KR20160075914A - 탄성체의 탄성복원율 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탄성체의 탄성복원율 측정장치는, 탄성체를 고정시키는 고정지그, 상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 양측을 가압하여 변형시키는 로드셀 및 상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 전후에 구비되어, 상기 탄성체가 상기 로드셀에 의해 전후 방향의 길이가 변형된 후 복원되는 과정에서의 복원량을 측정하는 길이변위계를 포함한다.

Description

탄성체의 탄성복원율 측정장치{Elastic Restoring Force Measuring Apparatus for Elastic Member}

본 발명은 탄성체의 탄성복원율 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성체의 복원량을 측정하여 탄성복원율을 측정하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 의료 분야에서는 인체 내에 수액을 주입하는 수액세트가 널리 사용되고 있다. 그리고 상기 수액세트는 수액용기로부터 떨어지는 수액방울을 모으는 드립챔버를 포함한다.

한편 2014년 8월 11일 식품의약품안전처의 '의료기기 허가·신고·심사 등에 관한 규정' 개정고시에 따라 프탈레이트류 함유 수액세트 신규 제조, 수입, 판매금지가 발효됨에 따라 드립챔버를 포함한 수액세트 부품 전체에 대하여 환경호르몬인 프탈레이트류 가소제 사용 금지가 의무화되고 있다.

따라서 드립챔버를 제조 시에도 기존 프탈레이트류 가소제 포함 PVC소재를 대체하려는 움직임이 활발하다.

하지만, 프탈레이트류 가소제를 적용하지 않은 신소재의 경우 일반적으로 기존 소재보다 유연성이 부족하기 때문에, 의료업계 종사자 등 사용자가 드립챔버를 조작하는 데 기존 소재에 비해 더 많은 힘이 소요되고, 사용 시 이질감이 들게 되는 문제가 있다.

따라서 기존소재와 신소재를 적용한 드립챔버의 탄성복원율을 비교하여, 신소재를 적용했을 때도 기존 소재를 적용했을 때와 유사한 성능을 갖도록 하는 것이 중요하다.

다만, 현재까지는 드립챔버와 같은 형상의 탄성체의 탄성복원율을 측정하기 위한 장치가 존재하지 않아 개발에 어려움이 따르고 있으며, 이에 따라 탄성체의 탄성복원율을 측정할 수 있는 장비의 개발이 시급한 시점이다.

한국등록특허 제10-0925607호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 탄성체의 탄성복원율을 간편하고 정밀하게 측정할 수 있는 탄성체의 탄성복원율 측정장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄성체의 탄성복원율 측정장치는, 탄성체를 고정시키는 고정지그, 상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 양측을 가압하여 변형시키는 로드셀 및 상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 전후에 구비되어, 상기 탄성체가 상기 로드셀에 의해 전후 방향의 길이가 변형된 후 복원되는 과정에서의 복원량을 측정하는 길이변위계를 포함한다.

그리고 상기 로드셀을 가압 방향 및 상기 가압 방향의 반대 방향으로 이송시키는 이송유닛을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 로드셀의 끝단은 라운드지게 형성될 수 있다.

그리고 상기 길이변위계는 상기 탄성체에 접촉되도록 구비되며, 상기 탄성체의 변형에 대응되어 이동 가능하게 형성될 수 있다.

또한 상기 탄성체는 일측이 개구된 내부공간을 가지도록 형성되며, 상기 고정지그는, 상기 탄성체의 하부를 지지하는 지지부 및 상기 지지부에 연결되고, 상기 내부공간으로 삽입되는 삽입부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 삽입부의 횡단면 면적은 상기 내부공간의 횡단면 면적보다 크게 형성될 수 있다.

또한 상기 길이변위계의 측정 결과에 따라 상기 탄성체의 탄성복원율을 산출하는 연산부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 연산부는, 상기 탄성체가 변형 후 길이와 복원 중 길이의 차를 변형 후 길이와 변형 전 길이의 차로 나누어 상기 탄성체의 탄성복원율을 산출할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 탄성체의 탄성복원율 측정장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 탄성체의 탄성복원율을 간편하고 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 측정 과정이 간단하여 빠른 시간 내에 탄성복원율을 산출할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 다양한 형상의 탄성체에 적용이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 수액세트의 일부 구성요소들을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치에 있어서, 고정지그에 드립챔버가 고정된 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치에 있어서, 로드셀 및 길이변위계가 드립챔버에 접촉된 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치에 있어서, 로드셀이 드립챔버를 가압한 모습을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치에 있어서, 드립챔버가 복원되는 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일반적인 수액세트의 일부 구성요소들을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수액세트는 커버(25)에 의해 보호되는 도입침(20)이 구비되며, 상기 도입침(20)이 수액용기를 찌르게 되면 수액이 상기 도입침(20) 및 커넥터(42)의 점적관(40)을 통해 드립챔버(10) 측으로 유입된다.

그리고 상기 도입침(20)과 상기 드립챔버(10) 사이에 구비된 커넥터(42)에는 공기유입장치(30)가 구비되며, 이에 따라 드립챔버(10)에 고인 수액을 펌핑할 경우 연결관(5)과 유량조절기(50)를 통해 인체 내로 유입된다.

여기서 상기 드립챔버(10)의 경우, 프탈레이트류 가소제 포함 PVC소재를 다른 소재로 대체하려는 움직임이 활발하게 이루어지고 있으나, 프탈레이트류 가소제를 적용하지 않은 신소재의 경우 일반적으로 기존 소재보다 유연성이 부족하기 때문에, 의료업계 종사자 등 사용자가 드립챔버를 조작하는 데 기존 소재에 비해 더 많은 힘이 소요되고, 사용 시 이질감이 들게 되는 문제가 있다.

따라서 대체 소재의 탄성복원율을 정밀하게 측정하여 기존의 드립챔버(10)의 사용감을 재현해야 할 필요가 있으며, 이에 따라 본 발명의 탄성복원율 측정장치를 적용할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 탄성복원율 측정장치 및 이를를 통해 드럽챔버(10)의 탄성복원율을 측정하는 과정에 대해 설명하도록 한다. 다만, 상기 드럽챔버(10)는 예시를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 탄성복원율 측정장치의 측정 대상은 드럽챔버(10)에만 한정되지 않고 다양한 탄성체일 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치(100)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치(100)에 있어서, 고정지그(150)에 드립챔버(10)가 고정된 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성복원율 측정장치(100)는 고정지그(150)와, 로드셀(130a, 130b)과, 길이변위계(140a, 140b)와, 이송유닛을 포함한다.

상기 고정지그(150)는 탄성체를 고정시키는 역할을 수행하며, 본 실시예에서 상기 고정지그(150)는 드립챔버(10)를 고정시키기 적합한 형상으로 형성된다.

구체적으로 상기 드립챔버(10)는 일측이 개구된 내부공간을 가지도록 형성되므로, 상기 고정지그(150)는 이를 안정적으로 고정할 수 있도록 상기 드립챔버(10)의 하부를 지지하는 지지부(152)와, 상기 지지부(152)에 연결되고, 상기 내부공간 내측으로 삽입되는 삽입부(154)를 포함하는 형태로 형성된다.

그리고 이때 상기 삽입부(154)의 횡단면 면적은, 상기 드립챔버(10)의 내부공간 횡단면 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같이 할 경우, 상기 드립챔버(10)는 일단부(12)가 확장되어 상기 삽입부(154)를 감싸는 형태로 형성되므로, 안정적으로 고정될 수 있다.

또한 본 실시예에서 상기 삽입부(154)의 높이는, 상기 드립챔버(10)에 형성된 언더컷(14)에 대응되는 높이로 형성하여 상기 드립챔버(10)를 필요 이상으로 확장할 필요가 없도록 하였다.

상기 로드셀(130a, 130b)은 한 쌍이 구비되며, 상기 고정지그(150)에 고정된 상기 드립챔버(10)의 양측을 가압하여 변형시키게 된다. 그리고 이와 같은 과정에서 상기 로드셀(130a, 130b)에 가해지는 하중을 측정할 수 있어, 이를 데이터로 활용할 수 있게 된다.

그리고 본 실시예에서 상기 로드셀(130a, 130b)의 끝단(132)은 라운드지게 형성될 수 있다. 이는 상기 드립챔버(10)를 실제로 사용하는 사용자의 손가락 끝부분의 모양을 모사한 것으로, 보다 실용적이고 정밀한 데이터를 얻을 수 있게 된다.

한편 상기 로드셀(130a, 130b)은, 상기 한 쌍의 로드셀(130a, 130b)을 각각 가압 방향 및 상기 가압 방향의 반대 방향으로 이송시키는 이송유닛에 의해 이동될 수 있다.

본 실시예에서 상기 이송유닛은 구동모터(110)와, 상기 구동모터(110)의 구동력을 전달받아 선형으로 이송되는 피스톤 어셈블리(120)를 포함하며, 상기 피스톤 어셈블리(120)의 일측에는 상기 로드셀(130a, 130b)이 구비된다.

상기 길이변위계(140a, 140b)는 상기 고정지그(150)에 고정된 상기 드립챔버(10)의 전후에 구비되며, 상기 드립챔버(10)가 상기 로드셀(130a, 130b)에 의해 전후 방향의 길이가 변형된 후 복원되는 과정에서의 복원량을 측정하는 역할을 수행한다.

즉 본 실시예에서 상기 길이변위계(140a, 140b)는 상기 로드셀(130a, 130b)과 직각을 이룬 상태로 함께 상기 드립챔버(10)의 둘레를 감싸도록 구비된다.

그리고 상기 길이변위계(140a, 140b)는 상기 드립챔버(10)에 접촉되도록 구비되며, 상기 드립챔버(10)의 변형에 대응되어 이동 가능하게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 로드셀(130a, 130b)에 의해 드립챔버(10)가 전후 방향으로 변형 시 간섭되지 않도록 할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 탄성복원율 측정장치로 드립챔버(10)의 탄성복원율을 측정하는 과정은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같다.

먼저 도 4와 같이, 로드셀(130a, 130b) 및 길이변위계(140a, 140b)가 드립챔버(10a)에 접촉된 상태로 구비된다. 이와 같은 상태에서 전술한 피스톤 어셈블리에 의해 로드셀(130a, 130b)이 드립챔버(10a)의 양측을 가압하게 되며, 이에 따라 도 5와 같이 드립챔버(10b)에 변형이 발생된다.

본 실시예에서 상기 드립챔버(10a)는 단면이 원형으로 형성되므로, 변형된 드립챔버(10b)는 로드셀(130a, 130b)의 하중 방향이 단축, 하중 방향의 수직 방향이 장축인 타원형으로 변형된다.

이후 전술한 피스톤 어셈블리에 의해 로드셀(130a, 130b)이 반대 측으로 이송되고, 이에 따라 도 6과 같이 드립챔버(10c)가 복원된다.

이와 같은 과정을 n회 수행 후, 최종적으로 시간의 흐름에 따라 복원된 길이에 따른 탄성복원율을 계산할 수 있다. 즉 상기 길이변위계(140a, 140b)가 최종 형태의 드립챔버(10c) 전후 방향의 길이 변화를 측정하여 복원량을 판단하게 된다.

이에 따라 상기 드립챔버(10)의 탄성복원율은, 상기 드립챔버(10)의 변형 후 길이와 복원 중 길이의 차를, 변형 후 길이와 변형 전 길이의 차로 나눈 값으로 산출될 수 있다. 즉 상기 드립챔버(10)가 원래의 형상에 어느 정도 가깝게 복원되었는지를 탄성복원율(%)로서 나타낼 수 있는 것이다.

그리고 이와 같은 탄성복원율은, 시간의 흐름에 따라 지속적으로 변화하게 되므로, 일정 시점을 기준으로 하여 드립챔버(10)의 표준 탄성복원율을 설정할 수 있다.

또한 이와 같은 과정은, 피스톤 어셈블리의 이동속도, 피스톤 어셈블리의 이동 거리, 로드셀의 용량, 길이변위계의 최대 측정 변위 등을 고려하여 이루어질 수 있으며, 또한 탄성복원율을 측정하고자 하는 탄성체의 특성에 따라 위와 같은 각 변수들 및 표준 탄성복원율의 기준이 되는 시점 등을 변경할 수 있다.

더불어, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 탄성복원율 측정장치(100)는 연산부를 더 포함할 수 있으며, 이와 같은 경우 상기와 같은 탄성복원율 산출 과정은 상기 연산부에 의해 이루어질 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 드립챔버 100: 탄성복원율 측정장치
110: 구동모터 120: 피스톤 어셈블리
130a, 130b: 로드셀 140a, 140b: 길이변위계
150: 고정지그 152: 지지부
154: 삽입부

Claims (8)

1. 탄성체를 고정시키는 고정지그;
   상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 양측을 가압하여 변형시키는 로드셀; 및
   상기 고정지그에 고정된 상기 탄성체의 전후에 구비되어, 상기 탄성체가 상기 로드셀에 의해 전후 방향의 길이가 변형된 후 복원되는 과정에서의 복원량을 측정하는 길이변위계;
   를 포함하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 로드셀을 가압 방향 및 상기 가압 방향의 반대 방향으로 이송시키는 이송유닛을 더 포함하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 로드셀의 끝단은 라운드지게 형성된 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 길이변위계는 상기 탄성체에 접촉되도록 구비되며, 상기 탄성체의 변형에 대응되어 이동 가능하게 형성된 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성체는 일측이 개구된 내부공간을 가지도록 형성되며,
   상기 고정지그는,
   상기 탄성체의 하부를 지지하는 지지부; 및
   상기 지지부에 연결되고, 상기 내부공간으로 삽입되는 삽입부;
   를 포함하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 삽입부의 횡단면 면적은 상기 내부공간의 횡단면 면적보다 크게 형성된 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 길이변위계의 측정 결과에 따라 상기 탄성체의 탄성복원율을 산출하는 연산부를 더 포함하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 탄성체의 변형 후 길이와 복원 중 길이의 차를 변형 후 길이와 변형 전 길이의 차로 나누어 상기 탄성체의 탄성복원율을 산출하는 탄성체의 탄성복원율 측정장치.

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