KR20230105625A - 약액 주입 장치 - Google Patents

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KR20230105625A
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wheel
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김기웅
방원경
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이오플로우(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는, 레저버 및 상기 레저버 내부에서 선형 이동하는 플런저에 의해 규정되는 저장공간에 약액을 저장하는 레저버 어셈블리, 상기 레저버 어셈블리와 유체적으로 연결되어 저장된 상기 약액을 토출하는 니들 어셈블리, 및 구동 모듈에서 생성된 구동력을 상기 플런저로 전달하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 플런저와 결합되어 상기 플런저와 함께 선형 이동하는 로드 부재, 상기 구동력에 의해 회전하는 휠 부재, 및 상기 휠 부재의 축 방향으로 이동가능하나 상기 축 방향을 중심으로 상기 휠 부재에 대해서 회전이 제한되는 걸림부를 가지는 연결 부재를 포함할 수 있다.

Description

약액 주입 장치{Apparatus for infusing medical liquid}
본 발명은 약액 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 약액 주입 장치는 환자에게 인슐린과 같은 약액을 주입하기 위해 사용된다. 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 환자의 신체에 부착하여 간편하게 사용할 수 있는 패치 형태의 양액 주입 장치가 개발되고 있으며, 이러한 약액 주입 장치는 환자의 복부 또는 허리 등과 같은 환자의 신체 일부에 일정한 기간 동안 패치 형태로 부착한 상태로 사용될 수 있다.
약액 주입 장치가 환자의 신체에 부착되고, 약액 주입 장치에 마련된 니들과 캐뉼러가 환자의 신체 내부로 삽입되면, 약액 주입 장치 내부에 저장된 약액이 니들과 캐뉼러를 통하여 환자의 신체 내부로 주입될 수 있다.
약액 주입을 통한 효과의 증대를 위하여 약액 주입 장치는 약액을 사용자에게 정밀하게 주입하도록 제어될 필요가 있다.
약액 주입 장치는 인체에 부착될 경우 착용감이 우수하고, 사용이 편리하며, 내구성이 뛰어나고, 저전력으로 구동될 필요성이 있다. 특히, 약액 주입 장치는 환자가 직접 피부에 부착하여 사용되므로, 사용자가 편리하고 안전하게 약액 주입 장치를 구동하는 것이 중요하다.
본 발명은 안전하게 구동되며, 정확하게 약물을 전달할 수 있는 약액 주입 장치를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는, 레저버 및 상기 레저버 내부에서 선형 이동하는 플런저에 의해 규정되는 저장공간에 약액을 저장하는 레저버 어셈블리, 상기 레저버 어셈블리와 유체적으로 연결되어 저장된 상기 약액을 토출하는 니들 어셈블리, 및 구동 모듈에서 생성된 구동력을 상기 플런저로 전달하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 플런저와 결합되어 상기 플런저와 함께 선형 이동하는 로드 부재, 상기 구동력에 의해 회전하는 휠 부재, 및 상기 휠 부재의 축 방향으로 이동가능하나 상기 축 방향을 중심으로 상기 휠 부재에 대해서 회전이 제한되는 걸림부를 가지는 연결 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 로드 부재와 상기 연결 부재는 나사 결합되고, 상기 연결 부재는 상기 휠 부재에 형성된 중공에 슬라이딩 가능하게 삽입되어, 상기 휠 부재와 함께 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결 부재에 삽입되며, 상기 레저버 어셈블리와 상기 휠 부재 사이에 배치되는 가력 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가력 부재는 상기 연결 부재의 외주와 밀착되며, 상기 연결 부재가 이동 시에 상기 연결 부재에 저항력을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 휠 부재는 상기 연결 부재가 삽입되는 중공을 가지되, 상기 중공은 상기 걸림부에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치에 의하면, 사용자에게 안전하게 약액을 주입할 수 있다. 약액 주입 장치를 간단한 구성으로 마련함으로써, 장치 제조에 드는 시간과 비용 및 노력을 절감할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 약액 주입 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 레저버 어셈블리를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 2의 플런저와 결합되는 구동 유닛을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 구동 유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 휠 부재에 결합되는 연결 부재를 도시한 도면이다
도 8은 레저버 어셈블리에 약액이 저장되기 전의 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 레저버 어셈블리에 약액이 저장된 상태를 도시한 도면이다.
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, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템(1)을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 약액 주입 시스템(1)은 약액 주입 장치(10), 사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 생체 정보 센서(40)를 구비할 수 있다. 약액 주입 시스템(1)은 사용자 단말(20)을 이용하여 사용자가 시스템을 구동 및 제어할 수 있으며, 생체 정보 센서(40)에서 모니터링되는 혈당 정보를 기초로, 약액 주입 장치(10)에서 약액을 주기적으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)에서 센싱된 데이터를 기초로, 사용자에게 주입되어야 하는 약물 예컨대, 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등의 약물을 주입하는 기능을 수행하기도 한다.
또한, 약액 주입 장치(10)는 장치의 잔여 배터리 용량 정보, 장치의 부팅 성공 여부, 주입 성공 여부 등을 포함하는 장치 상태 메시지를 컨트롤러(30)에 전달할 수 있다. 컨트롤러로 전달된 메시지들은 컨트롤러(30)를 거쳐 사용자 단말(20)로 전달될 수 있다. 또는 컨트롤러(30)는 수신된 메시지들을 가공한 개량 데이터를 사용자 단말(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)와 별도로 구비되며, 사용자에 이격되어 설치될 수 있다. 다른 실시예로, 약액 주입 장치(10)와 생체 정보 센서(40)는 하나의 디바이스에 구비될 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 사용자의 몸에 장착될 수 있다. 또한 다른 실시예로 약액 주입 장치(10)는 동물에도 장착되어 약액을 주입할 수 있다.
사용자 단말(20)은 약액 주입 시스템(1)을 구동 및 제어하기 위해 사용자로부터 입력 신호를 전달 받을 수 있다. 사용자 단말(20)은 컨트롤러(30)를 구동시키는 신호를 생성하여, 컨트롤러(30)를 제어하여 약액 주입 장치(10)를 구동시킬 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 생체 정보 센서(40)로부터 측정된 생체 정보를 표시할 수 있으며, 약액 주입 장치(10)의 상태 정보를 표시할 수 있다.
사용자 단말(20)은 유무선 통신 환경에서 이용할 수 있는 통신 단말을 의미한다. 예를 들어, 사용자 단말(20)은 스마트폰, 태블릿 PC, PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기, 카메라가 탑재된 디바이스 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있다. 또한, 사용자 단말(2)은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 디바이스일 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 인터넷 통신이 가능한 애플리케이션을 탑재한 단말은 제한 없이 차용될 수 있다.
사용자 단말(20)은 미리 등록된 컨트롤러(30)와 1대1로 연결될 수 있다. 사용자 단말(20)은 외부의 장치로부터의 컨트롤러(30)가 구동 및 제어되는 것을 막기 위해서, 컨트롤러(30)와 암호화되어 연결될 수 있다.
일 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 각각 분리되어 별도의 장치로 구비될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)가 장착된 사용자에게 구비되고, 사용자 단말(20)은 사용자 또는 제3 자에게 구비될 수 있다. 보호자에 의해서 사용자 단말(20)이 구동되어, 약액 주입 시스템(1)의 안전성을 높일 수 있다.
다른 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 하나의 디바이스로 구비될 수 있다. 사용자 단말(20)과 하나로 구비된 컨트롤러(30)가 약액 주입 장치(10)와 통신하여, 약물의 주입을 제어할 수 있다.
컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)와 데이터를 송수신하는 기능을 수행하며, 약액 주입 장치(10)로 인슐린 등의 약물의 주입과 관련된 제어 신호를 전송하고, 생체 정보 센서(40)로부터 혈당 등의 생체값의 측정과 관련된 제어 신호를 수신 받을 수 있다.
컨트롤러(30)는 일 예로 약액 주입 장치(10)로 사용자의 현 상태를 측정하라는 지시 요청을 전송하고, 지시 요청의 응답으로 약액 주입 장치(10)로부터 측정 데이터를 수신 받을 수 있다.
생체 정보 센서(40)는 목적에 따라 사용자의 혈당값, 혈압, 심박수 등의 생체값을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데이터는 컨트롤러(30)에 전달될 수 있으며, 측정된 데이터를 기초로 약물이 주기 및/또는 주입량이 설정될 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데어터는 사용자 단말(20)로 전달되어 표시될 수 있다.
일 예로, 생체 정보 센서(40)는 사용자의 혈당량을 측정하는 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정(CGM: Continuous Glucose Monitoring) 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정 센서는 사용자에 부착되어 연속적으로 혈당량을 모니터링 할 수 있다.
사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 약액 주입 장치(10)는 네트워크를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망 및 이들의 상호 조합을 포함하며, 각 네트워크 구성 주체가 서로 원활하게 통신을 할 수 있도록 하는 포괄적인 의미의 데이터 통신망이며, 유선 인터넷, 무선 인터넷 및 모바일 무선 통신망을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신은 예를 들어, 무선 랜(Wi-Fi), 블루투스, 블루투스 저 에너지(Bluetooth low energy), 지그비, WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), NFC(Near Field Communication), 5G 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 약액 주입 장치(10)의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 약액 주입 장치(10)는 약액 주입 대상인 사용자에 부착된 상태에서, 내부에 저장된 약액을 사용자에게 설정된 정량으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 주입되는 약액의 종류에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예컨대, 약액은 당뇨병 환자를 위한 인슐린 계열 약액을 포함할 수 있고, 기타 췌장을 위한 약액, 심장용 약액 기타 다양한 종류의 약액을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)의 일 실시예는 외측을 커버하는 하우징(11), 사용자의 피부에 인접하게 위치하는 부착부(12)를 구비할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 하우징(11)과 부착부(12) 사이의 공간에 배치되는 복수개의 부품을 포함한다. 부착부(12)와 사용자의 피부 사이에는 별도의 접합수단이 더 개재될 수 있으며, 접합수단에 의해 약액 주입 장치(10)는 피부에 고정될 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 니들 어셈블리(100), 레저버 어셈블리(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400), 니들 커버 조립체(500), 알람 유닛(600)을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 베이스 바디 중에서 적어도 하나 이상의 바디가 내부 부품을 지지하는 틀을 형성할 수 있다. 베이스 바디는 배치에 따라 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 가질 수 있다.
제1 바디(13)는 하우징(11)의 아래에 배치되며, 각 개구 또는 홈에 니들 어셈블리(100), 레저버 어셈블리(200), 구동 모듈(300), 배터리(350) 등이 지지될 수 있다. 제2 바디(14)는 제1 바디(13)의 아래에 배치되며, 부착부(12)와 연결될 수 있다. 제2 바디(14)는 약액 주입 장치(10)의 하부를 커버할 수 있다. 제3 바디(15)는 제1 바디(13)의 상측에 배치되어, 각 개구 또는 홈에 레저버 어셈블리(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400) 등을 지지될 수 있다. 도면에서는 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며 일체로 구비되거나 복수 개로 구비될 수 있다.
약액 주입 장치(10)의 내부에는 제어 유닛(미도시)이 배치될 수 있다. 제2 바디(14)의 아래에는 회로 기판인 제어 유닛이 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 전체적인 구동을 제어할 수 있다. 제어 유닛은 구동 모듈(300), 알람 유닛(600) 및 복수 개의 센서(미도시)와 전기적으로 접촉하여, 이들의 동작을 제어할 수 있다.
사용자가 니들 어셈블리(100)를 회전시키면, 약액 주입 장치(10)는 캐뉼러를 사용자에게 삽입하고, 구동 모듈(300)을 구동시켜 약액 주입을 개시할 수 있다.
구동 모듈(300)에서 생성된 구동력은 구동 유닛(400)에 의해 레저버 어셈블리(200)로 전달되어, 레저버 어셈블리(200)에 저장된 약액이 배출될 수 있다. 니들 어셈블리(100)는 레저버 어셈블리(200)와 유체적으로 연결되어, 레저버 어셈블리(100)에서 배출되는 약액이 니들 어셈블리(100)로 이동할 수 있다. 니들 어셈블리(100)를 통하여 토출된 약액은 니들과 캐뉼러를 통하여 사용자에게 주입될 수 있다.
구동 모듈(300)은 전기에 의해 구동력을 생성하는 모든 종류의 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 기계 변위형 마이크로펌프와 전자기운동형 마이크로펌프 등의 모든 종류의 펌프가 사용될 수 있다. 기계변위형 마이크로펌프는 유체의 흐름을 유도하기 위해 압력차를 일으키도록 기어나 다이어그램과 같은 고체 혹은 유체의 운동을 이용하는 펌프로서, 다이어프람 변위 펌프(Diaphragm displacement pump), 유체 변위 펌프(Fluid displacement pump), 회전 펌프(Rotary pump) 등이 있다. 전자기운동형 마이크로펌프는 전기적 또는 자기적 형태의 에너지를 바로 유체의 이동에 이용하는 펌프로서, 전기유체역학 펌프(Electro hydrodynamic pump, EHD), 전기삼투식 펌프(Electro osmotic pump), 자기유체역학 펌프(Magneto hydrodynamic pump), 전기습식 펌프(Electro wetting pump)등이 있다.
배터리(350)는 약액 주입 장치(10)에 전기를 공급하여, 각 부품을 활성화 할 수 있다. 도면에서는 한 쌍의 배터리(350)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 약액 주입 장치(10)의 용량, 사용범위, 사용 시간 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 배터리(350)는 구동 모듈(300)에 인접하게 배치되며, 구동 모듈(300)로 전기를 공급할 수 있다. 또한, 배터리(350)는 상기 제어 모듈과 연결되며, 센서 유닛에서 측정된 전기적 신호를 기초로 구동 유닛(400)의 회전수 또는 회전 속도, 레저버 어셈블리(200)에 저장된 약액량, 사용자에게 주입된 약액량 등에 대한 데이터를 측정할 수 있다.
구동 유닛(400)은 구동 모듈(300)과 레저버 어셈블리(200)의 사이에 설치되어, 구동 모듈(300)에서 생성된 구동력이 레저버 어셈블리(200)로 전달되도록, 구동 모듈(300)과 레저버 어셈블리(200)를 구동적으로 연결할 수 있다.
니들 커버 조립체(500)는 니들 어셈블리(100)의 아래에 장착될 수 있다. 니들 커버 조립체(500)는 약액을 주입하기 전에 레저버 어셈블리(200)에 저장된 에어를 프라이밍(Priming) 할 수 있다. 약액 주입기(NI)를 통해서, 약액이 레저버(210)에 될 때, 레저버(210)에 잔류된 기체(공기)를 외부로 배출할 수 있다.
니들 커버 조립체(500)는 제1 커버(510), 제2 커버(520), 필터 부재(미도시) 및 접착층(미도시)을 가질 수 있다.
제1 커버(510)는 약액 주입 장치(10)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 커버(510)의 개구에는 제2 커버(520)가 삽입되어 조립될 수 있다.
제2 커버(520)는 제1 커버(510)에 조립되며, 중앙에 니들 및/또는 캐뉼러가 정렬될 수 있다. 제2 커버(520)는 중앙에 높이방향으로 관통되며, 약액(D)이 저장되는 저장 공간을 가질 수 있다.
제1 커버(510)는 제2 커버(520)보다 강성이 더 크다. 제1 커버(510)는 외부에 노출되는 부분으로, 강성이 다소 큰 물질로 형성된다. 제2 커버(520)는 제1 커버(510)에 조립되고, 제3 바디(15)의 개구에 삽입되기 위해서 제1 커버(510)보다 강성이 작은 물질로 형성된다.
제2 커버(520)의 중앙에는 제3 바디(15)에 삽입되는 돌출부(521)를 구비할 수 있다. 또한, 제2 커버(520)는 고정 돌기를 구비하고, 고정 돌기가 제1 커버(510)에 삽입되어, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)가 조립될 수 있다.
제2 커버(520)의 돌출부(521)는 제3 바디(15)의 하단의 개구에 삽입된다. 상기 개구의 직경보다 돌출부(521)의 직경이 약간 크게 설정된다. 제2 커버(520)는 소정의 탄성을 가지므로, 돌출부(521)가 상기 개구에 삽입되어 고정될 수 있다.
제2 커버(520)는 내경을 가지어, 상부에 니들과 캐뉼러가 정렬될 수 있다. 제2 커버(520)의 내경는 제2 커버(520)의 저장 공간을 형성하며, 약액이 저장 또는 기체가 이동 및 배출될 수 있다.
필터 부재는 제2 커버(520)에 장착된다. 필터 부재는 제2 커버(520)의 저장공간의 아래에 배치되며, 공기 등의 기체는 필터 부재를 통과하나, 약액과 같은 액체는 필터 부재를 통과하지 않는다. 그리하여, 니들에서 배출된 공기는 필터 부재를 통과하여 외부로 배출되나, 니들에서 배출된 약액은 제2 커버(520)와 필터 부재로 정의되는 저장 공간에 저장될 수 있다.
필터 부재는 저장 공간에 저장되는 약액의 양에 따라 형상이 변화할 수 있다. 예컨대, 저장 공간에 약액이 채워지면, 필터 부재가 아래 방향으로 팽창하여, 사용자가 니들 커버 조립체(500)에 약액이 유입된 것을 인지할 수 있다.
접착층은 니들 커버 조립체(500)의 일면에 배치되며, 부착부(12)에 니들 커버 조립체(500)를 부착시킬 수 있다.
알람 유닛(600)은 약액 주입 장치(10)의 내부 또는 외부에 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 정상작동이나 오작동을 사용자에게 알릴 수 있다.
일 예로, 알람 유닛(600)은 하우징(11)의 아래에 배치되며, 회로 기판에 연결된다. 알람 유닛(600)은 경고음을 생성하거나, 빛을 생성하여, 외부 사용자에게 알람을 전달할 수 있다.
도 4는 도 2의 레저버 어셈블리(200)를 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 레저버 어셈블리(200)는 레저버(210), 캡 커버(220), 플런저(230), 실링링(240), 센싱 유닛(260)을 구비할 수 있다.
레저버(210)는 레저버 어셈블리(200)의 외관을 형성하고, 내부에 플런저(230)가 수용될 수 있는 내부공간을 제공할 수 있다.
일 실시예로, 레저버(210)는 전후 방향으로 연장된 실린더 형태로 형성될 수 있다. 레저버(210)는 단면이 타원형으로 형성되어, 레저버(210)의 내부공간에서 플런저(230)가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 레저버(210)의 후방에는 캡 커버(220)가 장착되어 레저버(210)와 캡 커버(220)에 의해 외부와 구분되는 내부공간이 규정될 수 있고, 캡 커버(220)에 배치된 개구(미도시)를 통해서 커넥터 부재(233) 및 로드 부재(410)와 연결 부재(460)가 이동할 수 있다.
플런저(230)는 내부공간에 수용되어 전후방향으로 선형 이동할 수 있다. 일 실시예로, 플런저(230)는 내부공간으로 유입되는 약액에 의하여 전방에서 후방으로 이동할 수 있다. 그리고, 구동 모듈에서 생성되는 구동력에 의하여 후방에서 전방으로 이동할 수 있다. 플런저(230)의 전진에 따라, 레저버(210)에 저장된 약액은 니들 어셈블리로 유동할 수 있다.
레저버(210)와 플런저(230)에 의해 내부공간의 일부는 약액이 저장되는 저장공간으로 규정될 수 있다. 내부공간에서 이동하는 플런저(230)에 의하여 저장공간의 체적은 변할 수 있다. 예를 들어, 플런저(230)가 내부공간의 최전방에 배치되어 플러저의 엔드단(231)과 경사면(232)이 레저버(210)와 밀착되는 경우 내부공간에서 저장공간은 형성되지 않을 수 있고, 약액이 레저버(210)로 유입되면서 저장공간이 형성되고 저장공간의 체적은 레저버(210)로 유입되는 약액에 의하여 증가할 수 있다. 그리고, 저장된 약액이 레저버(210)에서 배출되면서 저장공간의 체적은 감소할 수 있다.
플런저(230)는 전후방으로 연장되는 커넥터 부재(233)와 결합될 수 있다. 커넥터 부재(233)는 플런저(230)에 설치되어, 플런저(230)의 이동에 따라 함께 이동하며, 저장된 약액의 양을 센싱할 수 있다.
플런저(230)는 레저버(210)의 내측벽과 접촉하는 부분에 실링링(240)이 구비되어, 플런저(230)의 이동시에 플런저(230)와 레저버(210)의 내측벽 사이를 통하여 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.
레저버(210)의 전방에는 내부공간을 외부와 연통하게 하는 복수의 개구가 형성될 수 있다. 복수의 개구는 유입구(210I) 및 배출구(210E)일 수 있다. 일 실시예로, 유입구(210I) 및 배출구(210E)는 레저버(210)의 전방을 각각 관통하는 개구로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 유입구(210I) 및 배출구(210E)는 레저버(210)의 전방 내측면에 홈으로 형성된 유로(211)를 통하여 레저버(210)의 내부와 연통할 수 있다.
유입구(210I)는 외부의 약액이 레저버(210)의 내부공간으로 유입되는 유로를 제공할 수 있다. 유입구(210I)에는 제1 패킹 부재(251)가 배치되어, 유입구(210I)를 패킹하고, 유입구(210I)를 통하여 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 제1 패킹 부재(251)는 약액의 누설을 방지하되, 주입용 니들(미도시)을 제1 패킹 부재(251)에 침습한 상태에서 약액을 주입할 수 있다.
제1 패킹 부재(251)는 재밀폐성을 가질 수 있다. 예를 들어, 레저버(210)에 약액을 충전하기 위하여 주입용 니들이 제1 패킹 부재(251)를 침습한 후 제거되는 경우라도, 제1 패킹 부재(251)는 주입용 니들이 침습한 부분을 통해 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 제1 패킹 부재(251)는, 예를 들어, 폴리프로필렌, 열가소성 탄성 중합체, 식물성 오일 등을 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 주입용 니들에 의해 주입되는 약액은 플런저(230)를 후방으로 밀며 레저버(210)의 내부공간으로 유입되면서 저장공간을 형성할 수 있다.
배출구(210E)에는 도관(N)이 연결되고, 레저버(210)는 도관(N)을 통하여 니들 어셈블리와 연결될 수 있다. 배출구(210E)와 도관(N) 사이에는 제2 패킹 부재(252)가 마련되어, 배출구(210E)와 도관 사이에서 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 레저버(210)에 저장된 약액은 배출구(210E)와 도관을 통하여 니들 어셈블리로 유동할 수 있다.
도 5는 도 2의 구동 유닛(400)을 도시하는 도면이고, 도 6은 도 5의 구동 유닛(400)의 분해 사시도이며, 도 7은 휠 부재에 결합되는 연결 부재를 도시한 도면이다.
구동 유닛은 구동 모듈과 레저버 어셈블리 사이에서 이들을 구동적으로 연결할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 구동 유닛은 로드 부재(410), 휠 부재(420), 연결 부재(430) 및 가력 부재(440)를 포함할 수 있다. 구동 유닛은 구동 모듈에서 생성된 구동력을 레저버 어셈블리, 바람직하게는 플런저(230)로 전달할 수 있다.
로드 부재(410)는 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 로드 부재(410)의 연장 방향은 레저버의 연장 방향과 일치할 수 있다. 로드 부재(410)는 일측이 플런저(230)와 결합되어 플런저(230)의 이동과 함께 일 방향으로 선형 이동할 수 있다. 플런저(230)의 이동에 따라 로드 부재(410)의 일부가 가변적으로 내부 공간에 수용될 수 있다. 로드 부재(410)의 타측은 레저버(210)의 외부에 배치될 수 있다.
연결 부재(430)는 로드 부재(410)와 함께 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 연결 부재(430)는 로드 부재(410)와 결합되어 플런저(230)와 구동적으로 연결될 수 있다. 연결 부재(430)에 전달되는 구동력은 로드 부재(410)를 통해 플런저(230)로 전달될 수 잇다.
연결 부재(430)는 로드 부재(410)의 플런저(230)와 결합되는 부분과 대향하는 부분에 결합될 수 있다. 연결 부재(430)는 플런저(230)의 선형 이동에 따라, 로드 부재(410)와 함께 선형 이동 가능하다.
연결 부재(430)와 로드 부재(410)는, 연결 부재(430)가 회전할 때 로드 부재(410)가 선형 이동가능하도록 결합될 수 있다. 일 실시예로, 로드 부재(410)와 연결 부재(430)는 나사 결합할 수 있다. 예를 들어, 로드 부재(410)는 내부에 일 방향으로 연장되는 중공이 형성되고, 로드 부재(410)의 내주면에 형성된 나사산이 연결 부재(430)의 외주면에 형성된 나사산과 나사 결합할 수 있다. 또는, 연결 부재(430)가 내부에 일 방향으로 연장 형성되는 중공을 갖고, 연결 부재(430)의 내주면에 형성된 나사산이, 로드 부재(410)의 외주면에 형성된 나사산과 나사 결합할 수 있다.
휠 부재(420)는 구동 모듈에 구동적으로 연결되어, 구동 모듈이 생성하는 구동력에 의해 회전할 수 있다. 휠 부재(420)는 제1 날개부(421)와 제2 날개부(422)를 가지며, 연결 부재(430)가 이동할 수 있는 중공으로 형성된 공간을 구비할 수 있다. 중공은 휠 부재(420)의 내부에 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제1 날개부(421)와 제2 날개부(422) 중에서 적어도 하나는 구동 모듈과 항상 구동적으로 연결되므로, 구동 모듈의 구동으로 휠 부재(420)가 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 날개부(421)와 제2 날개부(422)는 외주면에 기어 티스 형상을 가질 수 있다. 구동 모듈과 연결되는 커넥터(미도시)가 기어 티스를 가력하여 휠 부재(420)가 회전할 수 있다.
연결 부재(430)는, 휠 부재(420)에 형성되는 중공을 따라 이동 가능하면서, 휠 부재(420)의 회전과 함께 회전하도록 휠 부재(420)와 결합할 수 있다. 일 실시예로, 휠 부재(420)에 형성되는 중공은, 연결 부재(430)가 휠 부재(420)에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 연결 부재(430)와 상응하는 형태로 형성될 수 있다. 이때, 연결 부재(430)의 일측에는 걸림부가 구비될 수 있다.
걸림부는 연결 부재(430)의 외측과 휠 부재(420)의 내측이 맞닿는 부분에서 하중을 형성할 수 있다.
일 실시예로, 도 7a를 참조하면, 외측이 원통으로 마련되는 연결 부재(430)에 형성되는 걸림부(431)는, 연결 부재(430)의 일 측을 연결 부재(430)의 연장방향을 따라 평면 절삭하여 형성된 절삭면(431)으로 제공될 수 있다. 이에, 휠 부재(420)가 회전할 때, 연결 부재(430)에 형성된 절삭면(431)과 이에 맞닿는 휠 부재(420)의 내측면 사이에서 하중이 발생하게 되므로, 연결 부재(430)는 휠 부재(420)와 함께 회전할 수 있다.
다른 실시예로, 도 7b를 참조하면, 걸림부(431)는 외측이 원통으로 마련되는 연결 부재(430)의 일 측에 연결 부재(430)의 연장방향을 따라 형성되는 노치부(431)로 제공될 수 있다. 노치부(431)에는 이에 대응하는 형상으로 휠 부재(420)의 내측 일부가 삽입될 수 있어, 휠 부재(420)가 회전할 때, 노치부(431)와 이에 맞닿는 휠 부재(420)의 내측면 사이에서 발생하는 하중에 의해, 연결 부재(430)는 휠 부재(420)와 함께 회전할 수 있다.
도 7b에는 노치부(431)가 연결 부재(430)의 외측에 형성된 실시예가 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 노치부는 휠 부재(420)의 내측면에 형성되고, 이에 대응하는 형상의 연결 부재(430)의 외측 일부가 삽입될 수 있다.
노치부는 적어도 하나 형성될 수 있고, 복수의 노치부는 축 주위로 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 7c를 참조하면, 연결 부재(430)는 단면이 사각형으로 형성될 수 있다. 이때, 사각형 모서리에 해당하는 연결 부재(430)의 외측면이 걸림부로 작용할 수 있다. 이에, 휠 부재(420)가 회전할 때, 연결 부재(430)의 각 외측면과 이에 맞닿는 휠 부재(420)의 내측면 사이에서 하중이 발생하고, 연결 부재(430)는 휠 부재(420)와 함께 회전할 수 있다.
도 7c에는 연결 부재(430)의 외측에 대한 단면이 사각형으로 형성된 실시예가 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 연결 부재(430)의 외측에 대한 단면은 삼격형, 오각형 등과 같은 다각형으로 형성될 수 있다.
휠 부재(420)에 형성된 중공에 연결 부재(430)가 삽입된 상태에서, 휠 부재(420)가 회전하는 경우, 휠 부재(420)의 회전에 의한 하중이 걸림부에 작용함으로써, 연결 부재(430)는 휠 부재(420)의 회전과 함께 회전할 수 있다. 즉, 걸림부는 연결 부재(430)의 휠 부재(420)에 대한 회전을 제한함으로써, 연결 부재(430)가 휠 부재(420)와 함께 회전할 수 있다.
연결 부재(430)는 로드 부재(410)와 휠 부재(420) 사이에 배치되어, 휠 부재(420)로 전달되는 구동력을 로드 부재(410)에 전달할 수 있다. 구동 모듈에서 생성되는 구동력과 무관하게, 연결 부재(430)와 로드 부재(410)가 함께 선형 이동이 가능하다. 아울러, 구동 모듈에 생성되는 구동력이 휠 부재(420)로 전달되면, 연결 부재(430)는 휠 부재(420)와 함께 회전하면서 로드 부재(410)만 선형 이동시킬 수 있다. 일 실시예로, 연결 부재(430)는 로드 부재(410)와 나사 결합된 상태에서 휠 부재(420)에 형성된 중공에 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.
가력 부재(440)는 연결 부재(430)에 대하여 연결 부재(430)가 이동하는 방향과 반대로 힘을 가할 수 있다. 일 실시예로, 가력 부재(440)는 연결 부재(430)의 외주면과 마찰하여, 연결 부재(430)가 선형 이동하는 것을 제한할 수 있다. 예를 들어, 가력 부재(440)는 연결 부재(430)의 외주와 밀착되는 링 형태로 형성될 수 있다. 또는, 가력 부재(440)는 클립 형태의 탄성체로 형성되어 연결 부재(430)의 외측을 가압할 수 있다. 가력 부재(440)는 연결 부재(430)의 선형 이동 방향에 대하여 위치 고정된 상태로, 연결 부재(430)의 이동에 따른 마찰력을 생성할 수 있다. 또 다른 실시예로, 가력 부재(440)는 스프링과 같은 탄성체로 형성되어, 연결 부재(430)에 대하여 연결 부재(430)가 이동하는 방향과 반대로 힘을 가할 수 있다.
도 8은 레저버 어셈블리에 약액이 저장되기 전의 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 레저버 어셈블리에 약액(D)이 저장된 상태를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 레저버 어셈블리에 약액(D)이 저장되고, 레저버 어셈블리에 저장된 약액(D)이 배출되는 매커니즘을 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 레저버 어셈블리에 약액이 주입되기 전에는 레저버(210)의 내부공간 전방에 플런저(230)가 배치될 수 있다. 플런저(230)의 후단에 결합된 로드 부재(410)는 이에 결합된 연결 부재(430)와 함께 그 일부가 캡 커버에 형성된 개구를 통해 후방으로 연장될 수 있다.
연결 부재(430)의 후단은 휠 부재(420)에 형성된 중공으로 소정의 깊이(d)만큼 삽입될 수 있다. 연결 부재(430)의 일부가 휠 부재(420)에 형성된 중공에 삽입됨으로써, 연결 부재(430)가 휠 부재(420)에 형성된 중공으로 슬라이딩 이동할 때, 휠 부재(420)에 형성된 중공의 입구에서 연결 부재(430)와 휠 부재(420)가 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
연결 부재(430)의 일측에는 가력 부재(440)가 배치될 수 있다. 가력 부재(440)는 연결 부재(430)의 외주면과 밀착된 상태로 위치 고정될 수 있다. 연결 부재(430)의 외주면과 밀착된 가력 부재(440)는 연결 부재(430)에 외력이 작용하지 않는 경우 마찰력을 생성하지 않을 수 있다. 연결 부재(430)에 외력이 작용하면, 이에 대응하여 가력 부재(440)는 연결 부재(430)에 외력과 대향하는 마찰력을 가할 수 있다. 가력 부재(440)에 의한 힘으로 연결 부재(430)의 이동이 제한될 수 있다.
레저버(210)에 약약의 주입이 완료되기 전에, 플런저(230)는 후방으로 이동할 수 있으므로, 장치에 충격과 같은 외부 요인이 작용하면, 플런저(230)가 후방으로 이동하면서 레저버(210)에 기체가 유입될 수 있다. 가력 부재(440)는 연결 부재(430)가 이동하는 것을 제한함으로써, 레저버(210)에 약액의 주입이 완료되기 전 상태에서, 레저버(210)에 기체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
로드 부재(410)와 연결 부재(430)는 함께 이동 가능하고, 서로에 대하여 상대적으로 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 로드 부재(410)와 연결 부재(430)는, 로드 부재(410)의 외주면에 형성된 나사산과 연결 부재(430)의 내주면에 형성된 나사산에 의해 나사 결합을 이룰 수 있다. 이에, 로드 부재(410)와 연결 부재(430)는 동시에 이동하되, 연결 부재(430)가 회전하면 로드 부재(410)는 연결 부재(430)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있다.
약액은 별도로 제공되는 약액 주입기에 의해 레저버(210)의 전방에 형성된 유입구를 통해 레저버(210)로 유입될 수 있다. 약액은 레저버(210)와 플런저(230) 사이로 유입되며, 플런저(230)를 후방으로 밀어내며 저장공간을 형성할 수 있다. 그리고, 저장공간의 체적을 점차 증가시키며 플런저(230)를 후방으로 이동시킬 수 있다. 플런저(230)에 연결된 로드 부재(410)와 연결 부재(430)는 플런저(230)의 이동과 함께 후방으로 이동하며, 휠 부재(420)에 형성된 중공으로 슬라이딩 이동하며 삽입될 수 있다.
레저버(210)로 유입되는 약액에 의해 연결 부재(430)가 후방으로 이동할 때, 연결 부재(430)의 외주면과 밀착된 상태로 위치 고정된 가력 부재(440)는 연결 부재(430)의 외주면과 마찰력을 생성하며, 연결 부재(430)가 이동하는 방향과 반대로 힘을 가할 수 있다. 이에, 저장공간 내부에는 가력 부재(440)에 의해 형성되는 힘에 상응하는 양압이 추가로 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 레저버(210)에 약액(D)의 주입이 완료되면, 레저버(210)의 내부공간의 후방에 플런저(230)가 배치될 수 있다.
저장 공간 내부에는 약액이 주입되면서 양압이 형성될 수 있지만, 약액의 주입이 완료되면, 플런저(230)와 레저버(210) 사이의 마찰력이나 가력 부재(440)에 의한 마찰력, 또는 레저버(210) 후방에 마련되는 캡 부재에 의해, 플런저(230)는 더 이상 후방으로 이동하지 않고 내부공간의 후방에 배치될 수 있다.
구동 모듈이 구동되면서 약액 주입이 개시될 수 있다. 구동 모듈에서 생성되는 구동력을 구동 유닛을 통하여 플런저(230)로 전달되어, 레저버(210)에 저장된 약액이 니들 어셈블리로 배출될 수 있다.
구동 모듈에서 생성되는 구동력이 휠 부재(420)로 전달되면, 휠 부재(420)는 회전할 수 있다. 휠 부재(420)에 결합되는 연결 부재(430)는 휠 부재(420)와 함께 회전하는 반면에, 플런저(230)에 결합되는 로드 부재(410)는 회전하지 않고, 연결 부재(430)와의 나사 결합에 의해 전방으로 이동할 수 있다. 이때, 로드 부재(410)의 외주면 일부와 연결 부재(430)의 내주면 일부에서만 나사 결합이 형성되면, 휠 부재(420)와 연결 부재(430)가 회전하며 로드 부재(410)가 전방으로 이동할 때에, 연결 부재(430)와 로드 부재(410) 사이에서 나사 결합에 의한 부하를 줄일 수 있다. 이에, 연결 부재(430)의 내주면 일부에만 로드 부재(410)의 외주면에 형성된 나사산과 결합하는 나사산이 형성될 수 있다.
로드 부재(410)가 전방으로 이동하면, 플런저(230)가 로드 부재(410)와 함께 전방으로 이동하며 저장공간에 저장된 약액(D)을 니들 어셈블리로 배출할 수 있다.
가력 부재(440)는 니들 어셈블리에서 약액의 토출을 용이하게 할 수 있다. 사용자에게 삽입된 니들과 캐뉼러를 통하여 약액을 주입하기 위한 소정의 압력이 요구되는데, 가력 부재(440)에 의해 저장공간에 형성된 양압으로 인하여 약액의 주입이 용이할 수 있다. 구동 모듈에서 생성된 구동력이 플런저(230)로 전달될 때, 플런저(230)는 전달되는 구동력에 빠르게 반응하며 원활하게 이동할 수 있다.
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.
1: 약액 주입 시스템
10: 약액 주입 장치
100: 니들 어셈블리
200: 레저버 어셈블리
300: 구동 모듈
400: 구동 유닛
500: 니들 커버 조립체
600: 알람 유닛

Claims (5)

  1. 레저버 및 상기 레저버 내부에서 선형 이동하는 플런저에 의해 규정되는 저장공간에 약액을 저장하는 레저버 어셈블리;
    상기 레저버 어셈블리와 유체적으로 연결되어 저장된 상기 약액을 토출하는 니들 어셈블리; 및
    구동 모듈에서 생성된 구동력을 상기 플런저로 전달하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    상기 플런저와 결합되어 상기 플런저와 함께 선형 이동하는 로드 부재;
    상기 구동력에 의해 회전하는 휠 부재; 및
    상기 휠 부재의 축 방향으로 이동가능하나 상기 축 방향을 중심으로 상기 휠 부재에 대해서 회전이 제한되는 걸림부를 가지는 연결 부재;를 포함하는,
    약액 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드 부재와 상기 연결 부재는 나사 결합되고,
    상기 연결 부재는 상기 휠 부재에 형성된 중공에 슬라이딩 가능하게 삽입되어, 상기 휠 부재와 함께 회전하는,
    약액 주입 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재에 삽입되며, 상기 레저버 어셈블리와 상기 휠 부재 사이에 배치되는 가력 부재;를 더 포함하는,
    약액 주입 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가력 부재는 상기 연결 부재의 외주와 밀착되며, 상기 연결 부재가 이동시에 상기 연결 부재에 저항력을 생성하는,
    약액 주입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 휠 부재는
    상기 연결 부재가 삽입되는 중공을 가지되, 상기 중공은 상기 걸림부에 대응되는 형상을 가지는,
    약액 주입 장치.
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