KR101344304B1 - 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핸드피스 구동시 사용되는 콤프레서의 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시켜 냉각시스템으로도 사용함으로써 인공치아 또는 보철물을 제작할 때 작업성과 편리성을 개선한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스에 관한 것이다.
본 발명은, 후단에 냉각공기생성부를 구비한 치과기공용 핸드피스에 있어서, 냉각공기 생성부는, 일측이 오픈(open)된 입구부를 구비하며, 다른 일측은 더운공기 배출구를 제외하고는 막혀있으며, 통형을 이루는 와류형성부 하우징; 상기 와류형성부 하우징내에 내삽되며, 와류공기 노즐을 구비하는 와류형성 링; 와류형성부 하우징의 입구부를 커버하도록 이루어지되, 중앙에 찬공기 배출부를 구비하는 와류형성부 커버;를 포함하여 이루어지되, 와류형성부 하우징의 통의 일측에는 상온 압축공기를 투입하는 상온압축공기투입부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스{Dental handpiece cooling by low temperature air}

본 발명은 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스에 관한 것으로, 보다 상세히는 핸드피스 구동시 사용되는 콤프레서의 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시켜 냉각시스템으로도 사용함으로써 인공치아 또는 보철물을 제작할 때 작업성과 편리성을 개선한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스에 관한 것이다.

일반적으로, 치과용 핸드피스는 치과에서 치아를 갈아내는데 사용하는 필수품으로서, 인공 치아의 가공시에도 필수적으로 사용된다.

핸드피스의 구동원은 콤프레서에서 공급되는 압축공기로서 보통 2.5-3.0Kg/cm2의 압력으로 사용되며, 내부에 공기 공급 관과 공기 유도 노즐, 회전력을 발생하는 임펠러, 회전축인 스핀들 척, 그리고 베어링등 구동관련 부품과 기구를 구성하는 바디로 이루어진다.

치과 기공용으로 사용되는 재료는 금, 은, 티타늄, 아말감 등의 금속과 포셀린, 지르코니아 등의 쎄라믹 등이 사용되고 있으며, 특히 선진국을 중심으로 임플란트 시술과 인공 치아 또는 보철물의 심미적 중요성이 두드러져 지르코니아의 사용이 크게 증가 되고 있다.

지르코니아는 내마모성이 뛰어난 생체 적합형 소재로 널리 알려져 있으며, 금속과는 달리 열에 취약하여 가공할 때 반드시 냉각이 필요함. 이에 인공 치아 또는 임플란트에 사용되는 어버트먼트나 임플란트도 지르코니아를 사용하는 경우가 증가하고 있어 치과 기공용 핸드피스에의 냉각시스템을 필요로 한다.

도 1은 종래의 물 분사방식의 핸드피스의 일예를 나타낸다.

일반적으로 사용되는 핸드피스 냉각방법은 물분사 방식으로 냉각성능이 우수한 반면에 물사용에 따른 불편함이 있다. 예를 들면 물탱크와 공급해 주는 관련 부품들이 필요하며, 물 분사 시, 시야를 가린다는 점, 물로 인해 작업 주변이 더렵혀 진다는 점이 큰 단점이다.

따라서 본 발명은 기공용 고속 핸드피스기구의 냉각시스템으로 -10℃이하 찬 공기를 사용함으로써 인공치아 또는 보철물을 제작할 때 작업성과 편리성을 개선한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스를 제안한다.

본 발명은 핸드피스 구동에 사용되는 콤프레서의 압축공기를 사용, 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시킴으로써 이를 핸드피스 기구에 내장 또는 외장 가능한 공기냉각 시스템으로 적용하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 핸드피스 구동시 사용되는 콤프레서의 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시켜 냉각시스템으로도 사용함으로써 인공치아 또는 보철물을 제작할 때 작업성과 편리성을 개선한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 임플란트등 치과 보철용 지르코니아 세라믹 가공물의 가공시, 과열로 인한 미세균열(Micro-Crack) 방지하며, 시스템이 보다 단순화가 가능하며, 물분사로 인한 가공물의 시야가림이 없는 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제를 해결하기위해, 본 발명의 치과기공용 핸드피스는, 후단에 냉각공기생성부를 구비한 치과기공용 핸드피스에 있어서, 냉각공기 생성부는, 와류공기 노즐을 구비한 와류형성 링을 구비하여, 고압의 상온 압축공기를 공급하고, 내부 공기와류가 형성되되 형성된 와류의 중간부에 저온의 찬 공기가 모이고, 모인 찬 공기를 찬공기 배출부로 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 후단에 냉각공기생성부를 구비한 치과기공용 핸드피스에 있어서, 냉각공기 생성부는, 일측이 오픈(open)된 입구부를 구비하며, 다른 일측은 더운공기 배출구를 제외하고는 막혀있으며, 통형을 이루는 와류형성부 하우징; 상기 와류형성부 하우징내에 내삽되며, 와류공기 노즐을 구비하는 와류형성 링; 와류형성부 하우징의 입구부를 커버하도록 이루어지되, 중앙에 찬공기 배출부를 구비하는 와류형성부 커버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 저온 공기냉각방식을 적용하는 치과기공용 핸드피스에 있어서, 볼택스 구조로 이루어지며, 상온압축공기투입부, 더운공기 배출관, 찬공기 배출부를 구비하는 냉각공기 생성부를 포함하며, 상기 찬공기 배출부와 연결된 통로를 통해 치과기공용 핸드피스의 앞단에서 친공기를 배출하도록 이루지며, 상기 더운공기 배출관은 더운공기를 배출하되, 상기 더운공기 배출관은 상기 냉각공기 생성부의 후단에 연설되어 있으며, 상기 더운공기 배출관의 후단에는 니들밸브 조절부가 구비되어 더운공기 배출을 조절하는 것을 특징으로 한다.

니들밸브 조절부는, 니들밸브의 하단 외측에 나사산을 구비하고, 더운공기 배출관의 후단의 내측의 나사산을 구비하며, 상기 니들밸브의 하단 외측에 나사산과 더운공기 배출관의 후단의 내측의 나사산의 결합을 조절함에 의해 더운공기의 배출을 조절한다.

와류형성 링은 2개의 와류공기 노즐을 구비하되, 2개의 와류공기 노즐은 서로 좌우 대칭되는 위치에 구비되며, 와류형성부 하우징의 통의 일측에는 상온 압축공기를 투입하는 상온압축공기투입부를 구비한다.

상온 압축공기는 3Kg/cm2 이상이며, 찬공기 배출부로 배출되는 찬공기는 -10℃이하이다.

찬공기 배출구의 반경은 더운공기 배출관의 반경보다 작으며, 와류공기노즐의 반경이 찬공기 배출구의 반경보다 더 작도록 이루어진다.

더운공기 배출관의 반경은 3.0mm이고, 와류공기노즐의 반경은 0.7mm이고, 찬공기 배출구의 반경은 1.0mm인 것이 바람직하다.

본 발명의 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스에 따르면, 핸드피스 구동시 사용되는 콤프레서의 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시켜 냉각시스템으로도 사용함으로써 인공치아 또는 보철물을 제작할 때 작업성과 편리성이 개선된다.

본 발명은 임플란트등 치과 보철용 지르코니아 세라믹 가공물의 가공시 과열로 인한 미세균열(Micro-Crack) 방지하며, 기존의 물 분사 냉각방식대비 물탱크와 관련 부품등 시스템 단순화가 가능하며, 물분사로 인한 가공물의 시야가림이 없어 정밀작업이 가능하며, 청결한 작업환경 제공한다.

본 발명은 저온 공기 냉각시스템의 적정 냉각공기 온도와 유량을 선정함으로써 공기 냉각식 핸드피스 성능을 규격화할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스의 구성을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 3는 도 2의 냉각공기생성부를 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4은 도 2의 냉각공기생성부의 저온 냉각 공기 생성원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 도 2의 냉각공기생성부의 유로 크기를 설명하기위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스의 공기 유로를 설명하기 위한 설명도이다,

이하 본 발명의 일실시예에 의한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스의 구성 및 구동방법을 도면을 참조 하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스의 구성을 개략적으로 설명하는 설명도로, 니들밸브(50), 니들밸브 조절부(100), 더운공기 배출관(200), 냉각공기생성부(300), 찬공기 배출부(340), 상온압축공기투입부(380)을 포함하여 이루어진다.

니들밸브(50)는 치아를 가공하는 니들(더운공기 배출관(200))의 공기 흐름을 조절하는 밸브이다.

니들밸브 조절부(100)는 니들밸브를 전후로 움직일 수 있도록 이루어진 수단으로, 니들밸브(50)를 나사에 의해 전후로 움직임에 의해 더운공기를 배출할 수 있다.

더운공기 배출관(200)은 냉각공기생성부(300)에서 생성된 더운 공기를 니들밸브(50)쪽으로 전송한다.

냉각공기생성부(300)는 콤프레서의 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 -10℃이하 저온 냉각용 공기로 변환시키는 수단이다. 즉, 고압의 상온 압축공기를 공급하면 내부 공기와류가 형성되어 와류 중간에 저온의 찬 공기가 모이고, 바깥으로 더운 공기가 나뉘어지게 되며, 이때 내부 중심부에 모인 찬 공기를 모아 핸드피스 냉각용 공기로 사용된다. 냉각공기생성부(300)는 그 내측에, 후술되는 공기 와류형성부(400)등을 포함하여, 찬공기를 생성하며, 일단은 더운공기를 배출되는 더운공기 배출관(200)과 연결되며, 다른 일단은 찬공기 배출부(340)와 연결되고, 상측은 상온 압축투입부(38)가 위치된다. 즉, 냉각공기 생성부는 볼택스 구조로 이루어지며, 상온압축공기투입부, 더운공기 배출관, 찬공기 배출부를 구비한다.

도 3는 도 2의 냉각공기생성부를 개략적으로 설명하기 위한 구성도이고, 도 4은 도 2의 냉각공기생성부의 저온 냉각 공기 생성원리를 설명하기 위한 설명도이고, 도 5는 도 2의 냉각공기생성부의 유로 크기를 설명하기위한 설명도이다.

도 3에서와 같이 냉각공기생성부(300)은 와류형성부 하우징(420), 와류형성 링(440), 와류공기 노즐(480), 와류형성부 커버(460)를 포함하여 이루어진다.

와류형성부 하우징(420)는 일측이 오픈되고 다른 일측이 막혀있는 통형 구조를 이루며, 막힌 외측 바닥의 중앙에 더운공기 배출구를 구비하며, 오픈된 입구의 내측에 나사산을 구비하여, 와류형성부 커버(460)의 외측에 있는 나사산과 결합할 수 있도록 이루어지며, 와류형성부 하우징(420)의 내측에는 와류형성 링(440)이 장착된다. 와류형성부 하우징(420)의일단은 더운공기 배출관(200)과 연결된 관에 연결되어 있다.

와류형성 링(440)은 와류형성부 하우징(420)에 내삽되며, 2개의 와류공기 노즐(480)을 좌우 대칭되는 위치에 구비한다.

와류형성부 커버(460)는 외측에 나사산을 구비하여 와류형성부 하우징(420)과 결합하도록 이루어지며, 그 일단에는 찬공기 배출부(340)가 형성되어 있다. 즉, 와류형성부 하우징의 입구부를 커버하도록 이루어지되, 중앙에 찬공기 배출부를 구비한다.

저온 냉각 공기 생성 원리는 볼텍스 튜브와 같은 원리로, 도 4에서와 같이, 냉각공기생성부는 고압(3Kg/cm2 이상)의 상온 압축공기를 공급하면(녹색 화살표) 내부 공기와류가 형성되어 와류 중간에 저온의 찬 공기가 모이고, 바깥으로 더운 공기가 나뉘어지게 된다. 이때 내부 중심부에 모인 찬 공기를 모아 핸드피스 냉각용 공기로 사용한다. 이렇게 함으로써, 본 발명은 인공 치아용 쎄라믹 보철물 가공 시 미세균열 발생방지를 위한 저온(-10℃이하) 압축공기냉각방식을 치과 기공용 핸드피스 적용한 것이다.

도 5에서와 같이 찬공기 배출구(340)는 더운공기 출구인 더운공기 배출관(200)의 반경보다 작다. 찬공기 배출구의 반경(340)보다 와류공기노즐(480)의 반경이 더 작다. 바람직하게는 더운공기 출구인 더운공기 배출관(200)의 반경은 약 3.0mm이고, 와류공기노즐(480)의 반경은 약0.7mm이고, 찬공기 배출구(340)의 반경은 약1.0mm인 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 저온 공기냉각방식 치과기공용 핸드피스의 공기 유로를 설명하기 위한 설명도이다,

상온압축공기투입부(380)와 연결된 튜브를 통해 상온압축공기가 투입되면, 냉각공기생성부(300)에 찬 공기를 생성하며, 생성된 찬공기는 찬공기 배출부(340)와 연결되며, 핸드피스 앞단까지 장착된 통로를 통해 찬공기를 배출하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

50: 니들밸브 100: 니들밸브 조절부
200: 더운공기 배출관 300: 냉각공기생성부
340: 찬공기 배출부 380: 상온압축공기투입부
420: 와류형성부 하우징 440: 와류형성 링
460: 와류형성부 커버 480: 와류공기 노즐

Claims (13)

1. 후단에 냉각공기생성부를 구비한 치과기공용 핸드피스에 있어서,
   냉각공기 생성부는, 와류공기 노즐을 구비한 와류형성 링을 구비하여, 고압의 상온 압축공기를 공급하고, 내부 공기와류가 형성되되 형성된 와류의 중간부에 저온의 찬 공기가 모이고, 모인 찬 공기를 찬공기 배출부로 출력하여, 치과기공용 핸드피스 냉각용 공기로 사용되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
2. 후단에 냉각공기생성부를 구비한 치과기공용 핸드피스에 있어서,
   냉각공기 생성부는,
   일측이 오픈(open)된 입구부를 구비하며, 다른 일측은 더운공기 배출구를 제외하고는 막혀있으며, 통형을 이루는 와류형성부 하우징;
   상기 와류형성부 하우징내에 내삽되며, 와류공기 노즐을 구비하는 와류형성 링;
   와류형성부 하우징의 입구부를 커버하도록 이루어지되, 중앙에 찬공기 배출부를 구비하는 와류형성부 커버;
   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
3. 저온 공기냉각방식을 적용하는 치과기공용 핸드피스에 있어서,
   볼택스 구조로 이루어지며, 상온압축공기투입부, 더운공기 배출관, 찬공기 배출부를 구비하는 냉각공기 생성부를 포함하며,
   상기 찬공기 배출부와 연결된 통로를 통해 치과기공용 핸드피스의 앞단에서 친공기를 배출하도록 이루지며,
   상기 더운공기 배출관은 더운공기를 배출하되, 상기 더운공기 배출관은 상기 냉각공기 생성부의 후단에 연설되어 있으며,
   상기 더운공기 배출관의 후단에는 니들밸브 조절부가 구비되어 더운공기 배출을 조절하는 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한항에 있어서,
   냉각공기 생성부는, 와류공기 노즐을 구비한 와류형성 링을 구비하며, 고압의 상온 압축공기를 공급하고, 내부 공기와류가 형성되되 형성된 와류의 중간부에 저온의 찬 공기가 모이고, 모인 찬 공기를 찬공기 배출부로 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
5. 제1항에 있어서,
   냉각공기 생성부는,
   일측이 오픈(open)된 입구부를 구비하며, 다른 일측은 더운공기 배출구를 제외하고는 막혀있으며, 통형을 이루는 와류형성부 하우징;
   와류형성부 하우징의 입구부를 커버하도록 이루어지되, 중앙에 찬공기 배출부를 구비하는 와류형성부 커버;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
6. 제3항에 있어서,
   니들밸브 조절부는
   니들밸브의 하단 외측에 나사산을 구비하고,
   더운공기 배출관의 후단의 내측의 나사산을 구비하며,
   상기 니들밸브의 하단 외측에 나사산과 더운공기 배출관의 후단의 내측의 나사산의 결합을 조절함에 의해 더운공기의 배출을 조절하는 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
7. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
   와류형성 링은 2개의 와류공기 노즐을 구비하되, 2개의 와류공기 노즐은 서로 좌우 대칭되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
8. 제2항에 있어서,
   와류형성부 하우징의 통의 일측에는 상온 압축공기를 투입하는 상온압축공기투입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
9. 제1항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상온 압축공기는 3Kg/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
10. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    찬공기 배출부로 배출되는 찬공기는 -10℃이하인 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
11. 제8항에 있어서,
    와류형성 링은 2개의 와류공기 노즐을 구비하며,
    찬공기 배출구의 반경은 더운공기 배출관의 반경보다 작으며,
    와류공기노즐의 반경이 찬공기 배출구의 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
12. 제11항에 있어서,
    더운공기 배출관의 반경은 3.0mm이고, 와류공기노즐의 반경은 0.7mm이고, 찬공기 배출구의 반경은 1.0mm인 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.
13. 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    와류형성부 하우징의 일측의 오픈된 입구의 내측에 나사산을 구비하여, 와류형성부 커버의 외측에 있는 나사산과 결합할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 치과기공용 핸드피스.

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