KR20070115988A

KR20070115988A - 핸드피스 및 그 썩백 방지방법

Info

Publication number: KR20070115988A
Application number: KR1020077021669A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 다카시; 쇼조 나카야마
Original assignee: 가부시키가이샤 모리타 세이사쿠쇼
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-12-06
Also published as: WO2006101133A1; CN101146489A; DE112006000658B4; JP4879164B2; JPWO2006101133A1; DE112006000658T5; KR100971889B1; US20090029312A1; CN101146489B; US7927101B2

Abstract

간단한 구조에 의하여 썩백(suck back)을 방지하는 핸드피스 및 그 구동방법을 제공한다.

핸드피스(10)는, 시술자에 의하여 파지되는 그립부(11)와, 그립부의 선단부에 마련된 헤드부(15)와, 헤드부에 형성된 내부공간부에 회전 가능하게 수용된 임펠러(55)와, 임펠러를 향하여 공기를 공급하기 위한 급기구(25) 및 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구(28)와, 임펠러의 회전에 의하여 원심력이 부여된 공기가 보내 넣어져 가압상태에서 축적되는 하나 또는 복수의 완충공간(47)과, 완충공간에 축적된 가압공기를 임펠러와 함께 회전하는 공구의 주위로부터 대기(大氣)로 방출하기 위한 통로(66, 67, 68, 34)와, 배기구와 상기 임펠러의 사이에 있어서 임펠러로부터 배기구로 이동하는 공기에 저항을 부여하는 측벽부(44)를 가진다.

Description

핸드피스 및 그 썩백 방지방법{Handpiece and method of preventing suck back}

본 발명은, 핸드피스 및 그 썩백 방지방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 가압된 공기를 이용하여 절삭용 공구를 회전하는, 의료용 및 치과용(이들을 총칭하여, 이하 「의료용」이라 함) 공기(空氣)구동식 핸드피스 및 그 썩백 방지방법에 관한 것이다.

종래부터 널리 이용되고 있는, 회전절삭공구를 구비한 공기구동식 핸드피스에서는, 핸드피스의 선단 헤드에 회전 가능하게 수용되어 있는 임펠러에 가압공기를 내뿜음으로써, 임펠러 및 이 임펠러에 지지되어 있는 절삭공구를 회전시키고 있다. 이와 같은 공기구동식 핸드피스에서는, 가압공기의 공급을 정지한 후에도, 임펠러는 관성에 의하여 회전을 유지한다. 이때, 급기구로부터의 공기의 공급은 정지되어 있으므로, 임펠러와 함께 회전이동하는 공기는 배기구에 보내진다. 따라서, 헤드 내의 일부 또는 전체가 음압(-앞)상태가 된다. 그 결과, 절삭공구 상에 부착되어 있는 이물 및 공구 주위에 존재하는 이물(예컨대, 환자의 타액이나 혈액, 치 아 등의 절삭분)이, 헤드와 공구의 간극을 통하여 헤드 내에 흡입되어 배기구에 보내져서, 핸드피스의 내부 및 공급 튜브의 내측에 축적될 우려가 있다. 이러한 사항은, 썩백(suck back)으로서 당업자에게 알려져 있는 바이다.

그래서, 썩백을 방지하기 위하여, 다양한 기술이 제안되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1, 특허문헌 2에는, 핸드피스의 정지시에 저압공기를 핸드피스로 공급하여 이 핸드피스의 내부를 양압(+압)으로 유지하는 핸드피스 오염 방지장치가 개시되어 있다. 그러나, 이들 장치는, 핸드피스의 내부구조에서 썩백을 해소하는 것은 아니다.

다음으로, 특허문헌 3에는, 핸드피스의 내부에 가동(可動)식 밸브를 마련하여, 임펠러의 정지시에 밸브로 배기를 차단하는 구성이 개시되어 있다. 그러나, 가동부재인 밸브는, 핸드피스를 여러 번 멸균처리하면, 정상으로 동작하지 않게 되어, 기대한 바와 같은 썩백 방지효과를 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.

이어서, 특허문헌 4에는, 임펠러의 회전방향에 관하여 배기구의 상류측에, 배기구에 가압공기가 방출되는 것을 방지하는 돌기를 형성한 핸드피스가 개시되어 있다. 그러나, 이 장치에서는, 배기구가 임펠러에 대향하고 있으므로, 임펠러의 타성 회전에 의하여 배기구가 음압이 되는 것은 방지할 수 없으며, 그로 인하여 썩백을 완전하게 방지할 수 없다.

그 외, 특허문헌 5에는, 핸드피스 내에 진입한 절삭 부스러기 등의 이물을 원심력에 의하여 이물 배출로를 통하여 외부에 배출하는 핸드피스가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 6에는, 핸드피스의 내부에 절삭 부스러기 등의 이물이 침입하 는 것을 방지하는 부재를 베어링에 장착한 핸드피스가 개시되어 있다. 그러나, 이들 장치에서는, 오염된 미소 입자를 포함하는 타액이나 혈액 및 이들의 미스트의 진입을 완전하게 방지할 수가 없다.

[특허문헌 1] 일본국 실용신안공고 평06-020492호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특허공개 평09-122146호 공보

[특허문헌 3] 일본국 특허공개 평09-108239호 공보

[특허문헌 4] 일본국 특허공개 2000-060870호 공보

[특허문헌 5] 일본국 실용신안공고 평06-028086호 공보

[특허문헌 6] 일본국 특허공개 2000-126203호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그래서, 본 발명은, 간단한 내부구조에 의하여 썩백(suck back)을 완전하고도 장기적으로 방지할 수 있는 핸드피스 및 그 구동방법을 제안하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관련된 핸드피스는, 시술자에 의하여 파지되는 그립부와, 상기 그립부의 선단부에 마련된 헤드부와, 상기 헤드부에 형성된 내부공간부에 회전 가능하게 수용된 임펠러와, 상기 헤드부에 형성되어 있고, 상기 임펠러를 향하여 공기를 공급하기 위한 급기구 및 상기 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구를 구비한 핸드피스에 있어서, 상기 헤드부에 형성되어 있고, 상기 임펠러의 회전에 의하여 원심력이 부여된 공기가 보내 넣어져 가압상태에서 축적되는 하나 또는 복수의 완충공간과, 상기 완충공간에 축적된 가압공기를 상기 임펠러와 함께 회전하는 공구의 주위로부터 대기(大氣)로 방출하기 위한 통로와, 상기 배기구와 상기 임펠러의 사이에 있어서 상기 임펠러로부터 상기 배기구로 흐르는 공기에 저항을 부여하는 둘레방향에 존재하는 측벽부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 1에서는, 상기 완충공간이, 상기 임펠러의 회전방향에 대향하는 방향을 향하여 개구되어 있다.

또한, 본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 2에서는, 상기 완충공간이, 상기 임펠러의 외주단(外周端)의 윤곽원(輪郭圓)의 접선 외측에서 이 접선과 약 30∼60°의 각도를 이루는 방향으로 형성되어 있다.

또한, 본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 3에서는, 상기 측벽부가 상기 배기구와 상기 임펠러가 대향하는 영역의 거의 전부를 차지하고 있다.

그리고 또한, 본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 4에서는, 상기 임펠러의 회전방향에 관하여, 상기 배기구의 상류측 근방에 상기 완충공간이 형성되어 있다.

그리고, 본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 5에서는, 상기 헤드부가, 외측 하우징과, 상기 외측 하우징의 내측에 착탈 가능하여 분리 가능하도록 장착되어 있고, 상기 임펠러를 수용하기 위한 내부공간부를 형성하는 내측 하우징으로 별개로서 구성되고, 상기 완충공간과 상기 측벽부가 상기 내측 하우징에 형성되어 있다.

또한, 본 발명에 관련된 썩백 방지방법은,

시술자에 의하여 파지되는 그립부의 선단부에 마련된 헤드부에 임펠러를 회전 가능하게 수용하고,

급기구로부터 분사된 공기에 의하여 상기 임펠러와 이에 지지된 공구를 회전하고,

상기 임펠러와 함께 회전이동하는 공기를 배기구로부터 배출하는 핸드피스에 있어서,

상기 급기구로부터 상기 임펠러로의 공기의 분사를 정지한 후 상기 임펠러가 타성 회전하는 동안,

상기 임펠러와 상기 배기구의 사이에 개재되는 측벽부에 의하여 상기 임펠러로부터 상기 배기구를 향하여 이동하는 공기의 흐름을 저해하고,

상기 임펠러와 함께 회전하는 공기를, 상기 공기에 부여된 원심력에 근거하여, 상기 임펠러의 외측에 형성된 완충공간에 가압상태로 축적하고,

상기 축적된 공기를 상기 헤드부에 형성된 통로를 통하여 상기 공구의 주위로부터 대기(大氣)로 방출하는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 관련된 핸드피스 및 썩백 방지방법에 의하면, 공기의 공급이 정지된 후에 임펠러가 타성으로 회전하고 있는 상태에 있더라도, 완충공간이 가압상태로 유지되고, 그 가압된 공기가 대기로 방출되므로, 구동공기의 공급을 정지하고, 임펠러가 타성 회전하고 있을 때이더라도, 공구에 부착되어 있는 이물이나 공구의 주위에 존재하는 이물이 핸드피스의 내부에 흡인되지 않는다. 따라서, 핸드피스 및 공급 튜브의 내부를 항상 청결한 상태로 유지할 수 있다.

또한, 형태 1 및 형태 2에 관련된 핸드피스에 의하면, 완충공간이 임펠러의 회전방향에 대향하는 방향을 향하여 개구되어 있으므로, 완충공간에 효율 좋게 공기를 보내 넣어서 고압상태로 유지할 수 있다.

또한, 형태 3에 관련된 핸드피스에서는, 측벽부가 배기구와 임펠러가 대향하는 영역의 전부를 차지하고 있으므로, 임펠러의 타성 회전시, 임펠러와 함께 회전이동하는 공기가 배기구에 밀어 넣어지지 않고, 반대로, 배기구로부터 임펠러를 향하는 공기의 흐름을 형성할 수 있다.

그리고 또한, 형태 4에 관련된 핸드피스에서는, 임펠러의 회전방향에 관하여 배기구의 상류측 근방에 완충공간이 형성되어 있으므로, 임펠러에 공급된 공기가 충분하게 가속된 상태에서 완충공간에 밀어 넣어지므로, 완충공간의 내부를 충분하게 가압된 상태로 유지할 수 있다.

그리고, 본 발명에 관련된 핸드피스의 다른 형태 5에서는, 완충공간 및 측벽부를 용이하게 형성할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관련된 핸드피스의 측면도.

도 2는, 도 1에 나타낸 핸드피스의 일부를 확대한 단면도.

도 3은, 도 1에 나타낸 핸드피스의 일부를 확대한 횡단면도.

도 4는, 내측 하우징의 사시도.

도 5는, 내측 하우징의 평면도.

도 6은, 내측 하우징의 측면도.

도 7은, 내측 하우징의 종단면도.

도 8은, 로터의 사시도.

도 9는, 도 2의 A-A선 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 핸드피스 11 : 그립부

12 : 접속부 13 : 공급 튜브

14 : 넥부(neck portion) 15 : 헤드부

16 : 축부 17 : 외측 하우징

18 : 중심축 19 : 회전축

20 : 절삭공구 21 : 절삭공구 회전기구

22 : 단면(斷面) 축소부 23 : 급기로(給氣路)(급기 노즐)

24 : 공기 공급관 25 : 급기구(給氣口)

26 : 배기로(排氣路) 27 : 내부공간

28 : 배기구(排氣口) 30 : 내측 하우징

31 : 상부 개구부(開口部) 32 : 하부 개구부

33 : 공구지지부 수용공간 34 : 하부 베어링 수용공간

35 : 임펠러 수용공간 36 : 상부 베어링 수용공간

37 : 하우징부분 38 : 대경(大徑)공간부

39 : 소경(小徑)공간부 40 : 링 형상(環狀) 박육부(薄肉部)

41 : 급기구 연통구멍 42 : 링 형상 후육부(厚肉部)

43 : 원호 형상(弧狀) 오목부 44 : 측벽부(側壁部)

45 : 개구부(開口部) 46 : 개구부

47 : 완충공간 48 : 내주면(內周面)

50 : 공구 지지부 51 : 공구 지지 구멍

52 : 하부 베어링부 53 : 상부 베어링부

54 : 베어링 하우징 55 : 로터(임펠러)

56 : 관통구멍 57 : 상단(上段) 터빈 블레이드부(部)

58 : 하단(下段) 터빈 블레이드부 60, 61 : 고정 링

62 : 캡 63 : 스프링

66 : 간극(間隙)(통로) 67 : 간극(통로)

68 : 개구부(통로)

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관련된 핸드피스 및 그 썩백(suck back) 방지방법을 설명한다. 여기서, 이하의 설명에서 이용하는 복수의 도면에 있어서, 동일 부호는 동일 부재를 나타낸다.

⑴ 개략적 구성:

도 1은, 본 발명에 관련된 핸드피스의 전체 구성을 나타낸 측면도이다. 이 도면에 있어서, 핸드피스(10)는, 시술자가 치료할 때에 손에 잡는 부분인 그립부(11)를 가진다. 그립부(11)의 일단(一端)에는, 공기나 물 등의 매체를 공급하는 복수의 가요관(可撓管)(미도시)을 내장한 공급 튜브(13)가 접속되는 접속부(12)를 가지고, 타단(他端)에는, 후술하는 헤드부(15)가 접속되는 넥부(neck portion)(14)를 구비하고 있다.

헤드부(15)는, 넥부(14)의 선단에, 축부(16)와, 후술하는 절삭공구 회전기구(21)(도 2 참조)를 수용하는 통 형상 외측 하우징(17)을 일체적으로 구비하고 있다. 실시예에 있어서, 축부(16)의 중심축(18)에 대하여, 외측 하우징(17)의 중심축(후술하는 절삭공구(20)의 회전중심축에 상당하는 것으로 이후 「회전축」이라 함)(19)이 직교방향 또는 거의 직교방향으로 향하여져 있다.

⑵ 헤드부의 축부:

도 2에 나타낸 바와 같이, 헤드부(15)의 축부(16)는, 그립부(11)의 선단에 삽입 고정할 수 있는 크기와 형태로 가공한 단면 축소부(22)를 가진다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 축부(16)에는, 절삭공구 회전기구(21)에 대하여 동력용 공기를 공급하기 위한 복수의 급기로(給氣路)(급기 노즐)(23)가 형성되어 있다. 이들 급기로(23)의 일단(一端)(도면의 우측단부)은 하나의 공기 공급관(24)에 접속되어 있고, 이 공기 공급관(24)이 공급 튜브(13)에 내장되어 있는 공기 공급관(미도시)에 접속되어 있다. 또한, 각 급기로(23)의 타단(他端)측은 절삭공구(20)의 회전방향(도 3의 시계회전방향)으로 향하여져 있어, 각 급기로(23)의 급기구(給氣口)(25)로부터 분출된 공기가 절삭공구(20)의 회전에 대하여 효율 좋게 이용되도록 하고 있다. 도 2로 되돌아와서, 축부(16)에는 또한, 절삭공구 회전기구(21)로부터 배출되는 공기를 배출하기 위한 배기로(排氣路)(26)가 형성되어 있다. 배기로(26)의 일단(도면의 우측단부)은, 핸드피스(10)의 내부공간(27)과 핸드피스(10)에 형성되어 있는 배기구멍(미도시)을 통하여, 대기(大氣)에 연통(連通)되어 있다. 또한, 배기로(26)의 타단측(도면의 좌측단부)에 있는 배기구(排氣口)(28)는, 급기구(25)의 하측에서, 절삭공구 회전기구(21)에 대향하고 있다.

⑶ 내측 하우징:

외측 하우징(17)의 내측에는, 절삭공구 회전기구(21)를 수용하는 내측 하우징(30)이 장착되어 있다. 내측 하우징(30)은, 도 4 내지 도 7에 상세하게 나타낸 바와 같이, 상부와 하부의 개구부(31, 32)에 있어서 개방된 원통체(圓筒體)로 이루어지고, 내측에는 아래서부터 순서대로, 복수의 원통공간부, 즉, 공구지지부 수용공간(33), 하부 베어링 수용공간(34), 임펠러 수용공간(35), 상부 베어링 수용공간(36)이, 동축적으로 형성되어 있다. 또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 임펠러 수용공간(35)의 하부영역 및 그 근방영역을 형성하고 있는 하우징부분(37)은, 상부의 대경(大徑)공간부(38)와 하부의 소경(小徑)공간부(39)를 가진다. 그리고, 상부 대경(大徑)공간부(38)의 윤곽을 형성하고 있는 링 형상 박육부(40)에, 그 내주면(內周面)과 외주면(外周面)을 관통하는 급기구 연통구멍(41)이 형성되어 있다. 또한, 하부 소경(小徑)공간부(39)의 윤곽을 형성하고 있는 링 형상(環狀) 후육부(厚肉部)(42)를 외측으로부터 소정 깊이만큼 절삭함으로써, 둘레방향으로 소정의 길이를 가지며 또한 외측으로부터 직경방향 내측을 향하여 움푹 패인 원호(圓弧) 형상의 오목부(43)와, 대경공간부(38)의 직경방향 내측단부의 윤곽을 정의하는 원호 형상의 측벽부(44)가 형성되어 있다. 또한, 원호 형상 오목부(43)의 상부는 개구부(開口部)(45)를 통하여 대경공간부(38)에 연통하고 있고, 원호 형상 오목부(43)의 하부는 측벽부(44)의 아래에 있는 개구부(46)를 통하여 소경공간부(39)에 연통하고 있다. 도 2의 A-A선 단면도인 도 9에 나타낸 바와 같이, 원호 형상 오목부(43)의 하부는, 측벽부(44)의 아래에 있는 개구부(46)를 통하여, 소경공간부(39)의 하부 터빈 블레이드부(58) 주위의 공간에 연통하고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 외측 하우징(17) 내에 내측 하우징(30)이 장착된 상태에서, 소경공간부(39)의 하부 터빈 블레이드부(58) 주위의 공간이, 배기로(26)에 연통하고 있다.

도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 링 형상 후육부(42)에 있어서, 측벽부(44)의 반시계회전방향측(공구회전방향과는 역방향)에 위치하는 부분에는, 내주면과 외주면을 관통하는 복수의 홈 형상(溝狀)의 관통구멍으로 이루어지는 완충공간(47)이 형성되어 있고, 그 상부는 대경공간부(38)에 개방되어 있다. 실시예에서는 2개의 완충공간(47)이 형성되어 있다. 또한, 실시예에 있어서, 각 완충공간(47)의 중심선(L1)과 하부 소경공간부(39) 내주면(48)의 접선(L0)이, 내주면(48)의 직경방향 외측이며 또한 중심선(L1)의 시계회전방향측(공구회전방향 하류측)에, 소정의 예각(銳角)(α)(예컨대 30∼60°)을 가지고서 교차하도록, 각 완충공간(47)이 방향설정되어 있다. 이와 같이 구성된 내측 하우징(30)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외측 하우징(17)의 내부에 장착된다. 장착된 상태에서, 급기구 연통구멍(41)은, 헤드부(15)의 복수의 급기구(25)에 대향한다. 또한, 원호 형상 오목부(43)와 측벽부(44)가, 헤드부(15)의 배기구(28)에 대향한다. 그리고, 내측 하우징(30)과 외측 하우징(17)의 사이에는 복수의 실 링(O-링)(47a)이 배치되어, 그들 사이를 실링하고 있다. 여기서, 완충공간(47)은, 도 2에 있어서, 완충공간(47)의 위치가, 도 4, 도 5와 달리, 내측 하우징(30)에 있어서, 급기 연통구멍(41)과 대향하는 위치에 마련되어 있다. 이는, 편의적으로, 도 2를 이용하여 완충공간(47)에 있어서의 공기의 움직임을 도시하기 위함이다. 당연히, 도 4, 도 5에 나타낸 위치에 완충공간(47)을 마련하는 대신에, 도 2에 나타낸 위치에 완충공간(47)을 마련하여도 상관없으며, 도 4, 도 5에 나타낸 2개의 완충공간(47) 이외에, 도 2에 나타낸 완충공간(47)을 더욱 마련하여도 상관없다.

⑷ 공구회전기구:

도 2에 나타낸 바와 같이, 내측 하우징(30)에 수용되어 있는 절삭공구 회전기구(21)는, 회전축(19)을 따라서 절삭공구(20)를 지지하는 공구 지지부(50)를 가진다. 공구 지지부(50)는, 하단부로부터 소정 깊이의 구멍(공구 지지 구멍)(51)과, 공구 지지 구멍(51)에 삽입된 절삭공구(20)를 지지하는 척(chuck) 기구(미도시)를 구비하고 있고, 하부를 공구지지부 수용공간(33)에 삽입한 상태에서, 하부 베어링 수용공간(34)과 상부 베어링 수용공간(36)에 배치되어 있는 하부 베어링부(52)와 상부 베어링부(53)에 의하여, 회전축(19)을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 실시예에서는, 상부 베어링부(53)는, 링 형상의 베어링 하우징(54)에 내장되어 있고, 이 베어링 하우징(54)을 통하여 내측 하우징(30)에 고정되어 있다. 그리고, 이와 같이 지지된 공구 지지부(51)에 대하여, 하부의 개구부(32)를 통하여 절삭공구(20)를 착탈 가능하게 장착할 수 있다.

하부 베어링부(52)와 상부 베어링부(53) 사이에는, 급기구(25)로부터 분사되는 가압공기를 이용하여, 공구 지지부(50), 또한 이 공구 지지부(50)를 통하여 절삭공구(20)에 회전을 전달하기 위한 로터(임펠러)(55)가 마련되어 있다. 로터(55)는, 도 8에 상세하게 나타낸 바와 같이, 개략 링 형상의 부재로 이루어지고, 중앙의 관통구멍(56)에 공구 지지부(50)가 삽입되어 고정되어 있다. 실시예에 있어서, 로터(55)에는, 상단에 대경(大徑)의 터빈 블레이드부(57)를 가지고, 하단에 소경(小徑)의 터빈 블레이드부(58)를 가지는, 이른바 2단식 로터가 사용되고 있으며, 상단의 터빈 블레이드부(57)가 대경공간부(38)(도 7 참조)에 수용되고, 하단의 터빈 블레이드부(58)가 소경공간부(39)(도 7 참조)에 수용되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 내측 하우징(30)에 수용된 상태에서, 상단의 터빈 블레이드부(57)는 급기구 연통구멍(41)과 급기로(23)에 대향하고 있고, 하단의 터빈 블레이드부(58)는, 내측 하우징(30)에 형성되어 있는 완충공간(47)과 측벽부(44)에 대향하고 있다. 측벽부(44)와의 관계에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면, 하단 터빈 블레이드부(58)는, 그 상단부터 하단까지의 영역의 원주부(圓周部)가 모두 측벽부(44)에 대향하고 있고, 하단 터빈 블레이드부(58)와 배기구(28)의 대향영역(H)의 전부 또는 거의 전부에 측벽부(44)가 차지하고 있으며, 하단 터빈 블레이드부(58)와 함께 회전이동하는 공기가, 그 회전이동에 의하여 부여되는 원심력에 근거하여, 직접적으로 배기구(28)에 밀려 들어가지 않도록 되어 있다.

내측 하우징(30)의 위에서 외측 하우징(17)의 내측에는, 베어링 하우징(54)을 둘러싸도록, 링 형상의 외측 고정 링(60)과 내측 고정 링(61)이 장착되어 있으며, 이들 2개의 고정 링(60, 61)에 의하여, 공구회전기구(21)의 상부를 덮는 캡(62)이 지지되어 있다. 캡(62)은 그 아래에 배치된 스프링(63)에 의하여 상측으로 바이어스되어 있고, 스프링(63)의 바이어스 힘에 대항하여 캡(62)을 가압함으로써 상술한 척 기구를 언로크하여 절삭공구(20)를 교환할 수 있으며, 또한 캡(62)을 떼어낸 상태에서 절삭공구(20)를 로크하도록 되어 있다.

⑸ 핸드피스의 동작

이상과 같이 구성된 핸드피스(10)를 이용하여 치아의 절삭을 행하는 경우, 목적으로 하는 작업에 적합한 절삭공구(20)가 선택되어서, 공구 지지부(50)에 그 아래쪽부터 장착된다. 다음으로, 도시하지 않은 가압공기 공급원으로부터 공급된 가압공기가 복수의 급기로(23)로부터 급기구(25) 및 배기구 연통구멍(41)을 통하여 분사되고, 로터(55)의 상단 터빈 블레이드부(57)에 접촉된다. 그 결과, 로터(55)는, 도 3 내지 도 5에 나타낸 화살표(65)방향을 향하는 회전력이 부여되어 회전한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상단 터빈 블레이드부(57)에 접촉된 가압공기는, 로터(55)의 회전과 함께 회전이동하면서, 하단 터빈 블레이드부(58)에 공급되고, 이 하단 터빈 블레이드부(58)를 통하여 로터(55)에 재차 회전력을 부여한다. 그 후, 가압공기는, 원호 형상의 측벽부(44) 아래에 형성된 개구부(46)를 통하여 원호 형상 오목부(43)에 들어가, 거기서부터 배기구(28)로부터 배기로(26)를 경유하여, 핸드피스(10)의 내부공간(27)에 배출된 후, 핸드피스(10)에 형성되어 있는 배기구멍(미도시)으로부터 대기에 방출된다. 한편, 하단 터빈 블레이드부(58)와 함께 회전이동하는 가압공기의 일부는, 이 공기에 작용하는 원심력에 근거하여, 내측 하우징(30)에 형성되어 있는 완충공간(47)에 밀어 넣어진다. 이때, 각 완충공간(47)의 중심선(L1)과 하부 소경공간부(39) 내주면(48)의 접선(L0)이 예각(α)(예컨대 30∼60°)을 가지고서 교차하도록 완충공간(47)이 방향설정되어 있으므로, 하단 터빈 블레이드부(58)와 함께 이동하는 공기가 효율 좋게 완충공간(47)에 밀어 넣어져 가압된다. 그 결과, 완충공간(47)의 내부공간은 가압상태가 된다. 또한, 완충공 간(47)의 가압공기는, 하단 터빈 블레이드부(58)의 아래를 지나서, 하부 베어링부(52)의 간극(통로)(66), 또한 내측 하우징(30)과 공구 지지부(50)의 간극(통로)(67)을 통하여, 외측 하우징(17)의 하단 개구부(통로)(68) 및/또는 공구지지부 수용공간(33)(도 7에 도시)으로부터 절삭공구(20)의 주위에 방출한다.

⑹ 썩백(suck back) 방지:

가압공기의 공급을 정지하면, 급기구(25)로부터 로터(55)에 새로운 가압공기가 공급되지는 않는다. 그러나, 회전 중인 로터(55)는 관성에 의하여 계속하여 회전을 유지한다. 그 결과, 로터(55)와 함께 회전이동하는 공기는, 원심력의 작용에 근거하여 완충공간(47)에 밀어 넣어지고, 이 완충공간(47)의 내부를 가압상태로 한다. 상술한 바와 같이 완충공간(47)은 로터(55)와 함께 회전이동하는 공기가 효율 좋게 밀어 넣어지도록 방향설정이 되어 있으므로, 타성 회전시에 있어서도 완충공간(47)은 충분한 가압상태로 유지된다. 그리고, 완충공간(47)의 가압공기는, 로터(55)의 아래로 돌아 들어가고, 간극(66, 67)을 통하여, 외측 하우징(17)의 하단 개구부(68) 및/또는 공구지지부 수용공간(33)으로부터 절삭공구(20)의 주위로 방출된다. 따라서, 상술한 공기의 흐름에 의하여, 절삭공구(20)에 부착되어 있는 이물 및 공구 주위에 존재하는 이물(예컨대, 타액이나 혈액, 치아 등의 절삭분)이 하단 개구부(68) 및/또는 공구지지부 수용공간(33)을 통하여 하우징(17) 속으로 진입하는 것이 방지된다.

그런데, 측벽부(44)가 없으면, 로터(55)와 함께 회전이동하는 공기는, 배기 로(26)에 밀어 넣어지게 되어, 하단 개구부(68) 및/또는 공구지지부 수용공간(33)으로부터 간극(66, 67)을 통하여 배기로(26)를 향하는 공기의 흐름을 형성하고, 이것이 절삭공구(20)에 부착되어 있는 이물 및 공구의 주위에 존재하는 이물(예컨대, 타액이나 혈액, 치아 등의 절삭분)을 하우징(17) 속으로 끌어들이게 된다. 그러나, 본 발명에 관련된 핸드피스(10)에서는, 배기구(28)와 로터(55)가 대향하는 영역(H)에 측벽부(44)가 존재하고 있으므로, 로터(55)와 함께 회전이동하는 공기가 측벽부(44)에 의하여 저항을 받아서 배기로(26)에 밀어 넣어지지 않고, 헤드 외부로 방출된다. 그로 인하여, 로터(55)의 타성 회전 중 및 회전이 완전히 정지한 시점에서 헤드 내의 일부 또는 전체가 음압이 되지 않는다. 즉, 로터(55)의 회전 중에는 물론, 로터(55)가 완전히 정지한 상태이더라도, 배기로(26)는 무압(無壓) 또는 양압 상태로 유지된다.

따라서, 통상의 멸균처리(핸드피스를 분해하지 않은 상태에서의 멸균처리)로 핸드피스(10)는 청결한 상태로 유지되며, 멸균이 곤란한 공급 튜브(13)의 내부도 썩백에 의하여 끌어넣어진 이물이 부착되지도 않아, 항상 청결한 상태가 유지된다. 또한, 절삭분(粉) 등의 이물이 하우징(17)에 진입하여 공구 지지부(50)의 척 기구나 베어링부(52, 53)에 축적되지 않으므로, 이들 척 기구나 베어링부를 장기간에 걸쳐서 안정적으로 사용할 수 있다. 또한, 베어링부로의 이물의 침입은 전동(轉動)면의 정밀도를 저하시켜, 불쾌한 소음의 원인이 되기도 하는데, 그와 같은 문제도 없다. 그리고 또한, 본 발명은, 가동(可動)부분을 사용하지 않고, 고정부(측벽부(44), 완충공간(47), 대기에 방출하기 위한 통로(66, 67, 68, 34))에 의하여 썩 백을 방지하고 있으므로, 장기간에 걸쳐서 신뢰성이 높은 썩백 방지 효과를 얻을 수 있다.

구체적으로, 상술한 본 발명의 핸드피스(10)와, 측벽부와 완충공간이 없는 종래의 복수의 핸드피스를 이용하여, 가압공기의 공급을 정지한 직후, 즉, 로터의 타성 회전시에 있어서의 배기로의 압력을 측정하였다. 그 결과, 본 발명에 관련된 핸드피스(10)에서는 배기로에 음압이 발생하지 않았지만, 종래의 핸드피스에서는 모두 배기로에 음압(약 10∼400mmaq)이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이 실험으로부터도 분명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 핸드피스에 의하면 효과적으로 썩백을 방지할 수 있다.

⑺ 기타 형태:

상술한 실시예에서는, 로터(55)와 배기로(26)의 대향영역(H) 전역에 측벽부(44)를 개재시켰지만, 측벽부(44)는 모든 대향영역(H)에 개재되어 있을 필요는 없으며, 상술한 바와 같이, 로터(55)의 타성 회전시에 썩백을 방지할 수 있는 범위에서, 로터(55)와 배기로(26)의 일부를 직접 대향시켜도 좋다.

또한, 상술한 실시예에서는, 로터(55)로서 2단식 로터를 이용하였으나, 하나의 터빈 블레이드부만을 구비한 1단식 로터를 사용할 수도 있으며, 내측 하우징(30)과 외측 하우징(17)이 일체로 구성된 헤드부를 사용할 수도 있다.

Claims

시술자에 의하여 파지되는 그립부와,

상기 그립부의 선단부에 마련된 헤드부와,

상기 헤드부에 형성된 내부공간부에 회전 가능하게 수용된 임펠러와,

상기 헤드부에 형성되어 있고, 상기 임펠러를 향하여 공기를 공급하기 위한 급기구 및 상기 임펠러에 공급된 공기를 배출하기 위한 배기구를 구비한 핸드피스에 있어서,

상기 헤드부에 형성되어 있고, 상기 임펠러의 회전에 의하여 원심력이 부여된 공기가 보내 넣어져 가압상태에서 축적되는 하나 또는 복수의 완충공간과,

상기 완충공간에 축적된 가압공기를 상기 임펠러와 함께 회전하는 공구의 주위로부터 대기(大氣)로 방출하기 위한 통로와,

상기 배기구와 상기 임펠러의 사이에 있어서 상기 임펠러로부터 상기 배기구로 흐르는 공기에 저항을 부여하는 둘레방향에 존재하는 측벽부를 가지는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
청구항 1에 있어서,

상기 완충공간은, 상기 임펠러의 회전방향에 대향하는 방향을 향하여 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
청구항 2에 있어서,

상기 완충공간은, 상기 임펠러 외주단(外周端)의 윤곽원(輪郭圓)의 접선 외측에서 이 접선과 약 30∼60°의 각도를 이루는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측벽부가 상기 배기구와 상기 임펠러가 대향하는 영역의 거의 전부를 차지하고 있는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 임펠러의 회전방향에 관하여, 상기 배기구의 상류측 근방에 상기 완충공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헤드부가, 외측 하우징과, 상기 외측 하우징의 내측에 착탈 가능하여 분리 가능하도록 장착되어 있고, 상기 임펠러를 수용하기 위한 내부공간부를 형성하는 내측 하우징으로 별개로서 구성되고, 상기 완충공간과 상기 측벽부가 상기 내측 하우징에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드피스.
시술자에 의하여 파지되는 그립부의 선단부에 마련된 헤드부에 임펠러를 회 전 가능하게 수용하고,

급기구로부터 분사된 공기에 의하여 상기 임펠러와 이에 지지된 공구를 회전하고,

상기 임펠러와 함께 회전이동하는 공기를 배기구로부터 배출하는 핸드피스에 있어서,

상기 급기구로부터 상기 임펠러로의 공기의 분사를 정지한 후 상기 임펠러가 타성 회전하는 동안,

상기 임펠러와 상기 배기구의 사이에 개재되는 측벽부에 의하여 상기 임펠러로부터 상기 배기구를 향하여 이동하는 공기의 흐름을 저해하고,

상기 임펠러와 함께 회전하는 공기를, 상기 공기에 부여된 원심력에 근거하여, 상기 임펠러의 외측에 형성된 완충공간에 가압상태로 축적하고,

상기 축적된 공기를 상기 헤드부에 형성된 통로를 통하여 상기 공구의 주위로부터 대기로 방출하는 것을 특징으로 하는 썩백(suck back) 방지방법.