KR100970104B1 - 고주파 스케일러의 팁용 ｄｌｃ코팅장치 및 이를 이용한스케일러용 팁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭기와 금형으로 팁의 형상으로 형성한 뒤, 이를 연마, 세척 및 건조하는 것으로 이루어지는 공지의 스케일러 팁의 제조방법에 있어서, 상기 팁을 연마, 세척 및 건조한 뒤, ＤＬＣ코팅장치로 팁의 앞쪽 부위를 코팅하는 것으로 포함하여 이루어지되, 양극과 연결된 팁의 후단부를 외기의 온도로 냉각하면서 팁의 선단부 주위를 핫필라멘트로 집중 가열하여 650℃ ~ 750℃를 유지하고, 상기 팁의 선단부와 핫필라멘트 사이에 메탄과 수소를 혼합한 가스를 분사함과 더불어 상기 핫필라멘트에 150V ~ 350V의 전압을 가하고, 가스가이드판을 이용하여 가스가 팁의 선단부의 내측과 외측으로 흐르게 하며, 가스를 충전하면서 팁과 핫필라멘트, 가스분사노즐을 내장한 용기 내의 가스를 가스순환펌프로 순환시키는 방법과 장치로 이루어진다.

따라서 본 발명에 의한 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러 팁의 제조방법은 스케일러 팁의 선단부를 집중적으로 코팅할 수 있기 때문에, 팁의 불필요한 부위까지 코팅할 필요가 없이 인체의 치아를 치료하는 부위인 팁의 선단부의 경도를 용이하게 높이면서 이 부위의 표면거칠기를 용이하게 낮출 수 있으며, 특히 팁을 연질 금속으로 제조하더라도 치아를 치료할 수 있는 경도로 증대할 수 있어 팁의 형상을 가공하기 위한 기계적인 장치와 금형 등으 수명을 연장할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

스케일러 팁, 스케일러 팁 제조방법, 고주파 스케일러의 팁의 제조방법, 스케일러 팁용 ＤＬＣ코팅장치

Description

고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러용 팁의 제조방법{DLC COATING DEVICE FOR SCALING TIP AND MANUFACTURING METHOD OF SCALING TIP}

본 발명은 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러용 팁의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스케일리용 팁의 선단부의 강도를 용이하게 향상할 수 있도록 하는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러 팁의 제조방법에 관한 것이다.

인체의 치아와 그 주변조직의 질환 예방과 치료를 위해, 이의 표면 및 잇몸 언저리에 퇴적하는 치태, 치석, 음식물 찌꺼기 등을 제거하게 되는 바, 상기와 같이 치석 등을 제거하기 위한 기계적인 장치로서 치과용 스케일러를 많이 사용하고 있다.

현재 많이 사용되는 스케일러는 초음파스케일러로서, 이는 초음파를 이용하여 그 팁을 진동시켜 치아에 증착된 치석이나 다른 부착 이물질을 제거하는데 사용되며, 상기 팁은 치아에 닿게 되므로 내마모성을 구비하여야 한다.

상기 팁은 세척수 또는 공기를 토출하기 위한 구조를 구비함과 더불어 선단 부가 가늘어지면서 절곡 형성되는 구조를 이루고 있어 팁의 후단부에서 전달되는 초음파 진동으로 치석을 파쇄하여 치아로부터 이탈시킴과 아울러 공기 등을 분사하여 파쇄된 치석 등을 치료 부위로부터 분리하게 된다.

상기와 같은 팁을 제조하기 위한 종래의 기술은 가늘고 긴 피가공물을 여러 단계로 절삭하여 직선적인 외형과 공기 등의 통로를 형성한 뒤, 이를 벤딩하여 외형적인 형상을 완성하고, 연마 및 세척 작업을 거쳐 표면을 매끄럽게 하며, 강도를 증대하기 위하여 티타늄 코팅하게 된다.

이러한 종래 기술은 팁의 표면을 티타늄 코팅하게 되나, 표면 거칠기를 낮추기에 한계가 있을 뿐만 아니라 경도를 강화하기에 한계가 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 DLC(Diamond Like Carbon) 코팅 방식을 채택하여 스케일리용 팁의 선단부의 강도를 용이하게 향상함과 아울러 표면 거칠기를 용이하게 낮출 수 있는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러 팁의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스케일러용 팁을 코팅하는 ＤＬＣ코팅장치에 있어서, 본체의 내부의 상측 일부를 막으면서 그 하측으로 가스를 흐르게 하는 가스가이드판이 본체의 내부 상측에서 하측으로 향하도록 설치되고, 외기의 온도로 팁의 후단부를 냉각하는 팁냉각체가 본체의 하측 중앙부에서 삽입되고, 팁이 상기 팁냉각체에 세워져 설치됨과 더불어 팁의 선단부가 상기 가스가이드판의 하측에 위치되고, 상기 팁의 선단부를 가열하는 핫필라멘트가 상기 본체에 설치되어 상기 가스가이드판의 한쪽 면의 하부를 향하고, 상기 팁의 선단부와 핫필라멘트 사이에 가스를 분사하는 노즐이 상기 본체의 내부에 설치되며, 상기 가스가이드판의 다른쪽 면에 형성되는 본체의 상측 내부의 가스를 배출하는 진공펌프가 상기 본체의 상부에 설치되고, 상기 가스가이프판의 다른쪽 면에 있는 본체 내부의 가스를 흡입하여 상기 가스가이프판의 한쪽 면에 있는 본체 내부로 가스를 분사하는 피드백펌프가 상기 본체의 외부에 설치되고, 상기 팁에 양극을 인가함과 더 불어 상기 핫필라멘트에 전기를 인가하는 전기공급기가 상기 팁과 핫필라멘트에 연결되는 것으로 이루어지는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치를 제공한다.

또한 본 발명은 절삭기와 금형으로 팁의 형상으로 형성한 뒤, 이를 연마, 세척 및 건조하는 것으로 이루어지는 공지의 스케일러 팁의 제조방법에 있어서, 상기 팁을 연마, 세척 및 건조한 뒤, ＤＬＣ코팅장치로 팁의 앞쪽 부위를 코팅하는 것으로 포함하여 이루어지되, 양극과 연결된 팁의 후단부를 외기의 온도로 냉각하면서 팁의 선단부 주위를 핫필라멘트로 집중 가열하여 650℃ ~ 750℃를 유지하고, 상기 팁의 선단부와 핫필라멘트 사이에 메탄과 수소를 혼합한 가스를 분사함과 더불어 상기 핫필라멘트에 150V ~ 350V의 전압을 가하고, 가스가이드판을 이용하여 가스가 팁의 선단부의 내측과 외측으로 흐르게 하며, 가스를 충전하면서 팁과 핫필라멘트, 가스분사노즐을 내장한 용기 내의 가스를 가스순환펌프로 순환시키는 것으로 이루어지는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치를 이용한 스케일러 팁의 제조방법을 제공한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치 및 이를 이용한 스케일러 팁의 제조방법은 스케일러 팁의 선단부를 집중적으로 코팅할 수 있기 때문에, 팁의 불필요한 부위까지 코팅할 필요가 없이 인체의 치아를 치료하는 부위인 팁의 선단부의 경도를 용이하게 높이면서 이 부위의 표면거칠기를 용이하게 낮출 수 있으며, 특히 팁을 연질 금속으로 제조하더라도 치아를 치료할 수 있는 경도로 증대할 수 있어 팁의 형상을 가공하기 위한 기계적인 장치 와 금형 등으 수명을 연장할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 제조되는 팁이 적용되는 스케일러의 일 예를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 코팅장치와 제조방법으로 팁(1)의 선단부의 표면를 다아아몬드 코팅하여 코팅층(1a)을 형성하게 된다.

상기와 같이 팁(1)의 선단부를 코팅하기 위하여, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 가스를 밀봉하기 위한 본체(11)의 내부에는 가스가이드판(12), 팁냉각체(13)에 설치된 팁(1), 핫필라멘트(14), 노즐(15)이 설치되고, 상기 본체(11) 내의 공기를 배출하기 위한 진공펌프(16)과 상기 본체(11) 내의 가스를 순환시키는 피드백펌프(17)이 상기 본체(11)의 외부에 설치되며, 상기 팁(1)과 핫필라멘트(14)에 전기를 인가하는 전기공급기(18)이 상기 본체(11)의 외부에 설치된다.

여기서 상기 가스가이드판(12)은 상기 본체(11)의 내부의 상측 일부를 막으면서 가스가이프판(12)의 하측으로 가스를 흐르게 하기 위하여, 상기 본체(11)의 내부 상측에서 하측으로 향하도록 설치된다.

상기 팁냉각체(13)는 외기의 온도로 팁(1)의 후단부를 냉각하게 되며, 상기 본체(11)의 하측 중앙부에서 삽입되고, 팁(1)이 상기 팁냉각체(13)에 세워져 설치됨과 더불어 팁(13)의 선단부가 상기 가스가이드판(12)의 하측에 위치된다.

상기 핫필라멘트(14)는 상기 팁(1)의 선단부를 가열하기 위하여 상기 본 체(11)의 내부에 설치되어 상기 가스가이드판(12)의 한쪽 면의 하부를 향하게 되며, 상기 가스가이드판(12)의 다른쪽 면의 본체(11)의 내부 상측에는 상기 진공펀프(16)와 피드백펌프(17)이 연결된다.

상기 노즐(15)은 상기 팁(1)의 선단부와 핫필라멘트(14) 사이에 가스를 분사할 수 있도록 상기 본체(11)의 내부에 설치된다.

상기 진공펌프(16)는 상기 가스가이드판(12)의 다른쪽 면에 형성되는 본체(11)의 상측 내부의 공기 또는 가스를 배출하게 되며, 상기 피드백펌프(17)는 상기 진공펌프(16)와 같이 상기 가스가이프판(12)의 다른쪽 면에 있는 본체(11) 내부의 가스를 흡입하여 상기 가스가이프판(12)의 한쪽 면에 있는 본체(11) 내부 즉 노즐(15)이 위치한 곳으로 가스를 분사하여 상기 본체(11) 내부의 가스를 순환시킨다.

상기 전기공급기(18)는 상기 팁(1)에 양극을 인가함과 더불어 상기 핫필라멘트(14)에 전기를 인가하는 상기 필라멘트(14)로 하여금 열을 발산하게 한다.

물론 상기와 같이 본체(11) 내부에서 팁(1) 선단부의 주위 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 팁(1) 주위의 온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 구비되어야 하며, 상기 진공펌프(16)으로 본체(11) 내부의 공기를 배출하는 동작, 상기 피드백펌프(17)로 본체(11) 내부의 가스를 순환시키는 동작, 상기 노즐(15)로 가스를 분사하는 동작을 제어하기 위하여, 본 발명에서는 온도센서의 신호를 받아서 상기 진공펌프, 피드백펌프 및 전기공급기를 제어하기 위한 제어장치가 구비됨을 자명한 사실이다.

아무튼 상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치를 이용한 스케일러 팁의 제조방법은 다음과 같다.

우선 종래와 마찬가지로 도 3에 도시한 바와 같이 절삭기와 금형으로 팁의 형상으로 형성한 뒤, 이를 연마, 세척 및 건조하여 팁(1)의 외형을 완성하게 되며, 본 발명에서는 상기 팁(1)을 팁설치체(13)에 배치한 뒤, 팁(1)을 상기 팁설치체(13)와 함께 본체(11) 내부로 삽입 배치하게 된다.

이러한 팁(1)을 본 발명에서는 ＤＬＣ코팅장치로 팁(1)의 앞쪽 부위를 코팅하게 되는 바, 상기 팁(1)의 선단부가 인체의 치아 등을 치료하기 때문에 팁이 선단부만을 코팅함이 바람직한 것이다.

상기 팁(1)을 코팅하기 위하여, 양극과 연결된 팁(1)의 후단부는 상기 팁설치체(13)가 외기와 노출되어 있으므로, 상기 팁(1)의 후단부를 외기의 온도로 냉각하면서 팁(1)의 선단부 주위를 핫필라멘트(14)로 집중 가열하여 650℃ ~ 750℃를 유지한다.

상기 팁(1)의 선단부와 핫필라멘트(14) 사이에 메탄과 수소를 혼합한 가스를 분사함과 더불어 상기 핫필라멘트(14)에 150V ~ 350V의 전압을 인가한다.

그리고 가스가이드판(12)을 이용하여 가스가 팁(1)의 선단부의 내측과 외측으로 흐르게 하며, 가스를 충전하면서 팁(1)과 핫필라멘트(14), 가스분사노즐(15)을 내장한 용기 내의 가스를 가스순환펌프(17)로 순환시킨다.

여기서 상기 가스에는 메탄과 수소가 혼합하는 것이 바람직한 바, 이는 다이몬드 증차시 흑연 생성을 억제하기 위해서 과포화 된 상태로 존재하는 수소원자가 매우 중요하다고 알려져 있으며, 상기 수소원자에 의하여 성장하는 다아아몬드 포면의 탄소원자가 프리본드(free bond) 상태로 존재하게 되는데, 수소원자는 표면을 C-H 결합으로 하여 안정화시킨다.

특히 본 발명에서는 팁(1)의 선단부 주위를 핫필라멘트(14)로 집중 가열하여 650℃ ~ 750℃를 유지함이 바람직한데, 팁(1)의 선단부 온도가 650℃보다 낮을 때에는 다이아몬드 결정이 매우 엷어서 증착이 제대로 이루어지지 않게 되고, 750℃보다 높을 때에도 다이아몬드 코팅층의 결정성이 좋지 않기 때문이다.

그리고 핫필리멘트(14)에 인가되는 전압은 150V ~ 350V이 바람직한데, 이 전압을 150V보다 낮은 전압을 인기하면 다이아몬드 코팅층의 핵생성 밀도가 낮아서 완전한 코팅이 이루어지지 않게 되며, 350V보다 높은 전압에서는 팁(1)과 핫필리멘트(14) 사이에 아크가 발생되어 팁(1)의 변형을 초래할 수 있기 때문이다.

이와 같이 제조되는 팁(1)을 다른 방법으로 코팅된 팁과 비교하면 아래의 도표와 같다.

	코팅두께(㎛)	경도(Hv)	마찰계수
티타늄을 코팅한 팁	2~4	2000이상	0.3~0.4
DLC로 코팅한 팁	0.5~1	2000이상	0.1

이와 같이 코팅되는 팁(1)의 선단부의 경도는 다이아몬드 코팅층이 얇아도 매우 우수한 경도와 마찰계수를 매우 낮출 수 있으므로, 본 발명과 같이 제조되는 팁에 코팅층의 두께를 조정하여 매우 우수한 경도를 갖게 된다.

이렇게 본 발명에 의한 팁(1)의 선단부에 코팅층(1a)을 형성하여 내마모성과 내구성을 증대하면서 표면거칠기를 낮출 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 제조되는 팁이 적용되는 스케일러의 일 예를 나타내는 측면도,

도 2는 본 발명에 의한 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 스케일러 팁의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 팁 1a : 코팅층

11 : 본체 12 : 가스가이드판

13 : 팁설치체 14 : 핫필라멘트

15 : 노즐 16 : 진공펌프

17 : 피드백펌프

Claims (2)

1. 스케일러용 팁을 코팅하는 ＤＬＣ코팅장치에 있어서,

   본체의 내부의 상측 일부를 막으면서 그 하측으로 가스를 흐르게 하는 가스가이드판이 본체의 내부 상측에서 하측으로 향하도록 설치되고, 외기의 온도로 팁의 후단부를 냉각하는 팁냉각체가 본체의 하측 중앙부에서 삽입되고, 팁이 상기 팁냉각체에 세워져 설치됨과 더불어 팁의 선단부가 상기 가스가이드판의 하측에 위치되고, 상기 팁의 선단부를 가열하는 핫필라멘트가 상기 본체에 설치되어 상기 가스가이드판의 한쪽 면의 하부를 향하고, 상기 팁의 선단부와 핫필라멘트 사이에 가스를 분사하는 노즐이 상기 본체의 내부에 설치되며, 상기 가스가이드판의 다른쪽 면에 형성되는 본체의 상측 내부의 가스를 배출하는 진공펌프가 상기 본체의 상부에 설치되고, 상기 가스가이드판의 다른쪽 면에 있는 본체 내부의 가스를 흡입하여 상기 가스가이프판의 한쪽 면에 있는 본체 내부로 가스를 분사하는 피드백펌프가 상기 본체의 외부에 설치되고, 상기 팁에 양극을 인가함과 더불어 상기 핫필라멘트에 전기를 인가하는 전기공급기가 상기 팁과 핫필라멘트에 연결되는 것으로 이루어지는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치.
2. 절삭기와 금형으로 팁의 형상으로 형성한 뒤, 이를 연마, 세척 및 건조하는 것으로 이루어지는 공지의 스케일러 팁의 제조방법에 있어서,

   상기 팁을 연마, 세척 및 건조한 뒤, ＤＬＣ코팅장치로 팁의 앞쪽 부위를 코 팅하는 것으로 포함하여 이루어지되,

   양극과 연결된 팁의 후단부를 외기의 온도로 냉각하면서 팁의 선단부 주위를 핫필라멘트로 집중 가열하여 650℃ ~ 750℃를 유지하고, 상기 팁의 선단부와 핫필라멘트 사이에 메탄과 수소를 혼합한 가스를 분사함과 더불어 상기 핫필라멘트에 150V ~ 350V의 전압을 가하고, 가스가이드판을 이용하여 가스가 팁의 선단부의 내측과 외측으로 흐르게 하며, 가스를 충전하면서 팁과 핫필라멘트, 가스분사노즐을 내장한 용기 내의 가스를 가스순환펌프로 순환시키는 것으로 이루어지는 고주파 스케일러의 팁용 ＤＬＣ코팅장치를 이용한 스케일러 팁의 제조방법.

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