KR101323023B1

KR101323023B1 - 워터 스케일러

Info

Publication number: KR101323023B1
Application number: KR1020110115491A
Authority: KR
Inventors: 조성용; 이응기
Original assignee: 조성용
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-10-29
Also published as: KR20130050439A

Abstract

본 발명은 치간이나 치주에 존재하는 치태를, 맥동펌프에 의해 발생되는 고압수와 진동을 이용하여 치태를 제거할 수 있는 워터 스케일러에 관한 것이다.
본 발명의 워터 스케일러는 원수유입관으로부터 원수공급을 개폐하는 솔레노이드 밸브와; 상기 솔레노이드 밸브를 거쳐 유입되는 원수를 펌핑하기 위하여, 컨트롤러 제어신호에 의해 구동되는 왕복형 피스톤 형식의 모터와, 상기 모터와 연동하여 고압과 맥동을 발생시키는 맥동펌프와; 상기 맥동펌프와는 호스로 연결되고, 맥동펌프에 의해 압축된 고압수의 압력을 조절할 수 있고, 압력조절된 고압수를 오럴팁에 전달하며, 작업자가 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 핸드피스와; 상기 핸드피스 상단부에 결합되며, 결합을 위하여 기밀 및 결합부재를 구비한 오럴팁과; 상기 솔레노이드 밸브의 온오프와, 상기 핸드피스의 수압조절스위치의 제어신호를 받아 맥동펌프의 모터 회전수를 듀티비로 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 치태를 완벽하게 제거할 수 있으며, 치태제거 과정에 진동과 소음이 발생하지 않아 환자에게 안락함을 제공할 수 있다. 또한, 치과유니체어에 호환할 수 있는 장점을 가지고 있다.

Description

워터 스케일러{water scaler}

본 발명은 치간이나 치주에 존재하는 치태를, 맥동펌프에 의해 발생되는 고압수와 진동을 이용하여 치태를 제거할 수 있는 워터 스케일러에 관한 것이다.

치태는 치아 표면에 형성되는 무색의 세균막이다. 치태는 식사 후 구강 내에 남은 음식물 찌꺼기들과 타액에 함유되어 있는 단백질이 서로 엉키면서 치아표면에 막을 형성한 것이다.

치석(tartar)은 치태에 칼슘(CA)이 침착하여 생기는 것인데, 통상 몇 일간의 기간이 필요하다.

치석을 제거하는 종래의 스케일링(scaling)은 고속으로 회전하는 금속팁을 이용하여, 초음파 진동에 의한 떨림 현상으로 치석과 치태를 제거한다. 상기의 방법은 치아나 보철면에 침착된 치석이나 치태를 아무리 조심해서 제거한다고 해도 미세한 흠집(scratch)을 발생시키고, 그로 인해 치면이나 보철면이 거칠어져 이물질이 더 쉽게 부착되는 악영향을 가져오기도 한다.

특히, 치주가 나쁜 환자의 스케일링 후 과민증의 이유 중의 하나는 치아(노출된 치근)의 미세손상에 의한 것이라고 볼 수 있고, 상기 환자가 스케일링을 기피하는 이유가 되기도 한다.

치태는 부드러운 성상으로 치아와 쉽게 분리된다. 따라서, 칫솔과 치실 그리고 치간 칫솔로 쉽게 제거된다.

그러나 상기의 도구들이 접근하기 힘든 부분에서는 마땅한 기구가 없고, 치과에서 수작업으로 큐렛(curett)을 사용하여 제거하기도 하나, 역시 미세한 틈에 들어가기 힘들다.

상기의 치태를 제거하기 위해, 스케일링을 사용하는 것은 치아나 보철면의 스크레치도 문제지만, 환자들이 기피하는 소음을 듣게 함으로서, 치과진료를 기피하는 악영향을 가져온다.

치아 사이의 이물질을 세정할 수 있는 종래 다양한 형태의 구강 세정기를 개시하면, 종래 구강 세정기는 칫솔이나 칫솔보다 간편하고 신속하며 효율적으로 치아를 세정할 수 있다. 종래의 구강 세정기 중에서 단순하게 수돗물을 수압으로 세정하는 발명(공개실용신안 KR 20-2010-0010660), 칫솔에 수돗물을 공급하여 세정하는 발명(등록실용신안 KR 20-0374492), 그리고 수돗물에 공기를 함께 이용하는 발명(등록특허 KR 10-0969517)은 치아와 잇몸사이에 끼여 있는 이물질을 세정하는데는 어느 정도 효과를 볼 수는 있지만, 구강내에 존재하여 치주질환을 일으키거나 냄새를 유발하는 세균과 충치를 유발하는 충치균, 그리고 치석의 원인물질을 효과적으로 세정하지는 못하는 실정이다.

상기와 같이 이물질 뿐만 아니라 치태를 제거하고자, 수돗물을 이온수로 전환하여 본체에 부착된 펌프에 의해 강제로 펌핑된 고압의 이온수를 노즐을 통해 분사함으로써 구강 내부에 치태를 세정하는 발명(공개특허 KR 10-2010-0069784)과 공고압의 CO2가스와 같은 가압가스 공급원을 이용하여 치태 제거용 액체를 고압분사하여 세정하는 발명(공개특허 10-2009-0037953) 등이 개시되어 있다.

그러나, 상기의 발명은 치간의 이물질을 제거, 구강 내에 존재하는 치태 및 치석의 원인물질을 효과적으로 세정할 뿐만 아니라, 기존의 치과장비에 호환될 수 있는 워터 스케일러가 필요하다.

1. KR 20-2010-0010660, '구강 세정기', 2010.10.29. 2. KR 20-0374492, '착탈이 가능한 샤워식 치솔장치', 2005.01.20. 3. KR 10-0969517, '물과 공기를 이용한 가정용 치아 세정기', 2010.07.05. 4. KR 10-2010-0069784, '이온수 구강 세정기', 2010.06.25. 5. KR 10-2009-0037953, '액체 치간 세정기', 2009.04.16.

종래의 기술은 치아와 잇몸사이에 끼여 있는 이물질을 세정하는데는 어느 정도 효과를 볼 수는 있지만, 구강내에 존재하며 치주질환을 일으키거나, 냄새를 유발하는 세균과 충치를 유발하는 충치균, 그리고 치석의 원인물질을 효과적으로 세정하지는 못하는 실정이다.

따라서, 치간의 이물질을 제거, 구강 내에 존재하는 치태 및 치석의 원인물질을 효과적으로 세정할 뿐만 아니라, 기존의 치과장비에 호환될 수 있는 워터 스케일러가 필요하다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 워터 스케일러는 원수유입관으로부터 원수공급을 개폐하는 솔레노이드 밸브와; 상기 솔레노이드 밸브를 거쳐 유입되는 원수를 펌핑하기 위하여, 컨트롤러 제어신호에 의해 구동되는 왕복형 피스톤 형식의 모터와, 상기 모터와 연동하여 고압과 맥동을 발생시키는 맥동펌프와; 상기 맥동펌프와는 호스로 연결되고, 맥동펌프에 의해 압축된 고압수의 압력을 조절할 수 있고, 압력조절된 고압수를 오럴팁에 전달하며, 작업자가 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 핸드피스와; 상기 핸드피스 상단부에 결합되며, 결합을 위하여 기밀 및 결합부재를 구비한 오럴팁과; 상기 솔레노이드 밸브의 온오프와, 상기 핸드피스의 수압조절스위치의 제어신호를 받아 맥동펌프의 모터 회전수를 듀티비로 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 워터 스케일러는, 상기 핸드피스에 있어서, 저면부에 맥동펌프로부터 유입되는 호스와 연결되며, 상단부는 오럴팁과 연결되어 오럴팁에 고압수를 공급하며, 상기 핸드피스의 측면부에, 워터 스케일러의 전원을 온오프 할 수 있는 전원스위치와; 상기 모터 회전수를 제어할 수 있는 수압조절 스위치와; 워터 스케일러의 작동정보를 제공하는 디스플레이와; 상단부에는 오럴팁과 연결되는 연결부재를 포함하며, 작업자가 쉽게 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 것을 특징으로 하는 핸드피스를 제공한다.

마지막으로, 상기 오럴팁은, 구강위생을 위하여, 개별환자에게만 사용되는 1회용 오럴팁으로, 고압으로 분사되는 고압수로 인하여 작업자와 환자에게 비산되는 것을 방지하는 비산방지커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 치태를 완벽하게 제거할 수 있으며, 치태제거 과정에 진동과 소음이 발생하지 않아 환자에게 안락함을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 단일제품으로도 구성가능하나, 치과진료에 많이 사용되는 치과유니체어에 호환할 수 있는 장점을 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 사시도
도 2는 핸드피스(50)와 오럴 팁(60)의 내부 구성도
도 3은 컨트롤러(40)의 제어 흐름도
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예의 사시도

종래의 기술은 치아와 잇몸 사이에 끼여 있는 이물질을 세정하는데는 어느 정도 효과를 볼 수는 있지만, 구강 내에 존재하여 치주질환을 일으키거나 냄새를 유발하는 세균과 충치를 유발하는 충치균, 그리고 치석의 원인물질을 효과적으로 세정하지는 못하는 실정이다.

치아나 보철물을 세척하기 위해 3웨이-세척기(3way syringe)를 사용하고 있지만, 상기 3웨이-세척기(3way syringe)에 적용되는 수압으로는 치태를 완벽하게 제거할 수 없다.

치과진료 환자들에게 두려움의 대상인, 기존의 스케일러가 가지고 있는 전동기구의 소음을 배제하고, 치태나 음식물 찌꺼기를 치아나 보철면에서 쉽게 제거할 수 있는 장치가 필요하다.

본 발명의 워터 스케일러(water scaler)는 맥동펌프로 인해 분당 1,500번의 진동과 3웨이-세척기(3way syringe)보다 고압의 물이 분사되므로 치아나 보철물에 부착된 이물질과 치태를 효과적으로 제거할 수 있다. 아울러, 치아나 보철물에 스크레치를 발생하지 않으며, 소음이 발생하지 않아 환자에게 편안함을 제공함으로서 스케일러와 3웨이-세척기(3way syringe)의 단점을 해결해주는 하나의 솔루션이 될 수 있다.

따라서, 기존 초음파나 전동 스케일러는 치석이나 착색 제거에 효과적이고, 본 발명의 워터 스케일러는 치태의 제거와 이물질 제거에 사용하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 사시도이며, 도 2는 핸드피스(50)와 오럴 팁(60)의 내부 구성도이며, 도 3은 컨트롤러(40)의 제어 흐름도를 나타낸 것이다.

본 발명의 워터 스케일러는, 원수유입관(10)으로부터 원수공급을 개폐하는 솔레노이드 밸브(20)와; 상기 솔레노이드 밸브(20)를 거쳐 유입되는 원수를 펌핑하기 위하여, 컨트롤러(40) 제어신호에 의해 구동되는 왕복형 피스톤 형식의 모터(31)와, 상기 모터(31)와 연동하여 고압과 맥동을 발생시키는 맥동펌프(30)와; 상기 맥동펌프(30)와는 호스로 연결되고, 맥동펌프(30)에 의해 압축된 고압수의 압력을 조절할 수 있고, 압력조절된 고압수를 오럴팁(60)에 전달하며, 작업자가 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 핸드피스(50)와; 상기 핸드피스(50) 상단부에 결합되며, 결합을 위하여 기밀 및 결합부재(63)를 구비한 오럴팁(60)과; 상기 솔레노이브 밸브(20)의 온오프와, 상기 핸드피스(50)의 수압조절스위치(52)의 제어신호를 받아 맥동펌프(30)의 모터(31) 회전수를 듀티비로 제어하는 컨트롤러(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

원수를 공급받는 원수유입관(10)에는 한개 이상의 필터(11)을 설치하여 원수와 함께 유입될 수 있는 이물질을 제거하는 것이 바람직하다.

상기 필터(11)와 맥동펌프(30)사이에 원수공급을 제어하는 밸브가 있는 것이 바람직하다.

원수가 가지고 있는 압력이 존재함으로 워터 스케일러가 작동하지 않을 경우에는 원수를 차단해야할 필요가 있다. 따라서, 워터 스케일러로 공급되는 원수를 온오프할 수 있는 밸브가 필요하며, 본 발명에서는 수동차단 밸브보다는 컨트롤러(40)에서 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)(20)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 솔레노이드 밸브(20)의 작동은 핸드피스(50)의 전원스위치에 온오프(on-off) 제어신호에 의해 컨트롤러(40)을 거쳐, 상기 컨트롤러(40)에 의해 온오프된다.

상기 맥동펌프(pulsation pump)(30)는 컨트롤러(40)의 제어신호에 의해 구동되는 모터(31)과; 상기 모터(31)과 결합되며, 왕복형 피스톤 압축형태이며, 상기 모터(31)와 연동하여 원수유입관(10)으로 유입되는 원수를 압축하여 고압과 맥동을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

통상적으로, 왕복형 피스톤 유압펌프는 작동형식상 맥동이 쉽게 발생한다. 본 발명에서는 상기의 맥동을 이용하여, 고압으로 분사되는 물에 고주파수의 진동을 발생시킴으로서, 치간이나 보철물 틈새에 있는 치태를 쉽게 제거할 수 있다.

본 발명에서는 분당 1,500번의 진동이 발생되도록 맥동펌프(30)을 구성한다. 이는 워터 스케일러의 고압으로 분사되는 물에 맥동으로 인한 충격으로 치태 제거에 효과적이다.

본 발명에서는 치태를 제거할 경우, 시술자의 경험을 바탕으로 한 다양한 수압조절이 가능하다. 상기 맥동펌프(30)는 핸드피스(50)의 수압조절스위치(52)의 수압조절 업다운(up-down) 제어신호에 의해 컨트롤러(40)에서 맥동펌프(30)의 모터(31)의 회전수를 제어하면서, 오럴팁(60)으로 부터 분사되는 수압을 조절한다.

본 발명에서는 수압조절을 0 ~ 100단계로 미세한 제어가능하다. 상기의 미세제어가 가능한 것은 컨트롤러(40)에서 맥동펌프(30)을 구동하는 모터(31)의 회전수를 제어하며, 상기 펌프(31)로 인가되는 제어신호 듀티비(duty ratio)로 제어하기 때문이다.

상기 듀티비 제어는 주기적 스위칭 동작을 하는 반도체 스위칭 소자에서 1주기에 대한 도통구간의 비율로 제어하다. 따라서, 종래의 전압이나 전류의 세기로 모터(31)를 제어할 경우 미세조정이 어렵지만, 모터(31)의 회전수 제어를 듀티브로 제어할 경우 미세조정이 가능하다.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예의 사시도이다. 도 4는 도 1에 솔레노이드 밸브(20)와 맥동펌프(30) 사이에 서지탱크(32)를 더 추가한 것을 특징으로 한다.

상기 서지탱크(32)는 솔레노이드 밸브(20)을 거쳐 유입되는 원수로부터 충분한 유량을 확보하는 것이 목적이다. 상기 솔레노이드 밸브(20)를 통과한 원수는 서지탱크(32)에 저장된다. 상기 서지탱크(surge tank)는 맥동펌프(30)가 작동직후 원수의 공급이 원할하지 않을 경우를 대비하고, 맥동펌프(30)가 일시정지하거나 멈춤경우, 역류로 인한 배관내 압력상승을 방지하는 기능을 동시에 가진다.

도 2는 핸드피스(50)와 오럴 팁(60)의 내부 구성도이다. 도 2에 나타낸 것과 같이 핸드피스(50)는, 저면부에 맥동펌프(30)로부터 유입되는 호스와 연결되며, 상단부는 오럴팁(60)과 연결되어 오럴팁(60)에 고압수를 공급하며, 상기 핸드피스(50)의 측면부에, 워터 스케일러의 전원을 온오프 할 수 있는 전원스위치(51))와; 상기 모터(31) 회전수를 제어할 수 있는 수압조절 스위치(52)와; 상기 전원스위치(51)와 수압조절 스위치(52)의 조작으로 워터 스케일러의 작동정보를 제공하는 디스플레이(53)와; 상단부에는 오럴팁(60)과 연결되는 연결부재(54)를 포함하여, 작업자가 쉽게 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

상기 핸드피스(50)는 그립감을 개선하기 위하여 인체공학적인 유선형으로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 오럴팁(60)은 중공형상으로 단축수축관으로 최종적으로 물을 분사는 노즐팁(62)은 직경이 매우 작다. 치간과 보철물의 틈새의 치태를 제거할 목적이므로, 작업환경을 고려하여 오럴팁(60)은 가늘고 길며, 노즐팁(62)은 측면으로 기울어진 형상이 바람직하다.

상기 오럴팁(60)은 구강위생을 위하여, 1회용으로 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 핸드피스(50)의 연결부재(54)와 쉽게 탈거할 수 있는 기밀 및 결합부재(63)가 필요하다. 따라서, 오링을 별도 결합하는 구조보다는 오링을 포함하는 기밀 및 결합부재(63)이 바람직하여, 핸드피스(50)의 홈이 있는 연결부재(54)와 걸림턱이 있는 오럴팁(60)의 기밀 및 결합부재가 바람직하다.

상기 오럴팁(60)은 고압으로 분사되는 고압수로 인하여 작업자와 환자에게 비산되는 것을 방지하는 비산방지커버(61)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비산방지커버(61)는 작업자가 작업상태를 볼 수 있도록 투명재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도 3은 컨트롤러(40)의 제어 흐름도를 나타낸 것이다.

상기 컨트롤러(40)는 핸드피스(50)의 전원스위치(51)와 수압조절스위치(52)의 제어신호를 받아, 솔레노이드 밸브(20)을 온오프하며, 설정 수압을 형성할 수 있는 펌프(31)의 회전수를 결정한다.

상기 펌프(31)의 결정된 회전수는 펌프(31)로 인가되는 전압이나 전류의 제어신호 듀티비(duty ratio)로 제어하는 것을 특징으로 한다.

워터 스케일러의 작업상태의 실시간 정보는 핸드피스(50)의 디스플레이(53)에 나타낸다.

상기 컨트롤러(40)은 PCB보드(printed circuit board)로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 구성이 단일 제품군으로 활용할 경우에는, 핸드피스(50)의 디스플레이(53)와 결합된 하니콤으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 바람직한 작동방법을 설명하면 하기와 같다.

작업자는 1회용 오럴팁(60)을 핸드피스(50) 상단에 결합한다. 상기 작업 후, 작업자는 핸드피스(50) 측면부에 있는 전원스위치(51)를 온(on)한다.

상기 전원스위치(51)의 신호은 컨트롤러(40)에 전달되고, 상기 컨트롤러(40)은 솔레노이드 밸브(20) 작동 신호를 인가한다.

상기 솔레노이드 밸브(20)은 컨트롤러(40)의 신호에 의해 작동하여 원수유입관(10)을 개방하여, 맥동펌프(30) 또는 서지탱크(32)에 원수를 공급한다.

도 4에서와 같이 서지탱크(32)가 있는 경우, 상기 서지탱크(32)에 일정량의 유량이 확보되는 그 결과를 컨트롤러(40)에 전송한다. 상기 컨트롤러(40)은 서지탱크의 신호를 받아 핸드피스(50)의 디스플레이(53)에 준비완료됨을 표시한다.

작업자는 준비완료됨을 인지한 후, 수압조절스위치(52)를 조작하여 수압을 조절한다.

상기 수압조절스위치(52)의 신호를 받아 컨트롤러(40)은 설정 수압을 형성할 수 있는 모터회전수를 결정하여, 모터(31)에 제어신호를 인가한다.

상기 모터(31)은 컨트롤러(40)의 신호에 의해 회전하며, 상기 모터(31)의 구동으로 인해 맥동펌프(30)은 고압과 맥동을 형성하여, 핸드피스(50)를 거쳐고, 오럴팁(60)을 통과하며 분사된다.

이때, 작업자는 치간이나 보철물에 부착된 이물질과 치태를 제거한다.

그리고, 워터 스케일러의 실시간 작업상태 및 환경을 핸드피스(50)의 디스플레이(53)에 나타낸다.

본 발명의 구성은 단일 제품군으로도 가능하지만, 치과 진료시 많이 사용되는 치과 유니체어에 호환하여 사용할 수 있는 특징을 가진다. 즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 솔레노이드 밸브(20), 맥동펌프(30) 및 컨트롤러(40)는 치과 유니체어에 삽입되고, 상기 치과 유니체어에서 인출되는 호스를 오럴팁(60)과 결합된 핸드피스(50)를 연결하는 구조가 바람직하다.

10: 원수유입관, 11: 필터(filter), 20: 솔레노이드 밸브(solenoid valve), 30: 맥동펌프(pulsation pump), 31: 모터, 32:서지탱크(surge tank), 40: 컨트롤러, 50: 핸드피스, 51: 전원스위치, 52: 수압조절스위치, 53: 디스플레이, 60: 오럴팁, 61: 비산방지커버, 62: 노즐팁, 63: 기밀 및 결합부재

Claims

원수유입관(10)으로부터 원수공급을 개폐하는 솔레노이드 밸브(20)와;
상기 솔레노이드 밸브(20)를 거쳐 유입되는 원수를 펌핑하기 위하여, 컨트롤러(40) 제어신호에 의해 구동되는 왕복형 피스톤 형식의 모터(31)와;
상기 모터(31)와 연동하여 고압과 맥동을 발생시키는 맥동펌프(30)와;
상기 맥동펌프(30)와는 호스로 연결되고, 맥동펌프(30)에 의해 압축된 고압수의 압력을 조절할 수 있고, 압력조절된 고압수를 오럴팁(60)에 전달하며, 작업자가 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 핸드피스(50)와;
상기 핸드피스(50) 상단부에 결합되며, 결합을 위하여 기밀 및 결합부재(63)를 구비한 오럴팁(60)과;
상기 솔레노이브 밸브(20)의 온오프와, 상기 핸드피스(50)의 수압조절스위치(52)의 제어신호를 받아 맥동펌프(30)의 모터(31) 회전수를 듀티비로 제어하는 컨트롤러(40)를 포함하되,
상기 핸드피스(50)는, 저면부에 맥동펌프(30)로부터 유입되는 호스와 연결되며, 상단부는 오럴팁(60)과 연결되어 오럴팁(60)에 고압수를 공급하며,
상기 핸드피스(50)의 측면부에, 워터 스케일러의 전원을 온오프 할 수 있는 전원스위치(51)와;
상기 모터(31) 회전수를 제어할 수 있는 수압조절 스위치(52)와;
워터 스케일러의 작동정보를 제공하는 디스플레이(53)와;
상단부에는 오럴팁(60)과 연결되는 연결부재(54)를 포함하여, 작업자가 쉽게 작업할 수 있는 손잡이 역할을 하는 것을 특징으로 하는 워터 스케일러
제 1항에 있어서,
상기 오럴팁(60)은,
구강위생을 위하여, 개별환자에게만 사용되는 1회용 오럴팁(60)으로, 고압으로 분사되는 고압수로 인하여 작업자와 환자에게 비산되는 것을 방지하는 비산방지커버(61)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 스케일러.
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