KR101644782B1

KR101644782B1 - 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스

Info

Publication number: KR101644782B1
Application number: KR1020140192868A
Authority: KR
Inventors: 이종건
Original assignee: 이종건
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2034-12-30
Also published as: KR20160082569A

Abstract

본 발명은 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 내부에 고정자와 회전자가 포함되는 작동수단이 구비되며, 일측으로 외부와 통하는 다수의 통공이 형성되고 타측단부로 장공 형태로 단부가 개방되는 개방부가 형성되는 내부하우징; 상기 내부하우징에 선단이 근접되게 이격되도록 인입되어 내부하우징 사이로 에어가 유동될 수 있도록 하며, 인입된 선단으로 다수의 통기공이 형성되고, 후단이 내부하우징의 개방부가 형성되는 타측단부가 걸림되도록 단턱지게 구성되며, 내부로 작동수단이 구비됨과 아울러 후면으로 에어가 유입되어 통기공으로 이동시키는 유입공 및 유입된 에어를 배출시키는 배출공이 형성되는 단자하우징; 상기 단자하우징의 후면에 설치되도록 유입공 및 배출공에 인입되는 유입구와 배출구가 돌출되는 판의 형태로 이루어지며, 유입구와 배출구에 연통되는 유입홈과 배출홈이 형성되는 에어플레이트; 상기 유입홈에는 에어가 유입되도록 설치되는 유입파이프; 및 상기 배출홈에는 유입된 에어가 배출되도록 설치되는 배출파이프; 상기 내부하우징과 단자하우징 선단의 외주면 사이로 에어가 유동될 수 있도록 근접되게 이격되는 외부하우징;이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스를 제공한다.
따라서 외부에서 유입된 에어는 외부하우징과 단자하우징의 선단 및 내부하우징 사이로 유동하게 되어 단자하우징의 선단 및 내부하우징을 냉각시킴과 동시에 에어에 유입된 수분의 건조가 이루어지고, 수분이 건조된 에어는 통공을 통해 내부하우징의 내부로 유동되게 되며 내부하우징과 단자하우징 내부에 구비된 작동수단을 냉각시켜 냉각효율을 향상시킬 뿐만 아니라 수분이 건조된 상태의 에어로 작동수단을 냉각하여 수분으로 하여금 작동수단이 오작동되는 현상을 미연에 방지하는 효과를 발휘한다.

Description

에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스{The handpiece}

본 발명은 핸드피스에 관한 것으로서, 특히 외부에서 유입되는 에어를 내, 외부하우징 사이로 유동시킨 후 내부하우징의 내부로 유입시켜 외부로 배출되게 하여 내부하우징에 구비되는 작동수단의 냉각을 도모하면서 분진을 외부로 배출시키는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 회전자와 고정자로 구성되어 전원의 공급을 받아 회전자를 회전시켜서 회전력이 필요로 하는 전기 기기에 사용되는 바, 예컨대 고속 모터는 핸드피스 등의 내부에 설치되어 사용되어 지고 있다.

모터는 일예로서 모터하우징의 내부면에 고정자를 설치하고, 상기 고정자 사이에 회전자를 배치하며, 상기 모터하우징의 일측에 상기 회전자에게 전원을 인가하는 단자를 결합한 단자설치구가 설치되고, 상기 회전자의 회전 중심에 위치한 모터축이 구비되는 구조를 이루고 있다.

상기와 같은 핸드피스용 모터는 40,000rpm 정도의 회전수로 작동되므로 모터 내부에 과도한 열이 발생하게 되며, 이러한 열을 냉각시키기 위해 팬을 이용하는 방식, 에어를 이용하는 방식 등이 사용되어 졌다.

하지만 팬을 이용하는 방식은 내부열을 식혀주는 효과가 떨어지고 그 내부구성이 복잡해지는 문제점이 있었고, 에어를 이용하는 구동 방식은 저속에서 토크의 크기가 작아져서 작업성이 떨어지고, 진동 및 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 단점을 보완하고자 본 출원인은 등록특허 제10-1059742호를 제안한 바 있으며, 본 발명 또한 상기 본 출원인의 등록특허에 대한 개량을 제시한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 외부에서 유입되는 에어를 내, 외부하우징 사이로 유동시킨 후 내부하우징의 내부로 유입시켜 외부로 배출되게 하여 내부하우징에 구비되는 작동수단의 냉각을 도모하면서 분진을 외부로 배출시키는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 내부에 고정자와 회전자가 포함되는 작동수단이 구비되며, 일측으로 외부와 통하는 다수의 통공이 형성되고 타측단부로 장공 형태로 단부가 개방되는 개방부가 형성되는 내부하우징; 상기 내부하우징에 선단이 근접되게 이격되도록 인입되어 내부하우징 사이로 에어가 유동될 수 있도록 하며, 인입된 선단으로 다수의 통기공이 형성되고, 후단이 내부하우징의 개방부가 형성되는 타측단부가 걸림되도록 단턱지게 구성되며, 내부로 작동수단이 구비됨과 아울러 후면으로 에어가 유입되어 통기공으로 이동시키는 유입공 및 유입된 에어를 배출시키는 배출공이 형성되는 단자하우징; 상기 단자하우징의 후면에 설치되도록 유입공 및 배출공에 인입되는 유입구와 배출구가 돌출되는 판의 형태로 이루어지며, 유입구와 배출구에 연통되는 유입홈과 배출홈이 형성되는 에어플레이트; 상기 유입홈에는 에어가 유입되도록 설치되는 유입파이프; 및 상기 배출홈에는 유입된 에어가 배출되도록 설치되는 배출파이프; 상기 내부하우징과 단자하우징 선단의 외주면 사이로 에어가 유동될 수 있도록 근접되게 이격되는 외부하우징;이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스를 제공한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 외부에서 유입된 에어는 외부하우징과 단자하우징의 선단 및 내부하우징 사이로 유동하게 되어 단자하우징의 선단 및 내부하우징을 냉각시킴과 동시에 에어에 유입된 수분의 건조가 이루어지고, 수분이 건조된 에어는 통공을 통해 내부하우징의 내부로 유동되게 되며 내부하우징과 단자하우징 내부에 구비된 작동수단을 냉각시켜 냉각효율을 향상시킬 뿐만 아니라 수분이 건조된 상태의 에어로 작동수단을 냉각하여 수분으로 하여금 작동수단이 오작동되는 현상을 미연에 방지하는 효과가 있다.

또한 내부하우징에서 에어가 외부로 배출될 때 내부하우징에 구비된 작동수단의 작동에 의해 발생되는 분진을 에어와 함께 배출시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1, 2는 본 발명에 의한 핸드피스의 바람직한 형태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 핸드피스의 바람직한 형태를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 임펠러가 구비되는 바람직한 형태를 나타내는 예시도,
도 5는 임펠러의 바람직한 형태를 나타내는 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스를 상세히 설명하기로 한다.

도 1, 2는 본 발명에 의한 핸드피스의 바람직한 형태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 핸드피스의 바람직한 형태를 나타내는 단면도로서, 본 발명에 따른 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스는 도 1, 2, 3에 도시된 바와 같이 작동수단이 내부에 구비되는 내부하우징(10) 및 단자하우징(20), 단자하우징(20)에 설치되는 에어플레이트(30), 에어플레이트(30)에 설치되어 외부에서 에어를 유입하는 유입파이프(40), 유입된 에어가 배출되는 배출파이프(50), 내부하우징(10) 및 단자하우징(20)의 선단을 수용하는 외부하우징(60)으로 구성되어진다.

내부하우징(10)은 내부에 고정자와 회전자가 포함되는 작동수단이 구비되며, 일측으로 외부와 통하는 다수의 통공(11)이 형성되어 후술되는 구성요소에 의해 유입되는 에어를 내부에 구비되는 작동수단으로 유입시키도록 구성되며, 타측단부로 장공 형태로 단부가 개방되는 개방부(13)가 형성되어 개방부(13)로 하여금 통공(11)에 에어를 유입되도록 한다.

단자하우징(20)은 상기 내부하우징(10)에 선단이 근접되게 이격되도록 인입되어 내부하우징(10) 사이로 에어가 유동될 수 있도록 하며, 인입된 선단으로 다수의 통기공(21)이 형성되고, 후단이 내부하우징(10)의 개방부(13)가 형성되는 타측단부가 걸림되도록 단턱지게 구성된다.

또한 단자하우징(20)의 내부에는 내부하우징(10)과 더불어 작동수단이 구비되며, 후면으로 에어가 유입되어 통기공(21)으로 이동시키는 유입공(23) 및 유입된 에어를 배출시키는 배출공(25)이 형성된다.

에어플레이트(30)는 상기 단자하우징(20)의 후면에 설치되는 판의 형태로 이루어지며, 또한 일측으로 단자하우징(20)에 형성된 유입공(23) 및 배출공(25)에 인입되는 유입구(33)와 배출구(35)가 돌출되며, 타측면으로는 유입구(33)와 배출구(35)에 연통되는 유입홈(33h)과 배출홈(35h)이 형성된다.

그리고 상기 유입홈(33h)에는 에어가 유입되도록 유입파이프(40)가 설치되고, 배출홈(35h)에는 유입된 에어가 배출되도록 배출파이프(50)가 설치된다.

외부하우징(60)은 상기 내부하우징(10)과 단자하우징(20) 선단의 외주면 사이로 에어가 유동될 수 있도록 근접되게 이격된다.

따라서 상기의 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용되는 형태를 살펴보면, 핸드피스에 드릴이 부착 형성된 연결구를 연결하여 작동시키면 유입파이프(40)를 통해 외부에서 에어가 유입된다.

유입파이프(40)를 통해 유입된 에어는 에어플레이트(30)의 유입홈(33h)과 유입구(33)를 거쳐 단자하우징(20)의 유입공(23)으로 유동된다.

유입공(23)으로 유동된 에어는 통기공(21)을 통해 외부하우징(60)과 단자하우징(20)의 선단 및 내부하우징(10) 사이로 유동하게 되며, 이때 통기공(21)에서 유동되는 에어는 1차적으로 단자하우징(20)의 선단 및 내부하우징(10)을 냉각시킴과 동시에 에어에 유입된 수분의 건조가 이루어지게 된다.

수분이 건조된 에어는 통공(11)을 통해 내부하우징(10)의 내부로 유동되게 되며 내부하우징(10)과 단자하우징(20) 내부에 구비된 작동수단을 2차적으로 냉각시키게 되는 것이다.

이때 작동수단을 냉각하는 에어는 수분이 건조된 상태의 에어이기 때문에 수분으로 하여금 작동수단이 오작동되는 현상을 미연에 방지하면서도 작동수단의 냉각기능까지 수행되는 것이다.

한편 통공(11)으로 유입된 에어는 작동수단을 냉각한 후 단자하우징(20)의 배출공(25)을 통해 에어플레이트(30)의 배출홈(35h)과 배출구(35)를 거쳐 배출파이프(50)로 에어를 배출시키게 되는 것이다.

한편, 상기 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)이 형성되는 에어플레이트(30)의 일측면으로 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)을 밀폐함과 아울러 유입파이프(40) 및 배출파이프(50)가 인입되는 고정공(71)이 각각 형성되는 밀폐판(70)이 구비되는 것이 바람직하다.

또한 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)은 에어플레이트(30)에서 굴곡지게 연장되도록 형성되며, 이는 에어의 유동속도를 향상시켜 에어의 유동을 원활히 수행하기 위함이다.

상기 작동수단은 단자하우징(20)의 선단 내주면에 설치되는 원통형판의 형태로 이루어지며, 내부 상, 하측으로 한 쌍의 탄성체(101)가 구비되고, 상부에는 체결정도에 따라 탄성체(101)의 장력을 조절하는 체결구(103)가 구비되는 단자부재(100)가 포함되어 구성된다.

또한 상기 작동수단은 단자부재(100)의 내부로 전원을 인가하는 정류자(110) 및 탄성체(101)의 장력을 인가받아 정류자(110)와 접촉하는 브러시(120)가 포함되어 구성된다.

즉, 상기 탄성체(101)의 탄성력에 의해 브러시(120)가 정류자(110)와 접촉하도록 구성되는 것이다.

또한 작동수단은 내부하우징(10)의 중앙측 내주면에 고정 설치되는 고정자(130)가 포함되어 구성되고, 상기 고정자(30)는 후술되는 전원을 인가받는 코일선(151)이 권취된 코어(153)로 이루어진 회전자(150)를 모터축(140)에 의해 축회전시키기 위해 자성체를 띠어야 한다.

또한 작동수단은 내부하우징(10)의 내부 양단에 각각 설치되는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 후방측이 상기 정류자(110)의 중심부에 결합된 모터축(140)이 포함되어 구성된다.

그리고 코일선(151)과 그 코일선(151)이 권취된 코어(153)로 구성되는 회전자(150)가 포함되어 구성되며, 상기 회전자(150)는 모터축(140) 상에 고정 설치되어지되 상기 고정자(130)의 내측에 이격 설치되어 인가되는 전원과 상기 자성체인 고정자(130)에 의해 회전되도록 구성된다.

또한 작동수단은 상기 모터축(140)의 전방측에 결합되어 내부하우징(10)의 전방측을 덮어 감싸는 전방캡(160) 및 상기 외부하우징(60)의 후방에 결합 고정됨과 아울러 유입파이프(40)와 배출파이프(50)를 수용하는 후방캡(170)을 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 의하여 에어가 내부하우징(10)으로 바로 유입되지 않고 외부하우징(60)과 단자하우징(20)의 선단 및 내부하우징(10) 사이로 유동된 후 통공(11)을 통해 고정자(130)와 회전자(150)를 거쳐 유입되기 때문에, 에어압으로 인한 브러시(120)와 정류자(110)의 접지상태가 이탈되는 것을 방지하여 사용상의 편의성을 향상시키는 효과를 가지게 되는 것이다.

여기서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전자(150)와 정류자(110) 사이에 구비되며, 모터축(140) 상에 고정 설치되어 회전하면서 통공(11)을 통해 내부하우징(10)에 유입된 에어를 외부로 배출시키는 임펠러(180)를 구비된다.

상기 임펠러(180)는 모터축(140)에 끼워져 고정되는 지지체(181)와, 지지체(181)의 외면에 일정 간격으로 돌출 형성되며 전방 또는 후방 중 일측으로 경사지게 형성되는 다수 블레이드(183)로 이루어지되, 상기 블레이드(183)는 나선형 또는 유선형 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

블레이드(183)는 도 5에서와 같이 전방 또는 후방 중 일측으로 경사지게 형성되어 외부에서 유입되는 에어의 이동이 유리하고 그 에어의 이동에 의해 원활하게 회전되도록 구성되며, 이때 블레이드(183)는 에어의 흐름을 원활하게 하고 에어의 이동속도를 보다 증가시키기 위해 나선형 또는 유선형 형상으로 형성되기도 한다.

상기 블레이드(183)의 형상을 나선형이나 유선형으로 형성하게 되면 고압의 냉각용 공기 유입으로 인해 회전되는 임펠러(180)의 속도가 상당해지므로 냉각용 공기의 유입만으로도 임펠러(180)에 고정된 모터축(140)을 회전 구동시킬 수 있게 된다.

이와 같이 모터축(140)의 기본 구동은 전원의 인가로 인한 전기 공급으로 작동되나, 냉각용 공기의 유입 및 배출작용으로 인한 공기압만으로도 구동 가능하고 전기와 공기압을 동시에 사용하여 구동시킬 수 있다. 즉 모터축(140)은 전기와 공기압 중의 어느 하나 이상으로 구동이 가능하다.

이와 더불어 상기 임펠러(180)로 하여금 내부하우징(10)에서 에어가 외부로 배출될 때 내부하우징(10)에 구비된 작동수단의 작동에 의해 발생되는 분진을 에어와 함께 배출시킬 수 있는 효과도 가지게 되는 것이다.

10 : 내부하우징 11 : 통공
13 : 개방부 20 : 단자하우징
21 : 통기공 23 : 유입공
25 : 배출공 30 : 에어플레이트
33 : 유입구 35 : 배출구
33h : 유입홈 35h : 배출홈
40 : 유입파이프 50 : 배출파이프
60 : 외부하우징 70 : 밀폐판
71 : 고정공 100 : 단자부재
101 : 탄성체 103 : 체결구
110 : 정류자 120 : 브러시
130 : 고정자 140 : 모터축
150 : 회전자 151 : 코일선
153 : 코어 160 : 전방캡
170 : 후방캡 180 : 임펠러
181 : 지지체 183 : 블레이드

Claims

내부에 고정자와 회전자가 포함되는 작동수단이 구비되며, 일측으로 외부와 통하는 다수의 통공(11)이 형성되고 타측단부로 장공 형태로 단부가 개방되는 개방부(13)가 형성되는 내부하우징(10);
상기 내부하우징(10)에 선단이 근접되게 이격되도록 인입되어 내부하우징(10) 사이로 에어가 유동될 수 있도록 하며, 인입된 선단으로 다수의 통기공(21)이 형성되고, 후단이 내부하우징(10)의 개방부(13)가 형성되는 타측단부가 걸림되도록 단턱지게 구성되며, 내부로 작동수단이 구비됨과 아울러 후면으로 에어가 유입되어 통기공(21)으로 이동시키는 유입공(23) 및 유입된 에어를 배출시키는 배출공(25)이 형성되는 단자하우징(20);
상기 단자하우징(20)의 후면에 설치되도록 유입공(23) 및 배출공(25)에 인입되는 유입구(33)와 배출구(35)가 돌출되는 판의 형태로 이루어지며, 유입구(33)와 배출구(35)에 연통되는 유입홈(33h)과 배출홈(35h)이 형성되는 에어플레이트(30);
상기 유입홈(33h)에는 에어가 유입되도록 설치되는 유입파이프(40); 및 상기 배출홈(35h)에는 유입된 에어가 배출되도록 설치되는 배출파이프(50);
상기 내부하우징(10)과 단자하우징(20) 선단의 외주면 사이로 에어가 유동될 수 있도록 근접되게 이격되는 외부하우징(60);
이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스.
제1항에 있어서,
상기 작동수단은 단자하우징(20)의 선단 내주면에 설치되는 원통형판의 형태로 이루어지며, 내부 상, 하측으로 한 쌍의 탄성체(101)가 구비되고, 상부에는 체결정도에 따라 탄성체(101)의 장력을 조절하는 체결구(103)가 구비되는 단자부재(100)와,
상기 단자부재(100)의 내부로 전원을 인가하는 정류자(110) 및 탄성체(101)의 장력을 인가받아 정류자(110)와 접촉하는 브러시(120)와,
자성체로 이루어지며, 상기 내부하우징(10)의 중앙측 내주면에 고정 설치되는 고정자(130)와,
상기 내부하우징(10)의 내부 양단에 각각 설치되는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 후방측이 상기 정류자(110)의 중심부에 결합된 모터축(140)과,
코일선(151)과 그 코일선(151)이 권취된 코어(153)로 구성되며, 상기 모터축(140) 상에 고정 설치되어지되 상기 고정자(130)의 내측에 이격 설치되어 인가되는 전원과 상기 자성체인 고정자(130)에 의해 회전되는 회전자(150)와,
상기 모터축(140)의 전방측에 결합되어 내부하우징(10)의 전방측을 덮어 감싸는 전방캡(160)과,
상기 외부하우징(60)의 후방에 결합 고정됨과 아울러 유입파이프(40)와 배출파이프(50)를 수용하는 후방캡(170)을 포함하여 이루어지는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스.
제1항에 있어서,
상기 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)은 굴곡지게 연장되도록 형성됨을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스.
제1항에 있어서,
상기 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)이 형성되는 에어플레이트(30)의 일측면으로 유입홈(33h) 및 배출홈(35h)을 밀폐함과 아울러 유입파이프(40) 및 배출파이프(50)가 인입되는 고정공(71)이 각각 형성되는 밀폐판(70)이 구비됨을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스.
제2항에 있어서,
상기 회전자(150)와 정류자(110) 사이에 구비되며, 모터축(140) 상에 고정 설치되어 회전하면서 통공(11)을 통해 내부하우징(10)에 유입된 에어를 외부로 배출시키는 임펠러(180)를 구비하며,
상기 임펠러(180)는 모터축(140)에 끼워져 고정되는 지지체(181)와, 지지체(181)의 외면에 일정 간격으로 돌출 형성되며 전방 또는 후방 중 일측으로 경사지게 형성되는 다수 블레이드(183)로 이루어지되, 상기 블레이드(183)는 나선형 또는 유선형 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 에어 유동에 의한 냉각방식의 핸드피스.