KR20180116343A - 유체 변위 및 가압 디바이스를 위한 작동 기구, 작동 방법 및 조립체 - Google Patents

유체 변위 및 가압 디바이스를 위한 작동 기구, 작동 방법 및 조립체 Download PDF

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롤랜드 더블유 카너
브라이언 에이 로버츠
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아트리온 메디칼 프로덕츠 인크.
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Abstract

유체 가압 및 변위 디바이스는 플런저의 대규모 이동 및 소규모 이동 둘 모두를 위해 구성된다. 플런저의 소규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저를 단지 회전시키기만 하면 되고; 플런저의 대규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저를 단지 누르거나 당기기만 하면 된다. 사용 시의 이러한 간단함은, 플런저가 그 운전자에 의해 눌러지거나 당겨지는 경우를 제외하고 하프 너트(또는 디바이스 내의 다른 적합한 구조)가 플런저와 맞물린 상태로 유지되기 때문에 가능하다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이다.

Description

유체 변위 및 가압 디바이스를 위한 작동 기구, 작동 방법 및 조립체
본 출원은 2016년 2월 25일일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/299,860호의 이익 향유를 주장하고, 이로써, 상기 미국 가특허 출원은 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로, 유체 가압 디바이스들, 예컨대, 카테터가 삽입된 풍선을 팽창 및 수축시키는 데에 사용하기 위한 주사기 디바이스들에 관한 것이다.
측정된 압력을 유체의 폐쇄 체적에 선택적으로 가하고 완화시키도록 적응된 유체 가압 디바이스들은, 혈관들 내부의 혈관성형술 풍선 절차들 또는 다른 유형들의 풍선 카테터 삽입 절차들에서 사용되는 풍선 카테터의 팽창 및 수축에 사용하기 위해 개발되었다. 이 목적을 위한 유체 가압 디바이스들은 일반적으로, 고-체적 유체 변위를 제공하며, 큰 피스톤에 부착된 플런저 스크류를 포함한다. 디바이스들은 상승된 압력들을 생성하기 위한 필수적인 기계적 장점을 제공하기 위해 너트 기구를 채용하며, 여기서, 피스톤에 대한 플런저 부하들은 500 lbF를 초과할 수 있다.
이러한 유형들의 디바이스들의 대부분은, 플런저 스크류와 너트의 원하는 맞물림 위치를 선택하기 위해, 이러한 디바이스들의 사용자들에 의한 명백하고 의도적인 행동을 요구한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,838,864호는, 하나의 그러한 디바이스 ― 카테터가 삽입된 풍선을 팽창 및 수축시키는 데에 사용하기 위한 주사기 디바이스를 개시한다. 디바이스는, 특정 풍선 압력을 달성하거나 유지하기 위해, 수동으로 작동되는 스크류 플런저를 사용하고, 압력은 연관된 압력 게이지를 사용하여 모니터링된다. 대규모 이동(즉, 플런저의 신속한 전진 또는 후퇴)을 위해 플런저를 해제하기 위해서, 부분적인 나사산이 스크류 플런저와 맞물림 해제되도록, 스프링-편향식 버튼이 사용자에 의해 눌려져야 한다. 스프링-편향식 버튼이 해제될 때, 부분적인 나사산이 스크류 플런저와 재맞물림된다.
유사하게, 미국 특허 제5,752,935호 및 제7,717,880호 및 제8,499,681호에 개시된 디바이스들 각각은 하프 너트 배열을 활용하고, 여기서, 하프 너트는 나사식 플런저와 선택적으로 맞물림되고 맞물림 해제된다. 디바이스의 사용자가 플런저의 대규모 이동(앞으로 또는 뒤로)을 실행하고 싶을 때, 사용자는 하프 너트가 나사식 플런저로부터 맞물림 해제되게 하는 레버를 이동시켜서, 플런저의 대규모 이동을 허용한다. 사용자는 하프 너트를 나사식 플런저와 재맞물림시키기 위해 레버를 다시 레버의 원래 위치로 이동시킨다.
미국 특허 번호 제5,209,732호 및 제9,084,873호 각각은, 피스톤을 운반하는 플런저 내에서 활주 가능한 긴 외부 나사식 스플라인을 활용하는 주사기 디바이스를 개시한다. 이 스플라인은, 디바이스 내에서 높은 압력을 형성하기 위해 필요한 스크류 기구의 기계적 장점을 제공하기 위해, 주사기 본체에 부착된 내부 나사식 너트 섹션과 맞물린다. 플런저의 자유 이동을 허용하기 위해 나사식 스플라인을 맞물림 해제하는 것은, 플런저 내에서 하방으로 그리고 후방으로 길이방향으로 스플라인을 후퇴시킴으로써 둘 모두의 디바이스들에서 달성된다. 미국 특허 제5,209,732호의 예에서, 사용자가 먼저, 플런저와 스플라인 T-손잡이 조립체 둘 모두에 대해 사용자의 손을 밀접하게 접근시켜 스플라인의 T-손잡이를, 차례로, 부착된 스플라인을 플런저 내로 하방으로 끌어당기는 플런저의 손잡이 내로 후퇴시킨다면, 나사식 스플라인에 부착된 T-손잡이 레버는 사용자 임의로 직접적으로 후퇴될 수 있다. 미국 특허 제9,084,873호의 예에서, 작동은 유사하지만; 맞물린 너트로부터 나사식 스플라인의 해제를 야기하기 위한 나사식 스플라인의 후퇴는, 사용자가 T-손잡이를 플런저 샤프트의 길이방향 축에 대해 횡방향으로 회전시킬 때 달성된다. 이러한 행동은, 나사식 스플라인에 연결된 링크 장치가, 플런저 내로 후방으로 그리고 하방으로 길이방향으로 스플라인을 후퇴시키는 것을 허용한다.
상기 언급된 디바이스들 중 임의의 디바이스에 의해 채용된 플런저 제어 기구와 상관없이, 이들 모두는 또한, 이들의 주사기 본체들 내로 작동 유체를 신속히 끌어당기기 위해 이들의 플런저들의 빠른 총 이동(즉, 대규모 이동)을 허용하기 위해, 그리고 풍선 절차를 위한 준비 동안 원치 않는 공기를 밖으로 퍼징하기 위해 이들의 나사식 맞물림 수단으로부터 자유롭고 독립적으로 작동 가능할 필요성을 갖는다. 부가적으로, 플런저들은 또한, 이전에 팽창된 카테터 장착된 풍선을 신속히 수축시키고 퍼징하기 위해 주사기 본체 내에 진공을 생성하기 위해 뒤로 빠르게 후퇴되는 것이 가능해야 한다. 이전에 논의된 특허받은 디바이스들의 모든 예들에서, 충전, 공기 제거, 가압, 감압, 및 카테터 장착된 풍선의 퍼징 중에서 각각 하나를 취하는 것은, 다음 원하는 작동 모드를 선택하기 위해(즉, 플런저의 소규모 이동만을 허용하는 것과 대조적으로, 플런저의 대규모 이동을 위한 디바이스를 가능하게 하기 위해), 사용자가 의도적으로 버튼을 누르거나, 레버를 이동시키거나, 손잡이를 조이거나, 손잡이를 횡방향으로 조작할 것을 요구한다. 다시 말해서, 위에서 설명된 종래 기술의 디바이스들 각각에서, 플런저의 소규모 이동은 기본 구성이고, 그 다음, 플런저의 대규모 이동을 허용하는 디바이스를 갖기 위해, 사용자는 디바이스의 버튼, 레버 또는 손잡이에 관한 명백한 행동을 수행해야 한다.
본 발명의 실시예의 목적은, 사용자들이 작동시키기에 쉽고 또 매우 직관적인, 스크류 플런저를 작동시키기 위한 개선된 기구를 갖는 유체 가압 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은, 그러한 디바이스를 작동시키고 조립하는 방법을 제공하는 것이다.
간략히, 본 발명의 실시예는, 사용자가 단지, 디바이스를 유체로 충전하기 위해 플런저를 당기도록, 그리고 원치 않는 공기 또는 유체를 디바이스에서 퍼징하기 위해 플런저를 앞으로 누르도록 구성된 유체 가압 및 변위 디바이스를 제공한다. 디바이스가 유체로 충전될 때, 플런저는 신속한 풍선 충전을 허용하기 위해 빠르게 앞으로 전진될 수 있거나, 사용자는 단지, 맞물린 플런저 나사산의 사용을 통해 기계적 장점을 활용함으로써 높은 풍선 압력들을 생성하기 위해 플런저 손잡이를 (예컨대, 시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 대안적으로, 플런저는 풍선의 신속한 수축을 허용하기 위해 빠르게 뒤로 당겨질 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선의 유체 압력을 천천히 감소시키기 위해 플런저 손잡이를 (예컨대 반시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 다시 말해서, 플런저의 소규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저를 단지 회전시키기만 하면 되고; 플런저의 대규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저를 단지 누르거나 당기기만 하면 된다. 사용 시의 이러한 간단함은, 플런저가 그 운전자에 의해 눌러지거나 당겨지는 경우를 제외하고 하프 너트(또는 디바이스 내의 다른 적합한 작동 기구)가 플런저와 맞물린 상태로 유지되기 때문에 가능하다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이며, 플런저를 단지 당기거나, 누르거나, 회전시키는 것을 수반한다.
본 발명의 구조 및 작동의 구성 및 방식은, 그의 추가적인 목적들 및 장점들과 함께, 첨부 도면들과 관련하여 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있으며, 첨부 도면들에서 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 식별하고:
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 변위 및 가압 디바이스의 사시도이고;
도 2는, 도 1의 선(A-A)을 따라 취해진, 도 1에 도시된 유체 변위 및 가압 디바이스의 횡단면도이고, 가압 동안의 디바이스를 보여주며;
도 3은, 도 1의 선(B-B)을 따라 취해진, 도 1에 도시된 유체 변위 및 가압 디바이스의 횡단면도이고, 가압 동안의 디바이스를 보여주며;
도 4는, 디바이스의 사용자 파지 조립체의 단면도이고, 디바이스의 가압 동안, 사용자 파지 조립체 내에 배치된 하프 너트 구성요소의 위치를 보여주며;
도 5는, 도 2와 매우 유사한 횡단면도이지만, 충전 동안의 디바이스를 보여주고;
도 6은, 도 3과 매우 유사한 횡단면도이지만, 충전 동안의 디바이스를 보여주고;
도 7은, 도 4와 매우 유사한 단면도이지만, 충전 동안의 하프 너트의 위치를 보여주고;
도 8은, 도 2 및 5와 매우 유사한 횡단면도이지만, 완전 진공 모드의 디바이스를 보여주고;
도 9는, 도 3 및 6과 매우 유사한 횡단면도이지만, 완전 진공 모드의 디바이스를 보여주고;
도 10은, 도 2, 5 및 8과 매우 유사한 횡단면도이지만, 분배 동안의 디바이스를 보여주고;
도 11은, 도 3, 6 및 9와 매우 유사한 횡단면도이지만, 분배 동안의 디바이스를 보여주고;
도 12는, 도 4와 매우 유사한 단면도이지만, 디바이스가 분배하는 동안의 하프 너트 구성요소의 위치를 보여주고;
도 13은, 도 1에 도시된 디바이스의 분해 사시도이고;
도 14는, 본 발명의 더 바람직한 제2 실시예에 따른 유체 변위 및 가압 디바이스의 사시도이고;
도 15는, 도 14의 선(C-C)을 따라 취해진, 도 14에 도시된 유체 변위 및 가압 디바이스의 횡단면도이고, 디바이스의 충전 동안의 디바이스(즉, "충전 모드"의 디바이스)를 보여주며;
도 16은, 도 14의 선(D-D)을 따라 취해진, 도 14에 도시된 유체 변위 및 가압 디바이스의 횡단면도이고, 충전 모드의 디바이스를 보여주며;
도 17은 도 14-16에 도시된 디바이스의 사용자 파지 조립체의 단면도이고, 디바이스가 충전 모드일 때 하프 너트 구성요소의 위치를 보여주며;
도 18은, 도 15와 매우 유사한 횡단면도이지만, 가압 동안의 디바이스(즉, "가압 모드"의 디바이스)를 보여주고;
도 19는, 도 16과 매우 유사한 횡단면도이지만, 가압 모드의 디바이스를 보여주고;
도 20은, 도 14에 도시된 디바이스의 사용자 파지 조립체의 단면도이고, 디바이스의 가압 동안, 사용자 파지 조립체 내에 배치된 하프 너트 구성요소의 위치를 보여주며;
도 21은, 도 15 및 18과 매우 유사한 횡단면도이지만, 분배 동안의 디바이스(즉, "분배 모드"의 디바이스)를 보여주고;
도 22는, 도 16 및 19와 매우 유사한 횡단면도이지만, 분배 모드의 디바이스를 보여주고;
도 23은, 도 20과 매우 유사한 단면도이지만, 디바이스가 분배 모드일 때 하프 너트 구성요소의 위치를 보여주고;
도 24는, 도 15, 18 및 21과 매우 유사한 횡단면도이지만, 디바이스 내의 진공이 잠겨진 이후의 디바이스(즉, "진공 잠김 모드"의 디바이스)를 보여주고;
도 25는, 도 16, 19 및 22와 매우 유사한 횡단면도이지만, 진공 잠김 모드의 디바이스를 보여주고;
도 26은, 전방 캐리어의 원형 턱에 진입하는 걸쇠를 보여주는 횡단면도이고;
도 27은, 도 26과 매우 유사한 횡단면도이지만, 걸쇠의 캠이 원형 턱 하에서 편향된 상태의 걸쇠를 보여준다.
도 28은, 도 15, 18, 21 및 24와 매우 유사한 횡단면도이지만, 디바이스 내의 진공이 해제된 이후의 디바이스(즉, "진공 해제 모드"의 디바이스)를 보여주고;
도 29는, 도 16, 19, 22 및 25와 매우 유사한 횡단면도이지만, 진공 해제 모드의 디바이스를 보여주고;
도 30은, 도 26 및 27과 매우 유사한 횡단면도이지만, 디바이스가 진공 잠김 모드일 때 걸쇠의 위치를 보여주고;
도 31은, 도 26, 27 및 30과 매우 유사한 횡단면도이지만, 디바이스가 진공 해제 모드일 때 걸쇠의 위치를 보여주고;
도 32는, 도 14에 도시된 디바이스의 분해도이다.
본 발명은 상이한 형태들의 실시예가 가능할 수 있지만, 본 개시내용이 본 발명의 원리의 예시로서 고려되어야 한다는 이해 하에 구체적인 실시예들이 도면들에 도시되고 본원에서 상세히 설명될 것이며, 본 발명을 예시된 바와 같은 것으로 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 유체 변위 및 가압 디바이스(10)를 예시한다. 디바이스(10)는 간단하고, 사용하기 쉬우며, 조립하기 쉽고, 매우 적은 부품들을 포함한다.
디바이스(10)는, 사용자가 한 손을 사용하여 맞잡기 위한 손잡이 고리(12) 또는 다른 유형의 파지 구조, 및 사용자가 다른 손을 사용하여 누르거나, 당기거나, 비틀 수 있는 손잡이를 포함한다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이며, 손잡이 고리(12)를 유지하는 동안 손잡이(14)를 단지 당기거나, 누르거나, 회전시키는 것을 수반한다.
디바이스(10)는 사용자 파지 조립체(16)를 포함하고, 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)의 일 단부(20)로부터 연장된다. 주사기 본체(22)는 다른 단부(24)로부터 연장된다. 주사기 본체(22)는, 궁극적으로, 디바이스(10)에 의해 가압될 카테터 삽입 풍선 등과 같은 디바이스에 대한 연결을 위해, 호스(28) 및 호스(28)의 단부에 루어(Luer) 커넥터(30)를 포함할 수 있는 호스 조립체(26) 등과 맞물리도록 구성된다.
디바이스(10) 내부의 유체 압력을 표시하기 위해, 바람직하게 압력 게이지(32)가 제공된다. 압력 게이지(32)는 주사기 본체(22)의 일부인 일체형 하우징(34)에 유지될 수 있다. 대안적으로, 압력 게이지(32)는 주사기 본체(22) 상에 제공된 나사식 구멍 내에 나사 결합되어, 주사기 본체(22)로부터 연장될 수 있다. 주사기 본체(22)는 게이지(32)와 주사기 본체(22) 내부의 압력 챔버(46) 사이에 연통을 제공하는 통로(36)를 포함한다.
사용자 파지 조립체(16)는, 사용자가 한 손을 사용하여 맞잡기 위한 손잡이 고리(12)(또는 다른 유형의 파지 구조)를 제공하고, 플런저(18)는 바람직하게, 사용자가 다른 손을 사용하여 누르거나, 당기거나, 비틀 수 있는 손잡이(14)를 포함한다.
디바이스(10)는, 사용자가 단지, 디바이스(10)를 유체로 충전하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 당기도록, 그리고 원치 않는 공기 또는 유체를 디바이스(10)에서 퍼징하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 앞으로 누르도록 구성된다. 디바이스(10)가 유체로 충전될 때, 사용자는 (예를 들어) 풍선을 신속하게 충전하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 빠르게 앞으로 누를 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선에 압력을 천천히 부가하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 (예컨대 시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 풍선을 신속하게 수축시키기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 빠르게 뒤로 당길 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선의 유체 압력을 천천히 감소시키기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 (예컨대 반시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다.
다시 말해서, 플런저(18)의 소규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 회전시키기만 하면 되고; 플런저(18)의 대규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 누르거나 당기기만 하면 된다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이며, 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 당기거나, 누르거나, 회전시키는 것을 수반한다.
도 2 및 3은, 디바이스의 내부 구성요소들을 볼 수 있는 횡단면도들을 제공한다. 구체적으로, 도 2는, 도 1의 선(A-A)을 따라 취해진, 디바이스의 횡단면도이고, 반면에 도 3은 선(B-B)을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(38)이 플런저(18)의 단부(40)와 맞물리고, 적어도 하나의 피스톤 밀봉부(42)(예컨대, 하나 이상의 o-링들)가 피스톤(38) 상에 배치된다. 피스톤 밀봉부(42)는, 주사기 본체 내의 압력 챔버(46)가 가압될 수 있도록, 그리고 유체가 압력 챔버(46)로부터, 피스톤 밀봉부(42)를 지나서 이동할 수 없도록, 주사기 본체(22)의 내벽(44)과 맞물린다. 플런저(18)의 단부(40)와의 피스톤(38)의 맞물림은 통상적일 수 있다. 피스톤(38)은 바람직하게, 이하에서 후에 더 상세히 설명될 하나 이상의 멈춤쇠 귀들(48)을 포함한다.
플런저(18)는 플런저 상에 나사산(50)을 포함하고, 나사산은 디바이스(10)에서 하프 너트(52)(또는 다른 적합한 작동 기구)와 맞물리고 맞물림 해제되도록 구성된다. 하프 너트(52)는 하프 너트 상에 나사산(54)을 갖고, 나사산은 플런저(18) 상의 나사산(50)과 나사 결합식으로 맞물리고 맞물림 해제된다. 하프 너트(52)가 플런저(18) 상의 나사산(50)과 맞물릴 때, 플런저(18)는, 피스톤(38)이 주사기 본체(22) 내에서 천천히 전진 또는 후퇴하게 하기 위해, 사용자에 의해(손잡이(14)를 사용하여) 회전될 수 있다.
바람직하게 전방 캐리어(58), 후방 캐리어(60), 및 전방 캐리어와 후방 캐리어 사이에 배치된 중심화 스프링(62) 형태인 캐리어 조립체(56)가 주사기 본체(22)에 배치된다. 플런저(18)는 캐리어 조립체(56)를 통해(즉, 2개의 캐리어들(58, 60)을 통해 그리고 스프링(62)을 통해) 연장된다.
주사기 본체(22)는 바람직하게, 배향 채널들(64, 66), 예컨대, 최상부 배향 채널(64) 및 측 배향 채널들(66)을 포함하고, 이 채널들은 각각, 최상부 안내 홈(68) 및 측 안내 홈들(70)을 한정한다. 이러한 안내 홈들(68, 70)은 전방 캐리어(58) 상의 돌기들(74)을 수용할뿐만 아니라, 후방 캐리어(60) 상의 정렬 탭들(72)도 수용하여, 캐리어들(58, 60)이 주사기 본체(22)에서 회전하는 것을 방지하며, 일반적으로, 캐리어 조립체(56)의 이동을 위한 경로를 디바이스(10)의 길이방향 축(76)과 동축으로 한정한다.
전방 캐리어(58)는 중심화 스프링(62)의 일 단부를 수용하기 위한 스프링 포켓(78)을 포함하고, 후방 캐리어(60)는 중심화 스프링(62)의 반대쪽 단부를 수용하기 위한 스프링 포켓(80)을 포함한다. 후방 캐리어(60)는 바람직하게, 하프 너트(52)를 수용하는 하프 너트 포켓(82)을 한정한다. 바람직하게, 주사기 본체(22)는 개구(84)를 제공하고, 하프 너트(52)는 후방 캐리어(60)의 하프 너트 포켓(82) 및 개구(84) 내에서 작동한다.
하프 너트(52)는, 하프 너트 포켓(82)에 위치된 대응하는 추력 면(88)과 맞물리는 추력 표면(86)을 갖는다. 후방 캐리어(60)는 또한 바람직하게, 주사기 본체(22) 상에 제공된 대응하는 걸쇠 슬롯들(92)과 맞물리는 걸쇠들(90)을 포함한다. 하프 너트(52)로부터의 추력은 추력 표면(86)과 추력 면(88) 간의 상호 작용을 통해 후방 캐리어(60)에 전달된다. 걸쇠들(90) 및 대응하는 걸쇠 슬롯들(92)은, 그 후에 후방 캐리어(60)가 이러한 추력을 주사기 본체(22)에 전달할 수 있다는 것을 제공하도록 기능한다.
추력 표면(86)에 부가하여, 하프 너트(52)는 바람직하게, 하프 너트(52)의 바닥(96) 상에 형성된 지지 리브들(94)을 포함한다. 이러한 지지 리브들(94)은 사용자 파지 조립체(16) 내부에 제공되는 부벽 요소들(98), 예컨대, 3개의 부벽 요소들에 지탱된다. 본원에서 이후에 더 완전히 설명될 바와 같이, (부하를 받는 동안) 하프 너트(52)에 대한 방사상 힘은 이러한 부벽 요소들(98)에 의해(지지 리브들(94)과의 맞물림을 통해) 저항을 받는다.
하프 너트(52)는 또한, 하프 너트(52)의 각각의 측 상에 캠들(100)을 포함하고, 캠들은 사용자 파지 조립체(16)의 내부 상에 제공되는 캠 공이들(102)과 맞물린다. 하프 너트(52)의 각각의 측 상의 캠들(100)은, 하프 너트(52)가, 후방 캐리어(60)에 제공되는 하프 너트 포켓(82)에서 위로 및 아래로 이동할 수 있도록, 그리고 플런저(18) 상의 나사산(50)과 나사 결합식으로 맞물리고 맞물림 해제될 수 있도록 구성된다.
위에서 간략하게 언급된 바와 같이, 피스톤(38)은 바람직하게, 멈춤쇠 귀들(48)을 포함한다. 멈춤쇠 귀들(48)은 캐리어 조립체(56)의 전방 캐리어(58) 상에 제공되는 대응하는 멈춤쇠 소켓(104)과 맞물리도록 구성된다.
도 1 및 13에 도시된 바와 같이, 사용자 파지 조립체(16)는 2개의 절반부들(106 및 108)로 제공될 수 있고, 이 절반부들은 주사기 본체(22)의 뒷부분(110) 둘레에 함께 걸쇠 결합되거나 다른 방식으로 접착 또는 고정된다.
사용자 파지 조립체(16)의 각각의 절반부(106, 108)는 바람직하게, 2개의 캐리어들(58, 60) 사이에 배치되는 중심화 스프링(62)을 파지하기 위해, 전방 캐리어(58) 및 후방 캐리어(60)에 제공된 노치들(116)을 통해 연장되는 핑거들(112, 114)을 갖는다. 바람직하게, 이러한 노치들(116)은, 사용자 파지 조립체(16)가 디바이스(10)의 작동 동안 주사기 본체(22)를 따라 길이방향으로 앞으로 또는 뒤로 횡단하게 될 때 핑거들(112, 114)에 의한 중심화 스프링(62)의 압축을 허용하기에 충분히 넓다. 바람직하게, 핑거들(112, 114)은, 사용자 파지 조립체(16)의 길이방향 이동을 제한하기 위해, 중심화 스프링(62)이 접촉할 수 있는 정지부들로서 역할을 하기 위해 서로 충분히 가깝게 위치된다.
바람직하게, 캐리어 조립체(56)가 제 위치에 잠겨질 때 캐리어들(58, 60)의 노치들(116)과 일치하도록, 윈도우들(118)이 주사기 본체(22)의 각각의 측 상에 제공된다. 이러한 윈도우들(118)은 핑거들(112, 114)이 윈도우들을 통해 연장되어 중심화 스프링(62)과 맞물리는 것을 허용한다. 전방 캐리어(58)와 후방 캐리어(60)가 조립될 때, 전방 캐리어(58) 상에 제공되는 스프링 포켓(78)과 후방 캐리어(60) 상에 제공되는 스프링 포켓(80) 사이의 거리는 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 내벽으로부터 돌출되는 핑거들(112, 114) 사이의 내부 간격과 동일하다.
디바이스(10)의 기능이 이제 설명될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자 파지 조립체(16)는 작동 동안 최대의 편안함을 위한 최적의 제어 위치로 사용자의 손을 안내하는 역할을 하는 손잡이 고리(12)를 디바이스(10)에 제공한다. 작동 동안, 주사기 본체(22)를 둘러싸는 사용자 파지 조립체(16) 및 플런저(18)의 손잡이(14) 둘 모두에 의해 사용자가 디바이스(10)를 파지하면, 플런저(18)에 가해지는 임의의 길이방향 힘은 먼저, 사용자 파지 조립체(16)가, 주사기 본체(22)의 중앙 길이방향 축을 따라 설정 거리만큼 길이방향으로 이동하게 한다. 이러한 초기 이동은, 도 2에서 보이는 바와 같이, 주사기 본체(22) 내에 잠겨진 캐리어 조립체(56)의 전방 캐리어(58)와 후방 캐리어(60) 사이에, 그리고 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 내부 상에 제공된 핑거 쌍들(112, 114) 사이에 포함된 중심화 스프링(62)에 의해 제어된다. 중심화 스프링(62)은, 사용자 파지 조립체(16)의 임의의 길이방향 이동에 저항하기 위해, 호스 조립체(26)와 같은 유체 전달 통로를 통과하는 유체의 유동 저항과 피스톤 밀봉부(42)의 결합된 마찰 저항보다 더 약한 힘을 가하도록 구성된다.
사용 중이라면, 예를 들어, 호스(28)의 단부의 루어 커넥터(30)에 장착된 풍선 카테터가, (압력 게이지(32) 상에 표시된 바와 같이) 원하는 압력으로 취해진다면, 풍선의 후속하는 수축은 간단히 플런저(18)의 손잡이(14)를 길이방향으로 사용자 파지 조립체(16)로부터 멀어지는 방향으로 당기는 것에 의해 시작될 수 있다. 이러한 행동은 사용자 파지 조립체(16) 내에 포함된 하프 너트(52)가, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 내부 상에 제공되는 캠 공이(102)와 하프 너트(52) 상의 캠들(100)의 상호 작용을 통해, 도 5에 도시된 바와 같이 플런저(18) 상의 나사산(50)과의 맞물림으로부터 후퇴하게 한다.
이 방식의 하프 너트(52)의 후퇴는, 부착된 카테터 풍선으로부터 다시 주사기 본체(22) 내로 유체를 끌어당기도록 주사기 본체(22) 내에 진공을 생성하기 위해 플런저(18)가 후방으로 계속 후퇴하는 것을 허용한다. 이 위치에서 유지될 때, 스프링(62)은, 스프링(62)이 확장되어 사용자 파지 조립체(16)를 다시 조립체의 중립 위치로(즉, 주사기 본체(22)에 대하여임) 누르는 것을 허용하기 위해 사용자 파지 조립체(16)와 플런저(18)의 손잡이(14) 사이의 사용자 힘이 해제될 때까지, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 후방 핑거들(114) 둘 모두에 의해 전방 캐리어(58)의 스프링 포켓(78)에 대해 압축된다. 플런저(18)가 플런저의 최대 후방 이동으로 완전히 후퇴된 경우에, 플런저(18)를 완전 진공 위치에 유지하는 수단은, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 피스톤(38)의 멈춤쇠 귀들(48)을 캐리어 조립체(56)의 전방 캐리어(58) 상에 제공된 짝맞춤되는 멈춤쇠 소켓들(104)과 맞물리게 하기 위한 플런저(18)의 간단한 1/4 회전을 통해 이용 가능하다.
역으로, 사용자가 주사기 본체(22)로부터 유체를 분배하기 원할 때, 예컨대, 처리되고 있는 수축의 크기에 카테터 풍선이 근사하도록 카테터 풍선을 빠르게 충전할 때, 플런저(18)를 앞으로, 사용자 파지 조립체(16)를 향하여 이동시키는 것은, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 내부 상에 제공되는 캠 공이들(102)과 하프 너트(52) 상의 캠들(100)의 상호 작용의 결과로서, 하프 너트(52)가 플런저(18) 상의 나사산(50)으로부터 후퇴하게 한다. 이 모드에서(또한 도 10 참고), 전방 핑거들(112) 둘 모두는 스프링(62)을 후방 캐리어(60)의 스프링 포켓(80)에 대해 압축한다. 일단, 플런저(18)를 이동시키기 위해 사용자가 가하는 힘이 해제되면, 중심화 스프링(62)이, 도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 사용자 파지 조립체(16)를 조립체의 중립 위치로 되돌리고, 사용자 파지 조립체(16)가 다시 자신의 본 위치로 횡단함에 따라, 조립체의 캠 공이들(102)은 하프 너트(52)를 다시 플런저(18) 상의 나사산(50)과 맞물리게 할 것이라는 점을 주목한다.
도 13을 참조하면, 캐리어 조립체(56)는, 주사기 본체(22)의 후방 근처에 제공되는 걸쇠 슬롯들(92)과 맞물리는, 후방 캐리어(60)의 걸쇠들(90)에 의해 주사기 본체(22) 내의 소정의 위치에 잠겨진다. 전방 캐리어(58) 및 후방 캐리어(60) 둘 모두는, 최상부 안내 홈(68) 및 측 안내 홈들(70)(각각, 최상부 배향 채널(64) 및 측 배향 채널들(66)에 의해 제공됨)과 캐리어들의 맞물림에 의해 적절한 배향으로 유지된다. 중심화 스프링(62)은 전방 캐리어(58) 및 후방 캐리어(60) 상의 스프링 포켓들(78, 80)에 포함된다.
하프 너트(52)는 주사기 본체(22)의 개구(84) 및 후방 캐리어(60)의 하프 너트 포켓(82) 내에서 작동한다. 하프 너트(52)의 맞물림 및 맞물림 해제 운동들이 캠 공이들(102)과 캠들(100)의 상호 작용에 의해 제어되는 동안, 부하를 받는 중인 하프 너트(52)로부터의 후방 추력은 하프 너트(52)의 추력 표면(86)으로부터, 후방 캐리어(60)의 하프 너트 포켓(82)에 위치된 추력 면(88)에 전달된다. 결과적으로, 후방 캐리어(60)는 후방 캐리어가 하프 너트(52)로부터 수용하는 추력을, 추력을 걸쇠 슬롯들(92)에, 그리고 따라서 주사기 본체(22)에 전달하도록 위치된, 후방 캐리어(60) 상의 걸쇠들(90)에 의해 주사기 본체(22)에 전달한다. 부하를 받는 동안 하프 너트(52)에 대한 방사상 힘은, 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 일부이고, 하프 너트(52)의 바닥(96) 상에 형성된 3개의 부수적인 지지 리브들(94) 바로 아래에 위치된 3개의 부벽 요소들(98)에 의해 저항을 받는다. 하프 너트(52)가 하프 너트의 맞물림 위치에 위치될 때마다, 지지 리브들(94)은 하프 너트(52)의 방사상 이동에 저항하고 부하를 받는 동안 플런저(18)의 나사산(50)과 하프 너트의 평행 정렬을 유지하기 위해 부벽 요소들(98)에 지탱된다. 사용자 파지 조립체(16)가 주사기 본체(22)의 축(76)을 따라 길이방향으로 이동할 때, 사용자 파지 조립체(16)와 플런저(18) 사이의 힘에 응답하여, 부벽 요소들(98)은 하프 너트(52) 상의 지지 리브들(94) 아래로부터 이동하여, 캠들(100) 및 캠 공이들(102)이 하프 너트(52)를 플런저(18) 상의 나사산(50)으로부터 후퇴시키는 것을 허용한다. 역으로, 일단 중심화 스프링(62)이 사용자 파지 조립체(16)를 조립체의 중립 위치로 되돌리도록 허용되면, 하프 너트(52)는 캠들(100)과 캠 공이들(102)의 상호 작용을 통해 플런저(18)의 나사산(50)과 다시 맞물리게 되고, 부벽 요소들(98)은 하프 너트(52) 상의 지지 리브들(94) 바로 아래의 위치로 복귀한다.
종래 기술의 디바이스들과 다르게, 본원에 개시되는 디바이스(10)는 디바이스의 사용 모드를 바꾸기 위해 사용자가 레버를 이동시키고 버튼을 누르는 것 등을 요구하지 않는다. 그러므로, 디바이스를 사용할 때, 사용자의 손들은, 디바이스를 사용하는 동안 사용자가 수행하기 원하는 다음 행동으로 진행하기 위해 요구되는 정확한 위치에 항상 위치된다.
사용 시에, 사용자는 단지, 디바이스(10)를 유체로 충전하기 위해 플런저(18)를 후퇴시키고, 그리고 원치 않는 공기 또는 유체를 디바이스(10)에서 퍼징하기 위해 플런저(18)를 앞으로 누른다. 디바이스(10)가 유체로 충전될 때, 플런저(18)는 신속한 풍선 충전을 허용하기 위해 빠르게 앞으로 전진될 수 있거나, 사용자는 단지, 하프 너트(52) 상의 나사산(54)과 플런저(18) 상의 나사산(50)의 맞물림을 통해 기계적 장점을 활용함으로써 높은 풍선 압력들을 생성하기 위해 플런저 손잡이(14)를 (예컨대, 시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 대안적으로, 플런저(18)는 풍선의 신속한 수축을 허용하기 위해 빠르게 뒤로 당겨질 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선의 유체 압력을 천천히 감소시키기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 (예컨대 반시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 다시 말해서, 플런저(18)의 소규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 손잡이(14)를 단지 회전시키기만 하면 되고; 플런저의 대규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 손잡이(14)를 단지 누르거나 당기기만 하면 된다. 사용 시의 이러한 간단함은, 플런저(18)가 사용자에 의해 눌러지거나 당겨지는 경우를 제외하고 하프 너트(52)(또는 디바이스(10) 내의 다른 적합한 구조)가 플런저(18)와 맞물린 상태로 유지되기 때문에 가능하다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이며, 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 당기거나, 누르거나, 회전시키는 것을 수반한다.
본원에서 설명되는 기능적 특징들에 부가하여, 본원에 개시되는 디바이스(10)는 조립이 쉽도록 구성된다. 조립은 피스톤 밀봉부(42)를 피스톤(38) 상에 설치하는 것으로 개시하고, 그 다음, 피스톤(38)(피스톤 상에 피스톤 밀봉부(42)가 있는 상태)을 주사기 본체(22)의 개방 단부 내에 활주시킨다. 그 다음, 전방 캐리어(58) 상의 정렬 탭들(74)은 주사기 본체(22)의 개방 단부에 제공된 안내 홈들(68, 70)과 정렬되고, 소정 위치 내에 놓이게 된다. 그 다음, 스프링(62)은 전방 캐리어(58) 상의 스프링 포켓(78) 내에 위치된다. 다음으로, 후방 캐리어(60) 상의 돌기들(72)은 후방 캐리어(60)가 주사기 본체(22)의 개방 단부 내로 삽입되는 것을 허용하기 위해 안내 홈들(68, 70)과 정렬된다. 그 다음, 후방 캐리어(60)는 전방 캐리어(58) 뒤의 위치 내로 눌려지고, 이는, 후방 캐리어(60) 상의 걸쇠들(90)이 주사기 본체(22) 상의 대응하는 걸쇠 슬롯들(92)과 맞물리는 것을 허용하며, 스프링(62)을 2개의 캐리어들(58, 60)의 스프링 포켓들(78, 80) 내에 포획한다. 그 다음, 플런저(18)는, 피스톤(38)이 플런저(18)의 단부(20) 상에 유지되게 되도록 플런저(18)의 단부(20)가 피스톤(38)과 접촉하여 피스톤 내로 걸쇠 결합될 때까지 후방 캐리어(60)를 통해 삽입된다. 그 다음, 하프 너트(52)는 주사기 본체(22)의 개구(84)를 통해 그리고 후방 캐리어(60) 상의 하프 너트 포켓(82) 내의 위치 내로 삽입된다. 마지막으로, 사용자 파지 조립체(16)의 2개의 절반부들(106, 108)이 서로 정렬되고, 캠 공이들(102)을 통해 하프 너트(52)의 캠들(100)과 맞물리며, 핑거들(112, 114)을 통해 중심화 스프링(62)과 맞물린다. 그 다음, 2개의 절반부들(106, 108)이 함께 고정되어 이 때 이후 디바이스(100)는 사용 준비가 된다.
도 14-32는, 본 발명의 더 바람직한 제2 실시예에 따른 유체 변위 및 가압 디바이스(10A)에 관한 것이다. 도 14-32에 도시된 디바이스(10A)는, 전체 구조 및 기능을 개선하는 것과 관련된 일부 차이들을 제외하고, 도 1-13에 도시된 디바이스(10)와 매우 유사하다. 디바이스(10A)는 유사한 부품들을 식별하기 위해 유사한 번호들을 사용하여 설명될 것이다. 때때로, 유사한 번호가 매겨진 부품들 및 이 부품들의 작동이, 이전에 설명된 디바이스(10)의 것과 매우 유사하다는 이해를 갖고 생략될 것이지만, 두 디바이스들(10 및 10A) 간의 차이들은 (차이들이 존재하는 경우) 상세히 설명될 것이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 디바이스(10)와 매우 유사하게, 디바이스(10A)는 사용자 파지 조립체(16)를 포함한다. 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)의 일 단부(20)로부터 연장되고, 주사기 본체(22)는 다른 단부(24)로부터 연장된다. 주사기 본체(22)는, 궁극적으로, 디바이스(10A)에 의해 가압될 카테터 삽입 풍선 등과 같은 디바이스에 대한 연결을 위해, 호스(28) 및 호스(28)의 단부에 루어 커넥터(30)를 포함할 수 있는 호스 조립체(26) 등과 맞물리도록 구성된다. 디바이스(10A) 내부의 유체 압력을 표시하기 위해, 바람직하게 압력 게이지(32)가 제공된다. 압력 게이지(32)는 주사기 본체(22)의 일부인 일체형 하우징(34)에 유지될 수 있다. 대안적으로, 압력 게이지(32)는 주사기 본체(22) 상에 제공된 나사식 구멍 내에 나사 결합되어, 주사기 본체(22)로부터 연장될 수 있다. 플런저(18)는 사용자가 맞잡기 위한 손잡이(14)를 포함하고, 바람직하게, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같은 고리(12)를 제공하는 대신에, 도 14에 도시된 디바이스(10A)는 사용자 파지 조립체(16)의 측들 상에 손 맞잡음 표면들(59)을 포함한다. 플런저(18)는 플런저 상에 나사산(50)을 갖고, 사용자 파지 조립체(16)는 2개의 절반부들(106 및 108)로 제공될 수 있으며, 이 절반부들은 주사기 본체(22)의 뒷부분 둘레에 함께 걸쇠 결합되거나 다른 방식으로 접착 또는 고정된다. 디바이스(10)와 디바이스(10A) 사이의 하나의 중요한 차이는 바람직하게, 디바이스(10A)의 플런저(18)의 손잡이(14)는 손잡이 상에 배치된 진공 해제 버튼(119)을 갖는다는 것이다. 이는 본원에서 이후에 더 상세히 설명될 것이다.
사용자 파지 조립체(16)는, 사용자가 한 손을 사용하여 맞잡기 위한 손 맞잡음 표면들(59)(또는 다른 유형의 파지 구조)를 제공하고, 사용자는 다른 손을 사용하여 플런저(18)의 손잡이(14)를 누르거나, 당기거나, 비틀 수 있을뿐만 아니라, 진공 해제 버튼(119)을 누를 수 있다.
디바이스(10A)는, 사용자가 단지, 디바이스(10A)를 유체로 충전하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 당기도록, 그리고 원치 않는 공기 또는 유체를 디바이스(10A)에서 퍼징하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 앞으로 누르도록 구성된다. 디바이스(10A)가 유체로 충전될 때, 사용자는 (예를 들어) 풍선을 신속하게 충전하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 빠르게 앞으로 누를 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선에 압력을 천천히 부가하기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 (예컨대 시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 풍선을 신속하게 수축시키기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 빠르게 뒤로 당길 수 있거나, 사용자는 단지, 풍선의 유체 압력을 천천히 감소시키기 위해 플런저(18)의 손잡이(14)를 (예컨대 반시계 방향으로) 회전시키기 시작할 수 있다. 게다가, 사용자는 디바이스(10A)의 진공을 해제하기 위해 진공 해제 버튼(119)을 누를 수 있다.
다시 말해서, 플런저(18)의 소규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 회전시키기만 하면 되고; 플런저(18)의 대규모 이동을 실행하기 위해서는, 사용자가 플런저(18)의 손잡이(14)를 단지 누르거나 당기기만 하면 되고; 디바이스(10A)의 진공을 신속히 해제하기 위해서는, 사용자가 단지 진공 해제 버튼(119)을 누르기만 하면 된다. 모든 사용자 동작들은 간단하고 직관적이다.
도 15 및 16은, 디바이스(10A)의 내부 구성요소들을 볼 수 있는 횡단면도들을 제공한다. 구체적으로, 도 15는, 도 14의 선(C-C)을 따라 취해진, 디바이스(10A)의 횡단면도이고, 반면에 도 16은 도 14의 선(D-D)을 따라 취해진, 디바이스(10A)의 횡단면도이다.
도 15 및 16에 도시된 바와 같이, 피스톤(38)이 플런저(18)의 단부(40)와 맞물리고, 적어도 하나의 피스톤 밀봉부(42)(예컨대, 하나 이상의 o-링들)가 피스톤(38) 상에 배치된다. 피스톤 밀봉부(42)는, 주사기 본체 내의 압력 챔버(46)가 가압될 수 있도록, 그리고 유체가 압력 챔버(46)로부터, 피스톤 밀봉부(42)를 지나서 이동할 수 없도록, 주사기 본체(22)의 내벽(44)과 맞물린다. 설명될 바와 같이, 바람직하게, 디바이스(10A)의 플런저(18)는 중공형이다(즉, 길이방향 구멍을 갖는다). 이로써, 바람직하게 피스톤(38)은 플런저(18)의 단부(40) 상에 형성된 간단한 "T" 특징부를 통해 플런저(18)의 단부(40) 상에 장착되고, 이 특징부는, 피스톤(38)의 근위 단부 상의 대응하는 수용 슬롯(41)과 맞물리도록 구성된다.
도 1-13에 도시된 디바이스(10)와 관련하여, 멈춤쇠 소켓들(104)과 멈춤쇠 귀들(48)의 상호 작용은 진공 조건들 하에서 플런저(18)를 유지하는 목적을 제공하지만; 사용자 작동은 특정 위치들 내로의 플런저 손잡이(14)의 회전 조작을 통한 멈춤쇠 귀들(48)과 멈춤쇠 소켓들(104)의 의도적 정렬을 요구한다.
도 1-13에 도시된 디바이스(10)와 다르게, 바람직하게, 디바이스(10A)의 피스톤(38)은 어떠한 멈춤쇠 귀들(48)도 포함하지 않는다. 대신에, 플런저 손잡이(14)의 임의의 회전 위치로부터 진공 멈춤쇠 기구의 맞물림 및 해제를 허용하는 더 많은 사용자 편의를 위해, (도 14-32에 도시된) 개선된 디바이스(10A)는 플런저(18)가, 편향 가능하고 후퇴 가능한 걸쇠(122)를 정렬, 지지 및 유지하는 노치(129)를 포함한다는 것을 제공한다. 진공 해제 버튼(119)은 바람직하게, 플런저(18)에 제공된 길이방향 구멍을 따라 연장되는 샤프트(120)를 포함하고, 샤프트(120)의 원위 단부는, 편향 가능하고 후퇴 가능한 걸쇠(122)와 상호 작용하는 캠(121)을 상부에 갖는 편향 가능한 빔 요소(125)를 제공한다. 진공 해제 버튼(119)은 바람직하게, 플런저(18) 내의 내부 견부(127)와 맞물리는, 샤프트(120) 상의 멈춤쇠(126)를 통해 플런저(18) 내에 유지된다. 바람직하게, 진공 해제 복귀 스프링(130)이 진공 해제 버튼(119)과 플런저(18)의 근위 단부 사이에 배치된다.
작동 시에, 캠(121)은 걸쇠(122)를 제 위치에 유지하지만, 플런저(18) 내에서 원위로 이동하는 샤프트(120)로 인해, 진공 해제 버튼(119)이 손잡이(14) 내로 눌려질 때 캠(121)은 플런저(18)의 노치(129) 내로 후퇴한다. 바람직하게, 전방 캐리어(58)가 디바이스(10A)에 제공되고, 전방 캐리어(58)의 원위 단부는 원형 턱(123)을 포함한다. 후퇴 가능한 걸쇠(122)는, 진공 해제 버튼(119)이 눌려진 때까지 또는 후퇴 가능한 걸쇠(122)가, 전방 캐리어(58)의 원위 단부 상에 제공된 원형 턱(123)과 만날 때까지, 플런저(18)의 표면 위에 연장된 상태로 유지된다. 턱(123)은 걸쇠(122)의 회전 위치와 무관하게 걸쇠(122)를 수용하도록 구성된다. 주사기 본체(22) 내에 진공을 생성할 때와 같이, 플런저(18)가 그의 원위로의 최대 이동까지 확고히 후퇴될 때마다, 후퇴 가능한 걸쇠(122)는 원형 턱(123)을 만난다. 이들이 서로 우회할 때, 원형 턱(123)은 후퇴 가능한 걸쇠(122)를 캠(121)에 대해 노치(129) 내로 누르고, 결과적으로 캠(121)은 편향된다. 후퇴 가능한 걸쇠(122)는, 샤프트(120)의 단부에 제공되고 캠(121)을 제공하는 편향 가능한 빔 요소(125)에 의해, 이러한 부가적인 순간 이동이 허용된다. 일단, 걸쇠(122)가 전방 캐리어(58)의 원위 단부 상의 원형 턱(123)을 통과하는 것을 허용하기에 충분히 플런저(18)가 후퇴되었으면, 빔 요소(125)는 빔 요소의 편향으로부터 회복하여 캠(121)을 다시 캠의 정상 위치를 향해 강제로 이동시키며, 이는 결과적으로, 걸쇠(122)를 노치(129)로부터 밀어내어, 걸쇠(122)가 원형 턱(123)의 말단 에지와 맞물린다. 일단 이 위치에 있으면, 캠(121)을 원위로 밀어 내어 걸쇠(122)를 노치(129) 내로 후퇴시키기 위해 진공 해제 버튼(119)이 손잡이(14) 내로 눌려질 때까지, 걸쇠(122)는 플런저(18)를 주사기 본체(22) 내의 진공의 힘에 대해 유지한다. 원형 턱(123) 뒤로부터의 걸쇠(122)의 이러한 후퇴는, 플런저(18)를 진공 위치에서의 유지로부터 해제한다.
도 32에 도시된 바와 같이, 바람직하게, 디바이스(10A)는, 도 13에 도시된 디바이스(10)에 제공된 바와 같은 한 쌍의 측 안내 홈들(70)과 대조적으로, 단일 안내 홈(70)을 포함한다. 부가적으로, 바람직하게, 디바이스(10A)는, 도 13에 도시된 디바이스(10)에 제공된 바와 같은 측 배향 채널들(66) 대신에, 측 정렬 특징부들(66)을 채용한다. 개선된 디바이스(10A)의 이러한 측 정렬 특징부들(66)은, 도 1-13에 도시된 디바이스(10)의 원래 측 배향 채널들(66)과 거의 동일한 사용자 파지 조립체 절반부들(106, 108)의 내부 상에 제공된 채널 통로들(132) 내에 맞물린다.
도 14-32에 도시된 디바이스(10A)는 또한, 도 1-13에 도시된 디바이스(10)의 캠 공이들(102)과 상이한 캠 공이들(102)을 제공한다. 구체적으로, 캠 공이들(102)은 하프 너트(52)를 플런저(18) 상의 나사산들(50)과 맞물리게 이동시키도록 구성된 하부 캠 부분을 갖지 않는다. 대신에, 도 14-32에 도시된 디바이스(10A)는, 상부 캠들(102)에 대한 스프링 부하 힘의 제공을 통해 캠 공이들(102)의 기능을 대체하며, 스프링 부하 힘은, 하프 너트(52)의 일체형 요소들로서 형성된 스프링 핑거들(128)에 의해 공급된다. 스프링 핑거들(128)은 디바이스(10A)의 부벽 요소들(98) 사이에 제공된 갭 내에서 횡단하도록 구성되고, 디바이스(10A) 내부에, 사용자 파지 절반부들(106, 108) 상에 제공된 스프링 지지 표면(131)에 대해 지탱하도록 구성된다. 캠들(100)이 하부 캠 공이들(102)에 의해 안내되어야 할 임의의 필요를 제거함으로써, 하프 너트(52) 상의 스프링 핑거들(128)은 상부 캠 공이들(102)상의 캠들(100)의 더 충실한 추종을 제공하고 따라서, 캠(100)과 캠 공이들(102) 간의 작동 간극들에 의해 이전에 부과되던 맞물림 손실들 없이, 플런저(18) 상의 나사산들(50)과 하프 너트(52) 상의 나사산들(54)의 더 즉각적이고 완전한 맞물림을 보장한다.
디바이스(10A)는 여러 상이한 모드들로 작동하도록 구성된다. 구체적으로, 도 15-17은 충전 모드에 관한 것이고, 도 18-20은 가압 모드에 관한 것이고, 도 21-23은 분배 모드에 관한 것이고, 도 24-25는 진공 잠김 모드에 관한 것이고, 도 28-29는 진공 해제 모드에 관한 것이다.
도 15-17을 참조하면, 충전 모드 동안 하프 너트(52)는 디바이스(10A)에서 뒤로 그리고 하방으로 이동되어, 플런저(18) 상의 나사산(50)과 맞물리지 않고, 그 동안, 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)에 대해 당겨진다.
도 18-20을 참조하면, 가압 모드 동안 하프 너트(52)는 플런저(18) 상의 나사산(50)과 맞물리고, 그 동안, 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)에 대해 회전된다.
도 21-23을 참조하면, 분배 모드 동안 하프 너트는 디바이스(10A)에서 앞으로 그리고 하방으로 이동되어, 플런저(18) 상의 나사산(50)과 맞물리지 않고, 그 동안, 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)에 대해 눌려진다.
도 24-25를 참조하면, 진공 잠김 모드 동안 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)로부터, 플런저의 최대 범위로 당겨진다.
도 28-29를 참조하면, 진공 해제 모드 동안 플런저(18)는 사용자 파지 조립체(16)로부터, 플런저의 최대 범위로 당겨지고 진공 해제 버튼(119)이 눌려져서, 걸쇠(122)가 플런저(18) 내로 당겨져 전방 캐리어(58)로부터 자유롭게 되도록 한다.
디바이스(10A)의 작동의 상이한 모드들 동안 걸쇠(122)의 위치와 관련하여, 도 26은 전방 캐리어(58)의 원형 턱(123)에 진입하는 걸쇠(122)를 도시한다. 이는, 진공 해제 버튼(119)이 눌려지지 않을 때 일어난다.
도 27은, 걸쇠(122)가 원형 턱(123) 아래를 지나갈 때 걸쇠의 캠이 편향된 상태인 걸쇠(122)를 도시한다. 이는, 진공 해제 버튼(119)이 눌려지지 않을 때 일어난다.
도 30은, 디바이스(10A)가 진공 잠김 모드일 때 걸쇠(122)의 위치를 도시하고, 반면에 도 31은 디바이스(10A)가 진공 해제 모드일 때 걸쇠(122)의 위치를 도시한다.
이전의 디바이스 구성(즉, 도 1-13에 도시된 디바이스(10))과 개선된 디바이스(즉, 도 14-32에 도시된 디바이스(10A)) 사이의 다른 하나의 차이는, 디바이스(10)의 주사기 본체(22)가 전방 캐리어(58) 및 후방 캐리어(60) 둘 모두를 수용하고 에워싸기에 충분히 연장되어야 했다는 점이다. 그러나, 디바이스(10A)의 전체 길이 및 둘레 치수를 감소시키기 위해, 그리고 더 작은 손을 가진 사용자들이 사용자 파지 조립체(16)를 파지하는 것을 더 쉽게 하기 위해, 이전에는 후방 캐리어(60)를 에워쌌던, 주사기 본체(22)의 부분이 제거되었고, 이제, 후방 캐리어(60)는 걸쇠들(90)을 지탱하는 정렬 탭들(72)에 의해 주사기 본체에 유지된다. 구체적으로, 정렬 탭들(72)은 주사기 본체(22) 내의 대향 안내 홈들(70) 내로 활주하고, 대향 대응하는 걸쇠 슬롯들(92) 내에서 걸쇠들(90)의 맞물림에 의해 제 위치에 유지된다. 주사기 본체(22)와 후방 캐리어(60) 사이의 이러한 연결은, 후방 캐리어(60)가 자신이 하프 너트(52)로부터 수용하는 추력을, 추력 표면(86)과 추력 면(88)의 상호 작용을 통해, 주사기 본체(22)로 전달하는 것을 허용한다.
사용 시에, 사용자는 주사기 본체(22)를 에워싸는 파지 조립체(16)를 유지하고, 제한된 거리 동안 주사기 본체(22)가 파지 조립체(16) 내로 더 깊게 당겨지게 하는 플런저 손잡이(14)를 뒤로 당겨, 도 15-17에 도시된 바와 같이 하프 너트(52)를 비맞물림 위치로 이동시킨다. 이 위치에 있는 동안, 이로써, 이제 하프 너트(52)로부터 자유롭고 피스톤(38)이 부착되어 있는 플런저(18)는 주사기 본체(22)의 길이를 자유롭게 후퇴시키고 유체를 주사기 내로(즉, 챔버(46) 내로) 끌어당긴다. 주사기의 내면(44)에 대한 피스톤 밀봉 링(42)의 마찰 항력 및 주사기 본체(22) 내로 끌어당겨지는 유체의 유동 저항 둘 모두는, (디바이스(10A)가 부하가 없을 때 중심조정을 제공하는) 스프링(62)을 압축하도록 작용한다.
주사기가 충전된 후에 손잡이(14)가 해제될 때, 하프 너트(52)는 도 18-20에 도시된 바와 같이 맞물림에 복귀한다. 여기에서, 손잡이(14)는, 플런저(18) 상의 나사산(50) 및 하프 너트(52)의 나사산(54)이, 이들 사이의 스크류 기구에 의해, 플런저(18)를 구동하는 것을 허용하기 위해 사용자에 의해 회전될 수 있다. 주사기 본체(22)로부터 유체를 분배하기 위해, 사용자는 파지 조립체(16)를 유지하는 동안 플런저(18)를 누른다. 이는, 도 21-24에 도시된 바와 같이, 주사기 본체(22)를 파지 조립체(16) 내부로부터, 제한된 거리만큼 외측으로 이동시키고(중심조정 스프링(62)을 반대 방향으로 압축시킴), 또한, 하프 너트(52) 상의 나사산(54)을 플런저(18) 상의 나사산(50)으로부터 맞물림 해제시키며, (피스톤(38)이 부착된) 플런저(18)가 주사기로부터 유체를 변위시키는 것을 허용한다.
플런저(18)에 대한 선형 힘이 일단 멈추게 되면, 도 15-17에 도시된 바와 같이, 중심조정 스프링(62)은 플런저(18)를 다시, 하프 너트(52) 상의 나사산(54)이 플런저(18) 상의 나사산(50)과 다시 맞물리는 중립 위치로 되돌려 놓는다.
이 지점에서, 도 18-20에 도시된 바와 같이, 플런저(18)는, 주사기 내에 높은 압력을 생성하기 위해, 맞물린 하프 너트(52)와 플런저(18)의 기계적 장점을 활용하도록, (손잡이(14)를 사용하여) 사용자에 의해 회전될 수 있다.
팽창에 따른 가압된 풍선의 빠른 수축을 용이하게 하기 위해, 사용자는 파지 조립체(16)를 유지하면서 손잡이(14)를 사용하여 플런저(18)를 완전히 뒤로 당길 수 있다. 이는, 유체가 풍선으로부터 다시 주사기로 끌어당겨지는 동안 사용자가 손잡이(14)에 대한 사용자의 힘을 해제시키게 하기 위해, 걸쇠(122)가, 뒤에서 걸릴 전방 캐리어(58) 아래에 올라타서 전방 캐리어와 맞물리는 것을 허용한다. 이러한 진공은, 모든 유체가 주사기 내로 끌어당겨지고 풍선이 완전히 접힐 때까지 유지된다. 걸쇠(122)를 해제하는 것은, 손잡이(14)의 뒤에 있는 해제 버튼(119)을 누르는 것을 수반하는데, 이는, 걸쇠(122)를 플런저(18) 내로 전방 캐리어(58)로부터 떠나도록 당긴다.
본 발명의 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들을 안출할 수 있다는 것이 고려된다.

Claims (14)

  1. 유체 가압 및 변위 디바이스로서,
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 파지 조립체; 상기 파지 조립체의 상기 제1 단부로부터 연장되는 주사기 본체; 상기 주사기 본체의 제2 단부로부터 연장되는 플런저 ― 상기 플런저는 상기 플런저 상에 나사산을 가짐 ―; 상기 디바이스의 작동 기구 ― 상기 작동 기구는, 상기 플런저의 나사산과 맞물리는 나사산을 상기 작동 기구 상에 갖고, 상기 플런저가 상기 파지 조립체에 대해 눌려지거나 당겨질 때 상기 플런저 상의 나사산과 자동으로 맞물림 해제되도록 구성됨 ― 를 포함하고, 상기 유체 가압 및 변위 디바이스는, 상기 플런저를 상기 파지 조립체에 대해 당기는 것이 상기 디바이스를 유체로 충전하고, 상기 플런저를 상기 파지 조립체에 대해 누르는 것이 상기 디바이스의 유체를 퍼징하며, 상기 플런저를 상기 파지 조립체에 대해 회전시키는 것이, 상기 플런저 상의 나사산이 상기 작동 기구 상의 나사산과 상호 작용하게 하도록 구성되는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파지 조립체는 적어도 하나의 캠 공이를 포함하고, 상기 작동 기구는 하프 너트를 포함하고, 상기 하프 너트는 상기 하프 너트 상에 적어도 하나의 캠을 갖고, 상기 캠은 상기 플런저와의 맞물림 및 맞물림 해제를 위한 상기 하프 너트의 이동 경로를 제공하는 상기 적어도 하나의 캠 공이와 상호 작용하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파지 조립체는 적어도 하나의 캠 공이를 포함하고, 상기 작동 기구는, 상기 작동 기구를 상기 적어도 하나의 캠 공이와 맞물리게 하기 위해 편향시키도록 구성된 적어도 하나의 스프링 핑거를 포함하는 하프 너트를 포함하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플런저는 길이방향 구멍을 포함하고, 상기 플런저에 제공된 상기 길이방향 구멍을 따라 연장되는 샤프트를 포함하는 진공 해제 버튼을 더 포함하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    걸쇠를 더 포함하고, 상기 샤프트는 편향 가능한 빔 요소를 포함하는 원위 단부를 포함하고, 상기 편향 가능한 빔 요소는 상기 빔 요소 상에 상기 걸쇠와 상호 작용하는 캠을 갖는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 플런저는 내부 견부를 포함하고, 상기 진공 해제 버튼은 상기 샤프트 상의 멈춤쇠를 통해 상기 플런저 내에 유지되고, 상기 멈춤쇠는 상기 내부 견부와 맞물리고, 상기 진공 해제 버튼과 상기 플런저의 단부 사이에 배치된 진공 해제 복귀 스프링을 더 포함하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    캐리어 조립체를 더 포함하고, 상기 캐리어 조립체는 전방 캐리어, 후방 캐리어, 및 상기 전방 캐리어와 상기 후방 캐리어 사이에 배치된 중심화 스프링을 포함하고, 상기 플런저는 상기 캐리어 조립체를 통해 연장되는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전방 캐리어는 상기 중심화 스프링의 제1 단부를 수용하도록 구성된 스프링 포켓을 포함하고, 상기 후방 캐리어는 상기 중심화 스프링의 제2 단부를 수용하도록 구성된 스프링 포켓을 포함하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 후방 캐리어는 상기 하프 너트를 수용하는 하프 너트 포켓을 한정하고, 상기 주사기 본체는 개구를 제공하고, 상기 하프 너트는 상기 후방 캐리어의 상기 하프 너트 포켓 및 상기 개구 내에서 작동하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하프 너트는, 상기 후방 캐리어의 상기 하프 너트 포켓에 위치된 대응하는 추력 면과 맞물리는 추력 표면을 포함하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 후방 캐리어는, 상기 주사기 본체 상의 대응하는 걸쇠 슬롯들과 맞물리는 걸쇠들을 포함하고, 상기 하프 너트로부터의 추력은 상기 추력 표면과 상기 추력 면 사이의 상호 작용을 통해 상기 후방 캐리어로 전달되고, 상기 걸쇠들 및 대응하는 걸쇠 슬롯들은 상기 후방 캐리어가 그 후에 상기 추력을 상기 주사기 본체에 전달하는 것을 제공하도록 기능하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 전방 및 후방 캐리어들이 상기 주사기 본체에서 회전하는 것이 방지되고 상기 캐리어 조립체의 이동을 위한 경로를 한정하도록 구성되는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 후방 캐리어는 걸쇠들을 지탱하는 정렬 탭들에 의해 상기 주사기 본체에 유지되고, 상기 정렬 탭들은 상기 주사기 본체 내의 대향 안내 홈들 내로 활주하고, 대향 대응하는 걸쇠 슬롯들 내에서 걸쇠들의 맞물림에 의해 제 위치에 유지되는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 주사기 본체와 상기 후방 캐리어 사이의 유지는, 상기 후방 캐리어가 자신이 상기 하프 너트로부터 수용하는 추력을, 상기 추력 표면과 상기 추력 면의 상호 작용을 통해, 상기 주사기 본체로 전달하는 것을 제공하는, 유체 가압 및 변위 디바이스.
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