KR102219034B1 - 기도관 홀더 - Google Patents

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KR102219034B1
KR102219034B1 KR1020177036603A KR20177036603A KR102219034B1 KR 102219034 B1 KR102219034 B1 KR 102219034B1 KR 1020177036603 A KR1020177036603 A KR 1020177036603A KR 20177036603 A KR20177036603 A KR 20177036603A KR 102219034 B1 KR102219034 B1 KR 102219034B1
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screw
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tube holder
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마티아스 몰덴
크루이트 로버트 프로보
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라엘덜 메디칼 에이에스
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Abstract

기도관 홀더는, 페이스 플레이트를 관통하는 개구의 일 면과 정렬하는 v자형 튜브 수용면을 갖는 페이스 플레이트, 및 개구의 제2 면 근처에 배치되는 홀딩 블록을 포함한다. 홀딩 블록은 나비 나사 및 맞물림 암을 수용하는데, 후자는 튜브 수용면과 직접적으로 대향하는 클램핑 헤드를 포함한다. 나비 나사는, 나비 나사를 슬라이딩시키는 것(총량적 조정) 또는 나비 나사를 회전시키는 것(미세 조정) 중 어느 하나에 의해, 클램핑 헤드를 튜브 수용 표면을 향해 이동시켜 그들 사이에 기도관을 고정하도록 적응된다. 나비 나사/클램핑 헤드는 퀵 릴리스 메커니즘을 작동시키는 것에 의해 풀릴 수 있다.

Description

기도관 홀더{AIRWAY-TUBE HOLDER}
본 발명은 기도관(airway tube)을 안정화시키기 위한 장치에 관한 것이다.
기관내 튜브(endotracheal tube)와 후두 튜브(laryngeal tube)는 산소와 이산화탄소의 교환을 위해 환자의 기도를 확립하고 유지한다. 이들 튜브는 일반적으로 전신 마취(general anesthesia) 및 소생술(resuscitation) 동안 환자의 폐를 기계적으로 환기시키기 위해 사용된다. 그들은 또한 중환자 치료 및 응급 처치 환경에서 사용된다.
일단 삽입되면, 치료 동안 튜브가 환자의 목구멍 안에서 움직이는 것을 방지하도록 기도관은 고정되어야만 한다. 이 목적을 위해 다양한 디바이스가 제안되었다. 최근에 제안된 디바이스의 대부분은, 기도관을 수용하고 고정하기 위한 특별한 적응 구조(adaptation)를 갖는 페이스 플레이트(face plate)를 포함한다. 이들 디바이스 중 일부에서, 페이스 플레이트는, 페이스 플레이트를 통과하는 개구와 정렬되는 "v자"또는 "u자" 형상의 튜브 수용면(tube-receiving surface)을 포함한다.
사용시, 기도관을 환자에게 삽입한 후, 간병인은 환자의 얼굴 위로 페이스 플레이트를 위치시킨다. 환자의 구강을 빠져나온 기도관의 일부분은 페이스 플레이트의 튜브 수용면 근처에 배치된다. 그 다음, 간병인은 클램핑 헤드를 기도관을 향해 그들이 맞물릴 때까지 전진시킨다. 기도관은, 클램핑 헤드와 튜브 수용면 사이에 끼여 고정된다.
클램핑 헤드는, 클램핑 헤드를 적절한 위치로 이동시키기 위해 간병인이 조작하는 작동 디바이스를 사용하여 전진된다. 작동 디바이스의 가장 일반적인 구현은, 나비 나사(thumb screw) 또는 래칫(ratchet) 조립체이다. 나비 나사를 통합하는 기도관 홀더의 몇몇 예는, 미국 특허 제5,402,776호; 제5,513,633호; 제6,067,985호; 및 제8,360,063호에서 개시되어 있다. 래칫 조립체를 사용하는 기도관 홀더의 몇몇 예는, 미국 특허 제6,010,484호; 제6,634,359호 및 PCT 공개공보 WO2014/062012호에서 개시되어 있다.
이들 및 다른 종래 기술의 기도관 홀더는, 기도관을 움직이지 않게 하고 안정화시키는 데 효과적이라는 것이 증명되었다. 그러나 그들은 사용하기에, 다양한 정도로, 일정하게 성가시다. 결과적으로, 그 기술은 인간 공학 및 기도관 홀더 설계의 다른 양태에서의 향상으로부터 이익을 볼 수 있을 것이다.
본 발명은 종래 기술의 단점 중 일부를 극복하는 기도관 홀더를 제공한다.
본 발명가는 종래의 기도관 홀더의 단점을 확인하기 위해 그들을 연구하였다. 본 발명가는, 대부분의 종래 기술의 기도관 홀더의 작동 디바이스(예를 들면, 나비 나사, 래칫 메커니즘, 등등)가, 기도관을 신속하게 고정시키거나 환자로부터 그것을 신속하게 빼내는 간병인의 능력을 방해한다는 것을 알게 되었다.
특히, 클램핑 헤드가 기도관에 접촉할 때까지, 또는 기도관으로부터 후퇴할(retract) 때까지 나비 나사를 다수 회 돌려야 하는 것은 시간이 걸린다. 더구나, 몇몇 기도관 홀더에서는, 나사 또는 래치팅(ratcheting) 메커니즘은, 그것이 기도관을 향하는 길의 적어도 일부를 진행할 때까지, 페이스 마스크에 느슨하게 커플링된다. 이러한 경우, 작동 디바이스를 전진시키는 과정을 시작하는 것이 어려울 수 있고, 따라서 두 손이 필요로 되고 시간을 잃게 된다. 의료 응급 상황에서, 이러한 지연은 종종 단순한 불편함 이상이다; 오히려 이러한 지연은 생명을 위협할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 기도관 홀더는, 다른 것들 중에서도, 다음의 것을 가지고 상기 언급된 문제를 해결한다:
● 향상된 인간 공학;
● 단순히 푸시하는 것에 의해 전진할 수 있는 나비 나사;
● 퀵 릴리스 피쳐(quick-release feature)를 통해 풀릴(released) 수 있는 나비 나사.
예시적인 실시형태에 따르면, 기도관 홀더는, 페이스 플레이트를 통과하는 개구의 일 면(one side)과 정렬하는, 노치 형태의 v자형 튜브 수용면을 갖는 페이스 플레이트를 포함한다. 페이스 플레이트는 홀딩 블록(holding block)을 포함하는데, 홀딩 블록은 개구의 제2 면 근처에 배치된다. 홀딩 블록은 나비 나사 및 맞물림 암(engagement arm)을 수용한다. 맞물림 암은 튜브 수용면에 직접적으로 대향하는 클램핑 헤드를 포함한다. 맞물림 암에 동작 가능하게 커플링되는 나비 나사는 클램핑 헤드를 튜브 수용면 쪽으로 이동시키도록 적응된다. 따라서, 클램핑 헤드 및 튜브 수용면은, 기도관을 고정시키기 위한 클램프 또는 조절 가능한 어퍼쳐를 집합적으로 형성한다.
나비 나사는 일반적으로 하나 이상의 상보적 암나사 나사산(female screw thread)에 맞물린다. 그러나, 나비 나사에 대한 암나사 나사산(들)의 배열로 인해, 그리고 나비 나사의 나사산 프로파일의 결과로서, 나비 나사는 용이하게 제 위치로 슬라이딩될(slid) 수 있다. 이것은, 나비 나사로부터 암나사 나사산을 적극적으로 분리하는 단계를 취할 필요 없이 발생한다. 일단 맞물림 암의 클램핑 헤드가 기도관의 측벽과 접하는 또는 거의 접하는 관계에 있게 되면, 나비 나사는 손에 의해 회전되고(즉, 나사 결합되고(threaded)) 그에 의해 관의 측벽에 대해 제공되는 압력의 양을 미세하게 조정할 수 있다.
기도관을 회수할 때, 기도관 홀더의 퀵 릴리스 메커니즘이 작동될 수 있다. 이 메커니즘은, 나비 나사로부터 암나사 나사산(들)을 확고하게 분리하고, 그 결과, 나비 나사 및 맞물림 암은 기도관으로부터 신속하게 후퇴될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 페이스 플레이트, 나비 나사, 맞물림 암, 및 퀵 릴리스 메커니즘은, 임의의 다른 것들 중에서도, 다음의 피쳐 또는 특징 중 하나 이상을 제공하도록 구조적으로 구현된다:
● 클램핑 압력의 대략적인 그리고 미세한 조정을 제공하는 것;
● 클램핑 헤드를 제 위치 안으로 또는 제 위치에서 나오게 슬라이딩하는(slide) 것 및/또는 나사 결합하는(thread) 것;
● 퀵 릴리스 메커니즘에 대한 손상을 방지하기 위한 기계적 정지부(mechanical stop);
● 퀵 릴리스 메커니즘의 우연한 작동을 방지하기 위한 표면;
● 기도관으로부터의 분리시, 나비 나사의 원활한 움직임을 용이하게 하는 것;
● 기도관과의 접촉을 향상시키는 것;
● 나비 나사가 기도관에 대해 조여질 때 나비 나사와 암나사산(female thread) 사이의 나사산 그립(thread grip)을 증가시키는 것;
● 맞물림 암을 안정화시키기 위한 적응 구조;
● 맞물림 암의 활주 모션(gliding motion)을 용이하게 하는 것; 및
● 나비 나사를 푸시할 때 향상된 인간 공학을 위한 주사기 그립(syringe grip).
도 1a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 기도관 홀더의 정면도이다.
도 1b는 도 1의 기도관 홀더의 사시도를 묘사한다.
도 2는 도 1의 기도관 홀더의 "분해된" 사시도를 묘사한다.
도 3은 도 1의 기도관 홀더의 환자 대향 표면의 사시도를 묘사한다.
도 4는 도 1의 기도관 홀더의 나비 나사의 실시형태를 묘사한다.
도 5는 도 1의 기도관 홀더의 맞물림 암의 실시형태를 묘사한다.
도 6a는 도 1의 기도관 홀더의 홀딩 블록의 사시도를 묘사한다.
도 6b는 도 6a의 홀딩 블록의 상부 사시도(top perspective view)를 묘사한다.
도 7은 도 4의 나비 나사 및 도 6의 홀딩 블록에 커플링되는 도 5의 맞물림 암을 묘사한다.
도 8a 및 도 8b는 시력도(force diagram)를 묘사한다.
그림 8c는 나비 나사 나사산의 후행(trailing) 및 선행(leading) 표면에 대한 세부 정보를 묘사한다.
도 9a는 도 1의 기도관 홀더의 제2 대안적인 실시형태의 사시도를 묘사한다.
도 9b는 도 9a의 기도관 홀더의 일부의 분해도를 묘사한다.
도 10a는 도 9a의 기도관 홀더의 홀딩 블록의 상부 사시도를 묘사한다.
도 10b는 도 9a의 기도관 홀더의 홀딩 블록의 하부 사시도(bottom perspective view)를 묘사한다.
도 11a는 도 1의 기도관 홀더의 제1 대안적인 실시형태의 정면도를 묘사한다.
도 11b는 도 11a의 기도관 홀더의 홀딩 블록의 상부 사시도를 묘사한다.
도 11c는 도 11a의 기도관 홀더의 홀딩 블록의 하부 사시도를 묘사한다.
첨부의 도면에 묘사되는 물품의 "좌"측 또는 "우"측에 대한 언급은, 뷰어가 아닌 물품의 "관점"으로부터 있는 것으로 이해되어야 한다. 도면과 연계하여 "위(up)", "위(above)", "아래(down)" 또는 "아래(below)"에 대한 언급은, 달리 명시되지 않는 한, 도면을 볼 때의 이들 방향의 뷰어의 인식을 가리킨다.
기도관 홀더의 개요.
이제, 도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 3을 참조하면, 예시적인 실시형태에서, 기도관 홀더(100)는, 페이스 플레이트(102), 나비 나사(130), 맞물림 암(142), 및 패딩(160)을 포함한다.
페이스 플레이트(102)는, 코 아래의 그리고 턱 위의 환자의 구강에 적합하도록 치수가 정해지고 구성된다. 페이스 플레이트(102)는 아치형 형태를 갖는데, 여기서 페이스 플레이트의 환자 대향면(이하, "내부 표면(inner surface)")은 얼굴의 상기 언급된 영역에서 환자의 얼굴의 윤곽에 맞도록 굴곡된다. 상기의 설명은, 본 개시 및 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "페이스 플레이트"의 최소 정의로서 기능한다. 즉, 최소한에서, 페이스 플레이트는 상기 언급된 구성을 나타내야만 한다.
예시적인 실시형태에서, 페이스 플레이트는 상부 주연부(upper perimeter; 104) 및(부분적인) 하부 주연부(lower perimeter; 106)에 의해 정의되는 대략적인 직사각형을 갖는다. 환자의 얼굴에 대한 적합은 또한, 예시적인 실시형태에서, 경량이고, 가요성이며, 쉽게 변형 가능한 재료로부터 페이스 플레이트(102)를 형성하는 것에 의해 촉진된다. 적절한 재료는, 폴리프로필렌과 같은 몇몇 열가소성 재료뿐만 아니라, 기술 분야의 숙련된 자에게 공지된 다른 것을 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 페이스 플레이트(102)는 형태에서 단일체이지만(즉, 단일 조각의 제조품)이지만, 그러나 다양한 표면 구조적 피쳐를 포함한다. 예를 들면, 페이스 플레이트(102)는, 페이스 플레이트의 외향면(outward-facing side)(이하, "외부 표면")에 직교하는, 외측으로 연장하는 벽 또는 플랜지(110)를 포함한다. 비록 예시적인 실시형태에서 필수적으로 연속적인 형태이지만, 벽의 상이한 부분은 페이스 플레이트(102) 상의 상이한 구조체와 관련된다. 예를 들면, 벽(110)의 우측 부분은 홀딩 블록(112)의 일부이고 벽(110)의 좌측 부분은 튜브 수용면(114)을 정의한다. 페이스 플레이트(102)가 단일체인 예시적인 실시형태에서, 그 안에/상에 형성되는 모든 구조체는 동일한 재료(예를 들면, 가요성 열가소성 재료, 등등)를 포함한다. 몇몇 다른 실시형태에서, 페이스 플레이트(102)는 단일체 형태가 아니다; 즉, 페이스 플레이트(102)의 다양한 구조적 피쳐 중 하나 이상이, 적절한 결합 기술, 등등에 의해 페이스 플레이트(102)에 통합/부착될 수 있다. 페이스 플레이트(102)에/페이스 플레이트(102) 상에 형성되는 다양한 구조체는 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
페이스 플레이트(102)의 현저한 피쳐는, 대략 직사각형 형태를 가지며 페이스 플레이트(102)의 중앙 부분을 차지하는 채널(122)이다. 채널은 페이스 플레이트의 하부 주연부(106)로부터 상부 주연부(104)를 향하는 길의 약 2/3 위로 연장한다. 채널(122)은: 좌측 하부 주연부(106)로부터 상방으로 연장하는 수직 에지(124), 수직 에지(124) 위의 튜브 수용면(114), 수평 상부 에지(126)(이것은 벽/플랜지(110)의 중앙부임), 홀딩 블록(112)의 최좌측 에지, 및 홀딩 블록 아래에 배치되며 하부 주연부(106)에서 종단하는 수직 에지(128)에 의해 정의된다. 비록, 앞서 나타낸 바와 같이, 페이스 플레이트(102)가 가요성인 것이 바람직하지만, 몇몇 실시형태에서는, 채널(122) 바로 위의 페이스 플레이트(102)의 일부분의 내부 표면 상에 보강용 리브가 배치된다(예를 들면, 도 11c: 보강 리브(1192) 참조). 채널(122)이 페이스 플레이트(102)의 큰 부분을 효과적으로 제거하기 때문에, 리브는 페이스 플레이트에 추가적인 구조적 보강을 제공한다.
예시적인 실시형태에서 v자형 형태를 갖는 튜브 수용면(114)은, 수직 에지(124)의 좌측을 향해 채널(122)을 연장시킨다. 홀딩 블록(112)은 튜브 수용면(114)으로부터 채널(122)을 직접적으로 가로 질러 배치된다. 예시적인 실시형태에서, 홀딩 블록은 나비 나사(130) 및 맞물림 암(142)을 수용하는데, 후자는 클램핑 헤드(144)를 포함한다. 본 명세서에서 나중에 논의되는 바와 같이, 맞물림 암 및 나비 나사는, 나비 나사가 2 자유도의 모션(회전 및 선형)을 가 지지만 맞물림 암은 단지 1 자유도의 모션(선형)만을 갖는 방식으로 서로 커플링된다. 나비 나사는, 기도관을 고정시키도록 또는 기도관을 클램핑 헤드와 분리하도록 클램핑 헤드의 위치를 조정하기 위해 사용된다.
그들의 상대적인 위치에 의해, 나비 나사(130), 맞물림 암(142), 및 튜브 수용면(114)은 집합적으로 클램프를 정의한다. 그리고 클램핑 헤드(144) 및 튜브 수용면(114)은, 내부에 위치되는 기도관을 고정할 수 있는 클램프의 조정 가능한 어퍼쳐(158)를 집합적으로 정의한다.
설명의 편의상, 디바이스의 사용시에, 기도관(도시되지 않음)이 환자의 입과 목구멍에 먼저 배치된다. 그 다음, 기도관(100)이 튜브 수용면(114)에 가깝게 채널(122) 내에 설치된 상태에서, 코 아래의 그리고 턱 위의 환자의 얼굴 상에 배치된다. 예시적인 실시형태에서 "코(nose)"의 엠보스 가공된 이미지인 정렬 피쳐(120)가, 적절한 페이스 플레이트 대 얼굴 정렬을 용이하게 한다. 특히, 페이스 플레이트는, 정렬 피쳐(120)가 환자의 코와 정렬하도록 배치된다. 본 발명가는, 언어 이해 문제를 방지하고 기도관 홀더(100)에 대한 간병인의 친숙도 부족과 관련되는 임의의 문제를 최소화하기 위해, 언어(즉, "코") 또는 비도면의 정렬 기준과는 대조적으로, 코의 이미지를 사용하는 것을 선호한다.
슬롯(116)에 부착되는 조정 가능한 스트랩(도시되지 않음)은 기도관 홀더(100)를 환자의 목 주위에 고정시킨다. 본 명세서에서 나중에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 간병인은, 클램핑 헤드(144)가 기도관의 측벽에 접할 때까지 나비 나사(130) 및 맞물림 암(142)을 기도관을 향해 전진시키고, 그에 의해 기도관을 고정시킨다. 액세스 통로(118)는, 환자의 입으로부터 연장하는 다른 관, 등등에 간병인이 접근하는 것을 가능하게 한다.
조정 가능한 스트랩을 수용하기 위한 슬롯(116)은, 페이스 플레이트(102)의 최 좌측 및 우측에 위치되는 플랜지 형상 영역(108)에 배치된다. 플랜지 모양의 영역은, 페이스 플레이트의 본체의 아치형 형태로부터 벗어난다. 즉, 페이스 플레이트(102)의 메인 부분의 내향 굴곡 프로파일을 따르기 보다는, 플랜지(108)는, 나비 나사(130) 및 맞물림 암(142)에 실질적으로 평행한 평면에 그들이 있도록, "바깥쪽으로"(전방으로) 굴곡한다. 플랜지(108) 내에서, 슬롯(116)은, 각각의 슬롯의 하부 부분이 비스듬하게 그 상부 부분의 안쪽에 있도록 경사진다. 본 발명가는, 스트랩 홀딩 슬롯이 종래 기술에서와 같이 수직으로(즉, 수직으로 위아래로) 배향되면, 스트랩은 종종 미끄러져(그것이 귀 위에 배치되지 않는다는 것을 가정함), 그 초기 위치로부터 환자의 더 아래 쪽의 목을 향해 하방으로 슬라이딩한다는 것을 관찰하였다. 이것은, 스트랩이 느슨해지게 하고 그 결과 페이스 플레이트가 느슨해질 것이다. 비록 페이스 플레이트와 연계하여 사용되는 어떠한 클램핑 메커니즘에 의해서도 기도관이 고정될 것이지만, 튜브는 환자에 대해 자유롭게 움직일 것인데, 이것은 허용될 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 그리고 종래 기술과는 달리, 슬롯(116)은 상기에서 설명되는 바와 같이 기울어져 있다. 이것은 초기에 목 주위의 낮은 위치에서 스트랩을 위치시키는 것을 용이하게 하여, 미끄러질 가능성을 상당히 감소시킨다.
패딩(160)은 페이스 플레이트(102)의 내부 표면 상에 배치되어 환자에게 편안함을 제공한다. 패딩은 일반적으로 발포 고무(foam)이다. 패딩은, 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 제8,360,063호에서 개시되는 바와 같이, 페이스 플레이트(102)에 일체화되며 페이스 플레이트(102)의 내부 표면으로부터 연장하는 리벳(예를 들면, 도 11c: 리벳(1194) 참조)을 통해 페이스 플레이트(102)에 부착될 수 있다. 기술 분야의 숙련된 자가 떠올릴 수 있는 바와 같이, 패딩을 페이스 플레이트의 내부 표면에 부착하기 위한 다른 방법이 적절하게 사용될 수 있다.
기도관 홀더(100)는 또한 도 3에서 가장 잘 보이는 바이트 블록(bite block; 362)을 포함한다. 페이스 플레이트(102)의 내부 표면으로부터 연장하는 바이트 블록은 본질적으로 튜브 수용면(114)의 연장부이며, 튜브 수용면(114)과 동일한 형태를 갖는다. 바이트 블록(362)은 두 개의 이격된 벽(364, 366)을 갖는다. 이러한 배열은, 바이트 블록(362)에 대해 장착되는 기도관에 영향을 주지 않으면서 환자의 치아에 의해 파지되는 것을 가능하게 하기에 충분한 가요성을 바이트 블록(362)에게 부여한다.
도 4는 나비 나사(130)를 묘사한다. 나비 나사는 헤드(436), 나사산(432), 및 커플러(440)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 나사산(432)은 종래의 나사와 달리 비대칭 프로파일을 갖는다.
본 개시 및 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "비대칭"은, 나사의 나사산을 설명하기 위해 사용되는 경우, 나사산의 한 쪽의 경사각이 동일 나사산의 다른 쪽의 경사각과 상이하다는 것을 의미한다. 본 개시 및 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "선행 면(leading side)"은, 나사산 방향을 참조하는 경우, 나비 나사(130)가 튜브 수용면(114)을 향해 전진할 때 "선행"하는 나사산의 면(side)을 가리킨다. 용어 "후행 면(trailing side)"은, 나사산 방향을 참조하는 경우, 나비 나사(130)가 튜브 수용면(114)을 향해 전진할 때 "후행하는" 나사산의 면을 가리킨다. 이들 용어는, 나사가 역방향으로 전진하는 경우에도 이 의미를 유지한다. 즉, 나사가 튜브 수용면(114)으로부터 멀어지게 이동되는 경우 나사산의 "후행 면"이 선행하더라도, 그것은 "후행 면"의 표시를 유지한다.
예시적인 실시형태에서, 헤드(436)는 널링 처리되어 있다(knurled). 헤드는, 고리 모양을 가지며 맞물림 암(142)의 스템(550)(도 5 참조)의 단부(556)를 수용하는 유지 그루브(retaining groove; 438)를 포함한다. 나사산(432)과 동축인 커플러(440)는 나비 나사(130)의 전방 표면(forward surface; 434)으로부터 연장한다. 예시적인 실시형태에서, 커플러(440)는, 자신의 자유 단부가 확대된 두 개의 이격된 부재로서 구현된다. 확대는, 적절한 사이즈의 개구를 통과하도록 힘이 가해질 때 캐치로서 기능하는 어깨부를 각각의 부재 상에 생성한다.
기술 분야의 숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이, (기도관 홀더(100)에 대해) 스템(550)의 단부를 수용하는 그루브 형상의 그루브(438)를 포함하는 한, 상이한 스타일의 헤드(예를 들면, 스페이드, 윙, 등등)가 나비 나사(130)와 연계하여 사용될 수 있다. 나비 나사는, 낮은 응력 내지 중간 응력의 컴포넌트에서 사용하기에 충분히 견고한, 경량이고 상대적으로 저렴한 재료로 만들어진다. 적절한 재료는, 기술 분야의 숙련된 자에게 공지되어 있는 다른 재료들 중에서도, 다양한 나일론과 같은 몇몇 열가소성 재료를 포함한다.
도 6, 도 7, 및 도 8과 연계하여 후술하는 바와 같이, 자신의 비대칭 나사산에 의해 용이하게 되는(그러나 필수는 아님) 바와 같이, 나비 나사(130)는 한 방향을 따라 슬라이딩할 수 있고 다른 방향으로 잠긴다.
도 5는 맞물림 암(142)을 묘사한다. 맞물림 암은 스템(550) 및 그 일 단부에 배치되는 클램핑 헤드(144)를 포함한다. 스템의 상부 표면(upper surface)(552)은 볼록한 프로파일을 가지며, 하부 표면(lower surface)(554)은 오목한 프로파일을 갖는다. 이것은, 나비 나사(130)의 헤드 내의 유지 그루브(438)(예를 들면, 도 1b 참조)에 스템(552)의 단부(556)를 커플링시키는 것을 용이하게 한다. 클램핑 헤드(144)의 표면(547)은 기도관의 측벽과의 맞물림을 용이하게 하도록 굴곡되어 있다. 예시적인 실시형태에서, 리브(548)가 표면(547) 상에 배치된다. 표면(547)과 같은 상대적으로 더 큰 평면의 표면과 비교하여, 예시적인 실시형태에서 표면(547)의 곡면과 매칭하는 아치형 형상을 갖는 리브(548)는, 기도관의 측벽과의 확실한 접촉을 보장하고 더 많은 압력이 기도관에 인가되는 것을 가능하게 한다. 클램핑 헤드(144) 내의 개구(546)는 나비 나사(130)의 커플러(440)를 수용하여, 두 부분을 찰깍하여 서로 맞물리게 한다. 몇몇 실시형태에서, 맞물림 암의 모든 피쳐는 나비 나사(130)와 동일한 재료로 제조된다.
홀딩 블록.
도 6a, 도 6b, 및 도 7은 홀딩 블록(112)의 세부 사항 및 나비 나사(130)와 맞물림 암(142)이 그와 함께 작용하는 방식을 제공한다. 도 6a, 도 6b, 및 도 7과 연계하여, 용어 "위", "더 높은" 또는 "~의 바깥 쪽으로(outwardly)"라는 용어는, "페이스 플레이트(102)의 표면으로부터 더 먼"을 의미한다. 반대로, 용어 "아래", "더 낮은" 또는 "~의 안쪽으로"라는 용어는 "페이스 플레이트(102)의 표면에 더 가까운"을 의미한다.
이제 도 6a를 참조하면, 예시적인 실시형태에서, 홀딩 블록(112)은 벽(610A, 610B, 610C 및 610D)(통칭하여 "벽(610)")에 의해 정의되는 바와 같은 대략 정사각형의 주연부를 갖는다. 이들 벽은 벽/플랜지(110)의 특정한 세그먼트이다. 벽(610A 및 610C) 각각은 상승된 가드부(670)를 갖는다. 이들 가드부는, 플레이트 부재(690)와 부주의한 접촉의 가능성을 감소시키는 데, 그 의미는 이하에서 더 논의된다.
벽(610B 및 610D) 각각은 개구(672)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 이들 개구는 원형이고 나비 나사(130)를 수용하도록 치수가 정해진다. 그루브(676)는 내부의 개구(672) 위의 벽(610B 및 610D)에 배치된다. 각각의 그루브(676)는 바닥면(678)과 측벽(680A, 680B)에 의해 정의된다. 그루브(676)는 맞물림 암(142)의 스템(550)을 수용하도록 치수가 정해지고 배열된다. 결과적으로, 각각의 그루브의 대향하는 측벽(680A, 680B) 사이의 분리는 스템(550)의 폭보다 약간 더 크다. 또한, 스템(550)의 하부 표면(554)이 오목한 형상을 가지기 때문에, 각각의 그루브의 바닥면(678)은 상보적인 볼록한 형태를 갖는다. 이것은, 그루브(676) 내에서의 맞물림 암(142)의 스템(550)의 원활한 활주 움직임을 용이하게 한다.
이제 도 6b를 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 두 개의 이격된 암(684)이 벽(610B)의 베이스(즉, 페이스 플레이트(102)의 표면에 상대적으로 더 가까움)에 인접하여 벽(610B)에 매달려 있다. 암(684)은 외측으로 기울어지고, 벽(610B)과의 교차점에서 주로 구부러질 수 있다. 부분적인 암나사산(686)이 이격된 암(684) 사이의 갭에 걸친다.
예시적인 실시형태에서, 부분적인 암나사산(686)은 세 개의 부분적인 나사산을 포함하는데, 필요시, 그들이 맞물리는, 바람직하게는 비대칭인 나비 나사 나사산(432)과 연계하여 충분한 나사산 그립을 제공한다. 몇몇 다른 실시형태에서, 암나사산(686)은 하나 또는 두 개의 부분적인 나사산을 포함하고, 또 다른 몇몇 실시형태에서는, 세 개보다 많은 부분적인 나사산이 사용된다. 단일의 나사산과는 대조적으로 여러 개의 나사산을 사용하는 것은, 나비 나사(130)에 의해 가해지는 힘을 분산시켜, 내구성이 덜한 플라스틱이 암나사산에 대해 사용되는 것을 허용한다.
서술자 "부분적인(partial)"이 나타내는 바와 같이, 암나사산(686)은, 그들이 360도 원호에 대해 연장하지 않는다는 의미에서, "완전한" 나사산이 아니다. 본 명세서 및 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "부분적인"은, 수나사 나사산 또는 암나사 나사산을 참조하기 위해 사용될 때, 360도의 호보다 작게 연장하는 나사산의 세그먼트를 의미한다. 다시 말하면, 용어 "부분적인"은, 나사산의 수를 가리키는 것이 아니라, 대신, 나사산의 원주 범위를 가리킨다. 부분적인 암나사산(686)의 사용의 중요성은, 본 개시에서 나중에 더 상세히 논의된다.
각각의 암(684)의 자유 단부에서, 암(688)은 외측으로 연장하여, 벽(610D)의 상부 표면(682) 위로 상승한다. 플레이트 부재(690)가 암(688)의 상부에 배치된다. 암(688)과 플레이트 부재(690) 아래 사이에 개구(696)가 형성된다. 이 개구는, 개구(672)와 연계하여, 홀딩 블록(112)을 통한 나비 나사(130)의 통과를 허용한다.
벽(610D)의 상부 표면(682)과 플레이트 부재(690)의 하부 표면 사이에 갭(698)(도 6a)이 정의된다. 하기에서 더 논의되는 바와 같이, 암(684), 암(688), 및 플레이트 부재(690)는, 나비 나사(130)의 나사산(432)을 부분적인 암나사산(686)으로부터 분리하기 위한 퀵 릴리스 메커니즘(694)으로서 집합적으로 기능한다. 예시적인 실시형태에서 플레이트 부재(690)의 상부 표면 상에 엠보스 가공되는 아이콘(692)은, 열린 "자물쇠"의 도해적 표현이다. 이것은, 가압 플레이트 부재(690)가 퀵 릴리스 메커니즘을 작동시킬 것이다는 것을 유저에게 나타내도록 의도된다.
이제, 도 4, 도 5, 도 6a, 도 6b 및 도 7을 참조하면, 기도관 홀더(100)를 조립하기 위해, 나비 나사(130)가 벽(610B)의 개구(672)를 통해, 퀵 릴리스 메커니즘(694)의 개구(696)를 통해, 그리고 벽(610D)의 개구(672)를 통해 삽입된다. 맞물림 암(142)의 스템(550)의 단부(556)는, 벽(610D)의 그루브(676) 내에 배치되고, 벽(610B)의 그루브(676)에 의해 자신이 수용되는 홀딩 블록(112)을 가로질러 전진된다.
스템(550)의 단부(556)는, 나비 나사의 헤드(436) 내의 고리 모양의 유지 그루브(438)에 의해 수용될 때까지 전진된다. 동시에, 맞물림 암의 클램프 헤드(144) 내의 개구(546)는 (나비 나사(130)의) 커플러(440)를 수용하여 맞물림 암(142)을 나비 나사(130)에 고정적으로 커플링한다. 상기에서 설명되는 제조 프로세스는 역전될 수 있다; 즉, 맞물림 암(142)은 나비 나사(130) 전에 홀딩 블록(112) 안으로 삽입될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
나비 나사와 부분적인 암나사산의 맞물림.
앞서 설명된 바와 같이, 예시적인 실시형태에서, 나비 나사(130)의 나사산(432)은 비대칭 프로파일을 가지며, 부분적인 암나사산(686)은 상보적인(반대의) 비대칭 나사산 프로파일을 갖는다. 지시된 방향성의 비대칭 프로파일(즉, 나사산의 선행 면이 폭이 좁은 것으로부터 더 넓은 것으로 테이퍼 형상으로 됨(tapered))을 가지는 것은, 나비 나사(130)를 부분적인 암나사산(686)로부터 저항이 거의 없이 튜브 수용면(114)을 향해 푸시하는 것을 용이하게 한다. 일단 기도관의 측벽과 접하는 또는 거의 접하는 관계에 있게 되면, 유저는 나비 나사(130)를 푸시하는 대신 돌릴 수 있고(즉, 나사 결합할 수 있고), 그에 의해 기도관에 인가되는 클램핑 력을 미세 조정할 수 있다.
나비 나사(130)의 나사산(432)의 비대칭성은, 나비 나사의 이중 기능성(즉, 슬라이딩 움직임 및 나사 결합 움직임이 가능함)을 용이하게 하고, 그 점에서 그 성능을 향상시킨다. 그러나, 몇몇 다른 실시형태에서, 나비 나사 나사산(432)은 대칭적이고, 부분적인 암나사산이 지지되는 방식의 결과로서 부분적인 암나사산(686)(이것은 나비 나사 나사산이 대칭적인 실시형태에서는 대칭적임) 위로 슬라이딩될 수 있다.
예시적인 실시형태의 특히 바람직한 특징은, 일단 나비 나사(130)가 저항을 만나면, 예컨대 맞물림 디바이스(142)의 클램핑 헤드(144)가 기도관의 측벽을 가압하는 경우, 나비 나사가 점진적으로 조여짐에 따라 나사산 그립은 증가한다는 것이다.
이것은, 예시적인 실시형태에서, 암(684)(이것은 부분적인 암나사산(686)을 지지함)이 지지되는 지점과 수나사산과 암나사산 사이의 맞물림의 지점 사이의 "수직" 오프셋 및 "수평"오프셋의 결과이다. 이 현상은, 두 개의 디바이스에 대한 시력도를 묘사하는 도 8a 및 도 8b와 연계하여 하기에서 추가로 논의된다. 이들 도면에서 묘사되는 분석의 경우, 암(884A 및 884B)은 강성이다는 것 및 모든 굴곡은 탄성적 "힌지" 지점(802)에서 일어난다는 것이 가정되는데, 탄성 힌지 지점(802)에서 암을 굴곡시키는 것은 복원 토크로 나타난다.
도 8a는, 나사 나사산(832) 및 부분적인 암나사산(886)이 서로 맞물리는 지점과 탄성 힌지 지점(802A) 사이에 하찮지 않은(non-trivial) "수평" 오프셋(Oh)이 존재하는, 그러나 본질적으로 어떠한 "수직" 오프셋(Ov)도 존재하지 않는 배열을 묘사한다.
도 8a에서 묘사되는 배열은, 탄성 힌지 지점(802A)에서 암(884A)을 지지하는 벽(810B)을 포함한다. 암은 부분적인 암나사산(886)을 지지한다. 이 실시형태에서 비대칭인 나사산(832)을 갖는 나사는, 벽(810B)의 개구를 통과하여 암나사산(886)과 맞물린다. 나사는 기도관(804)에 접한다.
나사에 의해 암(884A)에 인가되는 힘은 F이고, 암(884A)으로부터의 반력(counterforce)은 F'이다. 힘 F와 반력 F' 둘 다는 수평이다; 즉, 이들 힘은 서로에 대해 "제로의 각도"를 갖는데, 수나사산 및 암나사산이 서로 맞물리는 지점과 탄성 힌지 지점(802A) 사이에 수직 오프셋(Ov)이 없기 때문이다. (비록 도 8a가 작은 수직 오프셋(Ov)을 실제로 도시하고 있지만, 간략화를 위해, 아래에서 제시되는 힘 분석은 수직 오프셋이 없다는 것을 가정한다.) 이와 같이, 암(884A)으로부터 나사 나사산(832)으로의 수직 힘(이것은 암(884A)에 제공되는 상방 프리텐션(pretension)의 양(amount)의 함수이다)은 일정하다. 결과적으로, 나사산 그립은 암(884A)에서의 충분히 강한 프리텐션에 의존한다.
도 8b는, 수평 오프셋(Ov)에 부가하여, 수나사산과 암나사산이 서로 맞물리는 지점(이하, "나사산 맞물림 지점)과 탄성 힌지 지점(802B) 사이에 하찮지 않은 수직 오프셋(Ov)이 존재하는 배열을 묘사한다.
도 8b에서 묘사되는 배열은 탄성 힌지(802B)에서 암(884B)을 지지하는 벽(810B)을 포함한다. 암은 부분적인 암나사산(886)을 지지한다. 이 실시형태에서 비대칭인 나사산(832)을 갖는 나사는, 벽(810B)의 개구를 통과하여 암나사산(886)과 맞물린다. 나사는 기도관(804)에 접한다.
암의 탄성 힌지 지점(802B)과 나사산 맞물림 지점(887) 사이의 유의미한 수직 오프셋(Ov)을 나타내는, 본 실시형태에서의 힘 분석은, 도 8a에서 묘사되는 제로 오프셋의 것과는 상이하다. 도 8b에서 묘사되는 바와 같이, 비록 나사에 의해 가해지는 힘(F)이 수평이지만, 암(884B)으로부터의 반력(F')은 수평이 아니다; 즉, 탄성 힌지 점(802B)과 나사산 맞물림 지점(887) 사이의 각도(α1)(수직 오프셋(Ov) 및 수평 오프셋(Oh)에 기초함)에 일치하여 반력은 힘에 대해 넌제로의 각도에서 지향된다. 예시/분석의 목적을 위해, 나사산 맞물림 지점(887)은 나사산의 수직 중간 점과 나사산의 수평 중간 점의 교차점인 것으로 간주된다.
반력(F')은 두 개의 스칼라 성분(F'x 및 F'y)으로 분해될 수 있다. 반력의 수직 성분(F'y)(및 수평 성분(F'x))은 힘(F)의 증가에 따라 증가한다. 결과적으로, 나사가 기도관(804)에 대해 조여짐에 따라, 나사산 그립(이것은 수직 반대 힘(counterforce)으로부터 유래함)은 증가한다. 반대로, 기도관(804)에 의해 제공되는 것과 같은 저항이 없는 경우, 수나사산 및 암나사산이 초기에 맞물리더라도, 나사는 부분적인 암나사산 위로 푸시될 수 있다.
부분적인 암나사산을 지지하는 암이 강성이 아니고, 그 결과 굴곡이 (오로지 탄성 힌지 지점(802)에서만이 아니라) 암의 길이에 걸쳐 발생하더라도, 나사산 그립은 상기 분석에 따라 증가할 것이다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에 의해 이해될 것이다.
나사 비대칭/대칭에 관해서는, 예시적인 실시형태에서보다 상대적으로 덜 비대칭인(상대적으로 더 대칭인) 나사산 프로파일에 대한 나비 나사의 반복된 푸싱으로 인해, 수나사산과 암나사산 둘 다는 더 큰 마모를 겪을 것으로 예상된다는 것이 주목할 만하다. 앞서 나타낸 바와 같이, 예시적인 실시형태에서, 튜브 수용면(114)을 향한 나비 나사(130)의 "슬라이딩"을 용이하게 하기 위해, 나사산의 선행 면은 폭이 좁은 것(전방 에지)으로부터 넓은 것(후방 에지)으로 테이퍼 형상으로 된다.
이제, 도 8b에서 묘사되는 배열의 부분도를 묘사하는 도 8c를 참조하면, 나비 나사 나사산(832)의 선행 에지(833)의 경사각(α3)은 약 5 내지 약 50 도의 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 40 도의 범위 내에 있고, 가장 바람직하게는 약 15 내지 30 도의 범위 내에 있다. 주어진 마루(crest) 높이에 대해, 경사각(α3)이 감소함에 따라, 나사산의 길이가 증가한다. 경사각(α3)이 증가함에 따라, 나비 나사가 부분적인 암나사산을 지나 슬라이딩될 때 더 많은 소음이 발생된다.
나비 나사의 나사산(832)의 후행 면(835)의 경사각(α2)은 통상적으로 약 0도 내지 15 도의 범위 내에 있다(즉, 0 도는 도 8c에서 "수직"이다). 나비 나사를 고정하는 능력이 나사산 내의 마찰에 의존하지 않도록, 암(884B)의 각도(α1)(그림 8b)는 경사각(α2)보다 더 커야 한다.
도 8b에서 묘사되는 시나리오의 경우에서 뿐만 아니라 예시적인 실시형태에서, 나사의 수직 움직임은 제한되어야만 한다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에 의해 이해될 것이다. 즉, 나비 나사 나사산(432)의 최외경(나사산의 마루에서 측정됨)과 개구(672) 사이의 클리어런스는, 암나사산을 지지하는 암(즉, 예시적인 실시형태에서의 암(684))의 프리텐션(즉, 상방 바이어스)에 관련되는 양으로 제한되어야만 한다. 몇몇 실시형태에서, 갭은 0.1 밀리미터(mm)로 제한된다. 나사의 움직임에 대한 수직 허용 오차가 나사산 높이 및 암의 프리텐션보다 더 크면, 암은 나사 나사산에 대해 어떠한 그립 장력(grip tension)도 발생시킬 수 없을 것이고, 그 결과 암나사산 위에서 나사의 의도치 않은 슬라이딩이 발생할 가능성이 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 무그립 및 무나사산 장력을 달성하는 유일한 방식은, 퀵 릴리스 메커니즘를 사용하는 것이다.
퀵 릴리스 메커니즘.
맞물림 암(142)/나비 나사(130)에 의해 기도관에 가해지는 압력은 두 가지 방식 중 어느 하나에서 해제될 수 있다. 간병인은 헤드(436)를 반시계 방향으로 돌려 나비 나사(130)를 간단히 "풀" 수 있다. 맞물림 암 및 나비 나사를 푸는 훨씬 더 빠른 방식은 퀵 릴리스 메커니즘(694)을 작동시키는 것이다.
도 6a 및 도 6b를 다시 참조하면, 앞서 언급된 바와 같이, 암(684), 암(688), 및 플레이트 부재(690)는, 나비 나사(130)의 나사산(432)을 부분적인 암나사산(686)으로부터 분리하기 위한 퀵 릴리스 메커니즘(694)으로서 집합적으로 기능한다. 퀵 릴리스 메커니즘은 플레이트 부재(690)를 가압하는 것에 의해 작동된다. 플레이트 부재는, 암(688)을 통해, 부분적인 암나사산(686)을 지지하는 암(684)에 커플링된다. 따라서, 플레이트 부재(690)를 가압하는 것은, 나사산(686)으로 하여금 하향 이동하게 한다. 나비 나사(130)가 개구(672)를 통한 횡방향 움직임으로 구속되기 때문에, 부분적인 암나사산(686)의 하향 움직임은 나비 나사(130)의 나사산(432)로부터 자신을 분리시킨다. 일단 암나사산이 분리되면, 나비 나사(130) 및 맞물림 암(142)은 이전에 고정된 기도관으로부터 멀어지게 슬라이딩될 수 있다.
비대칭 나사산(432)의 방향성의 결과로서, 기도관으로부터 멀어지는 움직임의 경우, 나비 나사는, 나사가 튜브를 향해 이동되고 있을 때, 암나사산 위로 단순히 슬라이딩될 수 없다. 이것은, 나사산이 비대칭의 부분적인 암나사산(686)에 대해 가파른 각도(즉, 약 75 내지 90도의 범위 내의 가파른 각도)를 갖는 에지를 제공할 것이기 때문인데, 이것은, 퀵 릴리스 메커니즘(694)이 작동되지 않는 한, 나비 나사(130)의 움직임을 실질적으로 방해 또는 방지할 것이다.
도 6b에서 가장 잘 나타내어지는 바와 같이, 플레이트 부재(690)의 하향 움직임은, 플레이트 부재의 바닥면과 벽(610D)의 상면(top surface)(682) 사이의 갭(698)에 의해 가능해진다. 따라서, 상면(682)은 암(684)의 과도한 하향 움직임을 방지하기 위한 기계적 "정지부"로서 기능한다. 반복된 과도한 움직임은 암(684)의 고장을 유발할 수 있을 것이다.
퀵 릴리스 피쳐를 간단하고 복잡하지 않은 방식으로 구현하기 위해, 암나사산은 수나사산(432)을 완전히 감쌀 수 없다. 예시적인 실시형태에서 사용하기 위해, 암나사산(686)의 호 길이는 180도 미만, 바람직하게는 약 90도(즉, 원주의 1/4)이어야 한다. 그렇지 않으면, 암나사산이 수나사산으로부터 완전히 분리되지 않을 것이다.
최대 허용 호 길이는, 나사산의 치수뿐만 아니라 암나사산(686)이 수나사산(432)으로부터 멀어지게 이동할 수 있는 거리에 기초한다. 이들 고려 사항에 기초하여, 기술 분야에서 숙련된 자는, 암나사산에 대한 호의 최대 허용 길이를 계산할 수 있을 것이다. 대안적으로, 필수 클리어런스를 제공하는 호의 길이를 결정하기 위해 간단한 실험이 사용될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 암나사산(686)이 수나사산으로부터 멀어지게 이동할 수 있는 거리는, 플레이트 부재(690)의 바닥면과 벽(610D)의 표면(682) 사이의 갭(698)의 사이즈에 의해 제한된다. 그리고, 갭(698)의 사이즈는, 나사산 지지 암(684)이 그들의 굴곡 한계를 초과하는 것에 의해 파손되지 않는 것을 보장하도록 선택된다. 본 기술의 견지에서, 기술 분야의 숙련된 자는, 부분적인 암나사산(686) 및 퀵 릴리스 메커니즘(694)에 대한 설계를 개발할 때 이들 요인의 균형을 어떻게 맞출지를 알 것이다.
나비 나사(130)가 기도관으로부터 멀어지는 부드러운 슬라이딩 움직임을 용이하게 하기 위해, 표면(673)에서 벽(610D) 내의 개구(672)의 주연부의 적어도 일부분은 모따기(chamfer; 674)를 포함한다.
제1 대안적인 실시형태
도 11a 내지 도 11c는 기도관 홀더(1100)를 묘사한다. 기도관 홀더의 이 실시형태는, 홀딩 블록의 설계의 세부 사항에서 기도관 홀더(100)와는 상이하지만, 다른 점에서는 동일하다. 구체적으로, 기도관 홀더(1100)에서, 홀딩 블록(1112)은 부분적인 암나사산(1186)을 지지하는 단일의 암 - 암(1184) - 만을 포함한다. 이전의 실시형태에서와 같이, 두 개의 암(1188)이 플레이트 부재(1190)를 지지하기 위해 사용된다.
이 실시형태에서, 암(1184)은 암 상의 단일의 위치에서 굴곡을 촉진하는 물리적 적응 구조를 포함한다; 즉, 암은 강성 부재로서 거동하고, 물리적 적응 구조는, 도 8a 및 도 8b에서 논의되는 바와 같이, 굴곡시 복원 토크를 가지고 탄성 힌지를 흉내낸다. 예시적인 실시형태에서, 물리적 적응 구조는 암(1184)의 박형화된 영역(1185)이다. 암은, 암을 따르는 임의의 곳보다 박형화된 영역(1185)에서 구부러지기 쉽다. 이 배열은, 강성의 피스가 "힌지"의 라인을 따라 굴곡하는 것을 허용하기 위해 자재가 얇게 되거나 또는 홈이 파이는(cut) "리빙(living)" 힌지와 유사하다. 그러나, 리빙 힌지는 통상적으로 굴곡시 복원 토크를 제공하지는 않는데, 박형화된 영역(1185)을 갖는 암(1184)은 이러한 복원 토크를 제공할 것이다. 본 개시 및 첨부의 청구범위에서 사용하기 위해, 용어 "탄성 리빙 힌지(elastic living hinge)"는, 복원 토크를 제공하는 리빙 힌지를 가리키기 위해 사용된다. 박형화된 영역(1185)은 암(1184)과 벽(1110B)의 접합부 근처에 위치된다. 몇몇 다른 실시형태에서, 벽(1110B) 부근에서 암(1184)의 굴곡을 촉진시키기 위한 힌지의 기능성 흉내내기 위해 다른 배열이 사용된다.
제2 대안적인 실시형태
도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는, 기도관 홀더(100)의 제1 대안적인 실시형태인 기도관 홀더(900)를 묘사한다. 기도관 홀더(900)와 기도관 홀더(100) 사이의 주요 차이점은, 홀딩 블록, 퀵 릴리스 메커니즘, 및 맞물림 암의 설계에 관한 것이다.
이제, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 기도관 홀더(900)는, 페이스 플레이트(902), 나비 나사(930), 및 맞물림 암(942)을 포함한다. 묘사되지 않은 패딩이, 페이스 플레이트(902)의 내부(환자와 대향하는) 표면 상에 배치된다. 페이스 플레이트(902)의 형상은 페이스 플레이트(102)의 것과 유사하다.
페이스 플레이트(102)와 마찬가지로, 페이스 플레이트(902)는, 페이스 플레이트의 외부 표면에 직교하는, 외측으로 연장하는 벽 또는 플랜지(910)를 포함한다. 비록 반드시 연속적인 형태이지만, 벽(910)의 상이한 부분은 페이스 플레이트(902) 상의 상이한 구조와 관련된다. 벽(910)의 우측 부분은 홀딩 블록(912)의 일부를 형성하고 벽(110)의 좌측 부분은 튜브 수용면(914)을 정의한다.
페이스 플레이트(902)의 중심부는, 페이스 플레이트(102)의 채널(122)과 같이 대략적으로 직사각형의 형태를 갖는 채널(922)에 의해 점유된다. v자형 형태를 갖는 튜브 수용면(914)은, 채널(922)의 좌측의 일부를 정의한다. 홀딩 블록(912)은 튜브 수용면(914)으로부터 채널(922)을 직접적으로 가로 질러 배치된다. 홀딩 블록은 나비 나사(930) 및 맞물림 암(942)을 수용하는데, 후자는 클램핑 헤드(944)를 포함한다. 기도관 홀더(100)에서와 같이, 기도관 홀더(900)의 맞물림 암 및 나비 나사는, 나비 나사가 2 자유도의 모션(회전 및 선형)을 가지도록 한편 맞물림 암이 1의 자유도의 모션(선형)만을 가지도록 서로 커플링된다. 클램핑 헤드(944) 및 튜브 수용면(914)은, 내부에 위치되는 기도관을 고정할 수 있는 클램프 또는 조절 가능한 어퍼쳐(958)를 집합적으로 정의한다.
나비 나사(930)는, 헤드(936), 나사산(932)(이것은 나사산(432)과 같이 비대칭 프로파일을 가짐), 및 커플러(940)를 포함한다. 나사산(932)과 동축인 커플러는 나비 나사(930)의 전방 표면으로부터 연장한다.
맞물림 암(942)은 스템(950) 및 그 일 단부에 배치되는 클램핑 헤드(944)를 포함한다. 맞물림 암(142)의 스템과는 달리, 스템(950)의 상부 표면 및 하부 표면은 편평하다. 또한 맞물림 암(142)과는 달리, 맞물림 암(942)은 스템(950)의 단부(956)에 배치되는 커플링 링(957)을 갖는다. 커플링 링은 나비 나사(930)의 나사산(932)을 수용한다. 이것은, 맞물림 암(942)과 나비 나사(930)가 서로 커플링하는 것을 가능하게 한다. 또한, 기도관 홀더(100)에서와 같이, 커플러(940)는 클램핑 헤드(944)의 홀(hole; 946)에 의해 수용되어, 맞물림 암 및 나비 나사를 서로 고정시킨다. 클램핑 헤드(944)의 표면(947)은 기도관의 측벽과의 맞물림을 용이하게 하도록 굴곡된다.
도 10a 및 도 10b는, 홀딩 블록(912) 및 나비 나사(930)와 맞물림 암(942)이 홀딩 블록(912)과 협동하는 방식의 추가적인 세부 사항을 묘사한다.
이제 도 10a를 참조하면, 홀딩 블록(912)은, 벽(1010A, 1010B, 1010C 및 1010D)(통칭하여 "벽(1010)")에 의해 정의되는 바와 같은 대략적으로 정사각형의 주연부를 갖는다. 이들 벽은 벽/플랜지(910)의 특정 세그먼트이다.
벽(1010B) 근처에서, 벽(1010A)은 "상방으로" 굴곡한다. 벽(1010A) 근처에서, 벽(1010B)은 "상방으로" 똑바로 연장한다. 이들 두 벽의 연장된 부분은 만나서 나팔 모양의 영역(flared region)(1011A)을 생성한다. 나팔 모양의 영역(1011B)은, 벽(1010C 및 1010B)의, 비록 "하방" 방향이기는 하지만, 동일한 연장된 구성으로부터 유래한다. 두 나팔 모양의 영역(1011A, 1011B)은, 나비 나사(930)를 튜브 수용 영역(914)을 향해 푸시할 때, 향상된 인간 공학을 위한 "주사기" 그립을 집합적으로 정의한다.
벽(1010B 및 1010D) 각각은 개구(1072)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 이들 개구는 원형이며 나비 나사(930)를 수용한다. 그루브(1076)는 벽(1010B 및 1010D)에서 내부의 개구(1072)의 "안쪽"에 배치된다. 각각의 그루브(1076)는, 표면(1078) 및 측벽(1080A 및 1080B)에 의해 정의된다. 그루브(1076)는 맞물림 암(942)의 스템(950)을 수용하도록 치수가 정해지고 배열된다. 결과적으로, 각각의 그루브의 대향 측벽(1080A 및 1080B) 사이의 분리는 스템(950)의 폭보다 약간 더 크다.
두 개의 이격된 암(1084)은 벽(1010D)의 베이스에 인접하여(즉, 페이스 플레이트(902)의 표면에 상대적으로 더 가까움) 벽(1010D)으로부터 매달린다. 암(1084)은 외측으로 기울어지고, 벽(1010D)과의 교차점에서 주로 구부러질 수 있다. 도 9a에서 가장 잘 도시되는 바와 같이, 암(1088)은 각각의 암(1084)으로부터 외측으로 연장한다. 다시 도 10b를 참조하면, 부분적인 암나사산(1086)은 두 개의 암(1088) 사이의 갭에 걸친다. 부분적인 암나사산은, 이들 나사산이 나비 나사(930)의 바깥쪽에 위치되기 때문에 "안쪽으로" 향한다.
암(1088)은 계속 바깥쪽으로 진행하여, 벽(1010) 위로 상승한다. 플레이트 부재(1090)는 암(1088)을 연결한다. 플레이트 부재(1090)는, 벽(1010B)의 방향에서 벽(1010)을 넘어 계속해서 바깥쪽으로 나팔 모양으로 벌어진다.
이제 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b를 참조하면, 기도관 홀더(900)를 조립하기 위해, 맞물림 암(942)이 벽(1010B 및 1010D)의 "바닥"에 위치되는 그루브 표면(1076)에 배치되고, 클램핑 헤드(944)가 튜브 수용면(914)에 가장 가깝게 된다. 나비 나사(930)는 맞물림 암(942)의 링(957)을 통해 삽입되고, 벽(1010B)의 개구(1072)를 통해 그리고 벽(1010D)의 개구(1072)를 통해 삽입된다. 맞물림 암의 클램핑 헤드(944) 내의 개구(946)는 나비 나사(930)의 커플러(940)를 수용하여 맞물림 암(942)을 나비 나사에 고정적으로 커플링한다.
나사산(932)의 비대칭 나사산 프로파일은, 나비 나사(930)가, 기도관 홀더(100)의 나비 나사(130)의 동작과 유사하게, 부분적인 암나사산(1086)으로부터의 저항이 거의 없이, 튜브 수용면(914)을 향해 푸시되는 것을 가능하게 한다. 그리고, 예시적인 실시형태에서와 같이, 일단 클램핑 표면(944)이 기도관의 측벽과 접하는 또는 거의 접하는 관계에 있게 되면, 유저는 나비 나사(930)를 (푸시하는 대신) 회전시켜 기도관에 가해지는 클램핑 력을 미세하게 조정할 수 있다.
기도관 홀더(100)와 같이, 맞물림 암(942)/나비 나사(930)에 의해 기도관에 대해 가해지는 압력은 두 가지 방식 중 어느 하나로 해제될 수 있다. "나사를 푸는 것"에 의해, 또는 퀵 릴리스 메커니즘(1094)를 작동시키는 것 중 어느 하나.
도 9a, 도 9b, 및 도 9c를 다시 참조하면, 암(1084), 암(1088), 및 플레이트 부재(1090)는, 부분적인 암나사산(1086)으로부터 나비 나사(930)의 나사산(932)을 분리하기 위한 퀵 릴리스 메커니즘(1094)으로서 집합적으로 기능한다. 퀵 릴리스 메커니즘은 플레이트 부재(1090)를 들어 올리는 것에 의해 작동된다. 이것은, 플레이트 부재(690)가 푸시되어 퀵 릴리스 기능을 작동시키는 예시적인 실시형태와는 대조적이다.
플레이트 부재(1090)를 들어 올리는 것은, 부분적인 암나사산(1086)가 외측으로 이동하게 한다. 이것은 나비 나사(930)의 나사산(932)으로부터 부분적인 암나사산(1086)을 분리시킨다. 일단 암나사산이 분리되면, 나비 나사(930)는 이전에 고정된 기도관으로부터 멀어지게 슬라이딩될 수 있다.
기도관 홀더(100)와 같이, 암나사산은 나비 나사의 수나사산(932)을 완전히 둘러싸지는 않는다. 기도관 홀더(100)에 대한 것과 같이, 암나사산(1086)의 호 길이는, 암나사산이 수나사산과 완전히 분리하는 것을 보장하기 위해, 180도 미만이어야 하며, 바람직하게는 90도 미만이어야 한다.
다른 대안적인 실시형태
비록 경사진 스트랩 홀딩 슬롯(116), 엠보스 가공된 아이콘(120, 692), 및 리브(548)와 같은 피쳐가 기도관 홀더(100)와 연계하여 개시되었지만, 이러한 피쳐는 기도관 홀더(900)와 연계하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 기도관 홀더(900)와 연계하여 개시되는 주사기 그립은, 기도관 홀더(100)와 연계하여 사용될 수 있다.
기도관 홀더의 몇몇 다른 대안적인 실시형태에서, 별개의 맞물림 암(142/942)을 포함하는 대신, 맞물림 암으로부터의 클램핑 헤드(즉, 클램핑 헤드(144/944))가 나비 나사(130/930)의 단부에 단순히 커플링될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 클램핑 헤드는 나비 나사와 무관하게 자유롭게 회전해야 한다. 이것은, 나비 나사의 회전 위치에 관계없이, 클램핑 헤드의 굴곡된 클램핑 표면이 기도관에 대해 적절한 방위를 가지도록 클램핑 헤드가 필요에 따라 회전될 수 있는 것을 보장한다. 비록 이러한 실시형태가 예시적인 또는 제1 대안적인 실시형태보다 기계적으로 약간 더 간단하지만, 이들은 동작적으로 덜 우아하고 상기 언급된 조정이 간병인에 의해 이루어져야 하는 것을 요구할 수도 있다.
바로 위에서 언급한 것과 유사한 몇몇의 여전히 추가적인 실시형태에서, 나비 나사(130/930)의 회전 방위에 관계없이, 클램핑 헤드는 기도관에 대해 항상 올바른 자세를 취하도록 가중될 수 있다. 예를 들면, 도 1a를 참조하면, 클램핑 헤드(144)의 "바닥"(페이스 플레이트(102)의 하부의 부분적인 주연부(106)에 가장 가까운 부분)은, 내부에 배치된 고밀도 금속 또는 다른 고밀도 재료의 조각을 사용하여 가중될 것이다.
본 개시는, 본 개시가 몇몇 실시형태를 설명한다는 것 및 본 개시의 판독 이후 본 발명의 많은 변형예가 기술 분야의 숙련된 자에 의해 쉽게 고안될 수 있다는 것 및 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (27)

  1. 기도관(airway tube)을 고정하기 위한 기도관 홀더(airway-tube holder)로서,
    상기 기도관 홀더는, 나사(130,930), 맞물림 암(142, 942) 및 환자의 구강에 적합하도록 구성되는 페이스 플레이트(102)를 포함하며,
    상기 맞물림 암은 클램핑 헤드(144, 944)를 가지고, 상기 페이스 플레이트는 튜브 수용면(114)과 홀딩 블록(112)을 가지며, 상기 나사의 단부는 상기 맞물림 암에 커플링되며,
    그렇게 커플링 될 때, 상기 나사의 단부가 상기 클램핑 헤드에 부착되고, 상기 홀딩 블록은 상기 나사와 상기 맞물림 암을 수용하고, 그렇게 수용될 때, 상기 클램핑 헤드가 상기 튜브 수용면과 직접적으로 대향하고, 그에 따라 상기 클램핑 헤드와 상기 튜브 수용면이 상기 기도관을 고정하도록 구성되며,
    사용 시, 상기 나사는,
    상기 기도관이 상기 튜브 수용면에 대해 위치할 때 상기 클램핑 헤드에 의해 상기 기도관에 가해지는 클램핑 력을 미세하게 조정하도록, 상기 나사가 상기 홀딩 블록과 나사결합되는 ‘회전’과
    상기 클램핑 헤드가 상기 기도관을 향해 신속하게 전진하거나 상기 기도관으로부터 신속하게 후퇴할 수 있도록, 상기 나사가 상기 홀딩 블록과 나사결합되지 않는 ‘선형’의 2 자유도를 갖는 것을 특징으로 하는 기도관 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩 블록은 적어도 하나의 부분적인 암나사산을 포함하고, 상기 홀딩 블록과 상기 부분적인 암나사산은,
    (a) 상기 부분적인 암나사산이 상기 나사(130, 930)의 나사산(432)과 맞물리도록;
    (b) 제1 방향을 갖는 그리고 상기 나사의 장축과 동축인 힘을 받는 경우 상기 나사가 상기 부분적인 암나사산을 지나 슬라이딩하여 상기 선형의 자유도를 제공하도록; 그리고
    (c) 상기 제1 방향과 반대 방향인 힘을 받는 경우 상기 나사가 상기 부분적인 암나사산에 의해 고정되어 상기 회전의 자유도를 제공하도록
    물리적으로 구성되는, 기도관 홀더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나사는 나사산(432, 832, 932)을 가지며, 나사산은 비대칭 나사산 프로파일을 갖는, 기도관 홀더.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 홀딩 블록은, 상기 부분적인 암나사산을 지지하는 제1 부재(684, 1084, 1184)를 더 포함하고, 상기 제1 부재는, 상기 나사의 점진적인 조임으로부터 유래하는 힘에 응답하여 상기 나사의 상기 나사산과 상기 부분적인 암나사산 사이의 나사산 그립(thread grip)을 증가시키는 반력(counterforce)의 생성으로 나타나는 구성 및 위치를 갖는, 기도관 홀더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부재가 지지되는 상기 위치는, 탄성 힌지 지점(elastic-hinge point)(802)과 나사산 맞물림 지점(thread-engagement point)(887) 사이에서 수직 오프셋(Ov)을 초래하는, 기도관 홀더.
  6. 제4항에 있어서,
    추가로, 상기 제1 부재가 지지되는 상기 위치는 탄성 힌지 지점과 나사산 맞물림 지점 사이에서 수평 오프셋(Oh)을 초래하는, 기도관 홀더.
  7. 제4항에 있어서,
    플레이트 부재를 더 포함하고, 상기 플레이트 부재(690, 1090, 1190)는 상기 제1 부재에 커플링되고,
    상기 플레이트 부재 및 상기 제1 부재는, 제2 방향을 갖는 힘을 상기 플레이트 부재에 가하는 것에 의해 작동되는 경우 상기 부분적인 암나사산이 상기 나사의 상기 나사산으로부터 분리되도록(disengage) 물리적으로 구성되는 퀵 릴리스 메커니즘(quick-release mechanism)을 구성하는, 기도관 홀더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플레이트 부재를 푸시하는 것에 의해 상기 힘이 가해지도록, 상기 제2 방향은 상기 페이스 플레이트를 향하는, 기도관 홀더.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 플레이트 부재를 들어 올리는 것에 의해 상기 힘이 가해지도록, 상기 제2 방향은 상기 페이스 플레이트로부터 멀어지는, 기도관 홀더.
  10. 제7항에 있어서,
    물리적 정지부(physical stop)(682)를 더 포함하고, 상기 정지부는 상기 플레이트 부재의 움직임을 제한하는, 기도관 홀더.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 헤드(144)는 상기 기도관에 대한 커플링을 용이하게 하기 위해 상기 클램핑 헤드 상에 아치형 표면(547) 및 적어도 두 개의 아치형 리브(548)를 포함하는, 기도관 홀더.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 맞물림 암(142, 942)은 스템(stem)(550, 950)을 포함하고, 상기 스템의 제1 단부(556, 956)는 나사 헤드(436, 936)에 인접한 상기 나사의 제1 단부에서 상기 나사에 커플링되고, 상기 클램핑 헤드(144, 944)는 상기 스템의 제2 단부에 근접하는 상기 나사에 부착되는, 기도관 홀더.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 나사 헤드는 상기 스템(550)의 상기 제1 단부(556)를 수용하는 그루브(groove)(438)를 더 포함하는, 기도관 홀더.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 맞물림 암(142)은 상기 페이스 플레이트에 대하여 상기 나사의 바깥쪽에 배치되는, 기도관 홀더.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트의 주 표면에 수직으로 연장하는 벽(110)을 더 포함하고, 상기 벽은 상기 홀딩 블록(112)의 일부분 및 상기 튜브 수용면(tube receiving surface)(114)의 적어도 일부를 형성하는, 기도관 홀더.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    좌측 스트랩 유지 슬롯(left strap-retaining slot)(116) 및 우측 스트랩 유지 슬롯(right strap-retaining slot)을 더 포함하고, 상기 스트랩 유지 슬롯은 상기 페이스 플레이트를 환자에게 커플링하는 스트랩을 수용하고,
    상기 좌측 스트랩 유지 슬롯은 상기 페이스 플레이트의 좌측 에지에 인접하게 배치되고, 상기 우측 스트랩 유지 슬롯은 상기 페이스 플레이트의 우측 에지에 인접하게 배치되고,
    상기 스트랩 유지 슬롯은 상기 페이스 플레이트가 사용 중일 때 수직 방위에 대해 경사지고, 상기 좌측 스트랩 유지 슬롯의 상부는 상기 좌측 스트랩 유지 슬롯의 하부에 대해 좌측으로 더 연장하고 상기 우측 스트랩 유지 슬롯의 상부는 상기 우측 스트랩 유지 슬롯의 하부에 대해 우측으로 더 연장하는, 기도관 홀더.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩 블록은:
    (a) (i) 제1 원형 개구(672) 및 (ii) 내부의 제1 그루브(676)를 갖는 제1 벽(610B);
    (b) 상기 제1 벽과 이격되며 상기 제1 벽과 평행한 제2 벽(610D) - 상기 제2 벽은 (i) 제2 원형 개구(672) 및 (ii) 내부의 제2 그루브(676)를 구비함 - ;
    (c) 제1 암 및 제2 암 - 상기 암(684)은: (i) 서로 이격되고 서로 평행하며, (ii) 상기 제1 벽과 상기 제2 벽 사이에 배치되고, (iii) 상기 제1 벽의 바닥부에 인접하여 상기 제1 벽으로부터 매달림 - ; 및
    (d) 상기 제1 및 제2 암 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 암에 커플링되는 적어도 하나의 부분적인 암나사산(686)을 더 포함하는 기도관 홀더.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부분적인 암나사산은 비대칭인, 기도관 홀더.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 나사는 나사산들을 가지며, 상기 나사의 상기 나사산들은 상기 제1 원형 개구 및 상기 제2 원형 개구를 통해 연장하는, 기도관 홀더.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 나사는 나사산들을 가지며, 상기 나사산들은 비대칭인, 기도관 홀더.
  21. 제17항에 있어서,
    플레이트 부재(690, 1090)를 더 포함하고, 상기 플레이트 부재는 상기 제1 암 및 제2 암(684, 1084)에 커플링되고,
    상기 플레이트 부재 및 상기 제1 암 및 제2 암은, 힘을 상기 플레이트 부재에 가하는 것에 의해 작동되는 경우 상기 부분적인 암나사산(686, 1086)이 상기 나사의 나사산들로부터 분리되도록 물리적으로 구성되는 퀵 릴리스 메커니즘을 구성하는, 기도관 홀더.
  22. 제17항에 있어서,
    플레이트 부재(690)를 더 포함하고, 상기 플레이트 부재(690)의 일부는 상기 제2 벽(610D)과 중첩하고, 상기 플레이트 부재(690)의 상기 일부 및 상기 제2 벽의 상부는 제1 거리를 갖는 갭(698)만큼 분리되는, 기도관 홀더.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 플레이트 부재, 상기 제1 및 제2 암, 및 상기 부분적인 암나사산의 모션은 상기 제1 거리로 제한되는, 기도관 홀더.
  24. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맞물림 암(142, 942)은 상기 제1 그루브(676, 1076) 및 상기 제2 그루브(676, 1076)에 의해 수용되는, 기도관 홀더.
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