KR20000077174A - 광 안내 유닛, 상기 유닛을 성형하기 위한 방법, 및 상기유닛을 구비한 치과용 핸드피스 - Google Patents

광 안내 유닛, 상기 유닛을 성형하기 위한 방법, 및 상기유닛을 구비한 치과용 핸드피스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발, 상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이(overall length)에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지(thermocontracting resin)로 이루어진 피복재(sheath), 및 상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지(hardening resin)로 이루어진 충전재(filler)를 포함하는 광 안내 유닛(light guard unit)을 개시한다. 또한, 상기 광 안내 유닛, 및 상기 광 안내 유닛을 구비하는 치과용 핸드피스를 성형(成形)하기 위한 방법을 개시한다.

Description

광 안내 유닛, 상기 유닛을 성형하기 위한 방법, 및 상기 유닛을 구비한 치과용 핸드피스 {LIGHT GUIDE UNIT, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND DENTAL HANDPIECE HAVING LIGHT GUIDE UNIT}
본 발명은 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달하기 위한 치과용 핸드피스(handpiece)와 같은 기구에 설치하기에 적합한 광 안내 유닛(light guide unit), 상기 광 안내 유닛을 성형(成形)하기 위한 방법, 및 상기 광 안내 유닛을 구비한 치과용 핸드피스에 관한 것이다.
다양한 의료용 기구나 산업용 기구는 원하는 곳을 비추기 위하여, 광원 및 상기 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달하기 위하여 기구에 설치된 광 안내 유닛을 포함하는 조명 시스템(lighting system)을 구비한다.
예를 들면, 커플러(coupler)를 구비한 종래 치과용 핸드피스에서, 할로겐 램프(halogem lamp)와 같은 광원은 상기 커플러에 배치되고(place), 광 안내 유닛은 광원에서부터 상기 핸드피스의 헤드부(head portion)나 목부(neck portion)로 빛을 전단하기 위하여 상기 핸드피스를 관통하여 제공된 채널(channel) 내에 수용된다. 그러므로, 상기 광 안내 유닛을 통해 전달된 빛은 치료할 곳을 비추기 위하여 상기 헤드부나 목부에 제공된 하나 이상의 윈도우(window)를 통해 조사된다.
상기 채널은 일반적으로 상기 핸드피스를 축방향으로(axially) 관통하여 연장하고, 단면 형상이 완만하게 변화하도록 구부러진다. 그래서, 상기 채널 내에 수용된 광 안내 유닛은 상기 채널의 내부 형상에 따라 변형될 필요가 있다.
상기한 종래의 광 안내 유닛의 예가 도 3(A) 및 도 3(B)에 도시되고, 광 안내 유닛은 도면 부호 "30"으로 지칭된다. 상기 광 안내 유닛(30)은 복수개의 유리 섬유(33)로 이루어지고, 상기 유리 섬유(33)는 자신의 단부에서 금속 튜브(31, 32)로 함께 묶여진다. 유리 섬유 다발은 원한다면 도시된 바와 같이 일측 단부에서 분기될 수 있고, 유사하게 분기된 각 단부는 금속 튜브(31)로 묶여진다. 유리 섬유 다발이나 분기된 것의 단부에 존재하는 금속 튜브(31, 32)는 상기 섬유를 함께 고정하기 위하여 접착제(adhesive)로 채워진다.
상기 광 안내 유닛(30)은 유리 섬유(33)가 접착제나 금속 튜브로 함께 묶여지지 않고 서로 독립적으로 존재하는 중간부(35)를 구비한다. 한편, 상기 중간부(35)는 채널의 내부 형상을 따르도록 광 안내 유닛(30)을 자유롭게 변형할 수 있으나, 한편 상기 중간부(35)의 자유로운 유리 섬유는 쉽게 파손되고 손상되어, 처리시 문제가 발생한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 처리시 쉽게 파손되지 않고 광 안내 유닛이 설치되는 채널의 내부 형상을 따르는 상기 광 안내 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 충분한 기계적 강도(mechanical strength)를 갖는 광 안내 유닛의 성형(production)을 용이하게 하고, 상기 광 안내 유닛이 설치되는 채널의 내부 형상에 따른 소정 형상(configuration)을 갖는 광 안내 유닛의 성형을 용이하게 할 수 있는 광 안내 유닛을 성형하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리시 쉽게 파손되지 않는 광 안내 유닛을 구비하는 치과용 핸드피스를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 치과용 핸드피스의 실시예에 대한 단면도.
도 2는 도 1의 핸드피스에 설치되는 본 발명에 따른 광 안내 유닛의 실시예에 대한 단면도 및 A-A선, B-B선, C-C선, 및 D-D선을 따라 얻어진 각각의 단면을 예시하는 도면.
도 3(A)는 종래 광 안내 유닛의 단면도이고, 도 3(B)는 상기 광 안내 유닛의 평면도.
본 발명에 따르면, 광 안내 유닛은
광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발;
상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지(thermocontracting resin)로 이루어진 피복재(sheath); 및
상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지(hardening resin)로 이루어지는 충전재(filler)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발, 상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지로 이루어지는 피복재, 및 상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지로 이루어진 충전재를 포함하는 광 안내 유닛을 성형하기 위한 방법은
열 수축성 수지로 이루어진 피복재 내에 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발을 배치하는 단계;
상기 유리 섬유들 사이의 공간이 상기 충전재로 채워져 피복된 제품(sheathed product)을 준비하기 위해 상기 피복재 내부를 경화성 수지로 이루어진 상기 충전재로 채우는 단계;
열과 압력을 가하여 원하는 공동 형상을 갖는 금형 내에서 상기 피복된 제품을 주조하는 단계; 및
상기 광 안내 유닛의 형상을 고정하기 위해 상기 충전재를 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 치과용 핸드피스는
광원에서부터 치료 위치로 빛을 전달하기 위한 광 안내 유닛;
상기 광 안내 유닛을 내부에 수용하기 위한 채널; 및
상기 광 안내 유닛을 통해 전달된 빛을 치료 위치에 조사(project)하기 위하여 상기 광 안내 유닛의 일측 단부와 정렬되는 광 조사 윈도우(light projection window)
를 포함하고,
상기 광 안내 유닛은
상기 광원에서부터 치료 위치로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발;
상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지로 이루어진 피복재; 및
상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지로 이루어진 충전재를 추가로 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 얻어진 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 치과용 핸드피스(10)의 실시예에 대한 단면도를 도시한다. 상기 핸드피스(10)는 치과용 치료 기구(1)를 착탈 가능하게 부착하기(holding) 위한 헤드부(11), 상기 헤드부(11)로부터 인접하게 연장하는 목부(12), 상기 목부(12)로부터 소정 각도로 연장하고 조작자에 의해 쥐어지는 손잡이부(grip portion; 13), 및 커플러(도시되지 않음)와의 접속을 위해 상기 손잡이부(13)와 인접한 단부에 제공되는 접속부(14)를 포함한다. 상기 커플러는 광원(도시되지 않음)을 수용하고, 통상적인 방식으로 치과용 유닛(도시되지 않음)이나 치과용 호스(dental hose)에 상기 핸드피스(10)를 접속한다.
상기 핸드피스(10)는 일반적으로 상기 접속부로부터 상기 목부(12)에 제공된 하나 이상의 윈도우(16)까지 축방향으로 연장하는 관통 채널(15)이 제공된다. 윈도우(16)와 정렬되는 단부(distal end)를 구비하는 광 안내 유닛(20)(도 2)이 상기 채널(15) 내에 설치된다. 상기 광 안내 유닛(20)은 윈도우(16)를 통해 조사하기 위해 커플러 내의 광원에서부터 상기 윈도우(16)로 빛을 전달한다.
광 안내 유닛(20)과 같은 본 발명의 광 안내 유닛은 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발, 거의 전체 길이(overall length)에 대해 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지(thermocontracting resin)로 이루어진 피복재(sheath), 및 상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지로 이루어진 충전재(filler)를 구비한다.
광 안내 유닛의 크기는 특별히 한정되지 않고, 상기 유닛이 장착되는 핸드피스와 같은 기구의 크기에 따라 설계될 수 있다. 상기 광 안내 유닛의 단면은 광 안내 유닛이 설치되는 공간에 따르도록 부분마다 상이한 형상과 상이한 크기로 설계될 수 있다.
유리 섬유 각각의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 20㎛ 내지 50㎛이다.
상기 피복재를 구성하는 열 수축성 수지(thermocontracting)는 미리 정해진 온도로 가열할 때 수축하는 모든 수지가 될 수 있다. 예를 들면, 테플론(teflon)(상표)과 같은 폴리에틸렌 불화물(polyethylene fluoride), 우레탄(urethane), 실리콘(silicone), 염화 비닐 수지(vinyl chloride resin)가 사용될 수 있다. 상기 피복재는 상기 광 안내 유닛의 기계적인 강도를 향상시키도록 섬유를 함께 묶기 위하여 거의 전체 길이에 대해 유리 섬유 다발을 피복한다.
충전재를 구성하는 경화성 수지는 미리 정해진 온도로 가열할 때 경화되는 열 경화성 수지, 시간이 경과함에 따라 경화되는 혐기성 수지(anaerobic resin), 또는 자외선으로 조사할 때 경화되는 자외선 경화성 수지(ultraviolet curable resin)일 수 있다. 상기 열 경화성 수지의 예는 에폭시 수지(epoxy resin) 및 페놀 수지(phenol resin)를 포함한다. 충전재는 광 안내 유닛의 기계적인 강도를 좀더 향상시키기 위하여 유리 섬유를 함께 고정하도록 피복재 내의 상기 유리 섬유들 사이의 공간은 채운다.
도 2는 본 발명의 광 안내 유닛(20)의 일반적인 형상 및 단면의 예를 도시한다. 광 안내 유닛(20)은 단면으로 보여지는 바와 같이 완만하게 구부러지고, 단면으로 보여지는 바와 같이 변화하는 단면 형상을 갖는다. 특히, A-A선을 따라 얻어진 단면 A는 직사각형이고, B-B선을 따라 얻어진 단면 B는 타원형이고, C-C선을 따라 얻어진 단면 C는 납작한 직사각형이고, D-D선을 따라 얻어진 단면 D는 원형이다.
본 발명의 광 안내 유닛은 광원에서부터 치료 위치로 빛을 전달하기 위하여, 도 1에 도시된 것과 같은 치과용 핸드피스에 설치될 수 있다. 그러나, 상기 광 안내 유닛은 광원에서부터 원하는 곳까지 빛을 전달하기 위한 외과용 핸드피스를 포함하는 다른 의료용 기구와 같은 다른 기구나 다른 산업용 기구에 설치될 수 있다.
본 발명의 광 안내 유닛은 다음과 같은 본 발명의 방법에 의해 성형될 수 있다.
빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발이 열 수축성 수지로 이루어진 피복재 내에 배치된다. 상기 유리 섬유 각각의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 광 안내 유닛에 대하여 상기에 언급된 바와 같이 일반적으로 20㎛ 내지 50㎛이다. 또한, 다발의 직경도 특별히 한정되지 않지만, 최종 광 안내 유닛이 설치되는 공간의 크기에 따라 결정될 수 있다. 광 안내 유닛이 일반적인(average) 치과용 핸드피스에 설치될 경우, 다발의 직경은 일반적으로 1㎜ 내지 4㎜이다.
열 수축성 수지로 이루어진 피복재의 직경은 상기 피복재가 유리 섬유 다발을 수용할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 편리하게 제작하기 위하여, 피복재는 다발의 직경보다 약간 큰 내부 직경을 갖는 것이 바람직하다. 피복재의 길이는 가열시에 수축되는 것을 고려하여 결정하는 것이 바람직하므로, 상기 피복재는 열 수축후 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이를 피복한다.
피복재를 구성하는 열 수축성 수지는 광 안내 유닛에 대하여 상기에 기재한 수지들로부터 선택될 수 있다.
다음, 피복재의 내부는 경화성 수지로 이루어진 충전재로 채워지므로, 유리 섬유들 사이의 공간이 상기 충전재로 채워져, 피복된 제품(sheathed product)을 준비한다. 상기 충전재를 구성하는 경화성 수지는 광 안내 유닛에 대하여 상기에 개시된 수지들로부터 선택될 수 있다.
그런 다음, 상기 피복된 제품은 열과 압력을 가하여 원하는 공동(空洞, cavity) 구조를 갖는 금형(mold) 내에서 주조된다(mold).
상기 금형은 작동의 편리성을 위하여 반으로 분리될 수 있는 두 조각의 금속 금형으로 되는 것이 바람직하다. 금형의 공동은 성형되는 광 안내 유닛의 형상을 형성한다. 환언하면, 상기 공동은 상기 광 안내 유닛이 설치되는 예를 들면 치과용 핸드피스와 같은 기구내의 채널과 같은 공간의 형상을 따르는 형상을 갖는다. 상기 채널이 구부러지고 변화하는 단면을 구비할 경우, 상기 공동은 구부러지고 변화하는 단면에 대응하는 형상을 가지므로, 성형되는 상기 광 안내 유닛은 설치되는 채널과 서로 보완하는(complementary) 형상을 갖는다.
피복된 제품이 열과 압력을 가하여 금형 내에서 주조될 경우, 상기 열 수축성 수지로 이루어지는 피복재는 열에 의해 수축되고, 경화성 수지로 이루어진 충전재는 상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간 곳곳으로 흘러들어가고, 피복된 제품은 공동 형상을 따른다.
상기 금형은 자신의 공동 내에 피복된 제품이 배치되기 전에 미리 정해진 온도로 가열되는 것이 바람직하지만, 온도와 압력은 금형 내의 피복된 제품에 동시에 가해질 수 있다.
충전재는 피복된 제품이 주조되는 동안 경화될 수 있거나, 또는 피복된 제품이 주조된 후에 경화될 수 있다. 충전재가 열 경화성 수지일 경우, 상기 피복된 제품에 압력이 가해지는 동안 상기 피복된 제품을 가열하는 것이 바람직하므로, 피복재의 수축 및 충전재의 경화 둘 다가 동시에 이루어진다. 충전재가 혐기성 수지일 경우, 상기 금형에서 꺼내진 주조된 제품은 경화되기 위하여 내버려둘 수 있다(left stand). 충전재가 자외선 경화성 수지일 경우, 상기 금형에서 꺼내진 주조된 제품은 자외선으로 조사될 수 있다.
상기에 기술된 바와 같이, 본 발명의 광 안내 유닛은 거의 전체 길이에 대해 유리 섬유 다발을 열 수축성 수지로 이루어진 피복재에 의해 피복되는 유리 섬유 다발을 포함하고, 상기 유리 섬유들 사이의 공간은 경화되는 경화성 수지로 채워진다.
그러므로, 본 발명의 광 안내 유닛은 유리 섬유가 피복재 및 충전재에 의해 미리 정해진 형상으로 고정되기 때문에 충분한 기계적인 강도를 가지므로, 유리 섬유가 자신의 전체 길이에 대해 함께 묶여지지 않는 매우 손상되기 쉬운 종래 광 안내 유닛과 비교하여, 처리시 파손에 대한 주의를 덜 가져도 된다.
본 발명의 광 안내 유닛을 성형하기 위한 방법에 따라서, 유리 섬유 다발은 열 수축성 수지로 이루어진 피복재 내에 배치되고, 상기 피복재의 내부는 경화성 수지로 이루어진 충전재로 채워지므로, 상기 유리 섬유들 사이의 공간은 충전재로 채워지고, 최종 피복된 제품은 열과 압력을 가하여 금형 내에서 주조된다. 그러므로, 열 수축성 수지로 이루어진 피복재는 열에 의해 금형의 공동 형상에 대응하는 원하는 형상으로 수축되며, 동시에 이루어지거나 후속으로 이루어지는 경화 단계에 의해, 충전재는 광 안내 유닛의 형상을 고정시키기 위해 경화된다. 따라서, 충분한 기계적인 강도를 갖고, 또한 자신이 설치되는 공간의 형상을 따르는 광 안내 유닛이 편리하게 성형될 수 있다.
본 발명의 치과용 핸드피스가 상기에 기술된 광 안내 유닛을 포함하기 때문에, 상기 핸드피스는 묶여지지 않는 유리 섬유를 구비하는 종래 치과용 핸드피스와 비교하여, 처리시 파손에 대한 주의를 덜 가져도 된다.

Claims (9)

  1. 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발;
    상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지(thermocontracting resin)로 이루어진 피복재(sheath); 및
    상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지(hardening resin)로 이루어지는 충전재(filler)
    를 포함하는 광 안내 유닛(light guide unit).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경화성 수지가 열 경화성 수지(thermosetting resin), 혐기성 수지(anaerobic resin), 및 자외선 경화성 수지(ultraviolet curable resin)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광 안내 유닛.
  3. 광원에서부터 원하는 곳으로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발, 상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지로 이루어지는 피복재, 및 상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지로 이루어진 충전재를 포함하는 광 안내 유닛을 성형(成形)하기 위한 방법에 있어서,
    열 수축성 수지로 이루어진 피복재 내에 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발을 배치하는 단계;
    상기 유리 섬유들 사이의 공간이 상기 충전재로 채워져 피복된 제품(sheathed product)을 준비하기 위해 상기 피복재 내부를 경화성 수지로 이루어진 상기 충전재로 채우는 단계;
    열과 압력을 가하여 원하는 공동 형상을 갖는 금형 내에서 상기 피복된 제품을 주조하는 단계; 및
    상기 광 안내 유닛의 형상을 고정하기 위해 상기 충전재를 경화시키는 단계
    를 포함하는 광 안내 유닛 성형 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 경화성 수지가 열 경화성 수지, 혐기성 수지, 및 자외선 경화성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광 안내 유닛 성형 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 경화성 수지로 이루어진 상기 충전재가 가열에 의해 경화되는 광 안내 유닛 성형 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주조가 이루어지는 동안 열과 압력을 가하여 상기 경화가 이루어지는 광 안내 유닛 성형 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 혐기성 수지로 이루어진 충전재가 주조로 이루어진 피복된 제품을 내버려둠으로써(left stand) 경화되는 광 안내 유닛 성형 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 자외선 경화성 수지로 이루어진 충전재가 자외선으로 조사됨에 의해 경화되는 광 안내 유닛 성형 방법.
  9. 광원에서부터 치료 위치로 빛을 전달하기 위한 광 안내 유닛;
    상기 광 안내 유닛을 내부에 수용하기 위한 채널; 및
    상기 광 안내 유닛을 통해 전달된 빛을 치료 위치에 조사(project)하기 위하여 상기 광 안내 유닛의 일측 단부와 정렬되는 광 조사 윈도우(light projection window)
    를 포함하고,
    상기 광 안내 유닛은
    상기 광원에서부터 치료 위치로 빛을 전달할 수 있는 유리 섬유 다발;
    상기 유리 섬유 다발의 거의 전체 길이에 대해 상기 유리 섬유 다발을 피복하기 위하여 수축되는 열 수축성 수지로 이루어진 피복재; 및
    상기 피복재 내의 유리 섬유들 사이의 공간을 채우기 위하여 경화되는 경화성 수지로 이루어진 충전재
    를 추가로 포함하는
    치과용 핸드피스(handpiece).
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