KR20120019818A - 원 모터 자동주사장치 - Google Patents

Abstract

원 모터 자동주사장치를 개시한다. 본 발명은 권총형 케이스에 주사기를 장착하여 사용하는 자동주사장치에 있어서, 주사기의 실린더를 지지하기 위한 지지부와, 주사기의 피스톤을 파지하기 위한 파지부와, 파지부를 왕복 이송하기 위한 이송부와, 이송부를 구동하기 위한 모터와, 주사기의 실린더가 지지부에서 후방으로 밀리기 시작하는 순간을 감지하기 위한 센서와, 센서에 의해 주사기 실린더가 후방으로 밀리기 시작한 시점에서 모터를 정회전으로 구동하여 이송부에 연동된 파지부를 전방으로 이송하여 파지부에 장착된 피스톤을 눌러서 실린더 내부의 약물을 주사 바늘을 통해 주입하기 위한 제어부를 포함한다. 따라서 본 발명에서는 피스톤을 제어하기 위한 하나의 모터만으로 자동주사장치를 구성할 수 있으므로 생산원가를 낮출 수 있다.

Description

원 모터 자동주사장치{Automatic Injection Apparatus having Single Motor}

본 발명은 자동주사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원 모터 방식 자동주사장치에 관한 것이다.

최근에 피부의 노화방지를 위해 여러 형태로 피부를 시술하는 방법이 소개되고 있다. 그 중에서도 가장 대표적인 것이 피부에 영양성분이 포함된 이로운 물질을 사용하여 마사지 하는 형태가 가장 널리 사용되고 있는 것이다.

그러나 이와 같은 마사지 형태의 피부를 시술하는 방식은 피부의 표피층으로 영양분을 공급하여 표피층을 윤택하게 하는 것이지만 오랜 시간을 지속하지 못하여 주기적인 관리가 요구되는 불편함은 물론 경제적으로 많은 비용이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.

다른 방법은 주사기 등을 사용하여 피부에 미용액을 주입하는 매뉴얼 방식 또한 많이 사용되고 있다. 즉 부분비만, 피부미용, 미용성형 분야에서 메조 테라피(Meso Therapy)라는 메디컬 치료법이 소개되고 있다. 메조 테라피란 미세한 주사바늘을 이용해 치료효과를 보고자 하는 부위에 필요한 여러 가지 약물 성분을 적절하게 혼합하여 메조 건으로 직접 주입하는 시술, 즉 약물을 직접 피부층에 주입하는 시술법이다.

약물 주사법에서는 주입되는 적정 용량의 약물을 제어하는 기술이 요구된다. 약물이 매우 고가일 뿐만 아니라 수십 내지 수백 번의 주사에서 항상 균일한 약물의 주입과 주사 초기에 주사 바늘에 약물을 장전하는 과정에서 필요이상으로 약물이 소비되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하고자 종래에는 메조건과 같은 자동주사장치(등록특허 제745554호)를 사용하였다.

그러나 종래의 자동주사장치는 주입되는 주사바늘을 세팅하기 위한 주사바늘 주입 깊이 제어용 모터와 약물을 주입하기 위한 약물 주입 제어용 모터가 사용되기 때문에 기구적으로 두개의 모터에 의한 주사기 이송구조와 2개의 모터와 이를 콘트롤하기 위한 콘트롤 회로 및 프로그램 등의 개발 등으로 제품 원가가 상승될 수밖에 없었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 모터를 사용하는 자동주사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조원가를 대폭적으로 낮출 수 있는 자동주사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용하기 편리한 자동주사장치를 제공하는 데 있다.

다만, 본 발명의 기술적 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 권총형 케이스에 주사기를 장착하여 사용하는 자동주사장치에 있어서, 주사기의 실린더를 지지하기 위한 지지부와, 주사기의 피스톤을 파지하기 위한 파지부와, 파지부를 왕복 이송하기 위한 이송부와, 이송부를 구동하기 위한 모터와, 주사기의 실린더가 지지부에서 후방으로 밀리기 시작하는 순간을 감지하기 위한 센서와, 센서에 의해 주사기 실린더가 후방으로 밀리기 시작한 시점에서 모터를 정회전으로 구동하여 이송부에 연동된 파지부를 전방으로 이송하여 파지부에 장착된 피스톤을 눌러서 실린더 내부의 약물을 주사 바늘을 통해 주입하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는 센서에 의해 주사기 실린더가 후방으로 밀리는 힘이 제거되는 순간을 감지하여 모터를 역회전으로 구동하여 이송부에 연동된 파지부를 후방으로 이송하여 파지부에 장착된 피스톤을 잡아 당겨서 실린더 내부를 감압하여 주사 바늘을 통해 약물이 흘러나오지 않도록 제어한다. 본 발명에서 장착되는 주사기의 주사바늘은 주입깊이 조절형 주사바늘을 사용한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 피스톤 이송용 모터만을 사용하므로 기존의 2개의 모터를 하나의 모터로 구성하고 주사 바늘 주입 깊이 구성 부분을 제거할 수 있으므로 부품 수를 줄여 제조원가를 대폭 감소할 수 있어서 제품의 가격 졍쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한 주사 바늘 주입 깊이를 주사기에서 직접 세팅하므로 자동주사장치의 제어 프로그램이 단순화되고 자동주사장치의 초기 세팅 과정이 줄어들게 되므로 사용하기 편리하다.

다만, 본 발명의 유리한 효과는 상기 언급된 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 자동주사장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 자동주사장치의 주사기 장착부의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 제1주입 깊이로 조절된 상태의 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 제2주입 깊이로 조절된 상태의 단면도.
도 6은 본 발명의 자동주사장치의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 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.

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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명에 의한 자동주사장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 자동주사장치의 주사기 장착부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 자동주사장치(100)는 권총 케이스(10)(가상선으로 표시), 주사기 장착부(20), 제어부(30), 바늘 깊이 조절형 주사기(40)를 포함한다.

권총 케이스(10)의 총열 부분에 주사기 장착부(20)가 설치된다.

주사기 장착부(20)는 지지부(21), 파지부(22), 이송부(23), 모터(24), 센서(25)를 포함한다. 바늘 깊이 조절형 주사기(40)는 바늘 깊이 조절형 멀티주사바늘(41), 실린더(42), 피스톤(43)을 포함한다.

주사기 장착부(20)의 이송부(23)는 이송 프레임(23a) 내부에 이송 스크류(23b)가 회전 가능하게 설치되고 이송 스크류(23b)의 회전축은 모터(24)의 회전축에 연동된다. 파지부(22)의 하단은 이송 스크류(23b)에 나사 결합되어 이송 스크류(23b)가 정회전하면 앞으로 전진하고 역회전하면 뒤로 후진하는 왕복 이송된다. 파지부(22) 상단에는 주사기(40)의 피스톤(43)의 후단 플렌지(43a)를 홀딩하기 위한 피스톤 홀더(22a)가 설치된다. 이송부(23)의 이송 프레임(23a)의 선단에는 지지부(21)가 고정되고 지지부 상단에는 주사기(40)의 실린더 선단(42a)이 삽입되는 삽입홈(21a)이 형성된다.

이송 프레임(23a)의 중간 외측에는 'u'자형 센서(25)가 설치되고 센서(25)의 수직 바들 사이에 피스톤(43)이 위치하고 실린더(42)의 후단 플렌지(42b) 직 후방에 수직 바들이 배치된다. 센서(25)의 하단 가로대에는 스프링(25a)의 일단이 고정되고 스프링(25a)의 타단은 이송 프리엠 또는 권총 케이스 내측에 고정된다. 따라서 센서(25)는 실린더(42)가 외력에 의해 후방으로 밀리면 실린더(42)에 의해 후단 플렌지(42b)의 직후방에 배치된 센서(25)의 수직 바를 후방으로 밀게 된다. 센서(42)는 실린더(42)에 의해 후방으로 밀리는 것을 감지한다. 센서(25)는 후방으로 밀리는 힘이 제거되면 스프링(25a)의 복원력에 의해 원래 위치로 복원된다. 센서(25)는 접촉식, 광학식, 압전식 또는 가변 저항식 등 다양한 센싱 방식이 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 제1주입 깊이로 조절된 상태의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 멀티주사바늘의 바람직한 일실시예의 제2주입 깊이로 조절된 상태의 단면도이다.

도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 일실시예의 멀티주사바늘(400)은 9개의 바늘들(410), 멀티주사바늘 허브(420), 멀티주사바늘 캡(430), 중공 원통 회전체(440), 보호캡(450)을 포함한다.

9개의 바늘들(410)은 중앙에 하나의 바늘이 배치되고 그 주변에 8개의 바늘들이 배치된 것이다. 본 발명에서는 바늘의 개수와 배치상태는 실시예에 그치는 것이 아니라 다양한 변형이 가능하다. 예컨대 2×2, 3×3, ..., n×n 등의 배치, 일렬로 배치, 2열로 배치 등의 다수의 바늘들의 다양한 배치가 가능하다. 또한 바늘의 굵기도 예컨대 0.1mm ~ 3mm 범위 내에서 다양한 굵기를 가질 수 있다.

멀티주사바늘 허브(420)는 원통형 선단부(422)와 파이프형 후단부(424)로 구성된다. 원통형 선단부(422)는 외주면(422a)에 수직방향으로 4개의 가이드 홈(422b)들이 등간격으로 형성된다. 여기서 수직이란 바늘들(410)의 길이방향과 평행한 방향과 동일한 방향이다. 각 가이드 홈(422b)들은 외주면 선단 에지로부터 일정 길이만큼 형성된다. 원통형 선단부(422)의 후단 에지와 가이드 홈(422b)의 후단 사이의 외주면에는 걸림홈(422c)이 형성된다. 걸림홈(422c)은 원주방향으로 연장되어 환형을 형성한다. 원통형 선단부(422)의 내부에는 내부공간부(422d)가 형성되고 이 내부공간부(422d)에 중공형 바늘들(410)의 종단이 배치되어 바늘들(410)의 내부 중공부와 연통된다. 파이프형 후단부(424)는 그 종단에 플렌지(424a)가 형성되고 내측에 주사기 실린더의 선단이 삽입되는 삽입홈(424b)이 형성된다. 파이프형 후단부(424)의 삽입홈(424b)으로부터 원통형 선단부(422) 내부공간부(422d)로 연통되는 연결통로(426)가 형성된다. 그러므로 주사액이 연결통로(426), 내부공간부(422d) 및 바늘들(410)의 중공부를 통하여 바늘 선단으로 제공된다.

멀티주사바늘 캡(430)은 전면(432), 외주면(434), 내주면(436)을 가진 후방이 터진 실린더 구조를 한다. 전면(432)에는 9개의 바늘들(410)이 관통되는 관통홀(432a)들이 형성된다. 외주면(434)으로 형성된 외경은 중공 원통 회전체(440)의 내경 보다는 작고 내주면(436)으로 형성된 내경은 원통형 선단부(422)의 외경 보다 큰 사이즈를 가진다. 외주면(434)의 후방에는 수 나사산(434a)이 형성되고, 내주면(436)에는 수직방향으로 연장되는 4개의 가이드 레일들(436a)이 등간격으로 형성된다. 가이드 레일들(436a)은 원통형 선단부(422)의 외주면에 형성된 4개의 가이드 홈들(422b)에 삽입되어 수직방향으로 활주되게 결합된다.

중공 원통 회전체(440)는 외주면(442)와 내주면(444)을 가진다. 내주면(444)으로 형성되는 내경은 멀티주사바늘 캡(430)의 외경 보다 크다. 내주면(444)에는 암 나사산(444a)이 형성되고 이 암 나사산(444a)은 숫 나사산(434a)과 치합되어 나사 결합된다. 암 나사산(444a)이 형성된 후방 내주면(444)에는 환형의 걸림돌기(444b) 또는 걸림 테가 형성된다. 걸림돌기(444b)는 걸림홈(422c)에 삽입되어 중공 원통 회전체(440)가 수직방향으로 이동되지 않고 제자리에서 회전만 되게 하는 역할을 한다. 그러므로 중공 원통 회전체(440)가 제자리에서 회전되면 암 나사산(444a)에 맞물린 수 나사산(434a)이 수직 방향으로 힘을 받게 되므로 멀티주사바늘 캡(430)이 수빅 방향, 즉 바늘의 길이방향으로 이동된다. 그러므로 멀티주사바늘 캡(430)의 관통홀(432a)을 통하여 전면(432) 밖으로 노출된 바늘(410)의 길이가 달라지게 된다. 즉 시술자는 중공 원통 회전체(440)를 돌려서 피부에 주입되는 바늘의 깊이를 세팅할 수 있게 된다. 즉 도 4는 주입 깊이가 깊은 바늘 길이 세팅상태이고, 도 5는 주입 깊이가 얕은 바늘길이 세팅상태를 나타낸다.

보호 캡(450)은 노출된 바늘 부분을 보호하기 위하여 멀티주사바늘 캡(430)의 외주면(434) 선단부에 착탈 가능하게 장착된다.

도 6은 본 발명의 자동주사장치의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도를 나타낸다.

도면을 참조하면 자동주사장치(100)에 주사기(40)를 장착한 상태에서 보호 캡(450)을 벗기고 멀티주사바늘 캡(430)을 돌려서 바늘의 주입 깊이를 세팅한다.

주입 깊이가 세팅된 상태에서 자동주사장치를 시술 부위에 대고 누르게 되면 주사바늘이 피부에 주입되기 직전에는 실린더(42)가 후방으로 밀리게 되고 이 밀리는 것을 시간 t0에서 센서(25)에서 감지되고 이 감지에 의해 제어부(30)에서는 시간 t1에서 모터(24)를 정회전시켜서 피스톤(43)을 전진시킨다. 피스톤(43)이 전진되면서 실린더(42) 내부의 약물이 피부층의 바늘 주입 깊이에 투입된다. 제어부(30)에서는 시간t0와 t1 사이의 간격을 바늘이 피부를 뚫고 주입되어 세팅된 주입 깊이까지 주입된 시간 간격으로 조정한다.

시간 t2에서 자동주사장치를 피부로부터 떼어 내기 시작하면 실린더(42)에 가해진 힘이 제거되면서 센서(25)가 이를 감지한다. 이에 제어부(30)에서 시간 t3에서 모터(24)의 정회전을 정지시키고 모터를 역회전시킨다. 모터(24)의 역회전에 의해 피스톤(43)이 후진되므로 실린더(42) 내부에 감압이 걸리고 이에 멀티주사바늘에도 감압이 걸리면서 고가의 약물이 외부로 흘러 나가는 것을 방지시킨다. 제어부(30)에서는 시간 t2와 t3 사이의 시간간격은 바늘이 주입 깊이에서 피부 밖으로 빠져 나온 이후의 시간 타임으로 조정한다.

그러므로 시술자는 한번 바늘의 주입 깊이가 세팅된 상태에서는 자동주사장치를 시술부위에 누르고 떼고 누르고 떼는 방식으로 매우 간편하게 시술을 할 수 있으므로 넓은 시술 부위에 대해서 매우 빠르게 시술을 완료할 수 있다.

또한 본 발명에서는 단지 피스톤을 전진시키는 모터만을 구동하면 되므로 바늘을 주입시키기 위한 모터 및 관련된 주사기 이송 메카니즘을 구성하는 부품들을 모두 제거할 수 있어서 자동주사바늘의 무게 및 부피를 줄일 수 있으므로 사용하기 간편하고 그만큼 제조원가를 절감시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 멀티주사바늘에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 도면 및 그에 대한 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예컨대 상술한 실시예에서는 가이드 홈과 가이드 레일의 구조를 설명하였으나 이들 구조 없이 다수의 바늘들과 관통홀이 이를 대신할 수도 있다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상이 본 발명의 실시예로 한정되어서는 아니 될 것이다.

Claims (3)

1. 권총형 케이스에 주사기를 장착하여 사용하는 자동주사장치에 있어서,
   주사기의 실린더를 지지하기 위한 지지부;
   주사기의 피스톤을 파지하기 위한 파지부;
   상기 파지부를 왕복 이송하기 위한 이송부;
   상기 이송부를 구동하기 위한 모터;
   상기 주사기의 실린더가 상기 지지부에서 후방으로 밀리기 시작하는 순간을 감지하기 위한 센서;
   상기 센서에 의해 주사기 실린더가 후방으로 밀리기 시작한 시점에서 상기 모터를 정회전으로 구동하여 상기 이송부에 연동된 파지부를 전방으로 이송하여 상기 파지부에 장착된 피스톤을 눌러서 실린더 내부의 약물을 주사 바늘을 통해 주입하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 자동주사장치.
2. 제1항에 있어서, 제어부는
   상기 센서에 의해 주사기 실린더가 후방으로 밀리는 힘이 제거되는 순간을 감지하여 상기 모터를 역회전으로 구동하여 상기 이송부에 연동된 파지부를 후방으로 이송하여 상기 파지부에 장착된 피스톤을 잡아 당겨서 실린더 내부를 감압하여 주사 바늘을 통해 약물이 흘러나오지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동주사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 장착되는 주사기의 주사바늘은 주입깊이 조절형 주사바늘인 것을 특징으로 하는 자동주사장치.

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