KR20200035224A - 유체 시스템 커넥터 - Google Patents

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KR20200035224A
KR20200035224A KR1020190116976A KR20190116976A KR20200035224A KR 20200035224 A KR20200035224 A KR 20200035224A KR 1020190116976 A KR1020190116976 A KR 1020190116976A KR 20190116976 A KR20190116976 A KR 20190116976A KR 20200035224 A KR20200035224 A KR 20200035224A
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fluid system
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seal
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KR1020190116976A
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다르시 더블유. 그리프
체드 에스. 프람프톤
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메가다인 메디컬 프로덕츠 인코포레이티드
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Abstract

범용 유체 시스템 커넥터는 다양한 연기 배출 시스템 리셉터클 및 다양한 호스 사이에 기밀 시일을 생성한다. 범용 커넥터는 본체, 및 복수의 반경방향으로 연장되는 가요성 핀을 갖는 시일을 포함한다. 시일 상의 복수의 핀이 본체의 길이를 따라 배치되며, 이때 핀들의 외측 에지들은 절두원추형 형상을 형성한다. 핀들은 또한 다양한 강성의 하나 이상의 굽힘 구역 및 하나 이상의 가요성 핀 연장부를 포함한다. 핀은 리셉터클의 내측 벽에 대항하여 변형되고, 리셉터클의 테이퍼 각도, 크기, 나삿니, 또는 다른 특징부에 상관없이, 범용 커넥터와 리셉터클 사이에 기밀 마찰 끼워맞춤부를 형성한다.

Description

유체 시스템 커넥터{FLUID SYSTEM CONNECTOR}
본 발명은 전기수술 시스템(electrosurgical system)에 사용되는 연기 배출 시스템(smoke evacuation system)과 같은 유체 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유체 배출 장치에 호스를 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 현대의 수술 기법은 전형적으로 무선 주파수(RF) 전력을 채용하여 조직을 절개하고 외과 시술 수행시 직면하는 출혈을 응고시킨다. 이러한 유형의 수술은 전기수술(electrosurgery)로 알려져 있다. 전기수술은 널리 사용되며, 조직의 절개 및 응고 둘 모두를 위한 단일 수술 기구의 사용을 포함하여 많은 이점을 제공한다. 단극(monopolar) 전기수술용 발생기 시스템은 핸드 피스(hand piece) 및 수술을 수행하기 위해 수술 부위에서 환자에게 의사에 의해 적용되는 전도성 전극 또는 팁(tip)을 갖는 전기수술 기구 형태의 것과 같은 활성 전극(active electrode), 및 환자를 다시 발생기에 연결하는 복귀 전극(return electrode)을 갖는다.
전기수술 기구의 전극 또는 팁은, 조직을 절개하거나 소작(cauterization)을 통해 응고시키는 수술 효과를 생성하기 위해 고 전류 밀도를 갖는 RF 전류를 생성하도록 환자와 접촉하는 지점에서 소형이다. 복귀 전극은, RF 신호가 환자를 통과한 후에, 전기수술 기구의 전극 또는 팁에 제공된 동일한 RF 신호를 전달하며, 따라서 전기수술용 발생기로의 회귀 경로(path back)를 제공한다.
전기수술 기구는 전기 에너지를 환자의 표적 조직으로 전달하여 조직을 절개하고/하거나 표적 조직 내의 그리고/또는 표적 조직 부근의 혈관을 소작한다. 이러한 절개/소작은 의사의 시야에 방해가 되고 불쾌할 수 있는 연기가 공기 중으로 방출되게 한다. 따라서, 많은 전기수술 시스템은 생성된 연기를 포획하고 이를 필터 및 배기 포트(exhaust port)를 통해, 의사 및/또는 환자로부터 멀리 지향시키는 배출 시스템을 채용할 수 있다.
연기 배출 시스템은 전형적으로, 호스의 일 단부가 연결되는 핸드 피스(hand piece) 또는 원드(wand)를 포함한다. 호스의 제2 단부는 연기를 핸드 피스 또는 원드 내로 그리고 호스를 통해 흡인하도록 흡입을 생성하는 배출 장치에 연결될 수 있다. 전형적인 연기 배출 시스템에 직면하는 공통의 문제는 확실한 기밀 방식으로 호스를 연기 배출 장치에 연결하는 것이다. 전형적인 핸드 피스 또는 원드 상의 호스들은 연기 배출 장치에 연결하기 위한 임의의 개수의 상이한 커넥터들이 딸려 있을 수 있다. 마찬가지로, 전형적인 연기 배출 장치는 호스가 연결될 임의의 개수의 상이한 리셉터클들 또는 연결 특징부들이 딸려 있을 수 있다. 너무 자주, 호스 커넥터 및 연기 배출 장치 리셉터클/연결 특징부는 비상용성(incompatible)이거나, 확실한 기밀 방식으로 함께 연결되지 않는다. 그 결과, 감소된 흡입이 핸드 피스 또는 원드에서 경험될 수 있고, 연기는 호스와 연기 배출 장치 사이의 잘못된 연결부에서 바람직하지 않게 빠져나갈 수 있다.
본 명세서에 청구되는 발명 요지는 전술된 것과 같은 환경에서만 작동하거나 임의의 단점을 해결하는 실시예로 제한되지 않는다. 오히려, 이러한 배경은 단지 본 명세서에 기술된 몇몇 실시예가 실시될 수 있는 하나의 예시적인 기술 분야를 예시하기 위해 제공된다.
본 발명은 전기수술 시스템에 사용되는 연기 배출 시스템과 같은 유체 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유체 배출 장치에 호스를 연결하기 위한 장치에 관한 것이다. 호스 커넥터는 일반적으로 리셉터클의 고유한 기하학적 형상 또는 다른 특징부로 인해 단지 하나 또는 제한된 개수의 유체 배출 장치 리셉터클과 상용성이도록 설계된다. 본 발명의 유체 시스템 커넥터는 커넥터와 임의의 개수의 배출 장치 리셉터클 사이의 범용 상용성을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 범용 유체 시스템 커넥터는 본체, 및 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일(seal)을 포함한다. 시일은 본체의 길이를 따라 배치되는 복수의 가요성 핀(fin)들을 가지며, 각각의 핀은 직경을 갖는다. 그러한 실시예에서, 핀들의 직경들은 커넥터의 원위 단부(distal end)로부터 커넥터의 근위 단부(proximal end)까지 증가할 수 있어, 복수의 핀들이 절두원추형 형상을 형성하도록 한다. 게다가, 각각의 핀은 복수의 굽힘 구역(flexion zone)들을 가질 수 있으며, 여기서 각각의 구역은 강성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 범용 유체 시스템 커넥터는 본체, 및 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일을 포함한다. 시일은 본체의 길이를 따라 배치되는 복수의 가요성 핀들을 가지며, 각각의 핀은 직경을 갖는다. 그러한 실시예에서, 핀들의 직경들은 커넥터의 원위 단부(distal end)로부터 커넥터의 근위 단부(proximal end)까지 증가할 수 있어, 복수의 핀들이 절두원추형 형상을 형성하도록 한다. 또한, 시일은 시일의 내측 표면 둘레에 배치되는 복수의 만입 부분(recessed portion)들을 포함할 수 있다. 본체는 시일 및 본체가 함께 결합될 때 시일의 만입 부분들에 위치가 대응하는 복수의 리브(rib)들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 본체의 리브들은 시일을 본체 둘레에 보유하기 위해 시일의 만입 부분들과 맞물린다.
본 발명의 일 실시예에서, 범용 유체 시스템 커넥터는 본체, 및 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일을 포함한다. 시일은 커넥터의 원위 단부를 향해 하방으로 테이퍼 형성되는 절두원추형 형상을 형성하는 외측 에지들을 갖는 복수의 가요성 핀들을 포함한다. 이러한 실시예는 또한 핀들의 외측 에지들을 적어도 부분적으로 둘러싸는 외측 절두원추형 쉘을 포함할 수 있다. 핀들은 복수의 핀들이 본체 둘레에서 반경방향으로 나선형이도록 만곡될 수 있다.
이러한 요약은 상세한 설명에서 추가로 후술되는 개념의 선택을 간략화된 형태로 도입하기 위해 제공된다. 이러한 요약은 청구되는 발명 요지의 핵심적인 특징 또는 필수적인 특징을 식별하도록 의도되지도 않고, 청구되는 발명 요지의 범주를 결정하는 데 도움을 주는 것으로서 사용되도록 의도되지도 않는다. 개시된 실시예의 추가의 특징 및 이점이 하기 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 설명으로부터 명백할 것이거나, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 수 있다. 이들 및 다른 특징은 하기 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이거나, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 이점 및 특징을 추가로 명확하게 하기 위해, 본 발명의 보다 특정한 설명이 첨부 도면에 예시된 그의 특정 실시예를 참조하여 제공될 것이다. 이들 도면이 본 발명의 단지 예시된 실시예를 도시하며, 따라서 그의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 하는 것이 이해된다. 본 발명은 첨부 도면의 사용을 통해 추가로 구체적이고 상세하게 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 전기수술 시스템을 예시한 도면.
도 2는 유체 배출 장치 리셉터클과 함께 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 측면도.
도 3은 유체 배출 장치 리셉터클 내로 삽입된 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 측면도.
도 4는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 사시도.
도 5a는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 측면도.
도 5b는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 다른 측면도.
도 6은 관찰 평면이 커넥터의 핀을 통과하는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 범용 커넥터의 단면도.
도 7a는 시일 및 본체를 포함하는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 분해 사시도.
도 7b는 범용 유체 시스템 커넥터의 예시적인 시일의 단면도.
도 7c는 범용 유체 시스템 커넥터의 예시적인 본체의 단면도.
도 7d는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 단면도.
도 8은 경사진 핀을 갖는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 단면도.
도 9는 경사진 핀을 갖는 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 단면도.
도 10은 예시적인 범용 유체 시스템 커넥터의 전방 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 범용 유체 시스템 커넥터의 후방 사시도.
도 12a는 도 10에 도시된 범용 유체 시스템 커넥터의 배면도.
도 12b는 부분적으로 압축된 상태에 있는 도 10에 도시된 유체 시스템 커넥터의 배면도.
본 발명은 사용 동안에 연기를 생성하거나 연기가 생성되게 하는 전기수술 기구 및 다른 핸드헬드 기구와 연관되는 연기 배출 장치에 관한 것이다. 도 1은 예를 들어 예시적인 전기수술 시스템(100)을 도시한다. 예시된 실시예는 신호 발생기(102), 전기수술 기구(104), 및 복귀 전극(106)을 포함한다. 일 실시예에서의 발생기(102)는 RF 전기 에너지를 생성하는 RF 파 발생기이다. 다용도 도관(utility conduit)(108)이 전기수술 기구(104)에 연결된다. 예시된 실시예에서, 다용도 도관(108)은 발생기(102)로부터 전기 에너지를 전기수술 기구(104)로 전달하는 케이블(110)을 포함한다. 예시된 다용도 도관(108)은 또한 포획된/수집된 연기 및/또는 유체를 수술 부위로부터 멀리 그리고 예를 들어 연기 배출 장치(120)로 전달하는 진공 호스(112)를 포함한다. 일부 실시예에서, 진공 호스(112)는 또한 유체 또는 기체를 수술 부위로 전달하는 데 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 케이블(110)은 진공 호스(112)의 적어도 일부분을 통해 그리고 전기수술 기구(104)까지 연장될 수 있다.
일반적으로, 전기수술 기구(104)는 핸드 피스 또는 펜슬(pencil)(114), 전극 팁(116), 및 입구 또는 노즐(122)을 포함한다. 전기수술 기구(104)는 전기 에너지를 환자의 표적 조직으로 전달하여 조직을 절개하고/하거나 표적 조직 내의 그리고/또는 표적 조직 부근의 혈관을 소작한다. 구체적으로, 전극 팁(116)과 밀착 접촉하는 환자의 세포 물질의 가열을 유발하기 위해, 전극 팁(116)으로부터 환자에게 전기 방전이 전달된다. 가열은 전기수술 기구(104)가 전기수술을 수행하는 데 사용되게 하기에 적합한 고온에서 일어난다. 전기수술 시술 동안에 생성된 연기는 노즐(122)을 통해 전기수술 기구(104) 내로 흡인되고, 진공 호스(112)를 통해 연기 배출 장치(120)로 전달된다. 복귀 전극(106)은, 회로를 완성하고 환자의 신체 내로 통과하는 에너지에 대한 파 발생기(102)로의 복귀 전기 경로를 제공하기 위해 케이블(118)에 의해 발생기(102)에 연결된다.
실제로, 전기수술 시스템(100)과 같은 시스템의 다양한 구성요소들은 통상적으로 서로 별개로 획득되고, 이후에 완전한 시스템으로 조립된다. 예를 들어, 병원 또는 다른 외과적 실무는 그러한 시스템의 중심물로서 발생기(102) 및/또는 연기 배출 장치(120)를 획득할 수 있는데, 그 이유는 이들 구성요소가 가장 고가일 수 있고/있거나 시스템 구성요소들의 최장 수명을 가질 수 있기 때문이다. 다른 한편, 병원 또는 외과적 실무는 전기수술 기구(예컨대, 기구(104)(연관된 다용도 도관(108)을 포함함)) 및 복귀 전극(예컨대, 전극(106))을 그들의 일회용 특성 또는 이들 구성요소의 보다 짧은 수명으로 인해 규칙적 또는 주기적 기반으로 획득할 수 있다.
다양한 제공자로부터 이용가능한 넓은 범위의 전기수술 기구들 및 복귀 전극들로 인해, 병원 또는 외과적 실무는 그것이 사용하는 전기수술 기구 및/또는 복귀 전극을 변경하기를 원할 수 있다. 예상될 수 있는 바와 같이, 새로운 전기수술 기구 및/또는 복귀 전극으로 바꿀 때 일부 난제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 병원 또는 외과적 실무가 새로운 전기수술 기구로 바꾸기를 원하는 경우, 기존 시스템 구성요소(예컨대, 발생기(102) 및/또는 연기 배출 장치(120))와의 새로운 전기수술 기구의 상용성이 확인될 필요가 있다.
고려될 필요가 있지만 너무 자주 간과되는 상용성의 한 영역은 진공 호스의 연결 특징부 및 연기 배출 장치가 확고하고 확실한 기밀 방식으로 진공 호스가 연기 배출 장치에 연결될 수 있게 하느냐의 여부이다. 일부 경우에, 진공 호스 및 연기 배출 장치의 연결 특징부들은 확실한 연결부를 생성하도록 적절히 정합하는 것이 아닌 나삿니(thread)들일 수 있다. 다른 경우에, 연결 특징부들은 확실한 연결부를 생성하도록 (예컨대, 각도, 크기, 길이 등에서) 서로 충분히 대응하는 것이 아닌 마찰 끼워맞춤 특징부들(예컨대, 테이퍼)일 수 있다. 또 다른 경우에, 연결 특징부들은 서로 완전히 상이할 수 있다(예컨대, 하나의 구성요소가 나삿니를 갖고 다른 구성요소가 마찰 끼워맞춤 테이퍼를 가짐).
진공 호스(112)와 연기 배출 장치(120) 사이의 불량한 연결부는 연기 또는 다른 유체가 연결부로부터 누출되는 것으로 이어질 수 있다. (예컨대, 연기 배출 장치(120)와 진공 호스(112)의 연결 특징부들 사이에서의) 그러한 불상용성(incompatibility)의 결과로서, 병원 및 외과적 실무는 종종, 새로운 전기수술 기구로의 변경이 요구될지라도 동일한 전기수술 기구를 계속 사용하는 것 외에는 달리 방법이 없다.
이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전기수술 기구와 연기 배출 장치의 실질적으로 임의의 조합 사이에서 확실한 기밀 연결부를 가능하게 하는 범용 커넥터에 관한 것이다. 그 결과, 본 명세서에 개시된 바와 같은 범용 커넥터가 설비된 전기수술 기구는 실질적으로 임의의 이용가능한 연기 배출 장치와 함께 안전하고 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 실질적으로 임의의 이용가능한 전기수술 기구가 본 명세서에 개시된 범용 커넥터가 설비되거나 이에 의해 개장될 수 있어, 전기수술 기구가 실질적으로 임의의 이용가능한 연기 배출 장치와 함께 안전하고 효과적으로 사용될 수 있도록 한다.
추가로 진행하기 전에, 본 명세서에서는 연기의 배출 및 그러한 기능을 용이하게 하는 구성요소를 참조하는 것에 주목한다. "연기"에 대한 언급이 단지 간단함 및 편의성을 위한 것이며, 개시되고 청구된 실시예를 연기만의 배출로 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다. 오히려, 개시되고 청구된 실시예는 액체, 기체, 증기, 연기, 또는 이들의 조합을 비롯한 실질적으로 임의의 유형의 유체를 배출하는 데 사용될 수 있다. 또한, 단순히 유체를 배출하기보다는, 실시예들 중 적어도 일부가 유체를 원하는 위치, 예를 들어 수술 부위로 전달하는 데 사용될 수 있음이 고려된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "유체"는 기체, 벌크 액체, 및/또는 액체 증기를 포함하며, 이는 수술 부위로부터 얻어지거나 수술 부위로 도입되는 액체 - 기원이 생물학적이거나 그 이외임 - (예컨대, 물, 식염수, 림프액, 혈액, 삼출물, 화농성 분비물, 및/또는 다른 유체)를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 개시된 범용 커넥터들이 연결될 수 있는 진공 호스들이 연관되는 전기수술 기구를 참조한다. 개시된 범용 커넥터가 전기수술 기구 이외의 핸드 피스 또는 다른 용구와 연관되는 진공 호스에 연결될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 진공 호스 및 개시된 범용 커넥터는 치과 기구(예컨대, 드릴, 폴리싱 도구, 스케일러(scaler), 압축 공기 도구, 흡입 도구, 관주 도구(irrigation tool), 운반체 검출 도구(carries detection tool), 워터 플로싱 도구(water flossing tool)(예컨대, 워터픽(waterpik))), 납땜 도구(예컨대, 가열식 도구, 연기 수집 도구, 납땜제거 도구), 고속 연삭 및 폴리싱 도구(예컨대, 드레멜 도구(Dremel tool), 카빙 도구(carving tool), 매니큐어 도구, 치과용 랩 연삭기/폴리셔(dental lab grinder/polisher)), 레이저 처치 기구, 레이저 수술 기구, 광 프로브, 흡입 핸들(예컨대, 양카우어(Yankauer)), 블라스팅 도구(blasting tool)(예컨대, 샌드블라스트(sandblast), 그릿블라스트(gritblast)), 충격파 치료 도구, 초음파 치료 도구, 초음파 프로브 도구, 초음파 수술 도구, 접착제 도포 기구, 글루 건(glue gun), 공압 피펫(pneumatic pipette), 용접 도구, RF 주름 치료 핸드 피스, 파코(phaco) 핸드 피스, 전단기, 전기 면도기(shaver), 또는 면도기(razor) 핸드 피스, 마이크로 드릴 핸드 피스, 진공 핸드 피스, 소형 부품 취급 핸드 피스, 문신 바늘 핸들, 소형 토치 핸드 피스, 전기분해요법(electrology) 핸드 피스, 저속 연삭, 폴리싱 및 카빙 도구, 영구 화장 핸드 피스, 전기 프로브 핸드 피스, 강자성 수술용 핸드 피스, 수술용 플라즈마 핸드 피스, 아르곤 빔(argon beam) 수술용 핸드 피스, 수술용 레이저 핸드 피스, 수술용 흡입 기구(예컨대, 지방 흡입 캐뉼러), 수술용 흡입 캐뉼러, 미세박피술 핸드 피스, 광섬유 카메라 핸들, 마이크로카메라 핸드 피스, pH 프로브 핸드 피스, 광섬유 및 LED 광원 핸드 피스, 하이드로서저리(hydrosurgery) 핸드 피스, 정형외과용 셰이버, 절단기, 버어(burr) 핸드 피스, 우드 버닝 도구(wood burning tool), 전기 스크루드라이버, 전자 패드 스타일러스(electronic pad stylus) 등과 관련하여 사용될 수 있다.
이제, 연기 배출 장치(120) 및 이에 선택적으로 연결될 수 있는 범용 커넥터(130)의 부분 단면도를 도시하는 도 2에 주목한다. 보다 구체적으로, 도 2는 연기 배출 장치(120)의 입구 또는 리셉터클(132)의 단면도를 도시한다. 또한, 범용 커넥터(130)는 전기수술 기구(104) 또는 다른 핸드피스 또는 기구와 연관될 수 있는 진공 호스(112)에 연결된다.
도 2에 도시된 리셉터클(132)은 이용가능한 연기 배출 장치의 리셉터클에서 흔히 발견되는 특징부를 포함한다. 예를 들어, 리셉터클(132)은 외부 개구(134) 및 내부 개구(136)를 포함한다. 외부 개구(134)는 진공 호스 커넥터가 리셉터클(132) 내로 삽입될 수 있게 하도록 구성된다. 내부 개구(136)는 진공 호스(112) 내의 연기가 연기 배출 장치(120) 내로 흡인될 수 있도록 연기 배출 장치(120)와 진공 호스(112) 사이에서 유체 연통을 가능하게 한다.
도시된 리셉터클(132)은 또한 개구(134, 136)들 사이에서 연장되는 테이퍼형 벽(138), 및 테이퍼형 벽(138) 상에 형성된 나삿니(140)를 포함한다. 테이퍼형 벽(138) 및 나삿니(140)는 진공 호스 커넥터를 리셉터클(132) 내에 고정시키도록 의도되는 통상의 연결 특징부들이다. 예를 들어, 테이퍼형 벽(138)은 진공 호스 커넥터가 리셉터클(132) 내로 삽입될 때 마찰 끼워맞춤이 생성되도록 진공 호스 커넥터의 테이퍼에 대응하는 테이퍼를 가질 수 있다. 유사하게, 나삿니(140)는 진공 호스 커넥터 상의 대응하는 나삿니와 정합할 수 있다. 그러나, 본 명세서의 다른 곳에 기재된 바와 같이, 리셉터클(132) 내의 연결 특징부는 특정 진공 호스 커넥터와 함께 사용되도록 설계될 수 있고, 모든 진공 호스 커넥터에 적합하지 않을 수 있다. 그 결과, 상이한 진공 호스 커넥터들의 사용은 리셉터클(132)과 진공 호스 커넥터 사이에 확실한 기밀 시일을 초래하지 않을 수 있다.
도 2에 도시된 범용 커넥터(130)는 리셉터클 또는 그의 연결 특징부의 특정 구성에 상관없이 다양한 연기 배출 장치와 함께 사용되도록 설계된다. 보다 구체적으로, 범용 커넥터(130)는 다양한 리셉터클 내에 확실하게 수용되고 그와 함께 기밀 시일을 생성하도록 구성된다.
도시된 범용 커넥터(130)는 근위 단부(151) 및 원위 단부(153)를 갖는 본체(150), 및 본체(150)의 길이의 일부분 상에 또는 그 주위에 배치된 시일(152)을 포함한다. 시일(152)은 본체(150)의 길이를 따라 복수의 핀(154)을 포함하며, 이때 각각의 핀(154)은 본체(150) 둘레에서 원주방향으로 연장된다. 아래에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 핀(154)들의 적어도 일부분들은 가요성일 수 있어서, 핀들이 리셉터클(132)의 테이퍼형 벽(138)에 정합하여 범용 커넥터(130)와 리셉터클(132) 사이에 확실한 기밀 연결부를 생성할 수 있도록 한다.
함께, 핀(154)은 대체로 원추형이거나 절두원추형인 형상을 갖는다. 다시 말하면, 핀(154)은 핀의 외측 에지가 절두원추형 형상을 형성하도록 본체(150)의 길이를 따라 증가하는 직경을 갖는다. 구체적으로, 범용 커넥터(130)의 원위 단부(153)에 인접한 핀(154)은 제1 직경을 갖고, 다음의 가장 원위의 핀(154)은 제1 직경보다 큰 제 2 직경을 가지며, 세번째의 가장 원위의 핀(154)은 제2 직경보다 큰 제3 직경을 갖고, 가장 근위의 핀(154)은 제3 직경보다 큰 제4 직경을 갖는다.
도시된 실시예에서, 제1 직경과 제2 직경 사이의 차이는 제2 직경과 제3 직경 사이의 차이와 대략 동일하다. 다시 말하면, 3개의 가장 원위의 핀(154)은 대체로 일관된 테이퍼를 갖는 프로파일을 구비한다. 그러나, 제3 직경과 제4 직경 사이의 차이는 제1 직경과 제2 직경과 제3 직경 사이의 차이보다 크다. 그 결과, 복수의 핀(154)의 프로파일 테이퍼는 범용 커넥터(130)의 근위 단부 부근에서 급경사로 된다.
시일(152)이 4개의 핀(154)을 갖는 것으로 도시되지만, 시일(152)이 4개보다 더 적거나 더 많은 핀(154)을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 유사하게, 핀(154)의 직경은 실시예들마다 다를 수 있다. 예를 들어, 일부 핀은 서로 유사하거나 동일한 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 인접한 핀들의 직경들 사이의 차이는 모두 서로 동일하거나 상이할 수 있거나, 이들의 조합일 수 있다.
범용 커넥터(130)의 본체(150)는 선택적으로 나삿니(155)를 포함할 수 있다. 나삿니(155)는 범용 커넥터(130)의 원위 단부(153) 부근에 배치될 수 있고, 리셉터클(132) 내의 나삿니(140)와 맞물리도록 구성될 수 있다.
도 2를 계속 주목하면서, 이제 도 3을 또한 주목한다. 도 3은 진공 호스(112)를 연기 배출 장치(120)에 연결하기 위해 리셉터클(132) 내로 삽입되는 범용 커넥터(130)를 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 핀(154)의 외측 팁은 범용 커넥터(130)가 리셉터클(132) 내로 삽입될 때 테이퍼형 벽(138)과 맞물리고 (예컨대, 범용 커넥터(130)의 근위 단부를 향해) 후방으로 휘어진다. 핀(154)과 테이퍼형 벽(138)의 맞물림은 이들 사이에 기밀 시일을 생성한다. 그 결과, 진공 호스(112)로부터 연기 배출 장치(120)로 전달되는 연기는 테이퍼형 벽(138)과 핀(154) 사이에서 빠져나갈 수 없다. 또한, 핀(154)과 테이퍼 형성된 벽(138) 사이의 마찰은 범용 커넥터(130)를 리셉터클(132) 내에 확실하게 유지할 수 있다.
범용 커넥터(130)의 삽입에 응답하여 핀(154)이 구부러지는 정도가 핀(154)과 리셉터클(132)의 상대 치수뿐만 아니라 범용 커넥터(132) 상에 가해지는 힘의 크기에 의존한다는 것이 이해될 것이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 범용 커넥터(130)의 근위 단부(151)를 향하는 보다 큰 핀과 같은 일부 핀(154)은 더 원위에 있는 핀(154)보다 더 큰 정도로 휘어진다. 일부 경우에, 도 3에 도시된 가장 원위의 핀(154)과 같은 하나 이상의 핀(154)이 전혀 휘어지지 않을 수 있다.
이러한 방식으로, 범용 커넥터(130)는 다양한 크기, 테이퍼 및 형상의 리셉터클(132)과 상용성일 수 있는데, 그 이유는 다양한 직경 및 크기의 적어도 하나 이상의 핀(154)이 리셉터클(132)의 테이퍼형 벽(138)과 맞물리기 때문이다. 하나 이상의 핀(154)이 휘어지고/지거나 테이퍼형 벽(138)의 내부 나삿니-형성된 표면에 정합할 수 있기 때문에 범용 커넥터(130)가 나삿니-형성된 특징부를 갖는 리셉터클(132) 내에 기밀 시일을 형성할 수 있음이 또한 이해될 것이다.
범용 커넥터(130)를 더 상세히 도시하기 위해, 도 4는 예시적인 범용 커넥터(130)의 사시도를 별개로 도시한다. 도시된 범용 커넥터(130)는 본체(150)의 길이를 따라 배치되고 절두원추형 형상을 형성하도록 직경이 변하는, 본체(150) 둘레에서 적어도 부분적으로 연장되는 복수의 리브(154)들을 갖는 시일(152)을 포함한다. 게다가, 유체 통로(156)가 원위 단부(153)로부터 근위 단부(151)까지 본체(150)의 내부 공간을 통해 연장된다. 본체(150)는 또한 도 2 및 도 3을 참조하여 위에 기재된 것들과 유사하게, 원위 단부(153) 부근에서 나삿니-형성된 특징부(155)를 포함한다. 또한, 호스 보유 립(lip)(158)이 근위 단부(151)에 배치된다. 본 명세서에 기술된 진공 호스(112)와 같은 호스가 보유 립(158) 위로 연장되어 유체 통로(156)와 진공 호스(112) 사이에 기밀 끼워맞춤을 형성할 수 있다. 진공 호스(112)는 진공 호스(112)와 보유 립(158) 사이의 마찰을 통해 범용 커넥터(130)의 본체(150)에 고정될 수 있다.
게다가, 본체(150)는 범용 커넥터(130)를 파지하고 리셉터클 내로 밀어넣거나/돌리거나 범용 커넥터(130)를 리셉터클 밖으로 잡아당기는 것/돌리는 것에 있어서 사용자를 돕기 위해 본체(150)로부터 근위방향으로 연장되는 하나 이상의 탭(tab)(160)을 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 5b, 도 7a, 도 7c 내지 도 9, 및 도 10에 도시된 탭(160)은 본체(150)와 일체로 형성되지만, 또한 본체(150)와 별개로 형성되어 본체에 견고하게 연결될 수 있다. 또한, 범용 커넥터(130)의 하나 이상의 다른 실시예에서, 탭의 개수, 형상, 크기, 및 구성은 변할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 실시예에서, 본체(150)는 2개의 대체로 직사각형인 탭(160)을 포함한다. 다른 실시예에서, 본체(150)는 원형, 삼각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있는 하나의 탭(160) 또는 2개 초과의 탭(160)을 포함할 수 있다. 탭(160)은 범용 커넥터(130)를 리셉터클 내로 삽입하거나 범용 커넥터(130)를 리셉터클로부터 인출할 때 범용 커넥터(130)를 파지하는 것에 있어서 사용자를 도울 수 있다. 리셉터클이 나삿니-형성된 특징부를 포함하는 경우에, 탭(160)은 사용자가 필요에 따라 범용 커넥터(130)를 나삿니(140) 상으로 또는 그로부터 멀어지게 보다 용이하게 돌리게 할 수 있다. 참고로, 도 5b는 탭(160) 및 나삿니(155)가 그에 따라 회전된 것을 보여주기 위해 90도 회전된 범용 커넥터(130)의 측면도를 도시한다.
다시 도 5a를 참조하면, 범용 커넥터(130)의 시일(152)은 또한 핀(154)들 중 하나 이상의 주위에 배치되는 핀 연장부(162)들을 포함할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 핀 연장부(162)는 핀(154)의 외측 에지에 또는 그 부근에 배치되고 핀(154)의 외측 에지를 지나 반경방향 외향으로 연장되는 재료를 포함할 수 있다. 핀 연장부(162)는 핀(154)보다 더 얇아, 핀 연장부가 핀(154)보다 덜 강성이도록 한다. 도 4를 다시 간단히 참조하면, 핀 연장부(162)들이 그들이 배치되는 각각의 핀(154) 둘레에서 원주방향으로 연장되는 것을 볼 수 있다. 일 실시예에서, 핀 연장부(154)는 핀(154) 주위에서 부분적으로만 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 핀은, 핀(154) 둘레에서 완전히 연장되고/되거나 기술된 바와 같이 둘레에서 부분적으로만 연장되는 핀 연장부(162)를 포함한, 핀으로부터 연장되는 하나 이상의 핀 연장부(162)를 가질 수 있다. 게다가, 하나 이상의 실시예는 단지 하나의 핀(154) 상에, 모든 핀(154) 상에, 핀 부재(154) 없이, 또는 시일(152)의 단지 일부 핀(154) 상에 핀 연장부(162)를 포함할 수 있다.
핀 연장부(162)는 다양한 리셉터클(132) 크기에서 범용 커넥터(130)의 끼워맞춤을 개선하기 위해 가요성 핀(154)들 중 하나 이상의 가요성 핀의 근위 에지에 추가될 수 있다. 핀 연장부(162)에 의해 제공되는 이점은 핀 부재(154) 상의 핀 연장부(162)에서의 직경, 두께 및 위치에 좌우된다. 예를 들어, 핀 연장부(162)가 핀 부재(154)의 근위 면 상에 있는 실시예에서, 핀 연장부(162)는 범용 커넥터(130)를 리셉터클(132) 내로 밀어넣는 데 요구되는 삽입력의 변화를 사실상 전혀 변화시키지 않을 수 있다. 그러나, 이러한 구성에서, 보유력 및 추출력은 상당히 증가되어, 범용 커넥터(130)의 개선된 기능 및 더 넓은 범위의 리셉터클(132) 크기 및 구성에 걸쳐 더 양호한 끼워맞춤을 제공할 수 있다.
더 크고 더 두꺼운 핀(154)의 근위 면 상에서의 더 얇은 핀 연장부(162)의 위치는 또한 핀 연장부(162)가 핀(154)으로부터 멀리 뒤로 밀어내어짐에 따라 삽입시 추가의 간섭을 방지한다. 그러나, 일단 삽입되면, 범용 커넥터(130)를 리셉터클 밖으로 당기기 위해 핀 연장부(162)가 그 자신 위로 다시 절첩될 때 보유력 및 추출력이 상당히 증가될 수 있다. 이러한 절첩 작용은 범용 커넥터(130)의 핀(154)과 리셉터클(132) 사이의 전체 간섭을 증가시키며, 이는 사용 동안 보유력 및 추출력을 증가시킨다. 또한, 위에 기재된 바와 같이, 범용 커넥터(130)의 하나 이상의 실시예는 각각의 핀(154) 상에 하나 초과의 핀 연장부(162)를 포함할 수 있고, 핀 연장부(들)(162)의 직경, 두께 및 위치는 범용 커넥터(130)의 개선된 끼워맞춤 및 기능을 위해 요구되는 삽입력, 보유력 및 추출력을 변경시키도록 조절될 수 있다.
본 명세서에 기술된 핀 연장부(162)에 더하여, 핀(154)들 중 하나 이상이 또한 핀(154)의 외측 에지에서 또는 그 부근에서 테이퍼(164)를 포함할 수 있다. 도 5b는 각각의 핀(154)의 근위 면 상에 배치된 테이퍼(164)를 갖는 핀(154)들을 도시한다. 테이퍼(164)는 핀(154)의 근위 면을 따라 부분적으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 테이퍼(164)는 핀(154)의 면을 따라 내내 연장될 수 있고/있거나 다양한 각도로 경사질 수 있다. 또한, 하나 이상의 다른 실시예에서, 핀(154)들 중 하나 또는 전부는 각각의 핀(154)의 원위 면 상에 테이퍼(164)를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 핀(154)들 중 하나 이상이 핀(154)의 양면 상에 테이퍼(164)를 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 테이퍼(164) 및 구성이 테이퍼(164)와 구성의 조합을 갖는 다양한 핀(154)을 형성하기 위해 하나 이상의 다른 실시예에서 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에 기술된 다양한 테이퍼(164), 핀 연장부(164), 및 핀(154)의 다른 특징부는 도 3에 도시되고 전술된 바와 같이 핀(154)이 리셉터클(132)의 테이퍼형 벽(138)에 대해 편향되거나 구부러지거나 달리 정합되는 방식에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 각각의 핀 연장부(162)의 두께, 개수 및 크기뿐만 아니라 각각의 테이퍼(64)의 각도 및/또는 크기로부터 기인하는 각각의 핀(154)의 재료 두께는 각각의 핀(154)의 강성에 영향을 미칠 수 있다. 게다가, 이들 특징부는 하나 이상의 굽힘 구역(166)을 갖는 각각의 핀(154)을 초래할 수 있으며, 이때 각각의 굽힘 구역은 인접한 굽힘 구역(166)과 상이한 강성을 갖는다.
도 6은 명확화를 위해 점선들 사이에 표시된 다수의 굽힘 구역(166a 내지 166c)을 갖는 핀(154)의 단면도를 도시한다. 점선은 굽힘 구역 경계를 나타낸다. 도시된 실시예에서, 핀(154)은 핀(154) 둘레에 반경방향으로 구성된 3개의 굽힘 구역(166a 내지 166c)을 포함한다. 하나 이상의 다른 실시예에서, 핀(154)은 1개, 2개, 또는 3개 초과의 굽힘 구역(166)을 가질 수 있다. 게다가, 핀(154)의 각각의 굽힘 구역(166)은 다른 것보다 더 크거나 작을 수 있거나, 이들은 모두 동일한 반경을 가질 수 있다.
도 6에 도시된 실시예와 같은 일 실시예에서, 각각의 굽힘 구역(166a 내지 166c)은 인접한 굽힘 구역(166a 내지 166c)과는 상이한 강성을 가질 수 있다. 예를 들어, 최내측 굽힘 구역(166a)은 중간 굽힘 구역(166b)보다 더 강성이거나 덜 강성일 수 있고, 최외측 굽힘 구역(166c)은 중간 굽힘 구역(166b) 및/또는 최내측 굽힘 구역(166a)보다 더 강성이거나 덜 강성일 수 있다. 일 실시예에서, 굽힘 구역(166a 내지 166c)은 핀(154)의 중심을 향해 반경방향 내향으로 외측 에지로부터 강성이 증가할 수 있다. 다른 실시예에서, 굽힘 구역(166a 내지 166c)은 핀(154)의 중심을 향해 반경방향 내향으로 외측 에지로부터 강성이 감소할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 굽힘 구역(166a 내지 166c)은 핀(154)의 면을 가로질러 강성을 교번시켜 핀(154) 상에 과녁형(bullseye) 강성 패턴을 형성할 수 있다.
역시, 도 6이 3개의 굽힘 구역(166a 내지 166c)을 갖는 핀(154)을 도시하지만, 굽힘 구역(166)의 개수가 하나 이상의 다른 실시예에서 3개보다 더 많거나 적을 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 하나 이상의 다른 실시예는 핀(154)의 중심으로부터 핀(154)의 외측 에지까지 반경방향 외향으로 연장되는 굽힘 구역(166)들을 포함할 수 있으며, 여기서 다수의 그러한 굽힘 구역은 핀(154)의 원주 둘레에 나란히 배치된다. 이러한 방식으로, 핀(154)의 강성은 그의 원주 둘레에서 변할 수 있다.
다양한 굽힘 구역(166a 내지 166c)들 사이의 경계를 표시하는 도 6의 점선은 예시적인 목적을 위해 제시되며, 인접한 굽힘 구역(166)들 사이의 강성의 이산된 전이만을 나타내도록 의도되지 않는다. 핀(154)의 일 실시예는 강성의 급격한 전이부를 사이에 갖는 이산된 굽힘 구역(166)들을 포함할 수 있지만, 하나 이상의 다른 실시예는 강성의 점진적인 전이부를 사이에 갖는 또는 급격한 전이부와 점진적인 전이부의 조합을 갖는 다수의 굽힘 구역(166)을 포함할 수 있다. 역시, 다양한 굽힘 구역(166)은 본 명세서에 기술된 다양한 특징부 및/또는 이들의 조합, 즉 테이퍼(164), 재료 두께, 핀 연장부(162), 및 핀(154)과 핀 연장부(162)의 재료 특성으로부터 기인할 수 있다.
예를 들어, 도 5b에 도시된 것과 같은 일 실시예에서, 테이퍼(164)가 그의 근위 면 상에서 시작하는 경우에 핀(154)의 외측 에지에서의 강성의 급격한 변화가 일어날 수 있다. 다른 예로서, 핀(154)이 중심 부근에서 더 두껍고 그의 외측 에지를 향해 더 얇도록 테이퍼(164)가 핀(154)을 따라 내내 연장되는 경우에 핀(154)을 따라 점진적이고 연속적인 강성 변화가 일어날 수 있다. 전술한 설명으로부터, 임의의 개수의 강성 프로파일 및 굽힘 구역 구성이 핀(154)의 기하학적 형상, 두께, 재료 및 다른 특징부를 변경시킴으로써 얻어질 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에 기술된 굽힘 구역(166)의 다양한 조합은 도 3에 도시된 리셉터클(132) 내에 범용 커넥터(130)가 어떻게 보유되는지에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 각각의 굽힘 구역(166)의 변화하는 강성은 각각의 핀(154)이 그 구역 내에서 상이한 정도로 변형되게 하여서, 각각의 굽힘 구역 구성에 고유한 리셉터클(132) 내로 삽입될 때 핀(154)의 변형 프로파일을 형성할 수 있다. 따라서, 핀(154) 상에서의 굽힘 구역(166)의 구성을 변경함으로써, 리셉터클 나삿니, 리셉터클 테이퍼 각도, 및 리셉터클 크기와 같은 다양한 리셉터클 특징부에 가장 잘 정합하는 핀 변형 프로파일을 달성할 수 있다.
도 7a로 가면, 시일(152) 및 본체(150)를 갖는 범용 커넥터(130)의 분해도가 도시되어 있다. 시일(152)은 통로(168)를 포함하며, 본체(150)는 통로를 통과하여 시일(152)이 본체(150) 주위에 적어도 부분적으로 배치되도록 한다. 일 실시예에서, 본체(150)는 시일(152)과는 별도로 형성될 수 있고, 시일(152)보다 더 강성인 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본체(150)는 ABS 플라스틱 재료 또는 임의의 다른 적합한 강성 중합체, 또는 금속, 복합재, 유리, 세라믹 등과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 다른 재료를 포함할 수 있다.
시일(152)은 듀로미터 경도(Durometer Hardness)인 쇼어(Shore) A가 약 35 내지 80 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시일(152)은 듀로미터 경도인 쇼어 A가 약 45 내지 65 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시일(152)은 듀로미터 경도인 쇼어 A가 약 50 내지 60 포인트, 바람직하게는 약 55 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체 재료를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 핀(154), 및 핀(154)들이 연장되어 나오는 시일(152)의 다른 부분들을 포함한, 시일(152)의 다양한 부분은 상이한 듀로미터 경도를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 시일(152)은 위에 기재된 쇼어 A 포인트 범위의 내부 또는 외부에서 상이한 듀로미터 경도를 각각 갖는 핀(154)들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 핀(154) 중 하나 이상은 실질적으로 동일한 듀로미터 경도를 가질 수 있는 반면, 동일한 시일(152)의 하나 이상의 다른 핀(154)은 상이한 듀로미터 경도를 가질 수 있다. 또한, 복수의 핀(154) 중 하나 이상은 상이한 듀로미터 경도들을 갖는 굽힘 구역들을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 핀(154)들 중 하나 이상의 핀의 듀로미터 경도는 핀(154)들이 연장되어 나오는 시일(152)의 부분들의 듀로미터 경도보다 더 크거나 작을 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 시일(152)의 다양한 부분은 위에 기재된 쇼어 A 포인트 범위 내에 그리고/또는 그 외부에 있는 임의의 개수의 듀로미터 경도 값 및 이의 조합을 초래하는 상이한 재료들을 포함할 수 있다.
도 7a는 또한 본체(150)로부터 반경방향 외향으로 돌출하고 본체(150)의 원주를 적어도 부분적으로 둘러싸는 복수의 리브(172)를 갖는 본체(150)를 도시한다. 도 7a에 도시된 실시예에서, 리브(172)들은 본체(150)로부터 멀어지게 연장되는 다양한 높이를 갖는다. 리브(172)는 또한 대체로 직사각형인 단면 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있다. 하나 이상의 다른 실시예는 도 7a에서 본체(150) 상에 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 리브(150)들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 다른 실시예는 또한 삼각형, 원형 등과 같은 다른 단면 프로파일을 갖는 리브(172)들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 다른 실시예는 본체(150)의 원주 둘레에서 내내 연장되는 리브(172)들 및/또는 리브(172)들 사이에 다양한 높이 및 공간을 갖는 리브(172)들을 포함할 수 있다.
도 7b 및 도 7c는 도 7a에 도시된 시일(152) 및 본체(150)의 단면도를 도시한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 시일(152)은 시일(152)의 내부 표면(170)의 원주 둘레에서 적어도 부분적으로 연장되는 시일(152)의 내부 표면(170) 내로 연장되는 복수의 만입 부분(174)을 포함할 수 있다. 만입 부분(174)은 도 7c에 도시된 본체(150)의 리브(172)와 위치가 대응할 수 있어, 본체(150) 주위에 적어도 부분적으로 시일(152)을 위치시키는 것이 복수의 리브(172)가 시일(152)의 만입 부분(172) 내로 연장되게 한다. 따라서, 일 실시예에서, 도 7b의 단면도에 도시된 바와 같은 만입 부분(174)의 단면 형상은 리브(172)의 단면 형상에 대응하여, 리브(172)가 사용 동안에 본체(150) 주위에 적어도 부분적으로 시일(152)을 보유하도록 할 수 있다.
이와 관련하여, 도 7d는 만입 부분(174) 내로 연장되고 그와 정합하는 리브(172)와 함께 보유된 시일(152)을 갖는 본체(150)의 단면도를 도시한다. 일 실시예에서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 리브(172)들 및 만입 부분(174)들 중 하나 이상은 위치가 핀(154)들에 대응할 수 있고, 하나 이상은 그렇지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 시일(152) 및 본체(150)는 전술된 바와 같이 별도로 제조되고 함께 조립될 수 있다. 일 실시예에서, 시일(152) 및 본체(150)는 예를 들어 성형 또는 다른 제조 공정에 의해 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 핀(154)은 시일(152)의 나머지와 동일하거나 상이한 재료를 포함하는 단일편으로서 시일(152)과 함께 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 핀(154)은 시일(152)의 나머지와 동일하거나 상이한 재료로 별개로 형성되고, 제조 동안에 시일에 고정될 수 있다.
각각의 리브(172) 및 대응하는 만입 부분(174)의 높이는 또한 리브(172)가 연장되어 들어갈 수 있는 핀(154)의 가요성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 위에 기재된 바와 같이, 본체(150) 및 리브(172)는 시일(152) 및 핀(154)보다 더 강성인 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 리브(172)가 핀(154) 내로 더욱 연장될수록, 그 영역에서의 핀(154)의 강성이 더 커진다. 따라서, 리브(172)는 전술된 바와 같이 핀(154)의 굽힘 구역(166)을 생성하거나 변경시킬 수 있다. 마찬가지로, 테이퍼형 리브(172)는, 리브(172)가 반경방향 외향으로 연장됨에 따라 리브(154)가 더 얇아지게 테이퍼 형성됨에 따라 리브(172)가 연장되어 들어가는 핀(154)의 굽힘의 점진적인 변화를 유발할 수 있다.
전술된 범용 커넥터(130)의 다양한 실시예는 본체(150)의 유체 통로(156)의 중심 길이방향 축(176)에 대체로 수직인 평면 내에서 연장되는 핀(154)을 갖는 시일(152)을 포함한다. 그러나, 하나 이상의 다른 실시예는 중심 길이방향 축(176)에 대해 비-수직 각도로 본체(150)로부터 반경방향 외향으로 연장되는 핀(154)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8은 핀(154)이 중심 길이방향 축(176)에 대해 비-수직 각도로 근위방향으로 후방으로 연장되는 범용 커넥터(130)의 실시예의 단면도를 도시한다. 또한, 예를 들어, 도 9는 중심 길이방향 축(176)에 대해 비-수직 각도로 원위방향으로 전방으로 연장되는 핀(154)을 갖는 범용 커넥터(130)의 실시예의 단면도를 도시한다.
일 실시예에서, 리브(172)는 경사진 핀(154)과 대응하도록 경사질 수 있다. 일 실시예에서, 핀(154) 및/또는 리브(172)는 도면에 도시된 것보다 더 큰 각도 또는 더 작은 각도로 경사질 수 있다. 일 실시예에서, 단일 시일(152)의 핀(154)들 각각은 서로 상이하게 경사져, 원위방향으로, 수직으로, 근위방향으로, 또는 이들의 조합으로 연장될 수 있다. 핀(154)의 각도는 리셉터클(132) 내로 그리고 그로부터 범용 커넥터(130)를 삽입하고 제거하는 데 필요한 힘에 영향을 미칠 수 있다.
예를 들어, 근위방향으로 후방으로 연장되는 핀(154)을 갖는, 도 8에 도시된 실시예는 리셉터클(312)로부터 범용 커넥터(130)를 제거하는 데 필요한 힘보다 리셉터클에 삽입하고 기밀 연결부를 형성하는 데 더 적은 힘을 필요로 할 수 있다. 이는, 이러한 실시예의 핀(154)이, 제거될 때 리셉터클(138)의 테이퍼형 벽(138)에 대항하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 핀(154)의 각도를 거슬러 더 큰 정도로 변형될 필요가 있을 수 있기 때문이다. 역으로, 원위방향으로 전방으로 연장되는 핀(154)을 갖는, 도 9에 도시된 실시예는 리셉터클(132)로부터 범용 커넥터(130)를 제거하는 데 필요한 힘보다 리셉터클에 삽입하고 기밀 연결부를 형성하는 데 더 큰 힘을 필요로 할 수 있다.
도 10으로 가면, 범용 커넥터(130)의 다른 실시예의 사시도가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 외측 절두원추형 쉘(178)이 시일(152)의 외측 표면을 형성하도록 핀의 외측 에지를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 도 11은 도 10에 도시된 실시예의 후방 사시도를 도시한다. 핀(154)들 각각은 본체(150)의 길이를 따라 배치되고, 복수의 핀(154)이 본체(150)의 원주의 적어도 일부분 둘레에 반경방향으로 나선형이 되도록 만곡된다. 시일(152) 및 본체(150)의 재료들은 다른 실시예와 관련하여 전술된 시일(152) 및 본체(150)에 대해 기술된 재료들과 유사할 수 있다. 따라서, 도 10 내지 도 14에 도시된 실시예의 절두원추형 쉘(178) 및 핀(154)은 가요성 중합체성 탄성중합체 재료를 포함할 수 있는 반면, 본체(150)는 ABS 플라스틱 등과 같은 더 강성인 재료를 포함할 수 있다.
따라서, 도 10 내지 도 14에 도시된 범용 커넥터(130)가 리셉터클(132) 내로 삽입될 때, 절두원추형 쉘(178)은 수축할 수 있고, 핀(154)은 범용 커넥터(130)의 본체(150)를 향해 반경방향 내향으로 압괴(collapse)될 수 있다. 탄성 핀(154)은 리셉터클(132)의 테이퍼형 벽(138)에 대항하는 힘을 생성하여, 리셉터클의 테이퍼형 벽(138)과 절두원추형 쉘(178) 사이의 마찰을 통해 리셉터클(132) 내에 절두원추형 쉘(178)의 외측 표면을 유지한다.
도 10 및 도 11에 도시된 실시예를 더 잘 이해하기 위해, 도 12a 및 도 12b는 도 10 및 도 11에 도시된 범용 커넥터(130)의 배면도를 도시한다. 도 12a의 범용 커넥터(130)는 리셉터클 내로 삽입되어 있지 않아, 절두원추형 쉘(178)이 수축되지 않고 만곡된 핀(154)이 완전히 연장된다. 전술된 바와 같이 그리고 이제 도 12b에 도시된 바와 같이, 리셉터클의 테이퍼형 벽이 절두원추형 쉘(178)의 외부에 반경방향 내향으로 힘을 가할 때, 가요성 절두원추형 쉘(178)은 수축하고 만곡된 핀(154)은 본체(150)를 향해 압괴된다. 따라서, 핀(154)은 본체를 향해 더 큰 각도로 만곡되고, 핀(154)의 탄성은 리셉터클의 테이퍼형 벽 상에 외향 힘을 가하여, 범용 커넥터(130)가 마찰을 통해 리셉터클 내에 유지되게 한다.
본체(150)의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 절두원추형 쉘(178) 및 복수의 핀(154)은 본체(150)의 길이를 따라 상이한 정도로 변형될 수 있다. 예를 들어, 절두원추형 쉘(178)의 테이퍼 각도가 리셉터클의 테이퍼형 벽의 테이퍼 각도와 일치하지 않으면, 절두원추형 쉘(178)의 원위 단부는 리셉터클의 테이퍼 각도를 수용하기 위해 근위 단부보다 더 많이 수축할 수 있거나 그 반대일 수 있다. 절두원추형 쉘(178)은 또한 나삿니와 같은 다른 리셉터클 특징부 주위에서 변형되어 기밀 시일을 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 도 10 내지 도 14에 도시된 범용 커넥터의 실시예는 넓은 범위의 리셉터클 내에 기밀 시일을 형성할 수 있다.
본 발명은 그의 사상 또는 본질적인 특성으로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예는 모든 점에서 단지 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 전술한 설명에 의해서보다는 첨부된 청구범위에 의해 지시된다. 청구범위의 의미 및 균등물의 범위 내에서 이루어지는 모든 변경은 그의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (27)

  1. 범용 유체 시스템 커넥터로서,
    원위 단부(distal end)와 근위 단부(proximal end) 사이에서 연장되는 길이를 갖는 본체; 및
    상기 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일(seal)로서, 상기 시일은 상기 본체의 상기 길이를 따라 배치되는 복수의 가요성 핀(fin)들을 갖고, 각각의 핀은 직경을 갖는, 상기 시일
    을 포함하고,
    각각의 핀은 복수의 굽힘 구역(flexion zone)들을 포함하고, 각각의 굽힘 구역은 강성(stiffness)을 가지며,
    상기 핀들의 상기 직경들은 상기 복수의 핀들이 상기 본체의 상기 길이를 따라 절두원추형 형상을 형성하도록 상기 원위 단부로부터 상기 근위 단부로 증가하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 핀들은 3개의 핀들을 포함하고, 가장 원위의 핀과 두번째의 가장 원위의 핀의 직경들 사이의 차이는 가장 근위의 핀과 두번째의 가장 근위의 핀의 직경들 사이의 차이보다 더 작은, 범용 유체 시스템 커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 테이퍼를 포함하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 테이퍼는 각각의 핀의 근위 면(proximal face) 상에 형성되는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 테이퍼는 각각의 핀의 원위 면 상에 형성되는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  6. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 제1 굽힘 구역 및 제2 굽힘 구역을 포함하고, 상기 제1 굽힘 구역은 상기 핀의 외측 에지(edge)를 포함하는 상기 핀의 제1 외측 링 부분을 포함하며, 상기 제2 굽힘 구역은 상기 제1 굽힘 구역으로부터 반경방향 내향으로 배치되는 상기 핀의 내측 링 부분을 포함하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 굽힘 구역은 상기 제1 굽힘 구역보다 더 강성인, 범용 유체 시스템 커넥터.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 상기 핀의 동심 링 부분들로서 상기 핀 주위에 반경방향으로 배치되는 3개의 굽힘 구역들을 포함하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 굽힘 구역들의 상기 강성은 상기 핀의 중심을 향해 증가하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 굽힘 구역들의 상기 강성은 상기 핀의 중심을 향해 감소하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  11. 제8항에 있어서, 상기 굽힘 구역들의 상기 강성은 상기 핀 상에 과녁형(bullseye) 강성 패턴을 형성하도록 상기 핀의 중심을 향해 하나의 구역으로부터 다른 구역으로 교번하는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  12. 제1항에 있어서, 하나 이상의 핀 연장부들을 추가로 포함하고, 각각의 핀 연장부는 상기 핀의 원주 둘레에서 적어도 부분적으로 핀으로부터 반경방향 외향으로 연장되는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  13. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 상기 본체의 중심 길이방향 축에 수직으로 배치되는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  14. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 상기 본체의 중심 길이방향 축에 대해 비-수직 각도로 배치되는, 범용 유체 시스템 커넥터.
  15. 제1항에 있어서, 각각의 핀은 상기 본체 둘레에서 원주방향으로 연장되는, 범용 시스템 커넥터.
  16. 유체 시스템 커넥터로서,
    본체로서,
    상기 본체의 원위 단부와 상기 본체의 근위 단부 사이에서 연장되는 길이, 및
    상기 본체의 상기 길이를 따라 배치되는 복수의 리브(rib)들로서, 각각의 리브는 상기 본체 둘레에서 적어도 부분적으로 연장되고 상기 본체로부터 반경방향 외향으로 연장되는, 상기 복수의 리브들
    을 포함하는, 상기 본체; 및
    상기 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일로서,
    상기 본체의 상기 길이를 따라 배치되는 복수의 가요성 핀들로서, 상기 복수의 핀들의 외측 에지들은 상기 원위 단부를 향해 하향으로 테이퍼 형성되는 절두원추형 형상을 형성하는, 상기 복수의 가요성 핀들, 및
    상기 시일의 내부 표면으로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 만입 부분(recessed portion)들로서, 각각의 만입 부분은 상기 시일의 상기 내부 표면의 원주 둘레에 적어도 부분적으로 배치되는, 상기 복수의 만입 부분들
    을 포함하는, 상기 시일
    을 포함하며,
    상기 복수의 리브들은 상기 시일을 상기 본체 주위에 보유하기 위해 상기 리브들이 상기 만입 부분들과 정합하도록 상기 복수의 만입 부분들과 위치가 대응하는, 유체 시스템 커넥터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 본체는 상기 시일보다 더 강성인, 유체 시스템 커넥터.
  18. 제16항에 있어서, 상기 본체는 ABS 플라스틱을 포함하는, 유체 시스템 커넥터.
  19. 제16항에 있어서, 상기 시일은 듀로미터 경도(Durometer Hardness)인 쇼어(Shore) A가 약 35 내지 80 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체를 포함하는, 유체 시스템 커넥터.
  20. 제16항에 있어서, 상기 시일은 듀로미터 경도인 쇼어 A가 약 45 내지 65 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체를 포함하는, 유체 시스템 커넥터.
  21. 제16항에 있어서, 상기 시일은 듀로미터 경도인 쇼어 A가 약 50 내지 60 포인트인 가요성 중합체성 탄성중합체를 포함하는, 유체 시스템 커넥터.
  22. 제16항에 있어서, 상기 리브들은 상기 리브들이 상기 본체로부터 반경방향 외향으로 연장됨에 따라 더 얇아지게 테이퍼 형성되는, 유체 시스템 커넥터.
  23. 제16항에 있어서, 상기 본체는 상기 본체로부터 근위방향으로 연장되는 하나 이상의 탭(tab)들을 추가로 포함하고, 상기 탭들은 상기 유체 시스템 커넥터의 조작을 돕도록 구성되는, 유체 시스템 커넥터.
  24. 유체 시스템 커넥터로서,
    원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 길이를 갖는 본체; 및
    상기 본체의 적어도 일부분 주위에 배치되는 시일로서,
    상기 본체의 상기 길이를 따라 배치되는 복수의 가요성 핀들로서, 상기 핀들의 외측 에지들이 상기 원위 단부를 향해 하방으로 테이퍼 형성되는 절두원추형 형상을 상기 본체의 상기 길이를 따라 형성하도록 하고, 각각의 핀은 상기 복수의 핀들이 상기 본체의 적어도 일부분 둘레에서 반경방향으로 나선형이 되도록 만곡되는, 상기 복수의 가요성 핀들, 및
    상기 복수의 핀들 둘레에 적어도 부분적으로 배치되고 상기 핀들의 상기 외측 에지들에 연결되는 외측 절두원추형 쉘
    을 포함하는, 상기 시일
    을 포함하는, 유체 시스템 커넥터.
  25. 제24항에 있어서, 각각의 핀은 상기 본체의 상기 길이를 따라 길이방향으로 배치되는, 유체 시스템 커넥터.
  26. 제24항에 있어서, 각각의 핀은 제1 두께를 포함하고, 상기 절두원추형 쉘은 제2 두께를 포함하며, 상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 큰, 유체 시스템 커넥터.
  27. 제24항에 있어서, 각각의 핀의 곡률은 증가하여, 외부 힘이 상기 절두원추형 쉘의 외부 표면에 가해질 때 각각의 핀이 상기 본체를 향해 압괴(collapse)되게 하는, 유체 시스템 커넥터.
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