KR102306227B1 - 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스 - Google Patents

동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스는. 헤드부에서 유체 토출 키트에 위치되어 기체 공급 관과 연통하는 기체 주입 구체(溝體); 헤드부에서 유체 토출 키트에 위치되어 액체 공급 관과 연통하는 액체 주입 구체(溝體); 및 헤드부에서 유체 토출 키트에 위치되어 기체 주입 구체 그리고 액체 주입 구체와 연통하는 유체 토출 구체(溝體)를 포함하고, 헤드부에서 에어 터빈 날개 아래에 유체 토출 키트를 위치시키면서, 기체 주입 구체와 유체 토출 구체가 둔각을 이루는 때, 액체 주입 구체는, 기체 주입 구체와 유체 토출 구체 사이에서 기체 주입 구체와 유체 토출 구체의 사잇 각으로부터 벗어나게 위치된다.

Description

동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스{AIR-TURBINE HANDPIECE FOR ACCOMPLISHING OPERATION NOISE REDUCTION AND FLUID STRAIGHT DISCHARGE}
본 발명은, 헤드부에서 에어 터빈 날개의 회전에 연동하는 치과 공구를 사용하여 치과 시술을 하는 동안 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스에 관한 것이다.
일반적으로, 에어 터빈 핸드피스는 치과 시술을 위해 선단에 위치되는 헤드(head)부의 스핀들(spindle)에 치과용 바, 포인트, 디스크, 석션팁 등의 치과 공구를 장착하고 스핀들을 통해 에어 터빈 날개의 구동력을 치과 공구에 전달시켜 치과 시술 동안 치과 공구를 통해 구강 내에 이물질을 제거하거나 치아와 잇몸을 치료하기 위해 이용된다.
이를 위해, 상기 에어 터빈 핸드피스의 개략적인 구조가 도 1 내지 도 3, 및 도 9를 참조하여 설명된다. 우선적으로, 상기 에어 터빈 핸드피스(70)는, 몸체부(10)와 헤드부(60)를 포함한다. 상기 몸체부(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기체 공급 관(3)과 액체 공급 관(6)과 터빈 구동 관(9)을 포함한다.
여기서, 상기 몸체부(10)와 외부 장치(도면에 미도시)의 연결시, 상기 기체 공급 관(3)과 터빈 구동 관(9)은 외부 장치의 압축 공기를 헤드부(60)에 전달하고, 상기 액체 공급 관(6)은 외부 장치의 물을 헤드부(60)에 전달한다. 상기 헤드부(60)는 스핀들(20)과 에어 터빈 날개(30)와 유체 토출 키트(50)를 갖는다.
상기 스핀들(20)은 에어 터빈 날개(30)의 중심축을 따라 에어 터빈 날개(30)를 관통하여 에어 터빈 날개(30)에 회전 고정되고 치과 공구(80)를 수용한다. 상기 에어 터빈 날개(30)는 터빈 구동 관(9)에 노출되어 제4 방향(D4)에서 압축 공기와 접촉한다. 상기 에어 터빈 날개(30)와 압축 공기의 접촉은 에어 터빈 날개(30)와 스핀들(20)과 치과 공구(80)를 회전시킨다.
상기 유체 토출 키트(50)는 에어 터빈 날개(30) 아래에서 스핀들(20)을 둘러싼다. 또한, 상기 유체 토출 키트(50)는 스핀들(20) 주변에 복수의 유체 토출 구체(溝體)(49)를 갖는다. 개별 유체 토출 구체(49; 이하, '유체 토출 구체'로 지칭함)는 유체 토출 키트(50)에서 기체 주입 구체(溝體)(43)와 액체 주입 구체(溝體)(46)와 연통한다.
상기 기체 주입 구체(43) 및 액체 주입 구체(46)는 몸체부(10)의 기체 공급관(3) 및 액체 공급관(6)에 각각 연결된다. 여기서, 상기 기체 주입 구체(43) 및 액체 주입 구체(46)는 기체 공급 관(3) 및 액체 공급 관(6)으로부터 압축 공기 및 물을 전달받는다.
상기 기체 주입 구체(43)는 제1 방향(D1)을 따라 유체 토출 구체(49)에 압축 공기를 주입하고, 상기 액체 주입 관(6)은 제2 방향(D2)을 따라 유체 토출 구체(49)에 물을 주입하고, 상기 유체 토출 구체(49)는 제3 방향(D3)을 따라 유체 토출 키트(50)로부터 치과 공구(80)를 향해 압축 공기와 물을 도 3과 같이 토출시킨다.
그러나, 도 9에서, 상기 몸체부(20)와 헤드부(60)에서, 상기 기체 공급 관(3)과 액체 공급 관(6)과 기체 주입 구체(43)와 액체 주입 구체(46)와 유체 토출 구체(49)의 직경을 상대적으로 비교해 볼 때, 상기 유체 토출 구체(49)의 직경을 1로 규정하면, 상기 기체 공급 관(3)과 액체 공급 관(6)은 기체 주입 구체(43) 대비 상대적으로 큰 직경을 갖는다.
또한, 상기 유체 토출 구체(49)의 직경을 1로 규정하면, 상기 기체 공급 관(3)과 액체 공급 관(6)은 액체 주입 구체(46)와 유체 토출 구체(49) 대비 상대적으로 작은 직경을 갖는다. 또한, 상기 유체 토출 구체(49)의 직경을 1로 규정하면, 상기 액체 주입 구체(46)는 유체 토출 구체(49) 대비 큰 직경을 갖는다.
따라서, 상기 압축 공기는 기체 공급 관(3)으로부터 기체 주입 구체(43)를 향해 흐르는 동안 큰 속도 및 작은 압력을 가진 후 기체 주입 구체(43)로부터 유체 토출 구체(49)를 향해 계속하여 흐르는 동안 작은 속도 및 큰 압력을 갖는다. 이와는 다르게, 상기 물은 액체 공급 관(6)으로부터 액체 주입 구체(46)를 향해 흐르는 동안 작은 속도 및 큰 압력을 가진 후 액체 주입 구체(46)로부터 유체 토출 구체(49)를 향해 계속하여 흐르는 동안 큰 속도 및 작은 압력을 갖는다.
상기 기체 주입 구체(43)와 액체 주입 구체(46)의 상대적인 직경의 차를 고려할 때, 상기 유체 토출 구체(49)는 압축 공기의 작은 속도와 큰 압력에 지배되어 물과 압축 공기(=이하, '유체'로 지칭함)를 치과 공구(60) 주변에 도 3과 같이 토출하지만, 상세하게는, 환자의 구강(100)에서 시술 타겟 영역(84)을 둘러싸는 분무 영역(98)에 도 3과 같이 분무한다.
더불어, 상기 기체 주입 구체(43)와 액체 주입 구체(46)가 유체 토출 구체(49)의 상부측에서 동시에 만나기 때문에, 상기 액체 주입 구체(46)의 중심축(45)은 기체 주입 구체(43)의 중심축(42) 및 유체 토출 구체(49)의 중심축(48)과 벡터적으로 도 2와 같이 이동된다.
즉, 상기 액체 주입 구체(46)의 중심축(45)은 기체 주입 구체(43)의 중심축(42) 그리고 유체 토출 구체(49)의 중심축(48)과 소정 각들(α, β)을 이룬다. 따라서, 상기 유체는 유체 토출 구체(49)의 상부측에 유체 난류(75)를 도 2와 같이 형성하고 유체 토출 구체(49)에서 유체 난류(75)에 의해 유체 흐름을 방해받아 물의 흐름을 더디게 갖는 상황에서 물에 대한 압축 공기의 강타(强打) 소리(= 소음)를 크게 낸다.
한편, 상기 에어 터빈 핸드피스(70)는 한국 등록특허공보 제10-1955327호에 종래기술로서 유사하게 개시되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1955327호
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 헤드부의 스핀들에 치과 공구를 수용하여 치과 시술을 하는 동안, 헤드부의 유체 토출 키트에서 유체 토출 구체에 유체 난류에 따른 물에 대한 압축 공기의 강타 소리를 줄이고 유체 토출 구체로부터 치과 공구를 향해 유체를 토출시 환자의 구강에서 시술 타겟 영역에 퍼짐 없이 곧게 유체를 토출시키는데 적합하도록, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스는, 몸체부의 터빈 구동 관에 헤드부의 에어 터빈 날개를 노출시키고, 상기 몸체부의 기체 공급 관과 액체 공급 관에 상기 헤드부의 유체 토출 키트를 연결시키도록, 상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 기체 공급 관과 연통하는 기체 주입 구체(溝體); 상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 액체 공급 관과 연통하는 액체 주입 구체(溝體); 및 상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 기체 주입 구체 그리고 상기 액체 주입 구체와 연통하는 유체 토출 구체(溝體)를 포함하고, 상기 헤드부에서 상기 에어 터빈 날개 아래에 상기 유체 토출 키트를 위치시키면서, 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체가 둔각을 이루는 때, 상기 액체 주입 구체는, 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 사이에서 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체의 사잇 각으로부터 벗어나게 위치되고, 상기 유체 토출 구체는, 상기 유체 토출 구체의 길이 방향을 따라 요철(凹凸) 면을 가지면서 상기 유체 토출 키트의 외부에 노출되는 것을 특징으로 한다.
상기 기체 주입 구체는, 상기 유체 토출 구체 대비 내부에서 상대적으로 매끄러운 면을 가질 수 있다.
상기 유체 토출 키트에 사발(沙鉢) 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 기체 주입 구체는, 상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 상부측에 위치하고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 상에 형성되고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체로부터 이격하여 상기 유체 토출 구체와 직접적으로 접촉할 수 있다.
상기 기체 주입 구체는, 상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관과 상기 액체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 대비 상대적으로 작은 직경을 가질 수 있다.
상기 액체 주입 구체는, 상기 유체 토출 구체 대비 내부에서 상대적으로 매끄러운 면을 가질 수 있다.
상기 유체 토출 키트에 사발 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 액체 주입 구체는, 상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 중부측에 위치하고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 사이에 형성되고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체로부터 이격하며 상기 기체 주입 구체 아래에 위치되어 상기 유체 토출 구체와 직접적으로 접촉할 수 있다.
상기 액체 주입 구체는, 상기 기체 주입 구체 대비 상대적으로 큰 직경을 가지고, 상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관과 상기 유체 토출 구체 대비 상대적으로 작은 직경을 가질 수 있다.
상기 유체 토출 구체의 상기 요철면은, 상기 유체 토출 구체의 내부에서 상기 유체 토출 구체의 중심 축을 따라 회전하는 나사 홈과 상기 나사 홈의 주변 형상에 의해 형성될 수 있다.
상기 유체 토출 키트에 사발 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 유체 토출 구체는, 상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 하부측에 위치하고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 아래에 형성되고, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체와 직접적으로 접촉하며 상기 액체 주입 구체로부터 상기 기체 주입 구체를 향해 연장되어 상기 기체 주입 구체와 직접적으로 접촉할 수 있다.
상기 기체 공급 관과 상기 기체 주입 구체에 압축 공기, 그리고 상기 액체 공급 관과 상기 액체 주입 구체에 물을 흐르게 하는 때, 상기 유체 토출 구체는, 상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 사이에서 액체를 부재시킨 공기 난류를 가질 수 있다.
상기 유체 토출 구체는, 상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관 대비 상대적으로 작은 직경을 가지고, 상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 대비 상대적으로 큰 직경을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스는,
헤드부의 유체 토출 키트에 사발 형상을 대응시켜 유체 토출 키트의 측벽에서 유체 토출 구체를 따라 소정 거리로 이격되는 기체 주입 구체와 액체 주입 구체를 구비하여, 치과 시술시 유체 토출 구체에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체 사이에 공기 난류를 형성시키며, 유체 토출 구체의 내부에서 유체 토출 구체의 길이 방향을 따라 나사산 형상을 가지므로,
헤드부의 스핀들에 치과 공구를 수용하여 치과 시술을 하는 동안, 헤드부의 유체 토출 키트에서 유체 토출 구체에 유체 난류에 따른 물에 대한 압축 공기의 강타 소리를 줄이고 유체 토출 구체로부터 치과 공구를 향해 유체를 토출시 환자의 구강에서 시술 타겟 영역에 퍼짐없이 곧게 유체를 토출시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어 터빈 핸드피스를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1의 에어 터빈 핸드피스의 유체 토출 키트에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체와 유체 토출 구체의 위치 관계를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 1의 에어 터빈 핸드피스에서 헤드부로부터 환자의 구강 내 분무 영역에 토출되는 유체를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 4의 에어 터빈 핸드피스의 유체 토출 키트에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체와 유체 토출 구체의 위치 관계를 보여주는 개략도이다.
도 6은 도 4의 에어 터빈 핸드피스의 헤드부에서 스핀들과 에어 터빈 날개와 유체 토출 키트와 치과 공구을 보여주는 개략도이다.
도 7은 도 6의 유체 토출 키트에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체와 유체 토출 구체의 내부를 보여주는 개략도이다.
도 8은 도 4의 에어 터빈 핸드피스에서 헤드부로부터 환자의 구강 내 시술 타겟 영역에 토출되는 유체를 보여주는 개략도이다.
도 9는 도 1 및 도 4의 에어 터빈 핸드피스에서 부품 제원(諸元)에 따른 측정 결과를 보여주는 표이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 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. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스를 보여주는 개략도이며, 도 5는 도 4의 에어 터빈 핸드피스의 유체 토출 키트에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체와 유체 토출 구체의 위치 관계를 보여주는 개략도이다.
도 6은 도 4의 에어 터빈 핸드피스의 헤드부에서 스핀들과 에어 터빈 날개와 유체 토출 키트와 치과 공구을 보여주는 개략도이고, 도 7은 도 6의 유체 토출 키트에서 기체 주입 구체와 액체 주입 구체와 유체 토출 구체의 내부를 보여주는 개략도이다.
또한, 도 8은 도 4의 에어 터빈 핸드피스에서 헤드부로부터 환자의 구강 내 시술 타겟 영역에 토출되는 유체를 보여주는 개략도이며, 도 9는 도 1 및 도 4의 에어 터빈 핸드피스에서 부품 제원(諸元)에 따른 측정 결과를 보여주는 표이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 에어 터빈 핸드피스(180)는, 도 1 내지 도 3의 에어 터빈 핸드피스(70)와 유사한 구조를 갖는다. 전체적으로 대략 살펴볼 때, 상기 에어 터빈 핸드피스(180)는, 도 4 내지 도 7과 같이, 몸체부(120)의 터빈 구동 관(119)에 헤드부(170)의 에어 터빈 날개(140)를 노출시키고, 몸체부(120)의 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)에 헤드부(170)의 유체 토출 키트(160)를 연결시키도록 구성된다.
이를 위해서, 상기 에어 터빈 핸드피스(180)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(120)와 헤드부(170)를 포함한다. 상기 몸체부(120)는, 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)과 터빈 구동 관(119)을 도 4와 같이 포함한다. 여기서, 상기 몸체부(120)와 외부 장치(도면에 미도시)의 연결시, 상기 기체 공급 관(113)과 터빈 구동 관(119)은 외부 장치의 압축 공기를 헤드부(170)에 전달한다.
상기 몸체부(120)와 외부 장치의 연결시, 상기 액체 공급 관(116)은 외부 장치의 물을 헤드부(170)에 전달한다. 상기 헤드부(170)는 스핀들(130)과 에어 터빈 날개(140)와 유체 토출 키트(160)를 도 4와 같이 갖는다. 상기 스핀들(130)은, 도 4 또는 도 6을 고려해 볼 때, 에어 터빈 날개(140)의 중심축을 따라 에어 터빈 날개(140)를 관통하여 에어 터빈 날개(140)에 회전 고정되고 치과 공구(190)를 수용한다.
상기 에어 터빈 날개(140)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 터빈 구동 관(119)에 노출되어 제4 흐름 방향(F4)에서 압축 공기와 접촉한다. 상기 에어 터빈 날개(140)와 압축 공기의 접촉은 에어 터빈 날개(140)와 스핀들(130)과 치과 공구(190)를 회전시킨다. 상기 유체 토출 키트(160)는, 도 4 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 에어 터빈 날개(140) 아래에서 스핀들(130)을 둘러싼다. 상기 유체 토출 키트(160)는, 도 6 및 도 7을 고려해 볼 때, 스핀들(130) 주변에 유체 토출 구체(溝體)(159)를 복수로 갖는다.
상기 유체 토출 구체(159)는, 도 4 또는 도 5 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)에서 기체 주입 구체(溝體)(153)와 액체 주입 구체(溝體)(156)와 연통한다. 상기 기체 주입 구체(153) 및 액체 주입 구체(156)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(120)의 기체 공급관(113) 및 액체 공급관(116)에 각각 연결된다. 여기서, 상기 기체 주입 구체(153) 및 액체 주입 구체(156)는 기체 공급 관(113) 및 액체 공급 관(116)으로부터 압축 공기 및 물을 전달받는다.
상기 기체 주입 구체(153)는 제1 흐름 방향(F1)을 따라 유체 토출 구체(159)에 압축 공기를 주입하고, 상기 액체 주입 관(156)은 제2 흐름 방향(F2)을 따라 유체 토출 구체(159)에 물을 주입하고, 상기 유체 토출 구체(159)는 제3 흐름 방향(F3)을 따라 유체 토출 키트(160)로부터 치과 공구(190)를 향해 압축 공기와 물을 도 8과 같이 토출시킨다.
상세하게 살펴볼 때, 상기 기체 주입 구체(153)는, 도 4와 같이, 헤드부(170)에서 유체 토출 키트(160)에 위치되고 유체 토출 키트(160)를 부분적으로 관통하여 기체 공급 관(113)과 연통한다. 상기 액체 주입 관(156)은, 도 4와 같이, 상기 헤드부(170)에서 유체 토출 키트(160)에 위치되고 유체 토출 키트(160)를 부분적으로 관통하여 액체 공급 관(116)과 연통한다.
상기 유체 토출 구체(159)는, 도 4와 같이, 헤드부(170)에서 유체 토출 키트(160)에 위치되고 유체 토출 키트(160)를 부분적으로 관통하여 기체 주입 구체(153) 그리고 액체 주입 구체(156)와 연통한다.
상기 헤드부(170)에서 에어 터빈 날개(140) 아래에 유체 토출 키트(160)를 위치시키면서, 상기 기체 주입 구체((153)와 유체 토출 구체(159)가 도 5와 같이 둔각을 이루는 때, 상기 액체 주입 구체(156)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 기체 주입 구체(153)와 유체 토출 구체(159) 사이에서 기체 주입 구체(153)와 유체 토출 구체(159)의 사잇 각으로부터 벗어나게 위치된다.
상기 유체 토출 구체(159)는, 유체 토출 구체의(159) 길이 방향을 따라 요철(凹凸) 면을 갖는다. 좀 더 세부적으로 상세하게 살펴볼 때, 상기 기체 주입 구체(153)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 유체 토출 구체(159) 대비 내부에서 상대적으로 더 매끄러운 면을 갖는다.
상기 유체 토출 키트(160)에 사발(沙鉢) 형상을 대응시켜 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 기체 주입 구체(153)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)에서 측벽의 상부측에 위치하고, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 액체 주입 구체(156)와 유체 토출 구체(159) 상에 형성된다.
또한, 상기 기체 주입 구체(153)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 액체 주입 구체(156)로부터 이격하여 유체 토출 구체(159)와 직접적으로 접촉한다. 상기 기체 주입 구체(153)는, 도 9와 같이, 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)과 액체 주입 구체(156)와 유체 토출 구체(159) 대비 상대적으로 작은 직경을 갖는다.
상기 액체 주입 구체(156)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 유체 토출 구체(159) 대비 내부에서 상대적으로 매끄러운 면을 갖는다. 상기 유체 토출 키트(160)에 사발 형상을 대응시켜 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 액체 주입 구체(156)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)에서 측벽의 중부측에 위치한다.
또한, 상기 액체 주입 구체(156)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 기체 주입 구체(153)와 유체 토출 구체(159) 사이에 형성되고, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 기체 주입 구체(153)로부터 이격하며 기체 주입 구체(153) 아래에 위치되어 유체 토출 구체(159)와 직접적으로 접촉한다.
상기 액체 주입 구체(156)는, 도 9에서, 기체 주입 구체(153) 대비 상대적으로 큰 직경을 가지고, 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)과 유체 토출 구체(159) 대비 상대적으로 작은 직경을 갖는다. 상기 유체 토출 구체(159)의 요철면은, 도 7과 같이, 유체 토출 구체(159)의 내부에서 유체 토출 구체(159)의 중심 축을 따라 회전하는 나사 홈과 나사 홈의 주변 형상에 의해 형성된다.
상기 유체 토출 키트(160)에 사발 형상을 대응시켜 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때, 상기 유체 토출 구체(160)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)에서 측벽의 하부측에 위치하고, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 아래에 대부분 형성된다.
또한, 상기 유체 토출 구체(160)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 액체 주입 구체(156)와 직접적으로 접촉하며 액체 주입 구체(156)로부터 기체 주입 구체(153)를 향해 소정 길이(도 4의 L)만큼 연장되어 기체 주입 구체(153)와 직접적으로 접촉한다.
상기 기체 공급 관(113)과 기체 주입 구체(153)에 압축 공기, 그리고 액체 공급 관(116)과 액체 주입 구체(156)에 물을 흐르게 하는 때, 상기 유체 토출 구체(159)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 토출 키트(160)의 측벽에서 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 사이에서 액체를 부재시킨 공기 난류(185)를 갖는다.
즉, 상기 액체를 부재시킨 공기 난류(185)는, 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 사이에서 소정 길이(L)의 유체 토출 구체(159)에 형성된다. 상기 유체 토출 구체(159)는, 도 9에서, 기체 공급 관(113)과 액체 공급(116) 관 대비 상대적으로 작은 직경을 가지고, 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 대비 상대적으로 큰 직경을 갖는다.
다음으로, 본 발명에 따른 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스의 동작 매커니즘이 설명된다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 핸드피스(180)가 도 4와 같이 준비될 수 있다. 상기 핸드피스(180)의 몸체부(120)와 헤드부(170)에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)과 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156)와 유체 토출 구체(159)의 직경을 상대적으로 비교해 볼 때, 상기 유체 토출 구체(159)의 직경을 1로 규정하면, 상기 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)은 기체 주입 구체(153) 대비 상대적으로 큰 직경을 갖는다.
또한, 상기 유체 토출 구체(159)의 직경을 1로 규정하면, 상기 기체 공급 관(113)과 액체 공급 관(116)은 액체 주입 구체(156)와 유체 토출 구체(159) 대비 상대적으로 큰 직경을 갖는다. 또한, 상기 유체 토출 구체(159)의 직경을 1로 규정하면, 상기 액체 주입 구체(156)는 유체 토출 구체(159) 대비 큰 직경을 갖는다.
계속해서, 상기 몸체부(120)에 외부 장치가 연결될 수 있다. 상기 외부 장치는, 기체 공급 관(113)과 기체 주입 구체(153)에 압축 공기를 전달하고, 액체 공급 관(116)과 액체 주입 구체(156)에 물을 전달한다. 여기서, 상기 압축 공기는 기체 공급 관(113)으로부터 기체 주입 구체(153)를 향해 흐르는 동안 큰 속도 및 작은 압력을 가진 후 기체 주입 구체(153)로부터 유체 토출 구체(159)를 향해 계속하여 흐르는 동안 작은 속도 및 큰 압력을 갖는다.
이와는 다르게, 상기 물은 액체 공급 관(116)으로부터 액체 주입 구체(156)를 향해 흐르는 동안 큰 속도 및 작은 압력을 가진 후 액체 주입 구체(156)로부터 유체 토출 구체(159)를 향해 계속하여 흐르는 동안 작은 속도 및 큰 압력을 갖는다.
또한, 상기 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156)의 상대적인 직경의 차를 고려할 때, 상기 에어 터빈 핸드피스(180)에서 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156)의 직경의 차는 종래기술에 따른 에어 터빈 핸드피스(70)에서 기체 주입 구체(43)와 액체 주입 구체(46)의 직경의 차 대비 상대적으로 작다.
따라서, 상기 유체 토출 구체(159)는 압축 공기 또는 물의 작은 속도와 큰 압력에 지배되지 않고 시간 당 물과 압축 공기의 주입받는 순서에 따라 물을 압축 공기로 적절하게 밀어내어 유체(=물과 압축공기)를 치과 공구(60) 주변에 도 8과 같이 토출한다. 즉, 상기 유체 토출 구체(159)는 환자의 구강(210)에서 분무 영역(208) 내 시술 타겟 영역(204)에 유체를 도 8과 같이 토출한다.
여기서, 상기 유체는 유체 토출 구체(159)로부터 환자의 구강(210)을 향해 시술 타겟 영역(204)에 직진성으로(=퍼짐없이 곧게) 토출된다. 더불어, 상기 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156)가 유체 토출 구체(159)의 상부측에서 동시에 만나지 않으나, 상기 액체 주입 구체(156)의 중심축(155)은 기체 주입 구체(153)의 중심축(152) 및 유체 토출 구체(159)의 중심축(158)과 벡터적으로 도 5와 같이 이동된다.
즉, 상기 액체 주입 구체(156)의 중심축(155)은 기체 주입 구체(153)의 중심축(152) 그리고 유체 토출 구체(159)의 중심축(158)과 소정 각들(α, γ)을 이룬다. 여기서, 상기 액체 주입 구체(156)의 중심축(155)과 유체 토출 구체(159)의 중심축(158)의 사잇각(γ)은 도 2에서 액체 주입 구체(46)의 중심축(45)과 유체 토출 구체(49)의 중심축(48)의 사잇각(β)보다 더 크다.
도 1과 도 4에서, 스핀들(20, 130)과 에어 터빈 날개(30, 140)와 유체 토출 키트(50, 160)의 크기를 동일하다고 가정한 때, 도 1의 유체 토출 구체(49)는 도 4의 유체 토출 구체(159)보다 스핀들(20) 또는 치과 공구(80)의 중심축으로부터 더 멀리 위치되고 도 4의 유체 토출 구체(159)보다 치과 공구(80)에 대해 더 기립된다. 따라서, 도 5의 유체 토출 구체(159)는 도 2의 유체 토출 구체(49)보다 치과 공구에 더 가까이 위치된다.
한편, 도 1의 유체 토출 구체(49)는 액체 주입 구체(46)에서 입구에 그리고 입구 주변에 물과 압축 공기로 이미 채워져 물에 압축 공기의 삽입 확률을 극대화시켜 유체 토출 구체(49)의 외부에 물 또는 압축 공기의 전진을 더디게 하기 때문에 물에 대한 압축 공기의 강타 소리(= 소음)를 크게 낸다. 상기 강타 소리는 유체 토출 구체(49)에서 물의 흐름 속도에 반비례한다.
그러나, 도 4의 유체 토출 구체(159)는 액체 주입 구체(156)에서 입구에 그리고 입구 주변에 물로 이미 채워져 물에 대한 압축 공기의 삽입 확률을 최소화하여 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 사이에서 압축 공기의 정방향 흐름과 역방향 흐름의 중첩에 따른 공기 난류를 형성시킨다.
상기 공기 난류가 유체 토출 구체(159)에서 압축 공기의 흐름만 방해하기 때문에, 상기 압축 공기는 기체 주입 구체(153)로부터 시작하여 기체 주입 구체(153)와 액체 주입 구체(156) 사이에서 유체 토출 구체(159)를 지나 액체 주입 구체(156)의 입구 주변에서 물을 적절히 밀어 물과 함께 유체를 만들므로 물에 대한 압축 공기의 강타 소리를 작게 낸다.
또한, 도 1의 기체 공급 관(3)과 액체 공급관(6)이 도 4의 기체 공급 관(113)과 액체 공급관(116) 대비 상대적으로 작은 직경을 갖기 때문에, 도 4의 유체 토출 구체(159)는 도 1의 유체 토출 구체(49) 보다 더 큰 유량을 토출시킨다.
113; 기체 공급 관, 116; 액체 공급 관
119; 터빈 구동 관, 120; 몸체부
130; 스핀들, 140; 에어 터빈 날개
153l 기체 주입 구체, 156; 액체 주입 구체
159; 유체 토출 기체, 160; 유체 토출 키트
170; 헤드부, 180; 에어 터빈 핸드피스
190; 치과 공구, F1, F2, F3, F4; 흐름 방향
L; 길이

Claims (11)

  1. 몸체부의 터빈 구동 관에 헤드부의 에어 터빈 날개를 노출시키고, 상기 몸체부의 기체 공급 관과 액체 공급 관에 상기 헤드부의 유체 토출 키트를 연결시키는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스에 있어서,
    상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 기체 공급 관과 연통하는 기체 주입 구체(溝體);
    상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 액체 공급 관과 연통하는 액체 주입 구체(溝體); 및
    상기 헤드부에서 상기 유체 토출 키트에 위치되어 상기 기체 주입 구체 그리고 상기 액체 주입 구체와 연통하는 유체 토출 구체(溝體)를 포함하고,
    상기 헤드부에서 상기 에어 터빈 날개 아래에 상기 유체 토출 키트를 위치시키면서, 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체가 둔각을 이루는 때,
    상기 액체 주입 구체는,
    상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 사이에서 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체의 사잇 각으로부터 벗어나게 위치되고,
    상기 유체 토출 구체는,
    상기 유체 토출 구체의 길이 방향을 따라 요철(凹凸) 면을 가지면서 상기 유체 토출 키트의 외부에 노출되는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기체 주입 구체는,
    상기 유체 토출 구체 대비 내부에서 상대적으로 매끄러운 면을 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 토출 키트에 사발(沙鉢) 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때,
    상기 기체 주입 구체는,
    상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 상부측에 위치하고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 상에 형성되고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체로부터 이격하여 상기 유체 토출 구체와 직접적으로 접촉하는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기체 주입 구체는,
    상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관과 상기 액체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 대비 상대적으로 작은 직경을 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 주입 구체는,
    상기 유체 토출 구체 대비 내부에서 상대적으로 매끄러운 면을 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 토출 키트에 사발 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때,
    상기 액체 주입 구체는,
    상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 중부측에 위치하고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 유체 토출 구체 사이에 형성되고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체로부터 이격하며 상기 기체 주입 구체 아래에 위치되어 상기 유체 토출 구체와 직접적으로 접촉하는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 주입 구체는,
    상기 기체 주입 구체 대비 상대적으로 큰 직경을 가지고,
    상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관과 상기 유체 토출 구체 대비 상대적으로 작은 직경을 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 토출 구체의 상기 요철면은,
    상기 유체 토출 구체의 내부에서 상기 유체 토출 구체의 중심 축을 따라 회전하는 나사 홈과 상기 나사 홈의 주변 형상에 의해 형성되는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 토출 키트에 사발 형상을 대응시켜 상기 유체 토출 키트의 측벽에서 하부측으로부터 시작하여 중부측을 지나 상부측을 향해 볼 때,
    상기 유체 토출 구체는,
    상기 유체 토출 키트에서 상기 측벽의 상기 하부측에 위치하고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 아래에 형성되고,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 액체 주입 구체와 직접적으로 접촉하며 상기 액체 주입 구체로부터 상기 기체 주입 구체를 향해 연장되어 상기 기체 주입 구체와 직접적으로 접촉하는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기체 공급 관과 상기 기체 주입 구체에 압축 공기, 그리고 상기 액체 공급 관과 상기 액체 주입 구체에 물을 흐르게 하는 때,
    상기 유체 토출 구체는,
    상기 유체 토출 키트의 상기 측벽에서 상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 사이에서 액체를 부재시킨 공기 난류를 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 토출 구체는,
    상기 기체 공급 관과 상기 액체 공급 관 대비 상대적으로 작은 직경을 가지고,
    상기 기체 주입 구체와 상기 액체 주입 구체 대비 상대적으로 큰 직경을 가지는, 동작 소음 저감과 유체 직진 토출을 구현하는 에어 터빈 핸드피스.

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