KR102024569B1 - 냉각 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 의할 때, 기존의 안구마취를 위한 시술에서 필요로 하는 느린 마취 시술에 따른 환자 대기와 병원 부하를 획기적으로 해소하고, 현재 안구 마취 방식에 대한 환자의 심리적 부담과 고통을 획기적으로 줄일 수 있는 냉각장치에 관한 구성을 제공한다.
이를 위해서, 냉각장치에 있어서, 냉각을 하기 위한 타겟 영역과 직접 접촉하는 탈부착형 냉각팁(10)과 열적결합하는 냉각매체(310)가 구비되는 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되, 상기 바디부(20)의 무게중심영역은 상기 근단부(210)에 위치하며, 상기 근단부(210)의 미리 설정된 위치에 사용자의 조작이 용이하도록 파지부(230)가 구비되는 냉각장치의 구성을 제공한다.

Description

냉각 장치 및 그 방법 {cooling device and method of providing same}

본 발명은 안구의 점막피부 또는 생체조직 등과 직접 접촉하여 펠티에 효과를 이용한 열전냉각소자를 이용한 급속냉각을 통한 빠른 마취 또는 무통증 상태를 만들어주는 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 황반변성과 당뇨망막병증, 녹내장은 실명을 야기하는 3대 망막질환이다. 노령인구가 늘고 당뇨병에 걸린 사람이 증가하면서 이들 망막질환도 세계적으로 급증하고 있다. 이런 망막질환을 치료하는 데는 주로 레이저 시술이나 유리체 교체 시술 등이 이용됐다. 하지만 이런 방식의 경우 입원이 필요하고 시간도 오래 걸린다는 문제점이 있다.

안과수술의 마취시 마취과 의사들은 다른 부위 수술에서의 마취 관리와는 다른 몇 가지의 유의점을 가지고 있고, 마취관리자체가 안과수술의 성공여부를 결정지을 수도 있으므로 마취과 의사는 수술 전 환자가 가지고 있는 전신질환이나 안과적으로 처치되는 약물들에 의한 전신작용 및 그 약들과 마취제와의 상호작용을 이해하여야 하는 어려움이 있다.

여러 망막질환에 효과적인 약품을 개발하여 망막질환 환자 안구에 내에 약품을 주사하는 시술인 '안내주사요법(Intravitreal injection, IVT)'이 주요 치료법으로 자리 잡았다. 현재 망막질환 치료 중 90% 넘게 IVT가 쓰이며, 관련 질병 치료의 임상기준이 됐다. 그러나 이러한 IVT 시술은 환자의 눈을 마취시킨 뒤 약품을 투여하여야 하며, 이러한 마취 발현 시간으로 인하여, 시술시간이 지연되는 문제점이 있다.

망막질환 환자수가 급격히 늘어남에 IVT 수도 급격히 증가했지만 느린 마취 시술은 환자 대기와 병원 부하를 늘려왔다며 더욱이 현재 안구 마취 방식에 대한 환자의 심리적 부담과 고통이 크다고 보고되고 있는 점 등으로 인해 현재 IVT 방식의 안구마취방법이 개선해야 할 문제점으로 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에서는, 전체 제품 길이의 40 내지 80%에 해당하는 영역에 무게중심영역으로 정의하고, 상기 무게중심 영역에 대응하여 사용자가 파지하여 조작을 용이하게 구비되는 파지부를 포함하여 구성되도록 하여, 상기 파지부에 제품의 무게중심이 연관되도록 구비되어, 사용자의 정밀한 조작을 용이한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 냉각마취장치에 관한 기술을 제안하기로 한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에서는 장착 및 탈착이 가능한 일회용 팁을 통하여 기기에 의한 오염 또는 전염을 방지하면서 환자를 치료할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 냉각마취장치에 관한 기술을 제안하기로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 효과적인 방열을 고려한 공기흐름 구조를 통하여 고속 또는 급속으로 냉각마취를 하면서 안정적으로 장치를 운용할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 냉각마취장치에 관한 기술을 제안하기로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시 예에 의할 때, 착탈식 냉각팁(10)과의 열적결합을 통하여, 타겟영역을 냉각하기 위한 냉각매체(310)가 구비되는 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되, 상기 바디부(20)의 무게중심영역은 상기 근단부(210)에 위치하며, 상기 근단부(210)의 미리 설정된 위치에 사용자의 조작이 용이하도록 파지부(230);가 구비되는 냉각 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 파지부(230)는 상기 무게중심 영역에 상응하여 위치하되, 상기 무게중심영역은 상기 원단부(220)의 끝을 기준으로 상기 바디부(20) 길이의 40% 내지 80%에 해당하는 위치에 형성되고, 상기 파지부(230)는 상기 무게중심 영역에 상응하여 위치하되, 상기 무게중심영역은 상기 바디부(20)의 무게중심을 기준으로 전체 길이의 ±10% 위치에 위치하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 파지부(230)의 근단부(210)측 방향으로, 소정의 높이만큼 돌출형성되어 사용자의 파지하는 위치를 가이드하는 스톱퍼(231)(stopper)가 형성되며, 상기 파지부(230)는 사용자의 파지하는 손가락이 접촉하는 부위에 소정의 깊이만큼 음각으로 대응되는 형상으로 형성되는 안착홈(232)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 무게중심영역에는 상기 바디부(20)에서 상기 근단부(210) 방향의 외부로, 소정의 길이만큼 연장형성되는 냉각매체(310); 상기 냉각매체(310)를 냉각하기 위한 열전소자를 포함하는 냉각부(320); 및 상기 열전냉각부(320)에서 발생한 열을 방열시키는 방열부(330);가 구비된다.

또한, 상기 냉각매체(310)와 상기 방열부(330) 사이에는, 상기 열전소자의 안착공간을 제공하는 컨테이너(340)가 더 구비되고, 상기 컨테이너(340)는 복수개 결합하여, 상기 냉각매체(310)의 외면의 형상에 대응되는 형상으로 구비되고, 상기 냉각매체가 소정의 깊이만큼 삽입되어 안착되는 결합 가이드부(341)가 형성되어 구비된다.

또한, 상기 무게중심영역을 기준으로 냉각매체(310)와 냉각팁(10)이 있는 위치와 반대편에 배터리(400)가 위치하며, 상기 원단부(220)에 배터리(400)가 구비되는 경우, 상기 무게중심영역에는 전체 무게의 20% 이상이 집중될 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 다른 실시 예에 의할 때, 타겟 영역을 냉각하기 위한 냉각매체(310)가 구비된 냉각부(320) 및 상기 냉각부(320)를 방열하기 위한 방열부(330)를 포함한 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되, 상기 방열부(330)는 방열부(330)에 구비된 방열핀(331)에 액티브 공기흐름을 발생하기 위한 냉각팬(332)을 포함하며, 상기 냉각팬(332)이 구비되는 영역에 대응하는 근단부(210)의 소정 영역에는 외부의 공기흡입을 안내하는 흡입구(211)와, 내부의 공기를 외부로 방출하는 방열구(221)가 형성되며, 상기 바디부(20)의 소정 영역내에서 공기의 흡입 및 방출의 공기흐름 사이클 이루어지는 냉각 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 사용자가 파지하여 사용시, 수평에 대하여 소정의 각도 범위에서 사용되어, 흡열된 공기의 중력 반대방향으로 이동하는 패시브 공기흐름이 상기 냉각팬(332)에 의한 액티브 공기흐름과 결합될 수 있다.

또한, 타겟영역을 냉각하기 위한 냉각부(320)가 구비된 상기 근단부(210) 및 상기 냉각을 제어하기 위한 냉각 제어부(250)가 구비되는 상기 원단부(220)사이의 공기흐름을 차단하는 격벽(240)이 구비되며, 상기 흡입구(211)는 상기 방열부(320)의 전단 영역에 형성되고, 상기 방열구(221)는 냉각팬(332)의 후단 영역에 형성된다.

그리고 상기 방출구로 방출되는 공기흐름은 냉각팬(332)에서 직접 방출되는 제1 공기흐름 및 격벽(240)에 반사되는 제2 공기흐름을 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디부(20)에서 상기 흡입구(211) 및 방출구 중 적어도 하나는 소정의 경사각을 가지는 영역에 형성되며, 상기 흡입구(211)는 냉각팁(10)에서 스톱퍼(231) 방향으로 상향경사지도록 형성되고, 상기 방열구(221)는 상기 파지부(230)에 원단부(220)측으로 하향경사지도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입구(211)와 방열구(221)사이의 공기흐름은 본체 내부에 구비된 히트 싱크의 냉각핀을 경유하되, 상기 냉각핀을 경유하는 시간은 흡입구(211)에서 흡입된 공기의 위치에 따라 상이할 수 있다.

상기 방열부(330)의 방열핀(331)과 상기 바디부(20)의 케이스와의 간격은 미리 설정된 범위 이내이며, 상기 근단부(210)에는 상기 흡입구(211)에서 외부공기를 흡입해서 상기 방열구(221)측으로 방출시키는 공기흐름을 제어하기 위한 냉각팬(332) 제어부(500)가 더 구비되고, 상기 흡입구(211)와 방열부(330)에서의 공기흐름이 평행이 아닐 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 다른 실시 예에 의할 때, 타겟 영역과의 접촉을 통하여 상기 타겟영역을 냉각하는 착탈식 냉각팁(10) 및 상기 냉각팁(10)을 지지하며, 상기 냉각팁(10)을 냉각 장치에 장착하기 위한 결합부재(120)를 포함하는 팁케이스를 포함하되, 상기 냉각팁(10)은 상기 냉각 장치에 구비된 냉각매체(310)에 열적결합 및 전위결합을 하는 냉각 장치가 제공될 수 있다.

상기 전위결합은 상기 냉각팁(10)의 전위가 상기 냉각매체(310) 및 상기 냉각매체(310)에 접촉한 열전소자 중 하나에 전위에 대응하는 전위를 가질 수 있으며, 상기 냉각팁(10) 및 냉각매체(310) 중 적어도 하나는 상기 전위결합을 통하여 접지될 수 있다.

또한, 상기 팁케이스는 상기 냉각팁(10)의 재사용여부를 판단하기 위한 전기 회로가 구비되며, 상기 전기회로(511)는 전기신호에 따른 전기적 방법 또는 압력에 따른 물리적인 방법으로 상기 전기 회로가 개방될 수 있다.

또한, 상기 냉각팁(10)의 재사용 여부를 시그널링하는 재사용 알람부(540)가 더 구비되며, 상기 재사용 알람부(540)는 디스플레이, 소리, 진동 중 적어도 하나의 방식으로 사용자에게 재사용 여부에 대한 정보를 시그널링할 수 있다.

여기서, 전기적 접속을 판단하여 재사용 여부를 판단하는 재사용 판단부(510) 및 재사용인 경우, 미리 설정된 방식으로 상기 장치의 사용을 제한하는 재사용 방지부(530)를 더 포함할 수 있고, 정상 사용의 경우, 재사용 방지를 위하여 상기 전기 회로를 개방하는 전기회로 개방부(520)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 팁케이스의 결합부재(120)는 버튼 방식 및 스크류 방식 중 하나를 이용하여 결합하며, 상기 냉각팁(10) 및 상기 냉각매체(310)와의 열적 결합을 위하여, 상기 냉각팁(10) 장치의 결합 방향에 반대 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(130)에 의하여 열적결합이 이루어지고, 상기 냉각팁(10)장치의 탈착을 용이하게 하도록, 상기 냉각팁 케이스(110)에는 미리 설정된 형상의 그립부(111)가 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 의할 때, 기존의 안구마취를 위한 시술에서 필요로 하는 느린 마취 시술에 따른 환자 대기와 병원 부하를 획기적으로 해소하고, 현재 안구 마취 방식에 대한 환자의 심리적 부담과 고통을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 인체공학 및 무게중심 등을 고려한 구조를 통하여 안정적으로 냉각마취기를 파지하고 환자를 치료할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에서는 장착 및 탈착이 가능한 일회용 교체가능한 팁을 통하여 기기에 의한 오염 또는 전염을 방지하면서 환자를 치료할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에서, 효과적인 방열을 고려한 공기흐름 구조를 통하여 고속 또는 급속으로 냉각마취를 하면서 안정적으로 장치를 운용할 수 있다.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 실시예에 따른 안구 냉각마취장치의 전체구성 및 각 개별구성을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 2f는 본 발명의 실시예에 따른 냉각마취장치 바디 내부에서 발생하는 열원의 공기흐름과 방열 구조를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 3h는 본 발명의 실시예에 따는 냉각마취장치의 팁 커버의 구성과 내부 결합부재를 나타내는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 해당 업계 종사자가 본 발명에 대한 실시가 가능하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없다. 예를 들어 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있다. 따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 같거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있게 하고자, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하나 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치의 전체구성 및 각 개별구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 냉각장치는 안구내의 주입 또는 안구에 관한 다른 의료시술에 도움을 주기 위해서 안구표면에 빠르고 안전한 마취를 제공 가능하도록 구성된다. 본 발명의 실시 예에 따른 냉각장치 및 방법을 안구 시술을 중심으로 설명하나, 그 외의 냉각 장치 및 방법에 적용가능함은 물론이다.

도 1a 및 도1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각마취장치에 있어서, 냉각을 하기 위한 타겟 직접 접촉하는 탈부착형 냉각팁(10)과 열적 결합하는 냉각매체(310)가 구비되는 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되, 상기 바디부(20)의 무게중심영역은 근단부(210)에 상대적으로 인접하여 위치하며, 상기 근단부(210)의 미리 설정된 위치에 사용의 조작이 용이하도록 파지부(230)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 일단은, 상기 탈부착형 냉각팁(10)과 물리적으로 접촉하여 결합하여 상기 원단부(220)측으로 연장하여 형성되고, 열전소자의 일측면과 물리적으로 접촉하는 열전도성 소재로 된 냉각매체(310)가 구비된다. 상기 냉각매체(310)는 냉각봉, 냉각팔(cooling arm) 등으로 지칭할 수 있다.

상기 바디의 내부공간에는 상기 냉각매체(310)를 중심으로 열전냉각부(320)와 상기 열전냉각부(320)에서 발생한 열을 방열시키는 히트싱크와, 상기 히트싱크에서 방열되는 열을 외부로 강제배출시키는 냉각 제어부(250)가 위치하게 된다.

한편, 본 발명의 공간 치수 상 범위를 전반부 와 후반부로 나눌 수 있으며, 이 경우, 전반부에는 히트싱크, 냉각매체(310), 펠티에 소자 그리고 일회용 팁커버(냉각 접촉매체 내포), 냉각팬(332) 등이 구비되고, 후반부에는 보드 및 배터리(400)가 배치될 수 있다.

본 발명은 휴대가능하다는 점을 하나의 특징으로 가진다. 이때, 휴대가능의 기능은 사용자의 손으로 발명품을 쉽게 기능할 수 있다는 점을 내포한다. 이를 위해 필기도구 (연필 이나 볼펜)처럼 파지부(230)를 전반부에 둠으로써 안정감 있는 파지를 자연스럽게 유도하고 지원한다. 이를 위하여, 후반부에 위치하는 내부 부속품들의 무게를 전체 발명품 무게의 50% 미만으로 부품들을 배치하도록 설계한다. 제품의 중요기능인 냉각기능은 펠티에 소자의 각 면에서 일어나는 발열 흡열 현상을 이용하여 기능한다. 그리고 발열면은 히트싱크, 흡열 부분은 냉각매체(310)와 접촉한다.

냉각 실시 접촉면은 흡열 부분과 접촉해 있는 냉각매체(310)와 다시 접촉한다. 이때, 접촉 면적이 일정하다는 가정아래, 냉각 실시 접촉면과 펠티어 소자 흡열면과의 거리 즉, 냉각매체(310)의 길이 가 길어진다면 열전달 측면에서 열손실이 일어난다. 냉각 실시 접촉면과 히트엔진 (냉각기능을 직접적으로 일으키는 조합)의 거리는 밀접 하여야 하고 전반부에 위치하는 것이 타당하다. 따라서 파지부(230)가 위치되는 전반부는 무게 중심영역을 자연스럽게 내포하게 된다.

도 1b를 참조하면, 상기 파지부(230)는, 상기 원단부(220)를 기준으로 상기 바디부(20) 길이의 65% 내지 95%에 해당하는 위치에 구비된다. 그리고 상기 파지부(230)는 사용자의 조작이 용이하도록 상기 바디부(20)의 무게중심영역에 위치하도록 구비된다.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 바디는 소정의 길이만큼 연장 형성되고, 대략 연필 등과 같이 사용자가 파지하여 조작이 용이한 형상으로 구비되고, 그 단면의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 혹은 그 조합 등으로 다양하게 구비될 수 있다.

상기 바디부(20)의 일단부에는 타겟 직접 접촉하는 탈부착형 냉각팁(10)이 결합하여 구비된다. 이때, 상기 바디주(20)의 냉각팁(10)과 결합하는 단부를 근단부(210)라 정하고, 그 타단을 원단부(220)로 하기로 한다.

이때, 상기 근단부(210)는 환자의 마취 등을 위한 타겟 영역측을 향하고, 상기 원단부(220)는 지면으로부터 소정의 각도를 가지고 상방향으로 향하는 위치에 구비된다.

그리고 상기 파지부(230)는 상기 근단부(210)측으로 치우치는 위치에 형성되고, 사용자가 파지하여 조작이 용이한 위치에 형성된다. 그리고 상기 파지부(230)의 근단부(210)측 경계부에는, 소정의 높이만큼 돌출 형성되어 사용자의 파지하는 위치를 가이드하는 스톱퍼(231)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 스톱퍼(231)(stopper)는 상기 파지부(230)의 근단부(210)측 방향에 위치하여 형성되고, 사용자의 파지 시에 파지부(230)의 근단부(210)측으로 사용자의 손가락의 위치를 고정시켜주는 역할을 수행한다. 상기 스톱퍼(231)의 구성으로 인해 세밀한 의료시술 등과 같은 작업 시에 사용자의 파지된 상태를 안정적으로 유지시켜줄 수 있게 된다.

상기 스톱퍼(231)는 상기 바디부(20)의 외주면의 외경보다 다소 높게 형성되고, 그 형상은 다양하게 구현될 수 있다. 후술하게 될 사용자의 파지시에 사용자의 접촉하는 손가락 형상에 대응하도록 형성되는 안착홈(232)의 형상 및 위치와 연계해서 상기 스톱퍼(231)의 위치 및 형상도 정해지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 파지부(230)에는, 사용자가 파지를 위해 접촉하는 손가락의 형상에 대응하도록 음각으로 형성되는 안착홈(232)이 형성된다. 상기 안착홈(232)은 상기 바디의 외주면에 1개소 이상에 형성되고, 파지 시에 바디의 외주면에 접촉하는 사용자의 손가락 형상에 대응하는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 필기도구와 같은 형상으로 바디의 외형이 구비되는 경우에 사용자가 파지하여 접촉하게 되는 엄지, 검지 및 중지의 접촉되는 부위의 형상에 대응되는 형상으로 바디의 외주면에 파지부(230)가 형성되어 사용자의 안정적인 파지상태를 유지시켜주게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 의할 때 상기 파지부(230)는, 사용자가 선택적으로 위치를 조절하기 위해서 탈부착이 가능하도록 구성할 수 있다.

도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무게중심 영역의 위치 및　구조에 대하여 나타낸 도면이다.

상기 무게중심영역에는 냉각부(320), 방열부(330) 등이 구비될 수 있다. 상기 냉각부(320)는 바디부(20)에서 상기 근단부(210) 방향의 외부로, 소정의 길이만큼 연장형성되는 냉각매체(310), 상기 냉각매체(310)를 냉각하기 위한 열전소자 등을 포함한다. 또한, 상기 냉각부(320)에서 발생한 열을 방열시키는 방열부(330)가 구비된다. 상기 열전냉각부는 냉각부(320)로도 지칭하며, 이하, 설명의 편의를 위하여 혼용하여 사용하기로 한다.

그리고, 상기 냉각매체(310)와 상기 방열부(330) 사이에는, 상기 열전소자의 안착공간을 제공하는 컨테이너(340)가 더 구비되며, 상기 컨테이너(340)에는, 상기 냉각매체(310)의 외면의 형상에 대응되는 형상으로 구비되고, 상기 냉각매체(310)가 소정의 깊이만큼 삽입되어 안착되는 결합 가이드부(341)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의할 때, 컨테이너(340)는 복수개의 분리 유닛으로 구성될 수 있고, 상기 컨테이너(340)의 일면에는 열전소자가 수용될 수 있는 결합가이드(341)가 형성되며, 상기 컨테이너(340)는 분리 유닛이 결합되어 상기 냉각봉이 안착될 수 있는 가이드부를 제공함과 동시에 열전소자, 냉각봉, 방열부가 열적 및 기구적으로 결합할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 무게중심영역은 냉각 장치의 무게중심을 포함하여, 상기 바디부(20) 길이의 40% 내지 80% 영역을 포함하거나, 상기 무게중심을 기준으로 전체 길이 대비하여, 좌우 방향으로 20%의 영역을 포함할 수 있다.

또한 무게중심영역에 대응하여 사용자가 파지하여 조작을 용이하게 구비되는 파지부(230)를 포함하여 구성되도록 하여, 상기 파지부(230)에 제품의 무게중심이 연관되도록 구비되어, 사용자의 정밀한 조작을 용이한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 냉각마취장치에 관한 기술을 제안하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의할 때, 무게중심은 사용자가 파지하고 용이하게 핸들링을 가능하도록 하기 위해서 상기 원단부(220)를 기준으로 상기 바디 전체길이의 40% 내지 80%의 범위에 해당하는 위치에 구비되고, 파지부(230)에는 파지시에 조작의 용이성을 위하여, 제품 전체의 무게중심에서 길이방향 ±10% 에 해당하는 영역에 대응하도록 구비된다. 바람직한 실시예에 의할 때, 상기 파지부(230)는 무게중심 영역내에 구비될 수도 있고, 무게중심영역과 오버랩되어 구비되어, 사용자가 정밀하게 제품을 조작이 가능한 구조를 가지도록 제공된다.

상기 실시예에 의할 때, 상기와 같은 구성을 통해 제품의 전체 무게의 20%이상이 상기 무게중심영여에 집중되도록 하여, 사용자가 파지 시에 정밀한 핸들링이 가능하고, 파지된 상태의 안정성을 지속적으로 유지될 수 있는 구성을 제공한다.

다른 실시예에 의할 때, 상기 무게중심영역은 상기 원단부(220)를 기준으로 상기 바디의 전체길이의 65%에 해당하는 지점에서 시작해서 90%에 해당하는 위치에 걸쳐서 구비된다. 상기 파지부(230)는 무게중심영역내에 구비될 수도 있고, 파지를 고려하여 인체공학적으로 무게중심영역 외부에 구비될 수도 있다

도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파지부(230)의 구성을 나타낸 도면이다.

사용자는 상기 바디를 필기도구를 사용하듯이 손으로 파지한다. 즉, 상기 파지부(230)를 엄지, 검지 및 중지를 이용하여 파지하고, 환자의 안구 등과 같은 타겟 영역에 대해서 지면의 수직축을 기준으로 좌우방향으로 대략 45°각도 범위안에서 조작하여 사용하게 된다.

한편, 상기 파지부(230)의 근단부(210)측 경계부에는, 소정의 높이만큼 돌출 형성되어 사용자의 파지하는 위치를 가이드하는 스톱퍼(231)가 1개소 이상의 위치에 형성되어 구비된다. 상기 스톱퍼(231)는 사용자가 조작 시에 상기 탈부착형 냉각팁(10) 방향으로 파지한 손가락이 상기 냉각팁(10) 부분까지 밀려 내려가서 치료행위에 저해되는 문제가 발생하는 것을 방지하고, 사용자의 안정적인 파지상태가 유지될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

그리고 상기 파지부(230)에는 사용자가 파지 시에 접촉하는 손가락의 형상에 대응하고, 소정의 깊이만큼 음각으로 형성되는 안착홈(232)이 상기 바디의 외주면에 구비된다. 그리고 상기 냉각매체(310)의 길이방향을 기준으로 한쌍의 컨테이너(340)가 대칭적으로 위치하게 되고, 볼트 너트결합으로 각각의 밀착상태를 유지하게 된다. 또한, 파지법의 자연스러운 유도를 위해 파지 바리케이드, 즉 돌출홈 또는 스톱퍼(231)를 팁케이스(110)와 상기 바디부(20)의 케이스의 접촉부위로부터 팁케이스(110) 면에 10 내지 3mm 정도의 이격된 위치에 2개소 이상으로 구비된다.

그럼으로써, 파지 바리케이드 이상으로 사용자의 손이 내려가지 않음으로써 안정감 있는 파지 및 제품 기능을 지원한다. 또한 이 바리케이드 일회용 팁케이스(110)의 탈부착시, 손과의 마찰을 일으켜 안정감 있는 탈부착을 도와준다.

또한, 상기 파지부(230)는 상기 냉각팁(10)이 시술부위에 가하는 힘의 방향과 반대 방향으로 사용자의 손가락을 지지해 줌으로써, 상기 냉각팁(10)이 시술부위에 열적 접촉이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다.

도 1e 내지 도 1h는 본 발명의 바람직한 실시예에 따는 냉각부(320)의 구성을 나타낸 도면이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 상기 무게중심영역에는, 상기 바디부(20)에서 상기 근단부(210) 방향의 단부로 소정의 길이만큼 연장 형성되는 냉각매체(310)가 구비된다.

그리고 상기 무게중심영역에는, 상기 바디부(20)에서 상기 근단부(210)의 외부로 소정의 길이만큼 연장 형성되는 냉각매체(310)와 상기 냉각매체(310) 및 상기 냉각매체(310)를 냉각시키기 위한 열전소자를 포함하는 열전소자부 또는 상기 열전냉각부(320)에서 발생한 열을 방열시키는 히트싱크부 등이 위치하게 된다.

상기 열전소자는 서로 다른 두개의 소자 양단에 직류전류를 가하면 전류의 방향에 따라 한쪽면은 흡열하고, 반대쪽 면에서는 발열현상을 일으키는 펠티에(peltier)효과를 일으키는 소자를 말한다. 일반적으로, 펠티에 소자라고도 한다.

상기 펠티에 효과는 제에백(seekbeck)효과와 반대의 효과로 전위차를 주었을 때, 양쪽에서 발열과 흡열현상이 동시에 일어나 온도차를 발생시키는 효과이다. 한편, 상기 열전소자의 흡열면 즉, 냉각되는 면은 상기 냉각매체(310)와 열적결합을 하게 된다. 즉, 면접촉을 통해서 냉각열을 상기 냉각매체(310)로 전달하게 된다.

그리고 상기 열전소자의 발열면은 상기 히트싱크부와 열적결합을 통해서, 상기 히트싱크부에 형성된 다수개의 냉각핀을 통해서 외부로 열을 발산하게 된다.

이때, 결합구조 및 순서는, 냉각매체(310)와 상기 열전소자의 냉각면, 그리고 상기 열전소자의 발열면과 히트싱크 순으로 각각 열적결합을 하는 구성을 가진다. 이때, 상기 무게중심영역에는 제품 전체무게의 30% 이상이 집중될 수 있다.

한편, 상기 원단부(220)에는 전기를 공급하는 배터리(400)와 제품의 구동 및 동작여부를 제어하는 제어부(500)가 각각 위치하게 된다. 상기 제어부(500)는 컨트롤부로도 지칭하며, 이하, 설명의 편의를 위하여 혼용하여 사용하기로 한다.

상기 제어부(500)와 배터리(400)는 상기 무게중심영역에 구비된 구성들과는 격벽(240)을 통해서 공간적으로 그리고 열적으로 분리 및 차폐된다. 이때, 상기 원단부(220)에 배터리(400)가 구비되는 경우, 상기 파지부(230)의 무게중심영역에는 전체 무게의 20%이상이 집중된다.

한편, 상기 원단부(220)의 무게는 상기 바디부(20) 전체 무게의 50% 이하로 구성하게 된다.

한편, 상기 컨테이너(340)에는 상기 냉각매체(310)의 길이방향의 폭에 대응하도록 형성되고, 상기 냉각매체(310)가 소정의 깊이만큼 삽입되어 안착되는 열전소자 결합 가이드부(341)가 형성된다.

상기와 같은 구성을 통해서, 상기 컨테이너(340)에 안착된 열전소자와 히트싱크는 상기 냉각매체(310)와의 물리적 접촉상태를 안정적으로 유지하게 된다. 상기 냉각매체(310)를 기준으로 상기 열전소자의 냉각면이 상기 열전소자에 접하고, 상기 열전소자의 발열면에 상기 히트싱크가 면접촉을 통해서 결합하게 된다.

그리고 상기 냉각매체(310)의 길이방향을 기준으로 한쌍의 컨테이너(340)가 대칭적으로 위치하게 되고, 상기 컨테이너(340)는 볼트 너트결합으로 각각의 밀착상태를 유지하게 된다.

이때, 상기 열전냉각부(320)과 탈부착형 냉각팁(10) 사이에는 상기 열전냉각부(320)에서 발생된 냉각열을 상기 탈부착형 냉각팁(10)으로 열전도하는 냉각매체(310)가 개재되고, 상기 냉각매체(310)는 상기 열전냉각부(320)와 탈부착형 냉각팁(10)이 각각 물리적으로 접촉하도록 구비된다.

살펴보면, 상기 바디는 사용자가 파지하여 조작이 가능하도록 소정의 길이만큼 연장 형성되고, 타겟 영역과 직접 접촉하는 탈부착형 냉각팁(10)이 구비된 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)를 포함하여 형성되어 구비된다.

이때, 상기 바디의 근단부(210)에는 탈부착형 냉각팁(10) 구비되고, 상기 열전냉각부(320)와 열적으로 결합하여 환자의 안구 등과 같은 타겟 부위에 직접 접촉하도록 구비된다.

상기 냉각매체(310)는 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 일단부와 물리적으로 접촉하여 결합되고, 상기 원단부(220)측으로 연장하여 형성된다. 상기 냉각매체(310)는 소정의 길이만큼 연장형성된 장방형, 원기둥의 형상, 소정의 길이를 가진 판형상이든 다양한 형상으로 설계변경 등을 통해서 실시가 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 소정의 길이만큼 연장형성된 장방형을 기준으로 설명하기로 한다. 상기 냉각매체(310)는 냉각봉, 쿨링암 등으로 지칭할 수 있다.

상기 냉각매체(310)의 외측면에는 열전냉각부(320)의 냉각면이 물리적으로 접촉하여 냉각열을 전도하도록 구비되고, 상기 열전냉각부(320)의 발열면에는 히트싱크가 물리적으로 접촉하도록 구비된다.

상기 냉각매체(310)의 길이방향을 기준으로 양방향 대칭되도록 열전냉각부(320) 그리고 히트싱크는 각각 순서대로 물리적으로 평행하게 접촉하도록 구비되는 구조를 가진다.

상기 열전냉각부(320)와 히트싱크 사이에는, 상기 열전냉각부(320)와 히트싱크의 형상에 각각 대응형상의 안착공간을 제공하는 컨테이너(340)가 구비된다.

상기 냉각매체(310)를 중심으로, 한쌍의 컨테이너(340)가 서로 대칭되는 위치에 구비되어 볼트-너트 결합을 통해서 상기 열전냉각부(320)와 히트싱크를 정위치에 위치시키고 물리적 접촉상태를 유지시키도록 구비된다.

상기 컨테이너(340)의 일측에는, 상기 열전냉각부(320)의 위치를 고정하고, 상기 열전냉각부(320)의 외형형상에 대응되는 형상으로 형성되는 열전냉각부(320) 안착부가 구비된다.

그리고 상기 컨테이너(340)에는 상기 히트싱크가 안착되는 히트싱크 안착부가 형성된다. 상기 히트싱크의 안착부는 상기 히트싱크의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 안착공간과, 상기 히트싱크의 외주면 유동을 방지하는 격벽(240)으로 포함하여 형성된다.

이때, 상기 열전냉각부(320)와 상기 히트싱크가 상기 컨테이너(340)에 각각 정위치하면, 상기 열전냉각부(320)의 발열부와 상기 히트싱크가 물리적으로 접촉하여 열전도를 하는 구성을 가진다.

한편, 상기 컨테이너(340)에는 상기 냉각매체(310)의 길이방향의 폭에 대응하도록 형성되고, 상기 냉각매체(310)가 소정의 깊이만큼 삽입되어 안착되는 결합 가이드부(341)가 형성된다.

상기와 같은 구성을 통해서, 상기 컨테이너(340)에 안착된 열전냉각부(320)와 히트싱크는 상기 냉각매체(310)와의 물리적 접촉상태를 안정적으로 유지하게 된다. 상기 냉각매체(310)를 기준으로 상기 열전냉각부(320)의 냉각면이 상기 열전냉각부(320)에 접하고, 상기 열전냉각부(320)의 발열면에 상기 히트싱크가 면접촉을 통해서 결합하게 된다.

또한, 상기 컨테이너(340)은 열전도도가 낮은 물질로 만들어질 수 있고, 상기 냉각매체(310)과 상기 히트싱크를 단열시키는 역할을 한다.

도 2a 내지 2f는 본 발명의 실시예에 따른 냉각마취장치 바디 내부에서 발생하는 열원의 공기흐름과 방열 구조를 나타내는 도면이다.

도 2a 및 도2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기 흐름 및 이를 위한 구성을 나타낸 도면이다.

도 2a를 참조하면, 공기흐름 컨트롤을 위한 제품의 전반부에 위치한 일회용 팁케이스(110) 및 팁케이스(110) 결합부에 위치한 공기 흡입구(211) (흡입구(211)는 원, 원통 및 살 문양으로 될 수 있다)가 도시되어 있다. 또한, 전반부에서 후반부로 넘어가는 공기흐름 컨트롤을 위한 팬 뒤에 위치한 공기 방출구를 통하여 열을 포함한 공기가 방출된다.

한편, 흡입구(211)는 방열핀(331)을 구비한 상기 열전냉각부(320)의 전단 영역에 형성되고, 방열구(221)는 냉각팬(332)과 모터(미도시)를 포함한 상기 냉각 제어부(250)의 후단 영역에 형성된다.

상기 냉각제어부(250)는 제어부(500)의 제어명령에 따라, 모터의 구동을 통해서 상기 방열부(330) 등에서 발생하는 열원을 강제로 방열시키는 역할을 수행한다.

한편, 상기 흡입구(211)와 방열구(221)는 각각 상기 바디부(20)의 근단부(210)와 원단부(220)측에 형성되고, 외부의 공기를 상기 바디부(20) 내부로 유입시키는 입구가 되고, 내부의 열원을 외부로 방열시키는 출구의 역할을 수행한다.

한편, 상기 흡입구(211)와 방열구(221) 중 어느 하나는 상기 바디부(20)의 경사를 이루는 부위에 형성될 수 있다.

상기 바디부(20)의 개략적인 외형은, 탈착 가능한 냉각팁(10)의 단부에서 상기 근단부(210)의 소정의 위치 즉, 상기 파지부(230)의 일측에 구비된 스톱퍼(231)까지 상향 경사되는 단면을 가지다가, 파지부(230)와 무게중심영역부위에서는 대략 수평단면을 이룬다.

상기 파지부(230)와 무게중심영역에서 상기 원단부(220)의 소정의 위치까지는 하향 경사하는 단면을 가진다. 이때, 상기 흡입구(211)는 상기 근단부(210)의 상향경사 단면부에 형성된다. 상기 흡입구(211)의 형상의 소정의 외경을 가진 다수개의 통공으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 흡입구(211)는 상기 바디부(20)의 길이방향으로 긴 장공형태로 외주면에 방사상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 흡입구(211)는 상기 바디부(20)의 외주면에 원주방향으로 소정의 이격 거리를 가지는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 흡입구(211)의 형상은 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 그리고 상기 방열구(221) 또한 상기 흡입구(211)의 형상에서 제시한 형상의 적용이 가능하다.

경사부에 위치한 상기 흡입구(211)와 방열구(221)는, 상기 열전냉각부(320)로의 공기의 유입과 상기 열전냉각부(320)에서 발생한 열원을 외부로의 방열을 용이하게 할 수 있는 구조를 가지고 있다.

한편, 도 2b를 참조하면, 상기 파지부(230)의 일측에는 외부의 공기흡입을 안내하는 흡입구(211)가 구비되고, 방열부(330)와 냉각팬(332)을 경유한 거리에 대응하여, 소정의 거리를 두고 타측에는 내부의 열원을 외부로 방출하는 방열구(221)가 각각 구비된다. 상기 흡입구(211)와 방열구(221)의 형상은 다수개의 원형의 통공, 장공형 또는 다양한 형상으로 적용될 수 있다. 상세히, 상기 흡입구(211)는 상기 파지부(230)와 탈부착형 냉각팁(10) 사이에 형성되고, 상기 방열구(221)는 상기 파지부(230)의 타측 경계부에 형성된다.

사용자가 냉각마취장치를 파지하여 지면에 대해서 45 내지 90% 범위내에서 사용하는 경우에, 상기 바디 내부에 구비된 히트싱크를 통해서 방열되는 열원은 주위의 공기온도보다 높으므로, 발생된 열원은 중력의 반대방향으로 이동하여 상기 방열구(221) 측으로 이동하여 방열되고, 상기 흡입구(211) 측으로 실내의 공기가 유입되어 자연 냉각시키게 구성을 가진다.

도 2c 및 도 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 공기흐름에 대응하는 내부 구성을 나타낸 도면이다

도 2c를 참조하면, 흡입구(211)와 방열구(221)사이의 냉각유로는, 바디 내부에 구비된 히트싱크의 외면에 형성된 다수개의 냉각핀을 경유하도록 구성된다.

제품 내에서의 공기흐름은 흡열기능에 중대한 영향을 미친다. 이때, 흡열현상은 펠티에 소자의 방열 면과 히트싱크 사이에서 일어난다. 방열 현상은 히트싱크와 공기흐름사이에서 일어난다. 공기흐름의 방향성과 구조는 히트싱크의 핀들을 빠짐없이 지나며 방열을 효율적으로 수행할 수 있다.

바람직할 실시예에 의할 때, 히트싱크의 핀 사이를 지나가는 공기의 속도와 연관이 있다. 핀들을 지나가는 공기의 속도 관점에서 봤을 때 흡입구(211)에서 흡입되는 공기의 흐름은 공기흐름 컨트롤이 없었을 시, 핀 사이의 공간과 평행하게 진행하기 된다. 하지만 핀의 최하단부로 공기의 부피를 밀집시키면 핀 사이의 공간으로 진행하면서 서서히 퍼지는 식으로 공기흐름이 발생할 수 있다. 따라서 일회용 팁 케이스(110)와 팁케이스(110) 체결부에 있는 흡입구(211)는 히트싱크의 팁 최하단부로 흡입되는 공기를 유도할 수 있는 위치에 구비되며, 바람직한 실시예에 의할 때, 히트싱크 핀 최하단부로부터 ±2mm 이내로 설계할 수 있다.

또한, 반대되는 관점에서 방열구(221)는 공기의 흐름을 방해하는 저항을 최대한 줄임으로써 최대한 큰 부피의 공기가 같은 시간 내에 빠져 나갈 수 있도록 설계한다. 별 다른 공기흐름 컨트롤을 위한 설계가 없다면 공기의 흐름은 컨트롤러인 냉각팬(332) 뒤로 평행하게 나아가, 보드(미도시) 및 배터리(400)가 내장되는 영역을 가로막는 케이스 내부의 벽에 부딪히며 반대 방향으로 돌아오는 흐름이 만들어 지게 된다. 이러한 경우, 펜과 내부의 벽 사이에는 불규칙한 흐름이 생성되고. 이는 케이스 내부의 벽, 케이스 외부의 방출구를 제외한 케이스 와 함께 공기의 방출에 또 다른 저항으로 작용한다. 따라서 공기의 흐름을 자연스럽게 방출구로 밀집되도록 유도 하는 구조가 케이스 내부의 벽에는 필요하다.

또한, 상기 냉각 제어부(250)의 강제 냉각 시에도 상기 흡입구(211)와 방열구(221)가 형성된 위치의 형상으로 인해서 그 냉각 및 방열효율이 극대화될 수 있는 위치적인 구조를 가지고 있다.

도 2d를 참조하면, 상기 흡입구(211)와 방열구(221)사이의 냉각유로는, 본체 내부에 구비된 히트 싱크에 형성된 냉각핀을 경유하되, 냉각핀을 경유하는 거리는 동일하고, 흡입구(211)에서 흡입된 공기의 위치에 따라 상기 바디부(20)내에 체류하는 시간은 상이하다.

즉, 상기 흡입구(211)에 흡입되는 공기의 위치에 따라 공기의 케이스내에 체류시간이 상이할 수 있다. 흡입구(211)가 방열핀(331)과 오버랩되어 형성되는 경우, 체류시간뿐만 아니라, 방열핀(331)을 경유하는 시간 또는 거리도 상이할 수 있다. 즉, 상기 냉각핀을 경유하는 거리는 일정하나 상기 서로 다른 위치에 형성된 흡입구(211)에서 상기 방열구(221)까지 도달하는 체류시간은 각기 상이할 수 있다.

도 2d를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 공기흐름을 위한 히트싱크 구조를 살펴보면, 상기 히트싱크의 형상은 상기 바디부(20)의 형상에 대응하도록 구비되고, 상기 히트싱크의 방열핀(331)과 상기 바디부(20)의 내면의 간격은 기 설정된 수치 범위내인 것이다.

즉, 상기 히트싱크의 형상은 상기 바디부(20)의 내면 공간이 제공하는 형상에 대응하도록 형성되어 구비되고, 상기 방열핀(331)의 단부는 상기 바디부(20)의 내면과 소정의 기 설정된 수치범위내의 간격을 형성하도록 구비된다. 한편, 상기 흡입구(211)에서 외부공기를 강제 흡입하여 상기 방열구(221)측으로 방출시키는 공기유동을 제어하기 위해서 냉각팬(332) 및 모터(미도시)를 포함하는 냉각 제어부(250)가 더 구비된다.

한편, 상기 방열구(221)로 방출되는 공기흐름은 상기 냉각팬(332)에서 발생하는 공기유동 및 상기 격벽(240)에서 반사되는 공기흐름이 더해진 것을 포함한다.

도 2e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부(500)의 작동 원리를 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의할 때, 바디 내부에는, 상기 흡입구(211)에서 외부공기를 흡입해서 상기 방열구(221)측으로 열원을 강제 방열시키는 냉각팬(332)을 제어하는 제어부(500)가 더 구비된다. 상기 제어부(500)는, 일방향 또는 양방향으로 공기를 강제로 이동시키는 모터로 구동하는 팬과, 바디(10) 일측에 구비되어 내부의 온도를 측정하는 열감지 센서를 포함하여 구성되는 냉각 제어부(250)의 구동 등을 제어한다.

상세히, 상기 제어부(500)는 상기 보드(미도시)에 안착되어 구비되고, 상기 열감지 센서를 통해서 입력되는 온도 등을 정보를 판단하여 상기 냉각 제어부(250)의 구동 및 제어 등의 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기 제어부(500)는 상기 냉각 제어부(250)에 대한 구동 및 제어 뿐만 아니라, 후술할 탈부착 가능한 냉각팁(10)의 재사용 여부 등을 판단 및 작동제한 등을 컨트롤 하는 역할 또한 수행한다.

상기 열감지 센서에서 설정된 소정의 온도이상이 감지되는 경우에, 상기 제어부(500)는 상기 냉각 제어부(250)를 선택적으로 동작하여 내부의 온도를 소정의 온도이하로 유지될 수 있도록 한다.

그리고 바디 일측에 상기 열감지 센서에서 측정된 온도를 도시하는 디스플레이부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 사용자는 상기 디스플레이에서 도시하는 온도와 색상의 변화 등을 통해서 냉각마취장치의 사용여부를 판단하게 된다.

한편, 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 일측에도 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 온도를 감지하는 열감지 센서가 구비된다. 상기 열감지 센서에서 측정된 탈부착형 냉각팁(10)의 현재 온도 역시 상기 디스플레이에 도시되는 것이 가능하다. 또한, 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 현재 온도는 별도의 디스플레이를 통해서 숫자로 표시되거나 사용가능여부를 색상변화로 도시하는 것이 가능하다. 이 때, 상기 탈부착형 냉각팁(10)의 온도 측정을 용이하게 하기 위해, 적외선 온도센서 등 비접촉식 온도 센서가 사용될 수 있고, 정밀한 온도측정을 위해, 상기 냉각팁(10)이 흑체복사(black body radiation)를 따르는 표면을 코팅 등을 통해 가질 수 있다.

상기 냉각장치는, 냉각을 하기 위한 타겟 영역과 직접 접촉하는 탈부착형 냉각팁(10)과 열적 결합하는 냉각매체(310)가 구비되는 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되, 상기 냉각매체(310)의 열을 방열시키는 히트싱크부에 공기유동을 발생하기 위한 냉각팬(332)을 포함하고, 상기 근단부(210)에서 내부 및 외부의 공기유동 사이클이 이루어지고, 상기 냉각팬(332)이 구비되는 영역의 바디부(20)의 소정 영역에는 외부의 공기흡입을 안내하는 흡입구(211)와, 내부의 열원을 외부로 방출하는 방열구(221)가 형성되어 있는 냉각장치의 구성이 구비된다.

도 2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용시 공기흐름을 설명한 도면이다.

이때, 사용자가 상기 바디부(20)를 파지하여 사용시에, 지면에 대해서 소정의 각도 범위에서 사용되고, 흡열된 공기의 중력반대 방향으로 이동하는 패시브(passive) 공기유동이 상기 냉각팬(332)에 의한 액티브(active) 공기유동과 결합하는 공기흐름을 가지게 된다.

상세히, 사용자의 상기 바디부(20)를 파지하여 타겟 영역에 대해서 접촉하여 해당부위를 냉각 또는 마취시키는 행위를 하는 경우에, 그 사용 환경이 지면인 수평상태에 대해서 소정의 각도 범위 내에서 기울어진 채로 사용하게 된다.

이때, 상기 패시브(passive) 공기유동은 상기 바디부(20) 내부에서 발생된 열원이 내부의 공기를 가열하게 되어 외부 혹은 주위의 공기의 온도 대비 높은 온도를 가지게 되어 중력의 반대방향인 상방향으로의 흐름을 가지게 되는 데 이를 패시브(passive) 공기유동으로 칭한다. 상기 패시브(passive) 공기유동은 외부의 타력에 의한 공기의 흐름이 아니라, 공기의 비중의 차이에 따른 자연의 법칙에 따른 대기의 순환을 의미하게 된다. 반면, 액티브(active) 공기유동은, 상기 패시브(passive) 공기유동과는 대비되는 개념으로, 상기 바디부(20) 내부에 구비된 팬의 구동으로 강제적으로 발생하는 공기흐름을 의미한다.

상기 액티브(active) 공기유동은, 모터 등의 구동으로 인해 발생하는 팬의 회전에 의해서 발생하는 공기의 강제적인 흐름으로써, 그 방향은 지면에 대해서 상방향 혹은 중력방향을 거스르는 하방향을 모두 포함한다.

일반적인 사용자의 사용시에는, 상기 패시브 공기유동에 의한 공기흐름과 상기 액티브 공기유동에 의한 공기흐름이 동일한 방향으로 합쳐져서 그 냉각효과를 극대화하는 데 이용된다.

또한 사용자가 제품을 사용할 시에는 파지부(230)와 연장선상의 측면에서 지면과 30 내지 60°도 사이의 각도로 사용 하게 된다. 이때 히트싱크의 핀 사이에서 흡열현상을 거친 공기들은 중력으로 인해 흡입구(211)에서 흡입된 공기보다 가벼워 짐으로써 능동적인 공기 컨트롤을 위한 팬 이외에 또 다른 공기흐름 컨트롤을 위한 힘으로 작용하게 된다.

한편, 상기 바디부(20)의 내부에는, 타겟 영역을 냉각하기 위한 열전냉각부(320)가 구비된 상기 근단부(210) 및 상기 냉각을 제어하기 위한 냉각 제어부(250)가 구비되는 상기 근단부(210) 사이의 공기흐름을 차단하는 격벽(240)이 구비된다.

상기 열전냉각부(320)는 열전소자를 포함한 열전소자부와, 상기 열전소자부와 열적으로 결합하여 상기 열전소자부에서 발생한 열원을 방열시키는 히트싱크부를 포함하여 구성된다.

상기 냉각 제어부(250)는, 상기 열전냉각부(320)를 강제로 냉각시키기 위한 것으로써, 구동력을 제공하는 모터부와, 상기 모터부에서 전달되는 회전력을 이용하여 강제 공기유동을 발생시키는 팬(332)을 포함하여 구성된다.

상기 무게중심영역 내에 구비된 열전냉각부(320)와 냉각 제어부(250)가 구비되고, 배터리(400)와 제어부(500) 등이 구비되는 원단부(220)는 격벽(240)으로 물리적으로 열적으로 상호 분리되는 구성을 가진다. 패시브 공기유동에 의해서든, 액티브 공기유동에 의해서든 방열을 위한 공기흐름은 상기 격벽(240)에 의해서 상기 원단부(220) 측으로 공기흐름은 차단된다.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 실시예에 따는 냉각마취장치의 팁 케이스(110)의 구성과 내부 결합부재(120)를 나타내는 도면이다. 상기 냉각마취장치에 있어서, 타겟 영역과의 직접 접촉을 통하여 상기 타겟 영역을 냉각하는 착탈식 냉각팁(10)과 상기 냉각팁(10)을 지지하면 상기 냉각마취장치에 장착하기 위한 결합부재(120)를 포함하는 팁 케이스(110)를 포함하여 구성되며, 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈착식 팁의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 상기 냉각팁(10)은 상기 냉각매체(310)와 물리적인 직접 접촉을 통하여, 열적결합 및 전위결합을 통해서 결합하는 구조를 가진다. 상기 전위결합은, 상기 냉각팁(10)의 전위가 열적결합과 더불어, 상기 냉각매체(310)의 전위에 대응하는 전위를 가지는 것을 의미한다. 이 때, 전위가 결합된 상기 냉각팁(10)과 상기 냉각매체(310)은 콘덴서(capacitor) 기능을 할 수 있는 부품과 전기적으로 결합되어 전위를 안정화시킬 수 있다. 어떤 예에서는, 상기 콘덴서(capacitor)기능을 하는 부품은 배터리일 수 있다. 이와 같이, 독립적인 콘덴서(capacitor)를 구성하지 않고, 배터리가 상기 냉각팁(10)과 상기 냉각매체(310)의 결합된 전위를 안정화시키는 역할을 수행할 때에는, 상기 냉각팁(10)과 상기 냉각매체(310)의 결합된 전위가 상기 열전냉각부((320)의 작동 전위 범위 안에서 안정화될 수 있다.

이러한 냉각팁(10), 냉각매체(310), 콘덴서(capacitor) 기능을 하는 부품의 전위 결합은 시술 전 기간 동안 이루어져 시술 부위에 닿기 전에 미리 전위를 안정화시킬 수 있다. 또 다른 예에서는, 냉각팁(10), 냉각매체(310), 콘덴서(capacitor) 기능을 하는 부품의 전위 결합은 시술 전과 시술 동안 모두 이루어질 수 있다.

이러한 전위 결합을 통하여 시술부위에 접촉하는 상기 냉각팁(10)이 전기적인 안정성을 가지며, 인체의 타겟 영역에 접촉하는 경우에도 스파크 등을 안정적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의할 때, 냉각매체(310), 즉 바람직한 실시예에 의할 때, 냉각봉은 펠티에 소자를 사이에 두고 히트싱크와 물리적으로 표면이 접촉해 있다 그리고 이 표면은 0.1 마이크로미터 이하의 평탄도를 가지고 열전달이 뛰어난 금속으로 도금이 되어있다. 그리고 냉각 매체는 탈착식 팁 케이스(110)의 냉각 접촉 부위와 물리적인 방법으로 결합이 된다. 즉, 냉각 접촉 부위는 펠티에 소자, 히트싱크 그리고 냉각매체(310) 와 열적으로 결합한다.

탈착식 팁의 기능은 크게 두 가지로 나뉜다. 일 실시예에 의할 때, 히트싱크 와 펠티에 소자를 이용한 흡열 및 방열 현상을 이용한 냉각 매체의 급속냉각의 열전달 측면에서의 냉각 접촉 부위로의 열전달 기능을 가지고, 다른 실시예에 의할 때, 냉각 접촉 부위의 위생상 멸균 유지를 위한 재사용 방지 기능을 가질 수 있다.

이러한 기능을 달성하기 위해서는 탈착식 일회용 팁커버의 냉각 매체와(Arm) 와 냉각 접촉 부위는 열적으로 최소한의 저항을 가지면서 결합해야 한다. 이때 열전달적인 측면에서 냉각 매채와 냉각 접촉 부위 사이의 물리적인 유격이 가장 큰 저항요소이다. 이를 최소화 하며 냉각 접촉부위가 하나의 냉각 매체로 기능하기 위해서는 물리적인 유격을 최소화 하는 체결 방식이 필요하다. 그 예시로서는 다음과 같은 방식이 있다. 도 3B는 그 예시중 하나인 스크류 채결 방식을 보여준다. 냉각매채(ARM) 의 끝부분에 스크류 형상으로 가공을 하여 팁 케이스(110)와의 물리적인 유격을 최소화 한다.

도 3b 및 도 3c는 탈착식 팁의 재사용방지 기능을 위한 구조를 나타낸다.

도 3b 및 도 3c를 참조하면, 상기 팁 케이스(110)에 구비된 결합부재(120)는, 버튼방식 또는 나사결합 방식 중 어느 하나가 적용된다. 이때, 상기 착탈식 냉각팁(10)은 상기 냉각마취장치 외부로 소정의 길이만큼 연장하여 돌출 형성되는 냉각매체(310)와 열적결합을 통해서 상기 냉각마취장치와 결합하게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예로, 물리적으로 냉각팁(10) 케이스와 바디부(20) 케이스의 결합을 통하여, 냉각매체(310)와 냉각 접촉부위 사이를 좁히는 압력을 가해서, 일정 기준 압력 이상을 접촉을 유지시키는 체결방식을 도시한다.

도 3d 및 3e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성부재(130)를 구비한 경우, 냉각부(320)의 구성을 나타낸 도면이다.

발명의 실시예에 의할 때, 냉각봉은 고정되고 팁이 장착되는 경우를 기준으로 설명하고 있으나, 발명의 다른 실시예에 의할 때, 냉각봉도 탈부착이 가능한 경우는, 탄성부재(130)를 이용하여 결합력을 향상할 수 있다. 도 3d를 참조하면, 상기 교체 가능한 냉각팁(10)과 냉각매체(310)와의 열적결합을 위해서, 상기 냉각마취장치와의 결합방향에 대해서 반대방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(130)를 하여 열적결합이 이루어질 수 있다.

예를 들어, 냉각부(320)가 길이방향으로 이동가능하게 바디내에 설치되고, 탄성부재(130)가 이의 후방에서 냉각부(320)를 탄성적으로 지지하면서 냉각팁(10)과 냉각매체(310)와의 밀착을 위해 냉각부(320)를 냉각팁(10)을 향해 푸쉬할 수 있다.

도 3e를 참조하면, 상기 탄성부재(130)는 팁의 결합방향뿐만 아니라, 상기 컨테이너(340)의 결합방향으로도 탄셩부재를 활용하여, 냉각봉과 열전소자와의 열적결합을 향상시킬 수 있다.

도 3f 내지 3h는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팁케이스 구조를 도시한 도면이다.

도 3f를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의할 때, 상기 팁구조는 외곽 케이스와 연장선으로 이어지는 케이스, 편리한 탈착 유도를 위한 바리케이드, 원활한 공기 흡입을 위한 흡입구(211) 그리고 재사용 방지를 위한 전기 전도 내장품 등을 포함하여 구성될 수 있다. 도 3F 는 재사용 방지를 기능을 위한 전기적 물리적인 설계를 나타낸다. 그리고 도 3E는 체결후 상기 전기회로(511)가 물리적인 외형이 변형되는 경우를 나타낸 그림이다.

도 3h를 참조하면, 상기 냉각팁(10)은, 상기 냉각팁(10)의 재사용을 시그널링하는 재사용 알람부(540)가 더 구비되어 장착된다. 이때, 상기 재사용 알람부(540)는 LED와 같은 디스플레이, 소리 또는 진동방식 중에서 하나 이상의 방식을 이용한 구성이 적용 가능하다. 상기 재사용 알람부(540)는 상기 교체 가능한 냉각팁(10)이 상기 냉각팁(10)과의 결합시 상기 제어부(500)에서 상기 냉각팁(10)의 재사용 여부를 판단하고, 상기 재사용 알람부(540)로 신호를 전송하게 된다.

팁 케이스(110)의 물리적인 설계는 부착시 팁 케이스(110)와 몸통 케이스 사이와 전기적 결합을 하게 되고 메인 보드(또는 제어부)로 결합을 인지하는 신호를 보낸다. 신호는 카운트로써 작용하며 일회 사용 후에는 기기를 작동하지 않도록 할 수 있다. 이 신호는 사용자 및 사용대상자 모두에게 재사용 방지를 위한 물리적인 신호를 보내는 트리거로써 작용 할 수도 있다. 예를 들자면 신호음이나 LED 불빛으로 들 수 있다.

상기 냉각마취장치로부터의 탈착을 용이하게 하기 위해서, 상기 팁 케이스(110)의 상기 냉각마취장치에 결합하는 방향의 단부에는 기 설정된 형상의 그립부(111)가 형성된다. 상기 그립부(111)는, 사용자가 상기 팁 케이스(110)를 상기 냉각마취장치로 결합 또는 탈거시에 사용하는 손가락의 조작이 용이하게 하는 공간을 제공한다.

일 실시예로 상기 그립부(111)는 상기 냉각마취장치와 결합하는 부위의 중심축방향으로 테이퍼지도록 형성되어, 상기 냉각마취장치와 결합 시에 결합부위 주변에 소정의 깊이와 공간을 제공하게 된다.

사용자는 상기 팁 케이스(110)의 탈착시에 상기 그립부(111)와 상기 냉각마취장치사이에 형성된 작업공간에 손가락을 위치하여 가압 또는 회전동작을 통해서 탈착작업을 수행할 수 있다. 한편, 상기 팁 케이스(110)의 내면에는, 사용된 냉각팁(10)의 재사용을 방지하기 위하여 전기적인 접속여부를 판단하기 위한 전기회로(511)가 구비된다. 바람직한 실시예에 의할 때, 상기 전기회로(511)가 최초 사용시에는 미리 설정된 부위에 전기저인 접속을 통하여 폐회를 구성하고, 폐회로가 구성되면 정상 사용이라고 인식한다.

물리적인 개방의 바람직한 실시예에 의할 때, 사용후에는 상기 전기회로(511)가 끊어지거나 모양이 변경되어 폐회로를 구성할 수 없게 되어, 이러한 구성을 통하여 재사용 여부를 판단할 수 있다.

전기적인 구성의 바람직한 실시예에 의할 때, 상기 전기회로(511)의 일부분을 퓨즈로 구성하여, 정상 사용이라고 판단된 후에는, 상기 퓨즈가 단선된 정도로 제어를 통하여, 전기회로(511)를 개방할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 전기회로(511)는, 전기적 방법 또는 가해지는 압력으로 인한 물리적인 방법으로 상기 전기회로(511)가 개방되는 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 냉각팁(10)과 냉각매체(310) 중 적어도 어느 하나는 상기 냉각마취장치와의 전기적 연결을 통해서 접지되는 구조를 가진다. 상기 전기적 접속을 판단하여 상기 냉각팁(10)이 재사용품인지 여부를 판단하는 재사용 판단부(510)와, 재사용으로 판명되는 경우에는, 상기 냉각마취장치의 사용을 제한하도록 설정된 재사용 방지부(530)가 더 구비된다. 이때, 정상 사용으로 판단되는 경우에는, 재사용 방지를 위한 상기 전기 회로를 개방하는 전기회로 개방부(520)가 구비된다.

상기 전기회로(511)는 퓨즈와 같은 방식으로 개방될 수도 있고, 결합시 압력에 따라 개방될 수도 있다. 결합하면서, 상기 전기회로(511)가 구부러져서, 재사용시에 전기회로(511)가 개방되도록 구성할 수도 있다.

10. 냉각팁 20. 바디부
110. 팁 케이스 111. 그립부
120. 결합부재 130. 탄성부재
210. 근단부 220. 원단부
230. 파지부 240. 격벽
250. 냉각 제어부 211. 흡입구
221. 방열구 231. 스톱퍼
232. 안착홈 310. 냉각매체
320. 냉각부 330. 방열부
340. 컨테이너 341. 결합가이드부
331. 방열핀 332. 냉각팬
400. 배터리 500. 제어부
511. 전기회로 510. 재사용 판단부
520. 전기회로 개방부 530. 재사용 방지부
540. 재사용 알람부

Claims (10)

1. 냉각 장치에 있어서,
   착탈식 냉각팁(10)과의 열적결합을 통하여, 타겟영역을 냉각하기 위한 냉각매체(310)가 구비되는 근단부(210)와, 타단에 형성되는 원단부(220)로 형성되는 바디부(20)를 포함하되,
   상기 냉각매체(310), 냉각부(320), 방열부(330) 및 방열핀(331)은 상기 바디부(20)의 무게중심영역에 위치하고, 상기 무게중심영역은 상기 원단부(220)의 끝을 기준으로 상기 바디부(20) 전체 길이의 65 내지 90% 사이에 위치하고,
   사용자가 상기 바디부(20)를 조작하기 위한 파지부(230)는 상기 무게중심영역 내에 구비되는
   냉각 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 무게중심영역은 상기 바디부(20)의 무게중심을 기준으로 전체 길이의 ±10% 위치에 위치하도록 구비되는 냉각 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 파지부(230)의 근단부(210)측 방향으로, 소정의 높이만큼 돌출형성되어 사용자의 파지하는 위치를 가이드하는 스톱퍼(231)(stopper)가 형성되는, 냉각 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 파지부(230)는
   사용자의 파지하는 손가락이 접촉하는 부위에 소정의 깊이만큼 음각으로 대응되는 형상으로 형성되는 안착홈(232)이 형성되는, 냉각 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각매체(310)와 상기 방열부(330) 사이에는,
   상기 냉각매체(310)를 냉각하기 위한 열전소자의 안착공간을 제공하는 컨테이너(340)가 더 구비되는, 냉각 장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 컨테이너(340)는 복수개의 분리 유닛으로 구성되어, 상기 냉각매체(310)와 결합하되,
   상기 컨테이너(340)는 상기 냉각매체(310)의 외면의 형상에 대응되는 형상으로 구비되고, 상기 컨테이너(340)의 일면에는 상기 냉각매체가 소정의 깊이만큼 삽입되어 안착되는 결합 가이드부(341)가 형성되는, 냉각 장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 무게중심영역을 기준으로 냉각매체(310)와 냉각팁(10)이 있는 위치의 반대편에 배터리(400)가 위치하는 냉각 장치
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 원단부(220)에 배터리(400)가 구비되는 경우, 상기 무게중심영역에는 전체 무게의 20% 이상이 집중되는 냉각 장치.

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