KR101117659B1 - 핸드피스의 공구 척킹장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카트리지에 공구를 척킹하기 위한 핸드피스의 공구 척킹장치를 개시한다. 본 발명에 따른 핸드피스는 보어를 갖는 헤드와, 헤드의 보어에 회전할 수 있도록 장착되어 있고 보어를 갖는 카트리지와, 카트리지의 보어에 끼워지며 외면 상부에 걸림홈이 형성되어 있는 공구와, 카트리지의 외면에 장착되어 있는 기어를 갖는다. 클램프는 헤드의 보어에 피봇을 중심으로 공구를 클램핑하는 클램핑 위치와 공구의 클램핑을 해제하는 언클램핑 위치 사이를 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 제1 암과 제1 암으로부터 연장되어 있는 제2 암을 가지며, 클램핑 위치에서 걸림홈에 맞춤되는 걸림돌기가 제2 암의 말단에 형성되어 있다. 로킹스프링은 걸림돌기가 걸림홈에 맞춤되는 방향으로 탄성력을 부여하는 것으로 기어와 제2 암을 수용하여 결속하는 링부를 가지며, 링부의 일측에 기어와 제2 암을 수용할 수 있도록 입구가 형성되어 있다. 푸시버튼은 헤드의 보어에 제1 암을 눌려줄 수 있도록 장착되어 있다. 리턴스프링은 푸시버튼이 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 부여한다. 본 발명에 의하면, 공구의 걸림홈에 클램프의 걸림돌기가 맞춤되어 클램프를 척킹하고, 푸쉬버튼의 작동에 의하여 클램프를 회전시켜 공구의 척킹을 간편하게 해제할 수 있다. 또한, 클램프가 클램핑 위치와 언클램핑 위치 사이를 회전하는 간단한 구조에 의하여 조립성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

핸드피스의 공구 척킹장치{DEVICE FOR CHUCKING TOOLS OF HANDPIECE}

본 발명은 핸드피스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카트리지(Cartridge)에 공구를 척킹(Chucking)하기 위한 핸드피스의 공구 척킹장치에 관한 것이다.

핸드피스는 용도에 따라 치과용, 외과수술용, 피부치료용 등 다양한 형태와 구조로 개발되어 있으며, 동력원의 종류에 따라 전동식, 공압식, 충전식으로 구분되고 있다. 핸드피스는 몸체(Body)와 카트리지로 구성되어 있다. 몸체의 내부에 동력원, 예를 들어 모터 또는 공압장치와 연결되는 동력공급라인이 장착되어 있다. 몸체는 단일형과 두 개 이상으로 분리되어 있는 분리형으로 제작되고 있다. 카트리지는 몸체의 헤드(Head)에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 카트리지는 공구(Tool)를 척킹하기 위한 보어(Bore)를 가지고 있다. 일례로 치과용 핸드피스는 치아의 절삭을 위한 공구로 버(Bur)가 카트리지의 보어에 교환할 수 있도록 결합된다. 카트리지는 공구홀더(Tool holder), 샤프트(Shaft), 스핀들(Spindle)로 부르고도 있다.

핸드피스의 일례로 대한민국 공개특허 제10-2008-0012965호에는 공구의 척킹을 위한 걸림장치가 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 걸림장치를 살펴보면, 공구의 외면 상부에 걸림홈과 평면(Flat)이 형성되어 있다. 샤프트는 핸드피스의 헤드에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 공구는 샤프트의 보어(Bore)에 끼워져 있다. 레버의 돌기는 공구의 걸림홈에 끼워져 있다. 헤드의 상부에 푸시버튼(Push button)이 장착되어 있다. 걸림구는 샤프트와 함께 회전되며, 공구의 평면과 맞물리는 평면을 갖는다. 압축스프링은 푸시버튼을 복귀시키는 탄성력을 부여한다.

상기한 바와 같은 핸드피스의 걸림장치에 있어서 사용자가 푸시버튼을 누르면, 레버의 돌기가 공구의 걸림홈에서 빠져나오고, 걸림구는 샤프트에 대하여 밀려나 해제된다. 따라서 샤프트의 보어로부터 공구를 분리할 수 있다. 그러나 샤프트가 걸림구의 보어에 장착되며, 걸림구가 푸시버트의 작동에 따라 샤프트에 대하여 축 방향 또는 반경 방향으로 밀려나도록 장착되기 때문에 조립과 분해가 복잡한 문제가 있다. 또한, 걸림장치의 부품수가 많아 조립성이 저하되고, 생산비가 상승되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 공구를 카트리지에 간편하게 척킹 및 분리할 수 있는 핸드피스의 공구 척킹장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 구조가 간단하여 조립성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있는 핸드피스의 공구 척킹장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 보어를 갖는 헤드와, 헤드의 보어에 회전할 수 있도록 장착되어 있고 보어를 갖는 카트리지와, 카트리지의 보어에 끼워지며 외면 상부에 걸림홈이 형성되어 있는 공구와, 카트리지의 외면에 장착되어 있는 기어를 갖는 헤드피스에 있어서, 헤드의 보어에 피봇을 중심으로 공구를 클램핑하는 클램핑 위치와 공구의 클램핑을 해제하는 언클램핑 위치 사이를 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 제1 암과 제1 암으로부터 연장되어 있는 제2 암을 가지며, 클램핑 위치에서 걸림홈에 맞춤되는 걸림돌기가 제2 암의 말단에 형성되어 있는 클램프와; 걸림돌기가 걸림홈에 맞춤되는 방향으로 탄성력을 부여하는 것으로 기어와 제2 암을 수용하여 결속하는 링부를 가지며, 링부의 일측에 기어와 제2 암을 수용할 수 있도록 입구가 형성되어 있는 로킹스프링과; 헤드의 보어에 제1 암을 눌려줄 수 있도록 장착되어 있는 푸시버튼과; 푸시버튼이 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 부여하는 리턴스프링을 포함하는 핸드피스의 공구 척킹장치에 있다.

본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치는 공구의 걸림홈에 클램프의 걸림돌기가 맞춤되어 클램프를 척킹하고, 푸쉬버튼의 작동에 의하여 클램프를 회전시켜 공구의 척킹을 간편하게 해제할 수 있다. 또한, 클램프가 클램핑 위치와 언클램핑 위치 사이를 회전하는 간단한 구조에 의하여 조립성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공구 척킹장치가 적용되어 있는 핸드피스의 일례를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치에서 기어, 클램프와 로킹스프링의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치에서 카트리지로부터 공구가 분리되어 있는 구성을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치에서 클램프가 공구에 의하여 회전되어 있는 상태를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치에서 클램프가 푸시버튼에 의하여 회전되어 있는 상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1과 도 3에는 본 발명에 따른 공구 척킹장치가 적용되는 핸드피스의 헤드가 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 핸드피스(10)의 헤드(20)는 그 중앙에 형성되어 있는 보어(21)를 갖는다. 보어(21)의 상부와 하부에 상부개방단부(22)와 하부개방단부(23)가 각각 연결되어 있다.

카트리지(30)가 보어(21)의 내측에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 카트리지(30)의 중앙에 보어(31)가 형성되어 있다. 보어(31)의 내면 상부에 평면(32)과 걸림단(33)이 각각 형성되어 있다. 카트리지(30)의 외면 상부와 하부는 제1 베어링(34)과 제2 베어링(35)에 지지되어 있다. 카트리지(30)의 보어(31)에 공구(40)가 끼워진다. 공구(40)의 외면 상부에 걸림홈(41), 평면(42)과 걸림단(43)이 형성되어 있다. 공구(40)의 평면(42)은 카트리지(30)의 평면(32)에 맞닿아 보어(31) 내에서 공구(40)의 회전을 방지한다. 공구(40)의 걸림단(43)은 카트리지(30)의 걸림단(32)에 걸려 보어(31)에 끼워지는 공구(40)를 구속한다.

카트리지(30)의 외면 상부에 카트리지(30)와 함께 회전되도록 기어(50)가 장착되어 있다. 기어(50)의 외면 상부에 피봇구멍(Pivot hole: 51)이 형성되어 있고, 피봇구멍(51)과 근접하는 외면 하부에는 원주 방향을 따라 홈(52)이 형성되어 있다. 기어(50)는 카트리지(30)의 외면 상부와 제1 베어링(34) 사이에 장착되어 있다. 기어(50)의 피봇구멍(51)에 피봇(Pivot: 53)이 장착되어 있다. 기어(50)의 외면 양측에 상부가 트인 한 쌍의 슬롯(Slot: 54)들이 형성되어 있다. 홈(52)의 일측에 걸림구멍(55)이 형성되어 있다. 기어(50)는 동력원의 일례로 모터와 연결되어 회전되는 샤프트(56)와, 샤프트(56)에 장착되어 있는 기어(57)와 맞물려 회전된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치는 공구(40)를 클램핑하기 위하여 보어(21)에 회전되도록 장착되어 있는 클램프(Clamp: 60)를 구비한다. 클램프(60)의 중앙에 기어(50)의 피봇구멍(51)과 정렬되는 피봇구멍(61)이 형성되어 있다. 클램프(60)의 피봇구멍(61)은 피봇(53)을 중심으로 회전되도록 피봇(53)에 끼워져 있다. 클램프(60)는 피봇(53)을 중심으로 공구(40)를 클램핑하는 클램핑 위치(P₁)와 공구(40)의 클램핑을 해제하는 언클램핑 위치(P₂) 사이를 회전한다. 클램프(60)는 슬릿(54)에 회전되도록 끼워져 장착되어 있다. 클램프(60)는 피봇구멍(61)의 일측으로 연장되어 있는 제1 암(Arm: 62)과 피봇구멍(61)의 타측으로 연장되어 있고 제1 암(62)과 교차되어 있는 제2 암(63)을 갖는다. 제2 암(63)의 말단부 일측에 걸림돌기(64)가 형성되어 있고, 걸림돌기(64)와 근접하는 말단부 일측에 말단을 향하여 경사지는 사면(65)이 형성되어 있다. 제2 암(63)의 말단부 타측에 홈(66)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치는 클램프(60)의 걸림돌기(64)가 공구(40)의 걸림홈(41)에 맞춤되는 방향으로 탄성력을 부여하는 로킹스프링(Locking spring: 70)을 구비한다. 로킹스프링(70)은 기어(50)와 클램프(60)의 제2 암(63)을 결속하는 형태로 구성되어 있다. 로킹스프링(70)은 기어(50)와 클램프(60)와 제2 암(63)을 수용하는 링부(Ring portion: 71)를 갖는다. 로킹스프링(70)은 링부(71)의 일측에 입구(72)를 갖는 C-링(C-ring) 형상 또는 오픈링(Open ring)형상으로 구성되어 있다. 입구(72)의 양측에 기어(50)의 걸림구멍(55)에 끼워지는 한 쌍의 끼움편부(73)들이 절곡되어 있다. 본 실시예에 있어서 로킹스프링(70)은 클램프(60)의 걸림돌기(64)가 공구(40)의 걸림홈(41)에 맞춤되는 방향으로 탄성력을 부여하도록 피봇(53)에 장착되는 토션스프링(Torsion spring), 제2 암(63)을 공구(40)에 대하여 당기거나 밀어주도록 장착되는 코일스프링(Coil spring)으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 핸드피스의 공구 척킹장치는 클램프(60)의 클램핑을 해제시키는 푸시버튼(80), 푸시버튼(80)을 복귀시키는 리턴스프링(Return spring: 90)과 캡(Cap: 100)을 구비한다. 푸시버튼(80)은 헤드(20)의 상부개방단부(22)에 사용자의 누름 동작에 의하여 작동할 수 있도록 장착되어 있다. 리턴스프링(90)은 보어(21)에 장착되어 푸시버튼(80)이 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 부여한다. 리턴스프링(90)은 압축코일스프링으로 구성될 수 있다. 캡(100)은 헤드(20)의 상부에 푸시버튼(80)의 이탈을 방지하도록 결합되어 있다. 캡(100)의 중앙에 푸시버튼(80)이 노출되는 구멍(101)이 형성되어 있다.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 핸드피스에 대한 작용을 설명한다.

도 3과 도 4를 참조하면, 공구(40)가 카트리지(30)의 보어(31)로부터 빠져 있으면, 클램프(60)는 로킹스프링(70)의 탄성력에 의하여 클램핑 위치(P₁)에 위치되어 있다. 사용자가 공구(40)의 걸림홈(41)이 카트리지(30)의 보어(31)를 향하도록 하부개방단부(23)를 통하여 보어(31)에 공구(40)를 끼우면, 공구(40)의 상단이 클램프(60)의 사면(65)에 접촉되면서 클램프(60)를 밀어주게 된다. 클램프(60)는 공구(40)의 삽입력에 의하여 피봇(53)을 중심으로 클램핑 위치(P₁)에서 언클램핑 위치(P₂)로 회전된다. 따라서 사용자는 카트리지(30)의 보어(31)에 공구(40)를 원활하게 끼울 수 있다. 클램프(60)가 클램핑 위치(P₁)에서 언클램핑 위치(P₂)로 회전될 때, 로킹스프링(70)의 입구(72)가 벌어지면서 링부(71)에 탄성복원력이 축적된다.

도 1을 참조하면, 공구(40)의 걸림단(43)이 카트리지(30)의 걸림단(33)에 걸리면, 공구(40)의 삽입이 완료된다. 공구(40)의 삽입이 완료되면, 로킹스프링(70)이 탄성복원력에 의하여 복원되고, 클램프(60)가 로킹스프링(70)의 탄성력을 부여받아 피봇(53)을 중심으로 언클램핑 위치(P₂)로부터 클램핑 위치(P₁)로 회전된다. 클램프(60)의 걸림돌기(64)는 걸림홈(41)에 맞춤되어 공구(40)를 클램핑한다.

도 5를 참조하면, 사용자가 카트리지(30)의 보어(31)로부터 공구(40)를 분리하기 위하여 푸시버튼(80)을 누르면, 푸시버튼(80)은 상부개방단부(22)를 통하여 보어(21) 내로 진입되면서 클램프(60)의 제1 암(62)을 누른다. 제1 암(62)이 푸시버튼(80)에 의하여 눌러지면, 클램프(60)는 피봇(53)을 중심으로 클램핑 위치(P₁)에서 언클램핑 위치(P₂)로 회전되고, 걸림돌기(64)는 걸림홈(41)으로부터 빠져나와 공구(40)의 클램핑을 해제한다. 사용자는 카트리지(30)의 보어(31)로부터 공구(40)를 간편하게 빼내 분리할 수 있다.

사용자가 푸시버튼(80)을 누르던 힘을 제거하면, 압축되어 있던 리턴스프링(90)이 복원되면서 푸시버튼(80)을 초기 위치로 복귀시킨다. 클램프(60)는 로킹스프링(70)의 탄성력에 의하여 피봇(53)을 중심으로 언클램핑 위치(P₂)로부터 클램핑 위치(P₁)로 회전된다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 핸드피스 20: 헤드
30: 카트리지 31: 보어
40: 공구 41: 걸림홈
50: 기어 53: 피봇
60: 클램프 61: 피봇구멍
62: 제1 암 63: 제2 암
64: 걸림돌기 65: 사면
66: 홈 70: 로킹스프링
71: 링부 72: 입구
73: 끼움편부 80: 푸시버튼
90: 리턴스프링 100: 캡

Claims (4)

1. 보어를 갖는 헤드와, 상기 헤드의 보어에 회전할 수 있도록 장착되어 있고 보어를 갖는 카트리지와, 상기 카트리지의 보어에 끼워지며 외면 상부에 걸림홈이 형성되어 있는 공구와, 상기 카트리지의 외면에 장착되어 있는 기어를 갖는 헤드피스에 있어서,
   상기 헤드의 보어에 피봇을 중심으로 상기 공구를 클램핑하는 클램핑 위치와 상기 공구의 클램핑을 해제하는 언클램핑 위치 사이를 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 제1 암과 상기 제1 암으로부터 연장되어 있는 제2 암을 가지며, 상기 클램핑 위치에서 상기 걸림홈에 맞춤되는 걸림돌기가 상기 제2 암의 말단에 형성되어 있는 클램프와;
   상기 걸림돌기가 상기 걸림홈에 맞춤되는 방향으로 탄성력을 부여하는 것으로 상기 기어와 상기 제2 암을 수용하여 결속하는 링부를 가지며, 상기 링부의 일측에 상기 기어와 상기 제2 암을 수용할 수 있도록 입구가 형성되어 있는 로킹스프링과;
   상기 헤드의 보어에 상기 제1 암을 눌려줄 수 있도록 장착되어 있는 푸시버튼과;
   상기 푸시버튼이 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 부여하는 리턴스프링을 포함하는 핸드피스의 공구 척킹장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기어의 외면 상부에 상기 피봇이 끼워지는 피봇구멍이 형성되어 있고, 상기 피봇구멍과 근접하는 상기 기어의 외면 하부에 원주 방향을 따라 상기 링부를 수용하도록 홈이 형성되어 있는 핸드피스의 공구 척킹장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 기어의 홈에 걸림구멍이 형성되어 있고, 상기 입구의 양측에 한 쌍의 끼움편부들이 절곡되어 있으며, 상기 끼움편부들은 상기 걸림구멍에 끼워져 있는 핸드피스의 공구 척킹장치.

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