KR102232656B1

KR102232656B1 - 온도 조절이 가능한 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법

Info

Publication number: KR102232656B1
Application number: KR1020190092522A
Authority: KR
Inventors: 조은석
Original assignee: 김두희
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-03-26
Also published as: KR20210014439A

Abstract

본 발명은 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸드피스는 몸체부와 상기 몸체부에 결합되며, 회전 가능하게 제공되는 버를 가지며, 버의 회전에 의해 경조직을 제거하는 절삭부와 상기 절삭부를 구동시켜, 상기 절삭부를 회전시키는 구동부와 그리고 상기 경조직을 제거 시 상기 버와 상기 경조직 상에 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하고 상기 버의 일부는 상기 몸체부의 일측으로 돌출되어 형성되는 핸드피스를 포함한다.

Description

온도 조절이 가능한 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법{A TEMPERATURE CONTROLLED HANDPIECE, A HANDPIECE SYSTEM AND A METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 온도 조절이 가능한 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 핸드피스에 장착된 버를 용이하게 교차하며, 핸드피스 작동 시 발생하는 소음을 최소화하는 온도 조절이 가능한 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다.

치과에서는 다양한 시술이 수행된다. 일 예로, 구강세척, 진공흡인, 임플란트시술, 충치제거 및 플러그제거 등의 시술이 수행된다. 치과 시술 수행 시 드릴(drill)이나, 버(bur)가 사용될 수 있다. 드릴이나 버는 회전하는 핸드피스를 사용하여 드릴링(drilling) 또는 버핑(buffing) 시술을 수행할 수 있다. 외과에서도 경조직 제거를 위해 유사한 핸드피스를 사용하고 있다.

핸드피스에 장차되는 버(bur)는 사용 용도에 따라 다양한 종류가 있다. 또한, 치료 시술에 따라서 교체 사용해야 한다. 종래의 핸드피스는 스프링의 가압력에 의해 버(bur)를 고정하고 있다. 버(bur) 교체를 위해서는 사용자가 한손으로 교체버튼을 강하게 누른 상태에서 다른 한 손으로 버(bur)를 이탈 및 체결시키는 동작을 수행해야만 하였다. 따라서, 여성은 물론 남성에게도 버(bur) 교체가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 핸드피스는 모터 또는 압축공기에 의해 구동한다. 모터 구동 방식은 링크로 이루어진 별도의 구동축이 핸드피스 내부에 내장되야 하는 단점이 있으므로, 일반적으로 압축공기 구동방식이 사용된다. 그러나 압축공기 구동방식의 핸드피스는 200,000rpm 이상의 고속으로 회전하면서 80dB 이상의 소음을 발생시킨다. 소음의 원인은 압축공기의 분출 시 급작스런 유동조건의 변화에 의해 생성된 난류로 인해 발생되는 난류소음(turbulent noise), 핸드피스 작동시 발생하는 진동에 의한 고체음(structure borne noise), 경조직 제거시 발생되는 가공소음(cutting noise) 등이 있다.

이러한 소음에 노출되는 환자 또는 치과의사들로 하여금 청력손실을 유발할 수 있다. 또한, 소음은 치과의사들로 하여금 고도의 집중력이 요구되는 치료행위의 효과를 반감시킬 뿐만 아니라, 환자로 하여금 불안, 초조 등 심리적 문제를 발생시키기도 한다.

그 밖에도, 고속으로 회전하는 핸드피스 사용시 과도한 마찰열이 제거 대상 조직의 주변조직에 전달되어 주변조직의 변성 및 괴사 등을 유발할 수 있다. 의료용으로 주로 사용되는 핸드피스의 특성 상 감염 문제를 방지하기 위해 사용 전 반드시 소독이 필요하나, 기존 소독액을 이용한 살균 방식은 사용이 번거로운 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-1184565호 (2012.09.14)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자, 자성체를 이용하여 핸드피스를 거치함과 동시에 버(bur)의 고정을 해제할 수 있는 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 서로 다른 압력의 압축공기의 공급량을 제어하여 핸드피스 사용시 발생하는 소음을 최소화하면서, 버(bur)의 절단면에서 냉각수가 분사되고, 사용 전후 자외선에 의해 살균할 수 있는 핸드피스, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 치과 치료 시 경조직의 온도를 측정하여 핸드피스의 버의 온도 조절이 가능한 핸드피, 핸드피스 시스템 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 경조직을 제거할 수 있는 핸드피스를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 핸드피스는 몸체부와 상기 몸체부에 결합되며, 회전 가능하게 제공되는 버를 가지며, 버의 회전에 의해 경조직을 제거하는 절삭부와 상기 절삭부를 구동시켜, 상기 절삭부를 회전시키는 구동부와 그리고 상기 경조직을 제거 시 상기 버와 상기 경조직 상에 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하고, 상기 버의 일부는 상기 몸체부의 일측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 핸드피스는 상기 절삭부의 회전 시 발생하는 소음을 저감시키는 소음 저감부와 상기 경조직의 제거 시 상기 버가 접촉하는 상기 경조직의 온도를 측정하는 온도 측정부와 상기 버가 형성된 상기 몸체부의 일부위에 위치하며, 상기 버의 회전에 의해 상기 경조직을 제거 시 이를 촬영하는 촬영부와 그리고 상기 버가 형성된 상기 몸체부의 일부위에 위치하며, 상기 버의 회전에 의해 상기 경조직의 제거 시 상기 경조직 부위에 광을 조사하는 광원부를 더 포함하고, 상기 절삭부는 상기 버가 삽입 가능하도록 상부가 넓고 하부로 갈수록 좁아지는 형태의 공간이 내부에 형성되며, 상기 버와 함께 회전 가능한 샤프트와 단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 쐐기형태의 자성체로서 상기 샤프트와 상기 버 사이에 배치되어, 하방으로 이동시 상기 샤프트와 상기 버를 결착시키고, 상방으로 이동시 결착을 해제시키는 핀과 상기 버를 감싸도록 상기 핀의 상부에 배치되어, 상기 핀을 하방으로 가압하는 스프링과 그리고 상기 샤프트의 내주면으로부터 상기 버의 외주면을 향해 돌출 형성되어, 상기 스프링의 타단을 지지하는 돌기를 포함하고, 상기 버의 내부에 버 냉각유로가 형성되고, 상기 버 냉각유로는 상기 버의 상단으로부터 상기 버의 길이방향을 따라 연장 형성되고 상기 버의 하단의 절삭날을 향해 분기되어 관통 형성되며, 상기 버는 외주면에 나사산이 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 상기 구동부는 상기 샤프트의 외주면에 장착되어, 압축공기에 의해 상기 샤프트를 회전시키는 임펠러 날개와 상기 임펠러 날개가 수용되도록, 상기 핸드피스의 끝단 내부에 형성된 임펠러 수용공간과 상기 샤프트가 상기 몸체부 내에서 회전가능하도록, 상기 임펠러 수용공간의 상부에 장착된 상부 베어링과 상기 샤프트가 상기 몸체부 내에서 회전가능하도록 상기 임펠러 수용공간의 하부에 장착된 하부 베어링과 상기 임펠러 날개에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간 중 어느 하나의 공간과 연통되어, 상기 임펠러 날개를 회전시키도록 압축공기를 전달하는 복수 개의 압축공기 유로와 상기 임펠러 날개에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간 중 다른 하나의 공간과 연통되어 상기 임펠러 날개를 회전시킨 압축공기가 배출되는 배기 유로와 그리고 상기 압축공기 유로의 개도량을 조절하여, 압축공기의 유량을 조절하는 유량조절 밸브를 포함하고, 상기 압축공기 유로는 제1 압축공기 유로 및 제2 압축공기 유로를 포함하고 상기 제1 압축공기 유로 내부를 통과하는 제1 압축공기와 상기 제2 압축공기 유로 내부를 통과하는 제2 압축공기는 서로 다른 압력을 가지며, 상기 유량조절 밸브는 상기 제1 압축공기 유로에 장착되어, 상기 제1 압축공기의 유량을 조절하는 제1 유량조절 밸브와 상기 제2 압축공기 유로에 장착되어, 상기 제2 압축공기의 유량을 조절하는 제2 유량조절 밸브를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 샤프트의 상부를 향해 배치된 냉각수 유로와 상기 냉각수 유로에서 상기 샤프트의 내부 공간을 향해 하방으로 돌출 형성된 냉각수 주입로와 상기 샤프트가 회전가능하도록, 상기 냉각수 주입로와 상기 샤프트의 내주면 사이에 배치된 유로 베어링과 상기 샤프트의 내주면과 상기 유로 베어링 사이에 배치된 제1 실링과 상기 유로 베어링과 상기 냉각수 주입로의 외주면 사이에 배치된 제2 실링과; 그리고 상기 돌기의 상면에 배치되어 상기 버 내부유로 이외의 공간으로 냉각수가 유출되는 것을 방지하는 제3 실링을 포함하고, 상기 소음저감부는 상기 핸드피스 작동시 발생하는 소음을 측정하는 마이크와 상기 소음을 최소화하도록 상기 제1 유량조절 밸브 및 상기 제2 유량조절 밸브의 개도량을 제어하는 소음저감 제어부와 그리고 상기 소음의 역위상 파장의 사운드를 발생시켜, 상기 소음을 제거하는 스피커를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 핸드피스의 버 교체가 용이하며, 핸드피스 사용시 발생하는 소음을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 핸드피스 사용시 마찰열에 의한 치료 대상 조직의 변성 및 괴사를 방지할 수 있으며, 핸드피스의 사용 전후 용이하게 살균할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 경조직의 제거 시 온도를 측정하여 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 촬영부 및 광원부를 제공하여 경조직 제거 시술의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 핸드피스 시스템을 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1의 핸드피스를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 핸드피스 시스템 중 압축공기 유로 및 배기 유로를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 핸드피스 시스템 중 살균부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 살균부의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸드피스 시스템의 작동 방법을 보여주는 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 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.

도 1은 본 발명의 핸드피스 시스템을 보여주는 개략도이고, 도 2는 도 1의 핸드피스를 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 1의 핸드피스 시스템 중 압축공기 유로 및 배기 유로를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 핸드피스 시스템 중 살균부를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 살균부의 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸드피스 시스템의 작동 방법을 보여주는 순서도이다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 핸드피스 시스템(10)은 핸드피스(100) 및 본체(200)를 포함한다. 핸드피스(100)는 버(111)의 회전에 의해 경조직(hard tissue)을 제거하는 역할을 한다. 또한, 본체(200)는 상기 핸드피스(100)에 압축공기(A) 및 냉각수(W)를 공급하는 역할을 하며, 공압탱크(210), 압축기(220), 냉각수 탱크(230), 냉각수 펌프(240), 버 탁착 및 거치부(250) 및 살균부(260)를 포함한다. 본체(200)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 핸드피스(100)는 몸체부(101), 절삭부(110), 구동부(120), 냉각부(130), 소음저감부(140), 온도측정부(150), 촬영부(160) 및 광원부(170) 등으로 구성될 수 있다. 몸체부(101)는 내부에 공간을 가진다. 몸체부(101)의 내부에는 절삭부(110), 구동부(120), 냉각부(130) 등이 위치할 수 있다. 몸체부(101)는 전체적으로 핸드피스(100)의 외면을 이루는 몸체이다.

절삭부(110)는 회전력에 의해 제거 대상인 경조직(hard tissue)을 절삭하는 역할을 하며, 버(111), 샤프트(112), 핀(113), 스프링(114) 및 돌기(115) 등으로 구성된다. 상기 버(111)는 내부에 버 냉각유로(111-1)가 형성되며, 외주면에 절삭을 위한 나사산이 형성된다.

상기 버 냉각유로(111-1)는, 상기 버(111)의 상단으로부터 상기 버(111)의 길이방향을 따라 연장 형성된다. 또한, 상기 버(111)의 하단의 절삭날을 향해 분기되어 관통 형성된다. 따라서, 후술할 냉각수 유로(131) 내부의 냉각수(W)는 냉각수 주입로(132) 및 상기 버 냉각유로(111-1) 내부로 유입되고, 핸드피스의 작동시 상기 버(111)의 회전에 의해 원심력이 발생하면 상기 버(111)의 절삭날로부터 상기 경조직(hard tissue)을 향해 분사되는 것이다. 이에 따라, 핸드피스의 회전에 의한 마찰열을 냉각시킴으로서, 마찰열에 의한 주변조직의 변성 및 괴사 등을 방지할 수 있는 것이다.

회전 냉각유로(111-2)는 버(111)의 내부에 위치할 수 있다. 회전 냉각 유로(111-2)는 버 냉각 유로(111-1)의 중심에서 외측으로 위치하며, 나사산의 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 후술할 냉각수 유로(131) 내부의 냉각수(W)는 냉각수 주입로(132) 및 상기 회전 냉각유로(111-2) 내부로 유입되고, 핸드피스의 작동시 상기 버(111)의 회전에 의해 원심력이 발생하면 상기 버(111)의 절삭날로부터 상기 경조직(hard tissue)을 향해 분사되는 것이다. 이에 따라, 핸드피스의 회전에 의한 마찰열을 냉각시킴으로서, 마찰열에 의한 주변조직의 변성 및 괴사를 등을 방지할 수 있다.

샤프트(112)는 상기 버(111)가 삽입 가능하도록 상부가 넓고 하부로 갈수록 좁아지는 형태의 공간이 내부에 형성된다. 또한, 상기 샤프트(112)는 상기 버(111)와 함께 회전 가능하다. 핀(113)은 단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 쐐기형태의 자성체이다. 상기 핀(113)은 상기 샤프트(112)와 상기 버(111) 사이에 배치되며, 상기 핀(113)이 하방으로 이동시 상기 샤프트(112)와 상기 버(111)를 마찰에 의해 결착시키는 것이다. 이 경우에는 상기 샤프트(112)는 상기 버(111)와 함께 회전 가능하다. 또한, 상기 핀(113)이 상방으로 이동시 상기 샤프트(112)와 상기 버(111)의 결착을 해제시키며, 이 경우에는 상기 샤프트(112)가 회전하더라도 상기 버(111)에 구동력이 전달되지 않는 것이다.

스프링(114)은 상기 버(111)를 감싸도록 상기 핀(113)의 상부에 배치된다. 상기 스프링(114)은 상기 핀(113)을 하방으로 가압하는 역할을 한다. 따라서, 통상의 경우에는, 상기 핀(113)이 상기 스프링(114)에 의해 하방으로 이동하여, 상기 샤프트(112)와 상기 버(111)를 결착시키며, 핸드피스(100) 작동으로 상기 샤프트(112)가 회전하면 상기 버(111) 또한 함께 회전하여 상기 경조직(hard tissue)을 제거할 수 있다.

단, 상기 핸드피스(100)가 상기 버(111)가 상측을 향하도록 하여 후술할 버 탈착 및 거치부(250)에 거치되면, 자성체인 상기 버 탈착 및 거치부(250)의 자력에 의해 상기 핀(113)이 스프링(114)을 압축시키면서 상기 버 탈착 및 거치부(250)를 향해 이동한다. 이에 따라, 샤프트(112)와 버(111) 사이의 체결이 해제되며, 사용자는 이 상태에서 용이하게 버(111)를 교체할 수 있는 것이다.

돌기(115)는 상기 샤프트(112)의 내주면으로부터 상기 버(111)의 외주면을 향해 돌출 형성된다. 상기 돌기(115)는 상기 스프링(114)의 타단을 지지하는 역할을 한다. 따라서, 상기 스프링(114)의 일단에 접한 상기 핀(113)이 자력에 의해 이동하는 경우에는 상기 스프링(114)을 지지하여 상기 스프링(114)을 탄성변형시키는 것이다. 또한, 자력이 사라지면 스프링(114)의 복원력에 의해 상기 핀(113)이 원상복귀하도록 스프링(114)을 지지하는 것이다.

상기 구동부(120)는 상기 절삭부(110)에 회전력을 가하는 역할을 하며, 임펠러 날개(121), 임펠러 수용공간(122), 상부 베어링(123) 및 하부 베어링(124), 압축공기 유로(125), 배기 유로(126), 유량조절 밸브(127)를 포함한다. 임펠러 날개(121)는 상기 샤프트(112)의 외주면에 장착되며, 압축공기(A)에 의해 상기 샤프트(112)를 회전시킨다. 임펠러 수용공간(122)은 상기 핸드피스(100)의 끝단 내부에 형성되며, 상기 임펠러 수용공간(122) 내부에 상기 임펠러 날개(121)가 수용된다. 상기 임펠러 날개(121)는 압축공기(A)에 의한 구동력을 최대로 발휘하기 위해 상기 임펠러 수용공간(122)의 내부형태와 동일하게 형성될 수 있으며, 상기 임펠러 수용공간(122) 내에서 다른 구성과의 마찰 없이 회전할 수 있다. 또한, 상부 베어링(123) 및 하부 베어링(124)은 상기 샤프트(112)가 상기 핸드피스(100) 내에서 회전가능하도록, 상기 임펠러 수용공간(122)의 상부 및 하부에 장착된다.

상기 압축공기 유로(125)는 상기 임펠러 날개(121)에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간(122) 중 어느 하나의 공간과 연통되어, 상기 임펠러 날개(121)를 회전시키도록 압축공기(A)를 전달하는 역할을 한다(도 3 참조). 상기 압축공기 유로(125)는 복수 개로 형성될 수 있으며, 일 예로서 상기 압축공기 유로(125)는 제1 압축공기 유로(125-1) 및 제2 압축공기 유로(125-2)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 압축공기 유로(125-1) 내부를 통과하는 제1 압축공기(A-1)와 상기 제2 압축공기 유로(125-2) 내부를 통과하는 제2 압축공기(A-2)는 서로 다른 압력을 가질 수 있다.

상기 배기 유로(126)는 상기 임펠러 날개(121)에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간(122) 중 다른 하나의 공간과 연통되어, 상기 임펠러 날개(121)를 회전시킨 압축공기(A)가 배출되는 통로이다(도 3 참조). 또한, 유량조절 밸브(127)는 상기 압축공기 유로(125)의 개도량을 조절하여, 압축공기(A)의 유량을 조절하는 역할을 하며, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)를 포함한다. 상기 제1 유량조절 밸브(127-1)는 상기 제1 압축공기 유로(125-1)에 장착되어, 상기 제1 압축공기(A-1)의 유량을 조절한다. 또한, 상기 제2 유량조절 밸브(127-2)는 상기 제2 압축공기 유로(125-2)에 장착되어, 상기 제2 압축공기(A-2)의 유량을 조절하는 것이다.

이는 핸드피스(100) 작동시 발생하는 소음 중 난류소음(turbulent noise)을 최소화하기 위함이다. 보다 상세히 설명하면, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)를 조절하여 서로 다른 압력의 제1 압축공기(A-1) 및 제2 압축공기(A-2)의 유량을 제어하는 것이다. 이때, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)는 임펠러 수용공간(122) 내부에서 생성된 난류를 상쇄시킴으로서 난류소음을 저감시키도록 제어된다.

상기 냉각부(130)는 상기 절삭부(110)의 회전시 상기 버(111)와 상기 경조직 사이에 발생하는 마찰열을 냉각하는 역할을 하며, 냉각수 유로(131), 냉각수 주입로(132), 유로 베어링(133), 제1 실링(134), 제2 실링(135), 제3 실링(136)을 포함한다.

상기 냉각수 유로(131)는 상기 샤프트(112)의 상부를 향해 배치되며, 상기 냉각수 주입로(132)는 상기 냉각수 유로(131)에서 상기 샤프트(112)의 내부 공간을 향해 하방으로 돌출 형성된다. 또한, 상기 유로 베어링(133)은 상기 샤프트(112)가 회전가능하도록, 상기 냉각수 주입로(132)와 상기 샤프트(112)의 내주면 사이에 배치된다. 상기 제1 실링(134)은 상기 샤프트(112)의 내주면과 상기 유로 베어링(133) 사이에 배치되고, 상기 제2 실링(135)은 상기 유로 베어링(133)과 상기 냉각수 주입로(132)의 외주면 사이에 배치되며, 상기 제3 실링(136)은 상기 돌기(115)의 상면에 배치된다. 상기 제1 실링(134), 상기 제2 실링(135) 및 상기 제3 실링(136)은 상기 버 내부유로(111-1) 이외의 공간으로 냉각수(W)가 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이에 따라, 상기 냉각수 유로(131) 내부의 냉각수(W)는 냉각수 주입로(132) 및 상기 버 냉각유로(111-1) 내부로 유입되고, 핸드피스의 작동시 상기 버(111)의 회전에 의해 원심력이 발생하면 상기 버(111)의 절삭날로부터 상기 경조직(hard tissue)을 향해 분사되는 것이다. 이에 따라, 핸드피스의 회전에 의한 마찰열을 냉각시킴으로서, 마찰열에 의한 주변조직의 변성 및 괴사 등을 방지할 수 있는 것이다.

상기 소음저감부(140)는 상기 절삭부(110)의 회전시 발생하는 소음을 저감시키는 역할을 하며, 마이크(141), 소음저감 제어부(142), 스피커(143)를 포함한다. 상기 마이크(141)는 상기 핸드피스(100) 작동시 발생하는 소음(N)을 측정하는 역할을 하며, 상기 소음저감 제어부(142)는 상기 소음(N)을 최소화하도록 상기 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 상기 제2 유량조절 밸브(127-2)의 개도량을 제어하는 역할을 한다.

이는 상기한 바와 같이, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)를 조절하여 서로 다른 압력의 제1 압축공기(A-1) 및 제2 압축공기(A-2)의 유량을 제어하는 것이다. 이때, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)는 임펠러 수용공간(122) 내부에서 생성된 난류를 상쇄시킴으로서 난류소음을 저감시키도록 제어된다. 이때, 상기 소음저감 제어부(142)는 상기 마이크(141)로부터 소음(N)에 대한 정보를 지속적으로 전달받으며, 이를 바탕으로 상기 소음(N)을 최소화하도록 능동제어 될 수 있다.

스피커(143)는 상기 소음(N)의 역위상 파장의 사운드(S)를 발생시켜, 상기 소음(N)을 제거하는 역할을 한다. 이때, 상기 소음저감 제어부(142)는 상기 소음(N)의 역위상 파장의 사운드(S)를 도출하고, 이에 대한 신호를 스피커(143)로 전달하게 된다. 또한, 소음저감 제어부(142)는 상기 마이크(141)로부터 소음(N)에 대한 정보를 지속적으로 전달받으며, 이를 바탕으로 상기 소음(N)을 제거하도록 상기 스피커(143)를 능동제어할 수 있다.

온도 측정부(150)는 버(111)의 일측에 형성될 수 있다. 온도 측정부(150)는 버(11)의 일측 끝단에 위치하여, 경조직의 온도를 측정할 수 있다.

온도 측정부(150)는 온도센서(151) 및 온도제어부(152)를 포함할 수 있다.

온도센서(151)는 버(111)의 일측에 위치할 수 있다. 온도센서(151)는 경조직의 온도를 측정할 수 있다. 온도센서(151)에서 측정된 온도는 온도제어부(152)에 전달될 수 있다.

온도 제어부(152)는 온도 센서(151)에서 전달된 온도를 기준으로 냉각부(130)의 작동을 조절할 수 있다.

촬영부(160)는 버(111)가 형성된 몸체부(101)의 끝단에 위치할 수 있다. 촬영부(160)는 버(111)의 경조직 시술 시 이를 촬영할 수 있다. 촬영부(160)는 무선통신 등으로 별도의 서버(미도시)에 촬영된 영상을 전송할 수 있다. 촬영부(160)를 통해서 경조직 시술의 과정을 촬영해 이를 시술자가 검토할 수 있다.

광원부(170)는 버(111)가 형성된 몸체부(101)의 끝단에 위치할 수 있다. 광원부(170)는 버(111)의 경조직 시술 시 경조직에 광을 제공할 수 있다. 광원부(170)는 촬영부(160)의 경조직 제거 촬영을 도와줄 수 있다. 또한, 시술자의 시력 저하를 최소화하여 시술자의 시술 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 본체(200)는 공압탱크(210), 압축기(220), 냉각수 탱크(230), 냉각수 펌프(240), 버 탈착 및 거치부(250) 및 살균부(260)를 포함한다. 상기 공압탱크(210)는 상기 핸드피스(100)에 공급되는 압축공기(A)를 저장하는 역할을 하며, 상기 압축기(220)는 상기 공압탱크(210)에 압축공기(A)를 공급하는 역할을 한다. 상기 냉각수 탱크(230)는 상기 핸드피스(100)에 공급되는 냉각수(W)를 저장하는 역할을 하며, 상기 냉각수 펌프(240)는 상기 냉각수 탱크(230)에 저장된 냉각수(W)를 상기 핸드피스(100)로 전달하는 역할을 한다.

상기 버 탈착 및 거치부(250)는 자성체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 버 탈착 및 거치부(250)에는 상기 버(111)가 상측을 향하도록 하여 상기 핸드피스(100)를 거치할 수 있다. 즉, 강자성체인 버 탈착 및 거치부(250) 및 핀(113) 사이에 인력이 강하게 작용하므로, 사용자가 상기 버 탈착 및 거치부(250) 상에 상기 핸드피스(100)를 부주의하게 올려놓더라도 안정적으로 거치될 수 있는 것이다.

또한, 상기 핸드피스(100)가 상기 버 탈착 및 거치부(250) 상에 거치된 경우에는 상기 버(111)를 교체할 수 있다. 즉, 상기 핸드피스(100)가 상기 버(111)가 상측을 향하도록 하여 버 탈착 및 거치부(250)에 거치되면, 자성체인 상기 버 탈착 및 거치부(250)의 자력에 의해 상기 핀(113)이 스프링(114)을 압축시키면서 상기 버 탈착 및 거치부(250)를 향해 이동한다. 이에 따라, 샤프트(112)와 버(111) 사이의 체결이 해제되며, 사용자는 이 상태에서 용이하게 버(111)를 교체할 수 있는 것이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 살균부(260)는 상기 핸드피스(100)를 자외선 살균하는 역할을 하며, 개구부(261), 석영관(262), 센서(263), UV램프(264), 버 트레이(265), 커버(266)를 포함한다.

상기 개구부(261)는 상기 살균부(260)의 전면에 형성되며, 상기 핸드피스(100)가 삽입되는 입구이다. 상기 석영관(262)은 상기 살균부(260)의 내부에서 상기 개구부(261)와 연통되도록 형성되며, 상기 핸드피스(100)는 상기 석영관(262) 내부로 삽입되게 된다. 상기 센서(263)는 상기 석영관(262) 일측에 형성되며, 상기 핸드피스(100)가 상기 석영관(262) 내부로 삽입되었는지 감지하는 역할을 한다.

상기 UV램프(264)는 상기 석영관(262)의 내부를 향해 자외선을 발생시켜, 상기 석영관(262)의 내부에 삽입된 상기 핸드피스(100)를 살균하는 역할을 한다. 상기 버 트레이(265)는 상기 살균부(260)의 상단 일측에 배치되며, 상기 버(111)를 삽입 및 보관하도록 다수의 홀(265-1)이 형성된다. 또한, 상기 버 트레이(265)에 보관된 버(111) 역시 상기 UV램프(264)에 의해 살균될 수 있다. 상기 커버(266)는 상기 버 트레이(265)의 상부를 개방 또는 폐쇄하는 역할을 하며, 이는 상기 UV램프(264) 작동시, 상기 버(111)에 대한 살균력을 높이기 위함이다.

도 6을 참고하면, 상기 핸드피스 시스템의 작동방법은 접촉시키는 단계(S100), 거치되는 단계(S200), 해제되는 단계(S300), 삽입하는 단계(S400), 제거하는 단계(S600), 살균하는 단계(S700)를 포함한다.

상기 살균하는 단계(S700)에서는 핸드피스(100)를 버(111)가 상측을 향하도록 하여, 버 탈착 및 거치부(250)의 상측에 접촉시킨다. 상기 거치되는 단계(S200)에서는 상기 핸드피스(100)의 핀(113)과 상기 버 탈착 및 거치부(250) 사이의 자력에 의해, 상기 핸드피스(100)가 상기 버 탈착 및 거치부(250)에 거치된다.

상기 해제되는 단계(S300)에서는 상기 핀(113)이 자력에 의해 스프링(114)을 압축시키면서 상기 버 탈착 및 거치부(250)를 향해 이동한다. 이에 따라, 샤프트(112)와 버(111) 사이의 체결이 해제된다. 상기 삽입하는 단계(S400)에서는 상기 핸드피스(100)로부터 상기 버(111)를 분리시키고, 다른 버(111)를 상기 샤프트(112) 내부에 삽입한다. 이는 버(bur)가 사용 용도에 따라 다양한 종류가 있으며, 치료에 따라 교체하여 사용하기 위함이다.

상기 체결시키는 단계(S500)에서는 상기 핸드피스(100)를 상기 버 탈착 및 거치부(250)에서 이탈시켜, 상기 스프링(114)의 복원력에 의해 상기 핀(113)이 상기 샤프트(112)와 상기 버(111)를 다시 체결시킨다. 상기 제거하는 단계(S600)에서는 상기 핸드피스(100)를 작동시켜, 상기 버(111)의 회전에 의해 경조직을 제거한다. 상기 제거하는 단계(S600)는 회전시키는 단계(S610), 전달하는 단계(S620), 제어하는 단계(S630), 전달하는 단계(S640) 및 제거하는 단계(S650)를 포함한다.

상기 회전시키는 단계(S610)에서는 상기 핸드피스(100)를 작동시켜 유량조절 밸브(127)를 개방한다. 이에 따라, 압축공기 유로(125)가 열리게 되며, 압축공기(A)가 임펠러 수용공간(122)으로 유입되는 것이다. 상기 압축공기(A)는 임펠러 날개(121)를 회전시켜 샤프트(112)를 회전시키고, 이때 핀(113)에 의해 상기 샤프트(112)와 체결된 버(111) 역시 함께 회전하는 것이다. 상기 유량조절밸브(127)는 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)를 포함하며, 상기 압축공기 유로(125)는 제1 압축공기 유로(125-1) 및 제2 압축공기 유로(125-2)를 포함한다.

상기 전달하는 단계(S620)에서는 마이크(141)에서 소음(N)을 감지하고, 소음저감 제어부(142)에 상기 소음(N)에 대한 신호를 전달한다. 상기 제어하는 단계(S630)에서는 상기 소음저감 제어부(142)에서 기설정된 소음저감 테이블(T)에 따라, 상기 소음(N)을 최소화하도록 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)의 개도량을 제어한다.

이를 위해, 상기 소음저감 제어부(142)에는 실험에 의해 도출된 기설정된 소음저감 테이블(T)이 저장되어 있으며, 상기 기설정된 소음저감 테이블(T)에는 상기 소음(N)을 최소화하는 제1 압축공기(A-1) 및 제2 압축공기(A-2)의 유량이 저장되어 있는 것이다. 따라서, 상기 제어하는 단계(S630)에서는 상기 기설정된 소음저감 테이블(T)에 저장된 제1 압축공기(A-1) 및 제2 압축공기(A-2)의 유량에 맞추어, 제1 유량조절 밸브(127-1) 및 제2 유량조절 밸브(127-2)의 개도량을 제어하는 것이다.

상기 전달하는 단계(S640)에서는 상기 제어하는 단계(S630) 후, 상기 마이크(141)에서 잔존소음(N`)을 감지하고, 상기 소음저감 제어부(142)에 상기 잔존소음(N`)에 대한 신호를 전달한다. 또한, 상기 제거하는 단계(S650)에서는 상기 소음저감 제어부(142)에서 상기 잔존소음(N`)의 역위상 파장을 분석하고, 상기 스피커(143)에서 상기 잔존소음(N`)의 역위상 파장의 사운드(S)를 발생시켜, 상기 잔존소음(N`)을 제거하는 것이다.

이는 상기 소음(N)은 상기 잔존소음(N`)에 비해 상대적으로 큰 소리이므로, 상기 소음(N)에 대한 역위상 파장 사운드를 생성하기 위해 고출력의 스피커가 필요하다. 그러나 핸드피스(100) 내부의 공간은 일반적으로 협소할 수 밖에 없으므로, 이러한 고출력의 스피커를 내장할 수 없다. 따라서, 상기 전달하는 단계(S620) 및 상기 제어하는 단계(S630)에서 압축공기(A)의 유량 조절을 통해 1차적으로 소음(N)을 최소화하고, 2차적으로 최소화된 잔존소음(N`)에 대해서는 작은 사이즈의 스피커(143)를 통해 역위상 제어를 하여 잔존소음(N`)을 제거하는 것이다.

상기 살균하는 단계(S700)에서는 상기 핸드피스(100)를 살균부(260) 내부에 삽입하여 살균하며, 분리하는 단계(S710), 삽입하는 단계(S720) 및 살균하는 단계(S730)를 포함한다. 즉, 핸드피스(100)는 의료용으로 사용되는 경우가 많으며, 이 경우 감염질환 등의 문제를 방지하기 위해 핸드피스(100)의 사용 후에는 살균부(260)를 통해 살균을 하는 것이다.

상기 분리하는 단계(S710)에서는 상기 핸드피스(100)를 상기 버 탈착 및 거치부(250)에 접촉하여, 상기 핸드피스(100)에서 상기 버(111)를 분리한다. 즉, 상기 핸드피스(100)가 상기 버(111)가 상측을 향하도록 하여 버 탈착 및 거치부(250)에 거치되면, 자성체인 상기 버 탈착 및 거치부(250)의 자력에 의해 상기 핀(113)이 스프링(114)을 압축시키면서 상기 버 탈착 및 거치부(250)를 향해 이동한다. 이에 따라, 샤프트(112)와 버(111) 사이의 체결이 해제되며, 사용자는 이 상태에서 용이하게 버(111)를 교체할 수 있는 것이다.

상기 삽입하는 단계(S720)에서는 상기 핸드피스(100)를 살균부(260)의 개구부(261)를 통해 석영관(262) 내부로 삽입한다. 또한, 상기 핸드피스(100)에서 분리된 상기 버(111)를 버 트레이(265)에 삽입한다. 마지막으로 상기 살균하는 단계(S730)에서는 센서(263)가 상기 핸드피스(100)를 감지하면, UV램프(264)가 자외선을 발생시켜 상기 핸드피스(100) 및 상기 버(111)를 살균하는 것이다. 즉, 센서(263)에 의해 UV램프(264)가 작동하게 되므로, 사용자가 별도로 살균기능을 작동시킬 필요가 없으며, 사용자의 사용미숙 등으로 인해 핸드피스(100)가 살균되지 않고 재사용 되는 것을 방지할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 핸드피스 시스템 100: 핸드피스
101: 몸체부 110: 절삭부
111: 버 111-1: 버 냉각유로
111-2: 회전 냉각유로 112: 샤프트
113: 핀 114: 스프링
115: 돌기 120: 구동부
121: 임펠러 날개 122: 임펠러 수용공간
123: 상부 베어링 124: 하부 베어링
125: 압축공기 유로 125-1: 제1 압축공기 유로
125-2: 제2 압축공기 유로 126: 배기 유로
127: 유량조절 밸브 127-1: 제1 유량조절 밸브
127-2: 제2 유량조절 밸브 130: 냉각부
131: 냉각수 유로 132: 냉각수 주입로
133: 유로 베어링 134: 제1 실링
135: 제2 실링 136: 제3 실링
140: 소음저감부 141: 마이크
142: 소음저감 제어부 143: 스피커
150: 온도측정부 151: 온도센서
152: 온도제어부 160: 촬영부
170: 광원부 200: 본체
210: 공압탱크 220: 압축기
230: 냉각수 탱크 240: 냉각수 펌프
250: 버 탈착 및 거치부 260: 살균부
261: 개구부 262: 석영관
263: 센서 264: UV램프
265: 버 트레이 265-1: 홀
266: 커버

Claims

경조직을 제거하는 핸드피스에 있어서,
몸체부와;
상기 몸체부에 결합되며, 회전 가능하게 제공되는 버를 가지며, 버의 회전에 의해 경조직을 제거하는 절삭부와;
상기 절삭부를 구동시켜, 상기 절삭부를 회전시키는 구동부와: 그리고
상기 경조직을 제거 시 상기 버와 상기 경조직 상에 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하되,
상기 버의 일부는 상기 몸체부의 일측으로 돌출되어 형성되고,
상기 핸드피스는,
상기 절삭부의 회전 시 발생하는 소음을 저감시키는 소음 저감부와;
상기 경조직의 제거 시 상기 버가 접촉하는 상기 경조직의 온도를 측정하는 온도 측정부와;
상기 버가 형성된 상기 몸체부의 일부위에 위치하며, 상기 버의 회전에 의해 상기 경조직을 제거 시 이를 촬영하는 촬영부와; 그리고
상기 버가 형성된 상기 몸체부의 일부위에 위치하며, 상기 버의 회전에 의해 상기 경조직의 제거 시 상기 경조직 부위에 광을 조사하는 광원부를: 더 포함하고,
상기 절삭부는,
상기 버가 삽입 가능하도록 상부가 넓고 하부로 갈수록 좁아지는 형태의 공간이 내부에 형성되며, 상기 버와 함께 회전 가능한 샤프트와;
단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 쐐기형태의 자성체로서 상기 샤프트와 상기 버 사이에 배치되어, 하방으로 이동시 상기 샤프트와 상기 버를 결착시키고, 상방으로 이동시 결착을 해제시키는 핀과;
상기 버를 감싸도록 상기 핀의 상부에 배치되어, 상기 핀을 하방으로 가압하는 스프링과; 그리고
상기 샤프트의 내주면으로부터 상기 버의 외주면을 향해 돌출 형성되어, 상기 스프링의 타단을 지지하는 돌기;를 포함하고,
상기 버의 내부에 버 냉각유로가 형성되고,
상기 버 냉각유로는,
상기 버의 상단으로부터 상기 버의 길이방향을 따라 연장 형성되고,
상기 버의 하단의 절삭날을 향해 분기되어 관통 형성되며,
상기 버는 외주면에 나사산이 형성된 핸드피스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 샤프트의 외주면에 장착되어, 압축공기에 의해 상기 샤프트를 회전시키는 임펠러 날개와;
상기 임펠러 날개가 수용되도록, 상기 핸드피스의 끝단 내부에 형성된 임펠러 수용공간과;
상기 샤프트가 상기 몸체부 내에서 회전가능하도록, 상기 임펠러 수용공간의 상부에 장착된 상부 베어링과;
상기 샤프트가 상기 몸체부 내에서 회전가능하도록 상기 임펠러 수용공간의 하부에 장착된 하부 베어링과;
상기 임펠러 날개에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간 중 어느 하나의 공간과 연통되어, 상기 임펠러 날개를 회전시키도록 압축공기를 전달하는 복수 개의 압축공기 유로와;
상기 임펠러 날개에 의해 분할된 상기 임펠러 수용공간 중 다른 하나의 공간과 연통되어 상기 임펠러 날개를 회전시킨 압축공기가 배출되는 배기 유로와; 그리고
상기 압축공기 유로의 개도량을 조절하여, 압축공기의 유량을 조절하는 유량조절 밸브를; 포함하고,
상기 압축공기 유로는 제1 압축공기 유로 및 제2 압축공기 유로를 포함하고,
상기 제1 압축공기 유로 내부를 통과하는 제1 압축공기와 상기 제2 압축공기 유로 내부를 통과하는 제2 압축공기는 서로 다른 압력을 가지며,
상기 유량조절 밸브는,
상기 제1 압축공기 유로에 장착되어, 상기 제1 압축공기의 유량을 조절하는 제1 유량조절 밸브와;
상기 제2 압축공기 유로에 장착되어, 상기 제2 압축공기의 유량을 조절하는 제2 유량조절 밸브를; 포함하며,
상기 냉각부는,
상기 샤프트의 상부를 향해 배치된 냉각수 유로와;
상기 냉각수 유로에서 상기 샤프트의 내부 공간을 향해 하방으로 돌출 형성된 냉각수 주입로와;
상기 샤프트가 회전가능하도록, 상기 냉각수 주입로와 상기 샤프트의 내주면 사이에 배치된 유로 베어링과;
상기 샤프트의 내주면과 상기 유로 베어링 사이에 배치된 제1 실링과;
상기 유로 베어링과 상기 냉각수 주입로의 외주면 사이에 배치된 제2 실링과; 그리고
상기 돌기의 상면에 배치되어 상기 버 내부유로 이외의 공간으로 냉각수가 유출되는 것을 방지하는 제3 실링을; 포함하고,
상기 소음 저감부는,
상기 핸드피스 작동시 발생하는 소음을 측정하는 마이크와;
상기 소음을 최소화하도록 상기 제1 유량조절 밸브 및 상기 제2 유량조절 밸브의 개도량을 제어하는 소음저감 제어부와; 그리고
상기 소음의 역위상 파장의 사운드를 발생시켜, 상기 소음을 제거하는 스피커를; 포함하는 핸드피스.