KR101306085B1

KR101306085B1 - 핸드피스

Info

Publication number: KR101306085B1
Application number: KR1020120003895A
Authority: KR
Inventors: 김양수; 김원기
Original assignee: 연세대학교 원주산학협력단
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-09-09
Also published as: US9498243B2; WO2013105762A1; KR20130083231A; US20140343589A1

Abstract

핸드피스는 메인 본체부, 상기 메인 본체부 내부에 회전 가능하게 수용된 임펠러, 상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공기를 공급하기 위한 급기구, 상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구, 및 상기 배기구에 삽입되어 상기 배기구로부터 배출되는 공기의 압력에 따라 상기 공기의 배출을 조절하는 배기 조절부를 포함한다. 이로써, 썩백 현상을 효율적으로 방지할 수 있다.

Description

핸드피스{HANDPIECE}

본 발명은 핸드피스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의료용 고속 핸드피스에 관한 것이다.

일반적으로 의료용 등으로 사용되는 공기 구동식 핸드피스는 핸드피스 헤드에 수용된 임펠러에 가압공기를 제공함으로써 임펠러 및 상기 임펠러에 고정된 절삭공구를 회전시키게 된다.

상기 핸드피스는 상기 임펠러의 회전에 의한 공기의 흐름에 의해 헤드의 내외부에 압력차가 발생하게 되고, 따라서 가압공기의 공급을 중단함과 동시에 헤드 내에는 음압이 발생하게 된다. 이 경우, 헤드상에 부착되거나 또는 주변에 존재하는 이물질 및 오염물들이 헤드와 절삭공구의 간극을 통하여 헤드 내에 흡입되게 되며, 이러한 흡입 현상을 썩백(suck back) 현상이라 한다.

상기 썩백 현상에 의해 핸드피스 내부에 오염물들이 축적될 수 있고, 상기 오염물들은 다시 핸드피스로부터 유출되어 환자에게 교차 감염을 일으킬 수 있는 위험이 있다. 따라서, 상기 썩백 현상을 방지하기 위한 다양한 구조가 제시되고 있으나, 핸드피스의 헤드의 제한적인 구조 내에서 효율적인 썩백 방지 구조의 형성이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 효율적으로 썩백을 방지할 수 있는 핸드피스를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 핸드피스는 메인 본체부, 상기 메인 본체부 내부에 회전 가능하게 수용된 임펠러, 상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공기를 공급하기 위한 급기구, 상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구, 및 상기 배기구에 삽입되어 상기 배기구로부터 배출되는 공기의 압력에 따라 상기 공기의 배출을 조절하는 배기 조절부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 배기 조절부는 배기관, 상기 배기관에 삽입되는 피스톤 및 상기 피스톤의 이동을 조절하는 탄성부재를 포함할 수 있다. 상기 배기관은 상기 배기구에 연결되고, 공기를 배출하기 위한 배출홀들을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 탄성부재는 상기 임펠러에 공기가 공급되는 경우에는 상기 공급된 공기가 배출되는 힘에 의해 압축되고, 상기 임펠러에 공기의 공급이 중단되는 경우에는 다시 이완될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 피스톤은 상기 탄성부재의 압축 및 이완에 따라 상기 배출홀들을 개방 및 폐쇄할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 탄성부재는 스프링일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 배기 조절부는 상기 배기구에 탈착이 가능할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 배기 조절부는 상기 배기구 및 상기 배기관을 밀착시키기 위한 오링 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 핸드피스의 배기구에 배기 조절부를 형성하여, 급기구로 가압 공기가 제공되는 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 개방하여 공기를 배출하고, 상기 가압 공기의 제공이 중단된 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 폐쇄하여 공기의 배출을 차단할 수 있다. 따라서, 상기 핸드피스의 메인 본체부 내부에 형성되는 음압의 형성을 방지할 수 있고, 이로써 핸드피스의 썩백 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 핸드피스의 전체적인 구조를 단순화할 수 있고 크기를 줄일 수 있고, 상기 배기 조절부는 자유로운 탈착이 가능한바 필요에 따른 적절한 활용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 핸드피스를 도시한 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 배기 조절부의 작동 방식을 설명하기 위한 개념도들이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 핸드피스를 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 핸드피스(100)는 메인 본체부(110), 임펠러(120), 급기구(130), 배기구(140) 및 배기 조절부(150)를 포함한다.

상기 메인 본체부(110)는 상기 임펠러(120)가 실장되는 헤드부(112) 및 사용자가 치료 등의 시술시에 파지하는 부분에 해당되는 그립부(114)를 가진다. 상기 메인 본체부(110)의 상기 헤드부(112) 내부에는 후술할 상기 임펠러(120)가 수용될 수 있는 수용공간(112a)이 형성된다. 또한 상기 메인 본체부(110)에는 후술할 상기 급기구(130) 및 상기 배기구(140)가 관통되어 형성된다.

상기 메인 본체부(110)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 시술하고자 하는 대상이나 목적에 따라 이에 적합하도록 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 헤드부(112)는 상기 그립부(114)보다 다소 작게 형성될 수도 있다.

상기 임펠러(120)는 상기 메인 본체부(110)의 내부에 회전 가능하도록 수용된다. 구체적으로 상기 임펠러(120)는 상기 헤드부(112)의 수용공간(112a)에 수용되어 상기 급기구(130)로부터 제공되는 가압공기를 이용하여 일방향으로 회전하며, 상기 임펠러(120)에 연결된 절삭공구(122)에 회전력을 전달한다. 상기 임펠러(120)는 가압 공기에 의해 회전력을 발생할 수 있는 구조를 가진다.

상기 급기구(130)는 상기 메인 본체부(110)의 외부로부터 상기 수용공간(112a)까지 관통되어 형성된다. 상기 급기구(130)는 외부에서 제공되는 가압 공기를 상기 수용공간(112a)에 수용된 상기 임펠러(120)에 제공하는 통로의 역할을 한다.

상기 배기구(140)는 상기 급기구(130)와 마찬가지로 상기 메인 본체부(110)의 외부로부터 상기 수용공간(112a)까지 관통되어 형성된다. 상기 배기구(140)는 상기 급기구(130)로부터 상기 수용공간(112a)에 제공된 가압 공기가 배출되는 통로의 역할을 제공하며, 상기 급기구(130)와는 적절하게 이격되어 형성된다. 결과적으로, 상기 급기구(130)를 통해 제공된 가압 공기는 상기 임펠러(120)에 회전력을 제공하고 다시 상기 배기구(140)를 통해 외부로 배출된다.

상기 배기 조절부(150)는 상기 배기구(140)에 삽입되어 상기 배기구(140)로부터 배출되는 공기를 조절한다. 구체적으로, 상기 배기 조절부(150)는 배기관(152), 피스톤(154), 탄성부재(156) 및 커버부(158)를 포함한다.

상기 배기관(152)은 상기 배기구(140)에 밀착되어 삽입될 수 있는 직경을 가지며, 일정 길이를 가지는 관의 형상을 가진다. 상기 배기관(152)은 상기 배기관(152) 내부의 공기를 배출하기 위해 상기 배기관(152)의 측벽을 관통하는 복수 개의 배출홀들(152a)을 가진다.

상기 피스톤(154)은 상기 배기관(152)에 밀착되는 직경을 가지며 상기 배기관(152) 내부에 삽입된다. 따라서 상기 배기관(152) 내부의 공기는 상기 피스톤(154)에 의해 차단되며 상기 배출홀들(152a)을 통해서만 상기 배기관(152) 외부로 배출될 수 있게 된다.

상기 피스톤(154)의 일측에는 탄성 부재(156)가 배치된다. 구체적으로, 상기 탄성 부재(156)는 상기 피스톤(154)이 상기 배기구(140)를 마주하는 면과 반대하는 면에 배치된다. 따라서, 상기 탄성 부재(156)는 상기 피스톤(154)이 상기 배기구(140)에 가까울수록 이완되고 상기 배기구(140)로부터 멀어질수록 압축된다. 상기 탄성 부재(156)는 스프링을 포함한다. 다만, 상기 탄성 부재(156)는 스프링에 한정되는 것이 아니며, 압축 및 이완에 따라서 탄성력을 발생하는 부재이면 모두 적용이 가능하다.

상기 배기 조절부(150)는 상기 배기관(152)의 일측을 고정하는 커버부(158)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버부(158)는 상기 배기관(152)의 양측단 중 상기 배기구(140)에 삽입되지 않는 측단에 고정되어 상기 스프링(156)의 일측을 고정하는 역할을 한다.

상기 배기관(152)에 형성되는 상기 배출홀들(152a)은 상기 배기 조절부(150)의 탄성 부재(156)가 이완되어 있는 상태에서는 상기 피스톤(154)에 의해 폐쇄되며, 압축되어 있는 상태에서는 상기 피스톤(154)에 의해 개방되는 위치에 형성된다. 기본적으로, 상기 핸드피스(100)가 기본 결합된 상태에서는 상기 피스톤(154)은 상기 배출홀들(152a)을 폐쇄하는 위치에 배치되게 된다.

상기 탄성 부재(156)는 상기 배기구(140)로부터 배출되는 공기가 일정 이상의 압력을 가지는 경우에 압축되는 탄성 계수를 가진다. 예를 들면, 상기 탄성 부재(156)는 상기 핸드피스(100)가 일반적으로 작동되기 위한 압축 공기가 상기 급기구(130)로 제공되어 상기 배기구(140)로 배출되는 경우에 상기 배출 공기에 의해 압축될 수 있는 정도의 탄성 계수를 가진다. 따라서 일반적으로 상기 핸드피스(100)를 구동하는 경우에는 상기 탄성 부재(156)는 압축된 상태가 되며, 상기 피스톤(154)은 상기 배출홀들(152a)을 개방하는 위치에 배치되게 된다. 반대로, 상기 탄성 부재(156)는 상기 급기구(130)로 압축 공기의 제공이 차단되는 경우에는 다시 이완되는 탄성계수를 가진다. 따라서 상기 핸드피스(100)의 구동을 멈춘 경우에는 상기 탄성 부재(156)는 이완된 상태가 되며, 상기 피스톤(154)은 상기 배출홀들(152a)을 폐쇄하는 위치에 배치되게 된다. 상기 배기 조절부(150)의 작동 방식에 대해서는 이하 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 배기 조절부(150)는 상기 배기관(152)과 상기 배기구(140) 사이에서 공기가 새어나가지 않도록 하기 위한 오링 부재(159)를 더 포함할 수 있다. 상기 오링 부재(159)는 상기 배기관(152)이 상기 배기구(140)에 삽입시에 공기가 배출되지 않도록 상기 배기관(152)과 상기 배기구(140)가 밀착 결합되도록 한다.

상기 배기 조절부(150)는 상기 배기구(140)에 자유로이 탈착이 가능하다. 따라서 시술 환경이나 사용자의 필요에 따라 적절하게 탈착하여 사용할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 상기 배기 조절부(150)가 상기 배기구(140)에 탈착 가능한 것으로 기술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 배기 조절부(150)는 상기 배기구(140)에 일체로 고정되어 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 핸드피스는 일반적인 사용 환경에서 급기구로 가압 공기가 제공되는 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 개방하여 공기를 배출하고, 상기 가압 공기의 제공이 중단된 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 폐쇄하여 공기의 배출을 차단한다. 따라서, 가압 공기의 제공을 중단한 경우 배기 조절부에 의해 공기의 배출이 차단되는바, 상기 핸드피스의 메인 본체부 내부에 형성되는 음압의 형성을 방지할 수 있다. 따라서, 핸드피스의 썩백 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 핸드피스의 메인 본체부내에 별도의 배기 조절 장치를 구성하는 것이 아닌바, 전체적인 구조를 단순화할 수 있고 크기도 필요에 따라 최소화할 수 있다.

또한, 핸드피스의 메인 본체부내에 별도의 배기 조절 장치를 형성되는 경우에는 핸드피스를 여러 번 멸균 소독 처리를 하는 과정에서 상기 배기 조절 장치의 기능이 저하될 수밖에 없다. 그러나. 본 실시예에 따른 핸드피스는 배기 조절부의 자유로운 탈착이 가능한바, 핸드피스의 멸균 소독 작업 등 필요에 따라 적절히 활용할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 배기 조절부의 작동 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1 및 도 2a를 참조하면, 상기 핸드피스(100)가 작동하는 경우, 즉, 상기 급기구(130)를 통해 제공된 가압 공기가 상기 임펠러(120)를 거쳐 상기 배기구(140)로 배출되는 경우, 상기 배기구(140)로부터 빠져 나오는 공기는 상기 배기구(140)에 삽입된 상기 배기 조절부(150)의 배기관(152) 내부로 들어가게 된다. 상기 배기관(152) 내부로 주입된 공기는 상기 급기구(130)로 지속적으로 공급되는 가압 공기의 압력에 의해서 상기 피스톤(154)을 밀어내게 되고, 따라서 상기 탄성 부재(156)는 압축된다. 이 경우, 상기 피스톤(154)은 상기 배기관(152)의 배출홀들(152a)을 개방하게 되며, 상기 배기관(152) 내부로 주입된 공기는 상기 배출홀들(152a)을 통해 외부로 배출된다. 결과적으로 상기 핸드피스(100)의 작동시에는 상기 메인 본체부(110) 내부에서 가압 공기의 순환이 자연스럽게 이루어진다.

도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 핸드피스(100)의 작동을 중단하는 경우, 즉, 상기 급기구(130)로 가압 공기의 주입을 중단하는 경우, 상기 배기구(140)로부터 빠져 나오는 공기는 더 이상 상기 급기구(130)로 주입되는 가압 공기의 압력을 받지 못하게 되어 상기 피스톤(154)을 밀어낼 수 있는 압력을 유지하지 못한다. 따라서 상기 탄성 부재(156)는 탄성력에 의해 상기 피스톤(154)을 밀어내게 되고, 상기 피스톤(154)은 다시 원위치로 돌아가 상기 배기관(152)의 배출홀들(152a)을 폐쇄하게 된다. 이 경우, 상기 핸드피스(100) 내부의 공기는 더 이상 외부로 배출되지 않는 바, 상기 핸드피스(100) 내부에 음압은 발생하지 않게 된다. 따라서, 상기 핸드피스(100) 내부의 음압에 의한 썩백 현상을 즉각적이고 자연스럽게 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 핸드피스의 배기구에 배기 조절부를 형성함으로써, 급기구로 가압 공기가 제공되는 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 개방하여 공기를 배출하고, 상기 가압 공기의 제공이 중단된 경우에는 배기 조절부의 피스톤이 배출홀들을 폐쇄하여 공기의 배출을 차단할 수 있다. 따라서, 상기 핸드피스의 메인 본체부 내부에 형성되는 음압의 형성을 방지할 수 있고, 이로써 핸드피스의 썩백 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 핸드피스의 전체적인 구조를 단순화할 수 있고 크기를 줄일 수 있으며, 상기 배기 조절부의 자유로운 탈착이 가능한바 필요에 따른 적절한 활용이 가능하다.

본 발명은 의료용으로 인체의 치료에 사용되는 핸드피스에 적용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 핸드피스 110 : 메인 본체부
120 : 임펠러 130 : 급기구
140 : 배기구 150 : 배기 조절부
152 : 배기관 152a : 배출홀
154 : 피스톤 156 : 탄성 부재
158 : 커버부 159 : 오링 부재

Claims

메인 본체부;
상기 메인 본체부 내부에 회전 가능하게 수용된 임펠러;
상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공기를 공급하기 위한 급기구;
상기 메인 본체부에 형성되어 상기 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구; 및
상기 배기구에 삽입되어 상기 배기구로부터 배출되는 공기의 압력에 따라 상기 공기의 배출을 조절하는 배기 조절부를 포함하고,
상기 배기 조절부는 상기 배기구에 연결되며 공기를 배출하는 배출홀들이 형성된 배기관을 포함하며,
상기 배출홀들은 상기 임펠러에 공기가 공급되는 경우 개방되며 상기 임펠러에 공기의 공급이 중단되는 경우 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제1항에 있어서, 상기 배기 조절부는
상기 배기관에 삽입되는 피스톤; 및
상기 피스톤의 이동을 조절하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제2항에 있어서, 상기 탄성부재는
상기 임펠러에 공기가 공급되는 경우에는 상기 공급된 공기가 배출되는 힘에 의해 압축되어 상기 배출홀들을 개방하고,
상기 임펠러에 공기의 공급이 중단되는 경우에는 이완되어 상기 배출홀들을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
삭제
제3항에 있어서, 상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제1항에 있어서, 상기 배기 조절부는 상기 배기구에 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제6항에 있어서, 상기 배기 조절부는 상기 배기구 및 상기 배기관을 밀착시키기 위한 오링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드피스.