KR101644783B1

KR101644783B1 - 직접냉각방식의 핸드피스

Info

Publication number: KR101644783B1
Application number: KR1020150013475A
Authority: KR
Inventors: 이종건
Original assignee: 이종건
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-08-02

Abstract

본 발명은 직접냉각방식의 슬림화된 구동부를 갖는 핸드피스에 관한 것으로서, 특히 봉 형태로 구비되어 손으로 파지 가능하도록 구성되는 외부하우징; 상기 외부하우징의 내주면에 이격되도록 삽입 구비되며, 내주면에 코일이 권취되고 외측으로 냉각홀이 관통형성되는 원통형의 코어; 상기 코어에 형성된 냉각홀에 삽입되어 워터 및 에어를 통과시키는 원통형의 냉각파이프 및 외부하우징과 코어의 이격된 일측으로 에어를 유동시키는 원통형의 유동파이프; 상기 코어의 내측에 삽입 구비되며, 양측에 각각 전방과 후방으로 연장형성되는 전달축이 구비되고, 원통형의 자성체로 이루어지는 회전자; 상기 코어의 일측에서 전달축에 끼움 결합됨과 아울러 코어에 밀착하여 코어를 지지하면서 냉각파이프 및 유동파이프가 관통되는 원통형의 PCB; 상기 전달축에 끼움 결합되고, 회전자가 회전 가능하게 지지 되도록 구비되는 한쌍의 베어링; 상기 회전자의 전방에 구비되며, 전달축에 결합 구비되는 커플링; 상기 외부하우징의 전방에 결합 구비되며, 외주면에는 냉각파이프를 통해 공급받은 워터 및 에어가 분출되는 분출구가 각각 관통형성되고, 내측에는 전달축 및 커플링이 삽입되도록 전방에서 후방으로 관통형성된 전방하우징; 상기 PCB이 밀착하는 코어의 타측에 구비되며, 중앙에는 베어링이 수용되고, 외측이 코어의 일측을 지지하도록 돌출되며, 냉각파이프의 선단이 인입되는 통공이 형성되는 지지캡; 상기 PCB의 일측에 구비되며, 냉각파이프 및 유동파이프가 고정되는 전방캡; 상기 전방캡의 일측에 구비되며, 코어에 전류를 공급하는 전원단자가 일측에 구비되는 후방캡; 상기 외부하우징의 후방에 결합 구비되며, 외부로부터 전류, 에어 및 워터의 공급을 중계하는 후방하우징;이 포함되어 이루어지는 직접냉각방식의 핸드피스를 제공한다.
따라서 코어의 냉각홀로 워터 및 에어가 통과됨과 동시에 외부하우징과 코어의 이격된 공간으로 유동파이프에서 공급되는 에어가 통과됨으로서 핸드피스의 작동시 발생되는 고열이 효율적으로 냉각되어 핸드피스가 과열되어 수명이 줄어들거나 진동 및 소음이 발생 되는 것이 방지되는 효과를 발휘한다.

Description

직접냉각방식의 핸드피스{Handpiece}

본 발명은 직접냉각방식의 슬림화된 구동부를 갖는 핸드피스에 관한 것으로서, 상세하게는 핸드피스가 작동될 시에 발생하는 고열을 냉각시키기 위해서 외부하우징과 코어 사이를 이격시킨 후 PCB와 지지캡으로 코어를 고정하여 외부하우징과 코어 사이로 에어를 유동시킴으로서 핸드피스에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각하는 직접냉각방식의 핸드피스에 관한 것이다.

일반적으로 핸드피스는 치과에서 치아를 절삭 또는 연마하기 위해서 사용되는 치과기공용, 네일 아트를 하는 네일샵에서 손톱 등을 손질하는데 사용되는 네일 아트용, 보석 등을 가공하는 세공용 등으로 정밀가공을 요하는 곳에 주로 사용된다.

이때, 상기 핸드피스에는 전원을 공급받아 40,000rpm 정도로 작동되는 고속 모터가 설치되어 사용되며, 고속 모터의 작동 시에는 필연적으로 고속 모터의 작동으로 과도한 열이 발생 된다.

상기와 같은 고속 모터의 작동으로 발생 되는 열을 냉각시키기 위하여 종래에는 식염수를 주입하는 방식 또는 전류를 이용하는 방식, 에어를 이용하는 방식 등이 사용되어 왔다.

그러나, 상기와 같이 종래의 식염수를 사용하는 방식은 식염수를 공급하는 파이프가 코어의 외부에 형성되었으며, 외부에 형성된 파이프는 고속 모터에서 발생 되는 열을 간접적으로 식혀주어 고속 모터의 열을 냉각하는 효과가 미미할 뿐만 아니라 식염수를 지속적으로 주입해야하는 문제점이 있었고, 전류를 이용하는 방식은 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 고속 모터에서 발생하는 열을 식혀주는 효과가 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 에어를 이용하는 방식은 공기의 흐림이 원활하지 못하여 회전하는 임펠러 주위의 공간만 냉각할 뿐 핸드피스 내부와 고속 모터를 전체적으로 냉각하지 못하였다.

이에, 종래에는 핸드피스의 고속 모터의 작동 시에 발생 되는 열을 효율적으로 냉각하지 못하여 핸드피스의 고속 모터 작동 시에 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 단점을 보완하고자 본 출원인은 등록특허 제10-1461992호를 개발하여 코어로 에어 및 워터를 통과시켜 핸드피스에서 발생되는 고열을 냉각시켜주는 직접냉각방식의 슬림화된 구동부를 갖는 핸드피스를 제안한 바 있으며, 본 발명 또한 상기 등록특허 제10-1461992호에 대한 개량을 제시한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 핸드피스가 작동될 시에 발생하는 고열을 냉각시키기 위해서 외부하우징과 코어 사이를 이격시킨 후 PCB와 지지캡으로 코어를 고정하여 외부하우징과 코어 사이로 에어를 유동시킴으로서 핸드피스에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각하는 직접냉각방식의 핸드피스를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 봉 형태로 구비되어 손으로 파지 가능하도록 구성되는 외부하우징; 상기 외부하우징의 내주면에 이격되도록 삽입 구비되며, 내주면에 코일이 권취되고 외측으로 냉각홀이 관통형성되는 원통형의 코어; 상기 코어에 형성된 냉각홀에 삽입되어 워터 및 에어를 통과시키는 원통형의 냉각파이프 및 외부하우징과 코어의 이격된 일측으로 에어를 유동시키는 원통형의 유동파이프; 상기 코어의 내측에 삽입 구비되며, 양측에 각각 전방과 후방으로 연장형성되는 전달축이 구비되고, 원통형의 자성체로 이루어지는 회전자; 상기 코어의 일측에서 전달축에 끼움되어 전류를 전달함과 아울러 코어에 밀착하여 코어를 지지하면서 냉각파이프 및 유동파이프가 관통되는 원통형의 PCB; 상기 전달축에 끼움 결합되고, 회전자가 회전 가능하게 지지 되도록 구비되는 한쌍의 베어링; 상기 회전자의 전방에 구비되며, 전달축에 결합 구비되는 커플링; 상기 외부하우징의 전방에 결합 구비되며, 외주면에는 냉각파이프를 통해 공급받은 워터 및 에어가 분출되는 분출구가 각각 관통형성되고, 내측에는 전달축 및 커플링이 삽입되도록 전방에서 후방으로 관통형성된 전방하우징; 상기 PCB가 밀착하는 코어의 타측에 구비되며, 중앙에는 베어링이 수용되고, 외측이 코어의 일측을 지지하도록 돌출되며, 냉각파이프의 선단이 인입되는 통공이 형성되는 지지캡; 상기 PCB의 일측에 구비되며, 냉각파이프 및 유동파이프가 고정되는 전방캡; 상기 전방캡의 일측에 구비되며, 코어에 전류를 공급하는 전원단자가 일측에 구비되는 후방캡; 상기 외부하우징의 후방에 결합 구비되며, 외부로부터 전류, 에어 및 워터의 공급을 중계하는 후방하우징;이 포함되어 이루어지는 직접냉각방식의 핸드피스를 제공한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 코어의 냉각홀로 워터 및 에어가 통과됨과 동시에 외부하우징과 코어의 이격된 공간으로 유동파이프에서 공급되는 에어가 유동됨으로서 핸드피스의 작동시 발생되는 고열이 효율적으로 냉각되어 핸드피스가 과열되어 수명이 줄어들거나 진동 및 소음이 발생 되는 것이 방지되는 효과가 있다.

또한 지지캡에 구비된 LED로 하여금 조명이 외부하우징의 관통공을 통해 외부로 조사됨으로서 핸드피스가 주로 사용되는 치과 또는 네일샵 등에서 핸드피스를 사용할 시에 작업자의 시야를 원활히 확보할 수 있어 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1, 2는 본 발명에 따른 직접냉각방식의 핸드피스의 바람직한 형태를 나타내는 예시도.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1, 2를 참조하여 보면 본 발명에 의한 직접냉각방식의 핸드피스는 전방 및 후방이 개방형인 봉 형태로 구비되며, 손으로 파지 가능한 외부하우징(3)이 포함되어 구성된다.

상기 외부하우징(3)은 외부하우징(3)의 전방 및 후방 둘레의 지름보다 중앙 둘레의 지름이 작게 형성되며, 외부하우징(3)의 후방 외주면에는 다수개의 돌기가 형성되어 작업자가 손으로 외부하우징(3)의 파지시에 안정적으로 외부하우징(3)을 파지할 수 있도록 하는 것이다.

또한 외부하우징(3)의 내주면에 이격되도록 삽입 구비되며, 내주면에 후술되는 회전자를 회전시키기 위한 코일이 권취되고 외측으로 후술되는 냉각파이프(20)가 삽입되는 냉각홀(14)이 관통형성되는 원통형의 코어(10)가 포함되어 구성된다.

상기 코어(10)가 외부하우징(3)의 내주면에 이격되는 부위로 후술되는 유동파이프(25)를 통해 에어가 공급되도록 하기 위함이다.

상기 냉각파이프(20)는 코어(10)에 형성된 냉각홀(14)에 삽입되어 워터 및 에어를 통과시키는 원통형의 및 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 일측으로 에어를 통과시키는 원통형의 유동파이프(25);

상기 냉각파이프(20)는 코어(10)에 형성된 냉각홀(14)에 삽입되어 워터 및 에어를 통과시키는 원통형으로 구성되며, 유동파이프(25)는 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 일측으로 에어를 유동시키는 원통형으로 구성된다.

즉, 냉각파이프(20)는 핸드피스 작업에 사용되는 워터 및 에어를 외부하우징(3)의 선단으로 공급하며, 유동파이프(25)는 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 부위로 에어를 유동시켜 에어 및 워터를 통해 발생되는 냉기를 코어(10)로 전도하여 코어(10) 및 후술되는 회전자(30)의 작동시에 발생하는 고열을 냉각하는 기능을 부여하도록 구성되는 것이다.

또한 코어(10)의 내측에 삽입 구비되며, 양측에 각각 전방과 후방으로 연장형성되는 전달축(32)이 구비되고, 원통형의 자성체로 이루어지는 회전자(30)가 포함되어 구성된다.

상기 회전자(30)는 코어(10)의 내주면에서 이격되어 삽입 구비되며, 전원을 공급받아 40,000rpm 정도로 작동되는 것이 바람직하며, 회전자(30) 및 코어(10)가 40,000rpm 이하로 작동되면 치과에서 핸드피스(2)를 사용하여 치아를 절삭할 시에 치아의 절삭이 원활히 이루어지지 않고, 회전자(30) 및 코어(10)가 40,000rpm 이상으로 작동되면 회전자(30) 및 코어(10)에 과도한 열이 발생하여 회전자(30) 및 코어(10)가 손상을 입거나 파손되는 문제가 있는 것이다.

또한 코어(10)의 일측에서 전달축(32)에 끼움되어 전류를 전달함과 아울러 코어(10)에 밀착하여 코어(10)를 지지하면서 냉각파이프(20) 및 유동파이프(25)가 관통되는 원통형의 PCB(34)가 포함되어 구성된다.

상기 PCB(34) 코어(10) 및 회전자(30)에 전류를 전달하면서도 후술되는 LED(80)의 배선부(81)로 전류를 전달하도록 구성된다.

또한 상기 전달축(32)에 끼움 결합되고, 회전자(30)가 회전 가능하게 지지 되도록 구비되는 한쌍의 베어링(36)이 포함되어 구성된다.

또한 상기 회전자(30)의 전방에 구비되며, 전달축(32)에 결합 구비되는 커플링(38)이 포함되어 구성되며, 도면에서 도시되진 않았으나 상기 커플링(38)의 전방에 축 및 웜기어가 차례로 연결 구성되어 핸드피스의 드릴을 회전 작동시키게 되는 것이다.

또한 상기 외부하우징(3)의 전방에 결합 구비되며, 외주면에는 냉각파이프(20)를 통해 공급받은 워터 및 에어가 분출되는 분출구(42)가 각각 관통형성되고, 내측에는 전달축(32) 및 커플링(38)이 삽입되도록 전방에서 후방으로 관통형성된 전방하우징(40)이 포함되어 구성된다.

이때, 전방하우징(40)에는 분출구(42)가 각각 형성됨이 바람직하나 냉각파이프(20)의 수량에 따라 다수개를 형성하여도 무방하다.

상기 PCB(34)가 밀착하는 코어(10)의 타측에 구비되며, 중앙에는 코어(10)의 타측에서 전달축(32)을 회전가능하게 지지하는 베어링(36)이 수용되고, 외측이 코어(10)의 일측을 지지하도록 돌출되며, 냉각파이프(20)의 선단이 인입되는 통공(51)이 형성되고, 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 부위를 통해 공급되는 에어를 반대편으로 유동시키는 안내홈(52)이 형성되는 지지캡(50)이 포함되어 구성된다.

또한 상기 PCB(34)의 일측에 구비되며, 냉각파이프(20) 및 유동파이프(25)가 고정되는 전방캡(55) 및 상기 전방캡(55)의 일측에 구비되며, PCB(34)로 전류를 공급하는 전원단자(64)가 일측에 구비되는 후방캡(60)이 포함되어 구성된다.

또한 상기 외부하우징(3)의 후방에 결합 구비되며, 외부로부터 전류, 에어 및 워터의 공급을 중계하는 후방하우징(70)이 포함되어 구성되며, 도면에서 도시하진 않았지만 상기 후방하우징(70)은 전원 및 공급호스들이 구비된 커넥터를 연결하여 사용되는 것이며, 커넥터는 종래의 커넥터를 그대로 사용하거나 다른 방식의 커넥터를 연결하여 사용하여도 무방한 것이다.

따라서 본 발명은 코어(10)의 냉각홀(14)로 워터 및 에어가 통과됨과 동시에 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 공간으로 유동파이프(25)에서 공급되는 에어가 유동됨으로서 핸드피스의 작동시 발생되는 고열이 효율적으로 냉각되어 핸드피스가 과열되어 수명이 줄어들거나 진동 및 소음이 발생 되는 것이 방지되는 효과를 가지게 되는 것이다.

한편, 상기 지지캡(50)의 전방으로 안착홈(53)이 형성되고, 상기 안착홈(53)으로 LED(80) 및 상기 LED(80)로 전류를 공급받는 배선부(81)가 형성됨과 아울러 상기 배선부(81)는 후방하우징(70)으로 연장되어 전류를 공급받을 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 배선부(81)는 방수처리되도록 구성된다.

또한 LED(80)가 구비되는 하우징(3)의 일측으로 LED(80)에서 발생되는 조명이 외부로 조사되도록 전방에서 후방으로 관통되는 관통공(3h)이 형성된다.

즉, 지지캡(50)에 구비된 LED(80)로 하여금 조명이 외부하우징(3)의 관통공(3h)을 통해 외부로 조사됨으로서 핸드피스가 주로 사용되는 치과 또는 네일샵 등에서 핸드피스를 사용할 시에 작업자의 시야를 원활히 확보할 수 있어 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 배선부(81)는 전방캡에 형성되는 보호체(56)에 인입되도록 구성되어 LED(80)로 전류를 공급하기 위한 추가 공간이 필요치 않으므로 핸드피스가 슬림해져 작업자가 핸드피스를 파지하기 용이하면서도 보호체(56)로 하여금 배선부(81)가 보호되어 전류의 안정적인 공급이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 LED(80)는 도면에서는 하나로 도시하였지만 개수는 조명의 밝기 조절에 따라 다수 개로 구비될 수도 있다.

3 : 외부하우징 10 : 코어
14 : 냉각홀 20 : 냉각파이프
25 : 유동파이프 30 : 회전자
32 : 전달축 34 : PCB
36 : 베어링 38 : 커플링
40 : 전방하우징 42 : 에어분출구
44 : 분출구 50 : 지지캡
51 : 통공 52 : 안내홈
53 : 안착홈 55 : 전방캡
60 : 후방캡 64 : 전원단자
70 : 후방하우징 80 : LED
81 : 배선부

Claims

봉 형태로 구비되어 손으로 파지 가능하도록 구성되는 외부하우징(3);
상기 외부하우징(3)의 내주면에 이격되도록 삽입 구비되며, 내주면에 코일이 권취되고 외측으로 냉각홀(14)이 관통형성되는 원통형의 코어(10);
상기 코어(10)에 형성된 냉각홀(14)에 삽입되어 워터 및 에어를 통과시키는 원통형의 냉각파이프(20) 및 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 일측으로 에어를 유동시키는 원통형의 유동파이프(25);
상기 코어(10)의 내측에 삽입 구비되며, 양측에 각각 전방과 후방으로 연장형성되는 전달축(32)이 구비되고, 원통형의 자성체로 이루어지는 회전자(30);
상기 코어(10)의 일측에서 전달축(32)에 끼움되어 전류를 전달함과 아울러 코어(10)에 밀착하여 코어(10)를 지지하면서 냉각파이프(20) 및 유동파이프(25)가 관통되는 원통형의 PCB(34);
상기 전달축(32)에 끼움 결합되고, 회전자(30)가 회전 가능하게 지지 되도록 구비되는 한쌍의 베어링(36);
상기 회전자(30)의 전방에 구비되며, 전달축(32)에 결합 구비되는 커플링(38);
상기 외부하우징(3)의 전방에 결합 구비되며, 외주면에는 냉각파이프(20)를 통해 공급받은 워터 및 에어가 분출되는 분출구(42)가 각각 관통형성되고, 내측에는 전달축(32) 및 커플링(38)이 삽입되도록 전방에서 후방으로 관통형성된 전방하우징(40);
상기 PCB(34)이 밀착하는 코어(10)의 타측에 구비되며, 중앙에는 베어링(36)이 수용되고, 외측이 코어(10)의 일측을 지지하도록 돌출되며, 냉각파이프(20)의 선단이 인입되는 통공(51)이 형성되는 지지캡(50);
상기 PCB(34)의 일측에 구비되며, 냉각파이프(20) 및 유동파이프(25)가 고정되는 전방캡(55);
상기 전방캡(55)의 일측에 구비되며, PCB(34)로 전류를 공급하는 전원단자(64)가 일측에 구비되는 후방캡(60);
상기 외부하우징(3)의 후방에 결합 구비되며, 외부로부터 전류, 에어 및 워터의 공급을 중계하는 후방하우징(70);
이 포함되어 이루어지는 직접냉각방식의 핸드피스.
제1항에 있어서,
상기 지지캡(50)의 전방으로 안착홈(53)이 형성되고, 상기 안착홈(53)으로 LED(80) 및 상기 LED(80)로 전류를 공급받는 배선부(81)가 형성됨과 아울러 상기 배선부(81)는 후방하우징(70)으로 연장되어 전류를 공급받을 수 있도록 구성되고,
상기 배선부(81)는 방수처리됨을 특징으로 하는 직접냉각방식의 핸드피스.
제2항에 있어서,
상기 LED(80)가 구비되는 외부하우징(3)의 일측으로 LED(80)에서 발생되는 조명이 외부로 조사되도록 전방에서 후방으로 관통되는 관통공(3h)이 형성됨을 특징으로 하는 직접냉각방식의 핸드피스.
제1항에 있어서,
상기 지지캡(50)은 외부하우징(3)과 코어(10)의 이격된 부위를 통해 공급되는 에어를 반대편으로 유동시키는 안내홈(52)이 형성됨을 특징으로 하는 직접냉각방식의 핸드피스.