KR102223344B1

KR102223344B1 - 핸드피스

Info

Publication number: KR102223344B1
Application number: KR1020190119552A
Authority: KR
Inventors: 이중근
Original assignee: 자인텍 주식회사
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-03-05

Abstract

본 발명은 치과용 핸드피스(Handpiece)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명의 각 구성들간에 동력이 전달되는 과정에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 각 구성들이 상호 용이하게 결합 분리되도록 이루어져, 효율적인 사용 및 관리가 가능하도록 구현한 핸드피스에 관한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 핸드피스는,
전단부에는 편심축이 구비되고 후단부에는 종동기어가 구비된 동력전달샤프트와;
상기 동력전달샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 것으로, 측면에 상기 동력전달샤프트의 편심축이 회동가능하게 삽입되는 방향전환요홈이 형성되고 내부에는 공구가 끼워지는 공구끼움공이 형성된 공구홀더와;
내부에 상기 동력전달샤프트가 내재되는 내부수용부가 형성되고, 상기 내부수용부의 전단부에는 상기 공구홀더가 직선운동 가능하게 결합되는 수직지지홀이 형성된 동력전달케이싱과;
상기 동력전달케이싱과 분리가능하게 결합되는 것으로, 내부에는 동력을 발생시켜 상기 동력전달샤프트를 회전시키는 동력발생수단이 구비된 손잡이케이싱;
으로 구성된다.
그리고 상기 동력전달샤프트는,
상기 편심축이 구비된 편심캠, 종동기어가 구비된 기어부싱, 상기 편심캠과 기어부싱을 상호 연결하는 회전축으로 상호 분리가능하도록 이루어지고,
상기 편심캠과 기어부싱에는 상기 회전축의 양단부가 각각 끼워지는 수용홈과 끼움홈이 형성되며,
상호 결합되는 회전축 및 편심캠에는 제1결합공이 일치되게 형성되고, 상호 결합되는 회전축 및 기어부싱에는 제2결합공이 일치되게 형성되며,
상기 제1결합공 및 제2결합공에는 고정핀이 결합되어, 상기 편심캠, 회전축, 기어부싱이 상호 결합 분리되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 편심축에는 슬라이드베어링이 결합되어 편심축과 상기 방향전환요홈 사이의 마찰을 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 편심캠과 공구홀더는 티타늄(Titanium)코팅 처리되거나, 또는 DLC코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠의 편심축과 공구홀더의 방향전환요홈사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성(耐磨耗性)이 향상되도록 구성된다.
이와 같은 구성에 의하면,
본 발명에 의한 핸드피스는, 본 발명의 각 구성들간에 동력이 전달되는 과정에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 각 구성들이 상호 용이하게 결합 분리되도록 이루어져, 제품의 내구성이 향상되고, 비용절감 등 효율적인 사용이 가능하며, 각 구성들에 대한 교체 및 관리가 용이한 효과가 있다.

Description

핸드피스{A HANDPIECE}

본 발명은 치과용 핸드피스(Handpiece)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명의 각 구성들간에 동력이 전달되는 과정에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 각 구성들이 상호 용이하게 결합 분리되도록 이루어져, 효율적인 사용 및 관리가 가능하도록 구현한 핸드피스에 관한 것이다.

대한민국특허등록 제10-1541778호(2015.07.29.등록, 이하 '선행기술'이라고 함) 『치과치료용 핸드파일 어셈블리 및 이를 갖는 핸드피스』가 제시되어 있는바,

상기 선행기술은 내부에서 발생하는 회전력을 좌우측 방향으로 반복회전하는 운동과 상하로 반복왕복하는 운동을 포함하는 복합운동으로 변환시켜서, 핸드파일에 회전력이 축적되는 것을 방지한다.

또한, 완충부재 및 편심베어링이 상기 핸드파일에 가해지는 충격을 흡수하여 핸드파일에 가해지는 압력을 감소시킨다.

따라서 상기 선행기술은, 핸드파일의 파절(破節)을 방지하는 기술이긴 하나,

각 구성들간의 결합 분리가 용이하지 않고, 각 구성들 사이에 발생하는 마찰로 인하여, 사용 및 유지관리에 불편함이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 각 구성들간에 동력이 전달되는 과정에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 각 구성들이 상호 용이하게 결합 분리되도록 이루어져, 효율적인 사용 및 관리가 가능하도록 구현한 핸드피스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 핸드피스는,

전단부에는 편심축(1111)이 구비되고 후단부에는 종동기어(1121)가 구비된 동력전달샤프트(110)와;

상기 동력전달샤프트(110)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 것으로, 측면에 상기 동력전달샤프트(110)의 편심축(1111)이 회동가능하게 삽입되는 방향전환요홈(121)이 형성되고 내부에는 공구가 끼워지는 공구끼움공(122)이 형성된 공구홀더(120)와;

내부에 상기 동력전달샤프트(110)가 내재되는 내부수용부(131)가 형성되고, 상기 내부수용부(131)의 전단부에는 상기 공구홀더(120)가 직선운동 가능하게 결합되는 수직지지홀(132)이 형성된 동력전달케이싱(130)과;

상기 동력전달케이싱(130)과 분리가능하게 결합되는 것으로, 내부에는 동력을 발생시켜 상기 동력전달샤프트(110)를 회전시키는 동력발생수단(141)이 구비된 손잡이케이싱(140);

으로 구성된다.

그리고 본 발명은 상기 동력전달케이싱(130)의 내부에 지지 고정되는 것으로, 내부에는 상기 동력전달샤프트(110)가 회전가능하게 지지결합되는 삽입공(151)이 구비된 부싱(150)을 포함하여 이루어지고,

상기 부싱(150)의 외주연에는 길이방향을 따라 면부(154)가 형성되며, 상기 면부(154)에는 상기 삽입공(151)과 연통되는 오일공(155)이 형성되어 구성되며,

상기 동력전달케이싱(130)은 상기 수직지지홀(132) 및 상기 내부수용부(131)가 형성된 콘트라앵글(130A)과 일단부가 상기 콘트라앵글(130A)의 후단부 외주연 둘레를 감싸도록 결합되는 체결부싱(130B)으로 이루어지며,

상기 콘트라앵글(130A)의 후단부에는 내주연 둘레를 따라 결합티스(134)가 형성되고, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부에는 상기 콘트라앵글(130A)의 결합티스와 치합(齒合)되는 대응결합티스(142)가 형성되어 이루어지며,

상기 체결부싱(130B)의 내주연에는 암나사(1301)가 형성되고, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부 외주연에는 체결부싱(130B)의 암나사(1301)와 대응하는 수나사(143)가 형성되어,

상기 동력전달케이싱(130)과 손잡이케이싱(140)이 상호 결합 분리되도록 구성된다.

그리고 상기 동력전달샤프트(110)는,

상기 편심축(1111)이 구비된 편심캠(111), 종동기어(1121)가 구비된 기어부싱(112), 상기 편심캠(111)과 기어부싱(112)을 상호 연결하는 회전축(113)으로 상호 분리가능하도록 이루어지고,

상기 편심캠(111)과 기어부싱(112)에는 상기 회전축(113)의 양단부가 각각 끼워지는 수용홈(1112)과 끼움홈(1122)이 형성되며,

상호 결합되는 회전축(1111) 및 편심캠(111)에는 제1결합공(1131)이 일치되게 형성되고, 상호 결합되는 회전축(1111) 및 기어부싱(112)에는 제2결합공(1132)이 일치되게 형성되며,

상기 제1결합공(1131) 및 제2결합공(1132)에는 고정핀(114)이 결합되어, 상기 편심캠(111), 회전축(1111), 기어부싱(112)이 상호 결합 분리되도록 구성되고,

상기 부싱(150)의 양단부에는 삽입공(151)과 연통되도록 안착요홈(152)이 각각 형성되고, 상기 안착요홈(152)에는 윤활베어링(153)이 결합되어, 상기 부싱(150)에 끼워진 동력전달샤프트(110)가 보다 원할하게 회전하도록 구성된다.

그리고 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)는 티타늄(Titanium)코팅 처리되거나, 또는 DLC코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠(111)의 편심축(1111)과 공구홀더(120)의 방향전환요홈(121) 사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성(耐磨耗性)이 향상되도록 구성된다.

본 발명에 의한 핸드피스는,

본 발명의 각 구성들간에 동력이 전달되는 과정에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 각 구성들이 상호 용이하게 결합 분리되도록 이루어져, 제품의 내구성이 향상되어 비용절감 등 효율적인 사용이 가능하며, 각 구성들에 대한 교체 및 관리가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 각 구성들이 상호 결합된 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 동력전달샤프트, 공구홀더, 동력전달케이싱, 손잡이케이싱의 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 동력전달샤프트와 부싱의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 부싱과 동력전달케이싱의 결합관계를 측면에서 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명에 의한 공구홀더의 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 동력전달케이싱의 구성도.
도 7은 본 발명에 의한 코팅 처리된 편심캠과 공구홀더의 개념도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 코팅 과정을 나타낸 개략적인 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

한편, 본 설명에서는 설명의 편의상, 도 1을 기준으로 동력전달케이싱(130)의 방향을 전방, 손잡이케이싱(140)의 방향을 후방이라 정한다.

본 발명에 의한 핸드피스는(100),

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

상기 동력전달샤프트(110)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 것으로, 측면에 상기 동력전달샤프트(110)의 편심축(1111)이 회동가능하게 삽입되는 방향전환요홈(121)이 형성되고 내부에는 공구가 끼워지는 공구끼움공(122)이 형성된 공구홀더(120)와;(도 5 참조)

내부에 상기 동력전달샤프트(110)가 내재되는 내부수용부(131)가 형성되고, 상기 내부수용부(131)의 전단부에는 상기 공구홀더(120)가 직선운동 가능하게 결합되는 수직지지홀(132)이 형성된 동력전달케이싱(130)과;(도 2 및 도 6 참조)

상기 동력전달케이싱(130)과 분리가능하게 결합되는 것으로, 내부에는 동력을 발생시켜 상기 동력전달샤프트(110)를 회전시키는 동력발생수단(未圖示)이 구비된 손잡이케이싱(140);

으로 구성된다.

그리고 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 동력전달케이싱(130)의 내부에 지지 고정되는 것으로, 내부에는 상기 동력전달샤프트(110)가 회전가능하게 지지결합되는 삽입공(151)이 구비된 부싱(150)을 포함하여 구성된다.

따라서 회전하는 동력전달샤프트(110)와 비회전하는 동력전달케이싱(130)의 사이에 발생하는 마찰력을 상기 부싱(150)이 자연스럽게 감소시킨다.

이때, 상기 부싱(150)의 양단부에는 삽입공(151)과 연통되도록 안착요홈(152)이 각각 형성되고, 상기 안착요홈(152)에는 윤활베어링(153)이 결합되어, 상기 부싱(150)에 끼워진 동력전달샤프트(110)가 보다 원할하게 회전하도록 유도한다.

그리고 상기 부싱(150)의 외주연에는 길이방향을 따라 면부(154)가 형성되고, 상기 면부(154)에는 상기 삽입공(151)과 연통되는 오일공(155)이 형성된다.

부싱(150)이 결합된 상기 동력전달샤프트(110)를 상기 동력전달케이싱(130)의 내부수용부(131)에 삽입 시, 경우에 따라 부싱(150)과 동력전달케이싱(130)의 마찰에 의해 삽입이 용이하지 않거나, 동력전달케이싱(130)의 내부에서 상기 부싱(150)의 회전이 원할하지 않을 수 있다.

하지만, 부싱(150)에 형성된 면부(154)에 의해 상기 동력전달샤프트(110)가 상기 동력전달케이싱(130)의 내부수용부(131)에 원할하게 삽입됨은 물론, 원할한 회전이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 부싱(150)의 외주연 중단부에는 외주연 둘레를 따라 스토퍼부(156)가 돌출 형성되며, 상기 동력전달케이싱(130)의 내부수용부(131)에는 내주연 둘레를 따라 상기 스토퍼부(156)에 대응하는 대응스토퍼부(133)가 형성된다.(도 3 및 도 6 참조)

한편, 도 4는 부싱(150)이 결합된 동력전달샤프트(110)가 상기 동력전달케이싱(130)과 결합된 측면도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 상기 면부(154)와 접하는 스토퍼부(156)에는 연결요홈(157)이 형성되는데, 이에 따라 상기 연결요홈(157)에 인접한 면부(154)와 상기 대응스토퍼부(133) 사이에는 유로공(158)이 자연스럽게 형성된다.

상기의 구성에 의하면, 상기 오일공(155)을 통해 오일이 주입되어 상기 동력전달샤프트(110)가 보다 원할하게 회전할 수 있으며, 이때, 상기 연결요홈(157) 및 유로공(158)을 통해 에어가 용이하게 이동함으로써, 상기 에어가 오일의 원할한 이동을 유도할 수 있다.

이 경우, 필요에 따라 상기 유로공(158)을 통해 오일이 유입될 수도 있다.

동력전달샤프트(110)는,

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 편심축(1111)이 구비된 편심캠(111), 종동기어(1121)가 구비된 기어부싱(112), 상기 편심캠(111)과 기어부싱(112)을 상호 연결하는 회전축(113)으로 상호 분리가능하도록 이루어지고,

상호 결합되는 회전축(113) 및 편심캠(111)에는 제1결합공(1131)이 일치되게 형성되고, 상호 결합되는 회전축(113) 및 기어부싱(112)에는 제2결합공(1132)이 일치되게 형성되며,

상기 제1결합공(1131) 및 제2결합공(1132)에는 고정핀(114)이 결합되어, 상기 편심캠(111), 회전축(113), 기어부싱(112)이 상호 결합 분리되도록 구성된다.

결국, 상기 편심캠(111)은 부싱(150)의 전단부와 근접하도록 배치되며, 상기 기어부싱(112)은 부싱(150)의 후단부와 근접하도록 배치되는 것이다.

이때, 상기 동력전달샤프트(110)의 각 구성은 금속으로 이루어진다.

결국, 본 발명은 상기와 같이 결합 분리가 편리한 구성으로 인하여, 각 구성마다 필요시 교체가 용이하며, 특히 세척 등 관리가 용이한 장점이 있다.

공구홀더(120)는,

도 5에 도시된 바와 같이, 앞에서 언급한대로 측면에 상기 동력전달샤프트(110)의 편심축(1111)이 회동가능하게 삽입되는 방향전환요홈(121)이 형성되고 내부에는 공구가 끼워지는 공구끼움공(122)이 형성되는데, 편심축(1111)이 상기 방향전환요홈(121)에 삽입되도록 배치된 후, 방향전환요홈(121)의 좌우내벽을 외측으로 밀어내듯이 편심회전을 하게 되어, 공구홀더(120)를 좌우방향을 따라 직선운동 시키게 된다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공구홀더(120)의 타측면에는 가이드요홈(123)이 형성되는데, 상기 가이드요홈(123)은 공구홀더(120)의 후단부에서 중단부까지 형성된다.

그리고 상기 동력전달케이싱(130)의 수직지지홀(132)에는 상기 가이드요홈(123)에 끼워지는 가이드돌기(1321)가 형성된다.(도 6 참조)

따라서 상기 편심축(1111)이 상기 방향전환요홈(121)의 좌우내벽을 외측으로 밀어내듯이 편심회전을 하게 되면, 상기 가이드돌기(1321)에 걸리어있는 공구홀더(120)는 좌우방향을 따라 직선운동을 하게 된다.(도 7 참조)

결국, 상기 동력전달샤프트(110)의 회전운동이 공구홀더(120)의 직선운동으로 변환되는 것이다.

동력전달케이싱(130)은,

도 6에 도시된 바와 같이,

상기 수직지지홀(132) 및 상기 내부수용부(131)가 형성된 콘트라앵글(130A)과,

일단부가 상기 콘트라앵글(130A)의 후단부 외주연 둘레를 감싸도록 결합되는 체결부싱(130B)으로 이루어지며, 상기 콘트라앵글(130A)의 후단부에는 후단부 둘레를 따라 결합티스(134)가 형성된다.

이때, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부에는 상기 콘트라앵글(130A)의 결합티스(134)와 치합되는 대응결합티스(142)가 형성되어 이루어지며,(도 2 참조)

상기 체결부싱(130B)의 내주연에는 암나사(1301)가 형성되고, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부 외주연에는 체결부싱(130B)의 암나사(1301)와 대응하는 수나사(143)가 형성되어 이루어진다.(도 2 참조)

따라서 상기 동력전달케이싱(130)과 손잡이케이싱(140)이 상호 용이하게 결합 분리되도록 구성된다.

한편, 언급한대로 상기 손잡이케이싱(140)에는 동력발생수단(未圖示)이 내재되는데, 상기 동력발생수단은 모터(未圖示)와, 모터에 연결되어 상기 종동기어(1121)와 치합되도록 연결된 구동기어(未圖示)를 포함하여 이루어져, 상기 구동기어가 종동기어(1121)에 동력을 전달함으로써, 상기 회전축(111)이 회전운동을 하게 되는 것이다.

상기 손잡이케이싱(140)에 내재되는 동력발생수단은 일반적인 구성이므로, 본 발명에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

그리고 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)는 티타늄(Titanium)코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠(111)의 편심축(1111)과 공구홀더(120)의 방향전환요홈(121) 사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성(耐磨耗性)이 향상되도록 구성된다.

종래에는, 상기 편심축(1111)과 방향전환요홈(121)이 상호 접촉하여 결합된 상태에서 편심축(1111)이 회전함에 따라, 편심축(1111)과 방향전환요홈(121) 사이에 마찰이 증가하여 이에 따라 열이 발생하며, 소음이 증가하고, 특히 편심축(1111)과 방향전환요홈(121)의 마모가 빠르게 발생하는 문제가 있었다.

따라서 편심축(1111)이 형성된 편심캠(111)과, 방향전환요홈(121)이 형성된 공구홀더(120)를 빈번히 교체함에 따라, 사용에 불편함이 발생함은 물론, 관리비용이 증가하는 등의 문제가 발생했다.

하지만 본 발명에서는 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)가 티타늄(Titanium)코팅 처리됨에 따라, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 강도(剛度)가 향상되어 편심캠(111)과 공구홀더(120)에 마모, 변형 및 파손이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 종래에는 경우에 따라 상기 공구홀더(120)와 편심캠(111) 사이에 수분이 스며들고, 이러한 현상이 반복됨에 따라 부식이 발생하는데, 본 발명에서는 티타늄코팅이 부식을 방지한다.

결국, 본 발명은 티타늄코팅에 의해 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 강도(剛度)가 향상되어 마모의 발생을 감소시키고, 변형이나 파손을 방지하며, 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 부식을 방지하여 내구성이 향상됨으로써, 유지비용이 절감됨은 물론, 효율적인 사용이 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)에 대한 티타늄코팅은 다음과 같은 단계를 거쳐 이루어진다.(도 8 참조)

첫째, 표면수세단계(S10)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)에 대한 티타늄코팅이 효과적으로 형성되도록 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면을 최적의 상태로 정리하는 과정이다.

부연하면, 표면수세단계(S10)는, 상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 세척액을 분사하는 샤워방식을 주로 사용하여, 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 묻어있는 각종 이물질을 제거한다.

그리고 사용하는 세척액은 순수한 물이나 산세(Acid cleaning)용액, 알칼리 세정용액, 린스(Rinse)액 등이 사용되는데, 이 중 어느 한 가지 이상을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 상기 세척액에는 탈지(Degreasing)성분이 포함되어 이루어질 수도 있다.

이때, 탈스케일(Descaling) 산세를 위하여, 황산, 염산, 질산 및 불산 등의 산세용액을 단독으로 사용하거나, 혹은 둘 이상의 종류를 혼합한 산세용액을 이용할 수도 있다.

또한, 알칼리 세정용액을 사용하는 경우에는 수산화나트륨(Sodium hydroxide)수용액을 사용하고, 린스액을 사용하는 경우에는 '산'성분이나 '알칼리'성분을 함유하지 않은 순수(純水)를 사용한다.

또한, 세정 성능의 향상을 위하여 세정액을 일정온도(예: 40℃ ~ 80℃)로 가열한 후 사용할 수 있다.

둘째, 건조단계(S20)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)이 송풍수단과 가열수단을 구비한 건조장치를 통과하면서, 상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 묻은 세척액이 풍력에 의해 밀어내어져 제거됨과 동시에 일정 온도로 가열되는 과정이다.

이때, 필요에 따라 상기 건조단계(S20)를 거친 공구홀더(120)와 편심캠(111)을 다시 고온건조(예: 230℃ ~ 270℃) 하여 좀더 효과적인 코팅작업을 위한 최적의 상태로 유도할 수 있다.

셋째, 코팅형성단계(S30)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 이산화티타늄 광촉매(TiO2 Photocatalyst) 코팅액을 분사 도포하여 코팅층(160)을 형성하는 과정이다.

이때, 상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 이산화티타늄 광촉매 코팅액을 1 ~ 2㎛ 두께로 도포한 후 건조하는 과정을 2회 내지 4회 반복 수행하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 3 ~ 4㎛ 두께의 다층 구조로 코팅할 수도 있다.

그리고 도포된 이산화티타늄 광촉매 코팅액은 70℃ ~ 150℃ 열로 건조시키는 것이 일반적인데, 이를 위해서 본 코팅형성단계(S30) 작업은 단열챔버의 내부에서 수행되는 것이 바람직하다.

상기 이산화티타늄 광촉매 코팅액은 이산화티타늄에 아세테이트(Acetate), 알코올 및 섬유질을 일정 비율로 혼합하여 이루어진다.

이 경우, 상기 아세테이트는 광촉매 코팅 조성물의 용제(溶劑)로서, 이산화티타늄의 용해(Dissolution)를 용이하게 하기 위한 물질로 사용된다.

그리고 상기 알코올은 광촉매 코팅의 점도를 조절하기 위하여 사용되는 용매(Solvent)로 사용된다.

본 발명에 있어서, 이산화티타늄 광촉매 코팅액을 도포하는 방법에 대해서는 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 설명하였으나, 필요에 따라서는 별도의 도포방법(도금: Plating)을 사용할 수도 있음은 물론이다.

그리고 상기 이산화티타늄 광촉매 코팅액은 당업계에서 다양한 응용제품이 제조, 판매되고 있으므로, 이에 대한 구체적인 기술적 설명은 생략하기로 한다.

넷째, 표면세정단계(S40)는,

상기 코팅형성단계(S30)에서 일정 두께로 코팅층(160)이 형성된 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면을 세정하여 각종 이물질을 제거하는 과정이다.

이때, 10℃ ~ 15℃ 온도의 냉각수를 사용하여 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면을 냉각함으로써, 표면에 형성된 이산화티타늄 코팅층(160)을 완전히 경화(硬化)시키는 '수냉단계'를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

다섯째, 공냉건조단계(S50)는,

상기 표면세정단계(S40)에서 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 묻은 냉각수를 송풍장치를 이용한 상온의 바람으로 완전하게 건조하는 과정이다.

또는, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)는 DLC코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠(111)의 편심축(1111)과 공구홀더(120)의 방향전환요홈(121)사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성이 향상되도록 구성될 수 있다.

여기에서 DLC(Diamond like Carbon)코팅이란, 다이아몬드(Diamond)의 주성분인 탄소(Carbon)의 가스를 이용하여, 진공 상태에서 플라즈마(Plasma)를 발생시켜, 원하는 표면에 코팅층을 증착(Vacuum Evaporation)시키는 것으로, 표면에 다이아몬드와 유사한 구조의 탄소박막(Carbon Thin Film)이 비정질(非晶質) 구조로 형성됨으로써, 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 표면 강도를 높이게 된다.

종래에는 상기 편심축(1111)과 방향전환요홈(121)이 상호 접촉하여 결합된 상태에서 편심축(1111)이 회전함에 따라, 편심축(1111)과 방향전환요홈(121) 사이에 마찰이 증가하여 이에 따라 열이 발생하며, 소음이 증가하고, 특히 편심축(1111)과 방향전환요홈(121)의 마모가 빠르게 발생하는 문제가 있었다.

하지만 본 발명에서는 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)가 DLC코팅 처리됨에 따라, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 강도(剛度)가 향상되어 편심캠(111)과 공구홀더(120)에 마모, 변형 및 파손이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 종래에는 상기 공구홀더(120)와 편심캠(111) 사이에 경우에 따라 수분이 스며들고, 이러한 현상이 반복됨에 따라 부식이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 DLC코팅이 부식을 방지한다.

결국, 본 발명은 DLC코팅에 의해 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 강도(剛度)가 향상되어 변형이나 파손을 방지하며, 편심캠(111)과 공구홀더(120)의 부식을 방지하여 내구성이 향상됨으로써, 유지비용이 절감됨은 물론, 효율적인 사용이 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)에 대한 DLC코팅은 다음과 같은 단계를 거쳐 이루어진다.(도 9 참조)

첫째, 전처리단계(S100)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111) 표면의 이물질 및 유분을 제거하는 과정으로서, 크게 습식전처리단계(S110)와 건식전처리단계(S120)로 이루어진다.

그리고 상기 습식전처리단계(S110)는 초음파세척(Ultrasonic cleaning)을 실시하는 단계로서, 다시 제1습식처리단계(S111) 내지 제4습식처리단계(S114)로 이루어진다.

제1습식처리단계(S111)는, 증류수와 초음파세척제를 일정비율로 혼합한 혼합액을 이용하여 초음파세척을 실시하는데, 상기 증류수와 초음파세척제를 혼합한 용액은 10분마다 교체하며, 2회 또는 3회 정도 반복세척 하는 것이 바람직하다.

제2습식처리단계(S112)는, 증류수와 아세톤을 일정비율로 혼합한 혼합액을 이용하여 초음파세척을 실시하는데, 1회 정도 실시하는 것이 바람직하다.

제3습식처리단계(S113)는, 증류수와 알코올 이용하여 세척을 하는데, 각각 20분씩 세척 하는 것이 바람직한데, 제3습식처리단계(S113)는 다음에 설명할 증착단계를 용이하게 실시하도록 유도한다.

제4습식처리단계(S114)는, 에어(예: 에어건)를 이용하여 먼지와 같은 나머니지 불순물을 제거 하게 된다.

건식전처리단계(S120)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)을 진공상태에서 수소 및 산소를 주입한 후, 플라즈마 방전 처리를 통해서 미처 제거하지 못한 잔류불순물을 휘발시키는 과정으로서, 아래에 설명할 접착층형성단계(S200)에서 접착층(171)이 용이하게 제조되도록 유도한다.

둘째, 접착층형성단계(S200)는,

상기 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 규소(Si)를 이용하여 접착층을 형성하는 과정으로서, 이때 상기 규소의 두께는 0.1 ~ 1㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 접착층을 형성하는 과정은, 진공챔버의 내부에서 메탄(CH4)가스를 반응가스(Reaction gas)로 사용하여 배기한 후, 다시 아세틸렌(C2H2)을 반응가스로 사용하여 아르곤(Ar)가스를 500W의 전력으로 30초간 플라즈마를 발생시킴으로써 이루어진다.

셋째, 증착단계(S300)는,

박막(薄膜)의 DLC(Diamond Like Carbon)코팅층(170)을 형성하는 과정으로서, 상기 접착층이 형성된 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 메탄(CH4)가스와 일정 압력을 갖춘 상태에서 플라즈마를 발생시켜 약 80분간 DLC코팅층(170)을 형성한다.

상기와 같은 과정을 통해, 공구홀더(120)와 편심캠(111)의 표면에 DLC코팅층(170)이 형성되는 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "핸드피스"를 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 핸드피스
110 ; 동력전달샤프트
111 ; 편심캠
1111 ; 편심축
1112 ; 수용홈
112 ; 기어부싱
1121 ; 종동기어
1122 ; 끼움홈
113 ; 회전축
1131 ; 제1결합공
1132 ; 제2결합공
114 ; 고정핀
115 ; 슬라이드베어링
1151 ; 단턱부
120 ; 공구홀더
121 ; 방향전환요홈
122 ; 공구끼움공
123 ; 가이드요홈
130 ; 동력전달케이싱
130A ; 콘트라앵글
130B ; 체결부싱
1301 ; 암나사
131 ; 내부수용부
132 ; 수직지지홀
1321 ; 가이드돌기
133 ; 대응스토퍼부
134 ; 결합티스
140 ; 손잡이케이싱
141 ; 동력발생수단
142 ; 대응결합티스
143 ; 수나사
150 ; 부싱
151 ; 삽입공
152 ; 안착요홈
153 ; 윤활베어링
154 ; 면부
155 ; 오일공
156 ; 스토퍼부
157 ; 연결요홈
158 ; 유로공
160, 170 ; 코팅층

Claims

전단부에는 편심축(1111)이 구비되고 후단부에는 종동기어(1121)가 구비된 동력전달샤프트(110)와;
상기 동력전달샤프트(110)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 것으로, 측면에 상기 동력전달샤프트(110)의 편심축(1111)이 회동가능하게 삽입되는 방향전환요홈(121)이 형성되고 내부에는 공구가 끼워지는 공구끼움공(122)이 형성된 공구홀더(120)와;
내부에 상기 동력전달샤프트(110)가 내재되는 내부수용부(131)가 형성되고, 상기 내부수용부(131)의 전단부에는 상기 공구홀더(120)가 직선운동 가능하게 결합되는 수직지지홀(132)이 형성된 동력전달케이싱(130)과;
상기 동력전달케이싱(130)과 분리가능하게 결합되는 것으로, 내부에는 동력을 발생시켜 상기 동력전달샤프트(110)를 회전시키는 동력발생수단(141)이 구비된 손잡이케이싱(140);으로 구성되되,
상기 동력전달케이싱(130)의 내부에 지지 고정되는 것으로, 내부에는 상기 동력전달샤프트(110)가 회전가능하게 지지결합되는 삽입공(151)이 구비된 부싱(150)을 포함하여 이루어지고,
상기 부싱(150)의 외주연에는 길이방향을 따라 면부(154)가 형성되며, 상기 면부(154)에는 상기 삽입공(151)과 연통되는 오일공(155)이 형성되어 구성되며,
상기 동력전달케이싱(130)은 상기 수직지지홀(132) 및 상기 내부수용부(131)가 형성된 콘트라앵글(130A)과 일단부가 상기 콘트라앵글(130A)의 후단부 외주연 둘레를 감싸도록 결합되는 체결부싱(130B)으로 이루어지며,
상기 콘트라앵글(130A)의 후단부에는 내주연 둘레를 따라 결합티스(134)가 형성되고, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부에는 상기 콘트라앵글(130A)의 결합티스와 치합(齒合)되는 대응결합티스(142)가 형성되어 이루어지며,
상기 체결부싱(130B)의 내주연에는 암나사(1301)가 형성되고, 상기 손잡이케이싱(140)의 전단부 외주연에는 체결부싱(130B)의 암나사(1301)와 대응하는 수나사(143)가 형성되어,
상기 동력전달케이싱(130)과 손잡이케이싱(140)이 상호 결합 분리되도록 구성된 것을 특징으로 하는 핸드피스.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 동력전달샤프트(110)는,
상기 편심축(1111)이 구비된 편심캠(111), 종동기어(1121)가 구비된 기어부싱(112), 상기 편심캠(111)과 기어부싱(112)을 상호 연결하는 회전축(113)으로 상호 분리가능하도록 이루어지고,
상기 편심캠(111)과 기어부싱(112)에는 상기 회전축(113)의 양단부가 각각 끼워지는 수용홈(1112)과 끼움홈(1122)이 형성되며,
상호 결합되는 회전축(1111) 및 편심캠(111)에는 제1결합공(1131)이 일치되게 형성되고, 상호 결합되는 회전축(1111) 및 기어부싱(112)에는 제2결합공(1132)이 일치되게 형성되며,
상기 제1결합공(1131) 및 제2결합공(1132)에는 고정핀(114)이 결합되어, 상기 편심캠(111), 회전축(1111), 기어부싱(112)이 상호 결합 분리되도록 구성되고,
상기 부싱(150)의 양단부에는 삽입공(151)과 연통되도록 안착요홈(152)이 각각 형성되고, 상기 안착요홈(152)에는 윤활베어링(153)이 결합되어, 상기 부싱(150)에 끼워진 동력전달샤프트(110)가 보다 원할하게 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제 3 항에 있어서,
상기 편심캠(111)과 공구홀더(120)는 티타늄(Titanium)코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠(111)의 편심축(1111)과 공구홀더(120)의 방향전환요홈(121)사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성이 향상되도록 구성된 것을 특징으로 하는 핸드피스.
제 3 항에 있어서,
상기 편심축(1111)과 공구홀더(120)는 DLC코팅 처리되어, 상호 접하게 되는 편심캠(111)의 편심축(1111)과 공구홀더(120)의 방향전환요홈(121)사이에서 발생하는 마찰을 감소시켜, 내마모성이 향상되도록 구성된 것을 특징으로 하는 핸드피스.