方端面に貫通形成されるエア孔１４及びウォーター孔１６が一対で形成されるのが好ましいが、コア１０と後述される回転子３０が作動して発生される熱の温度に応じてエア孔１４及びウォーター孔１６を多数形成しても差し支えない。

円筒形のパイプ２０は、コア１０のエア孔１４及びウォーター孔１６に各々挿入されて備えられ、両側端部が各々コア１０の前方と後方に突出するように挿入され、エア及びウォーターが通過するように内側が貫通形成されて、後述される後方ハウジング７０に供給されたエア及びウォーターを前方に中継する。

この時、パイプ２０は、コア１０に形成されるエア孔１４及びウォーター孔１６の数に応じて多数備えられてもよい。コア１０に形成されたエア孔１４及びウォーター孔１６の内周面に外周面が密着して挿入されたパイプ２０各々の内部に移動するエア及びウォーターの冷気をコア１０に伝導して、コア１０及び回転子３０の作動で発生する熱からコア１０を直接的に冷却させる。

また、パイプ２０は、コア１０に形成されたエア孔１４及びウォーター孔１６に挿入されて備えられることで、コア１０の外部にパイプが備えられることに比べて空間を顕著に確保でき、確保された空間によりハンドピース２が小型化及びスリム化され、ハンドピースのコア１０と回転子３０が作動して発生される熱も効率的に冷却できる。

円筒形の磁性体からなる回転子３０は、コア１０の内側に挿入して備えられ、前方と後方の各々両側に延長形成される伝達軸３２が備えられる。

この時、回転子３０は、コア１０の内周面から離隔されて挿入され、電源の供給を受けて５０，０００ｒｐｍ程度で作動することが好ましい。回転子３０及びコア１０が５０，０００ｒｐｍ以下で作動すると、歯科でハンドピース２を使って歯を切削する際に歯の切削が円滑に行われず、回転子３０及びコア１０が５０，０００ｒｐｍ以上で作動すると、回転子３０及びコア１０に過度な熱が発生して回転子３０及びコア１０が損傷を受けたり、破損する問題がある。

一対の円筒形の支持リング３４は、回転子３０の伝達軸３２の両側に各々嵌合結合され、各々回転子３０方向の端面は回転子３０に密着するように備えられ、反対側の端面は各々突出形成される。

この時、支持リング３４は、各々伝達軸３２に嵌合結合されるように内側が前方から後方に貫通して形成され、回転子３０各々の反対方向の端面は突出形成されて、後述する軸受３６各々の回転子３０方向の内輪一面に密着して各々固定される。

また、支持リング３４は、合成樹脂または金属製で形成され、伝達軸３２の外部を覆うように伝達軸３２に嵌めて、伝達軸３２の回転時震えにより振動が発生されないように支持する。また、伝達軸３２にも構造的な強度を増加させて、伝達軸３２に許容応力以上の力を加えた場合にも、伝達軸３２が変形されることを防ぐ役割を果たす。

一対の軸受３６は、支持リング３４の前方と後方に各々備えられ、伝達軸３２に嵌合結合して、回転子３０が回転可能に支持されるように備えられる。

この時、軸受３６は、回転子３０の前方と後方から各々内輪が伝達軸３２の外部を覆うように嵌められて、伝達軸３２の回転時震えにより振動が発生されないように支持し、伝達軸３２にも構造的な強度を増加させて伝達軸３２に許容応力以上の力を加えた場合にも、伝達軸３２が変形されることを防ぐ役割を果たす。

カップリング３８は、回転子３０の前方に備えられ、伝達軸３２に結合して備えられる。

この時、カップリング３８は、図示されていないが、カップリング３８の前方に軸及びウォームギアが順に連結して構成され、ハンドピース２のドリルを回転作動させる。

前方ハウジング４０は、外部ハウジング３の前方に結合して備えられ、外周面にはパイプ２０から供給されたエア及びウォーターが噴出するエア噴出口４２及びウォーター噴出口４４が各々貫通形成されて、内側には伝達軸３２及びカップリング３８が挿入されるように前方から後方に貫通形成される。

この時、前方ハウジング４０には、エア噴出口４２及びウォーター噴出口４４が各々形成されるのが好ましいが、パイプ２０の数量に応じて多数形成されてもよい。

前方キャップ５０は、コア１０の後方に備えられ、内側には前方に開放された溝５２が形成されて、回転子３０の後方にある軸受３６が挿入され、溝５２から離隔されて前方から後方に貫通した多数の貫通孔５４が形成される。

この時、前方キャップ５０は、外部ハウジング３の後方内側に挿入されて備えられ、多数の貫通孔５４にはパイプ２０及び後述するコア１０と連結されて電流を供給する電源端子６４が後方に突出するように結合して備えられる。

後方キャップ６０は、前方キャップ５０の後方に備えられ、貫通孔５４に対応するように前方から後方に貫通した多数の通孔６２が形成され、通孔６２と離隔されてコア１０に電流を供給する電源端子６４が片側に備えられる。

この時、後方キャップ６０の電源端子６４は、前述されたようにコア１０と連結されて外部から供給された電流を供給する役割を果たすものであり、多数の通孔６２には前方キャップ５０の貫通孔５４から突出したパイプ２０が後方に突出するように結合して備えられる。

また、後方キャップ６０に形成された多数の通孔６２は、後述されるパイプ固定具２２を結合または分離し易くするために、通孔６２の外周面が開放された形態で形成されるのが好ましい。

後方キャップ６０の通孔６２に結合されて後方に突出するように備えられたパイプ２０各々の後方には、パイプ２０と各々結合されてパイプ２０が離脱するのを防止する円筒形の合成樹脂からなるパイプ固定具２２が備えられる。

この時、パイプ固定具２２は、前方内側がパイプ２０の外部を覆うように嵌められてパイプ２０が動いて破損するのを防止しながらも、後述される後方ハウジング７０を介して流入するエア及びウォーターが外部に流失するのを防止する役割を果たす。

後方ハウジング７０は、外部ハウジング３の後方に結合して備えられ、外部から電流、エア及びウォーターの供給を中継する。

この時、後方ハウジング７０は、図示されていないが、電源及び供給ホースが備えられたコネクターを連結して用いられるものであり、コネクターは、従来のコネクターをそのまま使うか他の方式のコネクターを連結して使っても差し支えない。

上述のように構成される本発明に係る直接冷却方式のスリム化された駆動部を有するハンドピース２は、エアとウォーターが流入する各々のパイプ２０が、コア１０に貫通形成されたエア孔１４及びウォーター孔１６に結合されて、ハンドピース２が作動する際に発生する熱がコア１０に結合されたエアとウォーターが流入する各々のパイプ２０によって効率的に冷却されることで、ハンドピース２が過熱されて寿命が減ったり振動及び騒音が発生されることが防止されるメリットがある。また、パイプ２０がコア１０に形成されたエア孔１４及びウォーター孔１６に挿入されて備えられることで、コア１０の外部にパイプが備えられることに比べて空間を顕著に確保でき、確保された空間により本発明に係る直接冷却方式のスリム化された駆動部を有するハンドピース２を小型化及びスリム化できるメリットがある。

一方、主に歯科用ハンドピースに設置されるモーターは、５０，０００ｒｐｍ程度の回転数で作動するが、モーター内部の熱をモーターの固定子に結合された水と空気が流入するパイプで効果的に冷却するため、作業者である歯科医の手に熱が伝えられないため、モーターの熱による作業者の不快感と不安感を与えないメリットがある。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２ハンドピース
３外部ハウジング
１０コア
１２コイル
１４エア孔
１６ウォーター孔
２０パイプ
２２パイプ固定具
３０回転子
３２伝達軸
３４支持リング
３６軸受
３８カップリング
４０前方ハウジング
４２エア噴出口
４４ウォーター噴出口
５０前方キャップ
５２溝
５４貫通孔
６０後方キャップ
６２通孔
６４電源端子
７０後方ハウジング

Claims

棒形状に形成され、手で把持可能に構成される外部ハウジングと；
前記外部ハウジングの内側に挿入して備えられ、内側が前方から後方に貫通形成されて内周面にコイルが巻き取られ、前方端面から後方端面にエア孔及びウォーター孔が各々貫通形成される円筒形のコアと；
前記コアの前記エア孔及び前記ウォーター孔に各々挿入されて備えられ、両側端部が前記エア孔又は前記ウォーター孔の各々前方と後方に突出するように挿入され、エア及びウォーターが通過するように貫通形成された円筒形のパイプと；
前記コアの内側に挿入して備えられ、前方と後方の各々両側に延長形成される伝達軸を備え、円筒形の磁性体からなる回転子と；
前記回転子の前記伝達軸の両側に各々嵌合結合し、前記回転子方向の端面は各々前記回転子に密着し、反対側の端面は各々突出して形成される円筒形の支持リングと；
前記支持リングの前方と後方に各々備えられ、前記伝達軸に嵌合結合して、前記回転子が回転可能に支持されるように備えられる一対の軸受と；
前記回転子の前方に備えられ、前記伝達軸に結合して備えられるカップリングと；
前記外部ハウジングの前方に結合して備えられ、外周面には前記パイプから供給されるエア及びウォーターが噴出するエア噴出口及びウォーター噴出口が各々貫通形成され、内側には前記伝達軸及び前記カップリングが挿入されるように前方から後方に貫通形成された前方ハウジングと；
前記コアの後方に備えられ、内側には前方に開放された溝が形成されて前記軸受が挿入され、前記溝から離隔されて前方から後方に貫通した多数の貫通孔が形成された前方キャップと；
前記前方キャップの後方に備えられ、前記貫通孔に対応するように前方から後方に貫通した多数の通孔が形成され、前記通孔と離隔されて前記コアに電流を供給する電源端子が一側に備えられる後方キャップと；
前記外部ハウジングの後方に結合して備えられ、外部から電流、エア及びウォーターの供給を中継する後方ハウジングと；
を含むことを特徴とする、ハンドピース。
前記外部ハウジングは、前方及び後方周りの径より中央周りの径が小さく形成されることを特徴とする、請求項１に記載のハンドピース。
前記パイプ各々の後方には前記パイプと各々結合されて前記パイプが離脱するのを防止する円筒形の合成樹脂からなるパイプ固定具が備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載のハンドピース。