WO2011083892A2 - 실린더 펌프 - Google Patents

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WO2011083892A2
WO2011083892A2 PCT/KR2010/002152 KR2010002152W WO2011083892A2 WO 2011083892 A2 WO2011083892 A2 WO 2011083892A2 KR 2010002152 W KR2010002152 W KR 2010002152W WO 2011083892 A2 WO2011083892 A2 WO 2011083892A2
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WO
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gear
plunger
rotating member
driven gear
drive
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PCT/KR2010/002152
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이상빈
이건형
이정주
최재순
이승원
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메인텍 주식회사
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Priority to CA2785975A priority patent/CA2785975C/en
Priority to EP10842272.6A priority patent/EP2522381A4/en
Priority to JP2012547943A priority patent/JP5481566B2/ja
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    • A61M2005/14506—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons mechanically driven, e.g. spring or clockwork

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder pump, and more particularly, to a cylinder pump that is simple in structure and small in size, capable of remotely controlling and stably injecting chemical or blood regardless of the height of the infusion container or blood pack. It is about.
  • a syringe pump or infusion pump to inject the patient's fluid or blood (hereafter briefly referred to as 'drug or blood' only from 'drug solution') from the fluid container or blood pack into the patient with constant and highly precise control do.
  • Syringe pumps are complex, machine-size, and fixed at fixed locations for increased precision. Only available in the state. Syringe pump has high precision but can not use large capacity by using syringe, and there is inconvenience to operate repeatedly when using large capacity.
  • the conventional syringe pump or infusion pump is different from the installation position of the fluid container or blood pack, that is, the pressure of the chemical liquid discharged according to the chickenpox, so that the need to install the fluid container or blood pack at a certain height using a pole There is this.
  • the precision of the syringe pump or the infusion pump is limited in advance, and the precision is high, the supply amount of the chemical liquid is small, so that different syringe pumps or infusion pumps should be used depending on the precision of the required injection amount of the chemical liquid. Or there is a burden of having an infusion pump.
  • the conventional infusion pump is a method in which the terminal of the machine presses or squeezes the tube and the syringe pump injects drugs by pushing the plunger of the syringe to inject drugs, so that the terminal is overloaded or complicated It has a mechanical structure, so the reliability is low or expensive due to frequent failures, etc., nursing personnel should be put in place from time to time, and remote control is difficult.
  • the object of the present invention is simple and small in size, and it is possible to reliably inject chemicals regardless of the height of the infusion container or blood pack.
  • the present invention provides a cylinder pump capable of remotely controlling the workforce by reducing nursing personnel and using fewer accessory tubes that are harmful to the environment and human body.
  • the present invention for solving the above object is, the upper upper casing is inserted into the upper rotating member is rotated, and the lower rotating member is coupled to the upper casing and the sliding member and the rotary sliding contact with the upper rotating member therein is inserted;
  • the inner casing surface of the upper casing, the lower outer peripheral surface of the upper rotating member, the inner wall surface of the lower casing, and the upper outer peripheral surface of the rotating member form a single tube-shaped cylinder.
  • the upper rotating member and the lower rotating member are each provided with a plunger for rotating in the cylinder with the cross section of the cylinder blocked, and the cylinder has an inlet tube through which the chemical liquid flows in and an outlet tube through which the chemical liquid flows out.
  • the rotation of the inlet pipe and the outlet pipe Central angle of the core is more than one times for a single plunger central angle ( ⁇ ) of being arranged such that not more than two times, the upper rotating member and the lower rotating member is connected to the drive device is a pump cylinder being rotatable independently of each other.
  • the driving device rotates while the other plunger is in contact with one side of the one plunger in a state where the one plunger is fixed between the inlet pipe and the outlet pipe, and contacts the other side of the one plunger.
  • the first plunger is positioned between the inflow pipe and the outflow pipe while shifting the plunger
  • one plunger is positioned between the inflow pipe and the outflow pipe while the other plunger is fixed between the inflow pipe and the outflow pipe.
  • a second driving mechanism rotating between the inlet pipe and the outlet pipe while rotating in contact with one side and contacting the other side of the other plunger to shift the other plunger.
  • the second drive mechanism is characterized in that the operation alternately with each other.
  • One of the plungers, the other plunger and the stopper repeats the above operation, and the chemical liquid is precisely supplied by the size of the tube-shaped cylinder diameter and the control ratio of the drive device.
  • a sealing member may be inserted between the upper casing and the upper rotating member, between the lower casing and the lower rotating member, and between the upper rotating member and the lower rotating member.
  • a through hole is formed at a central portion of the upper casing, through which an outer driving gear of the driving device and an inner driving gear positioned in the hollow of the outer driving gear pass, and a central portion of the upper rotating member is coupled to the outer driving gear.
  • the outer drive gear coupling hole and the inner drive gear through hole, through which the inner drive gear penetrates, may be concentrically overlapped, and an inner drive gear coupling groove may be formed at the center of the lower rotating member to engage with the inner drive gear.
  • each of the first drive mechanism and the second drive mechanism is provided with a posture maintenance device capable of suppressing arbitrary rotation of the pair of plungers.
  • the posture maintaining device serves to prevent any movement due to the positive pressure or the negative pressure generated by the movement of the other plunger while the other plunger is rotated while the one plunger is fixed between the outlet pipe and the inlet pipe. do.
  • an upper outer sealed seat and a lower outer sealed seat are formed at the outermost sides of the facing surfaces of the upper casing and the lower casing, respectively, and an outer sealed member is interposed between the upper outer sealed seat and the lower outer sealed seat. It is characterized by.
  • one of the upper outer sealed seat and the lower outer sealed seat is characterized in that the protrusion formed toward the other.
  • the flow rate of the chemical liquid discharged through the outflow pipe is characterized by the cross-sectional area of the cylinder and the rotational speed of the plunger driven by the drive device.
  • the drive device having the characteristics as described above comprises a housing that forms a body and has a mounting portion on which one side of the cylinder pump is detachably mounted; A drive motor installed in the first bracket fixed inside the housing; A main drive shaft fixed to the first bracket to be rotatable, connected to an output shaft of the drive motor, and rotating, and having an inner motor gear and an outer motor gear mounted thereon; An inner drive gear which is fixed to the second bracket fixed inside the housing, has an inner driven gear engaged with the inner electric gear on an outer circumferential surface thereof, and is coupled to the upper rotating member at an end portion of the journal portion formed to extend in a longitudinal direction.
  • Inner driving shaft is formed; And an outer driven gear having an boss extrapolated to the journal portion of the inner driving shaft, rotatably fixed to the second bracket, and having an outer driven gear identical to the inner driven gear engaged with the outer electric gear on an outer circumferential surface thereof. And an outer driving shaft having an outer driving gear coupled to the lower rotating member, wherein the inner driving gear and the outer driving gear are exposed through the mounting portion, and the inner and outer gear are the same gear. Gears are formed only on a part of the outer circumferential surface, respectively, and are arranged to have a phase difference of 180 ° with respect to the main drive shaft.
  • the inner and outer driven gears rotate the inner driven gear and the outer driven gear by (360- ⁇ ) ° in one rotation, and rotate the inner driven gear and the outer driven gear only in one half of the rotation.
  • a gear tooth is formed only on a part of each outer circumferential surface so as to rotate (360-2 ⁇ ⁇ ) °.
  • the second bracket has an inner posture holding device and an outer posture holding device capable of maintaining its position in a state where the inner driven gear and the outer driven gear are not engaged with the inner electric gear and the outer electric gear, respectively. It is characterized by being installed.
  • the inner posture holding device and the outer posture holding device have an inner projection having an M-shaped cross section capable of seating an inner driven gear protrusion and an outer driven gear formed on a surface of each of the inner driven gear and the outer driven gear. It is characterized in that the seat and the outer protrusion is formed, respectively.
  • the cylinder pump according to the present invention has a simple structure and can supply chemical liquids with a considerable high precision, and can cope with a wide range of chemical liquid injection amounts in the amount of injection per hour.
  • the cylinder pump of the present invention is small in size, easy to carry, and is not affected by the height of the fluid container or the blood pack, so that the function of the pump can be maintained without installing the fluid container or the blood pack on the pole. It can replace various chemical injection regulators.
  • the installation space of the cylinder pump becomes small, and the patient can move freely even in the state in which the chemical liquid is injected by the cylinder pump.
  • the plunger is directly controlled in the cylinder, the hourly flow rate can be precisely controlled, so the remote control by GPS is possible, and the real-time supply of the medicinal solution can be monitored according to the patient, which can be a great help in the reduction of nursing personnel. Can be.
  • the chemical liquid drive unit and the operating unit can be detached and the operating unit can be used for a single time, enabling safer supply of the chemical liquid.
  • the installation position of the cylinder pump since the installation position of the cylinder pump does not need to use a pole, it can be installed in various locations such as beds, floors, and wheelchairs, reducing the amount of use of various accessories made of fossil fuel such as PVC tubes, which are harmful to humans and the environment. Incineration can significantly reduce carcinogens and environmental pollution.
  • FIG. 1 is a perspective view of an infusion pump according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a driving unit inside the driving device of the cylinder pump of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a driving unit inside the driving device of the cylinder pump of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a front view of the driving unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the driving unit of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a schematic view of the inner gear and inner gear that rotate the inner driving gear in the driving unit of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a schematic view of an outer drive gear and an outer driven gear for rotating the outer drive gear in the driving unit of FIG. 2.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the overlapping of FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 8 is a left side view of the inner drive gear shaft in which the inner drive gear is formed in the driving unit of FIG.
  • FIG. 9 is a front view of the inner drive gear shaft of FIG.
  • FIG. 10 is a left side view of the outer driving gear shaft in which the outer driving gear is formed in the driving unit of FIG.
  • FIG. 11 is a front view of the inner drive gear shaft of FIG. 10.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the operating unit of the cylinder pump of FIG. 1.
  • Figure 13 is a bottom view of the upper casing, in the operating unit of Figure 12;
  • FIG. 14 is a front sectional view of the upper casing of FIG.
  • FIG. 15 is a plan view of the upper rotating member in the operating unit of FIG.
  • FIG. 16 is a bottom view of the upper rotating member of FIG. 15.
  • 17 is a plan view of the lower rotating member in the operating unit of FIG.
  • FIG. 18 is a bottom view of the lower rotating member of FIG. 17.
  • 19 is a front view of the plunger in the operating unit of FIG.
  • FIG. 20 is a plan view of the lower casing in the operating unit of FIG.
  • FIG. 21 is a front sectional view of the lower casing of FIG. 20.
  • FIG. 22 is a view schematically illustrating the operation sequence of the operation unit after assembling the operation unit of FIG. 12.
  • the cylinder pump according to the present invention is not a method of squeezing a tube of the prior art or a method of adjusting the flow rate by pushing a plunger (Syringe), but the inflow of chemical liquid by two rotations of the impeller one by one in the tube-shaped cylinder alternately one by one It uses the principle of direct control of the flow rate, that is, to carry out and discharge simultaneously.
  • the method used in the present invention can be variously controlled from the micro flow rate to the large flow rate by the size and rotation speed of the cylinder and the impeller.
  • the key of the present invention is to precisely control the microflow rate by the microdisplacement of the impeller in the operating part.
  • the cylinder pump according to the present invention consists of a drive unit and an operation unit detachable to the drive unit.
  • the drive device can be used permanently, and the operation unit can be used for single use.
  • the cylinder pump includes a drive device 100 and an operation unit 200. As described above, the operation unit 200 is detachable to the driving device 100 for a single use.
  • the driving device 100 rotates in a state where the other plunger is in contact with one side of the one plunger while the one driving plunger is fixed between the inlet pipe and the outlet pipe.
  • a first driving mechanism positioned between the inflow pipe and the outflow pipe while being in contact with the other side of the inlet and shifting one of the plungers, and in the state where the other plunger is fixed between the inflow pipe and the outflow pipe;
  • a second driving mechanism which rotates while the plunger in contact with one side of the other plunger is positioned between the inlet pipe and the outlet pipe while contacting the other side of the other plunger to shift the other plunger.
  • the first driving mechanism and the second driving mechanism are alternately operated with each other.
  • the driving device 100 has a housing 102 and a mounting portion 104 for mounting the operation unit 200 on one side of the housing 102, and the driving portion described later on the mounting portion 104.
  • the inner driving gear 146 and the outer driving gear 150 are located.
  • the operation unit 106 for arbitrarily operating the operating unit 200 is disposed on one side of the housing 102.
  • FIG. 2 is a perspective view of a driving unit inside the driving device 100 of the cylinder pump
  • FIG. 2 is a front view of the driving unit
  • FIG. 3 is a sectional view of the driving unit.
  • the driving means of the driving unit is one driving motor 108, and the driving motor 108 drives the inner driving gear 146 and the outer driving gear 150 through a plurality of gear trains, respectively.
  • the drive motor 108 is fixed to the first bracket 110, the output shaft 112 of the drive motor 108 is integrally connected to the main drive gear 114, the main drive gear 114 is It is meshed with the main reduction gear 116 to increase the torque ratio. That is, the main reduction gear 116 has more dimensions than the main driving gear 114, thereby increasing torque through rotational deceleration. As a result, the load imposed on the driving motor 108 can be reduced, and the selection range of the driving motor 108 according to the capacity is widened.
  • the main reduction gear 116 is integrally connected to the main drive shaft 118. As shown in FIG. 3, the main drive shaft 118 is rotatable to the first bearing 120 fixed to the first bracket 110 and the second bearing 132 fixed to the second bracket 122. Supported.
  • first bracket 110 and the second bracket 122 are fixed to the housing 102.
  • a first support part 111 and a second support part 140 may be formed to support the first bracket 110 and the second bracket 122 and to fix the housing 102.
  • the inner electric gear 124 and the outer electric gear 128 are integrally installed on the main drive shaft 118. Therefore, the rotation speed of the inner motor gear 124 and the outer motor gear 128 is the same.
  • the inner motor gear 124 is meshed with the inner driven gear 126 in FIG. 5, and the outer motor gear 128 is meshed with the outer driven gear 130 as shown in FIG. 6.
  • the inner motor gear 124 and the outer motor gear 128 are the same gear, but when fixed to the main drive shaft 118, when projected as shown in FIG. 7 with respect to the main drive shaft 118, mutual symmetry It is installed in this position.
  • the inner driven gear 126 is formed with 24 teeth. Therefore, the central angle occupied by one tooth is 15 °, and the inner driven gear 126 is capable of rotation of 330 ° while the inner motor gear 124 rotates one turn. That is, the inner driven gear 126 is rotated less by 30 °, which is the center angle occupied by two teeth in one round. At this time, the insufficient rotation angle 30 ° of the inner driven gear 126 is the same as the center angle occupied by the plungers 278 and 280 described later. Therefore, when the center angle occupied by the plungers 278 and 280 decreases, the rotation angle of the inner driven gear 126 per one rotation of the inner electric gear 124 increases.
  • the diameter and dimension of the inner gear 124 and the diameter and dimension of the inner driven gear 126 are 360 ° when the inner gear 126 rotates one rotation.
  • the plunger 278 and 280 can be rotated by the size minus the center angle occupied, and more gears can be used if necessary.
  • the outer driven gear 130 is formed with 24 teeth. Accordingly, the center angle occupied by one tooth is 15 °, and the outer driven gear 130 can rotate 330 ° while the outer motor gear 128 rotates one turn. That is, the outer driven gear 130 is rotated less by 30 ° which is the center angle occupied by two teeth in one round. At this time, the insufficient rotation angle 30 ° of the outer driven gear 130 is the same as the center angle occupied by the plungers 278 and 280 described later. Therefore, when the center angle occupied by the plungers 278 and 280 decreases, the rotation angle of the outer driven gear 130 per one rotation of the outer electric gear 128 increases.
  • the diameter and the size of the outer motor gear 128 and the diameter and the dimension of the outer driven gear 130 are 360 ° of the outer driven gear 130 during one rotation of the outer motor gear 128.
  • the plunger 278 and 280 can be rotated by the size minus the center angle occupied, and more gears can be used if necessary.
  • the inner driven gear 126 and the outer driven gear 130 rotate independently without affecting each other. Therefore, for this purpose, the inner driven gear 126 is installed on the inner driving shaft 144, and the outer driven gear 130 has a boss portion 152 into which the journal portion 145 of the inner driving shaft 144 is inserted. Is formed. As a result, the outer driven gear 130 is rotatable independently of the inner driven gear 126 due to the sliding rotation of the boss portion 152 and the journal portion 145.
  • the inner driving shaft 144 is rotatably supported by a third bearing 129 fixed to the first bracket 110 and a fourth bearing 134 fixed to one of the third brackets 142. do.
  • the outer driving shaft 148 is rotatable by a fifth bearing 136 fixed to the other side of the third bracket 142 and a sixth bearing 138 fixed to the second bracket 122. Supported.
  • the third bracket 142 is fixed to the housing 102.
  • An inner driving gear 146 is formed at one end of the inner driving shaft 144, and an outer driving gear 150 is formed at one end of the outer driving shaft 148, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the inner driving gear 146 protrudes from the end of the outer driving gear 150.
  • both the outer driving gear 150 and the inner driving gear 146 are formed crosswise, and there is no limitation in the shape of the outer driving gear 150 and the inner driving gear 146.
  • the third bracket 142 is provided with inner and outer posture maintaining devices 133 and 137 capable of preventing arbitrary rotation of the inner driving gear 146 and the outer driving gear 150.
  • the inner and outer posture maintaining devices 133 and 137 are formed on inner surfaces of the inner driven gear 126 and the outer driven gear 130, respectively.
  • the inner protrusion 135 and the outer protrusion 139 corresponding to the gear protrusion 127 and the outer driven gear protrusion 131 are formed.
  • the inner driven gear protrusion 127 and the outer driven gear protrusion 131 have a bar-shaped protrusion structure in which an end portion in a radially outer direction is rounded, and the inner protrusion 135 and the outer protrusion are formed.
  • the seat 139 is formed in an approximately M shape so that the inner and outer driven gear protrusions 127 and 132 can be seated.
  • the M-shape of the inner and outer driven gear protrusions 127 and 132 is also rounded, so that the inner driven gear protrusion 127 and the outer driven gear protrusion 131 are the inner and outer driven gear protrusions 127 and 132 when an external force is applied. It is formed so that it can be separated from).
  • the drive device 100 is basically configured as described above. Next, an output form of the drive device 100, that is, an operation form of the outer drive gear 150 and the inner drive gear 146 according to the rotation of the drive motor 108 will be described.
  • the rotation of the drive motor 108 is transmitted to the main reduction gear 116 via the main drive gear 114 to reduce the speed and increase the torque.
  • the main drive shaft 118 rotates by the rotation of the main reduction gear 116, and the inner motor gear 124 and the outer motor gear 128 rotate in the same angular speed and the same rotation direction.
  • the inner motor gear 124 rotates the inner driven gear 126 by 300 ° (that is, Rotate by 20 dimensions).
  • the outer motor gear 128 rotates the outer driven gear 130 by 30 ° only at the initial stage (that is, by two dimensions) and does not rotate the outer driven gear 130 thereafter. .
  • the inner driven gear 128 and the outer driven gear 130 each rotates only one side while being rotated by 300 °, but the area of ⁇ shown in FIG. 7 (that is, each area by two dimensions). , At 30 °).
  • the inner driven gear 126 and the outer driven gear 130 rotate simultaneously by 30 °.
  • the inner drive gear 146 and the outer drive gear 150 which are integrally formed with the inner driven gear 126 and the outer driven gear 130 rotate independently.
  • the inner driving gear 146 and the outer driving gear 150 are installed so that the angle positions of the plungers 278 and 280 are not changed by the negative pressure or the positive pressure between the pair of plungers 278 and 280.
  • the posture maintaining devices 133 and 137 may be additionally installed on the outer drive shaft 148 and the inner drive shaft 144.
  • the operation unit 200 is operated by the rotational movement of the inner drive gear 146 and the outer drive gear 150 of the drive device 100.
  • the rotational movement of the inner driving gear 146 and the outer driving gear 150 can be operated by the above-described driving device 100, but as long as the above-described movement characteristics are satisfied, the driving device 100 There is no limitation of the composition.
  • the operation unit 100 basically includes an upper casing 202 and a lower casing 264 constituting a body, an upper rotating member 222 inserted into the upper casing 202, and a lower casing 264. It comprises a lower rotating member 244 is made.
  • the upper casing 202 is formed with an inlet tube 214 through which the chemical liquid flows into the operating unit 100, and an outlet tube 216 for supplying the chemical liquid to the chemical tube.
  • the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216 may be formed in the lower casing 264, or may be formed in half in the upper casing 202 and the lower casing 264.
  • an upper cylinder 212 and a lower cylinder 270 are formed in the upper casing 202 and the lower casing 264, respectively, and the upper casing 202, the lower casing 264, and the upper portion are formed.
  • the outer circumferential surface of the rotating member 220 and the lower rotating member 244 is a cylinder of one tube shape.
  • the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216 are formed in communication with the cylinder.
  • the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216 are shifted by one half of a thickness with respect to the center of the upper casing 202 and the lower casing 264. .
  • the angle between the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216 is 30 degrees. This coincides with a central angle of 30 ° occupied by the plungers 278 and 280 described below, and when one of the plungers 278 and 280 is located between the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216, the inflow This is to avoid closing the pipe 214 and the outlet pipe 216.
  • the upper casing 202 may include an upper casing body 204, which is a rotating body, and the outer driving gear 150 and the inner driving in the center of the upper casing body 204.
  • a through-hole 206 formed to allow the gear 146 to pass therethrough, an upper rotating member groove 210 into which the upper rotating member 220 is inserted, and an upper cylinder 212 forming a moving space of the plungers 278 and 280.
  • an upper outer enclosed seat 203 formed at a periphery of the upper casing body 204, an inlet pipe 214, and an outlet pipe 216.
  • the upper rotating member groove 210 is formed with an upper sealing seat 208 on which the upper sealing member 218 may be located.
  • the lower outer closed seat 274 is formed in the lower casing 264 in correspondence with the upper outer closed seat 203 of the upper casing 202, and the upper outer closed seat 203 and the lower outer closed seat 274.
  • Outer sealing member 294 is disposed between the ().
  • One of the upper outer sealed seat 203 and the lower outer sealed seat 274 is formed in a protruding shape, it is preferable to push the outer sealed member 294 to the other side to improve the sealing force.
  • the upper coupling protrusion 205 is formed outside the upper casing body 204
  • the lower coupling protrusion 276 is formed outside the lower casing body 272 of the lower casing 264
  • the upper casing 202 and the lower casing 264 are engageable by fastening means such as bolts and nuts.
  • the upper rotating member 220 is inserted into the upper rotating member groove 210, and the lower side of the upper rotating member 220 forms an upper portion of the cylinder together with the upper cylinder 212.
  • the upper rotating member body 222 is formed so as to, and the upper pushing member 230 formed integrally on one side of the upper rotating member body 222.
  • An upper upper sealing groove 224 in which the upper sealing member 218 is located is formed on the upper side of the upper rotating member 220, and an intermediate sealing member 242 is located below the upper rotating member 220.
  • the upper lower sealed protrusions 236 and 238 are protruded at intervals inside and outside the upper lower sealed groove 240 to form the upper lower sealed groove 240.
  • Upper fitting protrusions 232 and 234 are formed at both sides of the upper pushing member 230 to facilitate fixing to the plunger 278.
  • an outer driving gear coupling hole 226 to which the outer driving gear 150 is coupled is formed at the center of the upper rotating member 220, and the inner driving is made concentric with the outer driving gear coupling hole 226.
  • An inner drive gear through hole 228 is formed to penetrate the gear 146.
  • the outer drive gear coupling hole 226 preferably has the same or smaller cross-sectional area as the outer drive gear 150 so that the outer drive gear 150 is firmly fixed
  • the inner drive gear through hole 228 preferably has a cross section larger than the maximum diameter of the inner drive gear 146 to reduce contact.
  • the upper casing 202 may include an upper casing body 204, which is a rotating body, and the outer driving gear 150 and the inner driving in the center of the upper casing body 204.
  • a through-hole 206 formed to allow the gear 146 to pass therethrough, an upper rotating member groove 210 into which the upper rotating member 220 is inserted, and an upper cylinder 212 forming a moving space of the plungers 278 and 280. ), And an inlet pipe 214 and an outlet pipe 216.
  • the upper rotating member groove 210 is formed with an upper sealing seat 208 on which the upper sealing member 218 may be located.
  • the lower rotating member 244 is rounded to form a lower portion of the cylinder together with the lower cylinder 270, and the lower rotating member 244 is inserted into the lower rotating member groove 268.
  • the lower rotating member body 246, and the lower pushing member 256 formed integrally on one side of the lower rotating member body 246.
  • the upper upper sealing member 244 has a lower upper sealing protrusion (248, 250) at intervals in and out of the lower upper sealing groove (252) to form a lower upper sealing groove (252) in which the intermediate sealing member 242 is located. ) Is formed to protrude, and a lower lower sealing groove 262 in which the lower sealing member 263 is located is formed below the lower rotating member 244.
  • Lower fitting protrusions 258 and 260 are formed at both sides of the lower pushing member 256 so as to be easily fixed to the plunger 280.
  • an inner driving gear coupling groove 254 to which the inner driving gear 146 is coupled is formed at the center of the lower rotating member 244.
  • the inner drive gear coupling groove 254 preferably has the same or smaller cross-sectional area as the inner drive gear 146 so that the inner drive gear 146 is firmly fixed.
  • the plungers 278 and 280 are fixed to the upper pushing member 230 and the lower pushing member 256, as shown in FIG. 19.
  • the plungers 278 and 280 have the same cross-sectional area as the cylinder and are bent at the same curvature, and the center angle thereof is 30 ° as described above.
  • the center angles of the plungers 278 and 280 are the same as the center angles between the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216.
  • an insertion groove 288 into which the upper pushing member 230 or the lower pushing member 256 is inserted is formed at the center of the plunger 278 and 280, and the upper fitting protrusion is formed at left and right sides of the insertion groove 288.
  • 232 and 234 or fitting grooves 290 and 292 coupled to the lower fitting protrusions 258 and 260 are formed.
  • O-rings 282 and 284 are formed on both sides of the outer circumferential surfaces of the plungers 278 and 280 so that the plungers 278 and 280 can be in close contact with the inner wall of the cylinder.
  • the lower casing 264 includes a lower casing body 272 which is a rotating body, a lower rotating member groove 268 into which the lower rotating member 244 is inserted, and a plunger ( And a lower cylinder 270 forming a moving space of the 278 and 280.
  • the lower rotating member groove 268 is formed with a lower sealing seat 266 in which the lower sealing member 263 may be located.
  • a lower outer closed seat 274 is formed at the periphery of the lower casing body 272, and an upper coupling protrusion 205 is formed outside the upper casing body 204, and the lower casing is formed.
  • a lower coupling protrusion 276 is formed outside the lower casing body 272 of 264 to correspond to the upper coupling protrusion 205 of the upper casing 202.
  • the operation unit 200 is basically configured as described above, and the assembled state and operation method will be described below.
  • FIG. 22 is a view schematically illustrating an operation sequence of the operation unit 100 after assembling the upper rotating member 222 and the lower rotating member 244 of the operating unit 200.
  • the inlet pipe 214 and the outlet pipe 216 are installed in the upper casing 202, but the lower casing 264 for convenience of understanding. It is shown as communicating with.
  • the position of the outflow pipe and the inflow pipe is when the plungers 278 and 280 rotate clockwise, and if the rotation direction of the syringes 278 and 280 is counterclockwise, the reference numeral 216 becomes the inflow pipe and the reference numeral 214 It becomes an outlet pipe.
  • the product on the market is in a sealed state, in which the plungers 278 and 280 shown in FIG. 22A are rotated more clockwise so that the plungers 278 and 280 close the outlet pipe 274 and the inlet pipe 276.
  • any one plunger 280 is located between the outlet pipe 216 and the inlet pipe 276, the other plunger 278 is the inlet pipe 276 ) Is closed.
  • the operation start state in the sealed state is realized through the operation of the drive device (100).
  • the preceding plunger 280 and the following plunger 278 rotate clockwise by 30 ° at the same time. Accordingly, the trailing plunger 278 is positioned between the outlet pipe 216 and the inlet pipe 214 as shown in FIG. 22D.
  • the chemical liquid in the cylinder located ahead of the plunger 280 in the rotational direction (clockwise) while the plunger 280 is rotated clockwise as shown in FIGS. Will be discharged through.
  • the chemical liquid is introduced into the rear side of the plunger 280 through the inlet pipe 214 to fill the inside of the cylinder. In other words, discharge and inflow of the chemical liquid occur simultaneously by the rotating plunger 280.
  • the plunger 280 When the plunger 280 continues to rotate clockwise, the plunger 280 is located between the outlet pipe 216 and the inlet pipe 214 as shown in FIG. 22G. ). That is, the plunger 280 rotates 300 °. In this state, the plunger 280 closes the outlet pipe 216.
  • preceding plunger 278 and the following plunger 280 simultaneously rotate clockwise by 30 °, and return to the state shown in FIG. 22A again.
  • the operation unit 200 can continuously supply the chemical liquid, and by controlling the rotational speeds of the plungers 278 and 280, fine adjustment of the chemical liquid supply amount is possible.
  • the plunger 280 is connected to the inner driving gear 146, and the plunger 278 is connected to the outer driving gear 150.
  • the displacement of the plungers 278 and 280 due to the positive pressure or the negative pressure generated between the plungers 278 and 280 can be controlled by the above-described posture maintaining devices 133 and 137, so that it is possible to always supply a fixed amount of chemical liquid.
  • drive unit 102 housing
  • first support portion 112 output shaft
  • main drive gear 116 main reduction gear
  • main drive shaft 120 first bearing
  • journal portion 146 inner drive gear

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Abstract

본 발명은, 구조가 간단하고 크기가 작으며, 수액용기 또는 혈액팩의 설치높이와 관계없이 안정적으로 약액주입이 가능한 실린더 펌프에 관한 것으로, 내부에 상부회전부재가 삽입되어 회전되는 통상의 상부케이싱과, 상기 상부케이싱과 결합하고 내부에 상기 상부회전부재와 회전미끄럼접촉하는 하부회전부재가 삽입되어 회전하는 통상의 하부케이싱을 포함하고, 상기 상부케이싱의 내벽면과 상기 상부회전부재의 하측 외주면과 상기 하부케이싱의 내벽면과 상기 회전부재의 상측외주면은 하나의 튜브형태의 실린더를 형성하며, 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재에는 각각 상기 실린더의 단면을 차단한 상태로 상기 실린더 내에서 회전운동하는 플런저가 설치되고, 상기 실린더에는 약액이 유입되는 유입관과 약액이 유출되는 유출관이 상기 상부케이싱과 상기 하부케이싱의 외주면으로부터 돌출하도록 형성되며, 상기 유입관과 상기 유출관의 회전중심에 대한 중심각은 1개의 플런저의 중심각(θ)의 1배 이상 2배 이하가 되도록 배치되고, 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재는 구동장치에 연결되어 각각 독립적으로 회전가능하다.

Description

실린더 펌프
본 발명은 실린더 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조가 간단하고 크기가 작으며, 수액용기 또는 혈액팩의 설치높이와 관계없이 원격제어가 가능하고 안정적으로 약액 또는 혈액의 주입이 가능한 실린더 펌프에 관한 것이다.
수액용기 또는 혈액팩으로부터 약액 또는 혈액(이하에서는, '약액 또는 혈액'을 '약액'으로만 간략하여 기재한다.)을 일정하게 상당히 고정밀도로 제어하면서 환자에게 주입하기 위해서는 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프를 사용한다.
종래의 인퓨전 펌프(infusion pump)는 제조회사마다 다른 튜브의 탄성에 의하여 기계에 과부하가 걸려 고장률이 높고, 시린지 펌프(syringe pump)는 정밀성을 높이기 위해 기계가 복잡하여 크기가 크고 일정한 위치에 고정 설치된 상태에서만 사용이 가능하다. 실린지 펌프는 정밀성은 높으나 실린지를 이용하여 대용량은 사용하지 못하며 대용량 사용 시 반복해서 조작해야하는 불편함이 있다.
또한, 종래의 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프는 수액용기 또는 혈액팩의 설치위치, 즉 수두에 따라 배출되는 약액의 압력이 달라져서 폴대를 사용하여 일정한 높이에 수액용기 또는 혈액팩을 설치하여 사용하여야 하는 번거로움이 있다.
또, 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프의 정밀도가 미리 한정되어 있고, 정밀도가 높은 경우에는 약액의 공급량이 작아서, 요구되는 약액의 주입량의 정밀도에 따라 다른 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프를 사용하여야 하므로, 여러 대의 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프를 구비해야 하는 부담이 있다.
그리고, 종래의 인퓨전 펌프는 기계의 단자가 튜브를 누르거나 쥐어짜는 방식이고 시린지 펌프는 시린지의 플런저를 밀어 약물을 주입하는 방식으로 이들 모두 약물을 간접제어하는 방식이어서, 단자에 과부하가 걸리거나 복잡한 기계구조를 갖게 되어, 잦은 고장 등의 이유로 신뢰도가 낮거나 고가이므로, 수시로 간호인력이 투입되어야 하며, 원격제어가 어렵다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 목적은, 구조가 간단하고 크기가 작으며, 수액용기 또는 혈액팩의 설치높이와 관계없이 안정적으로 약액주입이 가능하고, 기계의 과부하가 걸리지 않게 하여 고장이 없고, 원격제어하게 하여 간호인력을 줄이고 환경공해와 인체에 유해한 부속 튜브 등을 적게 사용할 수 있는 실린더 펌프를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 해결하기 위한 본 발명은, 내부에 상부회전부재가 삽입되어 회전되는 통상의 상부케이싱과, 상기 상부케이싱과 결합하고 내부에 상기 상부회전부재와 회전미끄럼접촉하는 하부회전부재가 삽입되어 회전하는 통상의 하부케이싱을 포함하고, 상기 상부케이싱의 내벽면과 상기 상부회전부재의 하측 외주면과 상기 하부케이싱의 내벽면과 상기 회전부재의 상측외주면은 하나의 튜브형태의 실린더를 형성하며, 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재에는 각각 상기 실린더의 단면을 차단한 상태로 상기 실린더 내에서 회전운동하는 플런저가 설치되고, 상기 실린더에는 약액이 유입되는 유입관과 약액이 유출되는 유출관이 상기 상부케이싱과 상기 하부케이싱의 외주면으로부터 돌출하도록 형성되며, 상기 유입관과 상기 유출관의 회전중심에 대한 중심각은 1개의 플런저의 중심각(θ)의 1배 이상 2배 이하가 되도록 배치되고, 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재는 구동장치에 연결되어 각각 독립적으로 회전가능한 실린더 펌프이다.
상기 구동장치는 일방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 타방의 플런저가 일방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 일방의 플런저의 타측면에 접촉하여 일방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제1구동기구와, 타방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 일방의 플런저가 타방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 타방의 플런저의 타측면에 접촉하여 타방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제2구동기구를 포함하고, 상기 제1구동기구와 제2구동기구는 서로 교호적으로 작동되는 것을 특징으로 한다.
즉, 유입관과 유출관 사이에 있는 일방의 플런저가 제1구동기어 쪽에 있는 클러치스토퍼에 의해 정지된 상태에서 타방의 플런저 앞면이 유입관 위치에서 제1구동기구의 기어가 물려 일방의 플런저가 있는 정 방향으로 시프트하면서, 일방의 플런저와 타방의 플런저 사이의 대략 300도의 튜브형태의 실린더 내에 있는 약액을 유출관으로 밀어냄과 동시에 타방의 플런저 뒷면은 타방의 플런저가 일방의 플런저의 뒷면 방향으로 시프트 할 때 약액을 유입관에서 흡입하여 튜브형태의 관에 약액을 채운다.
타방의 플런저가 일방의 플런저 뒷면과 일치하여 약액을 유출관으로 완전히 밀어내고 일방의 플런저와 일치 했을 때, 제1구동기어와 제2구종기어의 기어가 동시에 물려, 유입관과 유출관 사이에 있던 일방의 플런저와 타방의 플런저가 동시에 시프트하여, 일방의 플런저는 유입관쪽으로 시프트하고, 타방의 프런저는 유입관과 유출관 사이에 도달하면 타방 플런저를 제어하는 제2구동기어 쪽에 있는 클러치스토퍼가 타방 플런저를 고정시키고 일방 플런저가 상기 타방 플런저가 시프트하는 동작을 동일하게 하면서 정면에서는 약액을 밀어내고 뒷면에서는 약액을 흡입한다.
일방의 플런저와 타방의 프런저 및 스토퍼가 상기 동작을 반복하면서 약액을 튜브 모양의 실린더 직경의 사이즈와 또한 구동장치의 제어비에 의해 극히 최소량과 최대량을 정밀하게 공급하는 방법이다.
또, 상기 상부케이싱과 상기 상부회전부재 사이, 상기 하부케이싱과 상기 하부회전부재 사이, 및 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재 사이에는 밀폐부재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 상부케이싱의 중심부에는 상기 구동장치의 외측구동기어와 상기 외측구동기어의 중공에 위치하는 내측구동기어가 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 상부회전부재의 중심부에는 상기 외측구동기어와 결합가능한 외측구동기어결합홀과 상기 내측구동기어가 관통가능한 내측구동기어관통홀이 동심으로 중첩하여 형성되며, 상기 하부회전부재의 중심부에는 상기 내측구동기어와 결합가능한 내측구동기어결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1구동기구와 상기 제2구동기구 각각에는 상기 한쌍의 플런저의 임의 회전을 억제할 수 있는 자세유지장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 한다. 상기 자세유지장치는 일방의 플런저가 상기 유출관과 상기 유입관 사이에 고정된 상태에서 타방의 플런저가 회전하는 동안 타방의 플런저의 운동으로 인해 발생하는 정압 또는 부압으로 인한 임의운동을 방지하는 역할을 한다.
또, 상기 상부케이싱과 상기 하부케이싱의 마주보는 면의 최외곽에는 각각 상부외곽밀폐자리와 하부외곽밀폐자리가 형성되고, 상기 상부외곽밀폐자리와 상기 하부외곽밀폐자리 사이에는 외곽밀폐부재가 개재되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 상부외곽밀폐자리와 상기 하부외곽밀폐자리 중 일방은 타방을 향하여 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 유출관을 통해 배출되는 약액의 유량은, 실린더의 단면적과 상기 구동장치에 의해 구동되는 상기 플런저의 회전속도에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 가지는 상기 구동장치는, 몸체를 이루고, 일측에 상기 실린더 펌프가 착탈가능하도록 장착되는 장착부를 가지는 하우징; 상기 하우징 내부에 고정되는 제1브라켓에 설치되는 구동모터; 상기 제1브라켓에 회전가능하도록 고정되고, 상기 구동모터의 출력축에 연결되어 회전하며, 내측전동기어와 외측전동기어가 장착되는 메인구동축; 상기 하우징 내부에 고정되는 제2브라켓에 회전가능하도록 고정되고, 외주면에 상기 내측전동기어와 치합되는 내측종동기어를 가지며, 길이방향으로 길게 형성된 저널부의 단부에 상기 상부회전부재와 결합되는 내측구동기어가 형성되는 내측구동축; 및 상기 내측구동축의 저널부에 외삽되는 보스부를 가지고, 상기 제2브라켓에 회전가능하도록 고정되며, 외주면에 상기 외측전동기어와 치합되는 상기 내측종동기어와 동일한 외측종동기어를 가지고, 상기 보스부의 단부에 상기 하부회전부재와 결합되는 외측구동기어가 형성되는 외측구동축을 포함하고, 상기 내측구동기어와 상기 외측구동기어는 상기 장착부를 통해 노출되며,상기 내측전동기어와 상기 외측전동기어는 동일한 기어로써, 각각 외주면의 일부에만 기어치가 형성되며, 상기 메인구동축에 대하여 서로 180°의 위상차를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 내측전동기어 및 상기 외측전동기어는 1회전시 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어를 (360-θ)°를 회전시키면서, 이 중 1/2회전에서만 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어를 (360-2×θ)°를 회전시킬 수 있도록 각각의 외주면의 일부에만 기어치가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제2브라켓에는 상기 내측종동기어와 상기 외측종동기어가 각각 상기 내측전동기어 및 상기 외측전동기어와 치합되지 않은 상태에서, 그 위치를 유지할 수 있는 내측자세유지장치와 외측자세유지장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 내측자세유지장치 및 상기 외측자세유지장치는 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어 각각의 표면에 형성된 내측종동기어돌기 및 외측종동기어를 안착시킬 수 있는 M자 형상의 단면을 가지는 내측돌기자리 및 외측돌기자리가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실린더 펌프는, 간단한 구조를 가지면서도 상당한 고정밀도로 약액의 공급이 가능하며, 시간당 주입량에 있어서 넓은 범위의 약액주입량에 대응할 수 있다.
또, 본 발명의 실린더 펌프는 크기가 작아 휴대가 간편하고, 수액용기 또는 혈액팩의 높낮이의 영향을 받지 않으므로 폴대에 수액용기 또는 혈액팩을 설치하지 않고서도 펌프의 기능을 유지할 수 있어서, 기존의 다양한 약액주입량조절기를 대체할 수 있다.
따라서, 실린더 펌프의 설치공간이 작아지게 되고, 실린더 펌프에 의해 약액을 주입하고 있는 상태에서도 환자는 자유롭게 이동이 가능하다.
또, 실린더 내에서 플런저로 약액을 직접 제어하므로, 시간당 유량을 정밀하게 제어가능하므로 GPS에 의한 원격제어가 가능하여, 환자에 따른 실시간 약액공급량을 모니터링 할 수 있으므로 간호인력의 감축에 상당한 도움이 될 수 있다.
약액의 구동장치와 작동유니트를 착탈방식으로 하고, 작동유니트를 1회용으로 할 수 있어서, 더욱 안전한 약액의 공급이 가능하다.
또한, 실린더 펌프의 설치 위치가 폴대를 사용하지 않아도 되므로, 침대, 바닥, 휠체어등 다양한 위치에 설치가 가능하여, 인체와 환경에 유해한 PVC튜브등 화석연료로 제작한 다양한 부속재료의 사용량을 줄여, 이들을 소각할 때 발생하는 발암물질과 환경공해를 상당량 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인퓨젼 펌프의 사시도이다.
도 2는 도 1의 실린더 펌프의 구동장치 내부의 구동부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 구동부의 정면도이다.
도 4는 도 2의 구동부의 단면도이다.
도 5는 도 2의 구동부에서, 내측구동기어를 회전시키는 내측전동기어 및 내측종동기어의 개략도이다.
도 6은 도 2의 구동부에서, 외측구동기어를 회전시키는 외측전동기어 및 외측종동기어의 개략도이다.
도 7은 도 5와 도 6을 중첩하여 도시한 개략도이다.
도 8은 도 2의 구동부에서, 내측구동기어가 형성된 내측구동기어축의 좌측면도이다.
도 9는 도 8의 내측구동기어축의 정면도이다.
도 10은 도 2의 구동부에서, 외측구동기어가 형성된 외측구동기어축의 좌측면도이다.
도 11은 도 10의 내측구동기어축의 정면도이다.
도 12는 도 1의 실린더 펌프의 작동유니트의 분해사시도이다.
도 13은 도 12의 작동유니트에서, 상부케이싱의 저면도이다.
도 14는 도 13의 상부케이싱의 정단면도이다.
도 15는 도 12의 작동유니트에서 상부회전부재의 평면도이다.
도 16은 도 15의 상부회전부재의 저면도이다.
도 17은 도 12의 작동유니트에서 하부회전부재의 평면도이다.
도 18은 도 17의 하부회전부재의 저면도이다.
도 19는 도 12의 작동유니트에서 플런저의 정면도이다.
도 20은 도 12의 작동유니트에서, 하부케이싱의 평면도이다.
도 21은 도 20의 하부케이싱의 정단면도이다.
도 22는 도 12의 작동유니트의 조립 후, 작동유니트의 작동순서를 개략적으로 설명한 도면이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실린더 펌프는 종래기술의 튜브를 쥐어짜는 방식 또는 플런저(Syringe)을 밀어 유량을 조절하는 방식이 아닌, 튜브형태의 실린더 내의 2개의 임펠러가 하나씩 교대로 1회전하는 것에 의해 약액의 유입과 유출을 동시에 수행하는 방식, 즉 유량을 직접통제 방식의 원리를 이용한다.
따라서, 본 발명에서 사용하는 방식은 실린더와 임펠러의 크기, 회전속도에 의해 미세유량부터 많은 유량까지 다양하게 조절할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 핵심은 작동부에서 임펠러의 미세변위에 의해 정확하게 미세유량을 조절하는 것이다.
특히, 본 발명에 따른 실린더 펌프는 구동장치와 상기 구동장치에 착탈가능한 작동유니트로 구성된다. 따라서, 상기 구동장치는 영구적으로 사용할 수 있으며, 상기 작동유니트는 일회용으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 펌프의 사시도이다. 상기 실린더 펌프는 구동장치(100)와 작동유니트(200)를 포함하여 구성된다. 상술한 바와 같이 상기 작동유니트(200)는 1회용으로 상기 구동장치(100)에 착탈가능하다.
상기 구동장치(100)는 상기 구동장치는 일방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 타방의 플런저가 일방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 일방의 플런저의 타측면에 접촉하여 일방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제1구동기구와, 타방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 일방의 플런저가 타방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 타방의 플런저의 타측면에 접촉하여 타방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제2구동기구를 포함하고, 상기 제1구동기구와 제2구동기구는 서로 교호적으로 작동된다.
따라서, 상기 구동장치(100)는 하우징(102)과, 상기 하우징(102)의 일측에는 상기 작동유니트(200)가 장착되기 위한 장착부(104)가 형성되며, 상기 장착부(104)에는 후술하는 구동부의 내측구동기어(146) 및 외측구동기어(150)가 위치한다.
상기 하우징(102)의 일측에는 상기 작동유니트(200)를 임의로 조작하기 위한 조작부(106)가 배치된다.
도 2는 상기 실린더 펌프의 구동장치(100) 내부의 구동부의 사시도이고, 도 2는 상기 구동부의 정면도이며, 도 3은 상기 구동부의 단면도이다.
상기 구동부의 구동수단은 하나의 구동모터(108)이며, 상기 구동모터(108)를 복수의 기어열을 통해 상기 내측구동기어(146) 및 상기 외측구동기어(150)를 각각 구동시킨다.
상기 구동모터(108)는 제1브라켓(110)에 고정설치되고, 상기 구동모터(108)의 출력축(112)은 메인구동기어(114)와 일체로 연결되고, 상기 메인구동기어(114)는 토크비를 크게 하기 위해 메인감속기어(116)에 치합된다. 즉, 상기 메인감속기어(116)는 상기 메인구동기어(114)보다 치수(齒數)가 많아서, 회전감속을 통해 토크를 증가시키게 된다. 이로 인해, 상기 구동모터(108)에 부과되는 부하를 줄일 수 있으며, 용량에 따른 상기 구동모터(108)의 선택범위가 넓어지게 된다.
상기 메인감속기어(116)는 메인구동축(118)에 일체로 연결된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인구동축(118)은 제1브라켓(110)에 고정되는 제1베어링(120)과 제2브라켓(122)에 고정되는 제2베어링(132)에 회전가능하도록 지지된다.
상기 제1브라켓(110) 및 상기 제2브라켓(122)은 상기 하우징(102)에 고정된다. 또, 상기 제1브라켓(110)과 상기 제2브라켓(122)의 지지 및 상기 하우징(102)과의 고정을 위해 제1지지부(111)과 제2지지부(140)이 형성될 수 있다.
그리고, 내측전동기어(124)와 외측전동기어(128)가 상기 메인구동축(118)에 일체로 설치된다. 따라서, 상기 내측전동기어(124)와 상기 외측전동기어(128)의 회전속도는 동일하다.
상기 내측전동기어(124)는 도 5에 내측종동기어(126)와 치합되고, 상기 외측전동기어(128)는 도 6에 도시된 바와 같이 외측종동기어(130)에 치합된다.
상기 내측전동기어(124)와 상기 외측전동기어(128)은 동일한 기어이나, 상기 메인구동축(118)에 고정될 때, 상기 메인구동축(118)을 기준으로 도 7과 같이 투영하였을 때, 상호 선대칭이 되는 위치로 설치된다.
먼저, 상기 내측전동기어(124)와 상기 내측종동기어(126)의 관계를 설명한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내측전동기어(124)는 40개의 치가 자리할 수 있는 원주에 22개의 치만이 형성되고, 나머지 부분인 각도 α의 영역은 치가 없다. 따라서, 상기 내측전동기어(124)의 22개의 치만이 상기 내측종동기어(126)와 치합하면서 상기 내측종동기어(126)를 회전시킨다.
상기 내측종동기어(126)는 24개의 치가 형성된다. 따라서, 치 하나당 점유하는 중심각은 15°이며, 상기 내측전동기어(124)가 한바퀴 회전하는 동안 상기 내측종동기어(126)는 330°의 회전이 가능하다. 즉, 상기 내측종동기어(126)는 한바퀴에서 2개의 치가 차지하는 중심각인 30°만큼 덜 회전하게 된다. 이 때, 상기 내측종동기어(126)의 부족한 회전각 30°은 후술하는 플런저(278,280)가 차지하는 중심각과 동일하다. 따라서, 상기 플런저(278,280)가 차지하는 중심각이 작아지면, 이에 따라 상기 내측전동기어(124)의 1회전당 상기 내측종동기어(126)의 회전각이 커지게 된다.
결국, 상기 내측전동기어(124)의 직경 및 치수(齒數)와 상기 내측종동기어(126)의 직경 및 치수는 상기 내측전동기어(124)의 1회전시 상기 내측종동기어(126)를 360°에서 상기 플런저(278,280)가 차지하는 중심각을 뺀 크기만큼 회전시킬 수 있으면 족하며, 필요한 경우 더 많은 기어를 사용하는 것도 가능하다.
다음으로, 상기 외측전동기어(128)와 상기 외측종동기어(130)의 관계를 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외측전동기어(128)는 40개의 치가 자리할 수 있는 원주에 22개의 치만이 형성되고, 나머지 부분인 각도 β의 영역은 치가 없다. 따라서, 상기 외측전동기어(128)의 22개의 치만이 상기 외측종동기어(130)와 치합하면서 상기 외측종동기어(130)를 회전시킨다.
상기 외측종동기어(130)는 24개의 치가 형성된다. 따라서, 치 하나당 점유하는 중심각은 15°이며, 상기 외측전동기어(128)가 한바퀴 회전하는 동안 상기 외측종동기어(130)는 330°의 회전이 가능하다. 즉, 상기 외측종동기어(130)는 한바퀴에서 2개의 치가 차지하는 중심각인 30°만큼 덜 회전하게 된다. 이 때, 상기 외측종동기어(130)의 부족한 회전각 30°은 후술하는 플런저(278,280)가 차지하는 중심각과 동일하다. 따라서, 상기 플런저(278,280)가 차지하는 중심각이 작아지면, 이에 따라 상기 외측전동기어(128)의 1회전당 상기 외측종동기어(130)의 회전각이 커지게 된다.
결국, 상기 외측전동기어(128)의 직경 및 치수(齒數)와 상기 외측종동기어(130)의 직경 및 치수는 상기 외측전동기어(128)의 1회전시 상기 외측종동기어(130)를 360°에서 상기 플런저(278,280)가 차지하는 중심각을 뺀 크기만큼 회전시킬 수 있으면 족하며, 필요한 경우 더 많은 기어를 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)는 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 회전하게 된다. 따라서, 이를 위해 상기 내측종동기어(126)는 내측구동축(144)에 설치되고, 상기 외측종동기어(130)는 상기 내측구동축(144)의 저널부(145)가 삽입되는 보스부(152)가 형성된다. 이 결과, 상기 외측종동기어(130)는 상기 보스부(152)와 상기 저널부(145)의 미끄럼회전운동으로 인하여 상기 내측종동기어(126)와 독립적으로 회전가능하다.
상기 내측구동축(144)은 상기 제1브라켓(110)에 고정설치되는 제3베어링(129)과 제3브라켓(142)의 일방에 고정설치되는 제4베어링(134)에 의해 회전가능하도록 축지지된다. 상기 외측구동축(148)은 상기 제3브라켓(142)의 타방에 고정설치되는 제5베어링(136)과 상기 제2브라켓(122)에 고정설치되는 제6베어링(138)에 의해 회전가능하도록 축지지된다. 상기 제3브라켓(142)은 상기 하우징(102)에 고정된다.
그리고, 상기 내측구동축(144)의 일단에는 내측구동기어(146)가 형성되고, 상기 외측구동축(148)의 일단에는 외측구동기어(150)가 형성되며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외측구동기어(150)의 단부보다 상기 내측구동기어(146)가 돌출되도록 설치된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 외측구동기어(150)와 상기 내측구동기어(146) 모두 십자형으로 형성하였으며, 상기 외측구동기어(150)와 상기 내측구동기어(146)의 형상의 제한은 없다.
그리고, 상기 제3브라켓(142)에는 상기 내측구동기어(146)와 상기 외측구동기어(150)의 임의회전을 저지할 수 있는 내측 및 외측 자세유지장치(133,137)가 설치된다.
상기 내측 및 외측 자세유지장치(133,137)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)의 표면(상면 또는 하면)에 각각 형성되는 내측종동기어돌기(127)와 외측종동기어돌기(131)에 대응되는 내측돌기자리(135)와 외측돌기자리(139)가 형성된다.
상기 내측종동기어돌기(127) 및 상기 외측종동기어돌기(131)는 반지름 외측방향의 단부가 둥글게 라운딩처리된 바(bar) 형태의 돌출구조를 가지며, 상기 내측돌기자리(135)와 상기 외측돌기자리(139)는 상기 내측 및 외측 종동기어돌기(127,132)가 안착될 수 있도록 대략 M자 형태로 형성된다. 상기 내측 및 외측 종동기어돌기(127,132)의 M자 형태 역시 라운딩처리되어, 외력이 가해질 경우 상기 내측종동기어돌기(127) 및 상기 외측종동기어돌기(131)가 상기 내측 및 외측 종동기어돌기(127,132)로부터 이탈이 가능하도록 형성된다.
상기 구동장치(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 상기 구동장치(100)의 출력형태, 즉 상기 구동모터(108)의 회전에 따른 상기 외측구동기어(150)와 상기 내측구동기어(146)의 작동형태에 대해 설명한다.
상기 구동모터(108)의 회전은 상기 메인구동기어(114)를 거쳐 상기 메인감속기어(116)으로 전달되어 감속 및 토크증대가 일어난다. 그리고, 상기 메인감속기어(116)의 회전에 의해 상기 메인구동축(118)이 회전하고, 상기 내측전동기어(124)와 상기 외측전동기어(128)는 동일한 각속도 및 동일한 회전방향으로 회전하게 된다.
이 때, 도 7의 상태가 초기상태라고 한다면, 상기 메인구동축(118)이 시계방향으로 1/2회전하는 동안, 상기 외측전동기어(128)는 상기 외측종동기어(130)를 300°만큼 회전시키게 된다(즉, 20개의 치수만큼 회전시킴). 그리고, 상기 내측전동기어(126)는 시작시에만 30°만큼 상기 내측종동기어(126)를 회전시키고(즉, 2개의 치수만큼 회전시킴), 그 이후에는 상기 내측종동기어(126)를 회전시키지 않는다.
다음으로, 이 상태에서 상기 메인구동축(118)이 시계방향으로 추가로 1/2회전하는 동안, 상기 내측전동기어(124)는 상기 내측종동기어(126)를 300°만큼 회전시키게 된다(즉, 20개의 치수만큼 회전시킴). 그리고, 상기 외측전동기어(128)는 초기에만 30°만큼 상기 외측종동기어(130)를 회전시키고(즉, 2개의 치수만큼 회전시킴), 그 이후에는 상기 외측종동기어(130)를 회전시키지 않는다.
즉, 상기 내측종동기어(128)와 상기 외측종동기어(130)는 각각 300°만큼 회전하는 동안은 어느 일방만 회전하지만, 도 7에 빗금표시된 γ의 영역(즉, 2개의 치수만큼의 각 영역, 30°)에서는 동시에 회전하게 된다.
따라서, 상기 구동모터(108)의 회전에 의해 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)는,
① 상기 내측종동기어(126) 만의 300°회전
② 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)가 동시에 30°회전
③ 상기 외측종동기어(130) 만의 300°회전
④ 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)가 동시에 30°회전
를 반복적으로 수행하게 된다.
이에 따라, 상기 내측종동기어(126)와 상기 외측종동기어(130)과 일체로 형성된 상기 내측구동기어(146)과 상기 외측구동기어(150)이 각각 독립적으로 회전하게 된다.
다만, 상기 내측구동기어(146)와 상기 외측구동기어(150)가 하기하는 플런저(278,280)를 각각 구동시키는 과정에서, 상기 한쌍의 플런저(278,280) 사이에 부압 또는 정압이 작용하게 된다. 따라서, 이러한 상기 한쌍의 플런저(278,280) 사이의 부압 또는 정압에 의해 상기 플런저(278,280)의 각위치(angle position)가 변동되지 않도록 상기 내측구동기어(146)와 상기 외측구동기어(150)가 설치되는 상기 외측구동축(148) 및 상기 내측구동축(144)에는 상술한 바와 같이 자세유지장치(133,137)가 추가로 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 자세유지장치(133,137)로 인하여, 상기 플런저(278,280)의 각위치(angle position)의 의도되지 않은 변동은 발생하지 않게 되며, 기어치의 결합과 분리가 반복적으로 일어나는 상기 내측전동기어(124)와 상기 내측종동기어(126) 사이, 그리고 상기 외측전동기어(128)와 상기 외측종동기어(130) 사이의 백래시를 억제할 수 있다.
다음으로, 상기 실린더 펌프의 구동장치(100)에 탈착되는 상기 작동유니트(200)에 대해 설명한다. 상기 작동유니트(200)는 상기 구동장치(100)의 상기 내측구동기어(146)과 상기 외측구동기어(150)의 회전운동에 의해 작동된다. 여기서, 상기 내측구동기어(146)과 상기 외측구동기어(150)의 회전운동은, 상술한 구동장치(100)로 작동시킬 수 있지만, 상술한 운동특성을 만족하는 한, 상기 구동장치(100)의 구성의 제한은 없다.
상기 작동유니트(100)는 기본적으로 몸체를 이루는 상부케이싱(202) 및 하부케이싱(264)과, 상기 상부케이싱(202)에 삽입되는 상부회전부재(222)와, 상기 하부케이싱(264)에 삽입되는 하부회전부재(244)를 포함하여 이루어진다.
상기 상부케이싱(202)에는 약액이 상기 작동유니트(100)의 내부로 유입되는 유입관(214)와, 약액을 약액튜브 등에 공급시키는 유출관(216)이 형성된다. 상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)은 상기 하부케이싱(264)에 형성되거나, 상기 상부케이싱(202)과 상기 하부케이싱(264)에 절반씩 형성되는 것도 가능하다.
또, 상기 상부케이싱(202)과 상기 하부케이싱(264)에는 각각 상부실린더(212)와 하부실린더(270)가 형성되며, 상기 상부케이싱(202)과 상기 하부케이싱(264), 그리고, 상기 상부회전부재(220)과 상기 하부회전부재(244)의 외주면에 의해 하나의 튜브 형태의 실린더가 된다. 그리고, 상기 실린더에 상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)가 연통되도록 형성된다.
상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)은 도 13 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 상부케이싱(202)과 상기 하부케이싱(264)의 중심에 대해 두께의 1/2만큼 편위된다. 또, 상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)의 사이각은 30°이다. 이는 후술(後述)하는 플런저(278,280)가 차지하는 중심각 30°와 일치하고, 상기 플런저(278,280) 중 어느 하나가 상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)의 사이에 위치할 때, 상기 유입관(214)과 상기 유출관(216)을 폐쇄하지 않도록 하기 위함이다.
상기 상부케이싱(202)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 회전체인 상부케이싱몸체(204)와, 상기 상부케이싱몸체(204)의 중심부에 상기 외측구동기어(150) 및 상기 내측구동기어(146)가 관통할 수 있도록 형성된 관통홀(206)과, 상기 상부회전부재(220)가 삽입되는 상부회전부재홈(210)과, 플런저(278,280)의 이동공간을 형성하는 상부실린더(212)와, 상기 상부케이싱몸체(204)의 주변부에 형성되는 상부외곽밀폐자리(203)와, 유입관(214) 및 유출관(216)을 포함한다.
그리고, 상기 상부회전부재홈(210)에는 상부밀폐부재(218)가 위치할 수 있는 상부밀폐자리(208)가 형성된다.
상기 상부케이싱(202)의 상부외곽밀폐자리(203)와 대응하여 하부케이싱(264)에는 하부외곽밀폐자리(274)가 형성되며, 상기 상부외곽밀폐자리(203)와 상기 하부외곽밀폐자리(274) 사이에 외곽밀폐부재(294)가 배치된다.
상기 상부외곽밀폐자리(203)와 상기 하부외곽밀폐자리(274) 중 어느 일방은 돌출형태로 이루어져서, 상기 외곽밀폐부재(294)를 타방측으로 밀어부쳐서 밀폐력을 향상시키는 것이 바람직하다.
또, 상기 상부케이싱몸체(204)의 외측으로 상부결합돌기(205)가 형성되고, 하부케이싱(264)의 하부케이싱몸체(272)의 외측으로 하부결합돌기(276)가 형성되어서, 상기 상부케이싱(202)과 상기 하부케이싱(264)이 볼트 및 너트와 같은 체결수단에 의해 결합가능하게 된다.
상기 상부회전부재(220)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 상측은 상기 상부회전부재홈(210)에 삽입되고, 하측은 상기 상부실린더(212)와 함께 실린더의 상부를 형성하도록 라운드지게 형성된 상부회전부재몸체(222)와, 상기 상부회전부재몸체(222)의 일측에 일체로 형성된 상부푸싱부재(230)를 포함한다.
상기 상부회전부재(220)의 상측에는 상기 상부밀폐부재(218)가 자리하는 상부상측밀폐홈(224)이 형성되고, 상기 상부회전부재(220)의 하측에는 중간밀폐부재(242)가 자리하는 상부하측밀폐홈(240)을 형성하도록 상기 상부하측밀폐홈(240)의 내외측에 간격을 두고 상부하측밀폐돌기(236,238)가 돌출형성된다.
상기 상부푸싱부재(230)의 양측에는 플런저(278)에 고정이 용이하도록 상부끼움돌기(232,234)가 형성된다.
그리고, 상기 상부회전부재(220)의 중심에는 상기 외측구동기어(150)가 결합하는 외측구동기어결합홀(226)이 형성되고, 상기 외측구동기어결합홀(226)과 동심을 이루면서 상기 내측구동기어(146)가 관통하도록 내측구동기어관통홀(228)이 형성된다. 이 때, 상기 외측구동기어결합홀(226)은 상기 외측구동기어(150)가 단단히 고정되도록 상기 외측구동기어(150)와 동일하거나 작은 단면적을 가지도록 하는 것이 바람직하고, 상기 내측구동기어관통홀(228)은 상기 내측구동기어(146)의 최대직경보다 큰 단면을 가지도록 하여 접촉을 줄이는 것이 바람직하다.
상기 상부케이싱(202)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 회전체인 상부케이싱몸체(204)와, 상기 상부케이싱몸체(204)의 중심부에 상기 외측구동기어(150) 및 상기 내측구동기어(146)가 관통할 수 있도록 형성된 관통홀(206)과, 상기 상부회전부재(220)가 삽입되는 상부회전부재홈(210)과, 플런저(278,280)의 이동공간을 형성하는 상부실린더(212)와, 유입관(214) 및 유출관(216)을 포함한다.
그리고, 상기 상부회전부재홈(210)에는 상부밀폐부재(218)가 위치할 수 있는 상부밀폐자리(208)가 형성된다.
상기 하부회전부재(244)는 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상측은 하부실린더(270)와 함께 실린더의 하부를 형성하도록 라운드지게 형성되고 하측은 하부회전부재홈(268)에 삽입되는 하부회전부재몸체(246)와, 상기 하부회전부재몸체(246)의 일측에 일체로 형성된 하부푸싱부재(256)를 포함한다.
상기 상부회전부재(244)의 상측에는 중간밀폐부재(242)가 자리하는 하부상측밀폐홈(252)을 형성하도록 상기 하부상측밀폐홈(252)의 내외측에 간격을 두고 하부상측밀폐돌기(248,250)가 돌출형성되고, 상기 하부회전부재(244)의 하측에는 하부밀폐부재(263)가 자리하는 하부하측밀폐홈(262)이 형성된다.
상기 하부푸싱부재(256)의 양측에는 플런저(280)에 고정이 용이하도록 하부끼움돌기(258,260)가 형성된다.
그리고, 상기 하부회전부재(244)의 중심에는 상기 내측구동기어(146)가 결합하는 내측구동기어결합홈(254)이 형성된다. 이 때, 상기 내측구동기어결합홈(254)은 상기 내측구동기어(146)가 단단히 고정되도록 상기 내측구동기어(146)와 동일하거나 작은 단면적을 가지도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 플런저(278,280)는 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 상부푸싱부재(230)와 상기 하부푸싱부재(256)에 고정된다. 상기 플런저(278,280)는 상기 실린더와 같은 단면적을 가지면서 동일한 곡률로 휘어져 형성되며, 그 중심각은 상술한 바와 같이 30°이다. 상기 플런저(278,280)의 중심각은 상기 유입관(214) 상기 유출관(216) 사이의 중심각과 동일하다.
그리고, 상기 플런저(278,280)의 중심에는 상기 상부푸싱부재(230) 또는 상기 하부푸싱부재(256)가 삽입되는 삽입홈(288)이 형성되고, 상기 삽입홈(288)의 좌우측에는 상기 상부끼움돌기(232,234) 또는 상기 하부끼움돌기(258,260)와 결합되는 끼움홈(290,292)가 형성된다. 또, 상기 플런저(278,280)의 외주면 양측에는 오링(282,284)이 형성되어서, 상기 플런저(278,280)가 상기 실린더 내벽면과의 확실한 밀착이 가능하도록 한다.
상기 하부케이싱(264)은 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 회전체인 하부케이싱몸체(272)와, 상기 하부회전부재(244)가 삽입되는 하부회전부재홈(268)과, 플런저(278,280)의 이동공간을 형성하는 하부실린더(270)을 포함한다.
그리고, 상기 하부회전부재홈(268)에는 하부밀폐부재(263)가 위치할 수 있는 하부밀폐자리(266)가 형성된다.
상기 하부케이싱몸체(272)의 주변부에는 상술한 바와 같이 하부외곽밀폐자리(274)가 형성되고, 또, 상기 상부케이싱몸체(204)의 외측으로 상부결합돌기(205)가 형성되고, 상기 하부케이싱(264)의 하부케이싱몸체(272)의 외측으로 하부결합돌기(276)가 형성되어서 상기 상부케이싱(202)의 상부결합돌기(205)와 대응된다.
상기 작동유니트(200)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성되며, 이하 그 조립된 상태 및 작동방법에 대해 설명한다.
도 22는 상기 작동유니트(200)의 상기 상부회전부재(222)와 상기 하부회전부재(244)를 조립 후, 상기 작동유니트(100)의 작동순서를 개략적으로 설명한 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이 하부케이싱(264)을 기준으로 하여 설명하고, 유입관(214) 및 유출관(216)은 상부케이싱(202)에 설치되었지만, 이해의 편의를 위해 하부케이싱(264)에 연통되는 것으로 도시한다. 또, 유출관과 유입관의 위치는 상기 플런저(278,280)가 시계방향으로 회전할 경우이며, 만일 상기 시린(278,280)의 회전방향이 반시계방향이라면 도면부호 216이 유입관이 되고 도면부호 214가 유출관이 된다.
출시되는 제품은 밀봉상태로, 도 22a에 표시된 플런저(278,280)이 시계방향으로 좀 더 회전하여, 상기 플런저(278,280)가 상기 유출관(274) 및 유입관(276)을 폐쇄한 상태이다.
그리고, 동작개시상태는 도 22a에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 플런저(280)가 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(276)의 사이에 위치하고, 다른 플런저(278)가 유입관(276)을 폐쇄한 상태이다. 밀봉상태에서 동작개시상태는 상기 구동장치(100)의 동작을 통해 실현한다.
다음으로, 상기 플런저(280)가 도 22b와 같이 시계방향으로 회전하기 시작하면, 상기 실린더내에 부압이 발생되면서 상기 유입관(214)을 통해 약액이 상기 실린더 내로 유입된다. 그리고, 시계방향의 회전을 계속 하게 되면 도 22c에 도시된 바와 같이 상기 플런저(278)는 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 위치된 플런저(280)에 맞닿게 된다. 즉, 상기 플런저(278)는 300°를 회전하게 된다. 이 상태에서는 상기 플런저(278)가 상기 유출관(216)을 폐쇄한 상태이다.
그리고, 선행하는 플런저(280)과 후행하는 플런저(278)가 동시에 30°만큼 시계방향으로 회전한다. 따라서, 도 22d에 도시되는 바와 같이 후행하는 플런저(278)가 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 위치하게 된다. 이 상태에서 도 22e 및 도 22f와 같이 상기 플런저(280)가 시계방향으로 회전하면서 상기 플런저(280)보다 회전방향으로(시계방향으로) 앞쪽에 위치한 상기 실린더 내의 약액이 상기 유출관(216)을 통해 배출되게 된다. 동시에, 상기 유입관(214)을 통해서 약액이 상기 플런저(280)의 후측으로 유입되어 상기 실린더 내부를 채우게 된다. 다시 말해, 회전하는 플런저(280)에 의해 약액의 배출과 유입이 동시에 일어나게 된다.
그리고, 상기 플런저(280)가 시계방향의 회전을 계속 하게 되면 도 22g에 도시된 바와 같이 상기 플런저(280)는 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 위치된 플런저(278)에 맞닿게 된다. 즉, 상기 플런저(280)는 300°를 회전하게 된다. 이 상태에서는 상기 플런저(280)가 상기 유출관(216)을 폐쇄한 상태이다.
또, 선행하는 플런저(278)과 후행하는 플런저(280)가 동시에 30°만큼 시계방향으로 회전하여, 다시 도 22a와 같은 상태로 복귀한다.
상술한 바와 같이, 상기 플런저(278,280)가 각각 1회전씩 하게 되면, 다시 도 22a 내지 도 22g에 도시된 동작을 반복적으로 수행하게 된다. 따라서, 상기 작동유니트(200)는 약액의 공급을 연속적으로 수행할 수 있으며, 상기 플런저(278,280)의 회전속도를 제어하는 것에 의해 약액 공급량의 미세조절이 가능하게 된다.
이하, 상기 작동유니트(200)의 작동과정을 상기 작동장치(100)와 연관지어 설명한다. 상기 플런저(280)는 내측구동기어(146)에 연결되고, 상기 플런저(278)은 외측구동기어(150)에 연결된다.
따라서, 도 22a 상태에서 상기 외측구동기어(150)가 먼저 회전하기 시작해서, 상기 외측구동기어(150)가 300°를 회전하면, 상기 플런저(278)가 시계방향으로 회전하여 도 22c에 도시된 바와 같이 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 위치된 플런저(280)에 맞닿게 된다. 이 상태에서, 상술한 바와 같이 외측구동기어(150)와 상기 내측구동기어(146)가 동시에 30°를 회전하면, 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 상기 플런저(278)이 위치하게 되고, 상기 플런저(280)는 상기 유입관(214) 쪽으로 밀려나게 된다.
그리고, 다시 내측구동기어(146)가 300°를 회전하면, 상기 플런저(280)가 시계방향으로 300°를 회전하여 도 22g에 도시된 바와 같이, 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 위치된 플런저(278)에 맞닿게 된다. 이 상태에서, 상술한 바와 같이, 외측구동기어(150)와 상기 내측구동기어(146)가 동시에 30°를 회전하면, 상기 유출관(216) 및 상기 유입관(214)의 사이에 상기 플런저(280)이 위치하게 되고, 상기 플런저(278)는 상기 유입관(214) 쪽으로 밀려나게 된다.
따라서, 상기 작동장치(100)의 내측구동기어(146) 및 외측구동기어(150)의 교호적인 회전동작에 의해, 상기와 같은 과정이 반복하면서 상기 작동유니트(200)의 약액의 공급이 연속적으로 이루어지게 된다.
또, 상기 플런저(278,280) 사이에 발생되는 정압 또는 부압으로 인한 상기 플런저(278,280)의 변위는 상술한 자세유지장치(133,137)에 의해 제어될 수 있어서, 항상 정량의 약액 공급이 가능하게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
부호의 설명
100: 구동장치 102: 하우징
104: 장착부 106: 조작부
108: 구동모터 110: 제1브라켓
111: 제1지지부 112: 출력축
114: 메인구동기어 116: 메인감속기어
118: 메인구동축 120: 제1베어링
122: 제2브라켓 124: 내측전동기어
126: 내측종동기어 127: 내측종동기어돌기
128: 외측전동기어 129: 제3베어링
130: 외측종동기어 131: 외측종동기어돌기
132: 제2베어링 133: 내측자세유지장치
134: 제4베어링 135: 내측돌기자리
136: 제5베어링 137: 외측자세유지장치
138: 제6베어링 139: 외측돌기자리
140: 제2지지부 142: 제3브라켓
143: 확경부 144: 내측구동축
145: 저널부 146: 내측구동기어
148: 외측구동축 150: 외측구동기어
152: 보스부 200: 작동유니트
202: 상부케이싱 203: 상부외곽밀폐자리
204: 상부케이싱바디 205: 상부결합돌기
206: 관통홀 208: 상부밀폐자리
210: 상부회전부재홈 212: 상부실린더
214: 유입관 216,276: 유출관
218: 상부밀폐부재 220: 상부회전부재
222: 상부회전부재몸체 224: 상부상측밀폐홈
226: 외측구동기어결합홀 228: 내측구동기어관통홀
230: 상부푸싱부재 232,234: 상부끼움돌기
236,238: 상부하측밀폐돌기 240: 상부하측밀폐홈
242: 중간밀폐부재 244: 하부회전부재
246: 하부회전부재몸체 248,250: 하부상측밀폐돌기
252: 하부상측밀폐홈 254: 내측구동기어결합홈
256: 하부푸싱부재 258,260: 하부끼움돌기
262: 하부하측밀폐홈 263: 하부밀폐부재
264: 하부케이싱 266: 하부밀폐자리
268: 하부회전부재홈 270: 하부실린더
272: 하부회전부재바디 274: 하부외곽밀폐자리
276: 하부결합돌기 278,280: 플런저
282,284: 오링 286: 플런저바디
288: 삽입홈 290,292: 끼움홈
294: 외곽밀폐부재

Claims (12)

  1. 내부에 상부회전부재가 삽입되어 회전되는 통상의 상부케이싱과, 상기 상부케이싱과 결합하고 내부에 상기 상부회전부재와 회전미끄럼접촉하는 하부회전부재가 삽입되어 회전하는 통상의 하부케이싱을 포함하고,
    상기 상부케이싱의 내벽면과 상기 상부회전부재의 하측 외주면과 상기 하부케이싱의 내벽면과 상기 회전부재의 상측외주면은 하나의 튜브형태의 실린더를 형성하며,
    상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재에는 각각 상기 실린더의 단면을 차단한 상태로 상기 실린더 내에서 회전운동하는 플런저가 설치되고,
    상기 실린더에는 약액이 유입되는 유입관과 약액이 유출되는 유출관이 상기 상부케이싱과 상기 하부케이싱의 외주면으로부터 돌출하도록 형성되며,
    상기 유입관과 상기 유출관의 회전중심에 대한 중심각은 1개의 플런저의 중심각(θ)의 1배 이상 2배 이하가 되도록 배치되고,
    상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재는 구동장치에 연결되어 각각 독립적으로 회전가능한 실린더 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동장치는 일방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 타방의 플런저가 일방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 일방의 플런저의 타측면에 접촉하여 일방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제1구동기구와,
    타방의 플런저를 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치고정시킨 상태에서 일방의 플런저가 타방의 플런저의 일측면에 접촉한 상태에서 회전하여 타방의 플런저의 타측면에 접촉하여 타방의 플런저를 시프트하면서 상기 유입관과 상기 유출관의 사이에 위치시키는 제2구동기구를 포함하고,
    상기 제1구동기구와 제2구동기구는 서로 교호적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부케이싱과 상기 상부회전부재 사이, 상기 하부케이싱과 상기 하부회전부재 사이, 상기 상부회전부재와 상기 하부회전부재 사이, 및 상기 상부케이싱의 주변부와 상기 하부케이싱의 주변부 사이에는 각각 밀폐부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상부케이싱의 중심부에는 상기 구동장치의 외측구동기어와 상기 외측구동기어의 중공에 위치하는 내측구동기어가 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 상부회전부재의 중심부에는 상기 외측구동기어와 결합가능한 외측구동기어결합홀과 상기 내측구동기어가 관통가능한 내측구동기어관통홀이 동심으로 중첩하여 형성되며, 상기 하부회전부재의 중심부에는 상기 내측구동기어와 결합가능한 내측구동기어결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1구동기구와 상기 제2구동기구 각각에는 상기 한쌍의 플런저의 임의 회전을 억제할 수 있는 자세유지장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상부케이싱과 상기 하부케이싱의 마주보는 면의 최외곽에는 각각 상부외곽밀폐자리와 하부외곽밀폐자리가 형성되고, 상기 상부외곽밀폐자리와 상기 하부외곽밀폐자리 사이에는 외곽밀폐부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상부외곽밀폐자리와 상기 하부외곽밀폐자리 중 일방은 타방을 향하여 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유출관을 통해 배출되는 약액의 유량은, 실린더의 단면적과 상기 구동장치에 의해 구동되는 상기 플런저의 회전속도에 의해 결정되는 을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 구동장치는,
    몸체를 이루고, 일측에 상기 실린더 펌프가 착탈가능하도록 장착되는 장착부를 가지는 하우징;
    상기 하우징 내부에 고정되는 제1브라켓에 설치되는 구동모터;
    상기 제1브라켓에 회전가능하도록 고정되고, 상기 구동모터의 출력축에 연결되어 회전하며, 내측전동기어와 외측전동기어가 장착되는 메인구동축;
    상기 하우징 내부에 고정되는 제2브라켓에 회전가능하도록 고정되고, 외주면에 상기 내측전동기어와 치합되는 내측종동기어를 가지며, 길이방향으로 길게 형성된 저널부의 단부에 상기 상부회전부재와 결합되는 내측구동기어가 형성되는 내측구동축;
    상기 내측구동축의 저널부에 외삽되는 보스부를 가지고, 상기 제2브라켓에 회전가능하도록 고정되며, 외주면에 상기 외측전동기어와 치합되는 상기 내측종동기어와 동일한 외측종동기어를 가지고, 상기 보스부의 단부에 상기 하부회전부재와 결합되는 외측구동기어가 형성되는 외측구동축을 포함하고,
    상기 내측구동기어와 상기 외측구동기어는 상기 장착부를 통해 노출되며,
    상기 내측전동기어와 상기 외측전동기어는 동일한 기어로써, 각각 외주면의 일부에만 기어치가 형성되며, 상기 메인구동축에 대하여 서로 180°의 위상차를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  10. 제9항에 있어서, 상기 내측전동기어 및 상기 외측전동기어는 1회전시 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어를 (360-θ)°를 회전시키면서, 이 중 1/2회전에서만 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어를 (360-2×θ)°를 회전시킬 수 있도록 각각의 외주면의 일부에만 기어치가 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2브라켓에는 상기 내측종동기어와 상기 외측종동기어가 각각 상기 내측전동기어 및 상기 외측전동기어와 치합되지 않은 상태에서, 그 위치를 유지할 수 있는 내측자세유지장치와 외측자세유지장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
  12. 제11항에 있어서, 상기 내측자세유지장치 및 상기 외측자세유지장치는 상기 내측종동기어 및 상기 외측종동기어 각각의 표면에 형성된 내측종동기어돌기 및 외측종동기어를 안착시킬 수 있는 M자 형상의 단면을 가지는 내측돌기자리 및 외측돌기자리가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 펌프.
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