KR101404847B1 - 펜형 약물 주입 장치 - Google Patents

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Abstract

펜형 약물 주입 장치는 고정체, 푸셔 및 구동 유닛을 포함한다. 고정체는 약물이 채워진 저장부가 장착되며, 하부에 약물의 토출되는 침을 갖는다. 푸셔는 고정체의 상부에 배치되며, 약물이 침을 통해 토출되도록 저장부를 푸싱한다. 구동 유닛은 푸셔의 상부에서 고정체와 결합되며, 평판 구조로 회전력을 발생하는 평판 구동부 및 평판 구동부와 푸셔 사이를 연결하며 평판 구동부의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 푸셔에 전달하는 동력 전달부를 구비한다.

Description

펜형 약물 주입 장치{PEN TYPE DEVICE FOR INJECTING MEDICAL FLUID}
본 발명은 펜형 약물 주입 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 인슐린과 같이 주입량을 정밀하게 조절할 필요가 있는 약물을 휴대하면서 주입할 수 있는 펜형 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 당뇨 대사 질환 치료를 위한 약물인 인슐린의 종류에는 식사형 인슐린과 기초형 인슐린으로 구분할 수 있다. 상기 식사형 인슐린은 통상 식사전 공복시 인체에 1일 3회 주입하며 이는 식후 당뇨 대사 질환자의 혈당이 급속히 상승하는 것을 방지하기 위한 것이며, 상기 기초형 인슐린은 24시간 지속적으로 체내에서 인슐린의 작용이 서서히 유지되게 하는 인슐린이다.
여기서, 당뇨병이란 우리 몸이 인슐린을 충분히 만들지 못하거나 인슐린을 제대로 활용하지 못해 혈당 즉 포도당을 에너지로 전환시키지 못 할 때 나타나는 질환으로 제1형과 제2형 당뇨병으로 나뉘어진다.
상기 제1형 당뇨병은 면역체계가 췌장에서 인슐린을 만드는 베타세포를 외부침입자로 오인, 공격함으로써 발생하여 보통은 갑자기 증세가 나타난다. 아이들에게 주로 나타나는 소아 당뇨병으로 불리지만 성인에게도 나타날 수 있다.
상기 제2형 당뇨병은 베타세포가 인슐린을 넉넉히 생산해도 우리 몸이 이를 제대로 활용하는 능력을 상실할 때 나타난다. 서서히 발생하고 주로 중년에 나타나 성인 당뇨병으로 불리지만 과체중 아이들도 걸릴 수 있다.
이에, 당뇨병 환자는 치료제인 인슐린을 일상적인 생활을 하면서 언제든지 주사 받을 수 있도록 휴대용 주입 장치를 활용하고 있다. 상기 주입 장치는 인슐린이 정밀하게 주입되도록 하기 위하여 기본적으로 회전력을 발생하는 구동 모터, 상기 구동 모터의 회전력을 직선 구동력으로 전환하는 기어 박스 및 정밀 제어를 위하여 상기 구동 모터의 회전 각도를 제어하는 엔코더를 포함한다.
그러나, 상기 주입 장치를 펜형으로 제조하고자 할 경우에는 휴대를 위하여 반드시 상기 기어 박스를 더욱 소형으로 정밀하게 제조하여야 하므로, 제조가 어려울 뿐만 아니라 이에 따른 제조비용도 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 제품수를 줄여서 간단하게 제조할 수 있는 펜형 약물 주입 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 펜형 약물 주입 장치는 고정체, 푸셔 및 구동 유닛을 포함한다.
상기 고정체는 약물이 채워진 저장부가 장착되며, 하부에 상기 약물의 토출되는 침을 갖는다. 상기 푸셔는 상기 고정체의 상부에 배치되며, 상기 약물이 상기 침을 통해 토출되도록 상기 저장부를 푸싱한다. 상기 구동 유닛은 상기 푸셔의 상부에서 상기 고정체와 결합되며, 평판 구조로 회전력을 발생하는 평판 구동부 및 상기 평판 구동부와 상기 푸셔 사이를 연결하며 상기 평판 구동부의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔에 전달하는 동력 전달부를 구비한다.
일 실시예에 따른 상기 평판 구동부는 상기 저장부와 병렬 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 평판 구동부는 스텝 형태의 회전력을 발생하는 구조를 가질 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 평판 구동부는 일면에 원주 방향으로 다수의 압전 소자들이 배치된 평판 스테이터 및 상기 평판 스테이터의 일면에 배치되며 상기 압전 소자들에 의해 발생되는 진동에 의해 스텝 형태로 회전하는 평판 로터 및 상기 평판 로터의 중심에 연결되어 상기 평판 로터의 회전력이 전달되는 회전축을 포함할 수 있다. 이에, 상기 평판 구동부는 상기 평판 로터를 상기 평판 스테이터 방향으로 가압하도록 상기 회전축에 연결되는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 동력 전달부는 상기 회전축의 일부에 직선 형태로 연결되어 상기 회전축의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔에 전달하는 동력 전환부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 구동 유닛은 상기 평판 구동부가 내부에 장착된 케이스 및 상기 케이스의 안쪽에 상기 동력 전환부의 이동을 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 회전축은 원주면을 따라 일정한 간격으로 돌기 또는 홈 형태로 형성된 제1 결합 패턴을 포함하고, 상기 동력 전환부는 상기 제1 결합 패턴과 결합되도록 일정한 간격으로 형성된 제2 결합 패턴을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 평판 구동부는 상기 평판 스테이터 및 상기 평판 로터가 실장되어 외부로부터의 전기를 상기 압전 소자들에 전달하는 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 평판 로터의 회전 각도를 정밀하게 제어하는 엔코더를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 펜형 약물 주입 장치는 상기 고정체의 상기 약물이 토출되는 부위에 설치되어 상기 약물의 토출량을 감지하는 센서 및 상기 센서 및 상기 평판 구동부와 연결되며, 상기 약물의 토출량을 피드백하여 상기 평판 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
이러한 펜형 약물 주입 장치에 따르면, 저장부에 채워진 약물을 침을 통하여 대상체에 주입되도록 하기 위한 구동력을 평판 형태로 얇게 구성할 수 있으면서 저속에서 정밀 제어가 가능한 평판 구동부를 통해 제공함으로써, 배경기술에서 설명한 기어 박스를 제거하여 상기 펜형 약물 주입 장치의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부품수를 획기적으로 줄여 간단하게 제조할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 펜형 약물 주입 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 평판 구동부의 평판 스테이터를 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부와 동력 전달부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 평판 구동부의 회전축과 동력 전달부의 동력 전환부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부와 동력 전달부의 다른 실시예들을 구체적으로 나타낸 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 펜형 약물 주입 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 펜형 약물 주입 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펜형 약물 주입 장치(1000)는 고정체(100), 푸셔(200), 구동 유닛(300)을 포함한다.
상기 고정체(100)에는 약물이 채워진 저장부(10)가 장착된다. 상기 고정체(100)는 하부에 상기 약물이 토출되는 침(110)을 갖는다. 또한, 상기 저장부(10)는 상기 침(110)을 통하여 상기 약물이 모두 토출되었을 경우에는 교체가 가능하도록 장착된다.
이러한 저장부는 일정 규격을 갖는 카트리지(cartridge) 형태로 또는 레저비어(reservoir) 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 약물은 당뇨병 환자에게 생명의 보존을 위하여 절대적으로 필요한 인슐린을 예로 들 수 있다. 이와 달리, 상기 약물은 보톡스 주사액과 같이 미용 또는 성형에 반드시 정밀 제어가 요구되는 다른 약물을 예로 들 수 있다.
상기 푸셔(200)는 상기 고정체(100)의 상부에서 상기 장착된 저장부(10)의 상부에 인접하게 배치되어 상기 저장부(10)를 푸싱한다. 상기 푸셔(200)는 상기 저장부(10)의 상부를 전체적으로 넓게 푸싱할 수 있도록 상기 저장부(10)의 단면적보다 넓게 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정체(100)에는 상기 저장부(10)를 푸싱하는 푸셔(200)의 이동을 가이드하는 가이드(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 구동 유닛(300)은 상기 푸셔(200)의 상부에서 상기 고정체(100)와 결합된다. 상기 구동 유닛(300)은 평판 구동부(400) 및 동력 전달부(500)를 포함한다.
상기 평판 구동부(400)는 평판 구조로 회전력을 발생하여 상기 푸셔(200)가 상기 저장부(10)를 푸싱하기 위한 구동력을 제공한다. 이하, 상기 평판 구동부(400)에 대해서는 도 2 및 도 3을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부를 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 평판 구동부의 평판 스테이터를 위에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3을 추가적으로 참조하면, 상기 평판 구동부(400)는 케이스(700) 인쇄회로기판(410), 평판 스테이터(420), 평판 로터(430), 회전축(440), 탄성체(450) 및 엔코더(460)를 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(410)에는 상기 평판 구동부(400)에 전기를 제공하거나 상기 평판 구동부(400)의 회전력을 제어하기 위한 회로 패턴이 형성될 수 있다. 이에, 상기 구동 유닛(300)은 상기 인쇄회로기판(410)과 연결되어 상기의 전기를 제공하기 위한 배터리(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리(600)는 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)를 언제든지 사용할 수 있도록 충전이 가능한 이차 전지를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 당뇨병 환자와 같이 인슐린을 접종해야하는 위급 상황 시 대부분의 사용자가 항상 휴대하면서 활용하고 있는 휴대폰의 배터리(600) 전기를 활용할 수 있도록 상기 인쇄회로기판(410)에는 상기 휴대폰의 배터리(600)와 전기적으로 연결 가능한 연결잭(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 평판 스테이터(420)는 상기 인쇄회로기판(410)에 전기적으로 연결되면서 회전하지 않도록 고정 설치된다. 상기 평판 스테이터(420)의 적어도 하나의 일면에는 도 3에서와 같이 원주 방향으로 다수의 압전 소자(422)들이 배치된다. 여기서, 상기 압전 소자(422)들은 외부로부터 제공되는 전기에 의해서 수축 및 팽창을 반복적으로 수행하는 전기 소자 중의 하나로써, 예컨대 티탄산 바륨(BaTiO3)으로 이루어질 수 있다.
상기 평판 로터(430)는 상기 평판 스테이터(420)의 상기 압전 소자(422)들이 배치된 일면에 회전 가능하게 배치된다. 이에, 상기 압전 소자(422)들에 전기를 제공하면, 상기 압전 소자(422)들이 수축 및 팽창을 반복적으로 수행하면서 상기 평판 스테이터(420)의 원주 방향으로 파동 움직임을 하게 되고, 이에 따라 상기 평판 로터(430)는 상기 압전 소자(422)들의 파동 움직임, 즉 진동이 발생하게 되고, 이에 상기 평판 로터(430)는 상기 압전 소자(422)들의 진동에 의해 회전하게 된다.
이러한 압전 소자(422)들에 의한 회전은 통상 사용되는 마그네틱 구조의 모터보다는 상당히 저속으로 회전하는 것이 특징이다. 또한, 상기 압전 소자(422)들에서 발행하는 파동 움직임, 즉 진동이 사람의 귀가 인식할 수 없는 초음파 주파수 대역에서 발생하기 때문에, 소음 발생도 없는 특징이다.
이때, 상기 압전 소자(422)들에 전기를 일정한 주기로 제공하면 상기 평판 로터(430)를 스텝 형태로 회전시킬 수 있다. 이럴 경우, 상기 압전 소자(422)들과의 접함에 의해 상기 평판 로터(430)가 회전하기 때문에 상기 스텝 회전도 정밀하게 유도할 수 있다. 여기서, 상기의 정밀한 제어를 위하여 상기 평판 스테이터(420)와 상기 평판 로터(430)에 마이크로미터에서와 같은 눈금이 표시될 수 있으며, 이 눈금은 일 예로 상기 평판 로터(430)의 회전을 약 200만개/360도 수준으로 세밀하게 표시될 수 있다.
또한, 상기 평판 로터(430)에 의한 회전력의 힘을 더 높이기 위하여 도 2에서와 같이 상기 평판 스테이터(420)의 대향하는 양면들에 모두 상기 압전 소자(422)들을 배치시키고, 이 양면들 상에 상기 평판 로터(430)를 두 개 배치시킴으로써, 상기 평판 구동부(400)의 사이즈를 증가시키지 않으면서 그 회전력을 두 배로 높일 수 있다.
또한, 이러한 압전 소자(422)들을 이용하여 회전력을 유도하는 평판 구동부(400)는 통상 소형 제조가 용이한 초음파 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 평판 구동부(400)는 직경이 약 2.2 내지 2.8㎜ 이고, 두께가 약 0.2 내지 0.6㎜ 정도로 소형으로 제조할 수 있으며, 일반적으로 직경이 약 2.6㎜이고, 두께는 약 0.45㎜로 제조될 수 있다.
상기 회전축(440)은 상기 평판 로터(430)의 중심에 연결되어 상기 평판 로터(430)의 회전력을 전달 받는다. 이때, 상기 회전축(440)은 상기 인쇄회로기판(410)으로부터 수직 방향으로 돌출된 형태를 갖도록 연결될 수 있다.
상기 탄성체(450)는 상기 압전 소자(422)들의 파동 움직임이 그대로 상기 평판 로터(430)에 전달될 수 있도록 상기 평판 로터(430)를 상기 압전 소자(422) 방향으로 가압하는 탄성을 제공한다. 이때, 상기 탄성체(450)는 상기 회전축(440)에 지지된 상태로 상기 평판 로터(430)를 가압하는 구조를 가지며, 상기 평판 로터(430)의 회전에 의해 간섭되지 않도록 상기 회전축(440)과의 사이에 베어링(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 엔코더(460)는 상기 인쇄회로기판(410)에 실장되어 상기 평판 구동부(400)의 회전하는 각도를 정밀하게 제어한다. 구체적으로, 상기 엔코더(460)는 상기 평판 구동부(400)가 스텝 회전할 경우, 상기 평판 구동부(400)로 제공되는 전기를 제어하여 상기 평판 구동부(400)의 회전 각도를 제어할 수 있다. 이에, 상기 푸셔(200)가 상기 저장부(10)를 푸싱하는 거리를 정밀하게 제어할 수 있음에 따라, 상기 약물이 상기 침(110)을 통해 토출되는 량도 정밀하게 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 평판 구동부(400)가 상기 압전 소자(422)들의 진동에 의해서 회전하는 구조로 설명하였지만, 상기 평판 구동부(400)는 기존의 모터와 같이 마그네틱을 평판 형태로 구성하여 회전하는 구조를 가질 수 있으며, 이럴 경우 회전 각도의 제어가 어렵기 때문에 정밀 제어를 위하여 상기 엔코더(460)는 절대적으로 필요할 수 있다.
상기 동력 전달부(500)는 상기 평판 구동부(400)와 상기 푸셔(200) 사이를 연결한다. 상기 동력 전달부(500)는 상기 평판 구동부(400)의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔(200)에 전달한다. 이하, 상기 동력 전달부(500)의 구체적인 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부와 동력 전달부를 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 평판 구동부의 회전축과 동력 전달부의 동력 전환부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하면, 상기 동력 전달부(500)는 상기 평판 구동부(400)의 실질적인 회전력이 전달되는 회전축(440)의 일부에 직선 형태로 연결되며 상기 회전축(440)의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔(200)에 전달하는 동력 전환부(510)를 포함한다.
이때, 상기 동력 전환부(510)와 상기 회전축(440)의 구동력이 그대로 전달되도록 하기 위하여 상기 회전축(440)에는 원주면을 따라 일정한 간격으로 제1 결합 패턴(442)들이 형성되고, 상기 동력 전환부(510)는 상기 제1 결합 패턴(445)들과 결합하는 제2 결합 패턴(515)들이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 결합 패턴(445, 515)들은 서로의 결합이 자연스러운 돌기 또는 홈 형태로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 상기 동력 전환부(510)가 상기 회전축(440)으로부터 구동력을 전달 받는 것으로 설명하였지만, 이와 달리 상기 동력 전환부(510)는 상기 평판 구동부(400)의 평판 로터(430)의 원주면에 연결되어 구동력을 전달 받을 수도 있다.
또한, 상기 구동 유닛(300)은 상기 동력 전환부(510)의 이동을 가이드하기 위하여 상기 평판 구동부(400)의 인쇄회로기판(410)이 내부에 장착된 케이스(700)의 안쪽에 형성된 가이드부(710)를 포함할 수 있다. 이럴 경우, 상기 동력 전환부(500)가 플렉서블한 재질로, 예컨대 구부림이 가능한 수지 또는 금속 재질로 이루어질 경우에도 그 이동을 안정하게 가이드할 수 있다.
이와 같이, 상기 저장부(10)에 채워진 약물을 상기 침(110)을 통하여 대상체에 주입되도록 하기 위한 구동력을 평판 형태로 얇게 구성할 수 있으면서 저속에서 정밀 제어가 가능한 평판 구동부(400)를 통해 제공함으로써, 배경기술에서 설명한 기어 박스를 제거하여 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부품수를 획기적으로 줄여 간단하게 제조할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 부품수를 감소시킬 수 있음에 따라 유지 보수 작업도 용이하게 할 수 있다.
따라서, 당뇨병을 가지고 있는 환자는 상기의 휴대가 간편한 펜형 약물 주입 장치(1000)를 통하여 언제 어디서든지 인슐린을 간편하게 접종할 수 있음에 따라, 인슐린을 접종하지 못함에 따른 치명적인 결과가 초래되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 상기 구동 유닛(300)에서 평판 구동부(400)의 회전력을 상기 푸셔(200)에 전달하는 다른 실시예들에 대해서 도 6 내지 도 8을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 6 내지 도 8은 도 1에 도시된 펜형 약물 주입 장치의 평판 구동부와 동력 전달부의 다른 실시예들을 구체적으로 나타낸 도면들이다.
본 실시예들에서는, 평판 구동부의 배치된 위치 변경에 따라 그 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 전달하는 구조를 제외하고는 도 4에 도시된 구조와 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 평판 구동부(401)는 푸셔(200)와 병렬 형태로 배치된다. 이러면, 도 1의 펜형 약물 주입 장치(1000)의 전체적인 길이를 줄일 수 있음에 따라 사용자의 편의를 더욱 도모할 수 있다.
이에, 동력 전달부(501)의 회전축(441)의 일부에 직선 형태로 연결된 동력 전환부(511)는 상기 평판 구동부(401)의 위치로 인하여 실질적으로 구부러진 구조를 가질 수밖에 없으므로, 구부림이 가능하면서 강도가 우수한 강화 수지판 또는 금속판을 포함할 수 있다.
이럴 경우, 상기 동력 전달부(501)는 상기 동력 전환부(511)의 구부러진 부위에 대응하여 상기 동력 전환부(511)의 이동을 가이드하는 전환 가이드부(521)를 더 포함할 수 있다. 상기 전환 가이드부(521)는 도 4의 케이스(700)와 같은 구조에 형성될 수 있다.
또한, 상기 푸셔(200)를 안정적으로 푸싱하기 위하여, 상기 동력 전달부(501)는 상기 푸셔(200)와 접하는 상기 동력 전환부(511)의 단부에 상기 푸셔(200)를 보다 넓은 면적으로 면접하여 푸싱하기 위한 면접부(531) 및 상기 푸셔(200)로 이동하는 면접부(531)를 가이드하는 푸싱 가이드부(541)를 더 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 평판 구동부(402)는 도 6과 마찬가지로 푸셔(200)와 병렬 형태로 배치된다. 이에, 동력 전달부(502)의 회전축(441)의 일부에 직선 형태로 연결된 동력 전환부(512)도 상기 평판 구동부(402)의 위치로 인하여 실질적으로 구부러진 구조를 가지게 된다.
이에, 상기 동력 전달부(502)는 도 6에 도시된 전환 가이드부(521)를 대신하여 상기 동력 전환부(512)의 이동을 가이드하는 롤러(522)를 더 포함할 수 있다. 상기 롤러(522)는 상기 동력 전환부(512)의 상기 푸셔(200)와 인접한 구부러진 위치에서 상기 동력 전환부(512)와 접촉하면서 회전하도록 설치된다. 이에, 상기 롤러(522)의 회전축에는 베어링(미도시)이 설치될 수 있다.
이러면, 상기 구부러진 동력 전환부(512)는 상기 롤러(522)에 의해 상기 푸셔(200)로 가이드될 수 있을 뿐만 아니라, 그 회전 가능한 구조를 통해 상기 동력 전환부(512)와의 마찰을 줄임으로써, 상기 동력 전환부(512)의 이동을 가이드하는 구조에 의해서 회전축(442)에 소정의 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 롤러(522)는 상기 평판 구동부(402)의 회전력을 전달 받아 직접 회전하는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 롤러(522)는 상기 평판 구동부(402)의 회전축(442)에 연결될 수 있다. 이럴 경우, 상기 롤러(522)는 상기 동력 전환부(512)와의 마찰에 의해서 상기 회전축(442)에 소정의 부하가 걸리는 것을 더욱 방지할 뿐만 아니라, 오히려 상기 동력 전환부(512)의 직선 구동력을 더 보강하여 상기 푸셔(200)를 효율적으로 푸싱할 수 있다. 이때, 상기 동력 전달부(502)는 상기 롤러(522)가 상기 동력 전환부(512)가 직선 이동하는 거리에 대응되게 회전하도록 상기 평판 구동부(402)의 회전축(442)과의 사이에 회전력을 조절하기 위하여 설치되는 회전조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 동력 전달부(502)가 도 4의 전환 가이드부(521)를 대신하여 상기 롤러(522)를 사용한 것으로 설명하였지만, 상기 동력 전환부(512)의 이동을 더욱 효율적으로 가이드하기 위하여 상기 롤러(522)와 도 4의 가이드부(521)를 복합적으로 활용할 수 있다.
또한, 상기 동력 전달부(502)는 도 6과 마찬가지로, 상기 푸셔(200)를 안정하게 푸싱하기 위하여 상기 동력 전환부(512)의 단부에 상기 푸셔(200)와 면접하는 면접부(532) 및 상기 푸셔(200)로 이동하는 상기 면접부(532)를 가이드하는 푸싱 가이드부(542)를 더 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 평판 구동부(403)는 도 6 및 도 7과 마찬가지로 푸셔(200)와 병렬 형태로 배치된다.
이에, 동력 전달부(503)는 상기와 같은 구조로 배치된 평판 구동부(403)의 회전축(443)의 일부에 직선 형태로 연결된 동력 전환부(513) 및 상기 동력 전환부(513)와 상기 푸셔(200) 사이에 설치되어 유속이 상대적으로 느린 오일로 직선 구동력이 전달되는 실린더 구조물(553)이 설치될 수 있다.
이럴 경우, 상기 실린더 구조물(553)은 상기 동력 전환부(513)의 직선 구동력을 전달 받아 내부의 오일을 토출하는 피스톤부(563), 상기 푸셔(200)와 인접한 위치에서 내부에 차단 공간을 형성하는 공간 형성부(573) 및 일단이 상기 피스톤부(563)의 상기 오일이 토출되는 부위에 연결되어 상기 오일이 전달되며 타단이 상기 공간 형성부(573)에 연결되어 상기 전달된 오일을 전달하는 피스톤 연결부(583)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 동력 전달부(503)가 상기 평판 구동부(403)의 회전력을 통하여 상기 푸셔(200)를 푸싱하는 방식에 대해서 상세하게 설명하면, 우선 상기 평판 구동부(403)의 회전축(443)이 회전하면 상기 회전축(443)과 연결된 동력 전환부(513)가 상기 회전력에 의해 적선 운동하게 된다. 이러면, 상기 동력 전환부(513)와 연결된 피스톤부(563)가 직선 운동하여 내부의 오일을 토출하게 되고, 상기 토출한 오일은 상기 피스톤 연결부(583)를 통해서 상기 차단 공간에 전달된다. 이러면, 상기 차단 공간이 팽창하면서 상기 공간 형성부(573)가 상기 푸셔(200)를 푸싱하여 상기 저장부(10) 내부의 약물이 상기 침(110)을 통해 토출하게 된다.
이와 같이, 상기 오일과 같은 매개체로 구동력을 그대로 정밀하게 전달하는 실린더 구조물(553)을 이용하여 상기 평판 구동부(403)의 회전력으로 상기 푸셔(200)를 푸싱함으로써, 상기 저장부(10)로부터 상기 약물의 토출량을 더 정밀하게 제어할 수 있다. 특히, 상기 실린더 구조물(553)이 유속이 상대적으로 느린 오일을 사용함으로써, 상기 약물을 토출량을 더 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 상기 피스톤 연결부(583)를 플렉서블한 호스로 제조할 수 있음에 따라 상기 평판 구동부(403)를 상기 푸셔(200)와 병렬 형태로 용이하게 배치시킬 수 있다.
본 실시예에서는 상기 실린더 구조물(553)의 매개체로써 오일이 사용되는 것으로 설명하였지만, 좀더 빠른 토출을 유도하고자 할 경우에는 에어가 사용될 수도 있다. 또한, 상기 실린더 구조물(553)은 안정성을 위해 매개체로써 물이 사용될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)는 상기 약물의 토출량을 더 정밀하게 제어하기 위하여 센서(800) 및 제어부(900)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서(800)는 상기 고정체(100)의 약물이 토출되는 침(110) 부위에 설치되어 상기 약물의 토출량을 감지한다.
상기 제어부(900)는 상기 센서(800) 및 상기 평판 구동부(400)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 상기 제어부(900)는 상기 평판 구동부(400)의 인쇄회로기판(410)에 실장되어 상기 평판 구동부(400)와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 센서(800)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 제어부(900)는 상기 센서(800)로부터 감지된 약물의 토출량을 피드백하여 상기 평판 구동부(400)의 회전 속도 또는 회전 각도를 제어함으로써, 상기 약물의 토출량에 오류가 발생하여 이를 접종한 환자에게 치명적인 결과가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 오히려, 상기 제어부(900)는 상기 약물이 환자에 더 정밀하게 주입되도록 할 수 있음에 따라 환자의 치료에 절대적인 도움을 제공할 수 있다.
또한, 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)는 외부에 상기 약물이 채워진 량, 주입되는 량 또는 약물이 인슐린일 경우 혈당 또는 탄수화물의 상태 등을 표시하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 디스플레이(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)는 상기 인쇄회로기판(410)에 최근 대중화되어 있는 스마트폰과 연결할 수 연결잭(미도시)을 형성하여 상기 스마트폰에 상기의 표시되는 정보를 그대로 전송하여 관리할 수도 있다.
또한, 상기 펜형 약물 주입 장치(1000)는 상기 배터리(600)가 떨어져서 상기 평판 구동부(400)를 회전시키기 못할 경우에도 환자가 상기 약물을 접종 받을 수 있도록 상기 푸셔(200)로부터 외부로 연장되어 수동으로 상기 저장부(10)를 상기 푸셔(200)를 통해 푸싱할 수 있는 수동 동작부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 저장부 100 : 고정체
200 : 푸셔 300 : 구동 유닛
400 : 평판 구동부 410 : 인쇄회로기판
420 : 평판 스테이터 430 : 평판 로터
440 : 회전축 442 : 제1 결합 패턴
450 : 탄성체 460 : 엔코더
500 : 동력 전달부 510 : 동력 전환부
520 : 가이드부 530 : 지지부
600 : 배터리 700 : 케이스
800 : 센서 900 : 제어부
1000 : 펜형 약물 주입 장치

Claims (14)

  1. 약물이 채워진 저장부가 장착되며, 하부에 상기 약물이 토출되는 침을 갖는 고정체;
    상기 고정체의 상부에 배치되며, 상기 약물이 상기 침을 통해 토출되도록 상기 저장부를 푸싱하는 푸셔; 및
    상기 고정체에 결합되며, 평판 구조로 회전력을 발생하는 평판 구동부 및 상기 평판 구동부와 상기 푸셔 사이를 연결하며 상기 평판 구동부의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔에 전달하는 동력 전달부를 구비한 구동 유닛을 포함하며,
    상기 평판 구동부는
    일면에 원주 방향으로 다수의 압전 소자들이 배치된 평판 스테이터; 및
    상기 평판 스테이터의 일면에 배치되며, 상기 압전 소자들에 의해 발생되는 진동에 의해 스텝 형태로 회전하는 평판 로터; 및
    상기 평판 로터의 중심에 연결되어 상기 평판 로터의 회전력이 전달되는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평판 구동부는 상기 저장부와 병렬 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 평판 구동부는 스텝 형태의 회전력을 발생하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 평판 구동부는 상기 평판 로터를 상기 평판 스테이터 방향으로 가압하도록 상기 회전축에 연결되는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 동력 전달부는 상기 회전축의 일부에 직선 형태로 연결되어 상기 회전축의 회전력을 직선 구동력으로 전환하여 상기 푸셔에 전달하는 동력 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 동력 전환부는 구부림이 가능한 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동 유닛은
    내부에 상기 평판 구동부가 장착된 케이스; 및
    상기 케이스의 안쪽에 형성되어 상기 동력 전환부의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 구동 유닛은
    내부에 상기 평판 구동부가 장착된 케이스; 및
    상기 케이스의 안쪽의 상기 푸셔와 인접한 위치에서 상기 동력 전달부와 접촉하면서 회전하도록 설치되어 상기 동력 전환부의 이동을 가이드하는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 롤러는 상기 동력 전환부와 접촉한 상태에서 회전 구동하도록 상기 평판 구동부로부터의 회전력이 전달되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 회전축은 원주면을 따라 일정한 간격으로 돌기 또는 홈 형태로 형성된 제1 결합 패턴을 포함하고, 상기 동력 전환부는 상기 제1 결합 패턴과 결합되도록 일정한 간격으로 형성된 제2 결합 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 동력 전환부는 사이에 오일로 직선 구동력을 전달하는 실린더 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 평판 구동부는
    상기 평판 스테이터 및 상기 평판 로터가 실장되어 외부로부터의 전기를 상기 압전 소자들에 전달하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 평판 로터의 회전 각도를 정밀하게 제어하는 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고정체의 상기 약물이 토출되는 부위에 설치되어 상기 약물의 토출량을 감지하는 센서; 및
    상기 센서 및 상기 평판 구동부와 연결되며, 상기 약물의 토출량을 피드백하여 상기 평판 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펜형 약물 주입 장치.
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