KR20230097709A - 전기 삼투압 펌프 - Google Patents

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KR20230097709A KR1020210187465A KR20210187465A KR20230097709A KR 20230097709 A KR20230097709 A KR 20230097709A KR 1020210187465 A KR1020210187465 A KR 1020210187465A KR 20210187465 A KR20210187465 A KR 20210187465A KR 20230097709 A KR20230097709 A KR 20230097709A
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이도경
정준혁
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이오플로우(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 샤프트 홀을 구비하는 하우징, 상기 샤프트 홀을 통과하여 상기 하우징의 내외부에 연장 배치되고, 연장 방향을 따라왕복 운동이 가능한 샤프트, 및 상기 하우징의 외부에서 상기 샤프트와 결합되는 이동 부재를 포함하고, 상기 샤프트는 상기 이동 부재에 압입 방식으로 결합가능한, 전기 삼투압 펌프를 제공할 수 있다.

Description

전기 삼투압 펌프{Electric osmotic pump}
본 발명은 전기 삼투압 펌프에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 유체를 이용한 전기 삼투압 펌프에 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.
이에, 일정한 기간 동안 인체에 부착하여 간편하게 사용할 수 있는 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 주입 장치에는 약액을 능동적으로 주입하기 위하여, 전기 삼투 펌프와 같은 구동 부재가 제공될 수 있다. 전기 삼투 펌프는 모세관 또는 다공성 분리막의 양단에 전압을 가하였을 때 발생하는 유체의 이동 현상을 이용하는 펌프이다.
전기 삼투압 펌프는 내부에서 유체의 이동에 따라 선형 왕복 운동할 수 있는 샤프트가 마련되고, 샤프트와 결합되어 샤프트와 함께 선형 왕복 운동하며 약액 토출 메커니즘에 동력을 전달하기 위한 이동 부재가 제공될 수 있다.
인슐린 주입 장치와 같은 약물 주입 장치의 구동을 위한 메커니즘에는 다양한 종류의 모터나 펌프와 같은 구동 부재가 사용될 수 있다. 본 발명은 유체를 이용하여 미세한 펌핑이 가능한 구동 부재에 관한 것으로서, 샤프트와 이동 부재에 관한 공정을 개선함으로써, 장치의 제조시간을 단축하여 수율을 증가시키고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의한 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 삼투압 펌프는, 샤프트 홀을 구비하는 하우징, 상기 샤프트 홀을 통과하여 상기 하우징의 내외부에 연장 배치되고, 연장 방향을 따라왕복 운동이 가능한 샤프트, 및 상기 하우징의 외부에서 상기 샤프트와 결합되는 이동 부재를 포함하고, 상기 샤프트는 상기 이동 부재에 압입 방식으로 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트가 상기 이동 부재에 형성되는 통공에 상기 샤프트의 연장 방향을 따라 압입되고, 상기 이동 부재와 결합되는 상기 샤프트의 일단부에는 제1 체결부, 제2 체결부 및 제3 체결부가 연장 방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 제1 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 접촉가능하고, 상기 제3 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 대향하는 타면에 접촉가능하며, 상기 제2 체결부는 상기 통공에 위치하여 상기 제1 체결부와 상기 제3 체결부를 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통공은, 상기 이동 부재의 일측에서 제1 직경을 갖는 제1 통공부 및 상기 이동 부재의 타측에서 상기 제1 직경보다 상대적으로 큰 제2 직경을 갖는 제2 통공부를 포함하고, 상기 제1 체결부의 직경은 상기 제2 직경에 상응하고, 상기 제3 체결부의 직경은 상기 제2 직경보다 상대적으로 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 체결부의 일부는 상기 제1 직경에 상응하고, 상기 제2 체결부의 나머지 부분은 상기 제2 직경에 상응할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트가 상기 이동 부재에 형성되는 삽입홈에 측방으로부터 압입되고, 상기 이동 부재와 결합되는 상기 샤프트의 일단부에는 제1 체결부, 제2 체결부 및 제3 체결부가 연장 방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 제1 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 접촉가능하고, 상기 제3 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 대향하는 타면에 접촉가능하며, 상기 제2 체결부는 상기 삽입홈에 위치하여 상기 제1 체결부와 상기 제3 체결부를 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 삽입홈은, 상기 제2 체결부가 삽입 고정되는 삽입부와, 상기 삽입부에서 외측 방향으로 갈수록 확대 개방되는 안내부, 및 상기 삽입부와 상기 안내부 사이에서 내측 방향으로 돌출 형성되는 걸림부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 체결부 및 상기 제3 체결부의 직경은 상기 삽입부의 직경보다 상대적으로 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 삽입홈은, 상기 삽입부에서 상기 이동 부재의 외향으로 개방되는 걸림 완화부를 더 포함하고, 상기 걸림 완화부가 이루는 최소 간격은 상기 삽입부의 직경과 동일할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 삼투압 펌프에 의하면, 제조공정의 개선으로 작업시간을 단축하여 수율 증가를 기대할 수 있다.
또한, 부품의 개수를 줄임으로써 원가 절감 효과를 기대할 수 있다.
그러나, 전술한 효과는 예시적인 것으로서, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 삼투압 펌프를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 X-X'선에 따른 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 A 부분에 대한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인을 중심으로 한 제1 전극체 및 2 전극체에서의 반응을 나타낸 모식도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트의 왕복 운동을 설명하는 단면도들이다.
도 7는 샤프트의 왕복 운동에 따른 제1 공간의 체적에 대한 제2 서브공간의 체적의 비율을 나타낸 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, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로 사용되었다.
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.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결되는 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 삼투압 펌프의 사시도이고, 도 2는 도 1의 X- X' 선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 삼투압 펌프(이하, '펌프'라 함)(100)의 하우징(110)은 일측에 구비된 샤프트 홀(112H)을 포함하며, 샤프트 홀(112H)을 통해 소정의 길이를 갖는 샤프트(120)가 하우징(110)의 외측으로 연장될 수 있다.
일 실시예로, 샤프트 홀(112H)은 하우징(110)의 본체(111)에 대하여 일측으로 연장된 돌출부(112)에 형성될 수 있으며, 돌출부(112)의 직경은 본체(111)의 직경 보다 작게 형성될 수 있다.
샤프트(120)의 제1 부분(121)은 하우징(110)의 내부에 배치되고, 제2 부분(122)은 전술한 바와 같이 샤프트 홀(112H)을 지나 하우징(110)의 외부로 연장된다. 샤프트(120)는 도 1 및 도 2에서의 상하 방향(Z 방향)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
샤프트(120)의 왕복 운동시, 제1 부분(121)은 하우징(110)의 내부 공간, 예컨대 돌출부(112)에 해당하는 내부 공간에서 선형적으로 왕복 운동할 수 있다. 샤프트(120)의 제1 부분(121)의 직경(R1)은 샤프트 홀(112H)의 직경(R3) 보다 크기 때문에, 제1 부분(121)은 하우징(110)의 외부로 빠지지 않는다.
샤프트(120)의 제1 부분(121)의 측면에는 실링재(125)가 배치될 수 있다. 하우징(110)의 내부 공간, 예컨대 하우징(110)의 내측면과 샤프트(120)의 내측면에 의해 정의되는 공간은 밀폐된 공간으로, 내부 공간에는 유체가 존재하며, 실링재(125)는 하우징(110)과 샤프트(120) 사이의 틈으로 유체가 누설(누출)되는 것을 방지할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 유체를 생략하고 도시하였다.
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 실링재(125)는 O-링의 형태로 제1 부분(121)의 측면을 커버할 수 있으며, 실링재(125)에 의해 하우징(110)의 내부에 존재하는 유체가 샤프트 홀(112H)을 통해 하우징(110)의 외부로 누출(누설)되는 것을 방지할 수 있다.
유체의 누출은, 샤프트(120)의 제1 부분(121)으로부터 이동 부재(130)까지의 제1 거리(D1)를 돌출부(112)의 내측 길이(D2)와 같거나 그보다 작게 형성함으로써 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.
샤프트(120)의 제2 부분(122)은 샤프트 홀(112H)의 직경(R3) 보다 작은 직경(R2)을 구비할 수 있다. 제2 부분(122)의 일단은 하우징(110)의 외부에서 이동 부재(130)와 결합될 수 있다. 이동 부재(130)는 샤프트(120)의 운동과 아울러 상하 방향을 따라 왕복 운동할 수 있다. 이동 부재(130)의 운동은 펌프가 장착되는 약액 주입 장치의 약액 토출 메커니즘에 약액을 주입하기 위한 동력으로 변환될 수 있다.
멤브레인(140)은 하우징(110)의 내부 공간, 예컨대 본체(111)와 대응하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 내부 공간은 멤브레인(140)을 중심으로 양측에 각각 위치하는 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 포함한다.
도 2에서는, 멤브레인(140)을 기준으로 샤프트(120)에서 먼 공간이 제1 공간(S1)이고, 멤브레인(140)을 기준으로 샤프트(120)에 인접한 공간을 제2 공간(S2)으로 나타낸다.
멤브레인(140)은 유체와 이온의 이동이 가능한 다공성 구조를 가질 수 있다. 멤브레인(140)은 예컨대, 구형 실리카를 열로 소성하여 제조한 프릿형 멤브레인일 수 있다. 예컨대, 멤브레인의 형성에 사용하는 구형 실리카는 약 20 nm 내지 약 500 nm의 직경을 가지는 것일 수 있고, 구체적으로는 약 30 nm 내지 약 300 nm의 직경을 가지는 것일 수 있고, 더욱 구체적으로는 약 40 nm 내지 약 200 nm의 직경을 가지는 것일 수 있다.
상기 구형 실리카의 직경이 전술한 범위를 만족하는 경우, 멤브레인(140)을 통과하는 제1 유체에 의한 압력, 즉 샤프트(120)를 이동시키기에 충분한 압력을 발생시킬 수 있다.
전술한 실시예에서 멤브레인(140)이 구형 실리카를 포함하는 것을 설명하였으나, 멤브레인(140)이 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예로, 멤브레인(140)은 다공성 실리카 또는 다공성 알루미나와 같이 제타포텐셜(zeta potential)에 의한 일렉트로키네틱(eletrokinetic) 현상을 야기할 수 있는 소재라면 그 종류를 한정할 것은 아니다.
멤브레인(140)은 약 20 ㎛ 내지 약 10 mm의 두께를 가질 수 있고, 구체적으로는 약 300 ㎛ 내지 약 5 mm의 두께를 가질 수 있고, 더욱 구체적으로는 약 1,000 ㎛ 내지 약 4 mm의 두께를 가질 수 있다.
멤브레인(140)의 양측에는 제1 전극체(150)와 제2 전극체(160)가 각각 배치된다. 제1 전극체(150)는 멤브레인(140)의 제1 측에 배치된 제1 다공성 플레이트(151) 및 제1 전극 스트립(152)을 포함할 수 있다. 제2 전극체(160)는 멤브레인(140)의 제2 측에 배치된 제2 다공성 플레이트(161) 및 제2 전극 스트립(162)을 포함할 수 있다.
제1 다공성 플레이트(151) 및 제2 다공성 플레이트(161)는 각각 멤브레인(140)의 양측 주면(main surface)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 다공성 플레이트(151) 및 제2 다공성 플레이트(161)는 다공 구조를 통해 유체와 이온을 효과적으로 이동시킬 수 있다.
제1 다공성 플레이트(151) 및 제2 다공성 플레이트(161)는 다공성 베이스층에 전기화학 반응 물질이 형성된 구조를 가질 수 있다. 전기화학 반응 물질은 예컨대, 무전해 도금, 진공증착, 코팅, 졸-겔 프로세스 등의 방법을 통해 다공성 베이스층에 전착 또는 코팅함으로써 형성될 수 있다.
다공성 베이스층은 절연체일 수 있다. 예컨대, 다공성 베이스층은, 비도전성의 세라믹, 비도전성의 고분자 수지, 비도전성의 유리 및 이들의 조합에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
비도전성의 세라믹은, 예컨대 암면, 석고, 도자기, 시멘트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로는 암면, 석고 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비도전성의 고분자 수지는, 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것과 같은 합성 섬유; 양모, 목면 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것과 같은 천연 섬유; 해면; 생물체, 예컨대 생물체의 뼈에서 유래한 다공성 소재; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비도전성의 유리는 유리솜, 글라스 프릿(glass frit), 다공질 유리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다공성 베이스층은 약 0.1 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 기공크기를 가질 수 있고, 구체적으로는 약 5 ㎛ 내지 약300 ㎛의 기공크기를 가질 수 있으며, 더욱 구체적으로는 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 기공크기를 가질 수 있다.
다공성 지지체의 기공크기가 전술한 범위를 만족하는 경우, 유체와 이온을 효과적으로 이동시켜, 펌프(100)의 안정성과 수명 특성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
전기화학 반응 물질은, 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)의 전극 반응 시에 산화 전극과 환원 전극이 양이온, 예컨대 수소이온을 주고받는 한 쌍의 반응을 이룰 수 있으며 동시에 가역적인 전기화학 반응을 구성할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
전기화학 반응 물질은 예컨대, 은/산화은, 은/염화은, MnO(OH), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리타이오닌(polythionine), 퀴논계 폴리머(quinone-based polymer) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 스트립(152) 및 제2 스트립(162)은 제1 다공성 플레이트(151) 및 제2 다공성 플레이트(161)의 가장자리에 배치될 수 있으며, 하우징(110)의 외부의 제1 단자(153) 및 제2 단자(163)와 연결될 수 있다. 제1 스트립(152) 및 제2 스트립(162)은 은, 구리 등과 같은 도전성 재질을 포함할 수 있다.
하우징(110)의 내부 공간에 구비된 유체는 서로 다른 상(phase)을 갖는 제1 유체와 제2 유체를 포함할 수 있다. 제1 유체는 물과 같은 액체를 포함하고 제2 유체는 공기와 같은 기체를 포함할 수 있다.
내부 공간에 존재하는 제1 유체는 내부 공간을 전체적으로 채우지 않는다. 즉, 내부 공간의 체적은 내부 공간에 존재하는 제1 유체의 체적 보다 크다. 내부 공간 중에서 물이 존재하지 않는 부분에는 제2 유체가 존재한다.
멤브레인(140), 제1 전극체(150), 및 제2 전극체(160)의 구조물의 양 측에는 실링재(170)가 배치된다. 실링재(170)는 전술한 구조물의 가장자리에 대응하는 면적을 갖는 고리 형상일 수 있다.
전술한 유체, 예컨대 제1 유체는 멤브레인(140)을 통과하도록 멤브레인(140)의 두께 방향을 따라 제1 공간(S1)에서 제2 공간(S2)으로 또는 그 역방향으로 이동하게 되는데, 이 때 실링재(170)는 하우징(110)의 내측면과 전술한 구조물 사이의 틈을 막아 액체가 이 틈으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
유체는 도 1에 도시된 바와 같은 주입구(180)를 통해 내부 공간으로 유입될 수 있다. 일 실시예로, 일측의 주입구(180)를 통해 제1 유체를 내부 공간에 전체적으로 채운 후에 주입구(180)를 통해 제1 유체의 일부를 외부로 빼낸 후에 주입구(180)를 폐쇄함으로써, 제1 유체 및 제2 유체가 하우징(110)의 내부 공간에 존재할 수 있다.
도 3은 도 2의 A 부분에 대한 도면으로서, 도 3a는 샤프트(120)의 제2 부분(122)의 일부를 도시한 도면이고, 도 3b는 이동 부재(130)를 도시한 도면이며, 도 3c는 샤프트(120)와 이동 부재(130)가 결합되는 상태를 도시한 도면이다.
샤프트(120)는 하우징의 외부에서 제2 부분(122)이 이동 부재(130)와 결합될 수 있다. 샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합은 억지 끼움에 의한 압입 방식으로 이루어질 수 있다.
도 3a를 참조하면, 샤프트(120)는 제1 체결부(122a), 제2 체결부(122b) 및 제3 체결부(122c)를 포함할 수 있다. 제1 체결부(122a), 제2 체결부(122b) 및 제3 체결부(122c)는 샤프트(120)의 연장 방향을 따라 차례로 배치될 수 있다.
샤프트(120)의 제1 체결부(122a), 제2 체결부(122b) 및 제3 체결부(122c)는 서로 상이한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 체결부(122a)는 제2 체결부(122b)보다 크되, 제3 체결부(122c)보다 작은 직경을 가질 수 있다.
제1 체결부(122a)는 제2 체결부(122b)와 대향하는 단부가 테이퍼형으로, 끝으로 갈수록 단면의 직경이 점차 감소하도록 형성될 수 있다.
제2 체결부(122b)는 소정의 길이(L122b)를 가질 수 있다. 제2 체결부(122b)는 일부 및 일부를 제외한 나머지 부분이 상이한 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 체결부(122b)는 상이한 직경을 갖는 적어도 두 부분을 포함할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 이동 부재(130)는 일측에서부터 타측으로 이동 부재(130)를 관통하는 통공(131)이 형성될 수 있다. 통공(131)은 소정의 길이(L131)를 가질 수 있다.
통공(131)은 제1 통공부(131a) 및 제2 통공부(131b)를 포함할 수 있다. 제1 통공부(131a)는 이동 부재(130)의 일측에서 제1 직경(D131a)으로 형성되고, 제2 통공부(131b)는 이동 부재(130)의 타측에서 제2 직경(D131b)으로 형성될 수 있다. 제1 통공부(131a)의 길이는 제2 통공부(131b)의 길이에 비하여 더 짧게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 직경(D131a)은 제2 직경(D131b)보다 작게 형성될 수 있다.
제1 통공부(131a)와 제2 통공부(131b)의 경계는 테이퍼형으로, 제2 통공부(131b)에서 제1 통공부(131a)에 이르는 직경이 제2 직경(D131b)에서 제1 직경(D131a)으로 점차 감소하도록 형성될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 샤프트(120)는 이동 부재(130)에 형성되는 통공(131)에 제2 통공부(131b)에서 제1 통공부(131a) 방향으로 압입되어, 이동 부재(130)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(120)의 제1 체결부(122a)의 직경은 제2 직경(D131b)에 상응하여, 제1 체결부(122a)는 제2 통공부(131b)에 슬라이딩 이동하며 삽입될 수 있다. 제1 직경(D131a)은 제2 직경(D131b)보다 작게 형성되어, 제2 통공부(131b)와 제1 통공부(131a)의 경계에서, 연장 방향으로 가해지는 힘에 의해 제1 체결부(122a)는 제1 통공부(131a)를 통과할 수 있다. 이때, 제1 체결부(122a)의 압입을 용이하게 하기 위하여, 제1 체결부(122a)의 단부 및 제2 통공부(131b)와 제1 통공부(131a)의 경계 중에서 적어도 어느 하나는 테이퍼형으로 형성될 수 있다. 제3 체결부(122c)의 직경은 제2 직경(D131b)보다 크게 형성되어, 제1 체결부(122a)가 제1 통공부(131a)를 통과하면, 제3 체결부(122c)는 제2 통공부(131b)로 삽입되지 않을 수 있다.
샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합 상태에서, 샤프트(120)의 제2 체결부(122b)는 통공(131) 내부에 위치할 수 있다. 제2 체결부(122b)의 길이(L122b)는 통공(131)의 길이(L131)와 상응하며, 제1 체결부(122a)가 이동 부재(130)의 일측에 맞닿고, 제3 체결부(122c)가 이동 부재(130)의 타측에 맞닿을 수 있다. 제1 체결부(122a) 및 제3 체결부(122c)가 이동 부재(130)의 일측 및 타측에 각각 맞닿음으로써, 이동 부재(130)가 샤프트(120)의 연장 방향으로 이동하지 않도록 이동 부재(130)의 이동을 제한할 수 있다.
샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합 상태에서, 이동 부재(130)가 샤프트(120)의 직경 방향, 즉 측방으로 이동하지 않도록, 통공(131)에 삽입된 제2 체결부(122b)의 직경은 통공(131)의 직경에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제2 체결부(122b)는 일부는 제1 직경(D131a)에 상응하고, 제2 체결부(122b)의 나머지 부분은 제2 직경(D131b)에 상응할 수 있다. 즉, 제2 체결부(122b)는 제1 직경(D131a)에 상응하는 직경을 갖는 부분과 제2 직경(D131b)에 상응하는 직경을 갖는 부분을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 다른 실시예에 대한 도면으로서, 도 4a는 샤프트(120)의 제2 부분(122)의 일부를 도시한 도면이고, 도 4b는 이동 부재(130)를 평면에서 도시한 도면이며, 도 4c는 샤프트(120)와 이동 부재(130)가 결합되는 상태를 측방에서 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 샤프트(120)와 이동 부재(130)는 억지 끼움 방식에 의해 결합되되, 샤프트(120)가 이동 부재(130)에 측방으로 압입될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 샤프트(120)는 연장 방향을 따라 차례로 배치되는 제1 체결부(1221), 제2 체결부(1222) 및 제3 체결부(1223)를 포함할 수 있다.
샤프트(120)의 제1 체결부(1221) 및 제3 체결부(1223)는 제2 체결부(1222)와 상이한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 체결부(1221)와 제3 체결부(1223)는 제2 체결부(1222)보다 큰 직경을 가질 수 있다.
도 4b를 참조하면, 이동 부재(130)는 삽입홈(132)이 형성될 수 있다. 삽입홈(132)은 삽입부(132a), 안내부(132b) 및 걸림부(132c)를 포함할 수 있다.
삽입부(132a)는 이동 부재(130)의 중앙부에서 일측으로부터 타측으로 이동 부재(130)를 관통하는 장공으로 마련될 수 있다. 삽입부(132a)는 소정의 직경(D132a)과 길이(L132a)를 가질 수 있다.
이동 부재(130) 외부의 샤프트(120)가 삽입부(132a)에 삽입되도록, 이동 부재(130) 외부와 삽입부(132a)를 연결하는 안내부(132b)가 제공될 수 있다. 샤프트(120)는 이동 부재(130) 외부에서 측방으로, 안내부(132b)를 통하여 삽입부(132a)로 이동할 수 있다.
안내부(132b)는 이동 부재(130)의 외부에서 삽입부(132a)까지 샤프트(120)의 이동이 용이하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 안내부(132b)는 삽입부(132a)에서 이동 부재(130)의 외향으로 테이퍼형으로 확대 개방될 수 있다. 안내부(132b)를 규정하는 대향하는 면들이 이동 부재(130)의 외향으로 갈수록 점차 이격되어, 안내부(132b)의 간격(G132b)은 이동 부재(130)의 외향으로 갈수록 증가할 수 있다. 외측에서의 안내부(132b)의 간격(G132b)은 삽입부(132a)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
걸림부(132c)는 삽입부(132a)와 안내부(132b)의 경계에서 형성될 수 있다. 걸림부(132c)는 삽입부(132a)에 삽입된 샤프트(120)가 삽입부(132a)에서 이탈되지 않도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 걸림부(132c)는 삽입부(132a)의 직경(D132a)보다 작은 크기의 간격(G132c)으로 제공될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 샤프트(120)는 이동 부재(130)에 형성되는 삽입홈(132)에 샤프트(120)의 측방으로 압입되어 이동 부재(130)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(120)는 이동 부재(130)의 외부에서 안내부(132b)를 통하여 측방으로 이동하고, 걸림부(132c)에서 측방으로 가해지는 힘에 의해 삽입홈(132)으로 압입될 수 있다.
안내부(132b)는 샤프트(120)의 이동이 용이하도록, 외측에서의 간격(G132b)이 제2 체결부(1222)의 직경보다 크게 형성되고, 이동 부재(130)의 내향으로 갈수록 간격이 점차 감소할 수 있다.
안내부(132b)와 삽입부(132a)의 경계에 형성되는 걸림부(132c)가 제공하는 간격(G132c)은, 제2 체결부(1222)의 직경보다 작아서 걸림부(132c)는 샤프트(120)의 이동을 제한하되, 샤프트(120)는 측방으로 가해지는 힘에 의해 걸림부(132c)를 통과하여 삽입부(132a)로 압입될 수 있다. 그리고, 삽입부(132a)에 압입된 샤프트(120)는 걸림부(132c)에 의하여 이탈되지 않을 수 있다.
샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합 상태에서, 제2 체결부(1222)는 삽입부(132a)에 위치할 수 있다. 제2 체결부(1222)의 길이(L1222)는 삽입부(132a)의 길이(L132a)에 상응하며, 제1 체결부(1221)가 이동 부재(130)의 일측에 맞닿고, 제3 체결부(1223)가 이동 부재(130)의 타측에 맞닿을 수 있다. 제1 체결부(1221)와 제3 체결부(1223)는 삽입부(132a)의 직경(D132a)보다 큰 직경으로 가짐으로써, 이동 부재(130)가 샤프트(120)의 연장 방향으로 이동하지 않도록 이동 부재(130)의 이동을 제한할 수 있다.
샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합 상태에서, 이동 부재(130)가 샤프트(120)의 측방으로 흔들리지 않고 고정될 수 있도록, 제2 체결부(1222)는 삽입부(132a)의 직경(D132a)과 상응하는 직경을 가질 수 있다.
삽입홈(132)에는 걸림 완화부(132d)가 더 포함될 수 있다. 걸림 완화부(132d)는 샤프트(120)가 삽입부(132a) 삽입되는 것을 용이하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 걸림 완화부(132d)는 삽입부(132a)에서 이동 부재(130)의 외향으로 개방 형성되되, 걸림 완화부(132d)에 의한 간격(G132d)이 안내부(132b)에 의한 간격(G132b)보다 더 크게 마련될 수 있다. 걸림 완화부(132d)에 의한 간격(G132d)은 걸림 완화부(132d)와 삽입부(132a)가 연결되는 부분에서 가장 작게 형성될 수 있고, 이는 적어도 삽입부(132a)의 직경(D132a)과 동일하게 형성될 수 있다. 이에, 삽입부(132a)와 걸림 완화부(132d)의 경계에는 걸림부(132c)가 형성되지 않을 수 있다.
걸림 완화부(132d)에 의해, 샤프트(120)를 삽입홈(132)에 압입하기 위한 힘을 줄일 수 있고, 샤프트(120)가 압입될 때 이동 부재(130)에 작용하는 응력을 줄일 수 있다.
이와 같은, 샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합 방식은, 샤프트(120)와 이동 부재(130)의 결합을 용이하게 하면서도, 샤프트(120)와 이동 부재(130)의 견고하고 안정적인 결합 상태를 유지하게 할 수 있다. 이에, 제조 및 결합에 필요한 시간과 노력을 줄이는 것과 아울러 결합 부위에서 발생할 수 있는 동력 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 5 및 도 7를 참조하여, 유체의 거동 및 그에 따른 샤프트의 이동에 대하여 살펴본다.
도 5a 및 도 5b는 멤브레인을 중심으로 한 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에서의 반응을 나타낸 모식도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 전극체(150)와 제2 전극체(160)는 각각, 제1 단자(153) 및 제2 단자(163)를 통해 전원부(200)와 전기적으로 연결된다. 전원부(200)가 공급하는 전압의 극성을 교번적으로 변경하여 공급함으로써, 물과 같은 액체의 이동 방향을 바꿀 수 있다.
일 실시예로, 은/산화은을 전기화학적 반응물질로 사용하고, 제1 유체가 물을 포함하는 용액인 경우를 설명한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 전극체(150)가 산화전극이고 제2 전극체(160)가 환원전극인 경우, 제1 전극체(150)에서는 Ag(s) + H2O → Ag2O(s) + 2H++ 2e- 의 반응이 일어나고, 제2 전극체(160)에서는 Ag2O(s) + 2H++ 2e- → Ag(s) + H2O 의 반응이 일어난다.
제1 전극체(150)에서의 산화반응에 따라 생성된 양이온(Mn+, 예, 수소이온)은 전압차에 의해 멤브레인(140)을 지나 제2 전극체(160)를 향해 이동하는데, 이 때 양이온과 함께 물(H2O)이 함께 이동하면서 소정의 압력이 발생할 수 있다.
이 후, 도 5b에 도시된 바와 같이 전원부(200)가 공급하는 전압의 극성을 반대로 바꾸면, 앞서 산화전극으로 사용될 때 소모되었던 전기화학적 반응물질이 환원전극으로 사용될 때 회복되며, 환원전극의 경우도 마찬가지로 회복되면서, 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)는 전원부(200)의 전압 공급에 따라 계속적으로 반응이 가능하다. 도 5a에서와 달리, 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)으로 공급되는 전압의 극성이 바뀌면 도 5b에 도시된 바와 같이, 양이온(Mn+, 예, 수소이온)과 물(H2O)이 제2 공간(S2)에서 제1 공간(S1)으로 다시 이동하게 된다.
도 6a 내지 도 6c 는 샤프트의 왕복 운동을 설명하는 단면도들이다. 도 6a는 샤프트의 이동 전의 상태이고 도 6b, 도 6c는 샤프트의 이동 후의 상태이다. 도 6a는, 앞서 도 5a를 참조하여 설명한 전원부(200)에 의해 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에 전압이 인가되기 전의 상태로 이해할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 하우징(110)의 내부 공간에는 물과 같은 액체의 제1 유체가 존재하되, 내부 공간에 존재하는 제1 유체의 체적은 내부 공간의 체적 보다 작다. 내부 공간 중에서 액체가 존재하지 않는 부분, 구체적으로 하우징(110)의 제1 공간(S1) 및 변형부(191)의 내부 공간인 제3공간(S3)에는 공기와 같은 기체를 포함하는 제2 유체가 존재한다.
예컨대, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)에는 각각 제1 유체가 존재하되, 제1 공간(S1)에는 제1 유체 및 제2 유체 공존하면서, 제1 공간(S1)에 존재하는 제1 유체의 체적은 제1 공간(S1)의 체적 보다 작을 수 있다.
제2 공간(S2)에도 제1 유체가 존재하지만, 제1 공간(S1)과 달리 제2 유체는 존재하지 않는다. 이하, 설명의 편의를 위하여, 제1 공간(S1) 중 액체인 제1 유체가 존재하는 공간을 제1 서브공간(SS1)이라 하고, 기체인 제2 유체가 존재하는 공간을 제2 서브공간(SS2)라 한다. 제1 서브공간(SS1)과 제2 서브공간(SS2)은 제1 공간(S1)을 이룰 수 있다. 예컨대, 제1 공간(S1)에서 제1 서브공간(SS1)을 제외한 나머지가 제2 서브공간(SS2)일 수 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 제2 유체는 제1 공간(S1), 구체적으로 제2 서브공간(SS2)과 연통되는 변형부(191)의 내부 공간인 제3공간(S3)에 존재할 수 있다.
도 6a의 상태에서, 도 5a에서 설명한 바와 같이 전원부(200)가 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에 전압을 공급하면, 도 5a를 참조하여 설명한 반응이 일어나면서 양이온(예, 수소이온)이 제1 공간(S1)에서 제2 공간(S2)을 향하는 제1 방향(도 6b에서의 -Z방향)을 따라 이동한다.
이 때, 양이온과 함께 제1 공간(S1)의 제1 유체(예, H2O)이 멤브레인(140)을 지나 제1 방향(도 6b에서의 -Z방향)을 따라 이동하면서 압력이 생성되며, 압력에 의해 도 6b에 도시된 바와 같이 샤프트(120)가 제1 방향을 따라 선형적으로 이동한다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변형부(191)는 제1 공간(S1)이 형성되는 하우징(110)의 일측(도 6a 기준 상측)에 연통되고, 변형부(191)와 마주보는 하우징(110)의 일면(도 6a 기준 상면)에 형성되는 홀(111H)을 통해서 제1 공간(S1)과 변형부의 내부 공간인 제3공간(S3)이 연통될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본체(111)는 제1 서브-본체(111A) 및 제2 서브-본체(111B)를 포함한다. 제1 서브-본체(111A) 및 제2 서브-본체(111B)는 멤브레인(140)들을 사이에 개재한 채 결합할 수 있다.
본체(111), 구체적으로 홀(111H)은 제1 서브-본체(111A)에 형성되며, 홀(111H)은 멤브레인(140)을 가운데 두고 샤프트(120)를 수용하는 제2 서브-본체(111B)의 반대편에 위치한다.
도 6a, 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변형부(191)의 일측에는 탄성 변형이 가능한 탄성부(192)가 형성될 수 있다. 탄성부(192)는 변형부(191)의 중앙부에 형성될 수 있으며, 변형부(191)의 외측 방향(도 6a 기준 상측 방향)에 대하여 오목하게 형성되거나, 볼록하게 형성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 탄성부(192)의 형상이 변형됨에 따라 제3공간(S3)의 체적이 증가하거나 감소할 수 있다.
탄성부(192)는 변형부(191)의 내부 공간, 구체적으로 제3공간(S3)의 내부 압력에 따라 형상이 변형될 수 있다. 도 6a를 참조하면, 제3공간(S3)에는 음압(negative pressure)이 형성될 수 있다.
탄성부(192)는 변형부(191)의 외측 방향(도 6a 기준 상측 방향)에 대하여 볼록하게 형성되는 방향으로 탄성복원력을 가질 수 있다. 이로 인하여 도 6c와 같이 양이온과 함께 제1 유체가 제2 공간(S2)에서 제1 공간(S1)으로 이동 시 공기와 같은 제2 유체가 수용되는 공간이 제3공간(S3)만큼 확보되고, 샤프트(120)의 압축에 필요한 힘을 상대적으로 저감시킬 수 있으며, 압축이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.
제1 공간(S1)의 제1 유체(예, H2O)가 제2 공간(S2)로 이동하면서, 제1 공간(S1)의 체적에 대한 제1 서브공간(SS1)의 체적 비율은 감소하는 반면, 제1 공간(S1) 중에서 제2 서브공간(SS2)이 차지하는 비율은 증가한다.
반대로, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 도 5b에서 설명한 바와 같이 전원부(200)가 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에 전압의 극성을 바꾸어 공급하면, 양이온(예, 수소이온)과 제1 유체(예, 물)가 제2 공간(S2)에서 제1 공간(S1)을 향하는 제2 방향(도 6에서의 +Z 방향)을 따라 이동하고, 샤프트(120)는 다시 도 6a에 도시된 바와 같이 원래의 위치로 이동한다.
도 6c를 참조하면, 샤프트(120)가 제2 방향(도 6c에서의 +Z방향)으로 이동하면서 양이온과 함께 제1 유체가 제2 방향으로 이동하고, 변형부(191), 구체적으로 탄성부(192)의 형상이 변형될 수 있다.
구체적으로 탄성부(192)가 변형부(191)의 외측 방향에 대하여 오목한 형상에서 볼록한 형상으로 변형되면서, 제3공간(S3)의 체적이 증가하고, 샤프트(120)의 이동 및 압축이 용이한 효과가 있다.
이에 더하여 제1 공간(S1) 및 제3공간(S3)에 대한 압축이 일어나는 경우에, 변형부(191), 구체적으로 탄성부(192)는 볼록하게 형성되는 방향으로 탄성복원력을 가지게 되므로, 압축이 더욱 용이하게 이루어지는 효과가 있다.
이에 더하여 도 5a, 도 5b에서의 반응이 일어나면서 가스가 발생되는 경우에 상기 가스를 제3공간(S3)에서 수용할 수 있어 완충(buffer) 기능을 할 수 있는 효과가 있다.
전원부(200)가 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에 인가하는 전압의 극성을 교번적으로 바꾸면, 샤프트(120)는 제1 방향으로 이동하였다가 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 이동하고, 다시 제1 방향으로 이동하는 것과 같이 왕복 운동할 수 있다.
샤프트(120)의 왕복 운동은 제1 공간(S1) 중에서 제2 유체가 존재하는 공간, 즉 제2 서브공간(SS2)의 체적 비율에 따른 변화로 설명할 수 있다.
도 7는 샤프트의 왕복 운동에 따른 제1 공간의 체적(VS1)에 대한 제2 서브공간의 체적(VSS2)의 비율의 나타낸 그래프이다.
전원부(200)가 제1 전극체(150) 및 제2 전극체(160)에 전압을 인가하기 전의 상태, 즉 펌프(100)의 구동 전의 상태에서의 제1 공간(S1)의 체적에 대한 제2 서브공간(SS2)의 체적의 비율(Ratio= VSS2/VS1)을 "A" 라 할 때, 샤프트(120)의 전진 행정시, 즉 제1 방향으로의 이동시 비율(Ratio)은 "B"로 증가한다 (A <B, 단, A는 0 보다 크고 B는 1보다 작음).
전진했던 샤프트(120)가 제2 방향으로 후퇴하는 행정에서, 전술한 비율(Ratio)은 B에서 A로 감소하나, 비율이 A 보다 더 작아지지는 않는다. 후퇴 행정시 비율(Ratio)이 A 보다 작아지는 경우, 샤프트(120)가 하우징(110)의 내측으로 더 들어오거나, 밀폐된 공간인 하우징(110)의 내부 공간의 밀폐가 해제되면서 유체가 누출되는 등의 문제가 발생될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명한 펌프(100)는, 샤프트(120)가 상대적으로 후퇴한 상태에서 각 구성요소들(본체, 실링재 등)을 조립한 것일 수 있다. 다른 실시예로, 펌프(100)는 샤프트(120)가 상대적으로 전진한 상태에서 각 구성요소들(본체, 실링재 등)을 조립한 것일 수 있다.
샤프트(120)가 전진하거나 후퇴하는 경우, 제2 서브공간(SS2) 및 제3공간(S3)에 존재하는 제2 유체(예, 공기)는 약간(slightly) 압축되거나 약간 팽창할 수 있다. 제2 유체의 압축이나 팽창에 따라 소정의 힘이 제2 유체에 저장될 수 있으며, 이 힘은 샤프트(120)에 작용할 수 있다. 샤프트(120)의 전진 및 후퇴 행정의 정확한 제어는 펌프(100)가 사용되는 약물 주입 장치에서 약물의 주입량에 영향을 줄 수 있다.
따라서, 샤프트(120)의 전진과 후퇴 행정은 예컨대 전술한 힘도 고려하여 설계될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 1, 도 2, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변형부(191)는 제1 공간(S1)이 형성되는 하우징(110)에 연통되는 것으로, 제1 공간(S1)과 연결되는 내부 공간인 제3공간(S3)이 형성되고, 형상 변형이 가능하다. 변형부(191)는 실리콘 재질 등 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있다.
구체적으로 변형부(191)는 멤브레인(140)을 기준으로 샤프트(120)가 왕복 운동하는 하우징(110)의 일측(도 2 기준 하측)에 대향되는 타측(도 2 기준 상측)에 결합될 수 있다.
변형부(191)와 마주보는 하우징(110)의 일면(도 2 기준 상면)에는 홀(111H)이 형성되고, 제1 공간(S1)과 제3공간(S3)이 연통될 수 있다. 이로 인하여 제1 공간(S1)만 형성되는 것에 비하여, 제1 공간(S1)에서 제2 유체에 저장되는 힘을 제거하여, 샤프트(120)의 전진과 후퇴 행정의 정확한 제어가 가능한 효과가 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변형부(191)의 일측(도 6a 기준 상측)에는 탄성 변형이 가능한 탄성부(192)가 형성되고, 탄성부(192)가 탄성 변형됨에 따라 제3공간(S3)의 체적이 변형될 수 있다.
도 6a, 도 6b를 참조하면, 도 5a의 반응이 일어나기 전에 제3공간(S3)에는 음압이 형성되고, 탄성부(192)의 형상이 변형부(191)의 외측 방향을 기준으로 오목하게 형성될 수 있다.
도 6c와 같이 도 5b의 반응이 일어나면, 제1 유체의 압력 등에 의하여 압력이 증가되고, 탄성부(192)가 변형부(191)의 외측 방향을 기준으로 볼록하게 형성되는 방향으로 탄성복원력을 가짐으로 인하여 제3공간(S3)의 체적이 증가하는 방향으로 형상 변형되고, 제2 유체에 저장되는 힘을 제거하여, 샤프트(120)의 압축을 용이하게 하고, 샤프트(120)의 정확한 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1, 도 2, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재(193)는 하우징(110)과 변형부(191)에 각각 결합되는 것으로, 변형부(191)가 하우징(110) 상에 위치 고정될 수 있도록 한다.
이에 더하여 변형부(191)의 내부 공간인 제3공간(S3)으로부터 외부로 공기를 포함하는 제2 유체가 유출되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.
고정부재(193)는 변형부(191)의 외주면 둘레를 따라 밀착되며 하우징(110)에 설치될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 변형부(191)와 마주보는 하우징(110)의 일면(도 2의 상면)에는 외측 방향으로 돌출되며 변형부(191)의 내주면 둘레를 따라 밀착되는 실링벽(111W)이 돌출 형성될 수 있다.
실링벽(111W)으로 인하여 변형부(191)의 내주면은 실링벽(111W)과 밀착되고, 외주면은 고정부재(193)와 밀착되며, 제3공간(S3)에 수용되는 유체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 7를 참조하여 설명한 펌프(100)는 인슐린과 같은 약물을 주입하는 장치에 사용되는 소형 펌프일 수 있다. 그러나, 전술한 설명에서와 같은 구조 및 메커니즘을 이용하여 샤프트(120)를 선형적으로 이동시키는 펌프라면, 그 용도를 특별히 제한할 것은 아니다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 전기 삼투압 펌프
110: 하우징
111A: 제1 서브-본체
111B: 제2 서브-본체
111H: 홀
111W: 실링벽
112H: 샤프트 홀
120: 샤프트
130: 이동 부재
140: 멤브레인
150: 제1 전극체
151: 제1 다공성 플레이트
152: 제1 스트립
153: 제1 단자
160: 제2 전극체
161: 제2 다공성 플레이트
162: 제2 스트립
163: 제2 단자
170: 실링재
180: 주입구
191: 변형부
192: 탄성부
193: 고정부재
200: 전원부

Claims (8)

  1. 샤프트 홀을 구비하는 하우징;
    상기 샤프트 홀을 통과하여 상기 하우징의 내외부에 연장 배치되고, 연장 방향을 따라왕복 운동이 가능한 샤프트; 및
    상기 하우징의 외부에서 상기 샤프트와 결합되는 이동 부재;를 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 이동 부재에 압입 방식으로 결합가능한, 전기 삼투압 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트가 상기 이동 부재에 형성되는 통공에 상기 샤프트의 연장 방향을 따라 압입되고,
    상기 이동 부재와 결합되는 상기 샤프트의 일단부에는 제1 체결부, 제2 체결부 및 제3 체결부가 연장 방향을 따라 순차적으로 형성되며,
    상기 제1 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 접촉가능하고, 상기 제3 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 대향하는 타면에 접촉가능하며, 상기 제2 체결부는 상기 통공에 위치하여 상기 제1 체결부와 상기 제3 체결부를 연결하는, 전기 삼투압 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 통공은,
    상기 이동 부재의 일측에서 제1 직경을 갖는 제1 통공부; 및
    상기 이동 부재의 타측에서 상기 제1 직경보다 상대적으로 큰 제2 직경을 갖는 제2 통공부;를 포함하고,
    상기 제1 체결부의 직경은 상기 제2 직경에 상응하고, 상기 제3 체결부의 직경은 상기 제2 직경보다 상대적으로 큰, 전기 삼투압 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 체결부의 일부는 상기 제1 직경에 상응하고, 상기 제2 체결부의 나머지 부분은 상기 제2 직경에 상응하는, 전기 삼투압 펌프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트가 상기 이동 부재에 형성되는 삽입홈에 측방으로부터 압입되고,
    상기 이동 부재와 결합되는 상기 샤프트의 일단부에는 제1 체결부, 제2 체결부 및 제3 체결부가 연장 방향을 따라 순차적으로 형성되며,
    상기 제1 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 접촉가능하고, 상기 제3 체결부는 상기 이동 부재의 일면에 대향하는 타면에 접촉가능하며, 상기 제2 체결부는 상기 삽입홈에 위치하여 상기 제1 체결부와 상기 제3 체결부를 연결하는, 전기 삼투압 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 삽입홈은, 상기 제2 체결부가 삽입 고정되는 삽입부와; 상기 삽입부에서 외측 방향으로 갈수록 확대 개방되는 안내부; 및 상기 삽입부와 상기 안내부 사이에서 내측 방향으로 돌출 형성되는 걸림부;를 포함하는, 전기 삼투압 펌프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 체결부 및 상기 제3 체결부의 직경은 상기 삽입부의 직경보다 상대적으로 큰, 전기 삼투압 펌프.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 삽입홈은, 상기 삽입부에서 상기 이동 부재의 외향으로 개방되는 걸림 완화부를 더 포함하고, 상기 걸림 완화부가 이루는 최소 간격은 상기 삽입부의 직경과 동일한, 전기 삼투압 펌프.
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