KR102515616B1 - 약액 주입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약액 주입 장치를 제공하며, 베이스 바디와, 상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체와, 상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내부에 플런저를 가지는 레저버와, 상기 플런저와 연결되고 외주면에, 제1 나사산과 제1 나사홈을 가지는 수나사를 구비한 로드, 및 내주면의 적어도 일부에 제2 나사산과 제2 나사홈을 가지는 암나사를 구비하여, 삽입되는 상기 로드와 나사결합되는 연결 부재를 포함하고, 상기 로드는 상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 높이 중심에서, 반경 방향의 외측에서만 상기 연결 부재와 암나사와 접촉한다.

Description

약액 주입 장치{Apparatus for Infusing medical liquid}
본 발명은 약액 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인슐린 주입장치와 같은 약액 주입 장치는 환자의 몸 안에 약액을 주입하기 위해 사용된다. 이러한 약액 주입 장치는 의사나 간호사와 같은 전문 의료진에 의해 사용되기도 하지만, 대부분의 경우 환자 자신 또는 보호자와 같은 일반인에 의해 사용되고 있다.
당뇨 환자 특히, 소아 당뇨 환자의 경우에는 인슐린과 같은 약액을 정해진 간격을 두고 인체에 주입할 필요가 있다. 일정한 기간 동안 인체에 부착하여 사용하는 패치 형태의 약액 주입 장치가 개발되고 있으며, 이러한 약액 주입 장치는 환자의 복부 또는 허리 등의 인체에 일정한 기간 동안 패치 형태로 부착한 상태로 사용될 수 있다.
약액 주입을 통한 효과의 증대를 위하여 약액 주입 장치는 약액을 환자의 몸에 정밀하게 주입하는 것이 제어될 필요가 있는데, 소형의 약액 주입 장치를 통하여 소량의 약액을 정밀하게 주입하는 것이 중요하다.
약액 주입 장치는 인체에 부착될 경우 착용감이 우수하고 사용이 편리하며 내구성이 뛰어나고 저전력으로 구동될 필요성이 있다. 특히, 약액 주입 장치는 환자가 직접 피부에 부착되어 사용되므로, 사용자가 편리하고 안전하게 약액 주입 장치를 구동하는 것이 중요하다.
미국 특허공보 US10420883(2019.09.24.자 공고)
본 발명은 정확하게 약물을 전달할 수 있는 약액 주입 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 베이스 바디와, 상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체와, 상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내부에 플런저를 가지는 레저버와, 상기 플런저와 연결되고 외주면에, 제1 나사산과 제1 나사홈을 가지는 수나사를 구비한 로드, 및 내주면의 적어도 일부에 제2 나사산과 제2 나사홈을 가지는 암나사를 구비하여, 삽입되는 상기 로드와 나사결합되는 연결 부재를 포함하고, 상기 로드는 상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 높이 중심에서, 반경 방향의 외측에서만 상기 연결 부재와 암나사와 접촉하는 약액 주입 장치를 제공한다.
또한, 상기 로드는 이웃하는 상기 제1 나사산 사이의 거리를 피치로 가지고, 상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 거리를 제1 높이로 가지되, 상기 높이는 상기 피치의 50%이하로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 제1 높이는 상기 제2 나사산과 상기 제2 나사홈 사이의 제2 높이보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 나사산은 제1 곡률 반경을 가지고, 상기 제1 나사홈은 제2 곡률 반경을 가지며, 상기 제2 나사산은 제3 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 나사홈은 제4 곡률 반경을 가지되, 상기 제1 곡률 반경 및 상기 제2 곡률 반경 중 적어도 하나는 상기 제3 곡률 반경의 크기와 다르고, 상기 제4 곡률 반경의 크기와 다를 수 있다.
또한, 상기 제1 곡률 반경 및 상기 제2 곡률 반경 중 적어도 하나는 상기 제3 곡률 반경과 상기 제4 곡률 반경 사이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는 약액을 정확하게 정량 배출할 수 있다. 약액 주입 장치는 구동 모듈에서 생성된 구동력이 플런저로 정확하게 전달되어, 약액을 니들로 정량 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는 작은 크기의 구동력에 의해서도 플런저가 선형 이동 할 수 있다. 플런저에 연결된 로드는 연결 부재와 나사결합하나, 로드의 수나사와 연결 부재의 암나사가 접촉하는 영역을 줄여서, 적은 크기의 구동력이 연결 부재를 회동시키더라도, 로드가 선형이동할 수 있다. 로드의 수나사 및 연결 부재의 암나사는 나사산에 볼록한 곡률이 형성되거나, 나사홈에 오목한 곡률이 형성되므로, 암나사와 수나사가 접촉하는 영역이 줄여서 마찰력을 줄일 수 있어 적은 구동력이 연결 부재에 전달되더라도 로드가 선형 운동 할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 약액 주입 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부 구성을 도시하는 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 레저버로 약액을 주입하여 약액을 저장하고, 약액을 니들로 배출하는 구동을 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 5의 로드를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 5의 나사 결합되는 로드와 연결 부재의 단면을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 9의 로드의 단면을 도시하는 도면이다.
도 12 내지 도 16은 로드의 다른 실시예들을 도시하는 단면도이다.
도 17은 약액 주입 장치의 구동에 따른 약액량의 변화 및 구동 모드의 변화를 도시하는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템(1)을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 약액 주입 시스템(1)은 약액 주입 장치(10), 사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 생체 정보 센서(40)를 구비할 수 있다. 약액 주입 시스템(1)은 사용자 단말(20)을 이용하여 사용자가 시스템을 구동 및 제어할 수 있으며, 생체 정보 센서(40)에서 모니터링되는 혈당 정보를 기초로, 약액 주입 장치(10)에서 약액을 주기적으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)에서 센싱된 데이터를 기초로, 사용자에게 주입되어야 하는 약물 예컨대, 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등의 약물을 주입하는 기능을 수행하기도 한다.
또한, 약액 주입 장치(10)는 장치의 잔여 배터리 용량 정보, 장치의 부팅 성공 여부, 주입 성공 여부 등을 포함하는 장치 상태 메시지를 컨트롤러(30)에 전달할 수 있다. 컨트롤러로 전달된 메시지들은 컨트롤러(30)를 거쳐 사용자 단말(20)로 전달될 수 있다. 또는 컨트롤러(30)는 수신된 메시지들을 가공한 개량 데이터를 사용자 단말(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)와 별도로 구비되며, 대상체에 이격되어 설치될 수 있다. 다른 실시예로, 약액 주입 장치(10)와 생체 정보 센서(40)는 하나의 디바이스에 구비될 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 사용자의 몸에 장착될 수 있다. 또한 다른 실시예로 약액 주입 장치(10)는 동물에도 장착되어 약액을 주입할 수 있다.
사용자 단말(20)은 약액 주입 시스템(1)을 구동 및 제어하기 위해 사용자로부터 입력 신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 단말(20)은 컨트롤러(30)를 구동시키는 신호를 생성하여, 컨트롤러(30)를 제어하여 약액 주입 장치(10)를 구동시킬 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 생체 정보 센서(40)로부터 측정된 생체 정보를 표시할 수 있으며, 약액 주입 장치(10)의 상태 정보를 표시할 수 있다.
사용자 단말(20)은 유무선 통신 환경에서 이용할 수 있는 통신 단말을 의미한다. 예를 들어, 사용자 단말(20)은 스마트폰, 태블릿 PC, PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기, 카메라가 탑재된 디바이스 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있다. 또한, 사용자 단말(2)은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 디바이스일 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 인터넷 통신이 가능한 애플리케이션을 탑재한 단말은 제한 없이 차용될 수 있다.
사용자 단말(20)은 미리 등록된 컨트롤러(30)와 1대1로 연결될 수 있다. 사용자 단말(20)은 외부의 장치로부터의 컨트롤러(30)가 구동 및 제어되는 것을 막기 위해서, 컨트롤러(30)와 암호화되어 연결될 수 있다.
일 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 각각 분리되어 별도의 장치로 구비될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)가 장착된 대상자에게 구비되고, 사용자 단말(20)은 대상자 또는 제3 자에게 구비될 수 있다. 보호자에 의해서 사용자 단말(20)이 구동되어, 약액 주입 시스템(1)의 안전성을 높일 수 있다.
다른 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 하나의 디바이스로 구비될 수 있다. 사용자 단말(20)과 하나로 구비된 컨트롤러(30)가 약액 주입 장치(10)와 통신하여, 약물의 주입을 제어할 수 있다.
컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)와 데이터를 송수신하는 기능을 수행하며, 약액 주입 장치(10)로 인슐린 등의 약물의 주입과 관련된 제어 신호를 전송하고, 생체 정보 센서(40)로부터 혈당 등의 생체값의 측정과 관련된 제어 신호를 수신 받을 수 있다.
컨트롤러(30)는 일 예로 약액 주입 장치(10)로 사용자의 현 상태를 측정하라는 지시 요청을 전송하고, 지시 요청의 응답으로 약액 주입 장치(10)로부터 측정 데이터를 수신 받을 수 있다.
생체 정보 센서(40)는 목적에 따라 사용자의 혈당값, 혈압, 심박수 등의 생체값을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데이터는 컨트롤러(30)에 전달될 수 있으며, 측정된 데이터를 기초로 약물이 주기 및/또는 주입량이 설정될 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데어터는 사용자 단말(20)로 전달되어 표시될 수 있다.
일 예로, 생체 정보 센서(40)는 대상체의 혈당량을 측정하는 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정(CGM: Continuous Glucose Monitoring) 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정 센서는 대상체에 부착되어 연속적으로 혈당량을 모니터링 할 수 있다.
사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 약액 주입 장치(10)는 네트워크를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망 및 이들의 상호 조합을 포함하며, 각 네트워크 구성 주체가 서로 원활하게 통신을 할 수 있도록 하는 포괄적인 의미의 데이터 통신망이며, 유선 인터넷, 무선 인터넷 및 모바일 무선 통신망을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신은 예를 들어, 무선 랜(Wi-Fi), 블루투스, 블루투스 저 에너지(Bluetooth low energy), 지그비, WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), NFC(Near Field Communication), 5G 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 약액 주입 장치(10)의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 일부 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 약액 주입 장치(10)는 약액을 주입할 사용자에 부착되고, 내부에 저장된 약액을 사용자에게 설정된 정량으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 주입되는 약액의 종류에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예컨대, 약액은 당뇨병 환자를 위한 인슐린 계열 약액을 포함할 수 있고, 기타 췌장을 위한 약액, 심장용 약액 기타 다양한 종류의 약액을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)의 일 실시예는 외측을 커버하는 하우징(11), 사용자의 피부에 인접하게 위치하는 부착부(12)를 구비할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 하우징(11)과 부착부(12) 사이의 내부 공간에 배치된 복수개의 부품을 포함한다. 부착부(12)와 사용자의 피부 사이에는 별도의 접합수단이 더 개재될 수 있으며, 접합수단에 의해 약액 주입 장치(10)는 피부에 고정될 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 니들 조립체(100), 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400), 클러치 유닛(500), 트리거 부재(600), 니들 커버 조립체(700), 알람 유닛(800) 및 복수개의 센서 유닛들을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 베이스 바디가 적어도 하나 이상의 바디가 내부 부품을 지지하는 틀을 형성할 수 있다. 베이스 바디는 배치에 따라 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 가질 수 있다.
제1 바디(13)는 하우징(11)의 아래에 배치되며, 각 개구 또는 홈에 니들 조립체(100), 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350) 등이 지지될 수 있다. 제2 바디(14)는 제1 바디(13)의 아래에 배치되며, 부착부(12)와 연결될 수 있다. 제2 바디(14)는 약액 주입 장치(10)의 하부를 커버할 수 있다. 제3 바디(15)는 제1 바디(13)의 상측에 배치되어, 각 개구 또는 홈에 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400) 등을 지지될 수 있다. 도면에서는 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며 일체로 구비되거나 복수 개로 구비될 수 있다.
약액 주입 장치(10)의 내부에는 제어 모듈(16)이 배치될 수 있다. 제2 바디(14)의 아래에는 회로 기판인 제어 모듈(16)이 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 전체적인 구동을 제어할 수 있다. 제어 모듈(16)은 구동 모듈(300), 배터리(350), 알람 유닛(800) 및 복수개의 센서 유닛들과 전기적으로 접촉하여, 이들의 구동을 제어할 수 있다.
니들 조립체(100)는 제1 바디(13)에 장착될 수 있다. 니들 조립체(100)는 슬리브(110)의 회전에 의해서 니들(N) 및/또는 캐뉼러가 축 방향으로 이동될 수 있다.
니들(N)의 일단은 레저버 유닛(200)에 연결되어 약액이 전달될 수 있으며, 타단은 캐뉼러에 삽입되어 캐뉼러를 따라 이동할 수 있다.
캐뉼러는 니들(N)을 수용할 수 있는 도관 형상을 가지므로, 니들(N)에서 토출된 약액이 사용자로 주입될 수 있다.
캐뉼러는 사용자의 피부에 삽입된 상태를 유지하나, 니들(N)은 상승하여 대상체에서 분리된다. 다만, 캐뉼러와 니들(N)은 유체가 이동되는 경로를 형성하여, 레저버(210)에서 주입되는 약액은 니들(N)과 캐뉼러를 통해서 사용자에게 주입될 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 사용자가 간단하게 니들 조립체(100)를 회전하여, 캐뉼러를 대상체에 삽입하고, 약액 주입을 개시할 수 있다.
레저버 유닛(200)은 제1 바디(13) 및 제3 바디(15)에 장착되며, 니들 조립체(100)와 연결된다. 레저버 유닛(200)은 내부공간에 약액(D)이 저장되며, 플런저(230)의 이동에 따라 약액을 니들(N)로 정량으로 이동시킬 수 있다. 레저버 유닛(200)은 레저버(210), 캡 커버(220), 플런저(230), 실링링(240) 및 커넥터 부재(250)를 구비할 수 있다(도5 참조).
레저버(210)는 길이 방향으로 기 설정된 길이로 연장되어, 내부 공간에 약액을 저장할 수 있다. 레저버(210)는 플런저(230)의 이동으로 약액이 니들(N)로 토출될 수 있다. 레저버(210)의 단부에는 캡 커버(220)가 장착되며, 캡 커버(220)에 배치된 개구(미도시)를 통해서 로드(410) 및/또는 연결 부재(520)가 이동할 수 있다(도 5 참조).
레저버(210)는 입구단과 출구단을 가질 수 있다. 입구단으로는 약액이 주입되며, 출구단에 니들(N)이 설치되며, 니들(N)로 약액은 배출될 수 있다.
플런저(230)는 레저버(210)의 내부에 배치되며, 구동 모듈(300) 및 구동 유닛(400)의 구동에 의해서 선형이동 할 수 있다. 플런저(230)의 전진에 따라, 약액은 내부공간에서 니들(N)로 배출될 수 있다.
플런저(230)는 엔드단(231)과 경사면(232)을 가질 수 있다. 엔드단(231)은 레저버(210)의 전방(210F)을 향하여 이동하여, 약액을 이동시킬 수 있다. 경사면(232)은 레저버(210)의 경사부에 밀착될 수 있다.
플런저(230)는 후방으로 연장되는 커넥터 부재(250)와 연결될 수 있다. 커넥터 부재(250)는 플런저(230)에 설치되어, 플런저(230)의 선형 이동에 따라 함께 선형이동될 수 있다.
커넥터 부재(250)는 전기 전도성을 가지는 소재로 구비되고, 샤프트 형상을 가질 수 있다. 커넥터 부재(250)가 이동하면서 제1 센서 유닛(910A)과 접촉함으로써, 약물의 저장량을 측정하거나, 약액 주입 장치(10)의 구동을 시작할 수 있다.
커넥터 부재(250)는 플런저(230)의 후단에 연결되어, 플런저(230)의 이동에 따라 함께 이동할 수 있다. 도면에서는 커넥터 부재(250)가 사프트 형상을 가지는 것을 도시하나, 이에 한정되지 않으며 제1 센서 유닛(910A)과 접촉하여 전기적인 신호를 생성하는 다양한 형태를 가질 수 있다.
약액이 레저버(210)에 저장되어, 플런저(230)가 후퇴하면, 커넥터 부재(250)는 플런저(230)와 함께 후퇴할 수 있다. 또한, 약액이 레저버(210)에서 니들(N)로 토출되도록 플런저(230)가 전진하면, 커넥터 부재(250)는 플런저(230)와 함께 전진할 수 있다.
플런저(230)는 레저버(210)의 내측벽과 접촉하는 부분에 실링링(240)이 구비되어, 플런저(230)의 이동시에 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.
구동 모듈(300)은 구동력을 생성하여 구동 유닛(400)에 구동력을 전달할 수 있다. 구동 유닛(400)에 의해 전달된 구동력은 플런저(230)를 레저버(210) 내부에 선형 이동시켜서, 약액을 배출할 수 있다.
클러치 유닛(500)에 의해서 구동 유닛(400)들이 서로 연결되면(engaged), 구동 모듈(300)은 구동 유닛(400)의 구동 휠(420)을 회전시키고, 구동 휠(420)의 회전으로 로드(410)가 선형 이동하여 플런저(230)가 이동할 수 있다. 플런저(230)가 이동하면, 커넥터 부재(250)도 함께 선형이동 할 수 있다.
구동 모듈(300)은 전기에 의해 약액 흡입력과 약액 토출력을 갖는 모든 종류의 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 기계 변위형 마이크로펌프와 전자기운동형 마이크로펌프 등의 모든 종류의 펌프가 사용될 수 있다. 기계변위형 마이크로펌프는 유체의 흐름을 유도하기 위해 압력차를 일으키도록 기어나 다이어그램과 같은 고체 혹은 유체의 운동을 이용하는 펌프로서, 다이어프람 변위 펌프(Diaphragm displacement pump), 유체 변위 펌프(Fluid displacement pump), 회전 펌프(Rotary pump) 등이 있다. 전자기운동형 마이크로펌프는 전기적 또는 자기적 형태의 에너지를 바로 유체의 이동에 이용하는 펌프로서, 전기유체역학 펌프(Electro hydrodynamic pump, EHD), 전기삼투식 펌프(Electro osmotic pump), 자기유체역학 펌프(Magneto hydrodynamic pump), 전기습식 펌프(Electro wetting pump)등이 있다.
배터리(350)는 약액 주입 장치(10)에 전기를 공급하여, 각 부품을 활성화 할 수 있다. 도면에서는 한 쌍의 배터리(350)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 약액 주입 장치(10)의 용량, 사용범위, 사용 시간 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
배터리(350)는 구동 유닛(400)에 인접하게 배치되며, 구동 유닛(400)으로 전기를 공급할 수 있다. 또한, 배터리(350)는 제어 모듈(16)과 연결되며, 센서 유닛에서 측정된 전기적 신호를 기초로, 센서 유닛은 구동 유닛(400)의 회전수 또는 회전 속도, 레저버(210)에 저장된 약액량, 사용자에게 주입된 약액량 등에 대한 데이터를 측정할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 레저버로 약액을 주입하여 약액을 저장하고, 약액을 니들로 배출하는 구동을 도시하는 단면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 구동 유닛(400)은 구동 모듈(300)과 레저버 유닛(200)의 사이에 설치되어, 구동 모듈(300)에서 생성된 구동력으로 레저버(210) 내에 배치된 플런저(230)를 이동 시킬 수 있다. 다만, 구동 유닛(400)은 로드(410)와 구동 휠(420)이 클러치 유닛(500)에 의해서 커플링 또는 연결되어야만 플런저(230)를 전진 이동시킬 수 있다.
로드(410)는 플런저(230)에 연결되고, 일 방향으로 연장된다. 로드(410)는 캡 커버(220)의 개구에 삽입되고, 로드(410)는 플런저(230)를 이동시키기 위해서 레저버(210)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 로드(410)는 표면에 나사산 형상을 가질 수 있다. 로드(410)는 연결 부재(520)에 삽입되며, 액액을 정량 토출시에는, 클러치 유닛(500)에 의해서 구동 휠(420)과 연결되어, 로드(410)가 전방으로 이동될 수 있다.
구동 휠(420)은 구동 모듈(300)에 구동적으로 연결되며, 구동 모듈(300)의 구동으로 회전할 수 있다. 구동 휠(420)은 제1 연결단(421)과 제2 연결단(422)을 가지며, 내부에는 로드(410)가 이동할 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 제1 연결단(421) 및 제2 연결단(422) 중 적어도 하나는 커넥터(CN)에 의해서 구동 모듈(300)과 항상 구동적으로 연결되므로, 구동 모듈(300)의 구동으로 구동 휠(420)이 회전 할 수 있다.
일 실시예로, 제1 연결단(421)과 제2 연결단(422)은 기어 티스 형상을 질 수 있다. 구동 모듈(300)과 연결되는 커넥터(CN)가 기어 티스를 가력하여 구동 휠(420)이 회전할 수 있다.
상세하게, 커넥터(CN)는 구동 모듈(300)의 선형 왕복운동에 따라 회동축을 기준으로 반복적으로 회동한다. 커넥터(CN)의 단부는 제1 연결단(421) 및 제2 연결단(422) 중 적어도 하나를 가력하여, 구동 휠(420)을 회전시킬 수 있다. 예컨대, 커넥터(CN)의 일단은 제1 연결단(421)을 가력하도록 배치되고, 커넥터(CN)의 타단은 제2 연결단(422)을 가력하도록 배치될 수 있다.
커넥터(CN)가 회동축을 중심으로 회동하면, 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)의 구동을 측정할 수 있다. 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)와의 접촉 여부를 측정하여, 구동 모듈(300)의 구동력이 구동 휠(420)로 전달되는지를 측정할 수 있다. 또한, 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)와의 접촉 여부를 측정하여, 구동 휠(420)의 회전된 각도를 측정할 수 있다.
클러치 유닛(500)은 구동 모듈(300)과 구동 유닛(400)을 구동적으로 연결할 수 있다. 클러치 유닛(500)은 로드(410)와 구동 휠(420) 사이에 배치되며, 커플러(510)와 연결 부재(520)를 구비할 수 있다.
커플러(510)는 연결 부재(520)의 외측에 배치되며, 비활성화시에는 연결 부재(520)와 소정의 간격으로 이격되며(도 5 및 도 6), 활성화시에는 로드(410)와 구동 휠(420)을 연결할 수 있다(도 7 및 도 8). 커플러(510)는 탄성력으로 연결 부재(520)의 외측을 가력할 수 있는 부품이며, 특정 형태에 한정되지 않는다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 스프링 형태인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
연결 부재(520)는 적어도 일부가 로드(410)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 연결 부재(520)는 로드(410)의 외측을 커버하도록 배치된다. 연결 부재(520)는 커플러(510)의 동작에 따라 구동 모듈(300)과 로드(410)를 연결할 수 있다.
일 실시예로, 로드(410)와 연결 부재(520)는 각각 나사와 나사산의 형태를 가질 수 있다. 로드(410)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 연결 부재(520)의 내주면에 나사산이 형성되어 나사 결합 형태로 연결될 수 있다.
일 실시예로, 연결 부재(520)는 일단에는 내주면에 나사산이 형성되어 있으나, 타단에는 나사산이 배치되지 않을 수 있다.
도 5를 보면, 연결 부재(520)의 제1 구간(L1)에는 내주면에 나사산이 형성되며, 제1 구간(L1)에서만 로드(410)와 나사 결합된다. 또한, 제1 구간(L1)의 직경은 로드(410)에 대응되며 D1의 크기를 가질 수 있다.
연결 부재(520)의 제2 구간(L2)에는 내주면에 나사산이 형성되지 않는다. 또한, 제2 구간(L2)의 직경(D2)은 제1 구간(L1)의 직경(D1)보다 크게 설정될 수 있다. 제2 구간(L2)에서는 연결 부재(520)가 로드(410)와 접촉하지 않는다.
제1 구간(L1)의 길이는 연결 부재(520)가 후방으로 이동시에 커플러(510)와 중첩되도록 설정될 수 있다. 도 6 및 도 7을 보면, 플런저(230)가 최후방으로 연장될 때, 제1 구간(L1)의 적어도 일부는 커플러(510)와 중첩되도록, 즉 적어도 일부가 커플러(510)와 마주보도록 배치된다. 커플러(510)가 활성화시에 커플러(510)가 제1 구간(L1)의 적어도 일부를 그립하도록, 연결 부재(520)에서 제1 구간(L1)의 길이가 설정될 수 있다.
로드(410)는 연결 부재(520)의 제1 구간(L1)에서만 나사 결합되므로, 연결 부재(520)가 회전하여 로드(410)를 전방으로 이동시킬 시에, 연결 부재(520)와 로드(410)의 나사 결합에 의한 부하를 줄일 수 있다.
도 7 및 도 8과 같이, 커플러(510)가 활성화되면 커플러(510)가 연결 부재(520)를 그립하고, 구동 휠(420)의 회전에 따라 연결 부재(520)도 함께 회전한다. 연결 부재(520)와 로드(410)는 제1 구간(L1)에서만 나사 결합이 되어 있으므로, 구동 휠(420)에 작은 토크로 회전하더라도 연결 부재(520)가 로드(410)를 전방으로 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 구간(L1)에서만 로드(410)와 연결 부재(520)가 나사결합을 하므로, 구동 유닛(400)의 구동에 의해서 플런저(230)는 다소 약한 힘에 의해서도 전방으로 이동할 수 있다. 따라서, 약액 주입 장치(10)는 구동 모듈(300)에서 작은 힘이 생성하더라도, 약액을 니들(N)로 배출할 수 있으며, 구동 유닛(400) 및 클러치 유닛(500)에도 상대적으로 작은 구동력이 전달되므로, 부품의 내구성을 높일 수 있다.
다시 도 3을 보면, 트리거 부재(600)는 약액 주입 장치(10)의 약액이 주입되는 기계적인 신호를 생성할 수 있다. 트리거 부재(600)는 제3 바디(15)의 일측에 회동 가능하게 배치되며, 트리거 부재(600)가 회동하여 구동 모듈(300)의 구동을 개시하고, 동시에 클러치 유닛(500)이 구동 유닛(400)을 구동 연결 할 수 있다.
트리거 부재(600)는 회동축을 중심으로 일 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 트리거 부재(600)는 클러치 유닛(500)을 가력하여 로드와 구동 휠(420)을 커플링 시킬 수 있다.
상세히, 사용자가 니들 조립체(100)를 회전시키면, 니들 조립체(100)의 노브가 트리거 부재(600)의 단부를 가력하여, 트리거 부재(600)의 회동이 개시될 수 있다. 트리거 부재(600)가 회전하면, 트리거 부재(600)가 커플러(510)의 단부를 가력하고, 커플러(510)는 연결 부재(520)와 결합되어 클러치 유닛(500)이 활성화 된다.
니들 커버 조립체(700)는 니들 조립체(100)의 아래에 장착될 수 있다. 니들 커버 조립체(700)는 약액을 주입하기 전에 레저버 유닛(200)에 저장된 에어를 프라이밍(Priming) 할 수 있다. 약액 주입기(NI)를 통해서, 약액이 레저버(210)에 될때, 레저버(210)에 잔류된 기체(공기)를 외부로 배출할 수 있다.
니들 커버 조립체(700)는 제1 커버(710), 제2 커버(720), 필터 부재(730) 및 접착층(740)을 가질 수 있다.
제1 커버(710)는 약액 주입 장치(10)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 커버(710)의 개구에는 제2 커버(720)가 삽입되어 조립될 수 있다. 제1 커버(710)의 일측에는 제2 바디(14)에 삽입되어 니들 커버 조립체(700)를 고정하는 삽입 돌기(711)가 배치될 수 있다.
제2 커버(720)는 제1 커버(710)에 조립되며, 중앙에 니들(N) 및/또는 캐뉼러가 정렬될 수 있다. 제2 커버(720)는 중앙에 높이방향으로 관통되며, 약액(D)이 저장되는 저장 공간을 가질 수 있다.
제1 커버(710)는 제2 커버(720)보다 강성이 더 크다. 제1 커버(710)는 외부에 노출되는 부분으로, 강성이 다소 큰 물질로 형성된다. 제2 커버(720)는 제1 커버(710)에 조립되고, 제2 바디(14)의 개구에 삽입되기 위해서 제1 커버(710)보다 강성이 작은 물질로 형성된다.
제2 커버(720)의 중앙에는 제2 바디(14)에 삽입되는 돌출부(721)를 구비할 수 있다. 또한, 제2 커버(720)는 고정 돌기(722)를 구비하고, 고정 돌기(722)가 제1 커버(710)에 삽입되어, 제1 커버(710)와 제2 커버(720)가 조립될 수 있다.
필터 부재(730)는 제2 커버(720)에 장착된다. 필터 부재(730)는 제2 커버(720)의 저장공간의 아래에 배치되며, 공기 등의 기체는 필터 부재(730)를 통과하나, 약액과 같은 액체는 필터 부재(730)를 통과하지 않는다. 그리하여, 니들(N)에서 토출된 공기는 필터 부재(730)를 통과하여 외부로 배출되나, 니들에서 토출된 약액은 제2 커버(720)와 필터 부재(730)로 정의되는 저장 공간에 저장될 수 있다.
필터 부재(730)는 저장 공간에 저장되는 약액의 양에 따라 형상이 변화할 수 있다. 예컨대, 저장 공간에 약액이 채워지면, 필터 부재(730)가 아래 방향으로 팽창하여, 사용자가 니들 커버 조립체(700)에 약액이 유입된 것을 인지할 수 있다.
접착층(740)은 니들 커버 조립체(700)의 일면에 배치되며, 부착부(12)에 니들 커버 조립체(700)를 부착시킬 수 있다.
알람 유닛(800)은 약액 주입 장치(10)의 내부 또는 외부에 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 정상작동이나 오작동을 사용자에게 알릴 수 있다.
일 예로, 알람 유닛(800)은 하우징(11)의 아래에 배치되며, 회로 기판에 연결된다. 알람 유닛(800)은 경고음을 생성하거나, 빛을 생성하여, 외부 사용자에게 알람을 전달할 수 있다.
도 4를 보면, 복수개의 센서 유닛들은 약액 주입 장치(10)의 구동을 측정할 수 있다. 복수개의 센서 유닛들은 레저버(210)의 약액의 저장량을 측정하거나, 구동 모듈(300)의 구동 여부, 구동 유닛(400)의 구동 여부, 구동 휠(420)의 회전각, 플런저(230)의 이동거리 등을 측정할 수 있다.
센서 유닛들은 각각 복수개의 접촉단을 가질 수 있다. 접촉단은 전기적인 접촉 여부를 측정하여 각각의 이벤트 또는 데이터를 측정할 수 있다.
접촉단은 다른 부품과의 접촉으로 어느 하나의 단부의 위치가 변경될 수 있으며, 다른 부품과의 접촉이 해제되면 복원력에 의해서 제자리로 돌아올 수 있다.
일 실시예로, 접촉단은 탄성 스프링 형태를 가질 수 있다. 접촉단은 제1 단부가 회로 기판인 제어 모듈(16)과 연결되며, 제2 단부가 제1 단부에서 연장되되 커넥터 부재(250)와 접촉될 수 있다.
제1 단부의 직경은 제2 단부의 직경보다 크게 설정될 수 있다. 제1 단부의 직경이 제2 단부의 직경보다 크게 형성되므로, 제1 단부가 회로 기판에 견고하게 지지될 수 있다. 제1 단부는 제어 모듈(160)에 안정적으로 지지되고, 제2 단부가 쉽게 위치나 형상이 변형되어 안정적으로 다른 부품과의 접촉을 유지할 수 있다.
제1 단부의 길이는 제2 단부의 길이보다 작게 설정될 수 있다. 제1 단부의 길이가 제2 단부의 길이 보다 짧으므로, 제1 단부가 회로 기판에 견고하게 지지될 수 있다. 제1 단부는 제어 모듈(160)에 안정적으로 지지되고, 제2 단부가 쉽게 위치나 형상이 변형되어 안정적으로 다른 부품과의 접촉을 유지할 수 있다.
특히, 제2 단부의 직경이 제1 단부의 직경 보다 작거나, 제2 단부의 길이가 제1 단부의 길이보다 길게 설정되므로, 제2 단부가 커넥터 부재(250), 베이스 커버(933) 등과 같이 다른 부품과 접촉하더라도, 제2 단부가 쉽게 위치나 형상이 변형되고, 안정적으로 다른 부품과의 접촉을 유지할 수 있다.
제1 센서 유닛(910A)은 레저버 유닛(200)에 인접하게 배치된다. 제1 센서 유닛(910A)은 커넥터 부재(250)의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 제1 센서 유닛(910A)은 복수개의 접촉단을 구비할 수 있으며, 복수개의 접촉단은 제2 바디(14)의 고정홈(14A)에 장착될 수 있다. 커넥터 부재(250)가 이동하면서 복수개의 접촉단 중 적어도 하나 이상과 접촉할 수 있다.
일 실시예로, 제1 센서 유닛(910A)은 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)을 구비할 수 있다. 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)은 서로 이격되게 배치되며, 커넥터 부재(250)가 선형 이동하여 제1 접촉단(911) 및/또는 제2 접촉단(912)과 접촉할 수 있다.
커넥터 부재(250)는 제1 위치(P1)에서 제1 접촉단(911)과 접촉하고, 제2 위치(P2)에서 제2 접촉단(912)에서 접촉할 수 있다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 약액(D)이 레저버(210)에 주입되는 과정에서는 커넥터 부재(250)는 제1 위치(P1)에서 제1 접촉단(911)과 먼저 접촉하고(플런저(230)는 P-1위치), 이후에 커넥터 부재(250)는 제2 위치(P2)에서 제2 접촉단(912)과 접촉한다(플런저(230)는 P-2위치).
일 실시예로, 커넥터 부재(250)는 제1 접촉단(911) 및 제2 접촉단(912)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)이 커넥터 부재(250)를 통해서 전기적으로 연결되면, 제어 모듈(16)은 레저버 유닛(200)의 특정한 이벤트를 인식할 수 있다.
예컨대, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)을 접촉하면, 제1 센서 유닛(910A)은 레저버(210)에 저장된 약액이 제1 기준량(일예로 10%, 20%, 30% 등)으로 저장된 것을 센싱할 수 있다.
레저버(210)에 약액(D)이 설정된 제1 기준량으로 저장된 것을 인식하면, 제어 모듈(16)은 약액 주입 장치(10)를 깨울 수(AWAKE) 있다. 즉, 제어 모듈(16)은 레저버(210)에 어느 정도의 약액이 저장된 것을 확인하고, 일부 구동을 시작하여 약액 주입 장치(10)를 예열 할 수 있다(제1 모드).
다른 실시예로, 커넥터 부재(250)가 제1 센서 유닛(910A)의 접촉단 중 적어도 하나와 접촉하여, 전기적 신호를 생성할 수 있다. 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)을 접촉하면 제어 모듈(16)은 제1 이벤트를 인식하고, 커넥터 부재(250)가 제2 접촉단(912)을 접촉하면 제어 모듈(16)은 제2 이벤트를 인식할 수 있다.
예컨대, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 접촉하여 약액 주입 장치(10)를 깨울 수 있으며, 제2 접촉단(912)과 접촉하여 약액 주입 장치(10)에 저장되는 약액의 저장량을 센싱할 수 있다.
예컨대, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 접촉하여 약액 주입 장치(10)를 깨우면서 레저버(210)에 저장된 약액양을 1차적으로 센싱 할 수 있으며, 제2 접촉단(912)과 접촉하여 약액 주입 장치(10)에 저장되는 약액의 저장량을 2차적으로 센싱할 수 있다.
도 4, 도 7 및 도 8과 같이 약액(D)이 니들(N)로 배출되는 과정에서는 커넥터 부재(250)는 제2 위치(P2)에서 제2 접촉단(912)과 먼저 접촉이 해제되고(플런저(230)는 P-2위치), 이후에 커넥터 부재(250)는 제1 위치(P1)에서 제1 접촉단(911)과 접촉이 해제된다(플런저(230)는 P-1위치).
일 실시예로, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)과의 접촉을 유지하다가 제2 접촉단(912)의 접촉이 분리되면, 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)의 전기적인 연결이 해제된다. 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)의 전기적으로 연결이 해제되면, 제어 모듈(16)은 레저버 유닛(200)의 특정한 이벤트를 인식할 수 있다.
상세히, 제2 접촉단(912)이 분리되면, 제어 모듈(16)은 레저버(210)에 저장된 약액(D)이 충분하지 않다는 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(16)은 알람 신호를 생성하여, 컨트롤러(30), 사용자 단말(20) 및/또는 알람 유닛(800)에 상기 알람 신호를 전달하여 사용자가 약액량을 인식할 수 있다.
또한, 약액 주입 장치(10)에서 제3 모드가 설정되면, 제2 센서 유닛(920) 및/또는 엔코더 유닛(930)을 이용하여, 레저버(210) 내에서 플런저(230)의 전진 거리를 정확하게 측정하며, 레저버(210)의 내부에 저장된 약액양을 정밀하게 측정 및 모니터링 할 수 있다.
다른 실시예로, 커넥터 부재(250)가 제1 센서 유닛(910A)의 접촉단 중 적어도 하나와 접촉을 해제하여 서로 다른 이벤트를 인식할 수 있다. 커넥터 부재(250)가 제2 접촉단(912)과 접촉을 해제하면, 제어 모듈(16)은 제3 이벤트를 인식하고, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과의 접촉을 해제하면, 제어 모듈(16)은 제4 이벤트를 인식할 수 있다.
예컨대, 커넥터 부재(250)가 제2 접촉단(912)과의 접촉을 해제하면, 제어 모듈(16)은 사용자에게 알람 신호를 전달할 수 있으며, 제1 접촉단(911)과의 접촉을 해제하면, 제어 모듈(16)은 약액 주입 장치(10)를 강제로 종료하거나, 사용자 단말(20)에 계속하여 알람신호를 생성하거나, 사용자에게 주입되는 약액의 량을 줄이거나 주입 주기를 늘릴 수 있다.
제2 센서 유닛(920)은 구동 모듈(300) 및/또는 구동 유닛(400)의 구동 여부를 센싱할 수 있다. 구동 모듈(300)과 구동 휠(420)은 커넥터(CN)에 의해서 구동적으로 연결된다. 구동 모듈(300)이 선형이동하면 커넥터가 회동축을 중심으로 반복해서 회동하며, 커넥터(CN)의 양단이 구동 휠(420)의 제1 연결단(421)과 제2 연결단(422)을 번갈아가면서 가력하여 구동 휠(420)이 회전한다. 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)가 회동축을 중심으로 회동하는지 여부 및 회동수를 측정할 수 있다.
제2 센서 유닛(920)은 플런저(230)의 이동거리, 니들(N)을 통해 배출된 약액의 토출량, 레저버(210)에 남은 약액의 양을 측정할 수 있다. 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)가 구동 휠(420)을 어느정도 회전시키는지를 측정한다. 제2 센서 유닛(920)에서 구동 휠(420)의 회전각을 측정하면, 플런저(230)의 선형적으로 이동한 거리를 산출할 수 있으며, 상기 이동거리를 통해서 레저버(210)에서 배출된 약액과 레저버(210)에 잔류하는 약액을 측정할 수 있다.
제2 센서 유닛(920)은 제1A 접촉단(921)과 제2A 접촉단(922)을 가질 수 있다. 커넥터(CN)가 제1A 접촉단(921)을 접촉하면, 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)가 제1 연결단(421) 및 제2 연결단(422) 중 어느 하나를 가력한 것으로 측정한다. 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)가 제2A 접촉단(922)을 접촉하면, 커넥터(CN)가 제2 연결단(422) 및 제2 연결단(422) 중 다른 하나를 가력한 것으로 측정한다.
엔코더 유닛(930)은 구동 유닛(400)의 일단에 배치되어, 구동 유닛(400)의 회전을 측정할 수 있다. 엔코더 유닛(930)은 구동 휠(420)의 회전을 측정할 수 있다.
엔코더 유닛(930)은 제1B 접촉단(931), 제2B 접촉단(932) 및 커버단(933A)과 티스단(933B)을 가지는 베이스 커버(933)를 가질 수 있다.
제1B 접촉단(931)은 베이스 커버(933)의 단부에 배치되어, 항상 베이스 커버(933)와 접촉을 유지할 수 있다. 제1B 접촉단(931)은 커버단(933A)과 선택적으로 접촉을 유지할 수 있다.
도면에서는, 제1B 접촉단(931)이 제2B 접촉단(932)의 반대측에 배치된 것을 도시하나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1B 접촉단(931)과 제2B 접촉단(932)이 구동 휠(420)의 같은 측에 배치될 수 있다. 또한, 제1B 접촉단(931)은 구동 휠(420)의 후방에 배치될 수 있다.
제2B 접촉단(932)은 베이스 커버(933)의 단부에 배치되되, 제1B 접촉단(931)과 이격되게 배치된다. 제2B 접촉단(932)은 티스단(933B)에 접촉하도록 배치되어, 구동 휠(420)의 회전에 따라 접촉되거나 접촉 해제 될 수 있다.
베이스 커버(933)는 구동 휠(420)의 일단에 삽입된다. 커버단(933A)은 구동 휠(420)의 외주면을 일주하도록 연장되나, 티스단(933B)은 커버단(933A)에서 연장되되 복수개가 구동 휠(420)의 외주면을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 티스단(933B)은 커버단(933A)에서 구동 휠(420)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.
엔코더 유닛(930)은 구동 휠(420)의 회전을 센싱하여, 제2 센서 유닛(920)이 제대로 구동되고 있는지를 측정할 수 있다. 약액 주입 장치(10)가 정상적으로 작동시에, 엔코더 유닛(930)에서 구동 휠(420)의 회전이 측정되면, 제2 센서 유닛(920)에서도 커넥터(CN)의 접촉이 접촉되어야 한다. 엔코더 유닛(930)에서 구동 휠(420)이 회전하지 않는 것으로 측정되면, 제2 센서 유닛(920)에서도 커넥터(CN)의 접촉이 발생되지 않아야 한다. 따라서, 엔코더 유닛(930)에서 측정된 신호와 제2 센서 유닛(920)에서 측정된 신호를 비교하여, 엔코더 유닛(930)은 제2 센서 유닛(920)의 오류를 점검할 수 있다.
도 9는 도 5의 로드(410)를 도시하는 도면이고, 도 10은 도 5의 나사 결합되는 로드(410)와 연결 부재(520)의 단면을 도시하는 도면이며, 도 11은 도 9의 로드(410)의 단면을 도시하는 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 로드(410)와 연결 부재(520)는 나사 결합으로 연결되되, 암나사와 수나사의 접촉영역을 최소화 하도록 나사산 및/또는 나사홈이 만곡 지도록 형성될 수 있다.
로드(410)는 외주면에 수나사(ETH)가 배치될 수 있다. 로드(410)의 수나사(ETH)는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)을 가질 수 있다. 제1 나사산(RD1)은 볼록한 형상의 제1 곡률 반경(R1)을 가지고, 제1 나사홈(GR1)은 오목한 형상의 제2 곡률 반경(R2)을 가질 수 있다.
또한, 로드(410)의 수나사(ETH)는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1) 사이를 연결하는 제1 연결부(CP1)를 가질 수 있다. 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)은 소정의 곡률을 가지나, 제1 연결부(CP1)는 로드(410)의 길이 방향에 대해서 소정의 경사를 가지는 것으로 정의한다.
연결 부재(520)는 내주면에 암나사(ITH)가 배치될 수 있다. 연결 부재(520)의 암나사(ITH)는 제2 나사산(RD2)과 제2 나사홈(GR2)을 가질 수있다. 암나사(ITH)는 연결 부재(520)의 내주면에서 적어도 일부에 배치될 수 있다. 도 5에서 암나사(ITH)는 연결 부재(520)의 L1구간에 배치될 수 있다. 제2 나사산(RD2)은 볼록한 형상의 제3 곡률 반경(R3)을 가지고, 제2 나사홈(GR2)은 오목한 형상의 제4 곡률 반경(R4)을 가질 수 있다.
또한, 연결 부재(520)의 암나사(ITH)는 제2 나사산(RD2)과 제2 나사홈(GR2) 사이를 연결하는 제2 연결부(CP2)를 가질 수 있다. 제2 나사산(RD2)과 제2 나사홈(GR2)은 소정의 곡률을 가지나, 제2 연결부(CP2)는 연결 부재(520)의 길이 방향에 대해서 소정의 경사를 가지는 것으로 정의한다.
수나사(ETH)는 이웃하는 제1 나사산(RD1) 사이의 거리나, 이웃하는 제1 나사홈(GR1) 사이의 거리를 피치(P)로 정의할 수 있다. 암나사(ITH)는 이웃하는 제2 나사산(RD2) 사이의 거리나, 이웃하는 제2 나사홈(GR2) 사이의 거리를 피치(P)로 정의할 수 있다.
로드(410)는 제1 나사산(RD1)의 최고점과 제1 나사홈(GR1)의 최저점 사이의 거리를 제1 높이(T1)로 가질 수 있으며, 연결 부재(520)는 제2 나사산(RD2)의 최고점과 제2 나사홈(GR2)의 최저점 사이의 거리를 제2 높이(T2)로 가질 수 있다.
로드(410)의 수나사(ETH)는 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 나사 결합을 하되, 수나사(ETH)와 암나사(ITH)의 만곡된 형상에 의해서 접촉 영역이 최소화 될 수 있다. 로드(410)와 연결 부재(520)가 나사 결합시에, 로드(410)의 제1 나사홈(GR1)의 표면에서 연결 부재(520)의 암나사(ITH)가 접촉되는 영역을 최소화 하여, 연결 부재(520)를 회전시에 작은 구동력이 작용하더라도, 로드(410)가 선형 이동할 수 있다.
일 예로, 로드(410)는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1) 사이의 제1 높이(T1)의 중심에서, 반경 방향의 외측에서만 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 접촉할 수 있다.
일 예로, 연결 부재(520)는 제2 나사산(RD2)과 제2 나사홈(GR2) 사이의 제2 높이(T2)의 중심에서 반경 방향의 내측에만, 즉 연결 부재(520)의 중심을 향한 방향의 내측에만, 로드(410)의 수나사(ETH)와 접촉할 수 있다.
일 예로, 수나사(ETH)와 암나사(ITH)가 결합시에, 수나사(ETH)는 제1 나사홈(GR1)의 표면보다 제1 나사산(RD1)의 표면에서 암나사(ITH)와 더 넓은 접촉 영역을 형성할 수 있다. 이때, 암나사(ITH)는 제2 나사홈(GR2)의 표면보다 제2 나사산(RD2)의 표면에서 수나사(ETH)와 더 큰 접촉 영역을 형성할 수 있다.
일 예로, 수나사(ETH)와 암나사(ITH)가 결합시에, 수나사(ETH)의 제1 나사산(RD1)의 표면과 암나사(ITH)의 제2 나사산(RD2)의 표면에서 접촉할 수 있다.
일 예로, 수나사(ETH)의 제1 나사산(RD1)의 표면과 제1 연결부(CP1)의 표면 중 적어도 하나와, 암나사(ITH)의 제2 나사산(RD2)의 표면과 제2 연결부(CP2)의 표면 중 적어도 하나와 접촉할 수 있다.
로드(410)의 제1 높이(T1)는 피치(P)의 50% 이하인 크기를 가질 수 있다. 도 9의 종래의 나사인 레퍼런스(RE)와 비교하면, 제1 곡률 반경(R1)에 의해서 제1 나사산(RD1)의 단부가 깍여서 최고점이 낮아지며, 제2 곡률 반경(R2)에 의해서 제1 나사홈(GR1)의 단부가 채워져서 최저점이 높아진다. 따라서, 로드(410)의 제1 높이(T1)는 레퍼런스(RE)의 제3 높이(T3)보다 작게 형성된다.
로드(410)의 제1 높이(T1)는 연결 부재(520)의 제2 높이(T2)보다 작게 설정될 수 있다. 연결 부재(520)의 제2 높이(T2)는 피치(P)보다 작고, 로드(410)의 제1 높이(T1) 보다 크게 설정될 수 있다.
종래의 레퍼런스(RE)를 보면, 제3 높이(T3)는 피치(P)의 60%~80% 정도로 설정되고, 통상적으로 70% 내외로 설정된다. 종래의 나사는 조립되는 2개의 부품의 결합력을 높이기 위해서, 암나사와 수나사의 접촉 면적을 넓게 설정한다. 암나사와 수나사의 접촉 면적을 넓게 하기 위해서는 최대한 제3 높이를 크게 설정한다.
본 발명은 연결 부재(520)가 회전시에 작은 구동력으로도 로드(410)가 선형운동 하기 위해서, 암나사(ITH)와 수나사(ETH)의 접촉 면적을 줄여서, 암나사(ITH)와 수나사(ETH)의 결합력을 줄일 수 있다. 이를 위해서, 제1 높이(T1)의 크기를 적게 설정하여, 로드(410)의 수나사(ETH)와 연결 부재(520)의 암나사(ITH)가 작은 접촉 영역을 형성할 수 있다.
일 실시예로, 제1 나사산(RD1)의 제1 곡률 반경(R1)은 제1 나사홈(GR1)의 제2 곡률 반경(R2)과 같게, 공차 범위 내에서 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 제1 나사산(RD1)의 제1 곡률 반경(R1)은 제1 나사홈(GR1)의 제2 곡률 반경(R2)과 다르게 설정될 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
제1 곡률 반경(R1)의 중심은 제2 곡률 반경(R2)의 중심보다 낮게 설정될 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)의 중심은 중심 라인(CL)의 아래에 배치되고, 제2 곡률 반경(R2)의 중심은 중심 라인(CL)의 위에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 도면에서는 도시 되지 않았으나, 제2 나사산(RD2)의 제3 곡률 반경(R3)은 제2 나사홈(GR2)의 제4 곡률 반경(R4)과 같게, 공차 범위 내에서 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 제2 나사산(RD2)의 제3 곡률 반경(R3)은 제2 나사홈(GR2)의 제4 곡률 반경(R4)과 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 도 9와 같이 제3 곡률 반경(R3)이 제4 곡률 반경(R4)보다 크게 설정될 수 있다. 제1 나사산(RD1)은 제3 곡률 반경(R3)의 표면(제2 나사산의 표면)에서 접촉할 수 있다.
로드(410)와 연결 부재(520)가 나사결합하면, 제1 나사홈(GR1)과 제2 나사산(RD2) 사이에는 제1 스페이스(V1)가 형성되고, 제1 나사산(RD1)과 제2 나사홈(GR2) 사이에는 제2 스페이스(V2)가 형성될 수 있다. 제1 스페이스(V1)와 제2 스페이스(V2)의 크기는 제1 내지 제4 곡률 반경(R4)에 의해서 설정될 수 있다. 제1 스페이스(V1)와 제2 스페이스(V2)가 비어있는 공간을 형성하므로, 암나사(ITH)와 수나사(ETH)의 접촉 영역을 최소화 할 수 있다.
제1 곡률 반경(R1) 및 제2 곡률 반경(R2) 중 적어도 하나의 크기는 제3 곡률 반경(R3) 및 제4 곡률 반경 중 적어도 하나의 크기와 다르게 설정될 수 있다. 제1 곡률 반경(R1) 및 제2 곡률 반경(R2) 중 적어도 하나의 크기는 제3 곡률 반경(R3)과 제4 곡률 반경의 크기와 다르게 설정될 수 있다. 또한, 제1 곡률 반경(R1) 및 제2 곡률 반경(R2) 중 적어도 하나는 제3 곡률 반경(R3)과 제4 곡률 반경(R4) 사이로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)는 약액(D)을 정확하게 정량 배출할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 구동 모듈(300)에서 생성된 구동력이 플런저(230)로 정확하게 전달되어, 약액(D)을 니들(N)로 정량 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)는 작은 크기의 구동력에 의해서도 플런저(230)가 선형이동 할 수 있다. 플런저(230)에 연결된 로드(410)는 연결 부재(520)와 나사결합하나, 로드(410)의 수나사(ETH)와 연결 부재(520)의 암나사(ITH)가 접촉하는 영역을 줄여서, 적은 크기의 구동력이 연결 부재(520)를 회동 시키더라도, 로드(410)가 선형이동할 수 있다.
로드(410)의 수나사(ETH) 및 연결 부재(520)의 암나사(ITH)는 나사산에 볼록한 곡률이 형성되거나, 나사홈에 오목한 곡률이 형성되므로, 암나사와 수나사가 접촉하는 영역이 줄여서 마찰력을 줄일 수 있어 적은 구동력이 연결 부재(520)에 전달되더라도 로드(410)가 선형 운동 할 수 있다.
도 12 내지 도 16은 로드의 다른 실시예들을 도시하는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 로드(410A)는 제1 곡률 반경(R1)을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제2 곡률 반경(R2)을 가지는 제1 나사홈(GR1)을 가질 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)과 제2 곡률 반경(R2)은 같거나, 공차 범위 내에서 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다.
도 11의 로드(410)과 비교하면, 로드(410A)는 각각 소정의 곡률을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)이 서로 연결되게 형성될 수 있다. 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 접촉하는 영역은 제1 나사산(RD1)의 표면에만 형성되거나, 제1 나사홈(GR1)의 표면보다 제1 나사산(RD1)의 표면에 더 크게 형성될 수 있다.
로드(410A)는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)의 사이의 제1 높이를 낮게 설정하여, 로드(410A)와 연결 부재(520)의 접촉 영역을 줄일 수 있으며, 크기가 작은 구동력으로 연결 부재(520)가 회전하더라도, 로드(410A)가 선형이동할 수 있다.
도 13를 참조하면, 로드(410B)는 제1 곡률 반경(R1)을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제2 곡률 반경(R2)을 가지는 제1 나사홈(GR1)과, 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)을 연결하는 제1 연결부(CP1)를 가질 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)은 제2 곡률 반경(R2)보다 작게 설정될 수 있다.
일 예로, 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 결합 시에, 로드(410B)는 제1 나사산(RD1)의 표면 및 제1 연결부(CP1)의 표면 중 적어도 하나에 접촉할 수 있다. 다른 예로, 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 결합 시에, 로드(410B)는 제1 나사홈(GR1)의 표면보다, 제1 나사산(RD1)의 표면 및/또는 제1 연결부(CP1)의 표면에 더 큰 접촉면적을 가질 수 있다.
도 14를 참조하면, 로드(410C)는 제1 곡률 반경(R1)을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제2 곡률 반경(R2)을 가지는 제1 나사홈(GR1)을 가질 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)은 제2 곡률 반경(R2)보다 작게 설정될 수 있다.
도 13의 로드(410B)와 비교하면, 로드(410C)는 각각 소정의 곡률을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)이 서로 연결되게 형성될 수 있다. 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 접촉하는 영역은 제1 나사산(RD1)의 표면에만 형성되거나, 제1 나사홈(GR1)의 표면보다 제1 나사산(RD1)의 표면에 더 크게 형성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 로드(410D)는 제1 곡률 반경(R1)을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제2 곡률 반경(R2)을 가지는 제1 나사홈(GR1)과, 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)을 연결하는 제1 연결부(CP1)를 가질 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)은 제2 곡률 반경(R2)보다 크게 설정될 수 있다.
일 예로, 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 결합 시에, 로드(410D)는 제1 나사산(RD1)의 표면 및 제1 연결부(CP1)의 표면 중 적어도 하나에 접촉할 수 있다. 로드(410D)는 제1 나사산(RD1)의 표면에만 연결 부재(520)의 암나사(ITH)가 결합될 수 있다. 다른 예로, 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 결합 시에, 로드(410D)는 제1 나사홈(GR1)의 표면보다, 제1 나사산(RD1)의 표면 및/또는 제1 연결부(CP1)의 표면에 더 큰 접촉면적을 가질 수 있다.
도 16를 참조하면, 로드(410E)는 제1 곡률 반경(R1)을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제2 곡률 반경(R2)을 가지는 제1 나사홈(GR1)을 가질 수 있다. 제1 곡률 반경(R1)은 제2 곡률 반경(R2)보다 크게 설정될 수 있다.
도 15의 로드(410D)와 비교하면, 로드(410E)는 각각 소정의 곡률을 가지는 제1 나사산(RD1)과 제1 나사홈(GR1)이 서로 연결되게 형성될 수 있다. 연결 부재(520)의 암나사(ITH)와 접촉하는 영역은 제1 나사산(RD1)의 표면에만 형성되거나, 제1 나사홈(GR1)의 표면보다 제1 나사산(RD1)의 표면에 더 크게 형성될 수 있다.
도 17은 약액 주입 장치(10)의 구동에 따른 약액량의 변화 및 구동 모드의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 5 내지 도 8 및 도 17을 참조하면, 약액 주입 장치(10)를 사용자에게 부착하기 전에 레저버(210)로 약액(D)을 저장하고, 이후 레저버(210)에서 니들(N)로 약액(D)을 토출하여 약액(D)을 사용자에게 주입하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
<약물 저장 단계>
사용자는 외부의 약액 주입기(미도시)를 이용하여 약액 주입 장치(10)의 레저버 유닛(200)에 약액을 주입한다. 도 5를 보면, 약액을 주입하기 전에는 레저버(210)의 전단에는 플런저(230)가 배치되며, 플런저(230)의 후단에는 로드(410)가 연결 부재(520)에 조립되어 있다. 이때에는 커플러(510)가 연결 부재(520)를 그립하지 않으므로, 구동 휠(420)은 로드(410)와 연결되지 않는다.
사용자는 약액 주입기(미도시)에 주입될 약액(D)을 넣고, 상기 약액 주입기를 레저버 유닛(200)의 입구단으로 삽입한다. 이때, 레저버(210)의 내부에 잔류된 공기는 프라이밍 될 수 있다.
상세히, 레저버 유닛(200)의 조립과정에서, 레저버(210)와 플런저(230) 사이에 공기가 잔류된다. 공기가 레저버(210)에 잔류된 상태에서 약액을 주입하면, 공기도 함께 사용자에게 주입될 위험이 있으므로, 공기를 제거하는 동작(프라이밍 동작)이 필요하다.
약액이 약액 주입기에서 레저버(210)로 유입되기 시작하면, 레저버(210)의 내표면과 플런저(230) 사이에 유입되면서 잔류된 기체를 니들(N)로 밀어 낸다. 이때, 안내홈(211)을 따라 기체가 이동할 수 있다. 즉, 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체는 유입되는 약액(D)에 의해서 안내홈(211)의 안내를 따라 니들(N)로 배출될 수 있다. 니들(N)을 통과한 기체는 니들 커버 조립체(700)로 이동하고, 니들 커버 조립체(700)의 필터 부재(730)를 통과하여 외부로 배출된다. 안내홈(211)의 가이드에 의해서, 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체는 신속하게 외부로 배출되어, 레저버(210)의 기체를 제거할 수 있다.
약액(D)이 레저버(210)에 주입되는 양에 따라 제1 센서 유닛(910A)이 구동될 수 있다.
약액(D)의 주입에 따라 플런저(230)가 P-1지점을 통과하면, 커넥터 부재(250)는 제1 위치(P1)에서 제1 접촉단(911)과 접촉한다. 이후, 플런저(230)가 P-2지점을 통과하면, 커넥터 부재(250)는 제2 위치(P2)에서 제2 접촉단(912)과 접촉한다.
일 실시예로, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)을 전기적으로 연결하면, 제1 모드가 구동된다. 제1 모드는 약액 주입 장치(10)를 깨우는(AWAKE) 모드이며, 이후에 약액 주입 장치(10)가 사용자에게 부착되면 즉시 구동되도록 약액 주입 장치(10)를 미리 예열할 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)등을 통해서 사용자에게 레저버(210)에 약액(D)이 미리 설정된 제1 기준량이 저장된 것을 알려주어, 사용자가 약액 주입 장치(10)를 사용하도록 미리 알려줄 수 있다.
다른 실시예로, 커넥터 부재(250)가 제1 접촉단(911)과 연결되면 제어 모듈(16)이 제1 이벤트로 인식하고, 제2 접촉단(912)과 연결되면 제어 모듈(16)이 제2 이벤트로 인식할 수 있다. 즉, 커넥터 부재(250)가 각각의 다른 접촉단과 접촉하면 서로 다른 이벤트를 인식하고, 상기 이벤트들을 사용자에게 전달할 수 있다.
<부착 단계>
도 6과 같이, 레저버(210)에 약물(D)이 저장되면, 약액 주입 장치(10)는 사용자에게 부착된다. 전술한 약물 저장 단계에서 니들 커버 조립체(700)를 통해서 레저버(210)에 있던 기체가 제거(프라이밍 동작이 완료)되었으므로, 니들 커버 조립체(700)는 약액 주입 장치(10)에서 제거된다.
사용자는 약액 주입 장치(10)를 사용자에게 부착하고, 니들 조립체(100)를 회전시켜, 니들(N) 및 캐뉼러를 피부에 삽입한다. 니들(N)은 캐뉼러와 함께 피부에 삽입되며, 캐뉼러가 피부에 삽입되는 것으 유도할 수 있다.
이후에 니들(N)은 피부에서 인출되되, 캐뉼러와 연결된 상태를 유지한다. 사용자가 니들 조립체(100)를 더 회전하면, 니들(N)은 캐뉼러가 피부에 삽입된 상태에서 상부로 이동한다. 캐뉼러 및 니들(N)은 적어도 일부가 연결되고, 약액이 이동하는 경로를 형성 및 유지한다.
<약물 주입 단계-제2 모드>
캐뉼러와 니들(N)이 사용자에게 삽입되는 동작과 실질적으로 동시에, 구동 모듈(300) 및 구동 유닛(400)이 구동된다. 약액 주입 장치(10)는 제2 모드에서 약액(D)을 설정된 주기 및 주입량에 따라 사용자에게 주입될 수 있다.
사용자가 니들(N)과 캐뉼러를 피부에 삽입하기 위해서 니들 조립체(100)를 회전하면, 트리거 부재(600)이 구동 모듈(300)을 구동시키게 된다. 구동 모듈(300)이 구동되면, 커넥터(CN)가 회동축을 중심으로 회전하면서 구동 휠(420)을 회전시킨다. 커넥터(CN)는 제1 연결단(421) 및 제2 연결단(422)을 교번하여 가력하면서 구동 휠(420)을 1티스 단위로 회전시킬 수 있다.
사용자가 니들 조립체(100)를 회전하면, 트리거 부재(600)가 도 7과 같이, 커플러(510)를 활성화 시킬 수 있다. 커플러(510)가 연결 부재(520)의 외측을 그립하게 되면, 구동 휠(420), 커플러(510), 연결 부재(520)는 하나의 바디로 일체화 된다. 따라서, 구동 휠(420)의 회전하면 연결 부재(520)도 함께 회전하고, 로드(410)는 전방으로 이동하게 된다.
로드(410)가 전방으로 이동하면, 플런저(230)도 함께 전방으로 이동하면서, 약액을 니들(N)로 배출시킬 수 있다. 따라서, 설정된 구동 모듈(300)의 구동 주기, 구동 속도에 따라 약물이 사용자에게 주입될 수 있다.
이때, 제2 센서 유닛(920)은 커넥터(CN)의 회동을 측정할 수 있다. 제2 센서 유닛(920)의 제1A 접촉단(921)과 제2A 접촉단(922)은 대응되는 커넥터(CN)의 단부와 교번하여 접촉한다. 제2 센서 유닛(920)은 제1A 접촉단(921)과 커넥터(CN)의 일단이 접촉하는 것을 센싱하고, 제2A 접촉단(922)과 커넥터(CN)의 타단이 접촉하는 것을 센싱한다.
일 실시예로, 제2 센서 유닛(920)의 접촉단과 커넥터(CN)가 접촉하면, 제2 센서 유닛(920)은 전기적 신호를 센싱할 수 있다. 다른 실시예로, 제2 센서 유닛(920)의 접촉단과 커넥터(CN)가 접촉하면, 제2 센서 유닛(920)은 접촉에 따른 임팩트 신호를 센싱 할 수 있다.
제2 센서 유닛(920)은 커넥터의 회동을 측정한 데이터를 기초로 구동 모듈(300)과 커넥터(CN)의 구동 여부를 측정하거나, 커넥터(CN)에 의해서 구동 휠(420)의 구동여부를 측정하거나, 구동 휠(420)의 회전각 및/또는 회전속도를 측정하거나, 구동 휠(420)의 회전에 의해서 플런저(230)의 이동거리 및 약액의 주입량을 측정할 수 있다.
구동 휠(420)이 회전하면, 엔코더 유닛(930)은 구동 휠(420)의 회전각, 회전 속도 등을 측정할 수 있다. 제1B 접촉단(931)은 커버단(933A)과 전기적 접촉을 유지하나, 제2B 접촉단(932)은 티스단(933B)과 전기적 접촉을 유지하나, 티스단(933B)을 벗어나면 전기적 접촉이 해제될 수 있다.
엔코더 유닛(930)은 전기적으로 연결 신호 및/또는 전기적으로 해제 신호를 측정하여, 구동 휠(420)의 회전과 관련된 데이터를 측정할 수 있다. 제어 모듈(16)은 엔코더 유닛(930)에서 측정된 데이터를 기초로 구동 휠(420)의 회전각, 회전 속도를 산출하고, 이를 기초로 플런저(230)의 이동거리 및 약액의 토출량을 계산할 수 있다.
<약물 주입 단계-제3 모드>
플런저(230)가 P-2위치에 위치하고, 커넥터 부재(250)가 제2 위치(P2)에 위치하면, 제1 센서 유닛(910A)에서 제1 접촉단(911)과 제2 접촉단(912)이 전기적으로 분리된다. 제어 모듈(16)은 제1 센서 유닛(910A)이 전기적으로 해제되면 제3 모드가 활성화 될 수 있다.
제3 모드에서는 제어 모듈(16)은 사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및/또는 알람 유닛(800)을 통해서 사용자에게 저장된 약액의 양이 제2 기준량에 해당한다는 알람 신호를 전달 할 수 있다. 제2 기준량은 제3 모드의 구동 시점에서 구동 모듈(300)이 인식하는 약액의 양으로 정의할 수 있다. 제어 모듈(16)은 레저버(210)에 남은 약액의 양이 기 설정된 제2 기준량이라는 점을 사용자에게 전달하여, 사용자는 약액 주입 장치(10)를 교체하는 것을 준비할 수 있다.
일 실시예로, 제1 기준량은 제2 기준량과 같은 약액 저장량으로 설정될 수 있다. 플런저(230)가 전진 또는 후퇴 이동으로, 커넥터 부재(250)가 제2 접촉단(912)과 접촉 또는 접촉 해제시에, 레저버(210)에서의 플런저(230)의 위치는 동일하므로, 제1 기준량과 제2 기준량은 동일하게 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 제1 기준량은 제2 기준량보다 큰 약액 저장량으로 설정될 수 있다. 제1 기준량은 제1 모드의 구동을 위해서 설정되는 기준값으로, 레저버(210)에 저장되는 약액의 양과 실질적으로 같도록 설정될 수 있다. 제2 기준량은 제3 모드의 시작 시점에서 구동 모듈(300)이 인식하는 약액의 양으로, 레저버(210)에 실제로 남아있는 약액의 양보다 더 적게 설정되어 마진을 가질 수 있다.
실제 레저버(210)에 저장된 약액의 양보다 제2 기준량이 적게 설정되므로, 실제 레저버(210)에는 실제의 약액 잔류량과 제2 기준량의 차이에 해당하는 마진을 가지게 된다. 비록 약액 주입 장치(10)에서 약액이 없는 것으로 알려주더라도, 레저버(210)에 남겨진 약액을 더 이용할 수 있어, 갑작스러운 약액의 단절이나 사고를 없애서, 약액 주입 장치(10)의 안전성을 높일 수 있다.
제3 모드에서는 약액의 잔류량이 중요하므로, 제어 모듈(16)은 제3 모드에서 매우 정밀하게 약액의 주입량, 레저버(210)에 약액의 잔류량을 계산할 수 있다. 제3 모드가 되면, 제2 센서 유닛(920)과 엔코더 유닛(930)에서 취득한 데이트를 기초로, 제어 모듈(16)은 구동 휠(420)의 회전각, 플런저(230)가 이동거리를 정확하게 측정하여, 약액의 토출량 및 레저버(210)에 남겨진 약액량을 엄밀하게 계산할 수 있다. 제3 모드에서 정확하게 계산된 약액의 잔류량은 실시간으로 사용자에게 전달하여, 사용자가 위험을 인식할 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 제3 모드에서만 레저버(210)에 남겨진 약액의 양을 정확하게 카우팅될 수 있다. 제2 모드에서는 레저버(210)에 저장된 약액의 양이 기 설정된 범위(즉, 제2 기준량)를 초과하므로 레저버(210)에 있는 약액의 양은 정밀하게 카운팅하지 않으나, 제3 모드에서는 레저버(210)에 저장된 약액의 양을 정량으로 카운팅할 수 있다. 약액 주입 장치(10)에 저장된 약액의 양이 알람이 필요한 수준에서만 약액의 저장량을 정밀하게 카운팅하므로, 약액 주입 장치(10)의 제어 부하를 줄일 수 있다.
본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 약액 주입 시스템
10: 약액 주입 장치
100: 니들 조립체
200: 레저버 유닛
300: 구동 모듈
400: 구동 유닛
500: 클러치 유닛
600: 트리거 부재
700: 니들 커버 조립체
800: 알람 유닛

Claims (5)

  1. 베이스 바디;
    상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체;
    상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내부에 플런저를 가지는 레저버;
    상기 플런저와 연결되고 외주면에, 제1 나사산과 제1 나사홈을 가지는 수나사를 구비한 로드; 및
    내주면의 적어도 일부에 제2 나사산과 제2 나사홈을 가지는 암나사를 구비하여, 삽입되는 상기 로드와 나사결합되는 연결 부재;를 포함하고,
    상기 로드는
    상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 높이 중심에서, 반경 방향의 외측에서만 상기 연결 부재의 암나사와 접촉하며,
    상기 제1 나사산은 볼록한 제1 곡률 반경을 가지고, 상기 제1 나사홈은 오목한 제2 곡률 반경을 가지며,
    상기 제2 나사산은 볼록한 제3 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 나사홈은 오목한 제4 곡률 반경을 가지되,
    상기 제1 곡률 반경은 상기 제4 곡률 반경과 다르며, 상기 제2 곡률 반경은 상기 제3 곡률 반경과 다른, 약액 주입 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 로드는
    이웃하는 상기 제1 나사산 사이의 거리를 피치로 가지고, 상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 거리를 제1 높이로 가지되, 상기 높이는 상기 피치의 50%이하인, 약액 주입 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 나사산과 상기 제1 나사홈 사이의 제1 높이는 상기 제2 나사산과 상기 제2 나사홈 사이의 제2 높이보다 작은, 약액 주입 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 곡률 반경은 상기 제4 곡률 반경보다 크고, 상기 제2 곡률 반경은 상기 제3 곡률 반경보다 작은, 약액 주입 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 곡률 반경 및 상기 제2 곡률 반경 중 적어도 하나는
    상기 제3 곡률 반경과 상기 제4 곡률 반경 사이인, 약액 주입 장치.
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